<Desc/Clms Page number 1>
Moteur à gaz chaud, muni d'un régulateur de la puissance indiquée.
L'invention concerne un moteur à gaz chaud muni d'un régulateur de la puissance indiquée; ce régulateur agit en modifiant le décalage entre le piston et le balayeur. La modification de ce décalage permet de modifier la pression maximum et la pression minimum pendant le cycle, de sorte que la puissance indiquée augmente ou diminue. Un dispositif connu pour modifier ce décalage est la coulisse utilisée dans les machines à vapeur. Ce dispositif présente l'inconvénient suivant: les masses animées d'un mouvement alternatif sont très importantes.
L'invention fournit un régulateur qui, le réglage effectuée ne comporte guère de masses à accélérer.
Suivant l'invention,le balayeur est entraîné, à l'aide d'un excentrique, par l'arbre coudé du piston et le point d'action de cet excentrique est situé sur une tige logée dans l'arbre coudé, tige qui comporte au moins un profil incliné sur l'axe de cette tige et conjugué avec un profil de l'excentrique. Dans le dispositif conforme a l'invention, il suffit d'un simple glissement de cette tige dans l'arbre coudé creux pour déplacer le point d'action de l'excentrique sur la périphérie de l'arbre coudé, soit, uniquement par le déplacement du point d'action le long de cette tige, soit par une combinaison de ce déplacement et d'une rotation partielle déterminée de cette tige, ce qui permet d'ajuster le décalage entre la commande du piston et celle du balayeur.
Bien qu'il soit possible de fixer sans plus cet excentrique sur la tige logée dans l'arbre coudé creux, par exemple à l'aide d'un excentrique en porte-à-faux, extérieur a l'arbre coudé ou bien en supprimant une grande partie de la périphérie de l'arbre coudé, en général, il est préférable d'utiliser un dispositif dans lequel l'excentrique peut aussi être placé en d'autres points de l'arbre coudé. De grandes ouvertures dans l'arbre coudé déforcent celui-ci.
Dans une forme d'exécution du dispositif conforme à l'invention, le manteau de l'arbre coudé creux supporte une roue in- termédiaire qui engrène, d'une part avec l'excentrique et d'autre part avec la tige logée dans l'arbre coudé. Il suffit alors de ménager dans l'arbre coudé une ouverture locale qui permettra néanmoins une rotation complète de l'excentrique autour de l'arbre coudé.
La description du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte, faisant bien entendu, partie de l'invention.
<Desc/Clms Page number 2>
La fig.l représente schématiquement un moteur à gaz chaud ainsi que l'entraînement du dispositif et du balayeur.
La fig. 2 représente séparément les organes utilisés pour le déplacement de l'excentrique autour de l'arbre coudé.
Sur les figures, le balayeur 10 e le piston 11 d'un moteur à gaz chaud effectuent, dans le cylindre 12, des mouve- ments alternatifs décalés. Le piston 11 est couplé à une bielle 14, qui, par l'intermédiaire de la manivelle 17, transmet la force motrice au vilebrequin 16. L'entraînement du balayeur 10 est assurée par le même vilebrequin 16, à cet effet, ce dernier comporte un excentrique 18, conjugué avec une bielle d'excentri- que 28, qui commande le balayeur 10 par l'intermédiaire de la tige de balayeur 13.
Comme le montre la fig.2, au droit de cet excentrique 18, et sur le tronçon compris entre cet endroit et l'extrémité de gauche de l'arbre coudé 16, celui-ci est creux. Dans ce creux est logée, avec un certain jeu, une tige 22 à laquelle la clavette 29 permet un glissement dans la direction axiale de l'arbre coudé, mais non une rotation par rapport à cet arbre, La partie de la tige 22 qui se trouve à proximité du disque excentrique 18 comporte un filet hélicoïdal 23. Au même endroit, l'arbre coudé 16 comporte un renforcement 24 autour duquel s'adapte exactement l'alésage 27 de l'excentrique 18. Dans cette partie renforcée de l'arbre coudé 16, le manteau de l'arbre coudé creux présente une ouverture 25.
Dans cette ouverture se trouve un engrenage 26, muni d'une denture hélicoïdale, tandis que la face intérieure de l'ouverture 27 de l'excentrique 18 comporte aussi une denture hé- licoïdale conjuguée. De plus, la roue dentée 26 engrène avec les filets 23 de la tige 22.
