Installation comprenant deux générateurs de gaz sous pression à piston libre. La présente invention se rapporte à une installation comprenant deux générateurs de gaz sous pression, présentant chacun au moins un piston libre, et munie d'un régulateur pour maintenir un déphasage constant. donné entre ces générateurs.
Ces générateurs pourraient être soit des motocompresseurs, soit. des auto--générateurs comprenant un cylindre moteur à combustion interne et une partie compresseur, et fournis sant un mélange de gaz chaud sous pression formé de gaz de combustion et d'air de ba layage fourni par la partie compresseur.
L'installation selon l'invention est caracté risée en ce que ce régulateur comprend un organe pilote monté de façon à pouvoir oscil ler sous l'action d'impulsions de pression pro duites par le mouvement des pistons libres dans des espaces correspondants des deux gé nérateurs, cet organe pilote commandant au moins l'un des facteurs dont dépend la fré quence des oscillations du piston libre d'au moins l'un des générateurs.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation selon l'invention, ainsi que des variantes de ces formes d'exécution.
La fig.1 montre schématiquement, en coupe axiale, une première forme d'exécution.
Les fi-. 2 et 3 sont des diagrammes illus trant le fonctionnement de l'installation repré sentée à la fi-. 1. La fig. 4 représente le régulateur d'une première variante de l'installation de la fig. 1.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des diagrammes illustrant le fonctionnement de cette variante. La fi-. 8 montre le régulateur d'une deuxième variante de l'installation de la fig.1. La fig. 9 montre, en coupe axiale, une deuxième forme d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 10 montre le régulateur de cette deuxième forme d'exécution.
La fig. 11 est un diagramme illustrant le fonctionnement de cette deuxième forme d'exécution.
La fig. 12 montre le dispositif de démar- rao@e de l'installation de la. fig. 1.
La fig.13 montre le dispositif de démarrage d'une variante de l'installation des fig. 9 et 10. L'installation de la fig. 1 comprend deux autogénérateurs à pistons libres opposés A et B travaillant en phase opposée. Chacun de ces deux autogénérateurs comprend un cylindre moteur 1 muni d'ouvertures d'admission 2 et d'ouvertures d'échappement 3, ces ouvertures étant commandées par des éléments moteurs 4 des deux pistons libres. Chacun des pistons libres comprend un élément. compresseur 5 travaillant dans un cylindre 6 et divisant ce cylindre en deux compartiments.
Les deux compartiments extérieurs 6a et 6a' du généra teur @1 et les deux compartiments extérieurs 6a" et 6a' du générateur B constituent des accumulateurs pneumatiques d'énergie de ren voi des pistons libres. Les deux accumulateurs situés aux extrémités opposées de chaque géné rateur sont constamment reliés entre eux par un conduit non représenté.
Les compartiments 6b et 6b', 6b" et 6b"' situés du côté intérieur des éléments compresseurs 5 constituent des espaces compresseurs des générateurs et sont munis de soupapes d'aspiration 7 et. de com pression $, ces dernières assurant le transvase ment de l'air comprimé à partir de ces espaces compresseurs dans les carters 9 qui entourent les cylindres moteurs respectifs des généra teurs et qui constituent les réservoirs d'air d'alimentation et de balayage de ces cylindres, réservoirs avec chacun desquels communiquent les ouvertures d'admission 2 du cylindre mo teur correspondant.
Les deux pistons libres 4, 5 de chaque générateur sont reliés par un dispositif de synchronisation (non représenté sur la fig. 1) constitué par des crémaillères 46 (fig. 12) so lidaires des pistons libres et en prise avec une roue dentée 45. Ce dispositif pourrait aussi être constitué par un balancier oscillant au tour d'un axe fixe et relié aux pistons libres par des bielles.
Chaque cylindre moteur 1. est muni d'un injecteur alimenté par une pompe d'injection (non représentés).
Les deux carters 9 communiquent entre eux par un conduit 10. Les générateurs A et B travaillant en phase opposée, l'interconnexion entre les deux carters 9 permet. de réduire con sidérablement les dimensions de ces carters tout en maintenant les variations de la pression ré g_ nant dans leur intérieur à une valeur minime.
Les ouvertures d'échappement 3 des cylin dres moteur 1 communiquent avec un conduit. d'échappement, commun 11 qui- amène les gaz chauds sous pression, sortant, à travers ces ouvertures 3, à une installation réceptrice commune. Les deux générateurs fonctionnant en phase opposée, les variations de pression dans le conduit d'échappement 11 seront ré duites en conséquence.
Les pressions régnant dans les accumula- teurs 6a, 6a", agissant. sur deux surfaces annu- laires a, b d'un piston 1.2 dont deux autres surfaces annulaires<I>c, d,</I> de même grandeur, mais situées de côté opposé du piston par rap port aux premières, sont soumises respective ment à des pressions égales aux moyennes des pressions régnant dans les accumulateurs 6a, Gal' respectivement des deux générateurs A et B.
Les espaces 13a, et 13b, qui sont limités par les surfaces a et b du piston 12, commu niquent avec les accumulateurs 6a, 6a" respec tivement au moyen de conduits 13, 13" ayant un diamètre relativement grand, de sorte que les pressions régnant dans ces accumulateurs sont. immédiatement transmises aux espaces 13a, 13b.
D'autre part, les espaces 13c et 13d, qui sont limités par les surfaces c et d du piston 12, communiquent avec les aecumula- teurs 6a, 6a" respectivement par l'intermé diaire de conduits à section réduite 14, 14" dont la section est. suffisamment petite pour que les pressions régnant dans ces espaces 13c et 13d soient. égales respectivement aux moyennes des pressions régnant dans les accu mulateurs 6a et 6a". Des ressorts 12a et 12b tendent. à maintenir le piston 12 dans une po sition médiane.
Le piston 12 est relié à un tiroir 15 inter calé dans un conduit 1.6 qui relie entre eux les deux accumulateurs 6a, 6a" des deux gé nérateurs _1 et B. Ces deux accumulateurs sont mis en communication dès que l'ouver ture 17 du tiroir 1:5 se trouve à l'intérieur du conduit 16.
Le fonctionnement. de l'installation décrite ci-dessus est le suivant Dans la fi--. 2, on a représenté, en fonction du temps<B>T,</B> les pressions régnant dans les accumulateurs 6a. et 6a', d'une part., et 6a" et 6a"', d'autre part.
La courbe périodique I représente la variation des pressions clans les accumulateurs 6a, 6a' du générateur A, tan dis que la courbe périodique II représente la variation des pressions dans les aceumula- teurs 6a", 6a.!" du générateur B, la situation mutuelle des deux courbes I et 11 correspon dant au fonctionnement, en phase opposée des deux générateurs.
Dans ce cas, et ainsi qu'il résulte (le la simple addition des ordonnées des courbes I et II, la somme des pressions agissant sur les surfaces<I>a</I> et b du piston 1\' varie également selon une courbe périodique (courbe III, fi;. 3) de fréquence double de celle des courbes I et II et a une valeur moyenne de 2 pin qui est égale à la somme des pressions agissant sur les surfaces c et<I>cl</I> du piston 12, donc à la somme des moyennes des pressions régnant dans les accumulateurs 6n. et 6a". Les pressions régnant dans les accu mulateurs 6a et 6a" agissant sur les surfaces a et b du piston 12 impriment. à celui-ci un mouvement oscillatoire.
Cependant, l'ampli tude de ce mouvement est insuffisante pour amener l'ouverture 17 du tiroir 15 devant le conduit 16. Par conséquent, aussi longtemps que les deux générateurs A et B travaillent en phase opposée, la communication entre les accumulateurs 6a., 6a" des deux générateurs est interrompue et il n'y a pas de transvase ment d'air d'un accumulateur vers l'autre.
Si maintenant le déphasage dans le fonc tionnement des deux générateurs A et B su bit une modification, par exemple dans le sens d'une avance du générateur B par rapport au générateur :1, la courbe (les pressions qui rè gnent dans l'aeeumulateur 6a", 6a"' du géné rateur B subit, un déealane, de façon à devenir la courbe II'<B>(le</B> la fin. 2. Cela a pour effet que la somme des pressions agissant sur les surfaces a et b du piston 12 ne varie plus selon la courbe III, mais selon la courbe IV de la fi-. 3.
Cette dernière courbe, qui résulte de l'addition des ordonnées des courbes I et II', a une période qui est égale au double (le la période de la courbe III, tandis que son amplitude est plus importante que celle (le la courbe III. Par conséquent, l'amplitude du mouvement oscillatoire du piston 12 est égale ment plus importante qu'au cas où les deux générateurs _1 et B travaillent en phase oppo sée. et le tiroir 1:5 est déplacé de façon à ame ner, d'une façon discontinue, l'ouverture 17 au droit du conduit 16 établissant ainsi une com munication discontinue entre les matelas 6a et 6a" des deux générateurs -l et B.
La courbe III, qui représente la somme des pressions qui règnent dans les accumula- teurs des générateurs À et B lorsque ceux-ci ont le déphasage voulu de l80 , a une _ fré: quence qui est égale au double de la fré quence des battements de chacun desdits gé nérateurs.
En outre, la courbe III a ses maxima lorsque les pressions dans les accumu lateurs de l'un des générateurs sont maxima et les pressions dans les accumulateurs de l'autre générateur sont minima, tandis que la courbe a ses minima lorsque les pressions dans les accumulateurs des deux générateurs sont égales, c'est-à-dire lorsque les deux courbes I et II se coupent.
La courbe IV a une fréquence qui est égale à, celle des oscillations des pistons libres des générateurs et ses amplitudes sont importantes au moment où les pressions dans les accumu lateurs des deux générateurs sont égales, c'est- à-dire au moment où les courbes I et II' se coupent.
Pour que le régulateur, comprenant le pis ton 12, puisse rétablir le déphasage voulu; c'est-à-dire faire en sorte que la courbe II' redevienne la courbe II, et puisse travailler ainsi d'une fagon correcte, il faut encore que la communication entre les accumulateurs des deux générateurs tombe dans une période pen dant laquelle la pression dans les accumula teurs du générateur (B dans l'exemple consi déré) qui a une certaine avance est supérieure à la pression qui règne, pendant la même pé riode, dans les accumulateurs du générateur qui est en retard.
Dans l'exemple considéré; il faut donc due la communication entre les accumulateurs des deux générateurs ait. lieu dans une des périodes Î, <I>X</I>' indiquées dans la fig. \?. Une partie de l'air se trouvant dans les accumulateurs du générateur B est alors transvasée dans les matelas du générateur A, ce qui a pour effet de ralentir les mouvements des pistons libres du générateur B et d'accé lérer les mouvements des pistons libres du générateur A. De cette facon; la marche en phase opposée sera rétablie.
