FR2476231A1

FR2476231A1 - Systeme de commande hydraulique du mecanisme d'entrainement d'un demarreur d'aeronef

Info

Publication number: FR2476231A1
Application number: FR8100081A
Authority: FR
Inventors: Michael Alan Cordner
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-01-06
Publication date: 1981-08-21
Also published as: JPS56126666A; IT8147790A0; SG27084G; FR2476231B1; DE3048677A1; IT1142311B; CA1143578A; GB2070161B; US4315442A; GB2070161A; IL61719A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE COMMANDE HYDRAULIQUE DU MECANISME D'ENTRAINEMENT D'UN DEMARREUR D'AERONEF. CE SYSTEME COMPREND UNE GENERATRICE 17 POUVANT FONCTIONNER EN MOTEUR ET ACCOUPLEE PAR UN DIFFERENTIEL 16 A DES PREMIER ET SECOND DISPOSITIFS HYDRAULIQUES 70, 71 ET A L'ARBRE D'ENTRAINEMENT 36 D'UN MOTEUR A METTRE EN MARCHE. UN DISTRIBUTEUR DE COMMANDE 85 EST RELIE AUX PREMIER ET SECOND DISPOSITIFS HYDRAULIQUES 70, 71 ET, LORSQUE LE SYSTEME FONCTIONNE EN MODE DE DEMARRAGE, CE DISTRIBUTEUR 85 REPARTIT LA FORCE DE MISE EN ROTATION, PRODUITE PAR LE MOTEURGENERATRICE 17 ET TRANSMISE A L'ARBRE D'ENTRAINEMENT 36 DU MOTEUR PAR L'INTERMEDIAIRE DU DIFFERENTIEL 16 ENTRE LES DISPOSITIFS HYDRAULIQUES 70, 71. DOMAINE D'APPLICATION : MISE EN MARCHE DES MOTEURS D'AERONEF.

Description

1. 2476231

L'invention concerne une commande de démarreur destinée à 'tre utilisée entre un moteur d'aéronef et un moteur/génératrice pour transmettre la puissance dans un sens ou dans l'autre. Jusqu'à présent, le démarrage de certains moteurs d'aéronefs Atait effectué par des dispositifs extérieurs à l'aéronef, lesquels dispositifs appliquaient un couple afin d'accélérer le moteur jusqu'à ce qu'il atteigne sa vitesse d'autonomie, dans un intervalle de temps demandé. On sait depuis longtemps que pour diminuer le poids, le coût et la complexité, il est souhaitable d'utiliser un équipement déjà présent sur l'aéronef pour assumer cette fonction. On peut utiliser le système générateur d'énergie pour la mise en marche d'un moteur en faisant fonctionner la génératrice comme un moteur électrique à l'aide d'une source extérieure d'énergie électrique. En général, cette source d'énergie est

fournie par un véhicule de service au sol.

Le montage décrit ci-dessus est en général appelé une commande de démarreur par génératrice. Cette commande exige la présence d'une transmission permettant de faire tourner la génératrice à vitesse constante dans le mode normal de production d'énergie, ainsi que de transmettre un couple en

sens inverse, de la génératrice au moteur lorsque la généra-

trice Fonctionne en moteur. La commande utilisée doit perme.tre au moteur d'atteindre sa vitesse constante de fonctionnement sous une charge nulle, puis de conserver cette vitesse pendant l'application d'un couple d'accélération au

moteur d'aéronef dont la vitesse est initialement nulle.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 786 696

décrit un perfectionnement apporté aux commandes de démarreur.

M0 La figure 1 de ce búevet représente une commande de démarreur destinée à etre utilisée entre un moteur d'aéronef et une génératrice pour transmettre de l'énergie dans un sens ou dans l!'autre. Ce montage comprend un arbre 11 de génératrice, un arbre 10 de moteur, un différentiel 14 destiné à transmettre

la puissance de l'arbre 10 du moteur à l'arbre 11 de la géné-

ratrice, une transmission hydrostatique 12 comprenant un premier dispositif hydraulique 19 relié à l'arbre de la génératrice afin de tourner avec lui, un second dispositif 2. hydraulique 20 relié à une roue dentée 26 de commande faisant partie du différentiel afin de tourner avec elle, et un premier embrayage unidirectionnel 16 qui est relié au second dispositif hydraulique 20 afin d'entraîner l'arbre 10 du moteur exclusivement par l'intermédiaire de la transmission hydrostatique 12 pendant le démarrage. Il apparaît donc que la commande de démarreur décrite dans le brevet n0 3 786 696 précité demande la transmission de la totalité du couple du moteur/génératrice par l'intermédiaire de la transmission hydrostatique. Il est donc nécessaire que la dimension de la transmission hydrostatique soit suffisante pour permettre à cette dernière de transmettre les couples élevés de démarrage nécessaires pour vaincre l'inertie du moteur à l'arrêt ou à une vitesse nulle. L'invention décrite ci-après produit les mêmes couples de démarrage d'un moteur, mais utilise une transmission hydrostatique et un engrenage différentiel plus

petits et plus légers.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 274 855 décrit un perfectionnement plus récent apporté aux commandes

de démarreur. La figure 1 de ce brevet représente une généra-

trice 11 accouplée, par l'intermédiaire d'un différentiel 15', à un dispositif hydraulique variable 14, un dispositif

hydraulique 13, normalement fixe, étant relié à un moteur 10.