Le glissement longitudinal de la tige 22 provoque donc la rotation de l'engrenage 26, ce qui entraîne la rotation de l'excentrique 18. L'arrêt du glissement de la tige 22 provoque l'arrêt de l'excentrique par rapport à l'arbre coudé. La force motrice agissant sur l'excentrique est transmise, de l'arbre coudé 16, par la rainure 30 et par la clavette 29 aux filets 23.
Lorsque cette rainure 30 dans l'arbre coudé creux 16 est aussi hélicoïdale un glissement de la tige 22 provoque, en outre, une rotation déterminée de cet arbre, ce qui augmente encore le déplacement du point d'action sur les filets 23. Par l'inter- médiaire de l'engrenage 26, l'excentrique 18 agit sur la tige 22.
Pendant le fonctionnement normal du moteur, c'est-à-dire lors- que la tige 22 ne se déplace pas par rapport à l'arbre coudé 16, l'excentrique 18 occupera toujours une position déterminée par rapport à cet arbre. Tout le mécanisme de réglage, composé de la bielle 22 et de la roue dentée 26, est alors au repos par rapport à l'arbre coudé de sorte qu'il ne comporte pas de masse animée d'un mouvement alternatif. Pour permettre le réglage de l'extérieur pendant le fonctionnement, la partie de la tige 22, qui dépasse l'arbre coudé, peut comporter deux roulements à billes 20, entre lesquels s'engage l'extrémité de la tige file- tét 21. La tige 22 est donc solidaire de cette tige filetée, en ce sens qu'elle peut tourner, mais non glisser par rapport a cette tige filetée.
La tige filetée 21 est guidée dans la paroi du carter 19 et dépasse cette paroi. La rotation de cette tige filetée 21 entraîne la pénétration de la tige 22 dans l'arbre coudé 16, et assure le réglage désiré. A l'extérieur, la tige filetée comporte un dispositif de manoeuvre, qui peut consister, par exemple, en un volant 31. lorsque le réglage ne doit être que manuel. Le réglage peut être automatique ; il suffit de pré- voir un servomoteur, qui provoque la rotation de la tige filetée par une transmission à vis sans fin.
<Desc/Clms Page number 3>
La tige 22, dont le glissement dans l'arbre coudé 16 assure le réglage de la puissance indiquée, est soumise à une force dirigée suivant l'axe de l'arbre coudé. L'effort exerce par l'arbre coudé sur l'excentrique 18 ou lorsque le balayeur développe un travail positif, l'effort exercé par l'excentrique sur l'arbre coudé, comporte, par suite de la denture hélicoïdale 23, une composante dirigée suivant la tige 22. Lorsque le moteur à gaz chaud est prévu pour un seul sens de rotation, ou pour un sens de rotation préférentiel, comme c'est le cas dans les mo- teurs marins par exemple, cet effort peut être compensé par une réaction. Dans le cas des moteurs à carter 19 fermée dans lequel règne une surpression ou une dépression déterminées, on peut se servir de cette différence de pression pour compenser l'effort exercé sur la bielle 22.
Dans le cas de surpression, l'inclinaison du filet 23 est choisie de manière que, dans le sens de rotation normal la tige 22 tend à glisser vers l'intérieur. On choisit l'inclinaison du filet sur l'axe en tenant compte d'autres consi- dérations, d'ordre constructif, et l'on fixe ensuite le diamètre de la broche 21 en tenant compte de la différence de pression, de manière que les efforts exercés sur la tige 22 se compensent.
Dans le cas où le sens de rotation n'est pas fixé, il est préfé- rable de supprimer complètement l'influence de la différence de pression a l'intérieur et à l'extérieur du carter sur l'effort de réglage, par une construction telle que celle montrée sur la fig.3. La tige 22 est alors logée dans un boîtier entièrement fermé. Le mouvement de déplacement est alors transmis à l'exté- rieur, à un levier 35, à l'aide d'une fourche 33 et d'un arbre 34. Cette fourche 33 s'engage dans l'embase 32 de l'arbre 22.
Dans la paroi 19 du carter, l'arbre de réglage 34 n'effectue qu'un mouvement de rotation qui n'est pas affecté par la diff- rence de pression. L'effort restant sur l'arbre 22, dû à la composante de la pression sur les filets 23, peut éventuellement être compensé par un ou plusieurs ressorts conjugués à des cames et à des galets. Dans certains cas, l'effort exercé sur le balayeur a une direction telle que le décalage entre le balayeur et le piston tend vers zéro c'est-à-dire que cet effort tend à donner au balayeur une position dans laquelle aucun travail n'est fourni.
Donc tant de la position "marche-arrière" que de la position "marche avant, la tige 22 tendra à glisser vers une position moyenne déterminée. Dans ce cas, on peut compenser l'effort de réglage en munissant la fourche 33 d'un ressort 36, qui tire cette fourche de sa position moyenne, dans les deux sens.
Le dispositif décrit pour le réglage du décalage entre le piston et le balayeur permet aussi de démarrer le moteur.
Le déplacement du balayeur pendant l'arrêt du piston provoque un mouvement du gaz dans le moteur, et ce mouvement amorce le cycle thermique.
<Desc / Clms Page number 1>
Hot gas engine, fitted with a regulator of the power indicated.
The invention relates to a hot gas engine provided with a regulator of the indicated power; this regulator acts by modifying the offset between the piston and the sweeper. Changing this offset allows the maximum and minimum pressure to be changed during the cycle, so that the power indicated increases or decreases. A known device for modifying this offset is the slide used in steam engines. This device has the following drawback: the masses moving in a reciprocating motion are very large.
The invention provides a regulator which, the adjustment carried out, hardly comprises masses to be accelerated.
According to the invention, the sweeper is driven, using an eccentric, by the bent shaft of the piston and the point of action of this eccentric is located on a rod housed in the bent shaft, which rod comprises at least one profile inclined on the axis of this rod and combined with a profile of the eccentric. In the device according to the invention, a simple sliding of this rod in the hollow elbow shaft is sufficient to move the point of action of the eccentric on the periphery of the elbow shaft, that is to say, only by the displacement of the point of action along this rod, or by a combination of this displacement and a determined partial rotation of this rod, which makes it possible to adjust the offset between the control of the piston and that of the sweeper.
Although it is possible to fix this eccentric without further ado on the rod housed in the hollow elbow shaft, for example using a cantilever eccentric, outside the elbow shaft or else by removing a large part of the periphery of the bent shaft, in general it is preferable to use a device in which the eccentric can also be placed at other points of the bent shaft. Large openings in the bent shaft deforce it.
In one embodiment of the device according to the invention, the mantle of the hollow elbow shaft supports an intermediate wheel which meshes, on the one hand with the eccentric and on the other hand with the rod housed in the shaft. bent shaft. It is then sufficient to provide a local opening in the bent shaft which will nevertheless allow complete rotation of the eccentric around the bent shaft.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawing and from the text, of course forming part of the invention.
<Desc / Clms Page number 2>
The fig.l shows schematically a hot gas engine and the drive of the device and the sweeper.
Fig. 2 shows separately the members used for the displacement of the eccentric around the bent shaft.
In the figures, the sweeper 10 and the piston 11 of a hot gas engine perform, in the cylinder 12, offset reciprocating movements. The piston 11 is coupled to a connecting rod 14, which, via the crank 17, transmits the driving force to the crankshaft 16. The drive of the sweeper 10 is provided by the same crankshaft 16, for this purpose, the latter comprises an eccentric 18, combined with an eccentric connecting rod 28, which controls the sweeper 10 by means of the sweeper rod 13.
As shown in FIG. 2, to the right of this eccentric 18, and on the section between this location and the left end of the bent shaft 16, the latter is hollow. In this hollow is housed, with a certain clearance, a rod 22 to which the key 29 allows sliding in the axial direction of the bent shaft, but not a rotation with respect to this shaft, The part of the rod 22 which is located near the eccentric disc 18 has a helical thread 23. At the same place, the bent shaft 16 has a reinforcement 24 around which the bore 27 of the eccentric 18 fits exactly. In this reinforced part of the shaft angled 16, the mantle of the hollow angled shaft has an opening 25.
In this opening is a gear 26, provided with a helical toothing, while the inner face of the opening 27 of the eccentric 18 also comprises a conjugate helical toothing. In addition, the toothed wheel 26 meshes with the threads 23 of the rod 22.
The longitudinal sliding of the rod 22 therefore causes the rotation of the gear 26, which causes the rotation of the eccentric 18. Stopping the sliding of the rod 22 causes the stopping of the eccentric relative to the bent shaft. The driving force acting on the eccentric is transmitted, from the bent shaft 16, through the groove 30 and through the key 29 to the threads 23.
When this groove 30 in the hollow elbow shaft 16 is also helical, a sliding of the rod 22 also causes a determined rotation of this shaft, which further increases the displacement of the point of action on the threads 23. By the 'