<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
':BREVET 'Dt 73,Q'Vi'TZON
EMI1.2
"1'erfeetionn,ements àux systèmes d'alimentation en combustible". la présente invention est relative aux dispositifs d'alimentation en combustible pour sources de puissance telles que moteurs à combustion interne, turbines à gaz, moteurs à réaction, etc...
Elle a pour fin dans son prinoi- ne pe,de réaliser, bien qu'elle soit pas limitée à ceux-ci des perfectionnements aux dispositifs d'alimentation en combustible ou aux générateurs de mélange combustible où le combustible fourni à la source de puissance ou moteur, soit mesuré ou dosé en fonction du régime du moteur corri-
<Desc/Clms Page number 2>
gé par un ou plusieurs paramètres ou caractéristiques de fonctionnement corrélatives du débit de l'air admis dans le moteur ou consommation d'air de celui-ci. Un tel disposi- tif peut comporter une pompe à combustible du type à pression et une soupape d'admission de combustible, con- trôlée par un élément qui réagit en fonction de la. vitesse du moteur, un régulateur centrifuge par exemple entraîné par celui-ci,
et dont l'action s'exerce en antagonisme avec celle d'un diaphragme soumis à. une charge de dosage.
Comme l'action du régulateur est proportionnelle au carré de la vitesse, la charge de dosage l'est aussi et dans le cas d'un gicleur de section constante, le débit du combus- tible qui s'écoule à. travers celui-ci est, pour des condi- tions données de fonctionnement du moteur, proportionnel à la vitesse du moteur. Si maintenant la section du gicleur est contrôlée par un pointeau mobile commandé par un élé- ment agissant en corrélation avec la. masse de l'air admis dans le moteur ou consommation d'air par tour de moteur, on peut escompter obtenir un rapport combustible/Air relativo- ment précis pour toute la gamme de puissance.
Les dispositifs d'alimentation en combustible de ce type particulier peuvent être dénommés "systèmes de doage ou régulateurs vitesse/ densité,'.
Bien que le pincipe du fonctionnement soit théorique- ment viable, on a, rencontré dans la pratique certaines diffi- cultés pour réaliser un dosage précis en fondtion du débit d'air du fait des larges marges de pression et de température rencontrées, de la nécessité d'adapter le dispositif à des sources jeté puissance de type et de caractéristiques de fonc- tionnement différents, d'éliminer les effets de " v a p o r
<Desc/Clms Page number 3>
1 o o k" et d'obtenir un réglage correct du débit de combusti- ble pour une large marge de conditions de fonctionnement, et en raison des nombreux problèmes que pose la réalisation d'un dispositif pratique et efficace.
En conséquence, un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif d'alimentation en combustible ou un générateur de mélange qui puisse s'adapter aisément à différents types de sources de puissance ou moteurs tels que les moteurs à combustion, les turbines à gaz ou les mo- teurs à réaction, dans lesquels la puissance est produite par la combustion d'un mélange combustible, constitué en liquide général d'un carburant et d'air.
Un autre objet de l'invention est d'améliorer les ca- ractéristiques de dosage du combustible et de rendre plus pratiques les dispositifs d'alimentation du type vitesse/ densité, D'autres objets visent :
La réalisation d'un système perfectionné de contrôle du dosage pour dispositifs de dosage vitesse/densité.
La réalisation d'une correction de température plus précise pour les dispositifs d'alimentation du type vitesse/ densité.
Le perfectionnement de l'ensemble constitué par le régulateur centrifuge et la soupape d'admission.
Un agencement pour éliminer l'air et les vapeurs de combustible en certains points du système d'alimentation.
La perfectionnement de l'ensemble constitué par les capsules sensibles à la pression d'admission et à la contre- pression.
L'emploi d'un limiteur de vitesse de construction simple.
Enfin la réalisation d'autres perfectionnements et avantages qui apparaitront à la lecture de la description
<Desc/Clms Page number 4>
suivante et en se référant aux dessins annexés sur les- quels :
La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'alimentation en combustible suivant la présente invention ;
La figure la est une vue à, plus grande échelle d'une partie de la figure I; La. figure 2 est une coupe pratiquée suivant la ligne 2-2 de la, figure I:
La figure 3 est une élévation schématique avec vues en coupe de certaines parties montrant l'application du dis- positif pour débiter du combustible sous pression dans la tubulure d'admission d'air d'un moteur à, combustion interne;
Les figures 4 à, 8 inclusivement sont des coupes frag- mentaires montrant des variantes du. contrôle de la pression de dosage des dispositifs d'alimentation en combustible per- fectionnés;
La figure 9 est une vue analogue à, la figure 3, mais où le dispositif est prévu pour contrôler un système à in- jection directe ou solide.
Le figure 9a est une coupe longitudinale par l'axe, à. plus grande échelle, de la pompe d'injection de combus- tible utilisée dans le système de la figure 9;
La figure 10 est une vue schématique, en coupe, d'un motaur à réaction montrant comment le dispositif peut être adapgé à l'alimentation en combustible de la chambre ou des chambres de combustion de ce moteur;
Les figures 11,12 et 13 sont des diagrammes repré- sentant la caractéristique de débit de systèmes de contrôle pour moteurs d'aérodynes comportant des turbines à gaz.
<Desc/Clms Page number 5>
La figure 14 est une coupe fragmentaire d'un autre type de système de contrôle qui constitue une variante de celui représenté sur la figure 10.
Si l'on se reporte aux dessins et en premier lieu aux figures I, Ia et 2, le dispositif d'alimentation en combus- tible ou générateur de mélange représenté comporte un car- ter principal 10 dont une partie est façonnée de telle sor- te qu'elle délimite la chambre d'admission II d'une pompe à combustible à laquelle le combustible peut être amené à partir d'un réservoir, d'une pompe ou de toute autre sour- ce appropriée non représentée, par le conduit 12.
La pompe à combustible 13 mieux représentée sur la, figure 2 comporte un rotor 14 dans lequel est ménagé un alésage axial, où. est monté un axe 15, et une série de rainures radiales dans lesquelles coulissent des palettes 16 le rotor tourne à l'intérieur d'un cylindre ouvert ou cage 17 qui se termine à ses extrémités opposées par des bagues 17a. repoussant les palettes radialement contre l'axe 15. L'extrémité droi- te du rotor est de diamètre réduit et constitue un arbre d'entraînement I4a sur lequel est fixé un pignon 18 afin d'établir une liaison d'entraînement avec la source de puis- sance ou moteur à alimenter en combustible et qui n'est pas représenté sur la figure I.
La pompe 13 prend le combus- tible dans la chambre II et le refoule sous pression dans la chambre 19 définie par la paroi 20 qui est venue d'une seule pièce avec le carter 10 et comporte des parties 20a et 20b profilées pour recevoir la cage 17 du rotor.
'Un chapeau 21 fixé de façon amovible au carter 10 supporte l'ensemble constitué par le palier et le dispositif d'étanchéité le l'arbre 14a dont la lubrification peut être
<Desc/Clms Page number 6>
assurée par le conduit 22.
Lextrémité gauche du rotor 14 tourne dans un organe de support et d'étanchéité 25 monté dans un bossage 24 venu d'une pièce avec le carter 10 et maintenu en place par une bague 25. L'extrémité gauche du rotor est creuse pour pouvoir insérer l'axe 15. dont le déplacement longitudi- nal est interdit par un organe de butée 26 muni d'une bague d'étanchéité pour empêcher les fuites de combustible à. par- tir de l'alésage du rotor, l'organe de butée 26 étént main- tenu en place par un jonc 27. le rotor 14 de la pompe possède une liaison d'entraîne- ment avec un régulateur qui est disposé,ainsi qu'il sera décrit ultérieurement, de manière à actionner une soupape 28 Qui se prolonge par une tige de diamètre réduit 28a.
La sou- pape 28 coulisse dans un manchon 29 portant une bride de fixation 29a assujettie à une portée 30 qui constitue une partie de la parei d'une chambre de combustible non dosé décrite ci-après, ce manchon 29 comportant un siège sur le- quel s'applique la soupape 28 et qui délimite l'orifice de sortie 31 de la soupape.
La partie réduite 28a de la tige 28 de la soupape est entourée d'un ressort hélicoîdal 32 qui w'appuie à son extrémité gauche contre un épaulement ménagé sur ladite ti- ge et à son extrémité opposée contre la. couronne intérieure d'un palier de butée 33 maintenu en position convenable par 1'écrou 34 qui sert à régler corrélativement le régulateur et la soupape.
Les masselottes du. régulateur sont indiquées en 35; elles sont solidaires d'axes 36 et sont Tenues d'une pièce avec des doigts 37 qui portent sur le palier de butée 33 et
<Desc/Clms Page number 7>
sollicitent la soupape 28 vers la position d'ouverture, c'est -à-dire vers la droite en regardant la figure I, avec une for- ce qui dépend de la vitesse de rotation et par suite de l'ef- fet centrifuge des masselottes 35. Les axes 36 sont assujet- tis dans des chapes 38 faisant partie d'un moyeu 39 qui por- te les couronnes extérieures de paliers 40, les couronnes in- térieures de ces paliers étant montées sur le manchon 29 et maintenues en place par un écrou.ou collier 41.
Une cloche 42 est fixée sur l'extrémité gauche du rotor 14 au moyen d'une pièce de montage 43 et de l'écrou ou collier 44. Une liaison d'entraînement est prévue entre le rotor 14 et le régulateur et comporte les tenons 45 qui cons- tituent des saillies radiales de la flasque du moyeu 39 et viennent s'engager dans des encoches 46 ménagées sur le bord de la cloche 42. Cette construction a le mérite d'être sim- ple et de rendre l'assemblage facile. Un autre rôle de la cloche 42 est de réduire la turbulence du combustible dans la chambre 19 et de limiter la poussée exercée par les mas- selottes du régulateur dans certaines conditions de fonction- nament, par exemple lorsqu'il n'y a pas de différence de pression appréciable appliquée au diaphragme de;: dosage qui sera décrit ultérieurement.
Un déflecteur 42a est de préférence monté sur le manchon 29 près de l'orifice 31 de la valve ; il guide le combustible radialement de la périphérie de la chambre du régulateur vers l'orifice de sortie 31 de la soupape. Ce dé- flecteur coopère avec la cloche 42 pour faciliter l'élimi- nation des vapeurs de combustible comme il sera décrit ul- térieurement et il réduit également la turbulence du oombus- tible au voisinage de la soupape.
<Desc/Clms Page number 8>
Un diaphragme 47 (voir figure I) est serré entre les parties radiales cuflasques des douilles 48 et 49. La douil- le 48 coulisse dans un manchon de guidage 50 monté dans un moyeu 51 tandis que la douille 49 est solidaire d'une tige 52 maintenue dans une position réglable par l'écrou 53 Un câble 54 est fixé à, l'une de ces extrémités à, la tige 52 et à. son extrémité opposée à, la tige 28a de la. soupape 28. Une rondel- le 55 stabilise le câble qui est entouré d'un ressort de fil relativement fin pour acquérir une rigidité suffisante pour l'empêcher de se plier sous l'action de la poussée exercée par le ressort de ralenti.
Ce ressort de ralenti 57 s'appuie sur la face externe de la douille 49 du diaphragme et, pour les faibles vitesses de ralenti, exerce sur la soupape 28 une pression déterminée dans le sens de l'ouverture afin d'assu- rer une pression de dosage suffisante au cours du ralenti, ce ressort s'appuyant d'autre part contre un bouchon 58 qui est vissé dans un chapeau 59 et est maintenu dans une posi- tion derégagevoulue par lesorganes élastiques 60- Comme le ressort 57 peut nécessiter un réglage délicat il est important que le bouchon 58 puisse être réglé aisément mais soit maintenu dans la position choisie; les organes élas- tiques remplissent avantageusement cette fonction.
Une chambre by-pass 61 communique avec la chambre d'admission de combustible II, comme représenté plus clai- rement sur la. figure la; une soupape de décompression 62 contrôle le passage du combustible de la chambre de pres-
19 - sion/am by-pass 61, cette soupape s'appliquant sur une cage 63 montée dans la, partie transversale supérieure de la, paroi 20 et pourvue d'orifices 63a Une tige solidaire de la soupape porte un piston 65 qui coulisse dans un cylindre
<Desc/Clms Page number 9>
perforé 65a, les organes 65 et 65a constituant un dash-pot pour stabiliser l'action de la soupape 62. Un ressort 66 s'appuie sur une coupelle 67 fixée à la soupape 62.
Un dia- phragme 68 ayant sensiblement la même surface utile que le siège de la soupape 62 est serré entre l'organe 67 et cette soupape et constitue une paroi mobile d'une chambre d'équi- librage 70. Le ressort 66 applique la soupape 62 sur son siè- ge et permet son ouverture quand la pression dans la chambre 19 dépasse la pression dans la chambre 70 d'une quantité dé- terminée qui dépend de la force du ressort 66.
Il est important que la chute de pression à travers la soupape 28 soit sensiblement constante afin que les dif- f érentes pressions dans le système soient équilibrées; de plus dane les systèmes d'alimentation en combustible où. l'on utilise un injecteur comme représenté sur la figure 3 le pointeau de dosage est rendu moins sensible aux variations de la pression dans l'injecteur. Dans le cas présent on réa- lise une chute de pression constante à travers la soupape 28 en reliant la ohambre dtéquilibrage 70 à une chambre 72 dans laquelle débite l'orifice 31 par l'intermédiaire de passages ou conduits 71,71a.
La chambre 72 est dénommée ci-après chambre de combustible non dosé puisque le combus- tible dans cette chambre n'est pas encore pawsé par les ori- fices de dosagequi seront décrits par la suite.La chambre 70 communique avec la chambre de by-pass 61 par l'orifice calibré 75 afin de permettre le complet remplissage de la chambre 70 et d'éliminer les vapeurs ou dissiper les pres- sions excessives crées dans la chambre 70 du fait de la chaleur du moteur, lorsque ce dernier est arrêté.
<Desc/Clms Page number 10>
Quand on met la pompe en marche et qu'une pression suf- fisante est créée dans la chambre 19, la. soupape 62 s'ouvre et le combustible est admis dans la chambre 61 puis lorsque cette chambre est remplie, dans la chambre 70 par l'orifice 75 Comme cette dernière chambre est en communication avec la chambre de combustible non dosé 72, la pression qui s'exerce sur la face supérieure du diaphragme 68 est la pression du combustible non dosé tandis que celle qui s'exerce sur la face inférieure de la soupape 62 est égale à, celle qui règne dans la chambre 19 du régulateur-, la différence de pression entre ces chambres 70 et 19 ou celle qui s'exerce sur l'en- semble diaphragme-soupape 68-62,
et par conséquent la chute de pression à travers la soupape 28 est donc maintenue à une valeur sensiblement constante déterminé par le ressort 66, indépendamment du volume de combustible débité par le système
La soupape indiquée en 81 figure 1 est une soupape de coupure de ralenti; elle est utilisée pour interrompre com- plètement l'alimentation en combustible du moteur afin d'ar- rêter ce dernier.
Cette soupape comporte une tige 82 et un levier 83; dans la position représentée la soupape est ou- verte et le combustible peut passer dans le conduit 84, ce dernier étant pourvu d'un organe de raccordement 85 auquel on peut fixer un tube ou conduit approprié menant à un gi- cleur, à la nourrice d'un brûleur, à. une pompe d'injection ou l'équivalent suivant le type de source de puissance qui doit être alimentée en combustible.
Il est à noter que le conduit ou passage 71 est relié son prolongement 71a par un orifice 86 contrôlé par un boisseau 87 monté sur la tige de soupape 82 et tournant avec elle et avec la soupape de coupure 81. Ainsi quand cette
<Desc/Clms Page number 11>
soupape de coupure est fermée, il en est de même de la sou- pape 87, et la communication entre la chambre du combustible non dosé et la chambre 70 est interrompue.