Dans ce montage, en mode de démarrage, la génératrice 11 peut

être portée à une vitesse synchrone soit par mise en court-

circuit des conduites hydrauliques entre les dispositifs hydrauliques 13 et 14, soit par variation de la cylindrée du dispositif hydraulique variable 14. Un couple peut alors être

appliqué au moteur par étranglement de la conduite de court-

circuit dans le premier cas, ou par accroissement de la cylindrée du dispositif à cylindrée variable dans le second cas. La méthode de mise en court-circuit et d'étranglement permet aux deux dispositifs hydrauliques de fonctionner à une cylindrée maximale, et par conséquent, d'appliquer au moteur

un couple maximal.

Il apparaît donc que le dispositif décrit dans le brevet nO 3 274 855 précité, de même que le dispositif décrit dans le brevet n0 3 786 696 précité, exige la transmission de 3.

la totalité du couple du moteur/génératrice par la transmis-

sion hydrostatique 13, 14, avec les inconvénients qui en résultent, comme indiqué précédemment. Ces inconvénients sont

éliminés par l'invention qui sera décrite plus en détail ci-

après. L'invention concerne plus particulièrement un système de commande hydraulique destiné à un mécanisme d'entraînement d'un démarreur d'aéronef, comprenant une génératrice qui peut être entraînée comme un moteur et qui est reliée à un différentiel, lui-même accouplé à des premier et second dispositifs hydrauliques et à l'arbre d'entraînement d'un moteur pendant le fonctionnement en mode de démarrage. Le système de commande hydraulique comprend un dispositif de distribution relié fonctionnellement aux premier et second dispositifs hydrauliques et agissant, en mode de démarrage, de

manière à commander l'écoulement entre les dispositifs hydrau-

liques pour diviser la transmission de la force de rotation du moteur/génératrice à l'arbre d'entraînement du moteur par

l'intermédiaire du différentiel et des dispositifs hydrau-

liques.

L'invention a donc pour objet principal un système

de commande hydraulique pour une commande de démarreur/généra-

trice d'lun aéronef, permettant à la puissance de démarrage fournie au moteur de l'aéronef d'être divisée et délivrée de manière complémentaire par une transmission hydrostatique et

un différentiel mécanique.

L'invention a également pour objet un ensemble

perfectionné à transmission hydrostatique et engrenage diffé-

rentiel qui permet à une génératrice d'aéronef utilisée en

moteur électriatie, d'établir' plusieurs trajets de transmis-

sion de couple vers le moteur de l'aéronef à faire démarrer.

L'invention a encore pour objet une commande de démarreur d'aéronef comprenant une transmission hydrostatique et un engrenage d'entraînement à vitesse constante plus petits

et plus légers que ceux connus jusqu'à présent.

Une forme préférée de réalisation de l'invention comprend une commande de démarreur destinée à être utilisée entre un moteur d'aéronef.et un moteur/génératrice pour 4. transmettre la puissance dans un sens ou dans l'autre. Cette commande comprend un premier arbre pouvant être relié au moteur/génératrice et un second arbre pouvant être relié au moteur à faire démarrer. La commande selon l'invention comporte également un différentiel à trois éléments, à savoir un premier élément pouvant tourner avec le second arbre, et des deuxième et troisième éléments montés de manière à pouvoir tourner sur le second arbre. Un premier dispositif hydraulique est accouplé au premier élément du différentiel et un second dispositif hydraulique est accouplé au deuxième élément du

différentiel. Les premier et second dispositifs hydrauliques-

sqnt reliés hydrauliquement l'un à l'autre par l'intermédiaire

d'une vanne qui les commande.

Le troisième élément du différentiel est accouplé par un premier embrayage unidirectionnel au premier arbre afin d'entraîner le moteur/génératrice en mode de génération d'énergie, et par un second embrayage unidirectionnel au

premier arbre afin d'entraîner, à l'aide du moteur/généra-

trice, le moteur à mettre en marche, en mode de démarrage.

Dans la forme préférée de réalisation de l'inven-

tion, la vanne de commande est destinée à dissiper l'énergie de l'écoulement hydraulique entre les premier et second dispositifs hydrauliques tout en pouvant simultanément fonctionner en mode de démarrage afin que le premier dispositif hydraulique conserve une cylindrée maximale, de manière à appliquer un couple de démarrage du moteur au second arbre par l'intermédiaire des dispositifs hydrauliques et du différentiel. Lorsque la capacité de débit du second dispositif hydraulique correspond au débit à cylindrée maximale du premier dispositif hydraulique, la -vanne de

commande agit sur la cylindrée du premier dispositif hydrau-

lique afin de la ramener à zéro, puis de la relever à une valeur maximale, en sens opposé, afin d'accroître la vitesse

du second arbre, relié au moteur, tout en réduisant simulta-

nément le couple.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la vanne de commande peut fonctionner en mode de démarrage de manière à augmenter la cylindrée du second 5. dispositif hydraulique tout en maintenant simultanément le premier dispositif hydraulique à la cylindrée maximale afin d'appliquer un couple de démarrage du moteur au second arbre exclusivement à partir du premier dispositif hydraulique et par l'intermédiaire du premier élément du différentiel. Ensuite, l'accroissement de la cylindrée du second dispositif hydraulique a pour effet une participation au couple de démarrage du moteur agissant par l'intermédiaire du deuxième élément du différentiel, de manière que le couple de démarrage soit porté à une valeur maximale qui est atteinte lorsque la cylindrée du second dispositif hydraulique correspond à la cylindrée du premier dispositif hydraulique. La suite.du fonctionnement de cette forme de réalisation est la même que celle de la forme de réalisation préférée une fois que le débit du second dispositif hydraulique correspond à la

