Brevet FR2477631A1 — publié le 19810911

La présente invention se rapporte à un système destiné à indiquer un fonctionnement économique de moteurs à combustion interne sur des bateaux,de manière à permettre de régler le nombre de tours en vue d'obtenir une économie de carburant. Dans les bateaux ou autres équipements ayant des moteurs à combustion interne, les besoins de puissance et donc la consommation de carburant augmentent souvent beaucoup avec la vitesse ou le nombre de tours du moteur. Pour les bateauxtla puissance consommée est le produit d'une force de freinage sur la coque et de la vitesse. La force de freinage est due d'une part au frottement sur l'eautqui est à peu près prpportionnel au carré de la vitessebet d'autre part à la résistance due à la forme et aux vagues, cette dernière étant sous la dépendance de la relation entre la longueur de la coque et la longueur des vagues engendrées à la vitesse en question. En outre, la force de freinage est influencée par la carène du bateau qui dépend de la vitesse. La puissance requise peut être exprimée par la somme de termesexponentieX,dont les exposants varient entre 1 et 4 et d'un terme supplémentaire qui varie entre une valeur positive et une valeur négative suivant les vitesses.Dans les conditions de fonctionnement pour lesquelles le terme supplémentaire est positif, la consommation de puissance devient plus grande que "la valeur moyenne" pour la vitesse en question. Le système décrit par l'invention peut affecter, d'une manière appropriéela forme d'un instrument indi cateur,qui permet d'effectuer une comparaison entre la consommation réelle de carburant et une consommation "théorique" de carburant fondée sur des conditions de fonctionnement similaires sans termes supplémentaire . En règlant le nombre de tours du moteur, il devient souvent possible de trouver une vitesse très peu différente qui procure une économie de carburant. Dans des bateaux ayant des ailerons d'assiette , l'indicateur peut indiquer le réglage optimum correspondant à une position donnée du papillon du moteur Un mode de réalisation simple fondamental de l'in vention peut comprendre un débitmètre pour du carburant relié au moteur et à un transducteur électrique.On fait l'hypothèse que le signal de mesure qui provient du transducteur est proportionnel à la vitesse et on transforme ce signal par des moyens qui dépendent de la vitesse ou de la tension mesurée, par exemple une chaîne de résistances ou de diodes semiconductrices,en une grandeur convenable,non linéaire,dépendant de la vitesse de manière à ce que la tension de sortie corresponde à la puissance théorique exigée pour le bateau lorsque celuici n'est pas influencé par les vagues ou autres. Une valeur approximative de la tension de mesure correspondante peut aussi être obtenue d'un dispositif de détection du nombre de tours du moteur ayant une caractéristique convenable. Dans le dispositif indicateur,qui peut autre un voltmètre, la tension mesurée,obtenue telle que mentionnée ci-dessus,et servant de tension de référence est comparée à une tension de mesure qui est proportionnelle au débit de carburant. Par des couplages préalables convenablement choisis, on règle la gamme de mesure de manière à ce que l'indicateur donne une valeur minimale à une vitesse qui procure une bonne économie de carburant et à une position où l'écart de mesure est une indication de l'écart par rapport à la valeur optimale. Suivant un mode de réalisation pratique, on peut obtenir à peu près le même effet à bas prix si l'on obtient la consommation de carburant par un potentiomètre commandé d'une manière correcte ou par quelque autre détecteur qui est relié à la commande du papillon dans des moteurs Otto ou au régulateur d'injection pour des moteurs Diesel,au lieu que cela soit effectué à l'aide d'un débitmètre distinct. Une thermistance mesurant la vitesse de l'air à l'admission de l'air frais pour le moteur peut être utilisée en variante au lieu d'un potentiomètre. Comme la quantité de carburant aspiré dans les moteurs Otto est à peu près proportionnelle à la surface du papillon, l'installation est beaucoup simplifiéeten particulier puisque le nombre de tours du moteur peut être détecté d'une manière simple à l'aide d'un fréquencemètre à allumage fonctionnant par