On voit par l'examen des fi-. 2 et 3 que dans la période X, k', la. courbe IV passe par zéro, tandis que, dans cette période, le piston 12 doit passer par une position telle que le tiroir puisse établir la communication entre les accumulateurs 6a et 6a.".
Les mouvements du piston 12 doivent donc être déphasés d'envi ron
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par rapport à la courbe IV; en d'autres termes, les mouvements du piston 12 doivent correspondre à la courbe V de la fig. 3 lorsque, par suite d'un déphasage indésiré des générateurs, la résultante des pressions agis sant sur les surfaces<I>a</I> et b du piston 12 varie selon la courbe IV.
Cet. effet est obtenu en s'arrangeant. pour que la fréquence propre de l'ensemble compre nant le piston 12 soit égale à la fréquence des oscillations des pistons libres en régime. Ainsi, dès que la valeur du déphasage s'écarte de la valeur donnée, la fréquence de l'ensemble comprenant le piston 12 se trouve être en ré sonance avec la fréquence de la résultante des pressions agissant sur le piston 12 (courbe IV) et, dès lors, le piston 12 accomplit des mouvements oscillatoires d'amplitude accrue qui sont décalés de par rapport à la pé riode de la résultante
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des pressions qui pro voquent l'oscillation.
Les générateurs de l'installation de la fig. 1 fonctionnent avec une pression de débit variable, donc avec une fréquence des oscil lations des pistons libres également variable, les variations de cette fréquence pouvant atteindre, par exemple, 251/o lorsque la pres sion de débit des générateurs est fortement variable.
Afin que, dans ces conditions, la fré quence propre de l'ensemble comprenant le piston 12 puisse suivre les variations de la fréquence des oscillations des pistons libres, de façon à rester constamment égale à cette der nière fréquence, le régulateur comprenant le piston 12 est muni d'une masse auxiliaire 18 portée par un bras 19 dont l'extrémité oppo sée à ladite masse auxiliaire est articulée en 20 sur la tige d'un piston 21 qui peut se dé placer dans un cylindre 22 et sur l'un des côtés duquel agit la pression de débit des générateurs amenée par un conduit 23, tandis que, sur l'autre côté du piston 21, agit un ressort antagoniste 24.
Le bras 19 portant la masse auxiliaire 18 est relié à la tige 25 du piston 12 à l'aide d'une coulisse 26 qui permet la variation, en fonction de la. pression de débit des générateurs, du rapport de la multi plication avec laquelle les mouvements oscilla toires du piston 12 sont transmis à la masse auxiliaire 18. Plus la pression de marche aug mente, plus ledit rapport diminue, ce qui équi vaut à une diminution de la masse de l'en semble oscillant. comprenant le piston 12, le tiroir 15, la masse auxiliaire 18 et les organes qui relient entre eux lesdits éléments. La fré quence propre de cet ensemble oscillant aug mente donc avec la pression de débit des gé nérateurs, de faon à rester constamment égale à la fréquence des oscillations des pis tons libres.
La tige 25 porte un piston 27 cou lissant dans un c@-lindre 28 rempli d'huile, ce piston 27 étant muni d'un canal d'étrangle ment 29. Ce dispositif amortisseur empêche le piston 12 d'accomplir (les oscillations d'ampli tude exagérée et, en outre, compense l'effet de petites différences pouvant exister entre la fréquence propre momentanée de l'ensemble oscillant 12, 15 et la fréquence correspondante des oscillations des pistons libres.
Dans une variante de l'installation de la fig. 1, dans laquelle les générateurs débitent à, pression constante, il suffira d'agencer le régulateur (le façon que l'ensemble oscillant comprenant le piston 12 ait une fréquence propre constante égale à la fréquence des oscillations des pistons libres des générateurs A et B en régime de fonctionnement. normal.
En effet, la pression de marche des géné rateurs étant constante, le nombre des oscil lations des pistons libres des générateurs, même pour des courses variables, sera égale ment pratiquement constant.
Les modifications relativement insigni fiantes du nombre (les oscillations des équi pages mobiles, qui pourraient intervenir dans cette variante, n'ont aucune influence essen tielle sur le phasage (le l'ensemble oscillant 12, 15. Il suffit d'ailleurs que l'ouverture du tiroir 15 tombe dans la période<I>X, X';</I> elle peut donc subir un certain décalage à l'inté rieur de cette période. En outre, le frottement inévitable auquel est. soumis l'ensemble 1\?, 15 maintient le décalage entre les oscillations de cet. ensemble et la période de la courbe IV près de la valeur
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, même s'il existe un léger écart entre le nombre des oscillations des pis tons libres et la fréquence propre de l'ensem ble oscillant 12, 15.
Pour permettre même des écarts plus grands sans être obligé d'agir sur la fréquence propre de l'ensemble oscillant 12, 15, on pour rait munir le régulateur de cette variante d'un dispositif amortisseur analogue à celui de l'installation de la fig. 1 et ayant en outre l'effet d'empêcher l'ensemble oscillant 12, 15 d'accomplir des mouvements ayant une ampli tude exagérée. Pour le reste, cette variante serait. identique à l'installation de la fi,-. 1.
Dans la variante de l'installation de la fig. 1, à laquelle se rapporte la fig. 4, les deux accumulateurs pneumatiques d'énergie de renvoi 6a., 6a" des deux autogénérateurs A et B (qui ne sont pas représentés dans la fig. 1) sont reliés entre eux par un conduit 116 dans lequel est intercalé un obturateur 117.
Les pressions régnant dans les deux dits accumulateurs pneumatiques d'énergie de ren voi agissent. respectivement par des conduits 113, ayant chacun une section relativement large, sur les surfaces tournées vers le même côté de deux parties d'un piston étagé 112. Sur une troisième surface, tournée vers le côté opposé,<B>(le</B> ce même piston 112, agit une pres sion égale à la moyenne des pressions régnant dans les deux accumulateurs, cette pression étant obtenue à l'aide de conduits d'étrangle ment 114 branchés sur les conduits 113.
Le piston 11.2 coulisse à l'intérieur d'un cylindre étagé 113a, 113b, dont l'espace 113a ayant le diamètre plus large est divisé par la partie la plus large du piston 112 en deux eompartiments dans l'un desquels règne la pression des accumulateurs de l'un des deux générateurs, tandis que dans l'autre règne la pression égale à la moyenne des pressions ré gnant clans les accumulateurs des deux géné rateurs. Dans l'espace 113b règne la pression des accumulateurs de l'autre générateur. Deux ressorts à action opposée tendent à maintenir le piston oscillant 112 dans une position moyenne.
La masse du piston oscillant 112 ainsi que la force des ressorts antagonistes agissant sur ce piston sont telles que la fréquence propre du piston 112 soit nettement supérieure à la plus grande fréquence des oscillations des pis tons libres des générateurs correspondant à un régime de fonctionnement normal. Afin d'éviter les effets de résonance, cette fréquence propre devra en plus être supérieure au dou ble de la plus grande fréquence des oscilla tions des pistons libres.
La tige 115 du piston 112 est reliée à l'obturateur 117 par l'intermédiaire d'un accouplement à friction constitué par deux doigts élastiques fixés à l'obturateur et s'ap puyant avec frottement contre deux surfaces opposées de la tige 115. L'obturateur 117 porte deux butées b et c , présente une gorge d et est soumis à l'action d'un ressort. e ayant ten dance à l'amener et à le maintenir dans celle de ses positions extrêmes, déterminée par l'ap plication de la butée b contre le boîtier f de cet obturateur, pour laquelle il interrompt -la communication entre les accumulateurs par le conduit 116.
La gorge d est située de façon telle que l'obturateur 117 doive être déplacé d'une cer taine course a à partir de la position déter minée par l'application de la butée b contre le boîtier f avant que ne commence l'ouver ture du conduit 116.
Pour le reste, cette variante est identique à l'installation de la fig. 1.
Le fonctionnement de cette variante est le suivant: Dans la fi-. 5, on a représenté en fonc tion du temps les pressions pi régnant dans les deux accumulateurs pneumatiques des deux générateurs reliés entre eux par le con duit 116, les courbes périodiques I et II représentant les variations des pressions dans les accumulateurs respectivement de .l'un et de l'autre des deux générateurs lorsque les pistons libres de ces deux générateurs fonc tionnent avec le décalage de pliase voulu, de 180 .
Dans ce cas, la somme P2.-;de ces pres- lions représentée dans la fi,-. 6 par la courbe III' varie également selon une courbe pério dique dont la fréquence est le double de celle des courbes 1 ou 11 de la fig. 5 et dont l'amplitude, par rapport à une pression re présentée par la ligne horizolitale lj", p", (fib. 6) égale environ au double de la pres sion moyenne de ces accumulateurs, est mini mum.
Le piston 112, sous l'influence des varia tions de pression correspondant à la courbe III (petite amplitude, fréquence élevée), accomplit des oscillations de faible amplitude qui, vit la course a nécessaire pour obtenir l'ouverture du conduit 116, est insuffisante pour provoquer l'ouverture du conduit 116 qui reste donc fermée aussi longtemps que les deux générateurs sont en .déphasage voulu.
Si. le déphasage des deux générateurs subit unie modification, par exemple de façon telle que la courbe 11 (fig. 5) se déplace pour devenir la courbe Il a., la somme des pressions qui agissent sur le piston 112 va riera selon la courbe IIPa de la<U>fi-.</U> 6.
Cette courbe III a se différencie de la courbe I11 non seulement par ses amplitudes plus im portantes, mais également par sa fréqucrce, qui n'est plus que la moitié de la fréquence de la courbe III et qui est donc égale à la fréquence des variations de pression dans les accumulateurs d'énergie de renvoi, qui est, de son côté, égale à la fréquence des oscillations des pistons libres des générateurs.
Les oscillations du piston 112, provoquées par les variations de pression correspondant à la courbe III a, acquièrent également une amplitude bien phis importante, en raison de l'augmentation de l'amplitude des variations de pression représentées par la courbe III a, de sorte que l'obturateur 117 est amené, lorsque le piston 112 monte, dans la position dans laquelle il ouvre, à l'aide de sa gorge d , le conduit 116. Cet obturateur ferme la commu nication lors de la course descendante sui vante du piston 112.
Par suite de l'accouple ment à friction reliant l'obturateur 117 au piston 112 et par suite des butées b et c , la course de cet obturateur 117 est limitée et n'a pas nécessairement la même amplitude que l'oscillation du piston 11'?.