cylindrée du premier dispositif hydraulique.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale du système intégré à génératrice d'entraînement de démarreur selon l'invention; la figure la est une coupe partielle d'un dispositif de

distribution destiné à être utilisé en mode de fonction-

nement de démarrage sans dissipation; - la figure 2 est une coupe schématique montrant les éléments mécaniques de la commande de démarreur selon l'invention; la figure 3 est un schéma simplifié du système de commande de démarreur selon l'invention; - la figure 4 'st u, nomiogramme de vitesses du différentiel utilisé dans le systmne selon l'invention dans le mode de démarrage la figure 5 est un graphique indiquant la vitesse du moteur en fonctio.-i de la cylindrée des dispositifs hydrauliques en mode de demarrage; la ficure î est un graphique indiquant la vitesse du moteur en fonctio de la vitcsse ses dispositifs hydrauliques en mode de démarrage 7 et - la figure 7 est un graphique indiquant la vitesse du moteur

en fonction du couple en mode de démarrage.

La ligure 1 est une coupe verticale du système intégré d'entraînement de démarreur par génératrice selon l'invention. Le système comprend un certain nombre d'éléments fondamentaux disposés dans un carter 11 qui comporte un capot

12 d'extrémité fixé au moyen de boulons tels que celui repré-

senté en 13. Les éléments fondamentaux comprennent une transmission hydrostatique 15, un différentiel 16 et une

génératrice indiquée globalement par la flèche 17. La généra-

trice 17 comporte un stator 18 fixé au carter 11 et un rotor 19 fixé sur un arbre 20 de génératrice ou premier arbre comme il est parfois désigné. L'arbre 20 de la génératrice est monté sur des paliers 21 et 22 comme représenté. Le palier 21 est un roulement à rouleaux. Un grand nombre de roulements à rouleaux analogues sont utilisés, mais non référencés. La génératrice 17 comprend également un second stator 23 fixé au capot 12 d'extrémité. Un rotor 24 est représenté comme étant fixé à un manchon 26 qui porte un premier embrayage unidirectionnel 27 intercalé entre l'arbre 20 de la génératrice et le manchon 26. Une roue dentée 28, qui coopère avec le différentiel 16 comme décrit ci-après, est fixée au manchon 26. L'embrayage unidirectionnel 27 ne réalise un accouplement que lorsque le système fonctionne en mode générateur. Un second embrayage unidirectionnel 31 est intercalé entre l'arbre 20 de la génératrice et un manchon 32 qui est monta de manière à pouvoir tourner sur le palier 21 et sur une cloison 10 du carter. Une roue dentée 33 est réalisée d'une seule pièce avec le manchon 32. Cette roue dentée 33 est enclenchée avec une partie du différentiel 16 et est entraînée par l'arbre 20 de la génératrice au moyen du second embrayage

ou accouplement unidirectionnel 31 pendant le mode de démar-

rage. La coopération de la roue dentée 33, du différentiel 16 et de la transmission hydrostatique 15 sera décrite plus en détail ci-après. Un arbre 36 d'entraînement ou second arbre comporte un tronçon cannelé 37 enclenché étroitement avec un manchon complémentaire 38 qui est réalisé d'une seule pièce avec un premier élément ou support 39 du différentiel 16. Ce 7. dernier fonctionne de manière classique. Le différentiel 16 comprend trois éléments principaux, à savoir un premier élément 39 qui est un support portant des 'pignons satellites 51 et 52 engrenant l'un avec l'autre. Le deuxième élément du différentiel est constitué d'un anneau 41 qui comporte une denture extérieure 42 et une denture intérieure 43. La denture intérieure 43 engrène avec le pignon satellite 51. Le troisième élément du différentiel 16 se présente sous la forme d'un anneau 46 qui comporte des dentures extérieures 47 et 48 et une denture intérieure 49. La denture intérieure 49 engrène avec le pignon satellite 52. Le support 39, bien que non visible clairement sur cette figure, comprend un anneau extérieur 53 qui présente une denture extérieure 54. L'arbre 36 d'entraînement est commandé, en mode de génération, par un arbre intermédiaire 55 qui comporte un tronçon cannelé 56 situé à l'extérieur du carter 11 afin de pouvoir être relié à une commande extérieure provenant d'un générateur de force motrice, par exemple un moteur d'aéronef (non représenté). La rotation de l'arbre intermédiaire 55 est transmise à l'arbre

36 d'entraînement par l'intermédiaire d'une structure à déga-

gement rapide, indiquée globalement en 57, et d'un type connu

de l'homme de l'art et décrit dans l'art antérieur.

D'une manière générale, la structure à dégagement rapide comprend un accouplement débrayable 58 placé entre l'arbre 36 d'entraînement et l'arbre intermédiaire 55, et un actionneur 59 de débrayage rapide pouvant être déplacé de la position montrée sur la figure 1 vers l'axe de l'arbre 36 d'entrarnement afin de provoquer l'engrènement de dents 60 et 61, ceactionneur provoquant également un déplacement de l'arbre 36 d'entraînement vers la gauche, comme montré sur la figure 1, contre la force d'un ressort 62 afin de dégager

l'accouplement 58, ce qui arrête l'entraînement de l'arbre 36.

Une structure à d4'éagement rapide de ci type est décrite dans

le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 365 981.

