EP0045472A1 - Générateur hydraulique à moteur à piston libre - Google Patents

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EP0045472A1
EP0045472A1 EP81105943A EP81105943A EP0045472A1 EP 0045472 A1 EP0045472 A1 EP 0045472A1 EP 81105943 A EP81105943 A EP 81105943A EP 81105943 A EP81105943 A EP 81105943A EP 0045472 A1 EP0045472 A1 EP 0045472A1
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EP
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piston
free piston
engine according
hydraulic
hydraulic generator
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EP81105943A
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Pierre Bouthors
Olivier Breting
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Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Original Assignee
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
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Publication date
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    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01B11/00—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type
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    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F02B71/045—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby with hydrostatic transmission
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    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
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    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/02—Starting

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic generator with a free piston engine with hydropneumatic return mattress and an associated piston for pumping hydraulic fluid supplying a hydraulic accumulator.
  • the object of the present invention is to enable the free piston engine to operate satisfactorily and intermittently for the charge of the accumulator, making it possible to obtain good conditions of efficiency and non-pollution.
  • the hydraulic generator according to the invention with a free piston engine with hydropneumatic return mattress and an associated piston for pumping hydraulic fluid supplying a hydraulic accumulator intended to be charged between two detected pressure levels, is characterized in that it comprises a device for locking the free piston in the neutral point of trigger expansion with voluntary control, and means for controlling this locking device to the means for detecting the two aforementioned pressure levels, in order to lock the piston in response to the detection of the aforementioned highest pressure level and to ensure its unlocking in response to the detection of the aforementioned pressure level the lowest, and thus an intermittent automatic operation of said motor o
  • the pumping is carried out via at least one differential piston, a first central part of which cooperates with the corresponding hydropneumatic return mattress which comprises a hydraulic inlet which can be closed off by said first part of the differential piston after a certain initial driving stroke of the free piston, and a pumping chamber towards the the accumulator is formed in the interval between the annular part of the differential piston surrounding said central part and the hydropneumatic mattress, which makes it possible to obtain a greater initial acceleration of the free piston working against the mattress before pumping and to reduce heat losses by the walls at the start of the cycle.
  • the pumping can be located in an intermediate fraction of the stroke of the free piston by putting the hydropneumatic mattress in communication with the pumping chamber in the final phase of the stroke of said differential piston, having an intercommunication passage formed at this point. effect.
  • the means for detecting the aforementioned lowest pressure level cooperate with reconditioning means. of the hydropneumatic mattress from the accumulator, and means are provided for delaying the actuation of the servo means of the locking or unlocking device after actuation of said reconditioning means.
  • pumping can be provided using two differential pistons constituted by weights with symmetrical and reverse movement relative to that of the free piston, these weights being actuated hydraulically by means of 'at least one transfer piston rigidly secured to the free piston.
  • the free piston can, within the framework of the aforementioned provisions, be cooled by means of an inertia piston placed in a cooling circuit supplied by the hydraulic fluid for transmitting movement or the pumping circuit.
  • the hydraulic generator represented in FIG. 1 comprises a single-cylinder free piston engine operating according to a two-stroke cycle, of which 1 is designated by the casing, 2 the cylinder head, 3 the piston, 4 a fuel injector, 5 a spark plug. 'ignition.
  • the casing constitutes in a manner known under the piston a chamber 6 for suction and compression of filling air and scanning of the cylinder supplied by a pipe 7 to an intake port 8 which, as well as an exhaust port 9, are discovered by the piston 3 in the vicinity of its detent neutral point, while an air intake port 10 in the casing is provided with a non-return valve 11.
  • the piston 3 is provided with a rod 12 passing through the casing and which is integral with a pumping piston 13 sliding along the same axis as the free piston in a hydraulic pump body 14 extended by a hydropneumatic mattress 15, with membrane 16 separating a capacity of pressurized gas 17 from the hydraulic fluid present in the mattress and pump body.
  • the pumping piston 13 is a differential piston having a part 13a of smaller diameter than its part 13b sliding in the body 14, the part 13a being intended to slide into an inlet 18 of the hydraulic enclosure 19 of the mattress hydropneumatic, after a certain amplitude of the initial driving stroke of the free piston indicated in 200
  • the part 13b of the differential piston acts as a piston for discharging the hydraulic fluid present in the pumping chamber 21, then delimited between piston 13 and mattress, and which permanently communicates with a chamber 22 provided with at least one valve.
  • suction 23 and a discharge valve 24 are placed on a conduit connected to the tank of the hydraulic circuit by a usual low pressure booster pump not shown.
  • the discharge valve 24 is connected by a conduit 25 to the hydraulic enclosure of a hydraulic pressure accumulator shown diagrammatically at 26.
  • the maximum pressure in the mattress being permanently maintained lower than the minimum pressure prevailing in the accumulator, as as will be seen later, it follows that the pumping phase towards the accumulator does not begin therefore only after the initial driving stroke 20 of the sole pressurization of the mattress.
  • the pumping phase is limited to an intermediate fraction of the total stroke amplitude 27 of the free piston, in that the part 13a of the differential pumping piston has lateral passages 28 which come to put, in the final fraction 29 of the total stroke amplitude 27, the hydropneumatic mattress 15 again in communication with the pumping chamber 21. It is also possible to give the valve chamber 22 a divergent entry 30 capable of introducing a reduction in the speed of the fluid near the valves in the effective pumping stroke.
  • the free piston 3 can be locked in the detent dead center, that is to say after the total stroke amplitude 27, by means of latches 31 cooperating with corresponding notches 32 of the piston rod 12 and subjected to an electromagnetic control comprising an electromagnet 33, the mobile assembly of which is connected by connecting rods 34, 35 to a cam 36 governing the placing in active or passive position of two sliders 37 which carry the spring-loaded latches 31 and which are mounted dovetail sliding on sup-. ports 39 provided in the housing. The slides are normally biased in the locking position by springs 40, when the electromagnet 33 is not energized.
  • Such a motor is normally stopped in the locked position in the dead center of expansion by de-excitation of the electromagnet 33. It is intended to operate intermittently in optimal or favorable conditions of efficiency for charging the hydraulic accumulator 26 between two values pressure detected by a pressure gauge 41, having an electrical contact 41a for minimum pressure detection and an electrical contact 41b for maximum pressure detection. It is of course also possible to plan to start it if necessary on demand when one is for sure largely within the range of these detected pressures.
  • An automatic start or restart command in response to the minimum pressure detection in the hydraulic accumulator 26 is illustrated as an example in FIG. 1, starting from the minimum pressure detection contact 41a, in parallel with which a contact has been shown.
  • push button 42 intended to be actuated temporarily by the user for possible activation on the aforementioned request, after having been closed a switch 43 with contact 43a for general energization of the control circuits, with contact 43b d electrical supply of the ignition circuit and of the fuel injection control which will be discussed later, this switch 43 also authorizing the possible excitation of the electromagnet 33 by its contact 43c.
  • This start command comprises a monostable flip-flop 44 whose input is connected by circuitry réelle.d'un dif - férentiateur 41a and 44a in contact with the contact push button 42.
  • This flip-flop 44 responds to the rising edge of the transmitted signal by closing one or other of these contacts, and its output then emits a signal of predetermined duration intended to cause an appropriate re-pressure of the hydropneumatic mattress 15 from the accumulator 26, prior to unlocking the piston free.
