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REGULATEUR D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE LIQUIDE A UN MOTEUR A TURBINE A GAZ.
Cette invention concerne un régulateur d'admission de combustible liquide à un moteur à turbine à gaz du type comportant une pompe à débit constant entraînée par le moteur et dont le débit effectif est réglé par un plongeur sensible à la pression, sans aucun ressort, qui sert de soupape d'écoulement et sur une face duquel la pression effective de refoulement est appliquée tandis que l'extrémité opposée de la chambre dans laquelle se déplace le plongeur est reliée à l'extrémité à laquelle la pression ef- fective de refoulement est amenée par un orifice rétréci et elle est aussi en communication avec un canal de passage (appelé ci-après passage de régla- ge) dans lequel la pression peut être réglée d'après les conditions de fonc- tionnement. Pour augmenter le débit effectif, il faut augmenter la pression dans le passage de réglage.
-Cette pompe est pourvue d'un dispositif de réglage du débit de combustible à une vitesse maximum prédéterminée du moteur afin d'éviter l'em- ballement du moteur, ce dispositif agissant sur la pression existant dans le passage de réglage ou un autre passage de réglage monté en parallèle avec le premier.
Le but principal de l'invention est d'empêcher l'étouffement du moteur par excès de combustible, lorsqu'on ouvre rapidement la commande d'admission. -
L'invention comprend la combinaison d'un régulateur du type spé- cifié dans le premier paragraphe de ce mémoire et d'un appareil à rapport air/combustible par lequel passe le débit effectif de la pompe, cet appareil comportant un étrangleur variable destiné à créer une différence de pression entre le côté entrée et le côté sortie de l'étranglement sans que celui-ci soit affecté par cette différence de pression qui est appliquée de manière à actionner une valve dans le passage de réglage ou un autre passage de réglage
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en parallèle avec le premier, l'étrangleur étant commandé en fonction de la pression de refoulement du compresseur du moteur.
Dans les dessins : la figure 1 montre schématiquement une forme d'appareil comportant l'invention; la figure 2 est un graphique illustrant les conditions de fonction- nement correspondantes; la figure 3 montre schématiquement un-appareil modifié et la figure 4 est un graphique illustrant les conditions de fonc- tionnement de l'appareil de la figure 3.- la figure 1 montre une pompe à débit constant entraînée par le moteur, indiquée d'une manière générale par A, etun appareil à rapport air/ combustible B.
La pompe a un rotor 11 fixé concentriquement sur un arbre entraî- né 12, les deux pièces étant fabriquées séparément mais étant assemblées par des dents 13 qui les bloquent ensemble. L'alésage du rotor, également concen- trique sur l'arbre, est monté sur palier dans un noyau 14 fixé à une extrémi- té sur le corps de la pompe 15. Le rotor a des alésages radiaux 16 dans les- quels se déplacent des pistons 17 pourvus, à leur tête, de glissières 18 se déplaçant sur des tiges transversales 19 des pistons et sont en contact à frot- tement dans un alésage 20 du corps de pompe, cet alésage étant excentré par rapport à l'arbre. Par conséquent, lorsque l'arbre 12 tourne, les glissières en se déplaçant dans l'alésage 20, impriment aux pistons un mouvement alterna- tif dans les alésages radiaux 16 du rotor.
Le combustible est amené par le tuyau 21 dans un conduit 22 dans le noyau et de là il est dirigé par les ouvertures 23 vers les alésages ra- diaux 16 au moment où les pistons se trouvent dans leur position radiale ex- trême et la rotation du rotor refoule le combustible qui se trouve dans les alésages 16 par la course de retour des pistons, à travers d'autres orifices 24a vers un conduit 24 dans le noyau et de là à un tuyau sous pression 25.
A l'intérieur du corps de pompe se trouve un conduit 26 qui com- munique avec le conduit de refoulement 24 et qui contient un piston-valve 27 qui est repoussé par un ressort 28 contre la pression de refoulement. Quand la pression de refoulement de la pompe atteint une valeur prédéterminée, la valve 27 s'ouvre pour laisser passer le combustible par une ouverture laté- rale et celui-ci réagit alors sur une paroi axiale d'extrémité 29 d'une rai- nure périphérique dans la pièce mobile d'une soupape de trop-plein.