Au début du mouvement ascendant du piston 112, l'obturateur 117 suivra ce mouve ment jusqu'au moment oà la butée c s'appli quera contre le boîtier<B>f'.</B> Si, ce qui se passe lorsque l'écart entre le déphasage des généra- teurs et le déphasage donné de 180 dépasse une valeur déterminée, le piston 112 continue encore son mouvement ascendant, cette conti nuation sera sans effet,
pour l'obturateur 117 qui aura ouvert et maintiendra ouvert le con duit 116 jusqu'au moment oà le piston 112 commencera son mouvement descendant, pen dant la première partie duquel l'obturateur <B>117</B> est ramené dans sa position fermée dans laquelle la butée b s'applique contre le boî tier<B><I>fo.</I></B> Si alois le piston 112 continue encore son mouvement descendant., cette continuation du mouvement restera salis effet.
sur la posi tion de l'obturateur 117 qui maintiendra le conduit 116 fermé.
Aussi longtemps que l'obturateur 117 se trouve dans sa position haute clans .laquelle il ouvre le conduit 116, il y a transvasement de l'air de l'accumulateur pneumatique dans lequel règne une pression supérieure vers l'accumulateur dans lequel règne une pres sion inférieure. Il faut donc faire en sorte due l'ouverture du conduit 116 ait lieu pen dant une période pendant laquelle c'est dans l'accumulateur du générateur à ralentir que règne la pression supérieure, pour qu'une par tie de l'air contenu dans ce dernier accumu lateur puisse être transvasée dans l'accumula teur du générateur à accélérer.
Lorsqu'il y a déphasage lion désiré provo quant une variation, correspondant à la courbe III ct, de la somme des pressions agis sant sur le piston 112, les mouvements de ce piston seront. synchrones avec ces variations de pression, la fréquence propre du piston 112 étant supérieure à. la fréquence de ces varia tions de pression et l'agencement étant choisi de façon que l'amortissement soit faible.
Par conséquent, le mouvement oscillant du pis ton 112 correspond à la courbe IV de la fig. 7, lorsque la somme des pressions des accumulateurs pneumatiques d'énergie qui agissent sur ledit piston varie selon la courbe II1 a.
Le mouvement ascendant du piston 11?, à partir de sa position la plus basse, ,commence au point 1 de la courbe IV . Au début de ce mouvement ascendant, l'obturateur 117 suit le mouvement du piston 112 et, lorsque l'ensemble 1l2-117 est arrivé au point 2 , l'obturateur 117 commence à ouvrir le cort- duit 116. Ce conduit 116 est complètement ouvert. au point 3 de la courbe IV'.<B>A</B> ce moment, la butée c s'applique contre le boî tier f et le mouvement ascendant de l'obtu rateur 117 est arrêté. Par contre, le piston 112 continue son mouvement ascendant. jus qu'à avoir atteint .le sommet de la courbe IV , c'est-à-dire le point 4 . Pendant tout ce temps, l'obturateur 117 reste dans sa position ouverte.
A partir du point 4 , le piston 112 commence son mouvement descendant. Ce mouvement descendant est immédiatement suivi par l'obturateur 117 qui est d'ailleurs sollicité par le ressort e dans le même sens. L'obturateur 117 aura fermé le conduit 116 lorsque le piston 112 sera arrivé à la position 5 et sa butée b s'appliquera contre le boîtier f lorsque -le piston 112 aura atteint la posi tion 6 . La période d'ouverture de l'obturateur s'étend donc pratiquement sur toute la durée du mouvement ascendant du piston oscillant 112, tandis que la période de fermeture s'étend pratiquement sur toute la durée du mouvement descendant du piston 112.
La pé riode d'ouverture est indiquée sur .l'abscisse de la fi-. 7 par un trait renforcé A -B . En comparant cette période avec la fig. 5, on constatera qu'elle se confond avec la pé riode Él r-B 1 de la fi-. 5 pendant laquelle la courbe II a correspondant au générateur à ralentir se trouve, lors de la plus grande par tie de cette période, au-dessus de la courbe I qui correspond au générateur à accélérer.
Aussi longtemps que les pressions indi quées par II a sont supérieures à celles indi quées par I , le transvasement a donc lieu dans le bon sens. Il est vrai qu'a la fin de cette période vers le point B ,, la courbe I passe au-dessus de la courbe II a. Cependant, la quantité d'air qui, pendant cette fin de période A i-B 1, peut être transvasée dans le sens inverse, est négligeable par rapport à la quantité d'air qui a été transvasée dans le bon sens pendant la partie principale de la période A 1 B i.
On pourrait, dans la variante à .laquelle se rapporte la fig. 4, faire en sorte que la fréquence des variations de la somme des pressions qui agissent sur le piston 112 soit toujours supérieure à la fréquence propre de ce piston quel que soit le régime de fonction nement normal des générateurs. Dans ce cas, la courbe sinusoïdale représentant le mouve ment oscillant du piston 112 est décalée de 180 par rapport à la courbe représentant les variations de la somme des pressions agissant sur ce même piston. Pour obtenir le même résultat, on devra, par conséquent, faire en sorte que l'ouverture de conduit 116 ait lieu, non pas lors de la course ascendante de l'obtu rateur 11.7, mais lors de sa course descen dante.
Dans la variante de l'installation de la fi-. 1 à laquelle se rapporte la fig. 8, les carters d'air de balayage des deux générateurs Gl, G2 ne communiquent. pas et il en est de même de leurs conduits d'échappement.
Le régulateur de cette variante comprend un piston oscillant 112 agencé de la même fagon que dans da variante de la fig. 4.
Ce piston porte une tige 115 qui fonc tionne comme piston dans un cylindre 118 qui est relié par un conduit 119 à un deuxième cylindre 120 dans lequel travaille un piston 121 qui est solidaire de l'obtura teur 117 commandant la communication entre les accumulateurs des générateurs Gl et G2. Les cylindres 118 et 120 communiquent cons tamment d'un avec l'autre, par l'intermédiaire du ,conduit 119 qui est relié liar une soupape d'aspiration 121 et une soupape de refoule ment 122 à un récipient 123 rempli d'huile, ces soupapes servant à la décharge et au ré- emplissage du dispositif hydraulique 118, 119, 120.
Un canal d'étranglement 124, paralltle à la soupape de refoulement 122, relie directe ment le conduit 119 au récipient 123, afin d'assurer, en régime stable de l'installation, l'application de l'obturateur 117, sous l'action de son ressort, contre la. butée b dans la position où l'obturateur 117 ferme le conduit 116 reliant les accumulateurs.
Le fonctionnement de la variante de la. fig. 8 est analogue à celui de la variante de la fi-. 4, à cette différence près que l'ouver ture du conduit de communication 116 a heu lors clii mouvement descendant, et non pas lors du mouvement ascendant du piston 112 qui est poussé vers le bas, comme dans le dispositif de la fi-.
1, par la somme des pres sions régnant dans les accumulateurs des -éné- rateurs CI et G..,. Par conséquent, la fré quence des oscillations des pistons libres de ces générateurs, qui est égale à la fréquence des variations de la somme des pressions lors qu'il y a décalage indésiré, doit être supé rieure à la fréquence propre du piston 112.
Lorsque les deux générateurs G1 et G2 travaillent en phase opposée, la variation de la somme cl-es pressions qui agissent sur le piston 112 ne provoque qu'une oscillation de faible amplitude du piston 112: Cette oscilla tion est suivie par l'obturateur 117 dont l'am plitude ne suffit pas à ouvrir la communica- tion <B>116,</B> ouverture qui ne commence qu'après un mouvement ascendant initial de l'obtura teur 117 supérieur à a.
Par contre, s'il se produit un déphasage des générateurs diffé rent de 180 , la somme des pressions agissant sur le piston 112 prend maintenant l'allure de la courbe 111 a de la fil-. 6. Par consé quent, lorsque le piston 1.12 descend, il fait monter l'obturateur 117 jusqu'au moment où ce dernier s'appuie contre la butée c , posi tion dans laquelle cet obturateur 117 ouvre la communication 116.
Si le piston 112 continue à. descendre après que l'obturateur 117 - a atteint la butée c , la tige 115 du piston 112 refoule une partie du liquide contenu dans les espaces 118, 119, 120, à -travers la soupape 122 .dans le réser voir 123. Au moment où le piston 112 ren- verse son mouvement, l'obturateur 117 des cend jusqu'à atteindre la butée b , position dans laquelle il ferme la communication 116.
Si, à ce moment, le piston 112 continue son mouvement ascendant, il aspire une quantité appropriée (le liquide à travers la soupape 121, dans le réservoir 1'_'3, pour assurer ainsi le remplissage complet. (les espaces 118, 119, 120. La communication 116 est donc dans ce cas ouverte pendant pratiquement toute la durée du mouvement descendant du piston 112 et elle est fermée pendant pratiquement toute la durée du mouvement. ascendant. dudit pis ton.
Le transvasement. de l'air de l'aceumula- t.eur de l'un (les générateurs à l'accumulateur de l'autre générateur a lieu dans un sens sus ceptible de rétablir le déphasage désiré de l80 , vu le décalage de 180 qui existe entre les oscillations chi piston<B>112</B> et les variations de la somme cl-es pressions agissant sur ledit piston lors de la période de réglage.
Dans la forme d'exécution des fig. 9 et 10, les deux générateurs sont analogues à ceux de l'installation de la fig. 1, sauf que les deux accumulateurs 6cr et 6a", situés à une même extrémité des deux générateurs, communi quent en permanence par un passage 31 d'un couverele commun à ces deux aecumut lateurs. De même, les accumulateurs 6a' et 6c1' des générateurs A et B communi quent en permanence par un passage<B>31</B> similaire.
La pression (lui rè-iie dans les accu mulateurs 6cc et 6a" agit par un conduit 32 sur un piston 33 muni d'un canal d'étrangle ment 34 et. coulissant dans un cylindre 35.
Deux ressorts antagonistes 36, 37 tendent à maintenir le piston 33 dans une position moyenne. La tige 3S du piston 33 est reliée par l'intermédiaire d'un .levier à un pivot excentrique 39, sur lequel pivote un levier 40 qui actionne les tiges de réglage 41 des pompes d'injection 42 des deux générateurs A et B, une tringlerie 43 servant à faire pi voter le levier 40 autour de l'axe de l'excen trique 39 afin de régler la quantité du com bustible injecté conformément à la charge qu'on veut imposer à l'installation,
cette trin- glerie pouvant être actionnée soit à la main, soit automatiquement, par exemple par le ré gulateur de la turbine qui est alimentée par les gaz moteurs débités par les générateurs.