La transmission hydrostatique 15 est représentée

comme comportant trois dispositifs coaxiaux, reliés hydrauli-

quement les uns aux autres. Ces dispositifs sont du type à pistons axiaux. Dans la forme préférée de réalisation de 8. l'invention, l'un des dispositifs est un dispositif 70 à cylindrée fixe alors que l'autre dispositif est un dispositif 71 à cylindrée variable. Les deux dispositifs ont la même structure de base comprenant des cylindres rotatifs 72 et 73, respectivement, dans lesquels des pistons exécutent des

mouvements alternatifs sous la commande d'un plateau oscil-

lant. Le dispositif 70 à cylindrée fixe, par exemple, comporte un piston 75 commandé par un plateau oscillant 76 incliné d'un angle fixe, alors que le dispositif 71 à cylindrée variable comporte, par exemple, un piston 77 dont la course est commandée par un plateau oscillant 78 qui est monté de manière que son angle puisse être modifié par un ensemble hydraulique de commande. L'ensemble 85 de commande comprend un piston 86 monté de manière à pouvoir exécuter un mouvement alternatif dans un alésage 87. Ce piston 86 comporte une jupe tubulaire 88 d'une seule pièce qui passe, comme montré, dans une ouverture 89 ménagée dans l'extrémité de l'alésage 87. Le piston 86 est relié au plateau oscillant 78 par une bielle 91 à deux têtes équipée de garnitures 92, 93 qui permettent un mouvement relatif du plateau oscillant 78 et de la bielle 91 ainsi qu'un mouvement angulaire relatif entre le piston 86 et la bielle 91. Le piston 86 est actionné de manière à se déplacer sous l'effet des pressions différentielles relatives et correspondantes, engendrées de part et d'autre du piston 86

par l'arrivée du fluide hydraulique à des orifices 96 et 97.

La commande du fluide vers l'orifice 97 peut être assurée par

un élément hydraulique piloté par régulateur (non représenté).

Par conséquent, lorsque la pression provenant de l'orifice 97 est supérieure à celle provenant de l'orifice 96, le piston 86 se déplace vers la gauche et entra ne avec lui la bielle 91, ce qui a pour effet de modifier l'angle du plateau oscillant 78. La variation de l'angle du plateau oscillant 78 entraîne de manière connue une variation de la course et donc de la cylindrée de la pompe. Le cylindre rotatif 73 du dispositif 71 est relié à un arbre creux tubulaire 80 qui, lui-même, est relié par une liaison cannelée au cylindre 73, comme représenté en 81. L'arbre creux 80 est réalisé d'une seule pièce avec une roue dentée 83 qui engrène avec la denture 9. extérieure 54 du support 53 du différentiel 16. Le dispositif à cyI.indrée fixe est accouplé à un élément du différentiel 16 par L'intermédiaire d'un arbre 82 qui est relié par des cannelures au cylindre 72 du dispositif 70 et qui passe dans l'arbre creux 80. Le cylindre rotatif 72 du dispositif 70 à cylindrée fixe est relié par l'arbre 82 à une roue dentée 84

qui engrène avec la denture extérieure 42 de l'anneau 41.

La figure 2 représente schématiquement les éléments mécaniques et les dispositifs hydrostatiques de la commande de démarreur selon l'invention. La coopération mécanique des éléments de base de la commande de démarreur à génératrice selon l'invention peut être plus facilement suivie à l'aide du schéma de la figure 2. Ainsi, le différentiel mécanique 16, représenté en traits pointillés, comprend trois éléments fondamentaux. Comme indiqué précédemment, le premier élément du différentiel 16 est le support 39 fixé à l'arbre 36 d'entraînement. Le deuxième élément du différentiel 16 est l'anneau 41 qui porte une denture intérieure 43 et une denture extérieure 12. Le troisième élément du différentiel 16 est l'anneau 46 qui porte deux dentures extérieures 47 et 48 et une denture intérieure 49. La denture intérieure 43 du deuxième élément et la denture intérieure 49 du troisième element sont représentéee en prise avec respectivement les

pignons sate!!.ites51 et 52.

Dans le mode de fonctionnement en génération e courant, le di rentiel 16 comporte quatre liaisons d'entranemFent. La prem:Lre de ces liaisons d'entraînement provient d'un moteor (non représenté) et est réalisée au moyen de laccouplement 58, de l'arbre 36 d'entraînement et du 370 r support 9, ce.er"ier,:tnst-.uant le premier élément. La deuxieme liaiison Eà rea.see a partir du dispositif 70 à cvylindrëe z fixe par!'interm6diaire de l'arbre 82, de la roue dentée 04 e de lea denture e<xtérieure 42 du deuxième élément ou anneau 41 ça tro ii'me, liaison part du support 53 qui est solidarisé eau premier lément ou support 39 dont il fait Cartiec Ce upport 53 est relié par la denture 54, la roue dentée 83 e-,. l'arbre creux 80 au dispositif 71 à cylindrée 10. variable. Cette liaison constitue une entrée directe de l'arbre 36 au dispositif 71 à cylindrée variable par le trajet

décrit ci-dessus.

La quatrième liaison du différentiel 16 en mode de fonctionnement en génération de courant part de la denture extérieure 47 portée par le troisième élément ou anneau 46 et aboutit à l'arbre 20 de la génératrice 17 en passant par la

roue dentée 28, le manchon 26 et l'accouplement unidirec-

tionnel 27.