Le con- duit de refoulement 24 communique aussi par un conduit 31 ayant un étranglement 32 avec un conduit 33 aboutissant à la face d'extrémité opposée 34 de la piè- ce 30 de la soupape de trop-plein, ce qui fait que lorsque la pression dans le conduit de refoulement 24 dépasse une valeur prédéterminée, la chute de pression dans l'étranglement force la pièce 30 de la soupape de trop-plein à découvrir l'orifice latéral communiquant avec le conduit d'admission 22.
La pièce 30 peut donc avoir une extrémité creuse avec des crans en V 35 dont les intervalles établissent la communication entre les conduits 24 et 22 lors- que la pièce 30 est déplacée de manière appropriée.
La pompe débite par le tuyau 25 dans une chambre 36 de l'appareil à rapport air/combustible. Cette chambre est en communication avec un tuyau 37 qui alimente les' brûleurs de la chambre de combustion du moteur, par un étranglement 38 qui est norinalement ouvert jusqu'à un certain point sous la commande d'une soupape 39 qui se déplace sous une impulsion fonction de la pression de refoulement du compresseur. La soupape 39 est cylindrique dans l'ensemble et peut coulisser dans l'étranglement 38; elle est fendue du côté
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opposé pour former les parties courbes 39a dont la position axiale dans l'é- tranglement règle la section effective de passage dans celui-ci, l'étrangle- ment 33 et la soupape 39 constituant ainsi un étrangleur variable.
La fente dans la soupape 39 bifurque à la partie supérieure où un axe 40 qui réunit les bras formés par la bifurcation sert d'ancrage à une extrémité d'un ressort 41 dont l'autre extrémité est fixée à un levier 42 qui sera décrit plus-tard. La soupape 39 est solidaire d'un piston 43 se déplaçant dans un cylindre 44 formé dans le corps 45 de l'appareil à rapport air/combustible et le piston a un petit passage de fuite indiqué en 46. Le déplacement du piston 43 force la soupape 39 à se déplacer dans le rétrécis- sement 38 et à modifier par conséquent la section effective de l'étranglement et par suite la chute de pression de la chambre 36 à la tuyauterie 37 (bien que cette chute de pression soit rétablie ultérieurement comme il sera expli- qué ci-dessous).
Le combustible qui traverse le passage de fuite 46 remplit le cy- lindre 44 et ce dernier possède un canal d'échappement 47 qui communique, par un orifice 48 commandé par une soupape (qui sera décria plus tard), avec le tuyau 37.
La différence de pression dans l'étranglement 38 est appliquée par les conduits 49 et 50 sur les côtés opposés d'un piston 51 se déplaçant dans un cylindre 52 en forme d'anneau. Le piston 51 est solidaire d'un diaphragme élastique 53 qui est prisonnier entre l'extrémité adjacente du cylindre 52 et un rebord périphérique interrompu 54 d'une pièce en forme de godet 55 fixée au corps 45 et le piston 51 est repoussé par un ressort 56 qui équilibre la différence de pression lorsqu'elle atteint une valeur prédé- terminée.
Si on ouvre brusquement la commande d'admission du moteur (non représentée) pour l'accélérer, il y a danger de noyer le mo teur et de l'étouf- fer. Pour éviter ceci, on s'arrange pour que l'arrivée du combustible au mo- teur, après une ouverture brusque de la commm de d'admission, soit sous le contrôle d'un appareil fonctionnant suivant la pression de refoulement du com- presseur.
On y arrive, comme le montre schématiquement la figure 1, en ame- nant la pression de refoulement du compresseur par un conduit 57 à la chambre 58 dans laquelle se trouve une capsule manométrique 59. Ainsi, lorsque le dé- bit du compresseur commence à augmenter par suite de l'ouverture de la comman- de d'admission, la capsule est comprimée ce qui fait basculer le levier 42 autour de son pivot 60 dans le corps 45 et augmente l'espace compris entre la soupape hémisphérique 61 et le siège 48. Il en résulte une diminution de pression dans 1a chambré 44, ce qui permet au piston 43 de s'enfoncer sous l'action de la pression règnant dans la chambre 36 malgré l'action antago- niste du ressort 41.
Ce mouvement de descente du piston 43 déplace la sou- pape 39 et augmente la section effective de l'étranglement 38 en concordance avec l'augmentation de la pression de refoulement du compresseur.
Le! mouvement de descente du piston 43 augmente la tension du ressort 41 et applique donc une force sur le levier 42 destinée à rétablir l'intervalle antérieur entre la soupape hémisphérique 61 et son siège 48, mais avec la soupape 39 dans une nouvelle position dans laquelle la section effective de l'étranglement 38 est augmentée.
En même temps, cette nouvelle ouverture de l'étranglement diminue la chute de pression de part'et d'autre de celui-ci et cette nouvelle chute de pression est appliquée'par les conduits 49 et 50 pour forcer le piston 51 à déplacer par l'intermédiaire d'un poussoir 62 un bras 63 pivotant en 64 sur la pièce 55 en forme.de godet pour fermer une soupape hémisphérique 65.
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Le bras 63 subit aussi l'action d'un ressort 66 qui, grâce à une vis 67, permet de régler l'effort du ressort 56.
Lorsque le bras déplace la soupape hémisphérique 65 dans le sens de la fermeture, il resserre partiellement un orifice de soupape 68 pour cou- per un.passage de fuite par un canal 100, du dessous de la pièce mobile 30 de la soupape de trop-plein jusqu'à la tuyauterie 21 d'alimentation de la pom- pe. La pression en dessous de la soupape de trop-plein 30 est ainsi augmentée ce qui la fait se mouvoir dans le sens d'une réduction du passage de fuite du- conduit 26 à l'admission de la pompe.
De cette manière, une plus grande pro- portion du débit de la pompe est refoulée par le tuyau 25 vers les brûleurs de combustible, ce qui rétablit la différence de pression prédéterminée de part et d'autre de l'étranglement 38, permettant ainsi au piston 51 de repren- dre sa place et à la soupape hémisphérique 65 de prendre une position,-par rapport au siège 68, maintenant le débit de combustible de la pompe à une valeur qui rétablit la différence de pression de part et d'autre de l'étran- glement 38.
Pendant la période d'accélération du moteur, l'augmentation du débit du compresseur tend à ouvrir la soupape 48, 61, ce qui permet au piston 43 de se déplacer dans le sens d'une ouverture plus grande de l'étranglement 38. La chute de différence de pression résultant temporairement de part et d'autre de l'étranglement 38 est cependant appliquée au piston 51 pour dimi- nuer le retour du combustible par l'orifice 68 du tuyau 100 au tuyau 21, ce qui force la pompe à fournir une plus grande partie de son débit dans le tuyau 25 pour rétablir la chute de pression à travers l'étranglement 38. Dans ces conditions, le débit de combustible dans le tuyau 37 est augmenté pour mainte- nir un rapport air/combustible qui est en tout temps en dessous de la caracté- ristique d'étouffement du moteur.
Le levier 42, outre qu'il est poussé vers le bas par le ressort 41, est aussi poussé vers le haut par un ressort 70 dont l'attache 71 est ré- glable ce qui permet de régler l'effort du ressort 41.
Ces conditions de fonctionnement sont illustrées par la figure 2 sur laquelle le débit de combustible en gallons par heure (1 gallon = 4,54 litres) est porté en fonction de la pression de refoulement du compresseur qui, évidemment, à toute altitude donnée, est fonction de la vitesse du moteur.