La raison de ce montage est la suivante: si la pression du combustible non dosé s'exerçait encore dans la chambre 70 lorsque l'écoule- ment du combustible est interrompu et que le moteur tourne sous l'action de sa force vive, il serait nécessaire d'exer- cer sur la soupape 62 une telle pression pour la soulever de son siège qu'il s'ensuivrait des pressions exagérément élevées dans la chambre 19.
Il est important d'éliminer complètement les vapeursx de combustible de la chambre dans laquelle fonctionne l'en- semble régulateur-soupape. Comme le combustible à l'état de vapeur est plus léger qu'à l'état liquide il tend à se ras- sembler à, la partie centrale de la chambre du régulateur puis- que les particules lourdes de liquide sont chassées vers l'ex- térieur par la force centrifuge; ces vapeurs affectent l'ac- tion du combustible sur les masselottes du régulateur et aug- mentent la poussée effective de ces dernières ce qui accroît la charge de dosage et tend à produire un rapport combustible/ air trop riche.
Si les vapeurs qui se rassemblent font plus que remplir la cloche tournante et la chambre du régulateur, elles passent à travers le système ce qui conduit à un mélan- ge pauvre. Ainsi, de même que dans les autres systèmes d'ali- mentation en combustible, la formation de vapeurs a pour effet un fonctionnement instable et non satisfaisant.
Dans le cas présent le système d'élimination de vapeur prévu met à profit la tendance de la vapeur à se rassembler à la partie centrale de la chambre du régulateur. La cloche 42 dans laquelle sont logées les masselottes 35 du régulateur
<Desc/Clms Page number 12>
comporte dans ses parois périphérique et terminale une série d'orifices ou trous 90 et le moyeu 39 comporte également une serie d'orifices 91 (voir figure la).Dans l'organe de butée 26 placé à. l'extrémité du rotor 14 sont ménagés des orifices 92;
les vapeurs de combustible passent par ces orifices puis dans l'espace annulaire interne qui entoure l'organe de butée et les passages 93 ménagés dans le rotor et qui se prolongent à travers le palier 23 pour se terminer dans une chambre col- lectrice annulaire 94 ménagée dans le bossage 24.Un conduit 95 fait communiquer la chambre annulaire 94 avec une chambre 96 dans laquelle est monté un flotteur 97 qui porte une sou- pape 98 coulissant sur l'extrémité d'une tige creuse pourvue l'un orifice 98', cette soupape 98 contrôlant le conduit 99 d'évacuation de la vapeur qui peut aboutir dans un réservoir de combustible non représenté ou en tout autre point appro- prié quelconque tel que le conduit d'admission d'air. Une cou -pelle inversée 99' est prévue dans la chambre 96 pour consti.
tuer une paroi interne lisse permettant le mouvement verti- cal libre du flotteur.
Le système d'évacuation de la vapeur fonctionne comme suit:
Au cours du fonctionnement il se produit un écoulement continu de liquide et/ou de vapeur de la partie centrale de la chambre du régulateur vers la chambre à. flotteur 96 par l'intermédiaire des orifices 92-93. la chambre annulaire 94 et le conduit 95. En l'absence de vapeur, le combustible li- quide qui pénètre dans la chambre 96 la remplit et le flot-, teur ferme l'orifice 98'. Le combustible qui est ensuite adi mis dans la chambre 96 passe par le conduit 100 et l'orifice calibré ICI pour arriver à la chambre by-pass 61 qui communî-
<Desc/Clms Page number 13>
que avec la chambre d'admission II de la pompe.
Les vapeurs qui, du fait des basses pressions, de l'agitation du liquide ou de joute aufre cause, entrent ou se forment dans la cham- bre 19, passent par suite de l'action centrifuge à travers les orifices 90-91 ménagés dans les parois de la cloche 42 et du moyeu 39 et aussi par l'espace compris entre le bord de la. cloche et ledit moyeu. Ces vapeurs se rassemblent au- tour de l'axe de l'ensemble régulateur-soupape et passent par les orifices 92 de l'organe de butée 26, les conduits ou orifices 93, la chambre annulaire 94 et le conduit 95 pour arriver dans la chambre à flotteur 96.
Le déflecteur 42a, fait que seul le combustible liquide peut passer de la périphérie de la chambre du régulateur à l'orifice 31 de la soupape 28 ce qui facilite l'effet de ¯.centrifugation du com- bustible dans la chambre du régulateur.
Normalement quand il y a peu ou pas de vapeurs de combustible ou d'air dans la chambre à flotteur 96, l'orifi- ce 98' est maintenu fermé par la soupape 98. Mais quand les vapeurs ou l'air entrent dans ladite chambre, ils abaissent le niveau du combustible liquide; le flotteur descend et la soupape 98 démasque l'orifice 98' ce qui permet aux vapeurs et à l'air de s'échapper dans le réservoir de combustible par le conduit 99. La vapeur s'échappant, le combustible liquide qui entre dans la chambre 96 rétablit le niveau et déplace le flotteur vers le haut en fermant l'orifice 98'.
La chambre 72 du combustible non dosé. figure I, est ménagée dans une pièce moulée 102 qui est reliée de fa- çon appropriée au carter principal 10 de la pomper et la bride 29a du manchon 29 est reliée à la portée 30 de cette pièce, par exemple par les vis 103. Une autre pièce moulée 104 est
<Desc/Clms Page number 14>
reliée de façon appropriée à la pièce moulée 102 et com- porte une chambre de contrôle 105. cette dernière étant séparée de la chambre 72 par le diaphragme 47 mais commu- niquant avec celle-ci par un orifice calibré 106, d'une fa- çon qui sera décrite ultérieurement.
Un pointeau de dosage 107 (voir figure 1) contrôle l'orifice de dosage 107' ménagé sous la forme d'un siège prévu dans la paroi de la chambre 72 et faisant communiquer cette chambre avec celle du combustible dosé 107a d'où le combustible passe dans le conduit 84. Le pointeau 107 est actionné par un dispositif manométrique comportant une cap- sule 108 soumise à. la, pression d'admission et fixée à l'une de ses extrémités à une platine 109 qui est fixée à son tour à un chapeau 110. la tête du pointeau étant logée dans ce chapeau et maintenue contre celui-ci par un léger ressort III maintenu en place par une bague de retenue 112.
A l'in- térieur de la capsule se trouvent un ressort principal 113 et un ressort supplémentaire 113' qui maintiennent la, capsule dans une position d'équilibre pour des pressions intérieures et extérieures données. L'extrémité extérieure de la capsule est reliée à une platine 114 qui est fixée à l'extrémité in- térieure d'un organe terminal 115 de fermeture et d'accouple- ment dans lequel est prévu un évent 116 fermé par un bouchon amovible et grâce auquel on peut aisément faire le vide à l'intérieur de la capsule puis la sceller. Dans le cas présent on a fait le vide dans la capsule 108 afin qu'elle ne soit sensible qu'aux variations de pression, les corrections de température étant réalisées par un élément de contrôle dis- tinct qui sera décrit par la suite.
Il n'est pas indispensa- ble de compléter l'action du ressort principal 113 par le res-
<Desc/Clms Page number 15>
sort 113' mais l'emploi de ce dernier facilite l'application d'une charge précise à la capsule et la rend plus sensible aux variations de pression. On peut le comparer à un réglage du type à vernier.
Une capsule 117 sensible à la contrepression d'échap- pement est prévue; elle est de dimensions réduites par rap- port à la capsule 108 et est fermée à l'une de ses extrémités par une platine assujettie à une douille 118 fixée à l'organe terminal 115 et à son extrémité opposée par une seconde pla- tine reliée à un manchon 119 vissédans l'extrémité extérieu- re d'un boitier 120,
ce dernier étant vissé dans un bloc 121 assujetti à la pièce moulée 102.L'intérieur de la capsule 117 communique avec l'atmosphère ou avec un point de la tubulure d'échappement du moteur au moyen d'un orifice 122 relié à l'extrémité ouverte du manchon 119.L'extrémité intérieure de ce manchon 119 communique avec l'intérieur de la capsule 117 etpémscope sur la douille 118,
cette dernière étant fixée à l'une des extrémités d'une tige 123 qui est sollicitée vers l'extérieur par un ressort taré 124 qui s'appuie à son extrémité intérieure sur une nervure ménagée à l'intérieur du manchon 119 et à son extrémité opposée sur une rondelle 125 maintenue dans une position de réglage donnée par un écrou de blocage 126.Le ressort 124 et son système de ré- glage permettent de fixer une relation précise entre le fon- ctionnement de la capsule de contre-pression et la capsule de pression d'admission.
On voit que lorsque la pression d'admission est trans- mise à la chambre 127 délimitée par le carter 120 elle tend à écraser les capsules 108 et 117 et à dégager le pointeau 107.Comme l'intérieur de la capsule 117 est en communication
<Desc/Clms Page number 16>
avec l'atmosphère ou la tubulure d'échappement son écrase- ment est limité en fonction directe des variations de la pression d'échappement ou de la pression atmosphérique qui peut être prise comme valeur indicative de la contrepres- sion d'échappement.
En réglant la tension du ressoft 124, on peut aussi régler le taux de contrepression représenté par l'action de la capsule 117. De préférence l'ensemble manométrique est taré de façon à produire, pour toute la gamme de dosage, un déplacement uniforme du pointeau profilé 107, proportionnel à la pression d'admission réduite d'une fraction déterminée de la contrepression d'échappement.Cet- te action peut être obtenue avec une seule capsule mais le système à, double capsule décrit ici est plis facile à cons- truire, à calibrer et à régler et, en général,
plus prati- que que le système à capsule unique.La valeur de la frac- tion de la contre-pression d'échappement à adopter est une variable qui dépend du type du moteur et de ses caractéris- tiques en particulier compte étant tenu de la quantité ré- siduelle de gaz d'échappement qui reste dans les cylindres du moteur après chaque course d'échappement du piston. Dans les moteurs alternatifs actuels de type standard, on prend 1/6 de la contre-pression d'échappement ce qui donne une cor- rection satisfaisante.
La pression d'admission peut être communiquée à la chambre 127 par le passage 128 ménagé dans le bloc 121 et relié à la tubulure d'admission par le conduit 128a, voir figure 3.
Le pointeau 107 est monté coulissant dans une douil- le de guidage 129 où est ménagé un joint d'étanchéité 131 Celui-ci s'oppose aux fuites de combustible qui pourraient
<Desc/Clms Page number 17>
se produire de la chambre 72 à. la chambre 127, le long de la douille 129. Une chambre ou logement annulaire 132 est ménagé dans la douille 129 autour du pointeau 107, cette chambre communiquant avec une zône où régne une basse pres- sion, par exemple l'aspiration du compresseur, par le conduit 133 prévu dans le bloc 121 et un conduit 133a, voir figure 3.
Cette disposition évite les fuites de liquide dans la chambre 127, le long du pointeau 107. et permet également un libre déplacement de ce pointeau.
Un orifice de contrôle est figuré en 135; il fait communiquer la chambre 105 du système contrôlé par le ré- gulateur avec la chambre 107a de combustible dosé par les passages 136, 136a, la surface de cet orifice étant réglée par un pointeau 137. le mode opératoire de cet ensemble sera exposé plus complètement dans la description du fonctionne- ment qui suit:
La pompe à combustible 13 peut être entraînée par le moteur ou source de puissance à. alimenter en combustible par toute liaison intermédiaire appropriée. la rotation du rotor 14 de la pompe détermine l'aspiration de combustible dans la chambre II reliée à une source de combustible telle que le réservoir usuel par le conduit 12;
ce combustible est refoulé par les palettes de la pompe dans la chambre 19 la soupape de décompression 62 est réglée de façon à mainte- nir la pression du combustible dans la chambre 19 à une va- leur déterminée, supérieure à celle qui règne dans la chambre 72. Quand la pression dépasse cette valeur, le combustible en'excès est ramené dans la chambre II par le by-pass 61.
Quand le moteur fonctionne, les masselottes 35 du régulateur et le ressort de ralenti 57 tendent à ouvrir la
<Desc/Clms Page number 18>
soupape 28 et le combustible sous pression passe par l'orifi- ce 31 dans la chambre de combustible non dosé. Le combusti- ble passe ensuite dans la chambre de combustible dose 107a, par l'orifice de dosage 107', puis arrive par le conduit 84 à l'orifice de débit qui alimente suivant les cas le moteur à combustion interne ou le brûleur d'une turbine à gaz ou d'un moteur à réaction.
Une petite quantité de combustible pawse de la chambre 72 de combustible non dosé dans la cham- bre 105 du système contrôlé par le régulateur, par l'orifice calibré 106 puis dans la chambre de combustible dosé 107a. par l'orifice de section variable 135, et,de même que le combustibleadmis par l'orifice de dosage 107', est amenée par le conduit 84 à l'orifice de débit.
On voit que la pression variable régnant dans la cham- bre 105 a une valeur intermédiaire entre celle du combusti- ble non dosé de la chambre 72 et la pression du combustible dosé de la chambre 107a et se rapproche d'autant plus de la pression dans la chambre 72 que la surface utile de l'orifice 135 est plus réduite par le pointeau 137;par contre,elle se rapproche d'autant plus de la pression dans la chambre 107a que la section effective de l'orifice 135 est plus grande.
Pour une position donnée du pointeau 137 la différence des pressions dans les chambres 72 et 105,désignée ci-après sous le nom de charge de réglage,reste une fraction constante de la différence des pressions dans les chambres 72 et 107a cette dernière différence étant appliquée à l'orifice de dosage 107', Si la soupape 28 s'ouvre ou se ferme,le débit du combustible au gicleur tend à. augmenter ou à diminuer et il en est de même de la charge de réglage et
<Desc/Clms Page number 19>
de la pression différentielle de dosage.
La charge de réglage, c'est-à-dire la différence des pressions dans les chambres 72 et 105 agit sur le diaphragme 47 et tend à le déplacer vers la gauche, ce qui, par le câble 54, tend à déplacer la soupape 28 vers la gauche en antagonisme avec l'action exercée par les masselottes 35 du régulateur.
La soupape 28 oscille entre les positions d'ouverture et de fermeture jusqu'à ce que la charge agissant sur le diaphragme 47 équilibre l'effort exercé par les masselottes 35. Comme la vitesse du régulateur est proportionnelle à celle du moteur, la poussée exercée par les masselottes du régula- teur est proportionnelle au carré de la vitesse et il en ré- suite que la différence de pression agissant sur le diaphrag- me 47 est maintenue proportionnelle au carré de la vitesse ; il en est de même de la chute de pression à travers l'ori- fice de dosage 107', Si l'on suppose que la surface de l'or@- fice de dosage 107' est constante, son débit est proportion- nel à la racine carré de la chute de pression à travers l'ori- fice et par conséquent proportionnel à la vitesse du moteur.
Pour des valeurs fixes de la pression d'admission et de la contre-pression d'échappement, le débit d'air admis dans le moteur varie en raison directe de la vitesse de celui-ci et le mécanisme de contrôle qui vient d'être décrit fait va- rier la quantité de combustible délivrée au moteur ou brû- leur de façon correspondante.,
Le poids d'air admis dans le moteur dépend non seu- lement de la vitesse du moteur mais aussi de la pression d'admission rectifiée par un certain pourcentage ou fraa- tion de la contre-pression d'échappement, Afin de faire va- rier le débit de combustible en fonction des variations
<Desc/Clms Page number 20>
du débit d'air résultant des variations de la pression d'ad- mission ou de la. contre-pression d'échappement, la section de l'orifice 107;
est commandée par le pointeau 107 qui est dé- placé en fonction directe de la pression d'admission recti- fiée par une fraction déterminée de la contre-pression ou de la pression atmosphérique. Ainsi,si l'on fait varier la pres- sion d'admission,par exemple en agissant sur le papillon mon- té dans la tubulure d'admission d'air d'un moteur à.
combustion interne ou en faisant varier la vitesse du compresseur pour une ouverture donnée du papillon,ces variations de pression sont transmises dans la chambre 127 et appliquées à la capsu- le 108.la pression dans cette chambre 127 agit également sur la, capsule 117 dont l'intérieur communique avec l'atmosphère ou la tubulure d'échappement par l'évent 122 et qui modifie ainsi l'élongation de la, capsule 108 en raison directe des variations de la pression atmosphérique.Le tarage de la cap- sule 108,défini par le degré du vide qui y règne et la com- pression des ressorts 113 et 113'.
est tel qu'il produise un déplacement déterminé du pointeau 107 pour la marge totale de dosage.Le déplacement de la capsule et le profil du poin- teau 107 sont établis corrélativement de façon à obtenir les sections voulues de l'orifice pour toute cette marge.
Ainsi,en contrôlant la charge de dosage du combus- tible en fonction du carré de la vitesse du moteur et la sec- tion de l'orifice de dosage en fonction de la pression d'ad- mission rectifiée au degré voulu en fonction des variations de la contre-pression d'échappement,et en supposant pour le moment que la température de l'air qui entre dans le moteur est constante,on peut obtenir le rapport combustible/air voulu pour toute la. gamme des variations de la vitesse du
<Desc/Clms Page number 21>
moteur, de la pression d'admission et de la contre-pression d'échappement.
La variation de la position du pointeau 137 conduit à une variation donnée du pourcentage du combustible délivré au moteur pour toute la gamme de fonctionnement du moteur.
Ce pointeau convient donc comme dispositif de correction de température,comme il apparaitra ci-après en se référant à la figure 3, où. comme dispositif de contrôle de la riches- se du mélange. Par exemple,on peut faire en sorte que pour une position intermédiaire ou neutre du pointeau 137 les sur- faces respectives des orifices 106 et 135 soient égales et que les chutes de pression à travers ces orifices soient aussi équivalentes.
Dans ces conditions,la différence en- tre les pressions régnant dans les chambres 72 et 105 et par conséauent la différence de pression s'exerçant sur le daa- phragme 47 est représentée par la chute de pression à tra- vers l'orifice 106 et est sensiblement égale à la moitié de la chute de pression totale à travers les orifices 106 et
135, la chute de pression totale étant égale à la pression différentielle de dosage à travers l'orifice de dosage 107'.
La différence de pression appliquée au diaphragme 47 conser- 'moitie ' ve cette valeur/pour toutes les valeurs de la pres- sion différentielle de dosage ou de la surface de l'orifice de dosage.Si maintenant pour une vitesse donnée du régula- teur ou du moteur et pour une surface donnée de l'orifice de dosage 107',par exemple en soulevant le pointeau 137. on augmente la surface de l'orifice 135. ce qui réduit la pression différentielle qui s'exerce sur le diaphragme 47 peut par exemple devenir égale à 6/10 de la pression différentielle de dosage au lieu d'être égale à la moitié de cette pression.
x)dans la chambre 105, la pression
<Desc/Clms Page number 22>
la pression différentielle appliquée au diaphragme 47 est alors top forte pour équilibrer l'action des masselottes sur la soupape 28 et cette dernière se ferme partiellement et réduit le débit de combustible jusqu'à, ce que la pression différentielle qui s'exerce sur le diaphragme 47 soit rédui- te de 1/6, et reprenne sa, valeur primitive ce qui entraine
EMI22.1
une réduction aorresponi....... uu ou:c, .. 7^ , =i.e le. pression différentielle de dosage réglant le débit de l'orifice 107'.
La quantité de combustible débitée par l'orifice 107' au mo-
EMI22.2
teur ou au biuleur est donc réduite à environ la racine carré des 5/6 de sa, valeur primitive et la réduction de pourcentage du débit de l'orifice 107' se produit pour toute la gamme des vitesses du moteur et de réglage du pointeau 107. Si au con- traire la section de l'orifice 135 est réduite, par exemple en abaissant le pointeau 137, la pression dans la chambre 105 augmente et la, pression différentielle sur le diaphragme 47 décroît de façon correspondante.
Les masselottes 35 ouvrent la soupape 28 pour accroître le débit de combustible jusque ce aue la pression différentielle sur le diaphragme 47 re- prenne sa valeur primitive pour équilibrer l'action des mas- selottes 35. Ceci entraine un accroissement de pourcentage du débit de l'orifice 107'qui vaudra pour oute la marge de fonctionnement du moteur.
Ainsi,lorsque la. surface de l'ori- fice 135 est maxima, le débit est minimum et inversement lor- sque la surface de cet orifice est minima, le débit'est maxi- mum pour toute vitesse donnée du moteur et une position fixe du pointeau 107. La pression dans la chambre 105 peut donc être,.commandée par le pointeau 137 pour réaliser un accrois- sement ou une réduction de la pression différentielle de do- sage du combustible par rapport à la pression différentielle
<Desc/Clms Page number 23>
lorsque la température s'élevé dans la tubulure d'admission ou le oollecteur du confesseur, le fluide se dilate et dé- termine l'expansion de la capsule 151, en antagonisme avec l'action du ressort 153. pour déterminer le mouvement du poin- teau 137.
z¯¯
Ce dispositif fonctionne oomme il a été décrit en se référant à la figure I pour ce qui est de l'alimentation du moteur en combustible. Pour accélérer ou ralentir le moteur, on peut agir our le papillon 141 de façon usuelle: on contrô- le ainsi le débit d'air dans latubulure d'admission 140 .Quand , ,ce' débit d'air augmente la pression d'admission augmente également,il en est de même de la pression dans la chambre 127,
le pointeau 107 s'écarte de son siège et la section de l'orifice principal de dosage 107' s'accroît pour augmenter le débit du combustible au moteur.En même temps la vitesse du mateur augmente et la charge de dosage à l'orifice de dosage 107' augmente de façon correspondante .La fermeture du papil- lon entraine le cycle inverse de fonctionnement.L'accéléra- tion ou.
le ralentissement peuvent également résulter du on- trôle du pas de l'hélice par l'intermédiaire d'un dispositif approprié,tel qu'un régulateur automatique de pas,qui agit soit conjointement avec le dispositif de contrôle du papil- lon et/ou de la pression d'admission soit indépendemment de ceux-ci .Dans ce cas la charge de dosage est réglée directe- ment par l'action des masselottes 35 du régulateur centrifuge ou par la variation de la pression centrifuge et de la pres- sion d'admission.
Si la température s'élève dans la tubulure d'admission, la capsule 151 se dilate, soulève le pointeau 137 et augmente la section de l'orifice 135;quand ceci se produit et en sup-
<Desc/Clms Page number 24>
posant que la vitesse du moteur et la pression d'admission restent constantes, la, charge de dosage décroît, il en ré- sulte une réduction du débit du combustible admis dans le moteur ce qui a. pour effet de corriger le mélange et de main- tenir un rapport combustible/air déterminé. Comme un accroîs- sement de température a pour effet une réduction du poids de l'air, il est nécessaire que la quantité on débit de oom- bustible soit réduite dans des proportiàns correspondantes.
Inversement, si la température de l'air décroît et que de ce fait le poids de l'air admis augmente, le pointeau 137 se déplace vers le bas pour réduire la surface de l'orifice 135 ce qui augmente la pression différentielle de dosage et par suite le débit du combustible dans le moteur.
Il est évident qu'une certaine quantité de combustible passe dans la chambre de combustible dosé 107a par les orifices 106 et 135 au lieu de passer par l'orifice de dosage principal 107'. Toutefois, les orifices 106 et 136 peuvent être extrêmement petits tout en conservant leur efficacité, en particulier lorsque le système est utilisé comme dispositif de correction de température, et cette portion de combustible peut être considérée comme négligeable. Elle sert principale- ment à réaliser, à certaines températures, un enrichissement pen pour le. marge des vitesses de ralenti, ce qui, pour certains types de moteurs et pour certaines dimensions des orifices peut s'avérer désavantageux.
Comme au ralenti le débit du combustible est minimum et le taux des variations de température est moins prononcé, on peut à ce moment se passer du système de contrôle par les orifices calibrés.
<Desc/Clms Page number 25>
La figure 4 représente un dispositif de commande qui entre automatiquement en action quand la pression différentiel- le de dosage atteint des valeurs minimum et maximum prédé- terminées pour éliminer non seulement l'enrichissement au ra- lenti du fait de l'écoulement du combustible au by-pass par rapport à l'orifice de dosage 107, mais également pour com- penser l'enrichissement dû aux vitesses élevées du moteur. l'orifice 106 est de plus grande section et une soupape 156 spécialement profilée en 156' coopère avec cet orifice.
'Un diaphragme 157, sur lequel s'appuie un ressort 158 est mon- té dans la cloison qui sépare les chambres 72 et 105, ce dia- phragme étant lié à la soupape 156 par une tige 159 et un le- vier 160 qui pivote en 160',
Le ressort 158 équilibre la différence de pressions agissant sur le diaphragme 157 de telle manière que pour une marge de vitesse comprise entre un minimum et un maximum pré- terminés, la surface de l'orifice 106 est normale, c'est-à- dire autorise un écoulement de combustible tel que le fonc- tionnement décit ci-dessus se produise ; quand la vitesse devient voisine de ces valeurs limites ou les atteint, la sur- face de cet orifice est réduite et/ou complètement obturée, suivant la nature du profil 156'.
Par exemple, dans la forme représentée si la vitesse du moteur s'abaisse jusqu'à, une certaine valeur, et que la différence de pression agissant sur le diaphragme 157 tombe de même jusqu'à un certain taux le ressort 158 déplace le diaphragme vers la droite déter- minant la réduction progressive et finalement l'obturation de l'orifice 106 par la soupape 156, ce qui rend le by-pass inopérant.
Quand la vitesse du moteur atteint un maximum déterminé
<Desc/Clms Page number 26>
et que la pression différentielle agissant sur le diaphragme 157 atteint une valeur maximum correspondante, le ressort 158 est comprime à tel point que l'extrémité gauche du profil 156' intervient et réduit progressivement la surface de l'ori- fice 106; la pression dans la chambre 105 est donc réduite et il en est de même de la pression différentielle qui agit alors sur le diaphragme 47 afin de réduire suffisamment le débit du combustible pour compenser l'enrichissement qui résulterait des grandes vitesses du moteur.
Il est évident que le pointeau 156 peut être prévu pour contrôler l'un seulement des facteurs ci-dessus. ou les deux, ou que chacun des facteurs peut être contrôlé par un pointeau distinct afin de faciliter l'établissement du profil.
La figure 5 montre un organe de réglage disposé de fa- çon à agir sur l'orifice 106 ce qui permet un contrôle simul- tané et corrélatif de la charge de dosage par le pointeau 137.
Dans cet exemple ion pointeau 161 qui peut être un pointeau de correction de température est relié à une capsule 161' qui communique avec une source de pression de contrôle déterminée, telle que celle provenant de l'élément thermométrique 154 de la figure 3, par l'intermédiaire d'un conduit 162. Une éléva- tion de température détermine la dilatation de la capsule ce qui entraine la réduction de l'orifice 106 par le pointeau 161 et par suite la réduction de la pression dans la chambre 105 et l'accroissement de la pression différentielle agis- sent sur le diaphragme 47 (figure 1) ce qui correspond à la fermeture de la soupape 28 et réduit finalement la charge de dosage sur l'orifice de dosage 107'.
Le pointeau 137 peut agir comme commande indépendante de la commande de température ;
<Desc/Clms Page number 27>
dans le cas d'un moteur à réaction par exemple, il peut être utilise,; comme contrôle de puissance. On peut conserver à l'o- rifice 106 une surface fixe ou constante et les pointeaux I6I et 137 peuvent être utilisés pour commander deux orifices distincts disposés en parallèle, en place de l'orifice unique 135. Dans une telle construction le pointeau I6I serait dis- posé de faqon à s'ouvrir quand la température de l'aie aug- mente, afin de réduire la quantité de combustible fourni au moteur ou brtleur.
Sur la figure 6 la chambre 72 communique avec un pas- sage 163, menant à l'orifice de dosage 107'. par un orifice 164 contrôlé par un ensemble pointeau-capsule analogue à ce- lui représenté sur la figure 5 et dont les éléments similai- res portent les mêmes caractères de référence. L'expansion et la contraction de la capsule déterminent respectivement l'amenée du pointeau I6I dans l'orifice 164 ou son dégage- ment de celui-ci et fait varier la surface utile d'écoule- ment ne la chambre 72 à la chambre I07a en fonction des variations de température ou de toute autre caractéristique de fonctionnement. Si on le désire, un orifice 165 peut être prévu pour assurer une section minima de dosage.
Cette mé- thode de contrôle peut être utilisée seule ou en conjonction avec le contrôle de la charge de dosage comportant les ori- fices 106 et 135.
La figure 7 représente un régulateur de vit esse qui agit pour limiter la valeur maximum de la vitesse de fonctionnement du moteur. Comme dans la figure 6, la chambre de combustible non dosé 72 est reliée à l'orifice de dosage 107' par l'ori- fice 164' et le passage I63'.
Toutefois, dans ce cas, l'ori- fice 164' est contrôlé par une soupape 166 reliée à un dia-
<Desc/Clms Page number 28>
phragme 167 et maintenue écartée de son siège par un res- sort 168. Jusqu'à ce que la vitesse du moteur atteigne une valeur prédéterminée, la soupape 166 reste ouverte et le dosage est assuré de la façon habituelle. Toutefois quand la vitesse du moteur dépasse cette valeur, la charge créée par le régulateur, c'est-à-dire la différence des pressions dans les chambres 72 et 105 agit sur le diaphragme 167 pour fermer la soupape 166, ce qui réduit le débit de combusti- ble de façon appréciable et par suite la vitesse du moteur.
l'orifice 165' autorise le passage d'une quantité suffisante de combustible dans la chambre 163 pour empêcher le calage du moteur quand la soupape 166 se ferme.
La, figure 8 représente une disposition pour régler la charge de dosage afin de compenser les défauts de remplis- sage ou réduction du rendement volumétrique du moteur aux grandes vitesses. Dans ce cas, l'orifice 106 est contrôlé par un pointeau 170 porté par un diaphragme 171 et maintenu écarté de son siège par un ressort 172 tandis qu'il est sol- licité vers ce siège par la différence de pression entre les chambres 72 et 105. Quand la vitesse du moteur augmente la pression différentielle agissant sur le diaphragme 171 aug- mente et déplace le pointeau 170 de façon à réduire la sur- face utile de l'orifice 106Ceci pour les raisons indiquées précédomment, tend à, réduire la charge de dosage sur l'orifice 107' par rappor à celle qui serait obtenue autrement.
Le débit de combustible admis dans le moteur est par conséquent moindre, afin de réaliser la correction correspondant à la réduction du rendement golumétrique.
Alors qu'en général le rendement volumétrique atteint son maximum pour une vitesse intermédiaire, ses variations
<Desc/Clms Page number 29>
les plus grandes se produisent entre cette valeur intermédiai- res et la valeur maxima de la vitesse, En profilant convena- blement le pointeau. 170 par rapport à sa course qui est déter- minée par la surface du diaphragme 171 et le tarage du res- sort 172, et en utilisant un pointeau à profil inversé grâce auquel la surface utile de l'orifice 106 commence par croître puis décroit lorsque le pointeau 170 se déplace vers la gauche du fait de l'accroissement de la vitesse, la correction des variations de rendement volumétrique peut être réalisée pour toute la gamme de vitesses, aussi bien au-dessus qu'au des- sous de cette vitesse intermédiaire.
