Machine à au moins un piston libre. La présente invention se rapporte à une machine à au moins un piston libre, pouvant être, par exemple, un auto-générateur à pis tons libres, et comportant au moins un accu mulateur pneumatique d'énergie.
Cette machine est caractérisée, suivant l'invention, en ce que l'espace situé du côté intérieur de l'élément compresseur du piston libre constitue l'espace de compression ser vant à la compression de l'air débité, tandis que l'espace situé du côté extérieur de cet élément du piston constitue l'accumulateur d'énergie.
Les fig. 1 et 2 du dessin annexé repré sentent, à titre d'exemple, chacune de façon schématique, un auto-générateur à pistons libres constituant une forme d'exécution par ticulière de la machine selon l'invention.
L'auto-générateur suivant la fig. 1 com porte un cylindre-moteur 1 dans lequel cou lissent les éléments moteurs 21 et 22 des pis tons libres. Ces éléments 21 et 22 découvrent respectivement, au voisinage des points morts extérieurs des pistons libres, des lu mières d'admission 3 et des lumières d'échap pement 4, ces dernières desservant un collec teur de refoulement 5.
Les deux pistons libres comportent chacun un élément com presseur 61, respectivement 62 coulissant dans un cylindre qu'il sépare en deux chambres 71 et 101, respectivement 72 et 102, les chambres 71 et 72, situées du côté des faces internes des éléments compresseurs 61 et 6z étant mu nies de clapets d'aspiration 8 et de clapets de refoulement 9 et les -chambres 101 et 102, si tuées du côté d es faces externes des éléments 6' et 62 constituant des accumulateurs d'éner gie pneumatiques dans lesquels, au moyen d'un dispositif -de réglage non représenté, est maintenue une pression fonction de la pres sion de débit de l'auto-générateur. Un méca nisme synchronise les débattements des pis tons libres,
ce -mécanisme étant constitué par des crémaillères 11' et 112 solidaires desdits pistons et ayant leurs déplacements conju gués par un pignon 12. L'alimentation en combustible du cylindre moteur 1 a lieu au moyen d'un injecteur 13 alimenté par une pompe 14 actionnée par une came 15, portée par l'axe du pignon de synchronisation 12. Le cylindre 1 est entouré d'un carter étan che 16 alimenté en air sous pression de ba layage et d'alimentation par l'intermédiaire des ouvertures de refoulement commandées par les clapets 9.
Le mécanisme de synchronisation étant agencé de façon à ne pouvoir limiter en au cune façon l'amplitude des courses des pis tons, les accumulateurs pneumatiques 101 et 102 sont dimensionnées de façon qu'ils puis sent absorber au moins la totalité du travail moteur développé pendant une course mo trice d'amplitude exceptionnelle, cette ampli tude limite pouvant être, par exemple, celle d'une course pour laquelle la totalité de l'air contenu dans le cylindre 1 aurait été combi née à un grand excès de combustible anorma lement introduit.
On évitera ainsi que, pour une telle course, les pistons ne viennent buter contre le fond des accumulateurs pneumatiques 101 et 102, cette sécurité étant obtenue sans im poser aucune fatigue particulière au méca nisme de synchronisation des susdits piston, ledit mécanisme pouvant alors être construit de façon très légère.
Mais il pourrait arriver, lorsqu'il se pro- dui plusieurs courses exceptionnelles consé cutives, que le travail absorbé par l'élément compresseur soit insuffisant pour absorber l'excès d'énergie emmagasiné dans les accu mulateurs pneumatiques. Ainsi, l'amplitude des courses irait en croissant vers les points morts intérieurs, d'où résulterait un accrois sement de la compression dans le cylindre moteur, un travail moteur plus grand en core, donc un accroissement de la course du côté des points morts extérieurs. Ainsi l'am plitude des courses finirait par dépasser l'amplitude limite exceptionnelle pour la quelle sont établis les susdits accumulateurs.