Les courbes C et D représentent respectivement les courbes de fonctionnement du moteur et d'étouffement au niveau de la mer et on remarquera que lorsque le moteur tourne régulièrement dans la zone de petites vitesses, une ouvertu- re brusque de la commande d'admission pourrait provoquer une arrivée de com- bustible suffisante pour étouffer le moteur avant que celui-ci n'ait pu accé- lérer suffisamment pour augmenter de façon adéquate le débit du compresseur de manière à brûler le supplément de combustible. Le réglage exercé par le dispositif de l'invention est représenté par la courbe E qui permet de voir que l'augmentation du débit du combustible résultant d'une ouverture brusque de l'admission de combustible, est limitée à une valeur inférieure à celle pour laquelle il y a danger d'étouffer le moteur.
A partir des vitesses moyennes du moteur, la courbe d'étouffement s'élève rapidement et pour qu'on puisse atteindre des accélérations élevées à partir de ces vitesses, on s'arrange pour que la soupape 39 se trouve, dans cette gamme de vitesses, dans une position telle que l'étranglement 38 offre un minimum de résistance au courant de combustible dans le tuyau 37 et ceci est représenté par la partie plus raide de la courbe E.
Pour éviter d'amener aux brûleurs plus de combustible que le moteur n'en demande à une vitesse maximum prédéterminée, on a prévu un dis- que 72 qui est rendu solidaire de l'arbre 12 de la pompe par des billes 73 espacées angulairement et qui pénètrent dans des rainures longitudinales dans l'arbre et dans le disque. L'espace compris entre les billes 73 commu- nique par un conduit 74 avec le tuyau d'arrivée 21 à la pompe, la communica-
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tion étant établie par une chambre à diaphragme 75, un intervalle 76, une chambre 77 et un conduit 78. Le disque 72 possède des canaux radiaux 79 dans lesquels une pression centrifuge se développe et se transmet, par une galerie annulaire 80 dans le corps 15 et un conduit 81, à une chambre à dia- phragme opposé 82.
Le diaphragme 83 séparant les chambres 77 et 82 est soumis à l'ac- tion d'un ressort de tension 84 dont l'attache 85 est réglable. Un ressort de compression 86 repousse un levier 87 qui pivote en 88 pour fermer une sou- pape 89 placée dans un conduit 90 reliant le conduit 31 à l'étranglement 32 .
Dès que le moteur a tendance à dépasser sa vitesse limite et que la diffé- rence de pression entre les chambres 77 et 82 dépasse une valeur prédéter- minée, réglée par le ressort 84, une tige 91 en contact avec le diaphragme 83 fait basculer le levier 87 qui soulève la soupape 89 de son siège permet- tant ainsi à une certaine quantité de fluide du tuyau 33 de retourner au tuyau d'arrivée par la chambre 77 et le conduit 78. La pression sous la sou- pape de trop-plein 30 est ainsi réduite ce qui permet de bi-passer une plus grande proportion du débit de la pompe vers le tuyau d'arrivée. Dans ces cir- constances, le débit de combustible dépend par conséquent uniquement de la vitesse de la pompe et échappe au contrôle de l'appareil, à rapport air/com- bustible.
Le contrôle d'accélération décrit antérieurement et fonctionnant uniquement suivant la pression de refoulement du compresseur ne fonctionne pas d'une manière satisfaisante à haute altitude à cause de l'appareil de con- trôle du rapport air/combustible qui limite la vitesse maximum du moteur.
Ce fait est illustré par la figure 4 sur laquelle les courbes Dl et Cl cor- respondant aux courbes D et C à l'altitude élevée considérée. On verra que la courbe Cl est recoupée par la ligne E, ce qui signifie que la vitesse du moteur ne peut être supérieure à celle correspondant au point d'intersection.
Par conséquent, lorsque l'altitude augmente, il est nécessaire de modifier la courbe E en amenant sa partie s'élevant fortement plus près de l'origine de manière à cequ'elle se trouve entre les courbes Dl et Cl comme elles sont représentées. On peut y arriver grâce à l'appareil sensible à la pression représenté sur la-figure 3, qui permet au contrôle du rapport air/combustiblè de fonctionner suivant le rapport de compression du compresseur.