impulsion ou autre, puisque l'on peut aussi utiliser ce nombre de tours comme référence de puissance ou de vitesse. Lorsque le papillon s'ouvre de plus en plus, le nombre de tours du moteur et le couple de l'arbre augmentent. Ainsi l'instrument peut-il montrer si le couple augmente au-dessus d'un couple correspondant à la"résistance moyenne de frottement" dans la gamme de vitesses utilisée pour une vitesse donnée et pour un nombre de tours donnés.Dans les moteurs Diesel, le signal correspondant à la surface du papillon peut provenir d'un réglage de la pompe et de l'indicateur du nombre de tours. Les valeurs de mesure nécessaires pour obtenir le réglage de l'indicateur peuvent dans une certaine mesure être remplacées ou complétées par des dispositifs de mesure du couple et/ou de la force de réaction de l'arbre de l'hélice. L'indicateur peut être par exemple un instrument, tel qu'un instrument numérique ou un dispositif à signal acoustique,dans lequel par exemple la hauteur ou le caractère du son définissent la condition de fonctionnement. Le signal de mesure peut être aussi envoyé à des instruments enregistreurs et,en plus,peut être utilisé pour faire fonctionner directement les dispositifs de commande du moteur. Si une tension fixe,choisie d'une manière convenable,est appliquée à la valeur qui mesure le débit du carburant, on peut associer les signaux du détecteur de ma nière à obtenir une indication du coût total de carburant et du temps, par exemple dans le cas de bateaux loués, ce qui peut donner une autre valeur à la vitesse optimale. Plus particulièrement, le système suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend,en première part, un premier dispositif de mesure qui engendre un signal de mesure,de préférence électrique, analogique ou numérique, qui comprend une indication directe ou indirecte du débit de carburant, en deuxième part,un deuxième dispositif de mesure,qui donne un signal de mesure comprenant une indication directe ou indirecte de la vitesse du bateau et,en troisième part,un dispositif indicateur destiné à combiner les signaux de mesure fournis par le premier et le second dispositifs de mesure respectivement, de manière à présenter des valeurs de mesure fondées sur ces si- gnaux de mesure combinés sous la forme de la différence,du quotient ou d'une autre relation entre les signaux de mesure. La figure unique du dessin annexé illustre l'invention. Le moteur 1 d'un-bateau, par exemple d'un bateau de plaisance, est muni d'un bras 2 de commande du papillon, ce bras pouvant être mis en diverses positions en rotation ou incliné, dont l'une est illustrée entrait plein,tandis qu'une autre est illustrée en traits eut points. Un support 3 porte un potentiomètre 4, que le bras 2 fait fonctionner à l'aide dtnc ble 2a,dont,en ltespèce,l'une des extrémités est reliée à peu près au milieu du bras 2 suivant la direction longitudinale de ce dernier, tandis que l'autre extrémité est enroulée sur une partie du potentiomètre 4 et y est fixée par une vis 4a et un boulon 4b. Le potentiomètre 4 est sollicité à l'encontre durable 2a par un ressort 5 de traction. L'extrémité supérieure du bras 2 est reliée au papillon du moteur (non représenté) par un câble 2b bowden traversant une plaque 2c du support 3. I1 y a en outre un instrument 6 indicateur de mesure, un circuit 7 électrique, par exemple un circuit imprimé ayant deux entrées et une sortie et une batterie 8 de générateur à courant continu. Le système illustré au dessin fonctionne de manière à ce qu'un signal qui est proportionnel au nombre de tours du moteur 1 soit envoyé du moteur à l'une des entrées du circuit 7 électrique, à l'autre entrée et à l'autre sortie duquel sont envoyés des signaux par le potentiomètre 4, de manière à fournir une indication du réglage du papillon, ce réglage correspondant aussi au débit de carburant allant au moteur. Les deux signaux mentionnés sont comparés l'un à l'autre dans le circuit 7 électrique et le signal de sortie obtenu est envoyé à l'indicateur 6. La relation entre les deux signaux mentionnés en premier est telle que l'aiguille de l'indicateur 6 atteint un réglage minimum quand la relation entre le nombre de tours du moteur et la vitesse du bateau est la plus favorable. il est ainsi très simple, pour le pilote du