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"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-
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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-
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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
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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-
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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-
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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
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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.
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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-
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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.
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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
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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 ;
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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-
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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
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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-
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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-
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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-
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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
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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.
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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-
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" 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-
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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
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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-
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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
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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
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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-
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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-
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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'
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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
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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,
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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
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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.