La figure 9 représente un système à injection directe comportant le dispositif de dosage perfectionné vitesse/densi- té. Un moteur à combustion interne est représenté sohémati- quement en 200; l'air est fourni à ce moteur à partir d'un conduit d'admission 201 dans lequel est monté un papillon 202 actionné par une tringle de commande 203. Le papillon peut être commandé à la main par le pilote ou par un dispositif automatique ou par un dispositif combiné automatique et ma- nuel. Le compresseur 204:, entraîné par le moteur par une transmission appropriée indiquée en 204' , fournit l'air sous pression au collecteur du compresseur 205 et aux tubulures d'admission 206 qui aboutissent aux différents cylindres 207 du moteur, chacun de ces cylindres présentant une soupape d'ad- mission 208, une soupaped'échappement 209 et un/piston 210.
Les éléments qui correspondent à des parties similaires des figures I à 3 ont, sur la figure 9, reçu les mêmes oarac- têres de référence. Ainsi le carter du dispositif d'alimenta- tion en combustible ou pompe vitesse/densité est figuré en 10, la chambre de dosage en 72 et la chambre dans laquelle la pres-
<Desc/Clms Page number 30>
sion est contrôlée par le régulateur en 105. La pompe aspire le combustible à partir d'un réservoir d'alimentation 211 par le conduit 212 et débite le combustible dosé sous pres- sion à une pompe d'injection représentée dans son ensemble en 214.
Cette pompe est montrée en détail sur la figure 9a et comporte un réservoir de combustible 215 qui communique avec le collecteur de combustible 84 de la pompe vitesse/Den- sité par l'intermédiaire du conduit 213. La pression du com- bustible dosé qui se trouve dans le réservoir 215 est appli- quée à la, face intérieure d'un diaphragme 216 afin de con- trôler la course utile de la. pompe d'injection, la face ex- terne de ce diaphragme constituant la paroi mobile d'une chambre 217 qui communique avec la tubulure d'admission d'air 201, en amont du papillon, par le tube ou conduit 218.
Le diaphragme 216 est relié à, une tige 219 au moyen d'un le- vier 220 qui pivote sur le carter de la pompe,l'extrémité libre de cette tige butant contre un organe de support relié à, un piston 221 ou faisant partie de ce piston qui coulisse dans un cylindre 222. Le piston 221 est sollicité vers la gau- che, si l'on regarde la figure 9, en antagonisme avec l'action d'un ressort de rappel 223.
Des pistons plongeurs 224 sont disposés en couronne autour du piston 221, chaaue plongeur coulissant dans Tin guide 225, en antagonisme avec l'action d'un ressort de rappel 226. les plongeurs sont actionnés successivement par un plateau louvoyant 227 entraîné par un arbre moteur principal 228 avec interposition d'un joint uni- versel, pour délivrer des charges de combustible dans les cy- lindres du moteur. L'arbre 228 est entrainéà son tour à par- tir du moteur par des moyens appropriés quelconques comportant la transmission indiquée en 229 figure 9.
Ee plateau louvoy-
<Desc/Clms Page number 31>
ant 227 agit sur des poussoirs 230 alignés avec les plon- geurs respectifs 224 de la pompe et coulissant dans des gui- des 231 autour desqulls sont montés les ressorts 232.
'De préférence, les plongeurs et les poussoirs sont constitués d'éléments distincts pour compenser les petites variations d'alignement de leurs guides 225 et 231, sans qu'il se produise aucune tendance au coincement de l'ensemble, et les ressorts 232 sont disposés de façon à écarter les pous- soirs du plateau louvoyant au cas où l'un des plongeurs col- lerait; le plateau louvoyant et les plongeurs fonctionnent dans un bain d'huile qui de préférence circule sous pression.
Le combustible dosé contenu dans le réservoir 215 passe à travers les orifices 233 du piston 221 et pénètre dans l'es- pace 234 d'où. il s'écoule, par la gorge 235 et les canaux radiaux 235', dans un alésage axial 236 ménagé dans chacun des plongeurs 234. Un manchon by-pass 237 porté par un pla- teau 238 se déplaçant avec le piston 221 est monté glissant sur chacun des plongeurs, dans la région de la gorge 235. Sur la figure 9a, le plongeur supérieur montré en coupe est dans sa position droite extrême qui correspond à la fin de sa course.
Lors de la rotation du plateau louvoyant 227, le plon- geur se déplace vers la gauche jusqu'à ce que la gorge 235 vienne se placer à gauche du manchon by-pass 237; à ce moment le combustible dosé entre dans l'alésage 236 et remplit l'es- pace 239 situé à l'extrémité droite du plongeur dans lequel est montée une valve de retenue 340. Lorsque le plongeur se déplace vars la droite le combustible est refoulé par la gor- ge 235 jusqu'à ce que celle-ci soit recouverte par le manchon 237 ce qui détermine le début de l'injection.
Le mouvement ul- térieur du plongaur vers la droite oblige le combustible em-
<Desc/Clms Page number 32>
prisonné à passer par la soupape de retenue 240 dans le con- duit d'alimentation 241, puis à la pression d'injection, dans le conduit 242 et l'injecteur 243 (figure 9) qui débite le combustible sous haute pression dams le cylindre du poteur.
L'injecteur continue à débiter jusqu'à ce qu'une gorge 244 ménagée sur le plongeur 224 et communiquant avec l'alésage
EMI32.1
236, vienne en adinci-dence - ';.'1""'0 annulaire 245 ménagée dans le gnà,<:,, z&5 et communiquant 8,;(,(; 1?zspi,ce 25+ le combustible restant dans le dit alésage étant alors refoulé dans cet Ainsi la pression du combustible pompe dimi- nue brusquement et l'injection est interrompue ce qui empê- che l'injecteur de baver. En faisant varier la. position des manchons by-pass 237 la capacité utile de la pompe peut varier de zéro au maximum. Comme le diaphragme 216 est relié aux dits manchons 237 par le levier articulé 220, la tige 219 et le plateau 238, le volume exact du combustible constituant chacune des charges débitées dans les cylindrée du moteur est déterminé par la position du diaphragme.
Si la pression du combustible dosé augmente, il en est de même de ' la pression dans le réservoir de combustible 215, et le diaphragme est sollicita vers l'extérieur en antagonisme avec l'action du ressort 223 et déplace le manchon by-pass 237 vers la gauche pour augmenter de façon correspondante le volume de combus- tible injecté; une réduction de la pression du combustible dosé qui diminue la pression s'exerçant sur la face inté- rieure du diaphragme détermine le déplacement vers la droite des manchons by-pass sous l'action du ressort 223. La chambre 217 peut communiquer avec le conduit d'admission d'air ou la buse d'admission eh amont du papillon, ou être reliée à, l'at- mosphère.
<Desc/Clms Page number 33>
Pour enrichir légèrement le mélange combustible lors des accélérations, on prévoit un diaphragme 246 sollicité vers le haut par le ressort 247. Une canalisation 248 abou- tissant en un point du conduit d'admission d'air situé en aval du papillon, transmet la dépression à la face externe du diaphragme, pour les vitesses de ralenti et de croisière, et l'aspire vers le bas ce qui détermine l'entrée de oombus- tible dans la chambre 249. Lorsque par suite d'une accéléra- tion, la pression augmente brusquement le ressort 247 pous- se le diaphragme vers le haut en injectant du combustible dans le réservoir 215.
Le combustible introduit dans la cham-
EMI33.1
" éga1emeùt ' ¯. - ,-' - bre¯249 compense/11auM,,ntatlon de volume de la chambre 215 résultant du déplacement vers l'extérieur du diaphragme 216; autrement une partie du combustible dosé serait utilisée pour remplir ce volume au lieu d'être injecté dans le moteur.
Une pompe à main 250 ( figure 9 ) est interposée dans la canalisation.313. entre le réservoir et la pompe vites- se/densité ; elle peut être utilisée conjointement avec le ro- tor 14 des figures I et Ia pour créer dans le système une pression en vue du démarrage et pour d'autres buts.
La description générale du fonctionnement du système de la figure 9 est la suivante : le contrôle de la puissance est assuré principalement au moyen du papillon 220 qui peut être actionné soit auto-
EMI33.2
matiquement. soit à 1a main, pour faire varier le débit d'air admis dans le moteur. Le régulateur vitesse/densité tend à doser le combustible de la manière décrite en se référant aux figures ià 3 ; le dosage étant proportionnel au produit de la pression d'admission, corrigée en tenant compte des
<Desc/Clms Page number 34>
variations de température et de la contre-pression d'échappe- ment, par la, vitesse du moteur.
Si la pompe d'injection ne débite pas une quantité suffisante de combustible au moteur, la charge de dosage appliquée à l'orifice 107' est trop fai- ble et la charge appliquée au diaphragme du régulateur est insuffisante pour équilibrer l'action des masselottes du régu- lateur. Ces masselottes déterminent donc l'ouverture de la soupape 28 et il s'ensuit un accroissement des pressions du combustible dans le système.
Ces pressions augmentent jus- qu'à ce que la pression dans la chambre 215 de la pompe d'in- jection soit suffisante pour déplacer le piston 221 et les manchons by-pass 237 vers la gauche, afin d'accroître la course utile des plongeurs de la. pompe suffisamment pour fournir la quantité voulue de combustible au moteur;à ce moment la charge sur le diaphragme 47 équilibre exactement l'action des masselottes du régulateur. La pompe d'injection 214 dont les plongeurs sont réglés en fonction du cycle du moteur, prend le combustible dosé dans le réservoir 215 et le répartit dans les différents cylindres du moteur, l'in- jection se produisant pendant la course d'aspiration du pis- ton.
On peut donc maintenir un rapport combustible/air déter- miné indépendemment des jeux qui peuvent exister entre les diverses pièces du mécanisme actionnant les plongeurs de la pompe, jeux qui peuvent résulter de l'usure des poussoirs, du plateau louvoyant et du mécanisme coopérant avec lui, ou des plongeurs eux-mêmes.
La figure 10 représente l'application du dispositif d'alimentation en combustible perfectionné ou pompe vites- se/densité à l'alimentation en combustible des brûleurs de moteurs à réaction. le moteur ou source de puissance, repré-
<Desc/Clms Page number 35>
senté schématiquement sur la figure 10, comprend un carter 300 façonné de manière à délimiter à l'une de ses extrémités une chambre 300' où sont montés les brûleurs et à son extré- mité opposée une tuyère à réaction 300". A l'extrémité avant ou admission, le carter présente un capot arrondi 301 qui déf finit un conduit d'admission d'air 302.
Un compresseur d'air rotatif 303 est monté dans le conduit d'admission sur un ar- bre 304 supporté par un palier 305 qui est pourvu à son ex- trémité arrière d'une sérié de bras radiaux se terminant par des aubages diffuseurs 306. Sur l'arbre 304 est également mon- tée une turbine 306 comportant des aubages 307' qui sont en- traînés par les gaz de combustion produits dans les brûleurs 308.disposés en couronne dans la chambre 300'.
l'air-admis dans le conduit d'admission 302 est aspiré dans le compresseur qui le comprime dans la chambre 300' puis dans les brûleurs 308, où il est chauffé par la combustion du combustible, et les gaz d'échappement dilatés sont diri- gés à. travers les aubages 307' de la turbine 307 pour entrai- ner le compresseur et se détendre dans l'atmosphère à tra- vers la tuyère de réaction 3000 afin d'assurer la propulsion des aérodynes sur lesquels le moteur est utilisé.
Quand un compresseur centrifuge est relié à uhe turbi- ne gaz entrainée par l'énergie des gaz produits dans la chambre de combustion ou brûleurs dans laquelle il comprime l'air et qu'il tourne en synchronisme avec cette turbine, il existe certaines relations fondamentales. Ainsi pour une densité donnée de l'air entrant, le poids de l'air admis varie sensiblement comme la vitesse du moteur, l'élévation de pression dans le compresseur varie comme le carré de cette vitesse et la puissance consommée par le compresseur varie
<Desc/Clms Page number 36>
comme le cube de cette vitesse. Si la, puissance est contrô- lée par le réglage de l'alimentation en combustible, le débit de combustible requis varie sensiblement comme le cube de la vitesse.
Par conséquent si l'alimentation en combustible est contrôlée par un dispositif approprié tel qu'un levier de contrôle de puissance et si ce dernier levier est déplacé en avant ou en arrière pour obtenir une vitesse ou une puissance choisie, la vitesse de la turbine augmente ou décroît jusqu'à ce qu'on atteigne une vitesse correspondante au débit de combustible. Ces mêmes conditions se produisent quand la turbine entraine une hélice d'sérodyne et quand la connexion de la turbine reçoit l'air d'un orifice frontal.
Les systèmes de contrôle de combustible pour les mo- teurs à réaction et les turbines à. gaz ont jusqu'ici été de l'un des deux types suivants: l'un consistant à contrôler l'alimentation en combustible par un régulateur qui interrompt partiellement l'arrivée de combustible quand la. vitesse choi- sie est atteinte, et le deuxième à sélection du débit de com- bustible consistant à choisir ce débit, le moteur ou la machi- ne accélérant ou ralentissant jusqu'à ce qu'elle atteigne la vitesse correspondant au taux d'alimentation choisi.
La figure 11 représente le type de contrôle de combus- tible obtenu avec le système de contrôle à régulateur. Sur cette figure, la coprbe A représente la caractéristique de débit en fonction de la vitesse de cette classe de moteurs et la courbe B représente le débit maximum de la pompe d'alimen- tation. Si le moteur tourne à la vitesse a qui correspond une certaine consommation de combustible et que l'on désire passer à la vitesse b, la charge ou réglage du régulateur qui commande la soupape de contrôle du débit de combustible est
<Desc/Clms Page number 37>
modifié pour correspondre à la vitesse b.
De,régulateur n'étant pas en équilibre ouvre en grand la soupape de combus- tible et le débit fourni au moteur augmente brusquement pour atteindre le débit de la pompe d'alimentation, comme représen- té par la partie c de la courbe en pointillé, Grâce à cet accriossement du débit le moteur accélère et la quantité de combustible fourni suit la courbe a jusqu'à ce que la,vitesse correspondant au nouveau réglage du régulateur soit atteinte et que le régulateur réduise le débit de combustible qui suit la courbe e pour arriver au point b quand le moteur atteint son nouveau régime de fonctionnement.
Pendant cette période d'accélération, la quantité de combustible fournie au brû- leur dépasse dans une large mesure celle qui est requise pour correspondre à la quantité d'air admise et par suite la flam- me produite est extrêmement.chaude-ce qui tend à détériorer les, tubes 308 du brûleur et les aubages 307' de la turbine et à réduire considérablement la durée du moteur.
Un autre inconvénient se produit lors du ralentissement car un changement du réglage du régulateur, de la vitesse b à la vitesse a, tend à produire la complète fermeture de la soupape de combustible jusqutà, ce que le moteur ait ralenti ce qui donne une courbe de ralentissement du type indiqué en pointillé en f sur la figure II. Dans ce cas le débit de com- bustible est réduit considérablement alors que la quantité d'air fourni au brûleur diminue lentement au fur et à mesure de la réduction de la firce vive du compresseur.Le mélange combustible est donc extrêmement pauvre et les brûleurs tend dent à s'éteindre.
Dans le second des systèmes de contrôle mentionné ci- dessus,à savoir les systèmes sélecteurs de débit de combusti-
<Desc/Clms Page number 38>
ble,les caractéristiques d'alimentation en combustible sont représehtées sur la figue 12.
Si le moteur fonctionnant la vitesse a on désire passer à. la vistesse }.le débit de combustible varie de a enjôles caractéristiques d'alimentation en combustible pendant cette accélération sont indiquées par les courbes pointillées g.h.pendant le ralentissement de b en a.la caractéristique de débit est indiquée par les cour- bes i et 1.Avec ce type de commande l'augmentation du débit au cours de l'accélération et sa réduction durant le ralentis- sement ne sont pas aussi excessifs ou'avec le contrôle repré- senté sur la figure II,ma,is ils sont toutefois plus grands au'il ne le faudrait.