  • This re-pressure of the mattress is provided by means of a solenoid valve 45, excited by means of an amplifier 46, supplied with fluid by the accumulator 26 and connected to the inlet of a pressure reducer 47 whose outlet at reduced pressure is connected via a normally open solenoid valve 48 to the hydraulic enclosure 19 of the mattress.
  • the pressure reducer 47 is of the type with reduced pressure partly controlled as a function of the effective pressure in the accumulator 26 (introduced by the link 49) and with a valve for relieving the reduced pressure at the tank in the event of 'excess o
  • the start command also includes another monostable flip-flop 50 whose input is connected to the output of the monostable flip-flop 44 and which responds to the falling edge of the output signal of the latter (i.e. at the end of delivery in pressure of the mattress 15) by a signal which is applied, via an amplifier 51, to a self-holding relay 52 whose contact 52a normally open closes, when the relay is energized, the excitation circuit of the electromagnet 33 governing the unlocking of the free piston.
  • This circuit also comprises the contact 43c of the switch 43, the opening of which makes it possible to voluntarily stop the engine.
  • This command thus allows the restarting of the engine stopped at the detent dead center, after recharging the mattress 15 followed by the unlocking of the free piston, released for a compression phase, ignition and a suitable injection of fuel being provided to restart the engine. on a single compression stroke of the free piston thus prepared and triggered.
  • the electrical contact 41b closes and causes the excitation of a relay 54 whose normally closed contact 54a is placed in the circuit relay 52, which it then opens, so that the contact 52a reopens and the electromagnet 33 ceases to be energized, i.e. the locking of the free piston is then carried out at its first passage to the detent dead center by the latches 31.
  • the motor remains stopped in this position, even when the electrical contact 41b reopens due to a drop in pressure in the accumulator 26, the contact 54a closing and resetting the self-maintaining circuit of relay 52, so that a new start of the engine can, as previously explained, be caused by the next closing of the contact 41a for detecting minimum pressure in the accumulator 26 0
  • the ignition can be triggered by means of a position sensor of the free piston or of a part linked to it, such as the pumping piston 13, here provided with a magnet 13c with which cooperates in the vicinity of the top dead center a magnetic or inductive type sensor 55, which is external to the pump body in this non-magnetic case and connected by a shaping circuit 56 to a high energy trigger device 57 of sparks to the spark plug 50
  • the injector 4 can be of the electromagnetic type actuated by means of an electronic control 58 adapted to produce a control pulse triggered from the output signal from the shaping circuit 56, and having a variable duration regulating the quantity of fuel injected as a function of storing in this command 58 an injection law as a function of the pressure prevailing in the accumulator 26, this latter information being transmitted to it via a transducer 59 of the type analog or digital, in order to adapt the quantity of fuel injected to the required pumping effort which varies with the effective pressure prevailing in the accumulator.
  • Such regulation by electronic means can easily be brought into play at each cycle, in a manner known per se.
  • the injector could also be in particular a triggered injector controlled by the sensor 55 and shaping circuit 56, and with direct hydraulic control of the quantity of fuel injected at the effective pressure prevailing in the accumulator 26.
  • a rectilinear guide of the movable assembly of the engine is here provided by means of a roller 63 whose axis is fixed on the casing and which cooperates with an axial groove 12a of the piston rod 12.
  • the first 60 of the three aforementioned sensors is located so as to detect that there has been ignition of the combustible mixture but that the stroke of the piston is insufficient if it is only activated.
  • the second 61 is located so as to detect that the stroke is sufficient, while the third 62 is located so as to detect if the travel is excessive compared to that provided.
  • repositioning means comprising a friction roller 64 intended to cooperate with the piston rod 12 and which is driven by a hydraulic motor 65 which is supplied from the accumulator 26 and linked by a flange with the movable member 66 of a hydraulic cylinder 67 also actuable from the accumulator 26, by means of a solenoid valve 68 common to the supply of the cylinder 67 and to that of the motor 65.
  • the triggering of this procedure is also used to de-energize the locking electromagnet 33, for example by cutting the self-maintenance circuit of relay 52 until relocking of the free piston.
  • damping is provided at the end of the rebound stroke. of the free piston by cooperation of the pumping piston 13 with an elastic end-of-travel stop 70 with a non-linear characteristic.
  • This incident can then be signaled by an abnormal stroke detection carried out using an additional sensor 72, cooperating with the magnet 13a carried by the pumping piston, and serving to immediately actuate an engine stop command, for example by means of a self-interrupting relay holding, not shown in FIG. 1, of the supply circuit of the control electromagnet 33 for locking the free piston.
  • the inertia piston 73 is here crossed in its axis by a channel comprising a non-return valve 73a.
  • FIG. 3 illustrates a variant according to which, for the purpose of dynamic balancing of the entire generator, pumping is provided by means of two differential pistons 78, 79 constituting two weights with symmetrical and reverse movement with respect to that of the free piston 3.
  • These pistons are for this purpose arranged in two pump bodies 80, 81 parallel and symmetrical with respect to the axis of translation of the free piston, the rod 82 of which carries a transfer piston 83 sliding in a cylinder 84 connected to the two pump bodies and containing a hydraulic fluid which transmits force and movement between the transfer piston 83 and the differential pistons 78, 79 and vice versa.
  • Each differential piston 78, 79 cooperates with a hydropneumatic mattress 85, 86 with which it delimits a pumping chamber 87, 88 communicating with a valves 89, 90, the latter two supplying the hydraulic accumulator (not shown) of this generator in parallel.
  • end-of-travel end stops for these are provided at 91 and 92 in their respective pump bodies 80, 81, as well as end stops pump stroke such as the stop 93, while a stop 94, equivalent to the safety stop 70 of Figure 1, is disposed in the cylinder 84 of the transfer piston 83 0
  • the ignition trigger, injection and stroke monitoring sensors of the free piston can likewise be installed on the cylinder 84 and cooperate with the transfer piston 83 in the manner already set out for the pumping piston 13 in the figure. 1.
  • a restart procedure in the event of a failure can also be implemented as already explained.
  • FIG. 4 An example of means making it possible to ensure, in such embodiments, the race monitoring procedure, governing injection regulation, restarting in the event of a failure and the safety stop, is moreover illustrated in FIG. 4, where we find staggered in their order of installation the sensors 55, 60, 61, 62 and 72, respectively followed by the shaping circuits 56, 95, 96, 97 and 98.
  • the circuit 95 for shaping the signal from the sensor 60 as well as the circuit for shaping the signal from the sensor 61 are connected to the counting input of a binary counter. 99, the reset input of which is connected to the output of the shaping circuit 56 of the sensor signal 55, by means of a delay circuit 100, and the first two outputs of which are respectively connected to the inputs C counting and down counting D of a binary up-down counter 101, whose reset input is also connected to the output of the self-timer circuit 100.
  • the rank 1 output of the up-down counter 101 is connected to the electronic control 58, to which is also connected the output of an AND circuit 102 to the inputs of which the outputs of rank 1 and 4 of the up-down counter are connected.
  • the circuit 97 for shaping the signal from the sensor 62 is also connected to the down-counting input D of the up-down counter 101.