Afin d'empêcher un tel accroissement continu de la longueur des course, le pis ton 21, 61 est muni d'un poussoir 17, qui, lorsque la course dépasse l'amplitude maxi mum compatible avec un régime continu, vient buter contre un basculeur 18 de façon à assurer, d'abord, tant que la longueur de la course n'a dépassé la valeur limite que d'une petite quantité, l'ouverture d'une soupape 19, et ensuite, lorsque la longueur de la course a dépassé la valeur limite d'une quantité plus grande l'ouverture d'une son pape ces soupapes commandant chacune un circuit d'air comprimé distinct.
Comme course
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avec un régime continu de la machine, il faut comprendre une course Îi la fin de laquelle subsiste en core, entre l'extrémité extérieure de l'équi page de piston libre et le fond du cylindre correspondant. une distance suffisante pour que ledit fond ne soit, en aucun cas, touché par ledit équipage.
L'ouverture de la sou pape 19 provoque l'introduction d'air com primé dans un cylindre 22, dont. le piston 23 est attelé, par l'intermédiaire d'un excentri que 24, à la tringlerie de commande 2'5 de l'organe 21 de réglage quantitatif de la pompe 14, l'ensemble étant établi de façon telle que l'arrivée .d'air comprimé dans le cylindre 22, consécutive à l'ouverture de la soupape 19, provoque l'entraînement de l'or gane 21 dans le sens d'une réduction du dé bit de la. pompe 1:
1. L'ouverture de la sou pape \?t) provoque l'introduction d'air com primé dans un cylindre 27, dans lequel cou lisse un piston 26 dont le déplacement bloque le piston de la pompe 14. 28 et 29 sont des robinets qui permettent de décharger les cy lindres 22 et 27 après chaque opération de correction.
Le carter 16 est relié par un conduit 34 à un cylindre 35, dans lequel coulisse un pis ton 36 soumis à l'action d'un ressort de rap pel<B>37.</B> Ce piston 36 est. solidaire d'une tige portant. l'axe d'articulation 38 du basculeur 18 de façon telle qu'un déplacement du pis ton 36 consécutif à un accroissement de la pression du débit. ait pour effet d'éloigner ce basculeur du poussoir 17, donc d'augmen- ter la longueur de la course limite à partir de laquelle le dispositif de sûreté compre nant les soupapes 19 et 20 est actionné.
Un organe étrangleur 5 est disposé dans le collecteur de refoulement 5, cet organe étrangleur étant fermé par un piston 5 quand la soupape 20 est ouverte par l'action du bas- culeur 18. Ce dernier dispositif peut être utile dans certains cas exceptionnels qui se présentent en pratique, par exemple pour le cas où les vapeurs d'huile en suspension dans l'air de balayage suffiraient à maintenir en marche la machine malgré l'arrêt total de l'injection.
Lorsque la pression de débit de l'auto- générateur augmente, le dispositif de réglage cité plus haut fait augmenter la pression moyenne de la masse d'air enfermée dans les accumulateurs d'énergie 1U1, 102. Plus cette pression est grande, plus la course, pour faire absorber par cette masse d'air une certaine quantité d'énergie, est petite. C'est pourquoi la longueur de la course peut augmenter sans danger au furet à mesure que la pression du gaz débité augmente.
Le réglage normal se fait par un dépla cement de la tige de réglage 21 de la pompe d'injection 14. Ce déplacement peut être ob tenu à la main ou encore par le régulateur d'une machine réceptrice des gaz moteurs dé bités par l'auto-générateur représenté. Les organes de commande normaux sont reliés à l'extrémité droite du levier 25.
L'auto-générateur suivant la fig. 2 est disposé de façon analogue à celui de la fig. 1. Dans cet auto-générateur, le poussoir 17 actionne le basculeur 18 également lorsque la longueur de la course dépasse une certaine valeur limite. L'actionnement de ce bascu- leur entraîne l'ouverture d'un clapet de dé charge 30 monté sur le refoulement de la pompe 14. Le clapet 30 est soumis à l'action d'un piston 31 dont l'une des faces est sou mise à la poussée d'un ressort 32 qui tend à maintenir le clapet 30 fermé.