On obtient un système de contrôle de combustible très perfectionné pour moteurs à. réaction et turbines à, gaz en utilisant le dispositif d'alimentation en combustible des figures 1.la et 2 (avec ou sans les dispositions auxiliai- res des figures 4 à. 8).Comme représenté sur la figure 10 le combustible est débité au brûleur par la pompe vitesse/den- sité ou dispositif d'alimentation représenté sur les figures I, la et 2,l'engrenage 18 claveté sur l'arbre 14a du rotor de la figure i étant entraîné à, partir de l'arbre 304 au moyen des pignons d'angles 309,
310 et l'arbre 311.le combusti- ble dosé de la chambre 107a de la figure 1 est amené par un conduit 312à une nourrice 313 d'où partent les conduits 314 qui alimentent les différents brûleurs 315.Le pointeau 137 (figure I)est relié de façon appropriée à. un levier de contrôle de puissance (non représenté) prévu, dans le poste de pilotage au moyen d'une tringlerie 513,de l'équerre SI? de la tringle 318 et du levier 319;
1'ensemble manométrique, constitué par les capsules sur lesquelles agissent la pres-
<Desc/Clms Page number 39>
sion d'admission et la contre-pression d'échappement de la figure I,est remplacépar une capsule 320 qui est sensible aux variations de pression et de température et par conséquent aux variations de la densité de l'air entrant par le conduit 312;
la capsule est soumise à la pression de 1'air entrant grâce aux orifices 321 ménagés dans le capot 301 et qui s'ou- vrent de préférence dans le sens du déplacement de façon à être soumise à, l'action de compression d'air due à la vitesse de déplacement de l'aérodyne.Des orifices plus petits 321' sont prévus sur le côté ou à l'arrière du capot pour permet- tre la circulation de l'air afin que la température dé l'air à l'intérieur du capot représente réellement la température de l'air entrant.le vide peut être fait dans la capsule ta- rée par un ressort,cette capsule peut également être remplie avec un liquide d'amortissement et un gaz inerte.
le moteur ou source de puissance de la figure 10 est monté dans une nacelle 322 prévue habituellement à cette fin dans l'aile ou le corps d'un aérodyne,un anneau 323 fixé contre la paroi intérieure de la nacelle servant d'ancrage et le carter du moteur étant relié cet anneau par des con- soles 324.
En décrivant le fonctionnement du dispositif d'alimen- tation en combustible de la figure 10 on se référera également aux figures 1 et 13.On supposera à titre d'exemple que le mo- teur fonctionne à une certaine altitude,que le pointeau se trouve dans une position correspondant au fonctionnement repré- senté par le point a de la figure 13.que la charge qui s'exer- ce sur le diaphragme 47 par suite de l'action du régulateur est juste suffisante pour équilibrer l'action des masselottes 35 du régulateur,que la charge de dosage sur l'orifice 107'
<Desc/Clms Page number 40>
et le réglage de la soupape 107 sont tels que la Quantité de combustible délivré correspond au taux d'alimentation pour le pointa .
Comme on l'a exposé précédemment en se référant à la figue 1.la pompe vitesse/densité,pour une position donnée du ponnteau 107,débite une quantité de combustible directe- ment proportionnelle à la vitesse de la pompe ou moteur,la, cjuaritité de combustible pour une vitesse donnée dépendant du réglage du pointeau I37.Ainsi.pour des positions successi- ves de fermeture croissante du pointeau 137,le débit en fonc- tion de la vitesse est représenté par les courbes k.L.m et n portées sur la figure 13,les parties de ces courbes corres- pondant aux basses vitesses étant dues à l'action du ressort de ralenti 67.Si le pointeau 137 est réglé pour la. courbe k,
la. vitesse du moteur augmente ou diminue jusqu'à ce que le combustible débité suffise aux demandes de combustible du mo- teur,condition qui se produit en a.Si maintenant l'on ferme partiellement le pointeau 137 pour l'amener dans une position correspondant à la courbe n,la quantité de combustible débité augmente comme indiqué par la courbe pointillé,jsuqu' à;
ce qu'on atteigne la courbe n.puis,à mesure que la vitesse croît,le débit de combustible augmente le long de la ligne n (pointillé) jusqu'à, ce qu'on atteigne le point b pour lequel le moteur a son régime normal,la quantité de combustible fourni par la pompe étant égale à la quantité requise indiquée par la courbe A.Le régulateur vitesse/densité empêche donc un enrichissement initial excessif au moment où l'on avance le levier de contrôle de puissance et réalise une augmentation graduelle de la quantité de combustible lorsque la vitesse du moteur augmente de façon à assurer un enrichissement suffisant
<Desc/Clms Page number 41>
pour une bonne accélération,cela pour toute la marge d'aug- mentation de la vitesse.
Au cours du ralentissement de b en a,les caractéris- tiques de dosage de combustible du dispositif sont indiquées par les lignes pointillées r et s comme il apparaît facilement Ceci évite,lors du ralentiâsement,un apauvrissement exces- sif qui pourrait éteindre les brûleurs.
Si la densité de l'air entrant diminue,par exemple lorsque l'altitude augmente,une quantité réduite de combus- tible suffit pour réaliser l'entraînement de la turbine 307 et le compresseur 303 à une vitesse donnée.Afin de compen- ser ces variations de la densité de l'air la section de l'ori- fice de dosage 107'.est corrigée par l'action de la capsule 320.Ainsi,une augmentation d'altitude et la réduction cor- rélative de la densité de l'air déterminent l'allongement de la capsule 320 et la réduction de lotion de l'orifice de disage 107' ce qui réduit le débit de combustible admis dans le moteur à une vitesse donnée.Un accroissement de la densité produit l'effet inverse.
Il est évident que toutes les dispositions représentées sur les figures 4 à 8 peuvent être utilisées avec les système de la figure IO,Par exemple on peut utiliser le limiteur de vitesse de la figure 7 ou le dispositif supplémentaire de contrôle de la charge de dosage de la figure 8.On peut éga- lement estimer avantageux de soumettre la charge de dosage à l'influence de la température de l'air entrant,en plus de l'effet de correction assuré par la capsule 320,auquel cas on peut incorporer dans le système les dispositions des figu- res 5 et 6,
<Desc/Clms Page number 42>
La figure 14 montre une variante de la figure 10 où.
la puissance est contrôlée en modifiant directement la sec- tion de l'orifice de dosage 107',tandis que l'on tient compte des variations de la densité de l'air ou du débit d'air en faisant varier la. section de l'orifice de contrôle 135A cette fin,le pointeau 137 est relié à, une capsule 325 dont les déformations suivent les variations de la densité de l'air au moyen d'un levier 326 et de la tige 327,catte capsule pouvant être sensible à la fois à la pression et à la tempé- rature de la même manière que la capsule 320.
L'orifice de dosage 107'est contrôlé par le pointeau 328 relié à un levier de contrôle non représenté au moyen de tringleries appropriées indiquées en 329 et 330.
Pour accélérer,le pointeau 328 est dégagé ou déplacé dans une direction telle que la surface de l'orifice 107' est accrue ce qui tend à réduire la chute de pression à tra- vers l'orifice et la pression différentielle s'exerçant sur le diaphragme 47.Le régulateur ou pompée vitesse/densité tend immédiatement à rétablir cette pression différentielle.la charge de dosage augmente ainsi que le débit de combustible admis dans le moteur.Les caractéristiques de débit de com- bustible de cette modification sont les mêmes que pour le dispositif de la figure 10,représentées sur la figure 13.
Pour ralentir on engage le pointeau 328 dans l'orifice 107'de façon à réduire sa section.la pression différentiel- le qui s'exerce sur le diaphragme 47 tend à augmenter et le régulateur ferme partiellement la soupape 28 pour rétablir la. différence de pression qui s'exerce sur le diaphragme 47 afin d'éauilibrer l'action des masselottes du régulateur.
Quand le moteur ralentit,cette différence de pression diminue
<Desc/Clms Page number 43>
progressivement jusqu'à ce que la vitesse du moteur et le débit de combustible prennent les valeurs voulues pour assu- rer le fonctionnement de régime du moteur.
Si la densité de l'air diminue par suite d'un aocrois- sement d'altitude et/ou d'une élévation de la température de l'air,la capsule 325 se dilate,le pointeau 137 se dégage de l'orifice 135,et la charge de dosage diminue ce qui réduit le débit de combustible pour une vitesse donnée du moteur et réalise la correction correspondant à la réduction du poids de l'air envoyé au brûleur;
un accroissement de la densité conduit à un fonctionnement inverse du précédent,
L'une quelconque des dispositions auxiliaires repré- sentées sur les figures 4 à 8 peut être inoorporée dans les systèmes de la figure II en apportant aux éléments quelques modifications évidentes touchant leur construction et leurs dimensions. ¯ ¯
Il est bien entendu que l'on n'a pas mis en valeur dans la présente description tous les avantages,applications et caractéristiques de dosage du système d'alimentation en combustible et des appareils annexes compris dans la présen- te invention;il est évident également que les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple,et que dans la pratique actuelle,il est généralement nécessaire de redisposer et modifier la construction des éléments pour adapter le système aux diverses installations.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
': PATENT' Dt 73, Q'Vi'TZON
EMI1.2
"Connection to Fuel Supply Systems". the present invention relates to fuel supply devices for power sources such as internal combustion engines, gas turbines, jet engines, etc.
Its aim in principle is to achieve, although not limited to these improvements to fuel supply devices or to fuel mixture generators where the fuel supplied to the power source or engine, either measured or metered according to the correct engine speed
<Desc / Clms Page number 2>
managed by one or more operating parameters or characteristics correlating with the flow rate of the air admitted into the engine or the air consumption thereof. Such a device may include a pressure-type fuel pump and a fuel inlet valve, controlled by an element which reacts as a function of the. speed of the engine, for example a centrifugal governor driven by it,
and whose action is exerted in antagonism with that of a diaphragm subjected to. a dosing load.
As the action of the regulator is proportional to the square of the speed, so too is the metering load and in the case of a nozzle of constant section, the flow rate of the fuel flowing at. through this is, for given engine operating conditions, proportional to the engine speed. If now the section of the nozzle is controlled by a movable needle controlled by an element acting in correlation with the. mass of air admitted into the engine or air consumption per engine revolution, we can expect to obtain a relatively precise fuel / air ratio for the entire power range.
Fuel supply devices of this particular type may be referred to as "fueling systems or speed / density regulators,".
Although the principle of operation is theoretically viable, some difficulties have been encountered in practice in achieving an accurate metering of the air flow rate due to the wide pressure and temperature margins encountered, the need for to adapt the device to power sources of different type and operating characteristics, to eliminate the effects of "vapor
<Desc / Clms Page number 3>
1 o o k "and to obtain a correct adjustment of the fuel flow rate for a wide range of operating conditions, and because of the many problems involved in making a practical and efficient device.
Consequently, an object of the present invention is to provide a fuel supply device or a mixing generator which can easily be adapted to different types of power sources or engines such as combustion engines, gas turbines. or jet engines, in which the power is produced by the combustion of a combustible mixture, generally consisting of fuel and air.
Another object of the invention is to improve the fuel metering characteristics and to make speed / density type feed devices more practical. Other objects are aimed at:
The realization of an improved dosing control system for speed / density dosing devices.
Achieving more accurate temperature correction for speed / density type feeders.
The improvement of the assembly constituted by the centrifugal regulator and the inlet valve.
An arrangement for removing air and fuel vapors at certain points in the fuel system.
The improvement of the assembly constituted by the capsules sensitive to the inlet pressure and to the back pressure.
The use of a simple construction speed limiter.
Finally, the realization of other improvements and advantages which will appear on reading the description
<Desc / Clms Page number 4>
following and with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1 is a schematic view of a fuel supply device according to the present invention;
Figure la is a view on a larger scale of part of Figure I; Figure 2 is a section taken along line 2-2 of Figure I:
Figure 3 is a schematic elevational view with sectional views of certain parts showing the application of the device for delivering pressurized fuel into the air intake manifold of an internal combustion engine;
Figures 4 to 8 inclusive are fragmentary sections showing variations of the. control of the metering pressure of the improved fuel supply devices;
FIG. 9 is a view similar to FIG. 3, but where the device is provided for controlling a direct or solid injection system.
Figure 9a is a longitudinal section through the axis, to. larger scale, of the fuel injection pump used in the system of Figure 9;
Figure 10 is a schematic sectional view of a jet engine showing how the device can be adapted to supply fuel to the combustion chamber or chambers of this engine;
Figures 11, 12 and 13 are diagrams showing the flow characteristic of control systems for aerodyne engines incorporating gas turbines.
<Desc / Clms Page number 5>
Figure 14 is a fragmentary sectional view of another type of control system which is a variation of that shown in Figure 10.
Referring to the drawings and first of all to Figures I, Ia and 2, the fuel supply device or mixture generator shown comprises a main housing 10, a part of which is shaped in such a way. te that it delimits the inlet chamber II of a fuel pump to which the fuel can be supplied from a reservoir, a pump or any other suitable source not shown, via the duct 12 .
The fuel pump 13 better represented in FIG. 2 comprises a rotor 14 in which an axial bore is formed, where. is mounted an axis 15, and a series of radial grooves in which slide the vanes 16 the rotor turns inside an open cylinder or cage 17 which ends at its opposite ends by rings 17a. pushing the vanes radially against the axis 15. The right end of the rotor is of reduced diameter and constitutes a drive shaft I4a on which is fixed a pinion 18 in order to establish a drive connection with the source of power or motor to be supplied with fuel and which is not shown in figure I.
The pump 13 takes the fuel in chamber II and delivers it under pressure into the chamber 19 defined by the wall 20 which is integrally formed with the casing 10 and comprises parts 20a and 20b profiled to receive the cage. 17 of the rotor.
'A cap 21 removably attached to the housing 10 supports the assembly consisting of the bearing and the sealing device and the shaft 14a, the lubrication of which can be
<Desc / Clms Page number 6>
provided by conduit 22.
The left end of the rotor 14 rotates in a support and sealing member 25 mounted in a boss 24 integrally with the housing 10 and held in place by a ring 25. The left end of the rotor is hollow to be able to insert. the axis 15. whose longitudinal movement is prohibited by a stop member 26 provided with a sealing ring to prevent fuel leakage. From the bore of the rotor, the stopper member 26 is held in place by a ring 27. the rotor 14 of the pump has a drive connection with a regulator which is disposed, as well as 'It will be described later, so as to actuate a valve 28 which is extended by a rod of reduced diameter 28a.
The valve 28 slides in a sleeve 29 carrying a fixing flange 29a secured to a bearing surface 30 which constitutes part of the face of a non-metered fuel chamber described below, this sleeve 29 comprising a seat on the- which applies the valve 28 and which delimits the outlet orifice 31 of the valve.
The reduced part 28a of the stem 28 of the valve is surrounded by a coil spring 32 which bears at its left end against a shoulder formed on said stem and at its opposite end against the. inner ring of a thrust bearing 33 held in a suitable position by the nut 34 which serves to correlatively adjust the regulator and the valve.
The weights of the. regulator are indicated in 35; they are integral with axes 36 and are held in one piece with fingers 37 which bear on the thrust bearing 33 and
<Desc / Clms Page number 7>
urge the valve 28 towards the open position, that is to say to the right when looking at figure I, with a force which depends on the speed of rotation and consequently on the centrifugal effect of the weights 35. The pins 36 are fitted in yokes 38 forming part of a hub 39 which carries the outer rings of bearings 40, the inner rings of these bearings being mounted on the sleeve 29 and held in place. by a nut. or collar 41.