L'appareil sensible à la pression représenté par la figure 3 com- porte une capsule manométrique 120 qui a une paroi commune 121 avec une se- conde capsule plus petite 122 qui est vide d'air. La paroi 121 porte un cla- pet mobile 123 qui, pour un rapport de compression prédéterminé, ferme l'ori- fice d'un tube venturi 124 qui autrement établit une communication entre l'in- térieur de la capsule 120.et la sortie du compresseur par un conduit 125.
L'étranglement du tube venturi est en communication avec un anneau 126 qui à son tour communique par.un conduit 128 avec la chambre 58. Donc,lorsque le clapet 123 est ouvert, la pression statique dans l'étranglement du ventu- ri est transmise à la chambre 58 et lorsque le clapet 123 est fermé, la pres- sion de refoulement du compresseur est transmise à la chambre 58.
La pression dans le tuyau 125 est aussi amenée par une valve à pointeau réglable 127 à l'extérieur des capsules 120 et 122, la pression dans la chambre entourant les capsules agissant sur l'ensemble des capsules dans le sens de la fermeture du clapet 123. L'air qui a franchi la valve à poin- teau 127 passe aussi à l'intérieur de la capsule 120 par un étranglement 129; l'intérieur de la capsule 120 communiquant par un conduit 130 avec l'as- piration du compresseur.
Au cours d'une'accélération rapide du moteur, le rapport de pres- sions du compresseur augmente avec la vitesse et tant que le clapet 123 reste ouvert, une pression inférieure à la pression de refoulement du compresseur. est transmise à la chambre 58 depuis l'étranglement du venturi 124. Cette pres- sion inférieure est destinée à commander un débit de combustible vers le mo- teur en tous temps inférieur à la courbe d'étouffement du moteur. En même temps,
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une valeur réduite de la pression de refoulement du compresseur agit aussi sur l'extérieur de l'ensemble des capsules 120 et 122 et pour une valeur du rapport de pressions du compresseur pour laquelle une brusque augmentation du débit de combustible ne risque pas d'étouffer le moteur, cette pression ferme le clapet 123.
Puisque le clapet 123 se ferme d'après le rapport de pressions du compresseur, qui à son tour dépend de la vitesse du moteur, la relation entre l'aentation brusque de l'arrivée du combustible et la courbe d'étouf- fement du moteur ne varie pas quelle que soit l'altitude.
Pour adapter l'appareil de contrôle du rapport air/combustible à un moteur déterminé, la valve à pointeau 127 peut être réglée pour assurer la fermeture du clapet 123 pour un rapport approprié de pressions du compres- seur.
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LIQUID FUEL INTAKE REGULATOR TO A GAS TURBINE ENGINE.
A liquid fuel inlet regulator to a gas turbine engine of the type having a constant flow pump driven by the engine, the effective flow of which is regulated by a pressure sensitive plunger, without any spring, is provided. serves as a flow valve and on one side of which the effective discharge pressure is applied while the opposite end of the chamber in which the plunger moves is connected to the end to which the effective discharge pressure is supplied through a constricted orifice and is also in communication with a passage channel (hereinafter referred to as the control passage) in which the pressure can be regulated according to the operating conditions. To increase the effective flow, the pressure in the control passage must be increased.
-This pump is fitted with a device for regulating the flow of fuel at a predetermined maximum engine speed in order to prevent the engine from racing, this device acting on the pressure existing in the regulating passage or another passage regulator mounted in parallel with the first.
The main object of the invention is to prevent the engine from being smothered by excess fuel, when the intake control is quickly opened. -
The invention comprises the combination of a regulator of the type specified in the first paragraph of this memorandum and of an apparatus with an air / fuel ratio through which the effective flow rate of the pump passes, this apparatus comprising a variable restrictor intended for create a pressure difference between the inlet side and the outlet side of the throttle without this being affected by this pressure difference which is applied so as to actuate a valve in the control passage or other control passage
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in parallel with the first, the choke being controlled as a function of the discharge pressure of the compressor of the engine.
In the drawings: Figure 1 schematically shows one form of apparatus incorporating the invention; Figure 2 is a graph illustrating the corresponding operating conditions; Figure 3 shows schematically a modified apparatus and Figure 4 is a graph illustrating the operating conditions of the apparatus of Figure 3.- Figure 1 shows a constant flow pump driven by the motor, denoted by generally by A, and an air / fuel ratio apparatus B.