Sur l'autre face dudit piston 31 agit de l'air comprimé provenant d'une capacité 50 qui est en com munication avec l'accumulateur 101 par un conduit 51, l'arrivée de l'air comprimé sur le piston 31 étant réglée par une soupape 33 soumise à l'action du basculeur 18, et les débattements de ce dernier assurant l'ouver ture de ladite soupape 33, et, par suite, la décharge de la pompe 14. Poux ramener le clapet 30 dans sa position d'obturation, on dispose sur le conduit reliant la soupape M au piston 31, une soupape de décharge (non représentée) analogue à la soupape 28 de la fig. 1.
L'axe d'articulation du poussoir est porté par une tige solidaire d'un piston 36 coulis sant dans un cylindre .35 et soumis à l'ac tion d'un ressort 37. La pression régnant dans le carter agit sur le piston 3,6 par l'in termédiaire -d'un conduit 34. Ces organes fonctionnent comme dans la machine de la fig. 1.
Une capacité 39 :est disposée au fond de l'accumulateur pneumatique 1U1 et commu nique avec ledit accumulateur par un ori fice susceptible d'être obturé par une sou pape 40 attelée :
à un piston 41 monté coulis sant dans un cylindre 42, ledit piston por tant un clapet 43 permettant le passage d'air sous pression seulement du cylindre 42, qui est relié à une source d'air comprimé de dé marrage par un conduit 44, vers la capacité 3@9. Le cylindre 42 est relié, par l'intermié- diaire d'un clapet de retenue 45,à une .capa cité 46 munie d'un robinet de .décharge 47 et dans laquelle se trouve un plongeur 48 soli daire du piston 36 solidaire de la tige por tant le basculeur 18,
l'ensemble étant tel que l'air comprimé agissant sur le plongeur 48 assure le rapprochement idu basculeur 18, du poussoir 17. Ainsi, lors du démarrage, la lon gueur de la course à partir -de laquelle le basculeur 18 est actionné est plus courte que la longueur de celle à partir de laquelle ce basculeur est actionné Tendant les régimes normaux.
Il suffira, une fois la machine lancée, d'ouvrir le robinet 47 pour que le basculeur 18. vienne prendre librement la position cor respondant à la pression de fonctionnement à cet instant. Le poussoir 17 est pourvu d'une gorge annulaire 49 de façon à jouer en même temps le rôle d'un tiroir de distribution, cette gorge 49 étant ménagée en une zone telle qu'elle se trouve en regard du conduit 44 lorsque les pistons libres ont atteint leur position de lancement. Ainsi l'alimentation de la capacité 39 ne peut avoir lieu que lors que les pistons libres ont atteint une position correcte.
La mise en place correcte des pistons libres de la machine peut être effectuée au moyen d'un simple repère présenté par le poussoir.
Le fonctionnement du dispositif de dé marrage de l'auto-générateur suivant la fig. 2 est le suivant: Les pistons ayant été amenés dans une position de démarrage dont il sera plus expli citement parlé ci-après, on envoie, dans le cy lindre 42, de l'air comprimé qui, franchissant le clapet 43, vient remplir la capacité 39 qui se trouve isolée de l'accumulateur 10' par la soupape 40. En mettant alors le con duit 44 à la décharge, il se crée un déséqui libre entre les pressions s'exerçant sur cha cune des faces du piston 41, lequel se déplace en écartant la soupape 40 de son siège. L'air comprimé contenu dans la capacité 39 s'échappe alors dans l'accumulateur l01 et assure le lancement des pistons libres.
Pour ce qui est alors de la position de dé marrage à faire prendre aux pistons libres, position que l'on a avantage à déterminer à l'avance, on la choisit de préférence plus proche du point mort intérieur que le point mort extérieur correspondant aux courses maximum admissibles en régime continu, ce afin d'éviter l'obtention d'un travail moteur trop important à la première course aller qui suit le lancement. En effet, pour cette course, il se trouve généralement un excès de com bustible dans l'air d'alimentation et, en outre, le travail de compression absorbé à la course suivante est relativement faible, toutes circonstances qui tendent à donner lieu à des courses motrices d'amplitude exception nelle.
D'antre part, on choisit, pour la pression de l'air de démarrage une pression suffisante pour assurer la compression dans le cylindre 1, cette pression de démarrage devant alors être supérieure à celle qui aurait été néces saire si on avait choisi des positions de dé marrage plus voisines des points morts exté rieurs.