A bell 42 is fixed to the left end of the rotor 14 by means of a mounting piece 43 and the nut or collar 44. A drive connection is provided between the rotor 14 and the regulator and comprises the tenons 45. which constitute radial projections of the flange of the hub 39 and engage in notches 46 formed on the edge of the bell 42. This construction has the advantage of being simple and of making assembly easy. Another role of the bell 42 is to reduce the turbulence of the fuel in the chamber 19 and to limit the thrust exerted by the regulator flanges under certain operating conditions, for example when there is no pressure. appreciable pressure difference applied to the diaphragm of ;: dosage which will be described later.
A baffle 42a is preferably mounted on the sleeve 29 near the orifice 31 of the valve; it guides the fuel radially from the periphery of the regulator chamber towards the outlet port 31 of the valve. This deflector cooperates with the bell 42 to facilitate the removal of fuel vapors as will be described later and it also reduces the turbulence of the fuel in the vicinity of the valve.
<Desc / Clms Page number 8>
A diaphragm 47 (see figure I) is clamped between the cuflascal radial parts of the bushings 48 and 49. The bush 48 slides in a guide sleeve 50 mounted in a hub 51 while the bush 49 is integral with a rod 52 maintained in an adjustable position by the nut 53 A cable 54 is attached to one of these ends to the rod 52 and to. its end opposite to, the rod 28a of the. valve 28. A washer 55 stabilizes the cable which is surrounded by a relatively thin wire spring to acquire sufficient rigidity to prevent it from bending under the action of the thrust exerted by the idle spring.
This idling spring 57 rests on the outer face of the sleeve 49 of the diaphragm and, for low idling speeds, exerts on the valve 28 a determined pressure in the opening direction in order to ensure a pressure. sufficient dosage during idling, this spring resting on the other hand against a plug 58 which is screwed into a cap 59 and is maintained in an adjustment position desired by the elastic members 60. As the spring 57 may require adjustment delicate it is important that the stopper 58 can be easily adjusted but is maintained in the chosen position; the elastic members advantageously fulfill this function.
A bypass chamber 61 communicates with the fuel inlet chamber II, as shown more clearly in the. figure the; a decompression valve 62 controls the passage of fuel from the pressure chamber
19 - sion / am bypass 61, this valve being applied to a cage 63 mounted in the upper transverse part of the wall 20 and provided with orifices 63a A rod integral with the valve carries a piston 65 which slides in a cylinder
<Desc / Clms Page number 9>
perforated 65a, the members 65 and 65a constituting a dash-pot to stabilize the action of the valve 62. A spring 66 rests on a cup 67 fixed to the valve 62.
A diaphragm 68 having substantially the same useful surface as the seat of the valve 62 is clamped between the member 67 and this valve and constitutes a movable wall of a balancing chamber 70. The spring 66 applies the valve. 62 on its seat and allows its opening when the pressure in the chamber 19 exceeds the pressure in the chamber 70 by a determined amount which depends on the force of the spring 66.
It is important that the pressure drop across valve 28 be substantially constant so that the different pressures in the system are balanced; moreover in fuel supply systems where. an injector is used as shown in FIG. 3, the metering needle is made less sensitive to variations in the pressure in the injector. In the present case, a constant pressure drop is achieved across the valve 28 by connecting the balancing chamber 70 to a chamber 72 into which the orifice 31 discharges via passages or conduits 71, 71a.
The chamber 72 is hereinafter referred to as the non-metered fuel chamber since the fuel in this chamber is not yet pawed through the metering ports which will be described later. The chamber 70 communicates with the by- pass chamber. pass 61 through the calibrated orifice 75 in order to allow the complete filling of the chamber 70 and to eliminate the vapors or to dissipate the excessive pressures created in the chamber 70 due to the heat of the engine, when the latter is stopped.
<Desc / Clms Page number 10>
When the pump is turned on and sufficient pressure is created in chamber 19, the. valve 62 opens and fuel is admitted into chamber 61 then, when this chamber is filled, into chamber 70 through orifice 75 As the latter chamber is in communication with the unmetered fuel chamber 72, the pressure which s 'exerted on the upper face of the diaphragm 68 is the pressure of the unmetered fuel while that which is exerted on the lower face of the valve 62 is equal to, that which prevails in the chamber 19 of the regulator, the pressure difference between these chambers 70 and 19 or that which is exerted on the diaphragm-valve assembly 68-62,
and therefore the pressure drop across valve 28 is therefore maintained at a substantially constant value determined by spring 66, regardless of the volume of fuel delivered by the system
The valve indicated at 81 in Fig. 1 is an idle cut-off valve; it is used to completely interrupt the fuel supply to the engine in order to shut down the engine.
This valve comprises a rod 82 and a lever 83; in the position shown, the valve is open and the fuel can pass into the duct 84, the latter being provided with a connecting member 85 to which a suitable tube or duct can be attached leading to a nozzle, to the manifold. from a burner, to. an injection pump or the equivalent depending on the type of power source to be supplied with fuel.
It should be noted that the conduit or passage 71 is connected to its extension 71a by an orifice 86 controlled by a plug 87 mounted on the valve stem 82 and rotating with it and with the cut-off valve 81. Thus when this
<Desc / Clms Page number 11>
shut-off valve is closed, so is valve 87, and communication between the non-metered fuel chamber and chamber 70 is interrupted.
The reason for this assembly is as follows: if the pressure of the unmetered fuel were still exerted in the chamber 70 when the flow of fuel is interrupted and the engine is running under the action of its live force, it would be necessary to exert on the valve 62 such pressure to lift it from its seat that excessively high pressures would result in the chamber 19.
It is important to completely remove fuel vapors from the chamber in which the regulator-valve assembly operates. As the fuel in the vapor state is lighter than in the liquid state it tends to congregate at the central part of the regulator chamber since the heavy particles of liquid are forced out to the ex - interior by centrifugal force; these vapors affect the action of the fuel on the regulator weights and increase the effective thrust of the latter which increases the metering load and tends to produce an excessively rich fuel / air ratio.
If the vapors that collect more than fill the rotating bell and the regulator chamber, they pass through the system leading to a lean mixture. Thus, as in other fuel supply systems, the formation of vapors results in unstable and unsatisfactory operation.
In this case the planned vapor removal system takes advantage of the tendency of vapor to collect in the central part of the regulator chamber. The bell 42 in which the weights 35 of the regulator are housed
<Desc / Clms Page number 12>
comprises in its peripheral and end walls a series of orifices or holes 90 and the hub 39 also comprises a series of orifices 91 (see FIG. la). In the stop member 26 placed at. the end of the rotor 14 are formed with orifices 92;
the fuel vapors pass through these orifices then into the internal annular space which surrounds the stop member and the passages 93 formed in the rotor and which extend through the bearing 23 to terminate in an annular collecting chamber 94 formed in the boss 24. A duct 95 communicates the annular chamber 94 with a chamber 96 in which is mounted a float 97 which carries a valve 98 sliding on the end of a hollow rod provided with an orifice 98 '. , this valve 98 controlling the vapor discharge duct 99 which may end in a fuel tank not shown or at any other suitable point such as the air intake duct. An inverted cup -pelle 99 'is provided in the chamber 96 for consti.
kill a smooth internal wall allowing free vertical movement of the float.
The steam release system works as follows:
During operation there is a continuous flow of liquid and / or vapor from the central part of the regulator chamber to the chamber. float 96 via orifices 92-93. annular chamber 94 and conduit 95. In the absence of steam, liquid fuel entering chamber 96 fills it and the float closes port 98 '. The fuel which is then put into the chamber 96 passes through the conduit 100 and the orifice calibrated HERE to reach the bypass chamber 61 which communicates.
<Desc / Clms Page number 13>
than with the inlet chamber II of the pump.
The vapors which, due to the low pressures, the agitation of the liquid or the addition of the liquid cause, enter or form in the chamber 19, pass as a result of the centrifugal action through the orifices 90-91 formed in the chamber 19. the walls of the bell 42 and of the hub 39 and also by the space between the edge of the. bell and said hub. These vapors collect around the axis of the regulator-valve assembly and pass through the orifices 92 of the stopper member 26, the conduits or orifices 93, the annular chamber 94 and the conduit 95 to arrive in the outlet. float chamber 96.
The deflector 42a ensures that only the liquid fuel can pass from the periphery of the regulator chamber to the orifice 31 of the valve 28 which facilitates the effect of ¯.centrifugation of the fuel in the regulator chamber.
Normally when there is little or no fuel or air vapors in the float chamber 96, the port 98 'is kept closed by the valve 98. But when the vapors or air enter said chamber , they lower the level of the liquid fuel; the float descends and the valve 98 unmasks the orifice 98 'which allows the vapors and the air to escape into the fuel tank through the line 99. The vapor escaping, the liquid fuel entering the tank. chamber 96 restores the level and moves the float upwards by closing orifice 98 '.
The chamber 72 of the unmetered fuel. Figure I, is formed in a molded part 102 which is suitably connected to the main casing 10 of the pump and the flange 29a of the sleeve 29 is connected to the surface 30 of this part, for example by the screws 103. A other casting 104 is
<Desc / Clms Page number 14>
suitably connected to the molded part 102 and comprises a control chamber 105. the latter being separated from the chamber 72 by the diaphragm 47 but communicating therewith through a calibrated orifice 106, in a manner which lesson which will be described later.
A metering needle 107 (see FIG. 1) controls the metering orifice 107 'formed in the form of a seat provided in the wall of the chamber 72 and making this chamber communicate with that of the metered fuel 107a, hence the fuel. passes through conduit 84. Needle 107 is actuated by a manometric device comprising a capsule 108 subjected to. the inlet pressure and fixed at one of its ends to a plate 109 which is in turn fixed to a cap 110. the head of the needle being housed in this cap and held against it by a light spring III held in place by a retaining ring 112.
Inside the capsule are a main spring 113 and an additional spring 113 'which hold the capsule in a position of equilibrium for given internal and external pressures. The outer end of the capsule is connected to a plate 114 which is fixed to the inner end of a terminal member 115 for closing and coupling in which is provided a vent 116 closed by a removable plug and thanks to which we can easily create a vacuum inside the capsule and then seal it. In the present case, the capsule 108 has been evacuated so that it is sensitive only to variations in pressure, the temperature corrections being made by a separate control element which will be described later.
It is not essential to supplement the action of the main spring 113 by the
<Desc / Clms Page number 15>
out 113 'but the use of the latter facilitates the application of a precise load to the capsule and makes it more sensitive to pressure variations. It can be compared to an adjustment of the vernier type.
A capsule 117 sensitive to the exhaust backpressure is provided; it is of reduced dimensions compared to the capsule 108 and is closed at one of its ends by a plate secured to a sleeve 118 fixed to the terminal member 115 and at its opposite end by a second plate connected to a sleeve 119 screwed into the outer end of a box 120,
the latter being screwed into a block 121 secured to the molded part 102. The interior of the capsule 117 communicates with the atmosphere or with a point of the engine exhaust manifold by means of an orifice 122 connected to the open end of the sleeve 119.The inner end of this sleeve 119 communicates with the interior of the capsule 117 and ends up on the sleeve 118,
the latter being fixed to one of the ends of a rod 123 which is urged outwardly by a calibrated spring 124 which rests at its inner end on a rib formed inside the sleeve 119 and at its end opposite on a washer 125 maintained in an adjustment position given by a locking nut 126. The spring 124 and its adjustment system make it possible to fix a precise relation between the operation of the counter-pressure capsule and the capsule. inlet pressure.
It can be seen that when the inlet pressure is transmitted to the chamber 127 delimited by the casing 120, it tends to crush the capsules 108 and 117 and to release the needle 107. As the interior of the capsule 117 is in communication
<Desc / Clms Page number 16>
with the atmosphere or the exhaust manifold its crushing is limited as a direct function of variations in exhaust pressure or atmospheric pressure which can be taken as an indicative value of the exhaust backpressure.
By adjusting the tension of the spring 124, it is also possible to adjust the rate of backpressure represented by the action of the capsule 117. The manometric assembly is preferably calibrated so as to produce, for the entire dosage range, a uniform displacement of the pressure gauge. profiled needle 107, proportional to the inlet pressure reduced by a determined fraction of the exhaust backpressure. This action can be obtained with a single capsule but the dual capsule system described here is easy to construct. truire, to calibrate and to regulate and, in general,
more practical than the single capsule system. The value of the fraction of the exhaust back pressure to be adopted is a variable which depends on the type of engine and its characteristics, in particular taking into account the the residual amount of exhaust gas that remains in the engine cylinders after each exhaust stroke of the piston. In current standard type reciprocating engines, 1/6 of the exhaust backpressure is taken, which gives a satisfactory correction.
The inlet pressure can be communicated to the chamber 127 by the passage 128 formed in the block 121 and connected to the inlet manifold by the duct 128a, see FIG. 3.
The needle 107 is slidably mounted in a guide bush 129 where a seal 131 is provided.This prevents fuel leaks which could
<Desc / Clms Page number 17>
occur from room 72 to. the chamber 127, along the sleeve 129. An annular chamber or housing 132 is provided in the sleeve 129 around the needle 107, this chamber communicating with a zone where a low pressure prevails, for example the suction of the compressor, via the conduit 133 provided in the block 121 and a conduit 133a, see Figure 3.
This arrangement prevents liquid leaks in the chamber 127, along the needle 107. and also allows free movement of this needle.
A control orifice is shown at 135; it makes the chamber 105 of the system controlled by the regulator communicate with the chamber 107a of metered fuel through the passages 136, 136a, the surface of this orifice being regulated by a needle 137. the operating mode of this assembly will be explained more fully in the following description of the operation:
The fuel pump 13 can be driven by the engine or power source. supply fuel by any suitable intermediate connection. the rotation of the rotor 14 of the pump determines the suction of fuel in the chamber II connected to a fuel source such as the usual tank via the conduit 12;
this fuel is delivered by the pump vanes into chamber 19 the decompression valve 62 is adjusted so as to maintain the fuel pressure in chamber 19 at a determined value, higher than that prevailing in the chamber 72. When the pressure exceeds this value, the excess fuel is returned to chamber II by bypass 61.
When the engine is running, the governor weights 35 and the idle spring 57 tend to open the
<Desc / Clms Page number 18>
valve 28 and pressurized fuel passes through port 31 into the unmetered fuel chamber. The fuel then passes into the metering fuel chamber 107a, through the metering orifice 107 ', then arrives via the conduit 84 at the flow orifice which supplies the internal combustion engine or the burner as appropriate. a gas turbine or jet engine.
A small amount of fuel flows from non-metered fuel chamber 72 into chamber 105 of the regulator-controlled system, through calibrated port 106 and then into metered fuel chamber 107a. through the orifice of variable section 135, and, like the combustibleadmis by the metering orifice 107 ', is brought through the duct 84 to the flow orifice.
It can be seen that the variable pressure prevailing in chamber 105 has an intermediate value between that of the unmetered fuel in chamber 72 and the pressure of the metered fuel in chamber 107a and is even closer to the pressure in the chamber 72 as the useful surface of the orifice 135 is reduced by the needle 137; on the other hand, it approaches the pressure in the chamber 107a as the effective section of the orifice 135 is greater.
For a given position of the needle 137 the difference in the pressures in the chambers 72 and 105, hereinafter referred to as the adjustment load, remains a constant fraction of the difference in the pressures in the chambers 72 and 107a, the latter difference being applied at the metering orifice 107 ', If the valve 28 opens or closes, the fuel flow to the nozzle tends to. increase or decrease and the same applies to the adjustment load and
<Desc / Clms Page number 19>
of the differential dosing pressure.
The adjustment load, that is to say the difference in the pressures in the chambers 72 and 105 acts on the diaphragm 47 and tends to move it to the left, which, through the cable 54, tends to move the valve 28 to the left in antagonism with the action exerted by the weights 35 of the regulator.