The pump has a rotor 11 fixed concentrically on a driven shaft 12, the two parts being manufactured separately but being assembled by teeth 13 which lock them together. The rotor bore, also centered on the shaft, is mounted on a bearing in a core 14 fixed at one end to the pump body 15. The rotor has radial bores 16 in which move. pistons 17 provided, at their head, with slides 18 moving on transverse rods 19 of the pistons and are in friction contact in a bore 20 of the pump body, this bore being eccentric with respect to the shaft. Therefore, as the shaft 12 rotates, the slides, moving in bore 20, reciprocate the pistons in the radial bores 16 of the rotor.
The fuel is brought through pipe 21 into a duct 22 in the core and from there it is directed through the openings 23 towards the radial bores 16 at the moment when the pistons are in their extreme radial position and the rotation of the piston. rotor delivers the fuel which is in the bores 16 by the return stroke of the pistons, through other ports 24a to a duct 24 in the core and from there to a pressure pipe 25.
Inside the pump body is a duct 26 which communicates with the discharge duct 24 and which contains a piston-valve 27 which is pushed back by a spring 28 against the discharge pressure. When the discharge pressure of the pump reaches a predetermined value, the valve 27 opens to allow the fuel to pass through a side opening and the latter then reacts on an axial end wall 29 of a groove. device in the moving part of an overflow valve.
The discharge line 24 also communicates through a conduit 31 having a constriction 32 with a conduit 33 terminating at the opposite end face 34 of the part 30 of the overflow valve, so that when the pressure in the discharge duct 24 exceeds a predetermined value, the pressure drop in the constriction forces the part 30 of the overflow valve to discover the side port communicating with the inlet duct 22.
Part 30 may therefore have a hollow end with V-notches 35 the intervals of which establish communication between conduits 24 and 22 when part 30 is appropriately moved.
The pump delivers through pipe 25 into a chamber 36 of the air / fuel ratio apparatus. This chamber is in communication with a pipe 37 which supplies the burners of the combustion chamber of the engine, through a throttle 38 which is normally open to some extent under the control of a valve 39 which moves under a pulse. depending on the compressor discharge pressure. The valve 39 is generally cylindrical and can slide in the constriction 38; it is split on the side
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opposite to form the curved parts 39a, the axial position of which in the throttle adjusts the effective passage section therein, the throttle 33 and the valve 39 thus constituting a variable throttle.
The slot in the valve 39 bifurcates at the top where a pin 40 which unites the arms formed by the bifurcation serves as an anchor at one end of a spring 41 whose other end is fixed to a lever 42 which will be described more - late. The valve 39 is integral with a piston 43 moving in a cylinder 44 formed in the body 45 of the air / fuel ratio apparatus and the piston has a small leakage passage indicated at 46. The movement of the piston 43 forces the valve. valve 39 to move in the constriction 38 and consequently to change the effective section of the constriction and hence the pressure drop from chamber 36 to piping 37 (although this pressure drop is subsequently reestablished as it is will be explained below).
The fuel which passes through the leakage passage 46 fills the cylinder 44 and the latter has an exhaust channel 47 which communicates, through an orifice 48 controlled by a valve (which will be described later), with the pipe 37.
The pressure difference in the constriction 38 is applied through the conduits 49 and 50 on opposite sides of a piston 51 moving in a ring-shaped cylinder 52. The piston 51 is integral with an elastic diaphragm 53 which is trapped between the adjacent end of the cylinder 52 and an interrupted peripheral rim 54 of a cup-shaped part 55 fixed to the body 45 and the piston 51 is pushed back by a spring 56 which balances the pressure difference when it reaches a predetermined value.
If the engine intake control (not shown) is opened suddenly to accelerate it, there is a danger of flooding the engine and choking it. To avoid this, arrangements are made so that the arrival of fuel to the engine, after a sudden opening of the inlet control, is under the control of a device operating according to the discharge pressure of the compressor. .