  • the restart procedure in the event of a failure is detected by the absence of a signal from the sensor 60 following that of the sensor 55 within a given time and, for this purpose, the outputs of the corresponding shaping circuits 56 and 95 are respectively connected to the two inputs of a flip-flop 103 whose outputs are respectively connected to the charging and discharging inputs of the RC circuit of a timed trip device 104, the output of which is connected to the winding of a relay 105 having a normally open contact 105a , a normally closed contact 105b, and a self-holding circuit passing through a static switch 106 normally conductive and actuable at cut-off from an amplifier door 107 whose input is connected to the output of the activation circuit form 97.
  • the timed trigger 104 continues to be loaded with a view to its triggering by the flip-flop 103 (instead of undergoing a cycle load short followed by a discharge cycle) and it then emits an excitation signal from the self-sustaining relay 105
  • the contact 105a of the latter is connected to the solenoid valves 48 and 69 which then ensure the exhaust of the enclosure of the hydropneumatic mattress and the pumping chamber 21, and to the solenoid valve 68 which supplies the jack 67 and the hydrau motor lique 65 driving the roller 64 cooperating with the piston rod 12 to return the free piston to the end position of relaxation and locking stroke, it should be noted that the contact 105b which has opened is placed in series with the contact 54a in the holding circuit of the relay 52, that is to say that it causes the de-excitation of the latter and of the electromagnet 33 of the locking device, so that the latches 31 are biased in the locking position of the free piston while waiting
  • the return of the free piston to the locked position is here detected by the signal from the sensor 62 of excessive travel, which then triggers the cut-off of the switch 106 and therefore that of the relay retaining circuit 105, the contact 105a of which opens again. de-energizes the solenoid valves 48, 68 and 69 and the closing contact 105b of which has no effect on the relay 52.
  • the contact 105a is connected via an adaptation circuit 108 to the input of a monostable flip-flop 109 responding to the falling edge of the solenoid excitation signal, and the output of which is connected to the inputs of amplifier 46 and of monostable flip-flop 50 so as to trigger the start-up procedure already described using the Figure 1 from the locked position of the free piston.
  • a binary counter 110 is also provided whose counting input is connected to the output of the adaptation circuit 108 and whose outputs of rank 1 and 2 are connected to an AND circuit 111, the output of which is connected by an amplifier gate 112 to an indicator light 113 indicating failure.
  • the reset of the counter 110 can result from a circuit of usual reset of the electrical components involved in each general powering up of the vehicle's electrical equipment effected by the contact 43a of the switch 43, while the aforementioned self-sustaining relays are put back to rest each time the power is turned off.
  • FIG. 4 also shows the means of the safety shutdown procedure from the activation of the sensor 72, the shaping circuit 98 of which is connected to a self-holding relay 114, normally closed, placed in the excitation circuit of the electromagnet 33 for controlling the piston locking, which it therefore de-energizes in the event of an abnormal stroke of the free piston in order to lock it by cooperation of the latches 31 with the notches 32 of its rod 12, this safety stop also being the subject of a particular signal not shown which may result from the closing of a second normally open contact of the relay 114.

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Abstract

Le piston libre à matelas de retour hydropneumatique (15) est associé au piston de pompage de fluide hydraulique (14) qui alimente un accumulateur hydraulique (26) destiné à être chargé entre deux niveaux de pression détectés. Le piston libre (3) est verrouillé par un dispositif (31) au point mort de détente à commande volontaire. Des moyens d'asservissement (33) de ce dispositif de verrouillage (31) aux moyens de détection (41) des deux niveaux de pression précités assurent le verrouillage du piston (3) en réponse à la détection du niveau de pression précité le plus élevé, son déverrouillage en réponse à la détection du niveau de pression précité le plus bas, et ainsi une marche intermittente automatique dudit moteur.

Description

  • L'invention se rapporte à un générateur hydraulique à moteur à piston libre à matelas de retour hydropneumatique et à piston associé de pompage de fluide hydraulique alimentant un accumulateur hydraulique.
  • En dehors de sa propre utilisation en tant que générateur d'énergie sous forme hydraulique dans des installations à énergie motrice utilisée sous cette forme, il est à voir qu'un tel générateur permet aussi notamment de constituer un groupe motopropulseur pour véhicule à transmission hydrostatique et à récupération d'énergie inertielle dans l'accumulateur.
  • La présente invention a pour objet de permettre de manière simple un fonctionnement satisfaisant et par intermittence du moteur à piston libre pour la charge de l'accumulateur, permettant d'obtenir de bonnes conditions de rendement et de non- pollutiono
  • Essentiellement, à cet effet, le générateur hydraulique selon l'invention, à moteur à piston libre à matelas de retour hydropneumatique et à piston associé de pompage de fluide hydraulique alimentant un accumulateur hydraulique destiné à être chargé entre deux niveaux de pression détectés, est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage du piston libre au point mort de détente à commande volontaire, et des moyens d'asservissement de ce dispositif de verrouillage aux moyens de détection des deux niveaux de pression précités, pour assurer le verrouillage du piston en réponse à la détection du niveau de pression précité le plus élevé et pour assurer son déverrouillage en réponse à la détection du niveau de pression précité le plüs bas, et ainsi une marche intermittente automatique dudit moteuro
  • De préférence, le pompage est effectué par l'intermédiaire d'au moins un piston différentiel dont une première partie centrale coopère avec le matelas de retour hydropneumatique correspondant qui comprend une entrée hydraulique obturable par ladite première partie du piston différentiel après une certaine course motrice initiale du piston libre, et une chambre de pompage vers l'accumulateur est ménagée dans l'intervalle de la partie annulaire du piston différentiel entourant ladite partie centrale et du matelas hydropneumatique, ce qui permet d'obtenir une accélération initiale plus grande du piston libre travaillant contre le matelas avant pompage et de réduire les pertes thermiques par les parois au démarrage du cycle.
  • En outre, le pompage peut être localisé dans une fraction intermédiaire de la course du piston libre en mettant en communication le matelas hydropneumatique avec la chambre de pompage dans la phase finale de la course dudit piston différentiel, présentant un passage d'intercommunication ménagé à cet effet.
  • De préférence, les moyens de détection du niveau de pression précité le plus bas coopèrent avec des moyens de recondition- . nement du matelas hydropneumatique à partir de l'accumulateur, et des moyens sont prévus pour différer l'actionnement des moyens d'asservissement du dispositif de verrouillage ou déverrouillage après actionnement desdits moyens de recondition- nemento
  • Dans un but d'équilibrage dynamique du générateur, le pompage peut être prévu à l'aide de deux pistons différentiels constitués par des masselottes à mouvement symétrique et inverse par rapport à celui du piston libre, ces masselottes étant actionnées hydrauliquement par l'intermédiaire d'au moins un piston de transfert rigidement solidaire du piston libre.
  • Plutôt que d'utiliser deux pistons de transfert pour une meilleure synchronisation des masselottes, on peut avantageusement recourir à cet effet à des butées élastiques de fin de course de celles-ci.
  • Le piston libre peut, dans le cadre des dispositions précitées, être refroidi par l'intermédiaire d'un piston à inertie placé dans un circuit de refroidissement alimenté par le fluide hydraulique de transmission de mouvement ou du circuit de pompage.