The valve 28 oscillates between the open and closed positions until the load acting on the diaphragm 47 balances the force exerted by the weights 35. As the speed of the governor is proportional to that of the engine, the thrust exerted by the weights of the regulator is proportional to the square of the speed and it follows that the pressure difference acting on the diaphragm 47 is kept proportional to the square of the speed; the same is true of the pressure drop across the metering port 107 '. If it is assumed that the surface area of the metering port 107' is constant, its flow rate is proportional. to the square root of the pressure drop across the orifice and therefore proportional to engine speed.
For fixed values of the intake pressure and the exhaust back pressure, the flow of air admitted into the engine varies as a direct result of the speed of the latter and the control mechanism which has just been described varies the amount of fuel supplied to the engine or burner correspondingly.
The weight of air admitted into the engine depends not only on the speed of the engine but also on the intake pressure corrected by a certain percentage or fraction of the exhaust back pressure, In order to adjust the fuel flow according to the variations
<Desc / Clms Page number 20>
of the air flow resulting from variations in the inlet pressure or the. exhaust back pressure, the section of the orifice 107;
is controlled by the needle 107 which is moved as a direct function of the inlet pressure corrected by a determined fraction of the back pressure or of the atmospheric pressure. Thus, if the intake pressure is varied, for example by acting on the throttle mounted in the air intake manifold from engine to engine.
internal combustion or by varying the speed of the compressor for a given opening of the throttle, these pressure variations are transmitted to the chamber 127 and applied to the capsule 108. the pressure in this chamber 127 also acts on the capsule 117 of which the interior communicates with the atmosphere or the exhaust manifold through the vent 122 and which thus modifies the elongation of the capsule 108 as a direct result of variations in atmospheric pressure. The calibration of the capsule 108, defined by the degree of vacuum therein and the compression of the springs 113 and 113 '.
is such that it produces a determined displacement of the needle 107 for the total dosage margin. The displacement of the capsule and the profile of the needle 107 are established correlatively so as to obtain the desired sections of the orifice for all this margin. .
Thus, by controlling the metering load of the fuel as a function of the square of the engine speed and the section of the metering orifice as a function of the inlet pressure rectified to the desired degree according to the variations exhaust back pressure, and assuming for the moment that the temperature of the air entering the engine is constant, the desired fuel-to-air ratio can be obtained for the whole. range of variations in the speed of the
<Desc / Clms Page number 21>
engine, intake pressure and exhaust back pressure.
The variation in the position of the needle 137 leads to a given variation in the percentage of fuel delivered to the engine for the entire operating range of the engine.
This needle is therefore suitable as a temperature correction device, as will appear below with reference to FIG. 3, where. as a control device for the richness of the mixture. For example, it is possible to ensure that for an intermediate or neutral position of the needle 137 the respective surfaces of the orifices 106 and 135 are equal and that the pressure drops across these orifices are also equivalent.
Under these conditions, the difference between the pressures prevailing in the chambers 72 and 105 and consequently the pressure difference exerted on the daaphragm 47 is represented by the pressure drop across the orifice 106 and is substantially equal to half of the total pressure drop across ports 106 and
135, the total pressure drop being equal to the differential metering pressure across the metering port 107 '.
The pressure difference applied to the diaphragm 47 remains 'half' of this value / for all values of the metering differential pressure or of the metering orifice area. If now for a given speed of the regulator or of the motor and for a given area of the metering orifice 107 ', for example by lifting the needle 137. the area of the orifice 135 is increased. this reduces the differential pressure exerted on the diaphragm 47. for example become equal to 6/10 of the differential dosing pressure instead of being equal to half of this pressure.
x) in chamber 105, the pressure
<Desc / Clms Page number 22>
the differential pressure applied to the diaphragm 47 is then very strong to balance the action of the weights on the valve 28 and the latter partially closes and reduces the fuel flow until the differential pressure exerted on the diaphragm 47 is reduced by 1/6, and resumes its original value, which entails
EMI22.1
a reduction aorresponi ....... uu or: c, .. 7 ^, = i.e. the. differential dosing pressure regulating the flow rate from orifice 107 '.
The quantity of fuel delivered through orifice 107 'at the
EMI22.2
teur or biuleur is therefore reduced to about the square root of 5/6 of its, primitive value and the percentage reduction in the flow rate of orifice 107 'occurs for the whole range of engine speeds and needle adjustment 107 If, on the other hand, the cross section of the orifice 135 is reduced, for example by lowering the needle 137, the pressure in the chamber 105 increases and the differential pressure across the diaphragm 47 decreases correspondingly.
Weights 35 open valve 28 to increase fuel flow until the differential pressure across diaphragm 47 returns to its original value to balance the action of weights 35. This results in a percentage increase in fuel flow. 'orifice 107' which will be worth all the operating margin of the engine.
So when the. surface area of orifice 135 is maximum, flow rate is minimum and conversely, when surface area of this orifice is minimum, flow rate is maximum for any given engine speed and a fixed position of needle 107. pressure in chamber 105 can therefore be controlled by needle 137 to effect an increase or decrease in the differential fuel dosing pressure relative to the differential pressure
<Desc / Clms Page number 23>
when the temperature rises in the intake manifold or the confessor manifold, the fluid expands and determines the expansion of the capsule 151, in antagonism with the action of the spring 153. to determine the movement of the punch - teau 137.
z¯¯
This device operates as has been described with reference to FIG. I as regards the supply of fuel to the engine. To speed up or slow down the engine, the throttle 141 can be acted on in the usual way: this controls the air flow in the intake pipe 140. When,, this air flow increases the intake pressure also increases, so does the pressure in chamber 127,
the needle 107 moves away from its seat and the cross-section of the main metering orifice 107 'increases to increase the fuel flow to the engine. At the same time the speed of the die increases and the metering load at the orifice dosage 107 'increases correspondingly. Closing the throttle causes the reverse operating cycle. Acceleration or.
the slowing down can also result from the control of the propeller pitch by means of an appropriate device, such as an automatic pitch regulator, which acts either in conjunction with the throttle control device and / or of the inlet pressure is independent of these. In this case the metering load is regulated directly by the action of the weights 35 of the centrifugal regulator or by the variation of the centrifugal pressure and the pressure d 'admission.
If the temperature rises in the intake manifold, the capsule 151 expands, raises the needle 137 and increases the cross section of the orifice 135; when this occurs and in sup-
<Desc / Clms Page number 24>
assuming that the engine speed and the intake pressure remain constant, the metering load decreases, the result is a reduction in the flow rate of fuel admitted into the engine which has. the effect of correcting the mixture and maintaining a determined fuel / air ratio. Since an increase in temperature results in a reduction in the weight of the air, it is necessary that the quantity of fuel flowed be reduced in corresponding proportions.
Conversely, if the air temperature decreases and as a result the weight of the intake air increases, the needle 137 moves downwards to reduce the area of the orifice 135 which increases the differential dosing pressure and hence the fuel flow in the engine.
Obviously, a certain amount of fuel passes into the metered fuel chamber 107a through ports 106 and 135 instead of passing through the main metering port 107 '. However, orifices 106 and 136 can be extremely small while retaining their efficiency, particularly when the system is used as a temperature correction device, and this portion of fuel can be considered negligible. It is mainly used to carry out, at certain temperatures, a pen enrichment for the. margin of idling speeds, which, for certain types of engines and for certain sizes of orifices, may prove to be disadvantageous.
As at idle the fuel flow is minimum and the rate of temperature variations is less pronounced, we can at this time do without the control system through the calibrated orifices.
<Desc / Clms Page number 25>
FIG. 4 shows a control device which automatically comes into action when the differential pressure of the metering reaches predetermined minimum and maximum values to eliminate not only the enrichment at idle due to the flow of fuel at the speed. by-pass in relation to the dosing orifice 107, but also to compensate for the enrichment due to the high engine speeds. the orifice 106 is of larger section and a specially profiled valve 156 156 'cooperates with this orifice.
'A diaphragm 157, on which a spring 158 rests, is mounted in the partition which separates the chambers 72 and 105, this diaphragm being linked to the valve 156 by a rod 159 and a lever 160 which pivots. in 160 ',
The spring 158 balances the difference in pressures acting on the diaphragm 157 such that for a speed margin between a pre-terminated minimum and a maximum, the surface of the orifice 106 is normal, i.e. allows fuel flow such as the above operation to occur; when the speed becomes close to these limit values or reaches them, the surface of this orifice is reduced and / or completely closed, depending on the nature of the profile 156 '.
For example, in the form shown if the motor speed drops to a certain value, and the pressure difference acting on the diaphragm 157 likewise drops to a certain rate the spring 158 moves the diaphragm towards the line determining the progressive reduction and finally the closing of the orifice 106 by the valve 156, which renders the bypass inoperative.
When the engine speed reaches a determined maximum
<Desc / Clms Page number 26>
and as the differential pressure acting on the diaphragm 157 reaches a corresponding maximum value, the spring 158 is compressed to such an extent that the left end of the profile 156 'intervenes and gradually reduces the area of the orifice 106; the pressure in the chamber 105 is therefore reduced and the same is true of the differential pressure which then acts on the diaphragm 47 in order to reduce the fuel flow sufficiently to compensate for the enrichment which would result from the high speeds of the engine.
Obviously, needle 156 can be provided to control only one of the above factors. or both, or that each factor can be controlled by a separate needle to facilitate profiling.
FIG. 5 shows an adjustment member arranged in such a way as to act on the orifice 106 which allows simultaneous and correlative control of the metering load by the needle 137.
In this example needle ion 161 which can be a temperature correction needle is connected to a capsule 161 'which communicates with a determined control pressure source, such as that coming from the thermometric element 154 of FIG. 3, by the 'through a duct 162. An increase in temperature determines the expansion of the capsule which causes the orifice 106 to be reduced by the needle 161 and consequently the reduction of the pressure in the chamber 105 and the increase. differential pressure acts on the diaphragm 47 (FIG. 1) which corresponds to the closing of the valve 28 and ultimately reduces the metering load on the metering port 107 '.
The needle 137 can act as a control independent of the temperature control;
<Desc / Clms Page number 27>
in the case of a jet engine for example, it can be used; as power control. A fixed or constant surface area can be maintained at the orifice 106 and the needles I6I and 137 can be used to control two separate orifices arranged in parallel, in place of the single orifice 135. In such a construction the needle I6I would be Arranged to open when the temperature of the airfoil increases, in order to reduce the amount of fuel supplied to the engine or burner.
In Figure 6 chamber 72 communicates with passage 163 leading to metering port 107 '. by an orifice 164 controlled by a needle-capsule assembly similar to that shown in FIG. 5 and whose similar elements bear the same reference characters. The expansion and contraction of the capsule respectively determine the entry of the needle I6I into the orifice 164 or its release therefrom and varies the useful flow surface from the chamber 72 to the chamber I07a. depending on temperature variations or any other operating characteristic. If desired, an orifice 165 can be provided to provide a minimum metering section.
This control method can be used alone or in conjunction with dosing load control comprising ports 106 and 135.
FIG. 7 represents a speed regulator which acts to limit the maximum value of the operating speed of the engine. As in Figure 6, the non-metered fuel chamber 72 is connected to metering port 107 'through port 164' and passage I63 '.
However, in this case, the port 164 'is controlled by a valve 166 connected to a dial.
<Desc / Clms Page number 28>
phrase 167 and kept away from its seat by a spring 168. Until the engine speed reaches a predetermined value, the valve 166 remains open and metering is carried out in the usual way. However, when the engine speed exceeds this value, the load created by the regulator, i.e. the difference in pressures in the chambers 72 and 105 acts on the diaphragm 167 to close the valve 166, which reduces the flow. appreciable amount of fuel and hence engine speed.
port 165 'allows a sufficient amount of fuel to pass into chamber 163 to prevent engine stalling when valve 166 closes.
FIG. 8 shows an arrangement for adjusting the metering load in order to compensate for filling faults or reduction in volumetric efficiency of the engine at high speeds. In this case, the orifice 106 is controlled by a needle 170 carried by a diaphragm 171 and kept away from its seat by a spring 172 while it is urged towards this seat by the pressure difference between the chambers 72 and 105. When the engine speed increases the differential pressure acting on the diaphragm 171 increases and moves the needle 170 so as to reduce the effective area of the orifice 106 This for the reasons indicated above tends to reduce the load dosing on the orifice 107 'compared to that which would be obtained otherwise.
The flow rate of fuel admitted into the engine is consequently lower, in order to achieve the correction corresponding to the reduction in the golumetric efficiency.
While in general the volumetric efficiency reaches its maximum for an intermediate speed, its variations
<Desc / Clms Page number 29>
the largest occur between this intermediate value and the maximum speed value, by suitably profiling the needle. 170 with respect to its stroke which is determined by the area of the diaphragm 171 and the calibration of the spring 172, and by using a needle with an inverted profile whereby the useful area of the orifice 106 begins by increasing and then decreases when the needle 170 moves to the left due to the increase in speed, the correction of variations in volumetric efficiency can be carried out for the whole range of speeds, both above and below this intermediate speed .
FIG. 9 shows a direct injection system comprising the improved speed / density metering device. An internal combustion engine is shown schematically at 200; the air is supplied to this engine from an intake duct 201 in which is mounted a throttle 202 actuated by a control rod 203. The throttle can be controlled manually by the pilot or by an automatic device or by a combined automatic and manual device. The compressor 204 :, driven by the engine by a suitable transmission indicated at 204 ', supplies the pressurized air to the compressor manifold 205 and to the intake manifolds 206 which terminate in the various cylinders 207 of the engine, each of these cylinders having an inlet valve 208, an exhaust valve 209 and a / piston 210.
The elements which correspond to similar parts of Figures I to 3 have, in Figure 9, been given the same reference characters. Thus the housing of the fuel supply device or speed / density pump is shown at 10, the metering chamber at 72 and the chamber in which the pressure.
<Desc / Clms Page number 30>
The pressure is controlled by the regulator at 105. The pump draws fuel from a supply tank 211 through line 212 and delivers the metered fuel under pressure to an injection pump shown as a whole at 214.
This pump is shown in detail in Figure 9a and comprises a fuel tank 215 which communicates with the fuel manifold 84 of the speed / density pump via the conduit 213. The pressure of the metered fuel which is located in the reservoir 215 is applied to the inner face of a diaphragm 216 in order to control the useful stroke of the. injection pump, the external face of this diaphragm constituting the movable wall of a chamber 217 which communicates with the air intake pipe 201, upstream of the butterfly valve, via the tube or duct 218.
The diaphragm 216 is connected to a rod 219 by means of a lever 220 which pivots on the pump housing, the free end of this rod abutting against a support member connected to a piston 221 or forming part. of this piston which slides in a cylinder 222. The piston 221 is biased to the left, if we look at FIG. 9, in antagonism with the action of a return spring 223.
Plungers 224 are arranged in a ring around the piston 221, each plunger sliding in the guide 225, in antagonism with the action of a return spring 226. the plungers are actuated successively by a wobbling plate 227 driven by a drive shaft. main 228 with interposition of a universal joint, to deliver fuel charges to the cylinders of the engine. Shaft 228 is in turn driven from the engine by any suitable means including the transmission shown at 229 in Figure 9.
Ee plateau louvoy-
<Desc / Clms Page number 31>
ant 227 acts on pushers 230 aligned with the respective plungers 224 of the pump and sliding in guides 231 around which the springs 232 are mounted.
Preferably, the plungers and the pushers are made up of separate elements to compensate for small variations in alignment of their guides 225 and 231, without any tendency for the assembly to jam, and the springs 232 are arranged so as to separate the pushrods from the tacking plate in the event that one of the plungers sticks; the darting plate and the plungers operate in an oil bath which preferably circulates under pressure.