Au moyen de la structure décrite ci-dessus, la vitesse de l'arbre 36 d'entraînement peut être contrôlée et, si cela est nécessaire, la cylindrée du dispositif 71 peut être modifiée de manière a faire tourner à vitesse constante la denture extérieure 47 portée par le troisième élément ou anneau 46. La rotation à vitesse constante de la denture extérieure 47 est transmise, comme décrit précédemment, par l'accouplement unidirectionnel 27 et l'arbre 20 de la génératrice 17 afin que cette dernière produise de l'énergie à fréquence constante. La structure de contrôle de la vitesse d'entrée et de commande de la transmission hydrostatique 15

est bien connue de l'homme de l'art et n'est pas représentée.

En mode de démarrage, la génératrice est accélérée jusqu'à atteindre une vitesse synchrone, comme un moteur à induction, avec une faible charge ou à vide, afin de limiter l'échauffement interne de la génératrice. Une fois arrivée à la vitesse synchrone, la génératrice se comporte comme un moteur synchrone délivrant de l'énergie pour la mise en marche du moteur. Par conséquent, en mode de démarrage, les rôles de l'arbre 36 d'entraînement et de l'arbre 20 de la génératrice sont inversus. La génératrice fonctionnant comme un moteur, l'arbre 20 transmet un couple d'entraînement par l'intermédiaire de l'accouple;7tient unidirectionnel 31, du manchon 32, de la roue dentée 33 et de la denture extérieure 48 du troisième élément ou anneau 46 du différentiel 16. La mêème inversion des rôles s'applique également au dispositif 71 et au dispositif 70 à cylindrée fixe. En mode de démarrage, le dispositif 71 à cylindrée variable est entraîné par le dispositif 70 à cylindrée fixe par les mêmes trajets 1nécaniques que ceux indiqués précédemment pour le mode de

fonctionnement en génération de courant.

i1.

On a indiqué, dans la description de la figure 1,

la présence de l'ensemble hydraulique 85 de commande représenté en traits pointillés sur la figure 2. Cet ensemble hydraulique de commande comporte l'équipement compris entre le dispositif 70 à cylindrée fixe et le dispositif 71 à cylindrée variable. L'ensemble 85 de commande ou distributeur de commande, comme il est parfois appelé ci-après, comprend une plaque 79 de distribution. Cette plaque 79 de distribution ou plaque à orifices, comme elle est parfois appelée dans l'art antérieur, est un élément commun dont le fonctionnement et la réalisation sont bien connus de l'homme de l'art. L'écoulement du fluide hydraulique entre le dispositif 71 à cylindrée

variable et le dispositif 70 à cylindrée fixe peut être court-

circuité par le distributeur 85 de commande montré sur la figure 1 et ceci permet au dispositif 70 de tourner sans transmettre de la puissance au dispositif 71 ou de limiter le transfert de puissance du dispositif 70 conformément à la pression hydraulique maximale admissible de travail de la transmission hydrostatique. La figure 2, qui montre la forme

préférée de réalisation de l'invention, représente un distri-

buteur hydraulique 85 de commande conçu pour fonctionner

suivant un mode dit de démarrage par dissipation d'énergie.

Dans le mode de démarrage par dissipation d'énergie, le distributeur hydraulique 85 de commande dissipe l'écoulement du fluide hydraulique provenant du dispositif 70 à cylindrée fixe à une pression de travail pratiquement nulle alors que la

génératrice 17 est montée en vitesse comme mentionné précédem-

ment. Ceci permet au moteur/génératrice d'atteindre la vitesse de fonctionnement pratiquement sans charge. Le distributeur 85 de commande fonctionne ensuite de manière à dissiper l'énergie de l'écoulement provenant du dispositif 70 à une certaine valeur prédéterminée de la pression de travail du fluide hydraulique, alors que le dispositif 71 à cylindrée variable est maintenu à sa valeur maximale de cylindrée, comme montré sur la Ligure 1. Ceci provoque l'application d'un couple initial de démarrage du moteur à l'arbre 36 d'entraînement par l'intermédiaire de l'arbre creux 80, de la roue dentée 83, de la denture extérieure 54, de l'anneau 53 et du premier élément

39 i-ixé à l'arbre 36 d'entraînement.

12. Pour unifier les expressions utilisées dans le présent mémoire, on peut désigner l'arbre 20 de la génératrice par l'expression "premier arbre" et l'arbre 36 d'entraînement par l'expression "second arbre". Le dispositif à cylindrée variable peut être désigné "premier dispositif hydraulique" et le dispositif à cylindrée fixe peut être désigné "second

dispositif hydraulique".

Lorsque la vitesse communiquée par l'arbre 36 d'entraînement au moteur (non représenté) s'accroît à partir de zéro, la vitesse du dispositif 71 à cylindrée variable augmente proportionnellement jusqu'à ce que la capacité d'écoulement hydraulique de ce dispositif atteigne la valeur à laquelle ledit dispositif peut recevoir la totalité du débit d'écoulement hydraulique produit par le dispositif 70 à cylindrée fixe. A cet instant du mode de fonctionnement en démarrage, la dissipation d'énergie cesse, car il n'est plus nécessaire de dissiper une partie de l'écoulement hydraulique provenant du dispositif 70 à cylindrée fixe. Le distributeur de commande, par l'intermédiaire d'un mouvement de la bielle 91 provoque un déplacement du plateau oscillant 78 entraînant une diminution de la cylindrée du dispositif 71 à cylindrée variable, tout en maintenant la valeur demandée de la pression hydraulique de travail. Cette diminution de cylindrée provoque en outre un accroissement de la vitesse à