  • D'autres particularités de l'invention apparaitront en outre dans la description suivante de deux formes de réalisation d'un générateur hydraulique selon l'invention, données à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel t
    • - la figure 1 est une vue en élévation et coupe axiale d'une forme de réalisation d'un générateur hydraulique selon l'invention ;
    • - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 en coupe axiale transversale à celle de la figure 1 ;
    • - la figure 3 est une vue analogue d'une autre forme de réalisation d'un générateur hydraulique selon l'invention ;
    • - la figure 4 est une vue schématique d'un agencement particulier de contrôle de marche d'un générateur hydraulique selon l'invention.
  • Le générateur hydraulique représenté à la figure 1 comprend un moteur monocylindre à piston libre fonctionnant suivant un cycle à deux temps, dont on a désigné par 1 le carter, 2 la culasse, 3 le piston, 4 un injecteur de combustible, 5 une bougie d'allumage.
  • Le carter constitue de manière connue sous le piston une chambre 6 d'aspiration et compression d'air de remplissage et balayage du cylindre amené par une tubulure 7 à une lumière d'admission 8 qui, ainsi qu'une lumière d'échappement 9, sont découvertes par le piston 3 au voisinage de son point mort de détente, tandis qu'une lumière 10 d'aspiration d'air dans le carter est pourvue d'un clapet de non retour 11.
  • Le piston 3 est pourvu d'une tige 12 traversant le carter et qui est solidaire d'un piston de pompage 13 coulissant suivant le même axe que le piston libre dans un corps de pompe hydraulique 14 que prolonge un matelas hydropneumatique 15, à membrane 16 séparant une capacité de gaz sous pression 17 du fluide hydraulique présent dans le matelas et corps de pompe.
  • Le piston de pompage 13 est un piston différentiel ayant une partie 13a de plus faible diamètre que sa partie 13b coulissant dans le corps 14, la partie 13a étant destinée à venir s'emboîter coulissante dans une entrée 18 de l'enceinte hydraulique 19 du matelas hydropneumatique, après une certaine amplitude de course motrice intiale du piston libre indiquée en 200
  • Après cette course 20 la partie 13b du piston différentiel agit comme piston de refoulement du fluide hydraulique présent dans la chambre de pompage 21, alors délimitée entre piston 13 et matelas , et qui communique en permanence avec une chambre 22 pourvue d'au moins un clapet d'aspiration 23 et d'un clapet de refoulement 24. Le clapet d'aspiration 23 est placé sur un conduit relié à la bâche du circuit hydraulique par une pompe de gavage à basse pression usuelle non représentée. Le clapet de refoulement 24 est relié par un conduit 25 à l'enceinte hydraulique d'un accumulateur hydraulique de pression schématisé en 26. La pression maximale dans le matelas étant maintenue en permanence inférieure à la pression minimale régnant dans l'accumulateur, comme on le verra plus loin, il en résulte que la phase de pompage vers l'accumulateur ne commence donc qu'après la course motrice initiale 20 de seule mise en pression du matelas. De plus, la phase de pompage est limitée à une fraction intermédiaire de l'amplitude de course totale 27 du piston libre, en ce que la partie 13a du piston différentiel de pompage présente des passages latéraux 28 qui viennent mettre, dans la fraction finale 29 de l'amplitude de course totale 27, le matelas hydropneumatique 15 de nouveau en communication avec la chambre de pompage 21. On peut donner aussi à la chambre à clapets 22 une entrée divergente 30 propre à introduire une réduction de la vitesse du fluide auprès des clapets dans la course de pompage effectif.
  • Le piston libre 3 peut être verrouillé au point mort de détente, c'est-à-dire après l'amplitude de course totale 27, par l'intermédiaire de verrous 31 coopérant avec des encoches correspondantes 32 de la tige de piston 12 et soumis à une commande électromagnétique comportant un électroaimant 33, dont l'équipage mobile est relié par des biellettes 34, 35 à une came 36 gouvernant la mise en position active ou passive de deux coulisseaux 37 qui portent les verrous 31 à ressort 38 et qui sont montés coulissants à queue d'aronde sur des sup- . ports 39 ménagés dans le carter. Les coulisseaux sont normalement sollicités en position de verrouillage par des ressorts 40, lorsque l'électroaimant 33 n'est pas excité.
  • Ainsi, un tel moteur est normalement arrêté en position verrouillée au point mort de détente par désexcitation de l'électroaimant 33. Il est destiné à fonctionner de façon intermittente dans des conditions optimales ou favorables de rendement pour charger l'accumulateur hydraulique 26 entre deux valeurs de pression détectées par un manomètre 41, ayant un contact électrique 41a de détection de pression minimale et un contact électrique 41b de détection de pression maximale. On peut bien entendu aussi prévoir de le mettre le cas échéant en marche à la demande lorsque l'on est à coup sûr largement dans l'intervalle de ces pressions détectéeso Une commande de démarrage ou redémarrage automatique en réponse à la détection de pression minimale dans l'accumulateur hydraulique 26 est illustrée en exemple à la figure 1, à partir du contact 41a de détection de pression minimale, en parallèle auquel on a figuré un contact à bouton-poussoir 42 destiné à être actionné temporairement par l'utilisateur pour la mise en marche éventuelle à la demande précitée, après qu'ait été fermé un commutateur 43 à contact 43a de mise sous tension générale des circuits de commande, à contact 43b d'alimentation électrique du circuit d'allumage et de la commande d'injection de combustible qu'on évoquera plus loin, ce commutateur 43 autorisant également l'excitation éventuelle de l'électroaimant 33 par son contact 43c.
  • Cette commande de démarrage comporte une bascule monostable 44 dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire.d'un circuit dif- férentiateur 44a au contact 41a et au contact à bouton-poussoir 42. Cette bascule 44 répond au front montant du signal émis par la fermeture de l'un ou l'autre de ces contacts, et sa sortie émet alors un signal de durée prédéterminée destiné à provoquer une remise en pression appropriée du matelas hydropneumatique 15 à partir de l'accumulateur 26, préalablement au déverrouillage du piston libre. Cette remise en pression du matelas est prévue par l'intermédiaire d'une électrovanne 45, excitée par l'intermédiaire d'un amplificateur 46, alimentée en fluide par l'accumulateur 26 et raccordée à l'entrée d'un réducteur de pression 47 dont la sortie à pression réduite est reliée par l'intermédiaire d'une électrovanne 48 normalement ouverte, à l'enceinte hydraulique 19 du matelas.