Chacune des deux pompes d'injection 42 est commandée par une came 44, chaque came étant fixée sur l'axe d'un pignon 45 qui est en prise avec deux crémaillères 46, solidaires des pistons libres opposés 4, 5 du générateur correspondant, l'ensemble des organes 45 et 46 constituant le dispositif de synchronisation de ce générateur. La came 44 est calée de faon telle sur l'axe du pignon 45 que la pompe 42 soit actionnée ou bien à un moment où les équipages mobiles du générateur correspon dant se trouvent au voisinage de leur point mort intérieur, et cela lorsque la pompe pro voque directement l'injection du combustible dans le générateur, ou bien pendant la pre mière moitié de la course vers l'intérieur des équipages mobiles du générateur correspon dant,
et cela -lorsque le système d'injection du combustible est. un système à accumula tion.
Le fonctionnement de l'installation des fig. 9 et 10 est le suivant: Aussi longtemps que les deux générateurs A et B marchent en phase opposée, la pres sion dans leurs accumulateurs communicants <I>6a, 6a"</I> reste pratiquement constante pendant. toute la. durée de la course (voir la. courbe VI de la fig. 11 dans laquelle les pressions sont indiquées en fonction de la course) et le piston 33 reste ainsi immobile dans sa posi tion moyenne sans agir sur l'injection du combustible dans les deux générateurs.
Dès le moment où .les deux générateurs A et B cessent de travailler en phase opposée et subissent un déphasage différent de 180 , la pression dans les accumulateurs d'énergie de renvoi 6a. et. 6a." varie selon la courbe VII de la fig. 11. La. période de ces variations de pression est égale à. celle des oscillations des pistons libres des générateurs. En supposant que .la course reste invariable, la pression dans les accumulateurs n'a pas la même valeur pour les mêmes positions des pistons pendant le mouvement. vers l'extérieur et pendant le mouvement vers l'intérieur.
Les pistons :libres du générateur qui est en avance rencontrent pendant leur course vers l'extérieur des pres sions dans des accumulateurs qui sont supé rieures à celles indiquées par la courbe VI, étant donné que la. somme des volumes des espaces, délimités dans deux accumulateurs communicants 6a, 6a", respectivement 6rx', 6a"' par les éléments compresseurs 5 des pis tons libres correspondants, est inférieure à la valeur normale de cette somme, c'est-à-dire à la valeur que cette somme possède lorsque les générateurs ont le déphasage voulu de 180 .
Par contre, les pressions qui règnent ,dans les accumulateurs du générateur qui est en avance sont inférieures à celles indiquées par la courbe VI pendant la course vers l'inté rieur des pistons libres de ce générateur.
L'inverse se produit pour l'autre généra teur qui est en retard par rapport au pre mier; pour cet autre générateur, les pressions dans les accumulateurs sont inférieures à celles indiquées par la courbe VI pendant la course vers l'extérieur de ses pistons libres, et supérieures à celles indiquées par ladite courbe pendant la course vers l'intérieur de ces pistons.
L'évolution des pressions dans les accu mulateurs, indiquée par la courbe VII de la fig. 11, suit donc les flèches représentées par des lignes continues pour .le générateur qui est en avance, tandis que ladite évolution des pressions suit les flèches représentées par des dignes interrompues pour le générateur qui est en retard. Les points morts intérieur et extérieur sont indiqués dans -la fig. 11 res pectivement par P:111 et PHE.
I-1 ressort de ce qui précède que déjà les susdites variations de pression dans les accu mulateurs tendent à rétablir la marche en phase opposée des deux générateurs en frei nant le générateur qui est en avance et en accélérant celui qui est en retard.
En effet, les pistons libres du générateur qui est en avance fournissent aux accumula teurs, pendant la course vers l'extérieur, -une énergie supérieure à celle qu'ils reçoivent pen dant la .course vers l'intérieur, et inversement les pistons libres du générateur en retard fournissent aux accumulateurs, pendant la ourse vers l'extérieur, une énergie inférieure à celle qu'ils reçoivent pendant la course vers l'intérieur.
Le supplément d'énergie fourni par les pistons libres du générateur en avance est égal au supplément d'énergie reçu par les pistons libres du générateur en retard. Cette énergie a pour effet d'accélérer les pistons libres du générateur en retard et de ralentir ceux du générateur en avance, de manière à ramener les deux équipages au déphasage cor rect de 180 .
Toutefois, ces variations de pression ont tendance à provoquer un raccourcissement des courses des pistons libres du générateur qui est en avance et un allongement des courses des pistons libres du générateur qui est en retard, et leur effet, à moins de très petits écarts dans le déphasage, est en général insuf fisant pour rétablir la marche en phase opposée.
Le déphasage correct de 180 est rétabli par le dispositif comprenant le piston 33. Celui-ci, qui n'a aucun effet aussi longtemps que les générateurs J et B sont en phase opposée, commence à agir dès que la marche de ces générateurs cesse d'avoir un décalage de 180 et que des variations de pression com mencent à. avoir lieu dans les accumulateurs.
3 ce moment, le piston 33, qui est soumis sur sa surface antérieure à la pression régnant dans .les accumulateurs 6a et 6a." et sur sa surface postérieure à une pression à peu près constante, transmise par le canal 34 et égale à. la. moyenne des pressions régnant dans les accumulateurs, se met à. osciller et ainsi à déplacer les tiges de réglage 41 en faisant tourner le pivot excentrique 39.
Cette action sur les quantités de combustible, injectées par les pompes 42 dans les générateurs cor respondants, est telle que la, quantité injectée dans le générateur qui est en avance soit aug mentée pour empêcher une réduction de la longueur (le course de ce générateur, et. que la quantité de liquide injectée dans le généra teur qui est en retard soit diminuée pour évi ter un allongement (le la course de ce dernier. De cette faon, les effets respectifs de ralen tissement et. d'accélération dus aux variations de pression dans les accumulateurs ne peuvent agir à. l'encontre du rétablissement de la marche en phase opposée des deux généra teurs.
Pour que l'installation des fig. 9 et 10 fonctionne convenablement, il faut que la pé riode de dosage du combustible injecté dans les générateurs se confonde avec la période pendant laquelle le piston 33 s'écarte au maxi mum de sa position moyenne.
Lorsque l'installation des fig. 9 et 10 est pourvue d'un dispositif d'injection à accumu lation, le dosage du combustible doit avoir lieu au cours ,de la première moitié de la course vers l'intérieur des pistons libres du générateur correspondant.
Cette partie de la course des équipages vers l'intérieur a lieu pendant une période qui se confond, en grande partie, pour le générateur qui est en avance avec. la partie a et, pour le générateur qui est. en retard avec la partie fl de la courbe VII de la fig. <B>11,</B> parties pour lesquelles l'écart de la pression dans les accumulateurs d'avec leur pression normale sont maxima.
Dans ce cas, le piston 33 doit donc, suivant l'agencement des pompes d'injection, osciller en phase avec les variations de la pression dans les accumulateurs (cas représenté) où ses oscillations doivent, être décalées de 180 par rapport. à. ces variations, dont la fréquence est égale à celle des oscillations des pistons libres.
Le régulateur est donc agencé de façon que la période propre du piston 33 soit infé rieure à la période des oscillations des pistons libres, ce qui provoque des oscillations du piston 33 qui sont. en phase avec les variations de la pression dans les accumulateurs, ou bien de façon que la période propre du piston 33 soit supérieure à la période des oscillations des pistons libres, ce qui provoque des oscilla tions du piston 33 qui sont. décalées de 180 par rapport aux variations de la pression dans les accumulateurs.
Lorsqu'on utilise un dispositif d'injection directe, le dosage a lieu à un moment où les pressions dans les accumulateurs, même si les générateurs ne marchent pas en phase oppo sée, sont peu différentes de la pression nor male constante. Pour que le piston 33 ait alors son amplitude maximum, le régulateur sera. agencé de façon telle que les oscillations du piston 33 soient décalées de 90 par rapport aux oscillations des pistons libres de chaque générateur. A cet effet, la masse du piston 33 et des éléments oscillant avec ce piston et les forces des ressorts 36, 37 auront. des valeurs telles que la période propre du piston 33 soit pratiquement égale à la période des oscilla tions des pistons libres des générateurs.
L'installation selon la fig. 1, dont les géné rateurs fonctionnent avec un déphasage de 180 , est munie du dispositif de démarrage re présenté à la fig. 12. L'un des pistons libres 4, 5 de chacun des deux générateurs A et B présente un crochet 47 coopérant avec un deuxième crochet 48 articulé sur le couvercle du cylindre 6. Sur le crochet 48 agissent un ressort. 49, qui tend à séparer l'un d'avec l'autre les crochets 47, 48, et la tige 50 d'un piston 51 qui a tendance à faire engager le crochet 48 avec. le crochet 47 sous l'action de la pression d'air agissant sur la surface du piston 51 qui est opposée .à la tige 50.
Les deux cylindres 52 des deux générateurs dans lesquels se trouvent les pistons 51 sont reliés respectivement par les conduits 53 et 54 à un conduit 55, lui-même relié à un réservoir 56 d'air comprimé. Dans le conduit 54, qui amène l'air sous pression au cylindre 52 appartenant au générateur B, est intercalée une soupape de retenue 57. En outre, dans le conduit 55 est intercalé un robinet 58 dont la manette 59 peut prendre trois positions X, Y, Z.
Dans la position Y, le robinet 58 met le réservoir 56 en communication avec les conduits 53 et 54, tan- disque, dans la. .position Z, ledit. robinet. inter rompt cette communication et, enfin, dans la position X, il fait communiquer ces derniers conduits avec L'atmosphère par un conduit d'échappement 60. _ Sur le conduit 54 est branché, en aval de la soupape de retenue 57, un conduit 54' abou tissant à une soupape de décharge 61 dont l'ouverture provoque la communication du cylindre 52 du générateur B avec l'atmosphère par le conduit 54'.
Cette soupape 61 est com mandée par une came 62 calée sur l'axe du pignon 45 faisant. partie du dispositif de syn chronisation du générateur A, le calage de ladite came étant tel qu'elle ouvre la soupape 61 en agissant sur un rouleau 63 monté à l'extrémité libre d'une tige 64 de ladite sou pape lorsque les pistons libres du générateur A sont arrivés à leur point mort intérieur.
Enfin, les conduits 53 et 54 communiquent (ce dernier à un endroit situé en amont de la soupape de retenue 57) avec les accumula teurs 6cc, 6a', respectivement 6a", 6a' des générateurs A et B par des conduits 65 et 66, une soupape de retenue 67 et un détendeur 68 étant intercalés dans chacun des conduits 65 et 66.
Le fonctionnement de ce dispositif de dé marrage est le suivant: On commence par amener les pistons libres à leur point mort extérieur. Ensuite, on manoeuvre la manette 59 de façon à établir la communication entre le réservoir 56 et les con duits 53, 54. On amène ainsi l'air sous pres sion, d'une part, dans les cylindres 52 où cet air agit de façon telle sur les pistons 51 que ces derniers provoquent l'accrochage des cro chets 48 aux crochets 47, afin de verrouiller les pistons libres dans leur position de démar rage et, d'autre part, dans les accumulateurs où cet air devra provoquer le lancement des pistons libres vers leur point mort intérieur, une fois le verrouillage de ces pistons sup primé.