The metered fuel contained in the reservoir 215 passes through the orifices 233 of the piston 221 and enters the space 234 from where. it flows, through the groove 235 and the radial channels 235 ', in an axial bore 236 formed in each of the plungers 234. A bypass sleeve 237 carried by a plate 238 moving with the piston 221 is mounted slidably. on each of the plungers, in the region of the groove 235. In FIG. 9a, the upper plunger shown in section is in its extreme right position which corresponds to the end of its stroke.
During the rotation of the wobbling plate 227, the plunger moves to the left until the groove 235 comes to be placed to the left of the bypass sleeve 237; at this moment the metered fuel enters the bore 236 and fills the space 239 located at the right end of the plunger in which is mounted a check valve 340. As the plunger moves to the right the fuel is discharged through the groove 235 until the latter is covered by the sleeve 237, which determines the start of the injection.
The further movement of the plunger to the right forces the stored fuel
<Desc / Clms Page number 32>
trapped to pass through the check valve 240 in the supply line 241, then to the injection pressure, in the line 242 and the injector 243 (figure 9) which delivers the fuel under high pressure into the cylinder of the potter.
The injector continues to deliver until a groove 244 formed on the plunger 224 and communicating with the bore
EMI32.1
236, comes in adinci-dence - ';.' 1 "" '0 annular 245 formed in the gnà, <: ,, z & 5 and communicating 8,; (, (; 1? Zspi, this 25+ the fuel remaining in the said bore then being forced into this chamber, the pressure of the fuel pump decreases abruptly and the injection is interrupted which prevents the injector from drooling. By varying the position of the by-pass sleeves 237 the useful capacity of the pump. the pump can vary from zero to the maximum. As the diaphragm 216 is connected to the said sleeves 237 by the articulated lever 220, the rod 219 and the plate 238, the exact volume of the fuel constituting each of the loads delivered in the engine displacement is determined. by the position of the diaphragm.
If the pressure of the metered fuel increases, so does the pressure in the fuel tank 215, and the diaphragm is urged outwards in antagonism with the action of the spring 223 and moves the bypass sleeve 237. to the left to correspondingly increase the volume of fuel injected; a reduction in the pressure of the metered fuel which decreases the pressure exerted on the inside face of the diaphragm determines the movement to the right of the bypass sleeves under the action of the spring 223. The chamber 217 can communicate with the duct intake nozzle or the intake nozzle upstream of the throttle, or be connected to, the atmosphere.
<Desc / Clms Page number 33>
To slightly enrich the combustible mixture during acceleration, a diaphragm 246 is provided which is biased upwards by the spring 247. A pipe 248 terminating at a point in the air intake duct situated downstream of the throttle, transmits the vacuum. to the outer face of the diaphragm, for idle and cruising speeds, and sucks it downwards which determines the entry of the fuel into chamber 249. When, as a result of acceleration, the pressure abruptly increasing the spring 247 pushes the diaphragm upwards by injecting fuel into the tank 215.
The fuel introduced into the chamber
EMI33.1
"Also" ¯. -, - '- brē249 compensates / 11auM ,, ntatlon of volume of chamber 215 resulting from the outward displacement of diaphragm 216; otherwise some of the metered fuel would be used to fill that volume instead. to be injected into the engine.
A hand pump 250 (Figure 9) is interposed in the pipe. 313. between tank and speed / density pump; it can be used in conjunction with the rotor 14 of Figures I and Ia to create pressure in the system for start-up and for other purposes.
The general description of the operation of the system of figure 9 is as follows: power control is provided mainly by means of the throttle 220 which can be actuated or auto-
EMI33.2
matically. or by hand, to vary the flow of air admitted into the engine. The speed / density regulator tends to meter the fuel in the manner described with reference to Figures i to 3; the dosage being proportional to the product of the inlet pressure, corrected taking into account the
<Desc / Clms Page number 34>
variations in temperature and exhaust backpressure, by engine speed.
If the injection pump does not deliver a sufficient quantity of fuel to the engine, the metering load applied to port 107 'is too low and the load applied to the regulator diaphragm is insufficient to balance the action of the weights. of the regulator. These weights therefore determine the opening of the valve 28 and there follows an increase in the fuel pressures in the system.
These pressures increase until the pressure in the chamber 215 of the injection pump is sufficient to move the piston 221 and the bypass sleeves 237 to the left, in order to increase the useful stroke of the injectors. divers from the. pump enough to supply the desired amount of fuel to the engine; at this point the load on diaphragm 47 exactly balances the action of the governor weights. The injection pump 214, the plungers of which are adjusted according to the engine cycle, takes the fuel metered into the tank 215 and distributes it to the different cylinders of the engine, the injection taking place during the suction stroke of the engine. piston.
It is therefore possible to maintain a fuel / air ratio determined independently of the clearances which may exist between the various parts of the mechanism actuating the plungers of the pump, clearances which may result from the wear of the push rods, of the wobbling plate and of the mechanism cooperating with the pump. him, or the divers themselves.
Figure 10 illustrates the application of the improved fuel feed device or speed / density pump to the fuel supply to jet engine burners. the engine or power source, represented
<Desc / Clms Page number 35>
schematically shown in FIG. 10, comprises a casing 300 shaped so as to define at one of its ends a chamber 300 'where the burners are mounted and at its opposite end a reaction nozzle 300 ". front or intake, the casing has a rounded cover 301 which defines an air intake duct 302.
A rotary air compressor 303 is mounted in the intake duct on a shaft 304 supported by a bearing 305 which is provided at its rear end with a series of radial arms terminating in diffuser vanes 306. On the shaft 304 is also mounted a turbine 306 having vanes 307 'which are driven by the combustion gases produced in the burners 308 arranged in a ring in the chamber 300'.
the air admitted into the intake duct 302 is drawn into the compressor which compresses it in the chamber 300 'then into the burners 308, where it is heated by the combustion of the fuel, and the expanded exhaust gases are diri - aged at. through the vanes 307 'of the turbine 307 to drive the compressor and expand into the atmosphere through the reaction nozzle 3000 to provide propulsion for the aerodynes on which the engine is used.
When a centrifugal compressor is connected to a gas turbine driven by the energy of the gases produced in the combustion chamber or burners in which it compresses the air and that it rotates in synchronism with this turbine, there are certain fundamental relationships. . Thus, for a given density of the incoming air, the weight of the admitted air varies appreciably as the speed of the engine, the pressure rise in the compressor varies as the square of this speed and the power consumed by the compressor varies
<Desc / Clms Page number 36>
like the cube of this speed. If the power is controlled by the fuel feed adjustment, the required fuel flow rate varies substantially as the cube of the speed.
Therefore if the fuel supply is controlled by a suitable device such as a power control lever and if the latter lever is moved forward or backward to achieve a selected speed or power, the turbine speed increases. or decreases until a speed corresponding to the fuel flow is reached. These same conditions occur when the turbine drives a serodyne propeller and when the turbine connection receives air from a front port.
Fuel control systems for jet engines and turbines. gases have heretofore been of one of two types: one consisting of controlling the fuel supply by a regulator which partially interrupts the fuel supply when the. chosen speed is reached, and the second to selecting the fuel flow rate consisting in choosing this flow rate, the engine or the machine accelerating or slowing down until it reaches the speed corresponding to the feed rate. selected.
Figure 11 shows the type of fuel control obtained with the regulator control system. In this figure, coprbe A represents the flow characteristic as a function of the speed of this class of motors and curve B represents the maximum flow of the feed pump. If the engine is running at speed a which corresponds to a certain fuel consumption and you want to switch to speed b, the load or adjustment of the regulator which controls the fuel flow control valve is
<Desc / Clms Page number 37>
modified to match speed b.
De, regulator not being in equilibrium opens the fuel valve wide and the flow supplied to the engine increases sharply to reach the flow rate of the feed pump, as shown by part c of the dotted curve. Thanks to this acceleration of the flow the engine accelerates and the quantity of fuel supplied follows the curve a until the speed corresponding to the new regulator setting is reached and the regulator reduces the fuel flow following the curve e to reach point b when the engine reaches its new operating speed.
During this period of acceleration, the quantity of fuel supplied to the burner greatly exceeds that required to correspond to the quantity of air admitted and therefore the flame produced is extremely hot. to damage the tubes 308 of the burner and the blades 307 'of the turbine and to considerably reduce the life of the engine.
Another disadvantage occurs when slowing down because a change in the regulator setting from speed b to speed a tends to produce the fuel valve fully closing until the engine has slowed down which gives a curve of. slowing down of the type indicated in dotted lines at f in FIG. II. In this case the fuel flow is reduced considerably while the quantity of air supplied to the burner slowly decreases as the compressor output is reduced. The fuel mixture is therefore extremely lean and the burners tend tooth to die out.
In the second of the control systems mentioned above, namely the fuel flow rate selector systems
<Desc / Clms Page number 38>
ble, the fuel supply characteristics are shown in fig 12.
If the motor operating at speed is desired to switch to. the speed}. the fuel flow rate varies from a fuel feed characteristics during this acceleration are indicated by the dotted curves ghduring the deceleration from b to a. the flow characteristic is indicated by the curves i and 1 .With this type of control, the increase in flow during acceleration and its reduction during deceleration are not so excessive or with the control shown in figure II, ma, but they are, however, more large than it should be.
A very sophisticated fuel control system for gasoline engines is obtained. reaction and gas turbines using the fuel feed device of Figures 1a and 2 (with or without the auxiliary arrangements of Figures 4 to. 8). As shown in Figure 10, the fuel is delivered at burner by the speed / density pump or feed device shown in figures I, la and 2, the gear 18 keyed on the shaft 14a of the rotor of figure i being driven from the shaft 304 by means of angle gables 309,
310 and the shaft 311. The metered fuel from chamber 107a of FIG. 1 is brought through a duct 312 to a manifold 313 from which the ducts 314 leave which feed the various burners 315. The needle 137 (FIG. I) is appropriately linked to. a power control lever (not shown) provided in the cockpit by means of a linkage 513, the SI square? rod 318 and lever 319;
The manometric assembly, consisting of the capsules on which the pressure acts
<Desc / Clms Page number 39>
The intake manifold and the exhaust back pressure of FIG. I is replaced by a capsule 320 which is sensitive to variations in pressure and temperature and therefore to variations in the density of the air entering through the duct 312;
the capsule is subjected to the pressure of the incoming air by virtue of the orifices 321 formed in the cover 301 and which open preferably in the direction of movement so as to be subjected to the action of air compression due to the speed of travel of the aerodyne. Smaller holes 321 'are provided on the side or rear of the cowling to allow air circulation so that the air temperature at the The inside of the hood actually represents the temperature of the incoming air. The vacuum can be made in the spring-loaded capsule, this capsule can also be filled with damping liquid and inert gas.
the motor or power source of FIG. 10 is mounted in a nacelle 322 usually provided for this purpose in the wing or the body of an aerodyne, a ring 323 fixed against the inner wall of the nacelle serving as an anchor and the the engine housing being connected to this ring by brackets 324.
In describing the operation of the fuel supply device of FIG. 10, reference will also be made to FIGS. 1 and 13. It will be assumed by way of example that the engine is operating at a certain altitude, that the needle is located. in a position corresponding to the operation represented by point a in figure 13 that the load exerted on the diaphragm 47 as a result of the action of the regulator is just sufficient to balance the action of the weights 35 of the regulator, that the dosing load on port 107 '
<Desc / Clms Page number 40>
and the setting of the valve 107 are such that the Amount of fuel delivered corresponds to the feed rate for point a.
As has been explained previously with reference to fig 1, the speed / density pump, for a given position of the pole 107, delivers a quantity of fuel directly proportional to the speed of the pump or motor, the speed / density. of fuel for a given speed depending on the setting of the needle I37. Thus, for successive positions of increasing closing of the needle 137, the flow rate as a function of the speed is represented by the curves kLm and n shown in figure 13 , the parts of these curves corresponding to low speeds being due to the action of the idle spring 67. If the needle 137 is set for the. curve k,
the. engine speed increases or decreases until the fuel supplied is sufficient to meet the engine's fuel demands, a condition which occurs in a. If now the needle 137 is partially closed to bring it to a position corresponding to curve n, the quantity of fuel delivered increases as indicated by the dotted curve, jsuqu 'à;
until curve n is reached, then, as speed increases, fuel flow increases along line n (dotted line) until point b is reached at which the engine has its normal speed, the quantity of fuel supplied by the pump being equal to the quantity required indicated by curve A. The speed / density regulator therefore prevents an excessive initial enrichment when the power control lever is moved forward and a gradual increase in the quantity of fuel as the engine speed increases so as to ensure sufficient enrichment
<Desc / Clms Page number 41>
for a good acceleration, this for the whole margin of increase in speed.
During the deceleration from b to a, the fuel metering characteristics of the device are indicated by the dotted lines r and s as can easily be seen. This avoids, during deceleration, excessive depletion which could turn off the burners.
If the density of the incoming air decreases, for example as the altitude increases, a reduced quantity of fuel is sufficient to drive the turbine 307 and the compressor 303 at a given speed. variations in the air density the section of the metering orifice 107 '. is corrected by the action of the capsule 320. Thus, an increase in altitude and the cor- responding reduction in the density of the air 'air determines the elongation of the capsule 320 and the lotion reduction of the borehole 107' which reduces the flow of fuel admitted to the engine at a given speed. An increase in density produces the opposite effect.
It is obvious that all the arrangements shown in figures 4 to 8 can be used with the systems of figure IO, For example one can use the speed limiter of figure 7 or the additional device for controlling the dosing load of FIG. 8 It can also be considered advantageous to subject the metering load to the influence of the temperature of the incoming air, in addition to the corrective effect provided by the capsule 320, in which case it can be incorporated in the system the provisions of Figures 5 and 6,
<Desc / Clms Page number 42>
Figure 14 shows a variant of Figure 10 where.
the power is controlled by directly modifying the section of the metering orifice 107 ', while the variations in air density or air flow are taken into account by varying it. section of the control orifice 135 To this end, the needle 137 is connected to a capsule 325, the deformations of which follow the variations in the density of the air by means of a lever 326 and the rod 327, which capsule can be sensitive to both pressure and temperature in the same way as capsule 320.
The metering orifice 107 ′ controlled by the needle 328 connected to a control lever, not shown, by means of suitable linkages indicated at 329 and 330.
To accelerate, the needle 328 is disengaged or moved in a direction such that the area of the orifice 107 'is increased which tends to reduce the pressure drop across the orifice and the differential pressure exerted on the port. diaphragm 47.The regulator or pumped speed / density immediately tends to restore this differential pressure. The metering load increases as does the flow of fuel admitted to the engine. The fuel flow characteristics of this modification are the same as for the device of Figure 10, shown in Figure 13.
To slow down, the needle 328 is engaged in the orifice 107 'so as to reduce its section. The differential pressure which is exerted on the diaphragm 47 tends to increase and the regulator partially closes the valve 28 to restore it. pressure difference exerted on the diaphragm 47 in order to balance the action of the regulator weights.
When the engine slows down, this pressure difference decreases
<Desc / Clms Page number 43>
gradually until engine speed and fuel flow take the desired values to ensure engine speed operation.
If the density of the air decreases as a result of an increased altitude and / or an increase in the air temperature, the capsule 325 expands, the needle 137 emerges from the orifice 135 , and the metering load decreases which reduces the fuel flow for a given engine speed and makes the correction corresponding to the reduction in the weight of the air sent to the burner;
an increase in density leads to an inverse operation of the previous one,
Any of the auxiliary arrangements shown in Figures 4 to 8 can be incorporated into the systems of Figure II by making some obvious modifications to the elements in their construction and dimensions. ¯ ¯
It is understood that the present description has not highlighted all the advantages, applications and metering characteristics of the fuel supply system and of the ancillary apparatus included in the present invention; it is obvious also that the drawings are given by way of example only, and that in current practice it is generally necessary to rearrange and modify the construction of the elements to adapt the system to the various installations.