bateau, de régler le nombre de tours du moteur qui est le meilleur à l'instant considéré, compte tenu du débit du carburant du moteur,en observant l'indicateur et la déviation de l'aiguille de cet indicateur. REVENDICATIONS 1) Système destiné à fournir une indication du fonctionnement économique d'un moteur à combustion interne sur des bateaux afin de permettre le réglage du nombre de tours en vue d'obtenir une économie de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend,en premier part,un premier dispositif (4) de mesure,qui engendre un signal de mesure ,de préférence électrique, numérique ou analogique, donnant une indication directe ou indirecte du débit de carburant, en deuxième part, un deuxième dispositif (1) de mesure qui engendre un signal de mesure comprenant une indication directe ou indirecte de la vitesse du bateau et,en troisième part,un dispositif (6) indicateur destiné à combiner les signaux de mesure obtenus des premier et deuxième dispositifs de mesure respectivement, de manière à présenter des valeurs de mesure fondées sur ces signaux de mesure combinés sous la forme de la différence,du quotient ou d'une autre relation entre les signaux de mesure. 2) Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif (4) de mesure est relié à la pompe de carburant, au système dlinjection, au carburateur ou à un débitmètre particulier du moteur. 3) Systsème suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième dispositif (1) de mesure est relié à l'indicateur de vitesse du babKu ouà quelque autre élément dont on peut obtenir une valeur de mesure dépendant de la vitesse, par exemple au système d'allumage, à l'arbre du moteur ou auxconstituanti;de structure absorbant les forces de réaction. 4) Système suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour corriger les valeurs de mesure primaires ou les signaux de sortie du dispositif de mesure,en tenant compte des écarts mesurés ou calculés par rapport aux relations réelles. 5) Système suivant l'une des revendications 1 à 4 destiné à être utilisé sur des bateaux ayant des moteurs Otto, caractérisé en ce que le premier dispositif de mesure est relié à un élément commandant la position du papillon du carburateur. 6) Système suivant l'une des revendications 1 à 4 destiné à être utilisé dans des bateaux ayant des moteurs Diesel, caractérisé en ce que le premier dispositif de mesure est relié à la pompe dtinjection ou aux moyens qui la commandent. 7) Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens commande la position du papillon par un mécanisme articulé ou par une came agencée de manière à ce que la valeur de sortie du dispositif de mesure soit à peu près proportionnelle à la surface de l'ou- verture du papillon. 8) Système suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le premier dispositif de mesure ou son fil pour le signal de sortie ou le dispositif indicateur contient au moins un élément d'ajustement,qui permet de régler un écart par rapport à la liaison entre la valeur d'entrée du dispositif de mesure et sa valeur de sortie, permettant en particulier l'addition d'une valeur qui est indépendante du débit à la valeur de sortie. 9) Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens indicateurs ou une unité reliée individuellement aux moyens indicateurs sont disposés de manière à délivrer un signal combiné,qui est,de préférence, proportionnel au quotient ou à la différence entre les signaux corrigés de valeurs mesurées ou proportionnel à la différence entre les logarithmes des signaux respectifs corrigés de valeurs mesurées. îo) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif indicateur ou une unité distincte qui y est reliée est conçu de manière à calculer à partir des signaux de sortie d'une part une valeur du débit réel de carburant ou le coût de fonctionnement de la propulsion, le cas échéant corrigée par un coût horaire indépendant du débit fixé,et d'autre part un débit de carburant hypothétique ou un coût horaire hypothétique ou un modèle mathématique simplifié du bateau,et le dispositif indicateur donne la relation entre ces débits ou coûts. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif (4) de mesure est un potentiomètre. 12) Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif de mesure est une thermistance.