laquelle l'arbre 36 entraîne le moteur. La course du dispo-

sitif 71 à cylindrée variable peut être ramenée à zéro, puis portée à sa valeur maximale en sens opposé. Après le passage par la position de course nulle indiquée ci-dessus, le sens de l'écoulement de transmission de puissance dans les dispositifs 71 et 70 s'inverse, de sorte que le couple d'accélération provient à présent du couple produit par le dispositif 70 qui agit sur l'arbre 36 d'entraînement par l'intermédiaire du différentiel 16, ce couple étant diminué du cople absorbé sur l'arbre 36 d'entraînement par le dispositif 71 à cylindrée variable. Les graphiques des figures 5, 6 -et 7 montrent

la vitesse de l'arbre d'entraînement en fonction respecti-

vement de la course du dispositif hydraulique à cylindrée variable, de la vitesse de ce dispositif hydraulique et du

couple appliqué à l'arbre 36 d'entraînement.

13.

Dans la seconde forme de réalisation de l'inven-

tion, un dispositif à cylindrée variable est utilisé à la place du moteur comme le second dispositif hydraulique. Le

fonctionnement du système dont le second dispositif hydrau-

lique est un dispositif à cylindrée variable sera décrit plus

en détail ci-après.

La figure la représente une partie du distri- buteur hydraulique 85 de commande, modifié de manière à permettre le

remplacement du dispositif 70 à cylindrée fixe par un dispositif 70' à cylindrée variable. Une comparaison entre l'ensemble hydraulique 85 de commande montré sur la figure 1 et celui représenté sur la figure la montre que le mécanisme de commande du plateau oscillant 78, comprenant une bielle 91 à deux têtes et un piston 86 pouvant se déplacer dans un alésage 87, est doublé. La structure située à droite du centre de la figure la est de construction et de fonction identiques à celles de la structure située à gauche sur cette figure. Par conséquent, un plateau oscillant 96 est relié par une bielle 97 a deux têtes à un piston 98. Les mouvements du plateau oscillant 96 sont commandés de la même manière que les mouvements du plateau oscillant 78, comme décrit en détail en regard de la figure 1. Il suffit d'indiquer que le plateau oscillant 96 et la course du dispositif hydraulique 70'

peuvent être modifiés de la même manière que pour le dispo-

sitif 71 à cylindrée variable.

Le montage de l'ensemble à distributeur hydraulique de commande, montré sur la figure la, dans le dispositif à moteur-démarreur-génératrice des figures 1 et 2 permet un _onctionnement en mode de démarrage dans lequel aucune dissipation d'énergie ne se produit. Dans le mode de démarrage sans dissipation d'énergie, le distributeur 85 de commande règle le dispositif hydraulique 70' à cylindrée variable en position de course pratiquement nulle pendant que le moteur électrique 17 entraînant le démarreur est monté en vitesse. Ceci permet au mo.teur/aénératrice 17 d'atteindre sa

vitesse de fonctionnement pratiquement sans charge.

Le distributeur hydraulique 85 de commande de la figure la commence ensuite à accroître la course du dispositif 14. ' à cylindrée variable, à partir de la position pratiquement

nulle, de manière à maintenir une certaine valeur prédéter-

minée de pression hydraulique de travail tout en maintenant le dispositif 71 à cylindrée variable dans sa position de course maximale. On obtient ainsi l'application d'un couple initial de démarrage du moteur à l'arbre 36 d'entraînement, ce couple étant transmis du dispositif 71 à cylindrée variable par l'arbre creux 80, la roue dentée 83, la denture extérieure 54, l'élément 53 et, par conséquent, le premier élément 39 qui est fixé à l'arbre 36 d'entraînement. Lorsque la course du dispositif 70' à cylindrée variable augmente à partir de zéro, la participation de ce dispositif au couple de démarrage du moteur augmente à partir de zéro et agit par l'intermédiaire

du différentiel 16.

Lorsque la course du dispositif 70' à cylindrée variable atteint sa valeur maximale, le distributeur hydraulique 85 de commande agit de manière à le maintenir dans cette position, puis il commence à réduire la course du dispositif 71 à cylindrée variable tout en maintenant la pression hydraulique de travail au niveau demandé. Ceci entraîne en outre un accroissement de la vitesse transmise par l'arbre 36 au moteur. A partir de ce stade, dans la brève

description qui suit, il convient de noter que le système

selon l'invention fonctionne de la même manière, que ce soit

en mode de démarrage avec dissipation d'énergie ou sans dissi-

pation d'énergie. Par conséquent, le dispositif 71 à cylindrée variable peut avoir sa course ramenée à zéro puis portée à une valeur maximale en sens opposé. Après le passage par la position de course nulle, le sens de l'écoulement de transmission de puissance dans les deux dispositifs 70' et 71 à cylindrée variable s'inverse de sorte que le couple d'accélération du moteur provient à présent du couple appliqué par le dispositif 70' à l'arbre 36 d'entraînement par l'intermédiaire du différentiel 16, ce couple étant diminué de celui absorbé sur l'arbre 36 d'entraînement par le dispositif

71 à cylindrée variable.