This is achieved, as shown diagrammatically in FIG. 1, by supplying the discharge pressure of the compressor through a duct 57 to the chamber 58 in which a manometric capsule 59 is located. Thus, when the flow rate of the compressor begins to increase. increase as a result of the opening of the intake control, the capsule is compressed which causes the lever 42 to swing around its pivot 60 in the body 45 and increases the space between the hemispherical valve 61 and the seat 48. This results in a decrease in pressure in the chamber 44, which allows the piston 43 to sink under the action of the pressure prevailing in the chamber 36 despite the antagonistic action of the spring 41.
This downward movement of the piston 43 moves the valve 39 and increases the effective area of the throttle 38 in accordance with the increase in the discharge pressure of the compressor.
The! downward movement of the piston 43 increases the tension of the spring 41 and therefore applies a force to the lever 42 intended to restore the previous gap between the hemispherical valve 61 and its seat 48, but with the valve 39 in a new position in which the effective section of the constriction 38 is increased.
At the same time, this new opening of the throttle decreases the pressure drop across it and this new pressure drop is applied by the conduits 49 and 50 to force the piston 51 to move by. via a pusher 62 an arm 63 pivoting at 64 on the cup-shaped part 55 to close a hemispherical valve 65.
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The arm 63 is also subjected to the action of a spring 66 which, thanks to a screw 67, makes it possible to adjust the force of the spring 56.
As the arm moves the hemispherical valve 65 in the closed direction, it partially constricts a valve port 68 to cut a leakage passage through a channel 100, from below the movable part 30 of the overflow valve. full to the pump supply pipe 21. The pressure below the overflow valve 30 is thus increased causing it to move in the direction of reducing the leakage passage from the conduit 26 to the pump inlet.
In this way, a greater proportion of the pump flow is discharged through pipe 25 to the fuel burners, which restores the predetermined pressure difference on either side of the throttle 38, thus allowing the piston 51 to resume its place and the hemispherical valve 65 to take a position, relative to the seat 68, maintaining the fuel flow rate of the pump at a value which restores the pressure difference on either side of the pump. strangulation 38.
During the period of engine acceleration, the increase in compressor flow tends to open the valve 48, 61, which allows the piston 43 to move in the direction of a larger opening of the throttle 38. The The drop in pressure difference resulting temporarily on either side of the throttle 38 is, however, applied to the piston 51 to decrease the return of fuel through the orifice 68 of the pipe 100 to the pipe 21, which forces the pump to supply more of its flow through pipe 25 to restore the pressure drop across throttle 38. Under these conditions, the fuel flow through pipe 37 is increased to maintain an air / fuel ratio which is at any time below the engine choking characteristic.
The lever 42, besides being pushed downwards by the spring 41, is also pushed upwards by a spring 70, the attachment 71 of which is adjustable, which makes it possible to adjust the force of the spring 41.
These operating conditions are illustrated by Figure 2 on which the fuel flow in gallons per hour (1 gallon = 4.54 liters) is plotted as a function of the discharge pressure of the compressor which, of course, at any given altitude, is depending on engine speed.
Curves C and D represent the engine operating and choking curves at sea level, respectively, and it will be noted that when the engine is running smoothly in the low speed zone, an abrupt opening of the intake control could. cause sufficient fuel supply to suffocate the engine before the engine has been able to accelerate sufficiently to adequately increase the compressor output so as to burn the additional fuel. The adjustment exerted by the device of the invention is represented by curve E which makes it possible to see that the increase in the fuel flow rate resulting from a sudden opening of the fuel inlet is limited to a value lower than that for which there is a danger of suffocating the engine.
From the average engine speeds, the choking curve rises rapidly and so that high accelerations can be achieved from these speeds, it is arranged so that the valve 39 is in this speed range , in a position such that the constriction 38 offers minimal resistance to the flow of fuel in the pipe 37 and this is represented by the steeper part of curve E.
To avoid delivering more fuel to the burners than the engine requires at a predetermined maximum speed, a disc 72 is provided which is made integral with the shaft 12 of the pump by angularly spaced balls 73 and which enter longitudinal grooves in the shaft and in the disc. The space between the balls 73 communicates via a conduit 74 with the inlet pipe 21 to the pump, the communication
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tion being established by a diaphragm chamber 75, a gap 76, a chamber 77 and a conduit 78. The disc 72 has radial channels 79 in which centrifugal pressure develops and is transmitted, through an annular gallery 80 in the body 15 and a conduit 81, to an opposing diaphragm chamber 82.
The diaphragm 83 separating the chambers 77 and 82 is subjected to the action of a tension spring 84, the clip 85 of which is adjustable. A compression spring 86 pushes back a lever 87 which pivots at 88 to close a valve 89 placed in a duct 90 connecting the duct 31 to the constriction 32.
As soon as the motor tends to exceed its limit speed and the pressure difference between the chambers 77 and 82 exceeds a predetermined value, set by the spring 84, a rod 91 in contact with the diaphragm 83 causes the valve to switch. lever 87 which lifts valve 89 from its seat thus allowing a certain amount of fluid from pipe 33 to return to the inlet pipe through chamber 77 and pipe 78. The pressure under the overflow valve 30 is thus reduced, which makes it possible to bi-pass a greater proportion of the flow from the pump to the inlet pipe. In these circumstances, the fuel flow therefore depends only on the speed of the pump and is beyond the control of the device, at the air / fuel ratio.
The acceleration control described previously and operating only at the discharge pressure of the compressor does not function satisfactorily at high altitudes because of the air / fuel ratio control device which limits the maximum engine speed. .
This fact is illustrated by FIG. 4 in which the curves Dl and Cl correspond to the curves D and C at the high altitude considered. It will be seen that the curve C1 is intersected by the line E, which means that the speed of the motor cannot be greater than that corresponding to the point of intersection.
Therefore, as the altitude increases, it is necessary to modify the curve E by bringing its sharply rising part closer to the origin so that it lies between the curves D1 and C1 as shown. This can be achieved by the pressure sensitive apparatus shown in Figure 3, which allows the control of the air / fuel ratio to operate according to the compression ratio of the compressor.
The pressure sensitive apparatus shown in Figure 3 comprises a pressure capsule 120 which has a common wall 121 with a second smaller capsule 122 which is void of air. Wall 121 carries a movable valve 123 which, for a predetermined compression ratio, closes the orifice of a venturi tube 124 which otherwise establishes communication between the interior of capsule 120 and the outlet. compressor via a pipe 125.
The venturi tube throttle is in communication with a ring 126 which in turn communicates through conduit 128 with chamber 58. Thus, when valve 123 is opened, static pressure in the venturi throttle is transmitted. to chamber 58 and when valve 123 is closed the compressor discharge pressure is transmitted to chamber 58.
The pressure in the pipe 125 is also brought by an adjustable needle valve 127 outside the capsules 120 and 122, the pressure in the chamber surrounding the capsules acting on all of the capsules in the direction of the closure of the valve 123. The air which has passed the needle valve 127 also passes inside the capsule 120 through a throttle 129; the interior of the capsule 120 communicating by a duct 130 with the suction of the compressor.
During rapid engine acceleration, the pressure ratio of the compressor increases with speed and as long as the valve 123 remains open, a pressure lower than the discharge pressure of the compressor. is transmitted to chamber 58 from the throttle of venturi 124. This lower pressure is intended to control fuel flow to the engine at all times below the engine choke curve. At the same time,
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a reduced value of the discharge pressure of the compressor also acts on the outside of the assembly of the capsules 120 and 122 and for a value of the pressure ratio of the compressor for which a sudden increase in the fuel flow rate does not risk choking the engine, this pressure closes the valve 123.
Since the valve 123 closes according to the pressure ratio of the compressor, which in turn depends on the speed of the engine, the relation between the sudden increase in the arrival of fuel and the quench curve of the engine does not vary at any altitude.
To adapt the air / fuel ratio tester to a particular engine, the needle valve 127 may be adjusted to close the valve 123 for an appropriate ratio of compressor pressures.