  • De préférence, le réducteur de pression 47 est du type à pression réduite en partie pilotée en fonction de la pression effective dans l'accumulateur 26 (introduite par la liaison 49) et à soupape de décharge de la pression réduite à la bâche en cas d'excèso La commande de démarrage comporte également une autre bascule monostable 50 dont l'entrée est reliée à la sortie de la bascule monostable 44 et qui répond au front descendant du signal de sortie de cette dernière (c'est-à-dire en fin de remise en pression du matelas 15) par un signal qui est appliqué, par l'intermédiaire d'un amplificateur 51, à un relais 52 à auto-maintien dont le contact 52a normalement ouvert ferme, lorsque le relais est excité, le circuit d'excitation de l'électroaimant 33 gouvernant le déverrouillage du piston libre. Ce circuit comporte par ailleurs le contact 43c du commutateur 43 dont l'ouverture permet de commander volontairement l'arrêt du moteur. Cette commande permet donc ainsi le redémarrage du moteur arrêté au point mort de détente, après recharge du matelas 15 suivie du déverrouillage du piston libre, libéré pour une phase de compression, l'allumage et une injection convenable de combustible étant prévus pour redémarrer le moteur sur une seule course de compression du piston libre ainsi préparée et déclenchée. On verra plus loin d'autres mesures pouvant être prises pour renouveler si besoin ce processus de démarrageo
  • Lorsque le moteur en marche est parvenu à charger l'accumulateur 26 à sa pression maximale détectée par le manomètre 41, le contact électrique 41b se ferme et provoque l'excitation d'un relais 54 dont le contact normalement fermé 54a est placé dans le circuit d'automaintien du relais 52, qu'il ouvre alors, de sorte que le contact 52a se réouvre et que l'électroaimant 33 cesse d'être excité, c'est-à-dire que le verrouillage du piston libre se trouve alors effectué à son premier passage au point mort de détente par les verrous 31. Le moteur reste arrêté en cette position, même lorsque le contact électrique 41b se réouvre par suite de baisse de pression dans l'accumulateur 26, le contact 54a se refermant et réarmant le circuit d'auto-maintien du relais 52, de sorte qu'un nouveau démarrage du moteur peut, comme précédemment exposé, être engendré par la prochaine fermeture du contact 41a de détection de pression minimale dans l'accumulateur 260 L'allumage peut être déclenché par l'intermédiaire d'un capteur de position du piston libre ou d'une pièce qui lui est liée, tel que le piston de pompage 13, ici pourvu d'un aimant 13c avec lequel coopère au voisinage du point mort haut un capteur de type magnétique ou inductif 55, qui est extérieur au corps de pompe en ce cas amagnétique et relié par un circuit de mise en forme 56 à un dispositif de déclenchement à haute énergie 57 d'étincelles a la bougie 50
  • L'injecteur 4 peut être de type électromagnétique actionné par l'intermédiaire d'une commande électronique 58 adaptée pour produire une impulsion de commande déclenchée à partir du signal de sortie du circuit de mise en forme 56, et ayant une durée variable régulant la quantité de combustible injectée en fonction d'une mise en mémoire dans cette commande 58 d'une loi d'injection fonction de la pression régnant dans l'accumulateur 26, cette dernière information lui étant transmise par l'intermédiaire d'un transducteur 59 de type analogique ou numérique, à l'effet d'adapter la quantité de combustible injectée à l'effort de pompage demandé qui varie avec la pression effective régnant dans l'accumulateuro Une telle régulation par voie électronique peut aisément être mise en jeu à chaque cycle, de manière connue en soi. L'injecteur pourrait aussi être notamment un injecteur à déclenchement piloté par le capteur 55 et circuit de mise en forme 56, et à asservissement hydraulique direct de la quantité de combustible injectée à la pression effective régnant dans l'accumulateur 26.
  • En outre, une régulation ou stabilisation de la course du piston libre peut être assurée par une surveillance de celle-ci, exploitée pour introduire une correction complémentaire d'injection. A cet effet, il est ici prévu trois capteurs étagés 60, 61, 62 de détection de course coopérant avec l'aimant 13c que porte le piston de pompage, et qui peuvent être notamment de type magnétique ou inductif. On remarquera à la figure 2 qu'un guidage rectiligne de l'équipage mobile du moteur est ici assuré par l'intermédiaire d'un rouleau 63 dont l'axe est fixé sur le carter et qui coopère avec une rainure axiale 12a de la tige de piston 12. Le premier 60 des trois capteurs précités est situé de façon à détecter qu'il y a eu allumage du mélange combustible mais que la course du piston est insuffisante s'il est seul activéo Le second 61 est situé de façon à détecter que la course est suffisante, tandis que le troisième 62 est situé de façon à détecter si la course est excessive par rapport à celle prévue. On peut alors exploiter l'activation du capteur 60 seul pour déclencher une incrémentation du signal de sortie de la commande électronique d'injection, l'activation conjointe des capteurs 60 et 61 annulant l'incrémentation précédente, tandis que l'activation du capteur 62 déclenchera une décrémentation du signal de sortie de la commande électronique d'injection.
  • En outre, l'absence d'activation du premier capteur 60 au démarrage ou redémarrage du moteur, signe d'un raté éventuel de mise en marche, peut être exploitée pour redéclencher une procédure de démarrage, avec remise en position du piston libre au point mort de détente en état de verrouillageo
  • A cet effet, des moyens de remise en position sont ici prévus comprenant un galet de friction 64 destiné à coopérer avec la tige de piston 12 et qui est entraîné par un moteur hydraulique 65 qui est alimenté à partir de l'accumulateur 26 et lié par une bride avec l'organe mobile 66 d'un vérin hydraulique 67 également actionnable à partir de l'accumulateur 26, par l'intermédiaire d'une électrovanne 68 commune à l'alimentation du vérin 67 et à celle du moteur 65.
  • A ces moyens d'entraînement de remise en position du piston libre, sont associées l'électrovanne 48 destinée à assurer alors la mise à l'échappement de l'enceinte hydraulique 19 du matelas hydropneumatique 15 et une électrovanne 69 normalement fermée, raccordée à la chambre de pompage 21 pour en assurer alors aussi la mise à l'échappement.
  • Le déclenchement de cette procédure est aussi utilisé pour désexciter l'électroaimant de verrrouillage 33, par exemple en coupant le circuit d'automaintien du relais 52 jusqu'au reverrouillage du piston libreo
  • Cette remise en position du piston libre s'effectuera donc sans avoir à vaincre la pression hydraulique normalement opposée au piston de pompage, étant entendu qu'après le retour et reverrouillage du piston libre au point mort de détente qui peut être détecté par le capteur 62, les électrovannes 48, 68 et 69 sont désexcitées et qu'un nouveau cycle de démarrage peut alors être initié, par exemple par la voie d'une bascule monostable agissant en parallèle à la bascule 44 sur l'amplificateur 46 et la bascule 50.
  • On peut envisager ainsi trois cycles de démarrage successifs avant de faire émettre un signal de panne, en cas d'insuccès.
  • Dans le cas très improbable où le travail de pompage viendrait à se trouver annulé ou sensiblement réduit, par exemple par blocage en position ouverte d'un clapet d'admission de la chambre de pompage, il est prévu un amortissement en fin de course de détente du piston libre par coopération du piston de pompage 13 avec une butée élastique de fin de course 70 à caractéristique non linéaire.
  • Cet incident peut alors être signalé par une détection de course anormale effectuée à l'aide d'un capteur supplémentaire 72, coopérant avec l'aimant 13a porté par le piston de pompage, et servant à actionner aussitôt une commande d'arrêt du moteur, par exemple par l'intermédiaire d'un relais de coupure à auto-maintien non représenté à la figure 1 du circuit d'alimentation de l'électroaimant de commande 33 de verrouillage du piston libre.
  • Il est en outre ici prévu un refroidissement du piston libre à l'aide du fluide hydraulique du circuit de pompage, en disposant un piston à inertie 73 dans une cavité du piston de pompage 13, ce piston y délimitant d'un côté une chambre 74 qui communique par les rainures 28 avec la chambre de pompage 21, et de l'autre côté, une chambre 75 qui communique par un conduit 76 interne à la tige de piston 12 avec une cavité 77 interne à la tête du piston 3, laquelle communique par un autre conduit 78 interne à la tige de piston 12, avec un conduit 79 du piston de pompage qui débouche dans la chambre de pompage 210
  • Le piston à inertie 73 est ici traversé en son axe par un canal comportant un clapet de non-retour 73a. Ainsi, le fonctionnement du moteur, par le jeu des mouvements inertiels relatifs de ce piston 73, provoque une circulation de fluide entre la cavité 77 de la tête du piston libre et la chambre de pompage 210
  • La figure 3 illustre une variante selon laquelle, dans un but d'équilibrage dynamique de l'ensemble du générateur, le pompage est prévu à l'aide de deux pistons différentiels 78, 79 constituant deux masselottes à mouvement symétrique et inverse par rapport à celui du piston libre 3. Ces pistons sont à cet effet disposés dans deux corps de pompe 80, 81 parallèles et symétriques par rapport à l'axe de translation du piston libre, dont la tige 82 porte un piston de transfert 83 coulissant dans un cylindre 84 raccordé aux deux corps de pompe et contenant un fluide hydraulique transmetteur d'effort et mouvement entre le piston de transfert 83 et les pistons différentiels 78, 79 et vice versa. Chaque piston différentiel 78, 79 coopère avec un matelas hydropneumatique 85, 86 avec lequel il délimite une chambre de pompage 87, 88 communiquant avec une chambre à clapets 89, 90, ces deux dernières alimentant en parallèle l'accumulateur hydraulique non représenté de ce générateur.
  • Afin d'obtenir une bonne synchronisation des mouvements des pistons différentiels 78, 79, des butées de fin de course de retour de ceux-ci sont prévues en 91 et 92 dans leur corps de pompe respectif 80, 81, ainsi que des butées de fin de course de pompage telles que la butée 93, tandis qu'une butée 94, équivalente de la butée de sécurité 70 de la figure 1, est disposée dans le cylindre 84 du piston de transfert 830
  • Les dispositions de démarrage et redémarrage du moteur sont analogues à celles décrites dans le cas de la figure 1, avec cette fois contrôle simultané commun des pressions des deux matelas hydropneumatiques 85, 86 et des chambres à clapets 89, 90 comme déjà exposé, tandis qu'une chaîne de contrôle similaire est prévue pour le dispositif de verrouillage coopérant avec la tige 82 du piston libre.
  • Les capteurs de déclenchement d'allumage, d'injection et de surveillance de course du piston libre peuvent de même être implantés sur le cylindre 84 et coopérer avec le piston de transfert 83 de la manière déjà exposée pour le piston de pompage 13 de la figure 1.
  • Une procédure de redémarrage en cas de raté peut également être mise en oeuvre comme déjà exposéo
  • Un exemple de moyens permettant d'assurer dans de telles réalisations la procédure de surveillance de course, gouvernant la régulation d'injection, le redémarrage en cas de raté et l'arrêt de sécurité, est d'ailleurs illustré à la figure 4, où l'on retrouve échelonnés dans leur ordre d'implantation les capteurs 55, 60, 61, 62 et 72, respectivement suivis des circuits de mise en forme 56, 95, 96, 97 et 98.
  • En ce qui concerne la régulation d'injection, le circuit de mise en forme 95 du signal du capteur 60 ainsi que le circuit de.mise en forme 96 du signal du capteur 61 sont connectés à l'entrée de comptage d'un compteur binaire 99, dont l'entrée de remise à zéro est connectée à la sortie du circuit de mise en forme 56 du signal du capteur 55, par l'intermédiaire d'un circuit retardateur 100, et dont les deux premières sorties sont respectivement reliées aux entrées de comptage C et de décomptageD d'un compteur-décompteur binaire 101, dont l'entrée de remise à zéro est aussi connectée à la sortie du circuit retardateur 100. La sortie de rang 1 du compteur-décompteur 101 est connectée à la commande électronique 58, à laquelle est également connectée la sortie d'un circuit ET 102 aux entrées duquel sont reliées les sorties de rang 1 et 4 du compteur-décompteur. Le circuit de mise en forme 97 du signal du capteur 62 est également relié à l'entrée de décomptage D du compteur-décompteur 101.
  • Ainsi, selon la procédure déja exposée, en admettant que les incrémentations ou décrémentations précitées de la commande d'injection 58 sont prises en compte au déclenchement de l'injection provoqué par le signal du capteur 55, tandis que les remises à zéro du compteur 99 et du compteur-décompteur 101 sont opérées en fin d'injection mais avant activation du capteur 60, il est à voir que, lors de la course motrice du piston libre :
    • - lorsque le capteur 60 est seul activé, la sortie de rang 1 du compteur 99 et celle de rang 1 du compteur-décompteur 101 passent à l'état 1, ce qui correspond à une incrémentation de la commande d'injection 58 pour la prochaine injection ;
    • - lorsque les capteurs 60 puis 61 sont seuls activés, le signal du capteur 61 engendre un 1 logique sur la sortie de rang 2 du compteur 99 et donc un décomptage dans le compteur-décompteur 101 dont la sortie de rang 1 revient à zéro, de sorte que la prochaine commande d'injection ne va subir aucune incrémentation (la validation de l'incrémentation précédente peut à cet effet être différée dans la commande 58)
    • - lorsque le capteur 62 est en outre activé, le circuit de mise en forme 97 transmet une impulsion à l'entrée de décomptage D du compteur-décompteur 101 qui passe alors à l'état binaire 1001 (décimal 9) détecté par le circuit ET 102 dont la sortie passant à l'état 1 correspondra à une décrémentation de la commande d'injection 58 (cette impulsion peut être mémorisée et verrouillée dans 58 jusqu'à injection).
  • La procédure de redémarrage en cas de raté est détectée par l'absence de signal du capteur 60 faisant suite à celui du capteur 55 dans un délai donné et, à cet effet, les sorties des circuits de mise en forme correspondants 56 et 95 sont respectivement reliées aux deux entrées d'une bascule bistable 103 dont les sorties sont respectivement reliées aux entrées de charge et décharge du circuit RC d'un déclencheur temporisé 104, dont la sortie est reliée au bobinage d'un relais 105 ayant un contact normalement ouvert 105a, un contact normalement fermé 105b, et un circuit d'auto-maintien passant par un interrupteur statique 106 normalement conducteur et actionnable à la coupure à partir d'une porte amplificatrice 107 dont l'entrée est reliée à la sortie du circuit de mise en forme 97.
  • On doit déjà comprendre que lorsque le signal du capteur 55 n'est pas suivi d'un signal du capteur 60, le déclencheur temporisé 104 continue d'être chargé en vue de son déclenchement par la bascule bistable 103 (au lieu de subir un cycle court de charge suivi d'un cycle de décharge) et il émet alors un signal d'excitation du relais 105 à auto-maintieno Le contact 105a de ce dernier est relié aux électrovannes 48 et 69 qui assurent alors la mise à l'échappement de l'enceinte du matelas hydropneumatique et de la chambre de pompage 21, et à l'électrovanne 68 qui alimente le vérin 67 et le moteur hydraulique 65 d'entraînement du galet 64 coopérant avec la tige de piston 12 pour ramener le piston libre en position de fin de course de détente et verrouillage, étant à remarquer que le contact 105b qui s'est ouvert est placé en série avec le contact 54a dans le circuit de maintien du relais 52, c'est-à-dire qu'il provoque la désexcitation de celui-ci et de l'électroaimant 33 du dispositif de verrouillage, de sorte que les verrous 31 sont sollicités en position de verrouillage du piston libre dans l'attente du passage devant eux des encoches 32.
  • Le retour du piston libre en position de verrouillage est ici détecté par le signal du capteur 62 de course excessive, qui déclenche alors la coupure de l'interrupteur 106 et donc celle du circuit de maintien du relais 105, dont le contact 105a en se réouvrant désexcite les électrovannes 48, 68 et 69 et dont le contact 105b se refermant reste sans effet sur le relais 52. En outre, le contact 105a est relié par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation 108 à l'entrée d'une bascule monostable 109 répondant au front descendant du signal d'excitation des électrovannes, et dont la sortie est reliée aux entrées de l'amplificateur 46 et de la bascule monostable 50 de façon à redéclencher la procédure de démarrage déjà exposée à l'aide de la figure 1 à partir de la position verrouillée du piston libre.
  • Cette procédure de redémarrage étant par exemple appelée à être renouvelée trois fois avant d'émettre un signal de panne comme il a été dit, un compteur binaire 110 est également prévu dont l'entrée de comptage est reliée à la sortie du circuit d'adaptation 108 et dont les sorties de rang 1 et 2 sont reliées à un circuit ET 111, dont la sortie est reliée par une porte amplificatrice 112 à un voyant lumineux 113 indicateur de panne.
  • La remise à zéro du compteur 110 peut résulter d'un circuit de réinitialisation usuel des composants électriques intervenant à chaque mise sous tension générale de l'équipement électrique du véhicule effectuée par le contact 43a du commutateur 43, tandis que les relais à auto-maintien précités sont remis au repos à chaque mise hors tension.
  • On a également représenté à la figure 4 les moyens de la procédure d'arrêt de sécurité à partir de l'activation du capteur 72, dont le circuit de mise en forme 98 est relié à un relais à auto-maintien 114, normalement fermé, placé dans le circuit d'excitation de l'électroaimant 33 de commande de verrouillage du piston, qu'il désexcite donc en cas de course anormale du piston libre afin de le verrouiller par coopération des verrous 31 avec les encoches 32 de sa tige 12, cet arrêt de sécurité faisant aussi l'objet d'une signalisation particulière non représentée qui peut résulter de la fermeture d'un second contact normalement ouvert du relais 114.
  • Bien entendu, diverses variantes de commande et mise en oeuvre d'un tel générateur hydraulique peuvent être imaginées sans pour autant sortir du domaine de l'invention.

Claims (18)

1e Générateur hydraulique à moteur à piston libre à matelas de retour hydropneumatique et à piston associé de pompage de fluide hydraulique alimentant un accumulateur hydraulique destiné à être chargé entre deux niveaux de pression détectés, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage du piston libre au point mort de détente à commande volontaire, et des moyens d'asservissement de ce dispositif de verrouillage aux moyens de détection des deux niveaux de pression précités, pour assurer le verrouillage du piston en réponse à la détection du niveau de pression précité le plus élevé et pour assurer son déverrouillage en réponse à la détection du niveau de pression précité le plus bas, et ainsi une marche intermittente automatique dudit moteur.
2. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pompage est effectué par l'intermédiaire d'au moins un piston différentiel dont une première partie centrale coopère avec le matelas de retour hydropneumatique correspondant qui comprend une entrée hydraulique obturable par ladite première partie du piston différentiel après une certaine course motrice initiale du piston libre, et qu'une chambre de pompage vers l'accumulateur est ménagée dans l'intervalle de la partie annulaire du piston différentiel entourant ladite partie centrale et du matelas hydropneumatique.
3o Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie de faible section du piston différentiel présente au moins un passage assurant,dans une fraction finale de la course de détente du piston libre, la mise en communication hydraulique du matelas avec ladite chambre de pompage.
4. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection du niveau de pression précité le plus bas coopèrent avec des moyens de reconditionnement du matelas hydropneumatique à partir de l'accumulateur, et que des moyens sont prévus pour différer l'actionnement des moyens d'asservissement du dispositif de verrouillage ou déverrouillage après actionnement desdits moyens de reconditionnement.
5. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre de pompage communique avec une chambre à clapets d'aspiration et de refoulement par l'intermédiaire d'un passage divergent.
6. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit piston différentiel est solidaire du piston libre par l'intermédiaire d'une tige de piston avec laquelle coopère le dispositif de verrouillage.
70 Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit piston différentiel renferme un piston à inertie placé dans un circuit de refroidissement interne du piston libre passant par la tige de piston et communiquant avec ladite chambre de pompage.
80 Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux pistons différentiels constituant des masselottes à mouvement symétrique et inverse par rapport à celui du piston libre, ces masselottes étant actionnées hydrauliquement par l'intermédiaire d'au moins un piston de transfert solidaire du piston libre par l'intermédiaire d'une tige de piston avec laquelle coopère le dispositif de verrouillage.
9. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu des butées élastiques de fin de course des masselotteso
10. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le piston de transfert renferme un piston à inertie placé dans un circuit de refroidissement interne du piston libre passant par la tige de piston et communiquant avec le fluide hydraulique de transmission de mouvement entre le piston de transfert et les masselottes.
11. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 6 ou 8, caractérisé en ce que ledit piston différentiel solidaire du piston libre ou ledit piston de transfert coopère avec une butée élastique d'amortissement de fin de course anormaleo
12. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de détection de course anormale coopérant avec des moyens de déclenchement du dispositif de verrouillage.
13. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage du piston libre est constitué à l'aide de verrous à ressort coopérant avec des formes d'accrochage ménagées sur ladite tige de piston, ces verrous étant portés par des coulisseaux soumis à des moyens de commande de rapprochement ou écartement par rapport à la tige de piston.
14. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de commande de rapprochement ou écartement comprennent une came mue par l'intermédiaire d'un électroaimant dont la désexcitation correspond à l'état de verrouillage du dispositif.
15. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de détection de la fin de course de compression du piston libre auquel répondent des moyens de déclenchement d'injection.
16. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois capteurs de détection de la fin de course de détente du piston libre, le premier détecteur de course insuffisante coopérant avec des moyens d'incrémentation de l'injection lorsqu'il est seul actionné, le premier et le second étant détecteurs conjoints de course normale, et le troisième, détecteur de course excessive, coopérant avec des moyens de décrémentation de l'injection.
17. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que les moyens de déclenchement d'injection sont asservis à la valeur de pression de fluide détectée dans l'accumulateur.
18. Générateur hydraulique à moteur à piston libre selon l'une des revendications 6 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de redémarrage du moteur en cas de raté comprenant des organes d'entrainement à mise en prise sélective avec ladite tige de piston, actionnables pour ramener le piston libre en position de verrouillage au point mort de détente, auxquels sont associés des moyens de mise à l'échappement hydraulique du matelas hydropneumatique et de ladite chambre de pompage.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538043A1 (fr) * 1982-12-21 1984-06-22 Mosser Yves Generateur hydraulique a moteurs thermiques a pistons libres
EP0132808A1 (fr) * 1983-07-20 1985-02-13 George L. Coad Moteur à combustion interne avec cycle intermittent
WO1985003979A1 (fr) * 1984-03-07 1985-09-12 Frank Stelzer Pompe hydraulique
EP0254353A1 (fr) * 1986-07-25 1988-01-27 De Rotterdamsche Droogdok Maatschappij B.V. Moteur à piston libre avec transmission hydraulique ou pneumatique
NL1001939C2 (en) * 1995-04-10 1996-10-11 Potma Beheer B V T Device for generating fast movement for controlling free piston aggregate in particular
NL1000479C2 (en) * 1995-06-01 1996-12-03 Potma Beheer B V T Device for generating fast movement for controlling free piston aggregate in particular
WO1997037129A1 (fr) * 1996-04-02 1997-10-09 Waldemar Reimann Pompe pour fluides
US6931845B2 (en) 2000-05-19 2005-08-23 Bosch Rexroth Ag Free piston engine

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987001161A1 (fr) * 1981-05-26 1987-02-26 Clark Garry E Groupe motopropulseur a commande hydraulique
ATE196529T1 (de) * 1992-05-29 2000-10-15 Nat Power Plc Gaskompressor
GB9211405D0 (en) 1992-05-29 1992-07-15 Nat Power Plc A compressor for supplying compressed gas
US5464331A (en) * 1993-11-09 1995-11-07 Sawyer; James K. Engine and power output
US5911564A (en) * 1993-11-09 1999-06-15 Sawyer; James K. Control system for multiple engines
US6035637A (en) 1997-07-01 2000-03-14 Sunpower, Inc. Free-piston internal combustion engine
US6170442B1 (en) 1997-07-01 2001-01-09 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine
US5775273A (en) * 1997-07-01 1998-07-07 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine
US6293231B1 (en) 1999-09-29 2001-09-25 Ingo Valentin Free-piston internal combustion engine
DE10026728A1 (de) 1999-11-24 2001-05-31 Mannesmann Rexroth Ag Freikolbenmotor
US6582204B2 (en) * 2001-09-06 2003-06-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Enviromental Protection Agency Fully-controlled, free-piston engine
US6694930B2 (en) 2001-10-04 2004-02-24 Caterpillar Inc Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine
EP1504176A4 (fr) 2002-03-15 2009-05-13 Advanced Propulsion Technologies Inc Moteur a combustion interne
CN101566093B (zh) 2003-06-25 2011-01-05 先进动力科技公司 内燃机
WO2005060381A2 (fr) 2003-06-25 2005-07-07 Advanced Propulsion Technologies Generateur annulaire
US7373870B2 (en) * 2005-04-20 2008-05-20 Grigoriy Epshteyn Universal hybrid engine, compressor and pump, and method of operation
GB2437742B (en) * 2006-05-02 2011-03-09 Boc Group Plc Free piston engine
US7757800B2 (en) * 2006-12-12 2010-07-20 Grigoriy Epshteyn Monocylindrical hybrid powertrain and method of operation
US8206129B2 (en) * 2008-07-27 2012-06-26 Sanderson Robert A Supercharged internal combustion engine including a pressurized fluid outlet
US10690126B2 (en) * 2018-08-01 2020-06-23 KISS-Engineering Inc. Dual engine-compressor system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1256066A (fr) * 1960-02-03 1961-03-17 Renault Commande de démarrage et d'arrêt d'une machine à pistons libres
US3174432A (en) * 1960-08-12 1965-03-23 Eickmann Karl Combustion engine for conveying a hydraulic pressure medium
FR1601500A (fr) * 1968-12-19 1970-08-24
GB1258879A (fr) * 1968-01-12 1971-12-30
FR2136370A5 (fr) * 1971-04-26 1972-12-22 Sulzer Ag
US3819298A (en) * 1972-10-02 1974-06-25 A Goldberg Chemical injection system
FR2308781A1 (fr) * 1975-04-24 1976-11-19 Atlas Copco Ab Oscillateur actionne pneumatiquement
DE2722869A1 (de) * 1977-05-20 1978-11-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Fluessigkeitspulskanone
FR2406100A1 (fr) * 1977-10-17 1979-05-11 Pneumo Corp Pompe a moteur a piston libre, avec regularisation du taux d'energie
US4205638A (en) * 1977-11-18 1980-06-03 Giovanni Vlacancinch Fluid power supply system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2472934A (en) * 1943-06-01 1949-06-14 Alan Muntz & Co Ltd Control means for internal-combustion-operated free-piston machines
US2943610A (en) * 1958-06-30 1960-07-05 Berry W Foster Free piston compressed gas generator
US3046958A (en) * 1959-06-10 1962-07-31 Bard Internal combustion device
NL160632C (nl) * 1968-10-08 1979-11-15 Ir Theodorus Gerhardus Potma Vrije-zuigerpompinstallatie.
BE791230A (fr) * 1971-11-12 1973-03-01 Braun Anton Dispositif d'alimentation en melange combustible d'un moteur a combustion interne
US4326380A (en) * 1980-01-09 1982-04-27 Rittmaster Peter A Hydraulic engine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1256066A (fr) * 1960-02-03 1961-03-17 Renault Commande de démarrage et d'arrêt d'une machine à pistons libres
US3174432A (en) * 1960-08-12 1965-03-23 Eickmann Karl Combustion engine for conveying a hydraulic pressure medium
GB1258879A (fr) * 1968-01-12 1971-12-30
FR1601500A (fr) * 1968-12-19 1970-08-24
FR2136370A5 (fr) * 1971-04-26 1972-12-22 Sulzer Ag
US3819298A (en) * 1972-10-02 1974-06-25 A Goldberg Chemical injection system
FR2308781A1 (fr) * 1975-04-24 1976-11-19 Atlas Copco Ab Oscillateur actionne pneumatiquement
DE2722869A1 (de) * 1977-05-20 1978-11-23 Messerschmitt Boelkow Blohm Fluessigkeitspulskanone
FR2406100A1 (fr) * 1977-10-17 1979-05-11 Pneumo Corp Pompe a moteur a piston libre, avec regularisation du taux d'energie
US4205638A (en) * 1977-11-18 1980-06-03 Giovanni Vlacancinch Fluid power supply system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538043A1 (fr) * 1982-12-21 1984-06-22 Mosser Yves Generateur hydraulique a moteurs thermiques a pistons libres
EP0132808A1 (fr) * 1983-07-20 1985-02-13 George L. Coad Moteur à combustion interne avec cycle intermittent
WO1985003979A1 (fr) * 1984-03-07 1985-09-12 Frank Stelzer Pompe hydraulique
EP0254353A1 (fr) * 1986-07-25 1988-01-27 De Rotterdamsche Droogdok Maatschappij B.V. Moteur à piston libre avec transmission hydraulique ou pneumatique
US4791786A (en) * 1986-07-25 1988-12-20 De Rotterdamsche Droogdok Maatschappij Free-piston motor with hydraulic or pneumatic energy transmission
NL1001939C2 (en) * 1995-04-10 1996-10-11 Potma Beheer B V T Device for generating fast movement for controlling free piston aggregate in particular
NL1000479C2 (en) * 1995-06-01 1996-12-03 Potma Beheer B V T Device for generating fast movement for controlling free piston aggregate in particular
WO1997037129A1 (fr) * 1996-04-02 1997-10-09 Waldemar Reimann Pompe pour fluides
US6931845B2 (en) 2000-05-19 2005-08-23 Bosch Rexroth Ag Free piston engine

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Publication number Publication date
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US4415313A (en) 1983-11-15

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