La figure 3 représente sous une forme encore plus simplifiée le système de commande d'un démarreur-génératrice 15. selon l'invention. Le schéma de la figure 3 doit être considéré conjointement avec les figures 4, 5, 6 et 7. Les mêmes références numériques que celles des figures 1 et 2 sont

utilisées sur la figure 3 pour identifier les mêmes éléments.

Aux références numériques s'ajoutent des références consti-

tuées par des lettres. Le tableau suivant donne la signifi-

cation de chacune des lettres utilisées sur la figure 3 N = nombre de tours par minute R = rapport d'engrenage T = couple V = dispositif à cylindrée variable F = dispositif ou moteur à cylindrée fixe U = dispositif E = moteur G = génératrice S = mode de fonctionnement en démarrage

La figure 4 est un nomogramme de vitesseodu diffé-

rentiel 16. Ce nomogramme de vitesses comprend trois ordonnées distinctes. Sur la gauche de la figure 4, la première ordonnée

représente la *vitesse de rotation du moteur/génératrice.

L'ordonnée centrale représente la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et la troisième ordonnée, située à l'extrêmne droite de la figure 4, représente la vitesse de rotation communiquée au dispositif hydraulique à cylindrée fixe. Il est rappelé que la génératrice est initialement montée en vitesse, puis utilisée comme moteur synchrone. Par conséquent, le point 100 de l'ordonnée de vitesse de rotation du moteur/génératrice représente la vitesse de rotation constante de la génératrice pendant le mode de fonctionnement

en démarrage.

Il est en outre rappelé que la vitesse de rotation de l'arbre 36 d'entraînement est égale à la vitesse de rotation du moteur et que le premier élément du différentiel 16 tourne à la même vitesse que l'arbre d'entraînement et que le moteur. Il convient également de rappeler que la vitesse de rotation transmise au dispositif hydraulique 70 à cylindrée fixe est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du deuxième élément du différentiel 16, cette vitesse étant 16.

indiquée en NF sur la figure 3. Au début du mode de fonction-

nement en démarrage, la ligne 101 du graphique, ayant son origine au point 100, descend vers la droite et passe par les coordonnées de vitesse nulle au point 102, lequel point 102 indique le fait que l'arbre 36 d'entraînement n'a pas commence à tourner. La ligne 101 continue de descendre vers la droite jusqu'à un point 103 o elle coupe l'ordonnée indiquant la vitesse de rotation du dispositif 71 à cylindrée fixe. MrIs autres lignes 104, 105 et 106 sont représentées afim d'indiquer les cinq vitesses relatives des léments au différentiel, respectivement pour trois conditions, à savoir

"vitesses égales et opposées des dispositifs hydraniqes a -

cylindrée fixe et à cylindrée variable", "passage 1int" t "vitesses égales des dispositifs hydrauliques à -ylfndrie n-ie

et à cylindrée variable".

La figure 5 est un graphique indiquant la itese de rotation de l'arbre d'entraînement en fonction e as rmrSez du dispositif hydraulique à cylindrée variable. PTmr ane vitesse de rotation nulle du moteur en mode de deimarre ns

dissipation d'énergie, le dispositif hydraulique 71 à zy3-

drée variable est réglé à sa course maximale, mnomme iaun par le point 110. La ligne 111 montre que le -iepnsâ:t-f hydraulique 71 à cylindrée variable reste rt-gl Bans nette position jusqu'à ce que la vitesse de rotatimn Au moteumr atteigne une valeur indiquée en NES2. Le cdis"sitif D à cylindrée fixe, auquel correspond la ligne 114, rste s 2 une cylindrée constante sur toute la plage des Jses 'e

démarrage du moteur.

Il convient à présent de se reporter mz némant à la figure 7 qui montre que, lorsque l'arbre d'entrainement passe d'une vitesse nulle à la vitesse NES2, le couple in il de l'arbre d'entraînement est maximal et constant_ nDmme

indiqué par la ligne 112.

Si l'on revient à la figure 5, on voit que lorsque la course du dispositif hydraulique à cylindrée variable diminue, comme indiqué par la courbe 113, la vitesse de

l'arbre d'entraînement communiquée au moteur augmente.

17. La figure 5 comprend également une courbe 120 qui indique les conditions présentes en mode de démarrage sans dissipation d'énergie, lorsque le dispositif à cylindrée fixe

a été remplacé par un dispositif à cylindrée variable.

La figure 6 est un graphique indiquant la vitesse

du moteur en fonction de la vitesse des dispositifs hydrau-

liques et elle indique graphiquement les plages sur lesquelles Te dispositif hydraulique 71 à cylindrée variable fonctionne comme un moteur, puis comme une pompe. De plus, ce graphique

indique la plage de vitesses de rotation de l'arbre d'entraî-

nement sur laquelle le dispositif hydraulique 70 à cylindrée fixe se comporte comme une pompe, puis comme un moteur. Une étude des figures 6 et 7 considérées conjointement montre que dans les deux modes, à savoir le mode avec dissipation d'énergie et le mode sans dissipation d'énergie, la limite du couple maximal est atteinte pour une vitesse de rotation de larbre d'entraînement égale à NES2. Sur la figure 6, la vitesse de rotation des dispositifs hydraulique est indiquée

en ordonnées et la vitesse du moteur en abscisses.

La figure 7 comprend une courbe 121 qui s'élève pendant un démarrage sans dissipation d'énergie et qui indique un couple augmentant progressivement et atteignant un maximum lorsque la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement

atteint la valeur NES2.

Il ressort de la description précédente que le

système de commande hydraulique du mécanisme d'entraînement du démarreur d'un aéronef selon l'invention, comparé aux commandes antérieures de démarreur qui transmettent la totalité du couple de démarrage par l'intermédiaire de la transmission iydrostatique de la commande de démarreur demande qu'une partie seulement de la puissance du démarreur du moteur

soit transmise à ce moteur par l'intermédiaire de la transmis-

sion hydrostatique. Une conséquence de cet entraînement divisé est que le dispositif hydraulique peut avoir des dimensions et un poids réduits. Outre la diminution de dimensions et de poids, l'efficacité avec laquelle la puissance est transmise au moteur pendant le démarrage est améliorée, car les pertes hydrauliques sont plus Lfaibles. L'avantage qui en découle est 18. qu'une plus grande partie de la puissance de démarrage du moteur/génératrice peut être utilisée directement et que,

finalement, la position du différentiel dans la chaîne cinéma-

tique d'entraînement à vitesse constante, associée aux trajets séparés de transmission de force décrits précédemment, permet l'utilisation d'un différentiel plus petit et plus léger. La

diminution de dimension et de poids des dispositifs hydrau-

liques, ainsi que la mise en oeuvre d'un différentiel plus petit, entraînent une économie sensible de poids, avec un

rendement et des performances améliorés de manière correspon-

dante de la commande de démarreur.

Sur la figure 6, on indique en DVM le fonctionnement en moteur du dispositif hydraulique à cylindrée variable et en DVp son fonctionnement en pompe. On indique en DFp le fonctionnement en pompe du dispositif hydraulique à cylindrée fixe et en DFM son fonctionnement en moteur. La droite DDV représente la vitesse du dispositif hydraulique à cylindrée variable et la droite VDF représente la vitesse du

dispositif hydraulique à cylindrée fixe. Le couple de limi-

tation est indiqué en CL.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans

sortir du cadre de l'invention.

19.

Claims

REVENDICATIONS

l. - Système hydraulique de commande d'un mécanisme d'entraînement de démarreur d'aéronef, comprenant un moteur/génératrice (17) accouplé à un différentiel (16) qui est lui-même accouplé à des premier et second dispositifs hydrauliques (70, 71) et à un arbre d'entraînement (36) de moteur pendant un mode de fonctionnement en démarrage, le système de commande hydraulique étant caractérisé en ce qu'il

comporte un dispositif (85) de commande relié fonctionnel-

lement aux premier et second dispositifs hydrauliques et agissant, dans ledit mode de fonctionnement en démarrage, de manière à commander l'écoulement entre les dispositifs hydrauliques pour diviser la transmission de la force de

rotation du moteur/génératrice vers ledit arbre d'entrai-

nement du moteur par l'intermédiaire du différentiel et

desdits dispositifs hydrauliques.
2. - Système selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le distributeur de commande peut dissiper l'énergie de l'écoulement hydraulique entre les premier et second dispositifs hydrauliques tout en agissant sur le premier dispositif hydraulique, en mode de fonctionnement en démarrage, afin que ce premier dispositif hydraulique reste réglé à une cylindrée maximale de façon à appliquer un couple de démarrage du moteur au second arbre, par l'intermédiaire

des dispositifs hydrauliques et du différentiel.
3. - Système selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que la coopération du distributeur de commande et des dispositifs hydrauliques est telle que, lorsque la capacité d'écoulement du second dispositif hydraulique correspond à la capacité d'écoulement à cylindrée maximale du premier dispositif hydraulique, le distributeur de commande ramène à zéro la cylindrée du premier dispositif hydraulique puis la fait remonter à une valeur maximale, en sens opposé, afin d'accroître la vitesse du second arbre tout en réduisant

en même temps le couple.
4. - Système selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le premier dispositif hydraulique est du type à

cylindrée variable.

20.
5. - Système selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que le second dispositif hydraulique est du type à

cylindrée fixe.
6. - Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le distributeur de commande comprend des éléments <78) destinés à régler l'amplitude de la cylindrée du

premier dispositif hydraulique.
7. - Système selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que le second dispositif hydraulique est du type à

cylindrée variable.
8. - Système selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que le distributeur de commande comprend des éléments destinés à régler indépendamment l'amplitude des

cylindrées des deux dispositifs hydrauliques.
9. - Système selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le distributeur de commande peut, en mode de fonctionnement en démarrage, agir sur la cylindrée du second dispositif hydraulique afin de l'augmenter tout en maintenant en même temps le premier dispositif hydraulique à sa cylindrée maximale, de manière à appliquer un couple de démarrage du moteur au second arbre, exclusivement à l'aide du premier dispositif hydraulique et par l'intermédiaire d'un premier élément du différentiel, l'accroissement de la cylindrée du second dispositif hydraulique entraînant une participation de ce dernier au couple de démarrage du moteur par l'intermédiaire d'un deuxième élément du différentiel afin d'accroître le couple de démarrage jusqu'à une valeur maximale qui est atteinte lorsque la cylindrée du second dispositif hydraulique correspond à celle du premier dispositif

hydraulique.
10. - Système selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que la coopération du distributeur de commande et des dispositifs hydrauliques est telle que, lorsque le débit d'écoulement du second dispositif hydraulique correspond à la cylindrée du premier dispositif hydraulique, le distributeur de commande ramène à zéro la cylindrée du premier dispositif hydraulique, puis la fait remonter à une valeur maximale, en sens opposé, afin d'accroître la vitesse du second arbre tout

en réduisant en même temps le couple.