Ensuite, on amène la manette 59 du robi net 58 dans la position X pour laquelle ce robinet fait communiquer les conduits 53 et 54 avec l'atmosphère. La pression agissant sur le piston 51 du générateur A étant ainsi sup primée, le ressort 49 écarte le crochet 48 du crochet 47 de ce générateur, de sorte que l'air sous pression se trouvant dans les accumula teurs de ce même générateur lance ses pis tons libres vers leur point mort intérieur et provoque ainsi le démarrage dudit. générateur.
Par suite de l'intercalage de la. soupape de retenue 57 dans le conduit 54, la mise du robi- net 58 dans sa position X est restée sans effet sur le piston 51 du générateur B. Cependant, au moment où les pistons libres du générateur A auront atteint leur point mort intérieur, la came 62 ouvre la soupape 61 du conduit 54' et laisse ainsi échapper l'air qui, agissant sur le piston 51, a maintenu en prise les crochets 47 et 48 du générateur B. Les pistons libres de ce dernier générateur étant. ainsi libérés, ils sont. également lancés par la pression d'air dans les accumulateurs du générateur B vers leur point mort intérieur.
On obtient ainsi le démarrage des deux générateurs A et B avec un décalage d'envi ron 180 .
Au lieu de déclencher le démarrage du générateur B par la came 62, dont la position est fonction de la position des pistons libres correspondants, on pourrait obtenir ce déclen chement. par la pression dans les accumula teurs de ce générateur A.
La variante de l'installation des fig. 9 et 10, à laquelle se rapporte la fig. 13, présente un dispositif de démarrage pour lancer les pistons libres de ses deux générateurs simulta nément et à partir de positions de démarrage différentes, la position de démarrage des pis tons libres 4, 5 du générateur A étant celle de leur point mort extérieur, tandis que la. posi tion de démarrage des pistons libres de l'autre générateur est. celle où les éléments moteurs 4 viennent juste fermer les ouvertures d'admis sion 2 et les ouvertures d'échappement 3 du cylindre moteur 1.
Pour amener les pistons libres avant le démarrage des générateurs, dans ces positions, ces générateurs présentent respectivement des poussoirs 77 et 78 soli daires de pistons 79, 80, chacun de ces pis tons travaillant dans un cylindre désigné res pectivement par 81 et 82. Sur chacun de ces pistons agit un ressort 83, respectivement 84, qui a tendance à ramener le poussoir du pis ton 77 ou 78 dans une position effacée.
D'autre part, sur l'autre côté du piston agit de l'air sous pression qu'on amène dans cha cun des cylindres 81 et 82 lorsqu'on veut ame ner les pistons libres dans leur position de démarrage: les poussoirs, sous l'effet de cette pression d'air, s'appliquent contre les éléments 5 des pistons libres et poussent ces derniers vers l'extérieur. Dans la paroi latérale des cylindres 81 et 82 sont ménagées des ouver tures d'échappement 85, 86 qui sont décou vertes par les pistons 79, 80 lors de leurs mouvements vers l'extérieur.
Ces pistons 79, 80 et avec eux les poussoirs 77, 78 et les pis tons libres, sur lesquels agissent ces poussoirs, s'arrêtent dès que les ouvertures 85, 86 se trouvent découvertes, ce qui a pour effet de laisser s'échapper l'air sous pression se trou vant dans les cylindres 81, 82.
Les cylindres 81 et 82 ont des longueurs différentes et les ouvertures d'échappement 85, 86 sont disposées de sorte que les pistons libres des deux générateurs s'arrêtent dans des positions différentes correspondant aux conditions ci-dessus indiquées.
En lançant à la fois les pistons libres à partir de ces positions différentes, on donne à ces pistons libres, dès le début, un certain dé phasage qui, pourtant, n'est pas encore le dé phasage de 180 assurant. la marche des deux générateurs en phase opposée. Le déphasage complet de 180 est, dans ce cas, obtenu après le démarrage par l'action du régulateur qui établit le déphasage désiré.
L'air de démarrage est. amené aux accu mulateurs par l'intermédiaire d'un conduit 69 sur lequel est monté le dispositif commandant. l'introduction de l'air de démarrage dans les accumulateurs, le conduit 69 étant relié à la fois aux accumulateurs disposés aux deux extrémités de chaque générateur. Ce dispositif de commande comprend une soupape 70 inter calée entre le conduit. 69 et un réservoir de démarrage 71. En outre, la soupape 70 est reliée à un piston 72 traversé par une ouver ture 73 qui est commandée par une soupape de retenue 74.
Enfin, la. chambre 75 se trou vant du côté extérieur du piston 72 est reliée à une source d'air sous pression 76, un robinet pouvant occuper trois positions différentes X, Y, Z analogues à celles que peut occuper le robinet. 58 de la fig. 12, étant, intercalé entre cette chambre 75 et la source 76. Pour démar rer, on commence par remplir le réservoir 71 d'une quantité d'air de démarrage et ensuite, en reliant la chambre 75 à l'atmosphère, on provoque l'ouverture de la soupape 70 par la pression, sur le piston 72, de l'air se trouvant clans le réservoir 71.
La soupape 70, une fois ouverte, l'air sous pression emmagasiné dans ledit réservoir provoque le lancement des pis tons libres -1, 5 des deux générateurs A et B avec le déphasage initial déterminé par leurs positions de démarrage différentes.
lie régulateur de cette variante est iden tique à celui de l'installation des fig. 9 et 10.
Installation comprising two pressurized gas generators with free piston. The present invention relates to an installation comprising two pressurized gas generators, each having at least one free piston, and provided with a regulator to maintain a constant phase shift. given between these generators.
These generators could be either motor-compressors or. auto - generators comprising an internal combustion engine cylinder and a compressor part, and supplied with a pressurized hot gas mixture formed of combustion gas and purge air supplied by the compressor part.
The installation according to the invention is characterized in that this regulator comprises a pilot member mounted so as to be able to oscillate under the action of pressure pulses produced by the movement of the free pistons in corresponding spaces of the two generators. energizers, this pilot member controlling at least one of the factors on which depends the frequency of oscillations of the free piston of at least one of the generators.
The drawing represents, by way of example, two embodiments of the installation according to the invention, as well as variants of these embodiments.
Fig.1 shows schematically, in axial section, a first embodiment.
The fi-. 2 and 3 are diagrams illustrating the operation of the installation shown in fig. 1. FIG. 4 shows the regulator of a first variant of the installation of FIG. 1.
Figs. 5, 6 and 7 are diagrams illustrating the operation of this variant. The fi-. 8 shows the regulator of a second variant of the installation of fig.1. Fig. 9 shows, in axial section, a second embodiment of the installation according to the invention.
Fig. 10 shows the regulator of this second embodiment.
Fig. 11 is a diagram illustrating the operation of this second embodiment.
Fig. 12 shows the device for starting the installation of the. fig. 1.
Fig. 13 shows the starting device of a variant of the installation of fig. 9 and 10. The installation of FIG. 1 comprises two autogenerators with opposed free pistons A and B working in opposite phase. Each of these two autogenerators comprises an engine cylinder 1 provided with intake openings 2 and exhaust openings 3, these openings being controlled by driving elements 4 of the two free pistons. Each of the free pistons includes an element. compressor 5 working in a cylinder 6 and dividing this cylinder into two compartments.
The two outer compartments 6a and 6a 'of generator @ 1 and the two outer compartments 6a "and 6a' of generator B constitute pneumatic return energy accumulators for the free pistons. The two accumulators located at opposite ends of each generator rateur are constantly connected to each other by a conduit not shown.
The compartments 6b and 6b ', 6b "and 6b"' located on the inside of the compressor elements 5 constitute compressor spaces for the generators and are provided with suction valves 7 and. of compression $, the latter ensuring the transfer of the compressed air from these compressor spaces into the casings 9 which surround the respective engine cylinders of the generators and which constitute the supply and purge air reservoirs. these cylinders, reservoirs with each of which communicate the intake openings 2 of the corresponding engine cylinder.
The two free pistons 4, 5 of each generator are connected by a synchronization device (not shown in FIG. 1) consisting of racks 46 (FIG. 12) connected to the free pistons and in engagement with a toothed wheel 45. This device could also consist of a balance oscillating around a fixed axis and connected to the free pistons by connecting rods.
Each engine cylinder 1. is provided with an injector supplied by an injection pump (not shown).
The two casings 9 communicate with each other by a conduit 10. The generators A and B working in opposite phase, the interconnection between the two casings 9 allows. to considerably reduce the dimensions of these housings while keeping the variations of the pressure prevailing in their interior to a minimum value.
The exhaust openings 3 of the engine cylinders 1 communicate with a duct. exhaust, common 11 which brings the hot gases under pressure, leaving, through these openings 3, to a common receiving installation. The two generators operating in opposite phase, the pressure variations in the exhaust duct 11 will be reduced accordingly.
The pressures prevailing in the accumulators 6a, 6a ", acting on two annular surfaces a, b of a piston 1.2 including two other annular surfaces <I> c, d, </I> of the same size, but located on the opposite side of the piston with respect to the first, are respectively subjected to pressures equal to the average pressures prevailing in the accumulators 6a, Gal 'respectively of the two generators A and B.
The spaces 13a, and 13b, which are limited by the surfaces a and b of the piston 12, communicate with the accumulators 6a, 6a "respectively by means of conduits 13, 13" having a relatively large diameter, so that the pressures reigning in these accumulators are. immediately transmitted to spaces 13a, 13b.
On the other hand, the spaces 13c and 13d, which are limited by the surfaces c and d of the piston 12, communicate with the accumulators 6a, 6a "respectively by the intermediary of reduced section conduits 14, 14" of which section is. sufficiently small so that the pressures prevailing in these spaces 13c and 13d are. equal respectively to the means of the pressures prevailing in the accumulators 6a and 6a ". Springs 12a and 12b tend to maintain the piston 12 in a middle position.
The piston 12 is connected to a slide 15 interposed in a conduit 1.6 which connects between them the two accumulators 6a, 6a "of the two generators _1 and B. These two accumulators are placed in communication as soon as the opening 17 of the drawer 1: 5 is inside duct 16.
The operation. of the installation described above is as follows In the fi--. 2, there is shown, as a function of time <B> T, </B> the pressures prevailing in the accumulators 6a. and 6a ', on the one hand., and 6a "and 6a"', on the other hand.
Periodic curve I represents the variation of the pressures in the accumulators 6a, 6a 'of generator A, while periodic curve II represents the variation of the pressures in the accumulators 6a ", 6a.!" of generator B, the mutual situation of the two curves I and 11 corresponding to the operation, in opposite phase of the two generators.
In this case, and as it results (the simple addition of the ordinates of curves I and II, the sum of the pressures acting on the surfaces <I> a </I> and b of the piston 1 \ 'also varies according to a periodic curve (curve III, fi ;. 3) of double frequency of that of curves I and II and has an average value of 2 pin which is equal to the sum of the pressures acting on the surfaces c and <I> cl </ I > of the piston 12, therefore to the sum of the average pressures prevailing in the accumulators 6n. and 6a ". The pressures prevailing in the accumulators 6a and 6a" acting on the surfaces a and b of the piston 12 impress. an oscillatory movement.
However, the amplitude of this movement is insufficient to bring the opening 17 of the slide 15 in front of the conduit 16. Consequently, as long as the two generators A and B work in opposite phase, the communication between the accumulators 6a., 6a "of the two generators is interrupted and there is no transfer of air from one accumulator to the other.
If now the phase shift in the operation of the two generators A and B changes, for example in the direction of an advance of generator B with respect to the generator: 1, the curve (the pressures which prevail in the air-ventilator 6a ", 6a" 'of generator B undergoes a dealan, so as to become the curve II' <B> (the </B> the end. 2. This has the effect that the sum of the pressures acting on the surfaces a and b of piston 12 no longer varies according to curve III, but according to curve IV of Fig. 3.
This last curve, which results from the addition of the ordinates of curves I and II ', has a period which is equal to double (the period of curve III, while its amplitude is greater than that (the curve III Consequently, the amplitude of the oscillatory movement of the piston 12 is also greater than in the case where the two generators _1 and B work in opposite phase. And the spool 1: 5 is moved so as to drive, d 'in a discontinuous manner, the opening 17 in line with the conduit 16 thus establishing a discontinuous communication between the mattresses 6a and 6a "of the two generators -l and B.
Curve III, which represents the sum of the pressures which reign in the accumulators of the generators A and B when these have the desired phase shift of l80, has a frequency which is equal to twice the frequency of the beats. of each of said generators.
In addition, curve III has its maxima when the pressures in the accumulators of one of the generators are maximum and the pressures in the accumulators of the other generator are minimum, while the curve has its minima when the pressures in the accumulators of the two generators are equal, that is to say when the two curves I and II intersect.
Curve IV has a frequency which is equal to that of the oscillations of the free pistons of the generators and its amplitudes are important when the pressures in the accumulators of the two generators are equal, that is to say when the curves I and II 'intersect.
So that the regulator, comprising the ton 12, can restore the desired phase shift; that is to say to ensure that curve II 'becomes curve II again, and can thus work in a correct way, it is also necessary that the communication between the accumulators of the two generators falls within a period during which the The pressure in the accumulators of the generator (B in the example considered) which has a certain advance is greater than the pressure which prevails, during the same period, in the accumulators of the generator which is behind.
In the example considered; communication between the accumulators of the two generators must therefore be due. take place in one of the periods Î, <I> X </I> 'indicated in fig. \ ?. Part of the air in the accumulators of generator B is then transferred to the mattresses of generator A, which has the effect of slowing down the movements of the free pistons of generator B and accelerating the movements of the free pistons of generator B. generator A. In this way; the march in the opposite phase will be re-established.
We see by examining the fi-. 2 and 3 that in the period X, k ', la. curve IV passes through zero, while, during this period, the piston 12 must pass through a position such that the spool can establish communication between the accumulators 6a and 6a. ".
The movements of the piston 12 must therefore be out of phase by approx.
EMI0004.0002
with respect to curve IV; in other words, the movements of the piston 12 must correspond to the curve V of FIG. 3 when, as a result of an unwanted phase shift of the generators, the resultant of the pressures acting on the surfaces <I> a </I> and b of the piston 12 varies according to curve IV.
This. effect is obtained by arranging. so that the natural frequency of the assembly comprising the piston 12 is equal to the frequency of the oscillations of the free pistons in regime. Thus, as soon as the value of the phase shift deviates from the given value, the frequency of the assembly comprising the piston 12 is found to be in resonance with the frequency of the resultant of the pressures acting on the piston 12 (curve IV) and , therefore, the piston 12 performs oscillatory movements of increased amplitude which are offset with respect to the period of the resultant
EMI0004.0007
pressures that cause oscillation.
The generators of the installation of fig. 1 operate with a variable flow pressure, therefore with a frequency of oscillations of the free pistons also variable, the variations of this frequency being able to reach, for example, 251 / o when the flow pressure of the generators is highly variable.
So that, under these conditions, the natural frequency of the assembly comprising the piston 12 can follow the variations in the frequency of the oscillations of the free pistons, so as to remain constantly equal to this last frequency, the regulator comprising the piston 12 is provided with an auxiliary mass 18 carried by an arm 19 whose end opposite to said auxiliary mass is articulated at 20 on the rod of a piston 21 which can move in a cylinder 22 and on one of the sides of which acts the flow pressure of the generators supplied by a duct 23, while, on the other side of the piston 21, acts a counter spring 24.
The arm 19 carrying the auxiliary mass 18 is connected to the rod 25 of the piston 12 by means of a slide 26 which allows the variation, depending on the. flow pressure of the generators, the ratio of the multiplication with which the oscillating movements of the piston 12 are transmitted to the auxiliary mass 18. The more the operating pressure increases, the more said ratio decreases, which is equivalent to a decrease in the mass of it seems to oscillate. comprising the piston 12, the slide 15, the auxiliary mass 18 and the members which interconnect said elements. The inherent frequency of this oscillating assembly therefore increases with the flow pressure of the generators, so as to remain constantly equal to the frequency of the oscillations of the free udders.
The rod 25 carries a piston 27 running smoothly in an oil-filled cylinder 28, this piston 27 being provided with a throttle channel 29. This damping device prevents the piston 12 from performing (the oscillations of exaggerated amplitude and, moreover, compensates for the effect of small differences which may exist between the momentary natural frequency of the oscillating assembly 12, 15 and the corresponding frequency of the oscillations of the free pistons.
In a variant of the installation of FIG. 1, in which the generators deliver at constant pressure, it will suffice to arrange the regulator (so that the oscillating assembly comprising the piston 12 has a constant natural frequency equal to the frequency of the oscillations of the free pistons of the generators A and B in normal operating mode.
Indeed, the operating pressure of the generators being constant, the number of oscillations of the free pistons of the generators, even for variable strokes, will also be practically constant.
The relatively insignificant modifications of the number (the oscillations of the mobile equipment, which could occur in this variant, have no essential influence on the phasing (the oscillating assembly 12, 15. It suffices, moreover, that the opening of the drawer 15 falls within the period <I> X, X '; </I> it may therefore undergo a certain lag within this period. In addition, the inevitable friction to which the assembly 1 is subjected \ ?, 15 keeps the shift between the oscillations of this set and the period of the curve IV near the value
EMI0005.0002
, even if there is a slight difference between the number of oscillations of the free udders and the natural frequency of the oscillating assembly 12, 15.
To allow even larger deviations without having to act on the natural frequency of the oscillating assembly 12, 15, the regulator of this variant could be provided with a damping device similar to that of the installation of FIG. . 1 and further having the effect of preventing the oscillating assembly 12, 15 from performing movements having an exaggerated amplitude. For the rest, this variant would be. identical to the installation of the fi, -. 1.
In the variant of the installation of FIG. 1, to which FIG. 4, the two pneumatic return energy accumulators 6a., 6a "of the two autogenerators A and B (which are not shown in FIG. 1) are connected to each other by a duct 116 in which a shutter 117 is interposed.
The pressures prevailing in the two said pneumatic return energy accumulators act. respectively by conduits 113, each having a relatively wide section, on surfaces facing the same side of two parts of a stepped piston 112. On a third surface, facing the opposite side, <B> (the </ B > this same piston 112 acts at a pressure equal to the average of the pressures prevailing in the two accumulators, this pressure being obtained by means of choke conduits 114 connected to the conduits 113.
The piston 11.2 slides inside a stepped cylinder 113a, 113b, the space 113a having the larger diameter is divided by the widest part of the piston 112 into two compartments in one of which the pressure of the accumulators of one of the two generators, while in the other there is a pressure equal to the average of the pressures prevailing in the accumulators of the two generators. In space 113b the pressure of the accumulators of the other generator reigns. Two oppositely acting springs tend to hold the swing piston 112 in a middle position.
The mass of the oscillating piston 112 as well as the force of the opposing springs acting on this piston are such that the natural frequency of the piston 112 is clearly greater than the greatest frequency of the oscillations of the free udders of the generators corresponding to a normal operating regime. In order to avoid resonance effects, this natural frequency must in addition be greater than the double of the greatest frequency of oscillations of the free pistons.
The rod 115 of the piston 112 is connected to the shutter 117 via a friction coupling consisting of two resilient fingers attached to the shutter and frictionally bearing against two opposite surfaces of the rod 115. L 'shutter 117 carries two stops b and c, has a groove d and is subjected to the action of a spring. e having a tendency to bring it and to maintain it in that of its extreme positions, determined by the application of the stop b against the housing f of this shutter, for which it interrupts the communication between the accumulators by the conduit 116.
The groove d is located in such a way that the shutter 117 must be moved by a certain stroke a from the position determined by the application of the stop b against the housing f before opening begins. of duct 116.
For the rest, this variant is identical to the installation of FIG. 1.
The operation of this variant is as follows: In the fi-. 5, there is shown as a function of time the pressures pi prevailing in the two pneumatic accumulators of the two generators interconnected by the conduit 116, the periodic curves I and II representing the variations of the pressures in the accumulators respectively of .l '. one and the other of the two generators when the free pistons of these two generators operate with the desired pliase offset of 180.
In this case, the sum P2 .-; of these pressures represented in the fi, -. 6 by curve III 'also varies according to a periodical curve the frequency of which is twice that of curves 1 or 11 of FIG. 5 and the amplitude of which, with respect to a pressure represented by the horizontal line lj ", p", (fib. 6) equal to approximately twice the mean pressure of these accumulators, is minimum.
The piston 112, under the influence of the pressure variations corresponding to curve III (small amplitude, high frequency), performs low-amplitude oscillations which, given the stroke necessary to obtain the opening of the duct 116, is insufficient. to cause the opening of the conduit 116 which therefore remains closed as long as the two generators are in the desired phase shift.
If the phase shift of the two generators undergoes a uniform modification, for example in such a way that the curve 11 (fig. 5) moves to become the curve II a., The sum of the pressures acting on the piston 112 will vary according to the curve. IIPa of the <U> fi-. </U> 6.
This curve III a differs from curve I11 not only by its greater amplitudes, but also by its frequency, which is no longer than half the frequency of curve III and which is therefore equal to the frequency of the variations. of pressure in the return energy accumulators, which in turn is equal to the frequency of the oscillations of the free pistons of the generators.
The oscillations of the piston 112, caused by the pressure variations corresponding to the curve III a, also acquire a very large amplitude, due to the increase in the amplitude of the pressure variations represented by the curve III a, so that the shutter 117 is brought, when the piston 112 rises, into the position in which it opens, by means of its groove d, the duct 116. This shutter closes the communication during the following downward stroke of the piston 112.
As a result of the friction coupling connecting the shutter 117 to the piston 112 and as a result of the stops b and c, the stroke of this shutter 117 is limited and does not necessarily have the same amplitude as the oscillation of the piston 11 '?.
At the start of the upward movement of the piston 112, the shutter 117 will follow this movement until the stopper c is pressed against the housing <B> f '. </B> If, what happens when the the difference between the phase shift of the generators and the given phase shift of 180 exceeds a determined value, the piston 112 still continues its upward movement, this continuation will have no effect,
for the shutter 117 which will have opened and will keep open the duct 116 until the moment when the piston 112 begins its downward movement, during the first part of which the shutter <B> 117 </B> is returned to its position closed in which the stop b applies against the casing <B> <I> fo. </I> </B> If the piston 112 still continues its downward movement, this continuation of the movement will remain soiled.
on the position of the shutter 117 which will keep the duct 116 closed.
As long as the shutter 117 is in its high position clans .laquelle it opens the conduit 116, there is transfer of air from the pneumatic accumulator in which there is a higher pressure to the accumulator in which there is a pressure. lower sion. It is therefore necessary to ensure that the opening of the duct 116 takes place during a period during which it is in the accumulator of the generator to be slowed down that the higher pressure prevails, so that part of the air contained in the latter accumulator can be transferred to the accumulator of the generator to be accelerated.
When there is a desired phase shift causing a variation, corresponding to the curve III ct, of the sum of the pressures acting on the piston 112, the movements of this piston will be. synchronous with these pressure variations, the natural frequency of piston 112 being greater than. the frequency of these pressure variations and the arrangement being chosen so that the damping is low.
Therefore, the oscillating movement of the udder 112 corresponds to the curve IV of FIG. 7, when the sum of the pressures of the pneumatic energy accumulators which act on said piston varies according to curve II1a.
The upward movement of piston 11?, From its lowest position, begins at point 1 of curve IV. At the start of this upward movement, the shutter 117 follows the movement of the piston 112, and when the assembly 1112-117 has reached point 2, the shutter 117 begins to open the conduit 116. This conduit 116 is completely closed. open. at point 3 of curve IV '. <B> A </B> this moment, the stopper c is applied against the box f and the upward movement of the shutter 117 is stopped. On the other hand, the piston 112 continues its upward movement. until reaching the top of curve IV, i.e. point 4. During this time, the shutter 117 remains in its open position.
From point 4, the piston 112 begins its downward movement. This downward movement is immediately followed by the shutter 117 which is moreover urged by the spring e in the same direction. The shutter 117 will have closed the duct 116 when the piston 112 has reached position 5 and its stop b will be applied against the housing f when the piston 112 has reached position 6. The opening period of the shutter therefore extends practically over the entire duration of the upward movement of the oscillating piston 112, while the closing period extends substantially over the entire duration of the downward movement of the piston 112.
The opening period is indicated on the abscissa of the fi. 7 by a reinforced line A -B. By comparing this period with fig. 5, it will be seen that it merges with the period El r-B 1 of the fi-. 5 during which curve II a corresponding to the generator to be slowed down is, during the greater part of this period, above curve I which corresponds to the generator to be accelerated.
As long as the pressures indicated by II a are greater than those indicated by I, the transfer therefore takes place in the right direction. It is true that at the end of this period towards point B, curve I passes above curve II a. However, the quantity of air which, during this end of period A iB 1, can be transferred in the reverse direction, is negligible compared to the quantity of air which was transferred in the correct direction during the main part of the period A 1 B i.
It would be possible, in the variant to which FIG. 4, ensure that the frequency of the variations in the sum of the pressures which act on the piston 112 is always greater than the natural frequency of this piston whatever the normal operating speed of the generators. In this case, the sinusoidal curve representing the oscillating movement of the piston 112 is offset by 180 with respect to the curve representing the variations of the sum of the pressures acting on this same piston. To obtain the same result, it will therefore be necessary to ensure that the opening of the conduit 116 takes place, not during the upward stroke of the shutter 11.7, but during its downward stroke.
In the variant of the installation of the fi-. 1 to which FIG. 8, the purge air housings of the two generators G1, G2 do not communicate. not and the same is true of their exhaust ducts.
The regulator of this variant comprises an oscillating piston 112 arranged in the same way as in the variant of FIG. 4.
This piston carries a rod 115 which functions as a piston in a cylinder 118 which is connected by a conduit 119 to a second cylinder 120 in which a piston 121 operates which is integral with the shutter 117 controlling the communication between the accumulators of the generators. Gl and G2. The cylinders 118 and 120 communicate constantly with each other, through the conduit 119 which is connected by a suction valve 121 and a discharge valve 122 to a container 123 filled with oil, these valves serving for the discharge and filling of the hydraulic device 118, 119, 120.
A throttle channel 124, parallel to the discharge valve 122, directly connects the conduit 119 to the receptacle 123, in order to ensure, in stable conditions of the installation, the application of the shutter 117, under the action of its spring, against the. stop b in the position where the shutter 117 closes the duct 116 connecting the accumulators.
The operation of the variant of the. fig. 8 is similar to that of the variant of fi-. 4, with the difference that the opening of the communication duct 116 has heu during the downward movement clii, and not during the upward movement of the piston 112 which is pushed downwards, as in the device of the fi-.
1, by the sum of the pressures prevailing in the accumulators of the -enerators CI and G ..,. Consequently, the frequency of the oscillations of the free pistons of these generators, which is equal to the frequency of the variations of the sum of the pressures when there is an unwanted shift, must be greater than the natural frequency of the piston 112.
When the two generators G1 and G2 work in opposite phase, the variation of the sum of the pressures which act on the piston 112 causes only a low amplitude oscillation of the piston 112: This oscillation is followed by the shutter 117 the amplitude of which is not sufficient to open the communication <B> 116, </B> opening which begins only after an initial upward movement of the shutter 117 greater than a.
On the other hand, if there is a phase shift of the generators different from 180, the sum of the pressures acting on the piston 112 now takes the form of the curve 111 a of the wire. 6. Consequently, when the piston 1.12 descends, it causes the shutter 117 to rise until the latter presses against the stop c, the position in which this shutter 117 opens the communication 116.
If the piston 112 continues to. descend after the shutter 117 - has reached the stop c, the rod 115 of the piston 112 discharges part of the liquid contained in the spaces 118, 119, 120, through the valve 122. in the tank see 123. At the time where the piston 112 reverses its movement, the shutter 117 ashes until it reaches the stop b, position in which it closes the communication 116.
If at this time the piston 112 continues its upward movement, it draws an appropriate amount (the liquid through the valve 121, into the reservoir 1 '_' 3, thus ensuring complete filling. (Spaces 118, 119 , 120. The communication 116 is therefore in this case open during practically the whole duration of the downward movement of the piston 112 and it is closed during practically the whole duration of the upward movement of said plunger.
The transfer. air from the aceumulator of one (the generators to the accumulator of the other generator takes place in a direction likely to restore the desired phase shift of l80, given the shift of 180 that exists between the oscillations chi piston <B> 112 </B> and the variations in the sum of the pressures acting on said piston during the adjustment period.
In the embodiment of FIGS. 9 and 10, the two generators are similar to those of the installation of FIG. 1, except that the two accumulators 6cr and 6a ", located at the same end of the two generators, communicate permanently by a passage 31 of a cover common to these two accumulators. Similarly, the accumulators 6a 'and 6c1' generators A and B communicate permanently through a similar passage <B> 31 </B>.
The pressure (re-iie it in the accumulators 6cc and 6a "acts by a conduit 32 on a piston 33 provided with a throttle channel 34 and. Sliding in a cylinder 35.
Two opposing springs 36, 37 tend to keep the piston 33 in a middle position. The rod 3S of the piston 33 is connected by means of a lever to an eccentric pivot 39, on which pivots a lever 40 which actuates the adjustment rods 41 of the injection pumps 42 of the two generators A and B, one linkage 43 used to make the lever 40 vote around the axis of the eccentric 39 in order to adjust the quantity of fuel injected in accordance with the load that one wishes to impose on the installation,
this linkage being able to be actuated either by hand or automatically, for example by the regulator of the turbine which is supplied by the engine gases supplied by the generators.
Each of the two injection pumps 42 is controlled by a cam 44, each cam being fixed on the axis of a pinion 45 which is engaged with two racks 46, integral with the opposed free pistons 4, 5 of the corresponding generator, the 'set of members 45 and 46 constituting the synchronization device of this generator. The cam 44 is wedged in such a way on the axis of the pinion 45 that the pump 42 is actuated or else at a time when the mobile crews of the corresponding generator are in the vicinity of their internal dead center, and this when the pump is operating. refers directly to the injection of fuel into the generator, or else during the first half of the inward stroke of the mobile crews of the corresponding generator,
and that -when the fuel injection system is. an accumulation system.
The operation of the installation of FIGS. 9 and 10 is the following: As long as the two generators A and B are operating in opposite phase, the pressure in their communicating accumulators <I> 6a, 6a "</I> remains practically constant throughout. stroke (see curve VI of FIG. 11 in which the pressures are indicated as a function of the stroke) and the piston 33 thus remains stationary in its middle position without acting on the injection of fuel into the two generators.
As soon as the two generators A and B stop working in the opposite phase and undergo a phase shift other than 180, the pressure in the return energy accumulators 6a. and. 6a. "Varies according to curve VII of fig. 11. The. Period of these pressure variations is equal to that of the oscillations of the free pistons of the generators. Assuming that the stroke remains invariable, the pressure in the accumulators n has not the same value for the same positions of the pistons during the outward movement and during the inward movement.
The free pistons of the generator which is in advance meet during their outward stroke pressures in accumulators which are greater than those indicated by curve VI, given that the. sum of the volumes of the spaces, delimited in two communicating accumulators 6a, 6a ", respectively 6rx ', 6a"' by the compressor elements 5 of the corresponding free pis tons, is less than the normal value of this sum, that is to say tell the value that this sum has when the generators have the desired phase shift of 180.
On the other hand, the pressures which prevail in the accumulators of the generator which is ahead are lower than those indicated by curve VI during the inward stroke of the free pistons of this generator.
The reverse occurs for the other generator which is behind the first one; for this other generator, the pressures in the accumulators are lower than those indicated by curve VI during the outward stroke of its free pistons, and higher than those indicated by said curve during the inward stroke of these pistons.
The evolution of the pressures in the accumulators, indicated by curve VII in fig. 11, therefore follows the arrows represented by continuous lines for the generator which is ahead, while said pressure evolution follows the arrows represented by broken lines for the generator which is late. The interior and exterior dead points are shown in fig. 11 respectively by P: 111 and PHE.
I-1 emerges from the foregoing that already the aforesaid variations in pressure in the accumulators tend to reestablish operation in the opposite phase of the two generators by braking the generator which is ahead and by accelerating the one which is behind.
Indeed, the free pistons of the generator which is in advance supply to the accumulators, during the outward stroke, an energy greater than that which they receive during the inward stroke, and conversely the free pistons of the late generator supply the accumulators, during the outward stroke, less energy than that which they receive during the inward stroke.
The additional energy supplied by the free pistons of the early generator is equal to the additional energy received by the free pistons of the late generator. This energy has the effect of accelerating the free pistons of the late generator and of slowing those of the early generator, so as to bring the two crews back to the correct phase shift of 180.
However, these pressure variations tend to cause a shortening of the strokes of the free pistons of the generator which is ahead and an elongation of the strokes of the free pistons of the generator which is late, and their effect, unless very small deviations in the flow. phase shift is generally insufficient to reestablish operation in the opposite phase.
The correct phase shift of 180 is reestablished by the device comprising the piston 33. The latter, which has no effect as long as the generators J and B are in opposite phase, begins to act as soon as the operation of these generators ceases. 'have an offset of 180 and changes in pressure start. take place in the accumulators.
3 this moment, the piston 33, which is subjected on its anterior surface to the pressure prevailing in the accumulators 6a and 6a. "And on its posterior surface to an approximately constant pressure, transmitted by the channel 34 and equal to. the average of the pressures prevailing in the accumulators starts to oscillate and thus to move the adjustment rods 41 by turning the eccentric pivot 39.
This action on the quantities of fuel injected by the pumps 42 into the corresponding generators is such that the quantity injected into the generator which is ahead is increased to prevent a reduction in the length (the stroke of this generator, and. that the amount of liquid injected into the late generator be reduced to avoid elongation (the stroke of the latter. In this way, the respective slowing and acceleration effects due to variations in speed). pressure in the accumulators cannot act against the reestablishment of operation in the opposite phase of the two generators.
So that the installation of fig. 9 and 10 operate properly, it is necessary that the metering period of the fuel injected into the generators coincides with the period during which the piston 33 deviates to the maximum from its mean position.
When the installation of fig. 9 and 10 is provided with a storage injection device, the fuel metering must take place during the first half of the inward stroke of the free pistons of the corresponding generator.
This part of the crews race inward takes place during a period that merges, in large part, for the generator that is ahead of it. the part a and, for the generator that is. behind with part fl of curve VII of FIG. <B> 11, </B> parts for which the difference in pressure in the accumulators from their normal pressure is maximum.
In this case, the piston 33 must therefore, depending on the arrangement of the injection pumps, oscillate in phase with the variations in pressure in the accumulators (case shown) where its oscillations must be offset by 180 with respect. at. these variations, the frequency of which is equal to that of the oscillations of the free pistons.
The regulator is therefore arranged so that the natural period of the piston 33 is less than the period of the oscillations of the free pistons, which causes oscillations of the piston 33 which are. in phase with the variations in the pressure in the accumulators, or else so that the natural period of the piston 33 is greater than the period of the oscillations of the free pistons, which causes oscillations of the piston 33 which are. offset by 180 with respect to the pressure variations in the accumulators.
When using a direct injection device, the metering takes place at a time when the pressures in the accumulators, even if the generators are not operating in the opposite phase, are little different from the normal constant pressure. So that the piston 33 then has its maximum amplitude, the regulator will be. arranged such that the oscillations of the piston 33 are offset by 90 with respect to the oscillations of the free pistons of each generator. For this purpose, the mass of the piston 33 and the elements oscillating with this piston and the forces of the springs 36, 37 will have. values such that the natural period of the piston 33 is practically equal to the period of oscillation of the free pistons of the generators.
The installation according to fig. 1, the generators of which operate with a phase shift of 180, is provided with the starting device shown in FIG. 12. One of the free pistons 4, 5 of each of the two generators A and B has a hook 47 cooperating with a second hook 48 articulated on the cover of the cylinder 6. A spring acts on the hook 48. 49, which tends to separate one from the other the hooks 47, 48, and the rod 50 of a piston 51 which tends to engage the hook 48 with. the hook 47 under the action of the air pressure acting on the surface of the piston 51 which is opposite the rod 50.
The two cylinders 52 of the two generators in which the pistons 51 are located are respectively connected by the conduits 53 and 54 to a conduit 55, itself connected to a reservoir 56 of compressed air. In the conduit 54, which brings the pressurized air to the cylinder 52 belonging to the generator B, is interposed a check valve 57. In addition, in the conduit 55 is interposed a valve 58 whose handle 59 can take three positions X, Y, Z.
In the Y position, the valve 58 places the reservoir 56 in communication with the conduits 53 and 54, tangent, in the. .position Z, said. tap. interrupts this communication and, finally, in position X, it makes these latter conduits communicate with the atmosphere by an exhaust conduit 60. On the conduit 54 is connected, downstream of the check valve 57, a conduit 54 'leading to a discharge valve 61, the opening of which causes the cylinder 52 of generator B to communicate with the atmosphere through the duct 54'.
This valve 61 is controlled by a cam 62 wedged on the axis of the pinion 45 forming. part of the synchronization device of generator A, the timing of said cam being such that it opens valve 61 by acting on a roller 63 mounted at the free end of a rod 64 of said valve when the free pistons of the valve generator A have reached their internal dead center.
Finally, the conduits 53 and 54 communicate (the latter at a place located upstream of the check valve 57) with the accumulators 6cc, 6a ', respectively 6a ", 6a' of the generators A and B by conduits 65 and 66 , a check valve 67 and an expander 68 being interposed in each of the conduits 65 and 66.
The operation of this starting device is as follows: We start by bringing the free pistons to their external dead center. Then, the lever 59 is operated so as to establish communication between the reservoir 56 and the conduits 53, 54. The air under pressure is thus brought, on the one hand, into the cylinders 52 where this air acts in such a way. such on the pistons 51 that the latter cause the hooks 48 to catch on the hooks 47, in order to lock the free pistons in their starting position and, on the other hand, in the accumulators where this air will have to cause the launching of the pistons free towards their internal dead center, once the locking of these pistons has been removed.
Then, the lever 59 of the robi net 58 is brought to the X position for which this valve makes the conduits 53 and 54 communicate with the atmosphere. The pressure acting on the piston 51 of generator A being thus removed, the spring 49 moves the hook 48 away from the hook 47 of this generator, so that the pressurized air in the accumulators of this same generator launches its udders free tones towards their internal dead center and thus causes the start of said. generator.
As a result of the intercalation of the. check valve 57 in duct 54, placing valve 58 in its X position has no effect on piston 51 of generator B. However, when the free pistons of generator A will have reached their internal dead center, the cam 62 opens the valve 61 of the duct 54 'and thus lets escape the air which, acting on the piston 51, has kept the hooks 47 and 48 of the generator B engaged. The pistons of the latter generator being free. thus liberated, they are. also launched by the air pressure in the accumulators of generator B towards their internal dead center.
This gives the starting of the two generators A and B with an offset of about 180.
Instead of triggering the starting of generator B by the cam 62, the position of which is a function of the position of the corresponding free pistons, this triggering could be obtained. by the pressure in the accumulators of this generator A.
The variant of the installation of fig. 9 and 10, to which FIG. 13, presents a starting device for starting the free pistons of its two generators simultaneously and from different starting positions, the starting position of the free pis tons 4, 5 of generator A being that of their external dead center, while that the. starting position of the free pistons of the other generator is. the one where the driving elements 4 just close the intake openings 2 and the exhaust openings 3 of the engine cylinder 1.
In order to bring the free pistons before the start of the generators, in these positions, these generators have respectively pushrods 77 and 78 which are integral with pistons 79, 80, each of these pistons working in a cylinder designated respectively by 81 and 82. On each of these pistons acts a spring 83, 84 respectively, which tends to return the udder pusher 77 or 78 to a retracted position.
On the other hand, on the other side of the piston acts pressurized air which is brought into each of the cylinders 81 and 82 when the free pistons are to be brought into their starting position: the push rods, under the effect of this air pressure, are applied against the elements 5 of the free pistons and push the latter outwards. In the side wall of the cylinders 81 and 82 are formed exhaust openings 85, 86 which are uncovered by the pistons 79, 80 during their outward movements.
These pistons 79, 80 and with them the pushers 77, 78 and the free udders, on which these pushers act, stop as soon as the openings 85, 86 are uncovered, which has the effect of letting the gas escape. pressurized air entering the cylinders 81, 82.
The cylinders 81 and 82 have different lengths and the exhaust openings 85, 86 are arranged so that the free pistons of the two generators stop in different positions corresponding to the conditions indicated above.
By simultaneously throwing the free pistons from these different positions, we give these free pistons, from the start, a certain phasing which, however, is not yet the phasing of 180 ensuring. the operation of the two generators in opposite phase. The complete phase shift of 180 is, in this case, obtained after starting by the action of the regulator which establishes the desired phase shift.
The starting air is. brought to the accumulators via a conduit 69 on which the controlling device is mounted. the introduction of the starting air into the accumulators, the conduit 69 being connected both to the accumulators arranged at the two ends of each generator. This control device comprises a valve 70 interposed between the duct. 69 and a starter tank 71. In addition, the valve 70 is connected to a piston 72 crossed by an opening 73 which is controlled by a check valve 74.
Finally, the. chamber 75 being located on the outer side of piston 72 is connected to a source of pressurized air 76, a valve which can occupy three different positions X, Y, Z similar to those which the valve can occupy. 58 of fig. 12, being, interposed between this chamber 75 and the source 76. To start, one begins by filling the reservoir 71 with a quantity of starting air and then, by connecting the chamber 75 to the atmosphere, one causes the opening of the valve 70 by the pressure, on the piston 72, of the air located in the reservoir 71.
The valve 70, once open, the pressurized air stored in said reservoir causes the launching of the free pis tons -1, 5 of the two generators A and B with the initial phase shift determined by their different starting positions.
The regulator of this variant is identical to that of the installation of FIGS. 9 and 10.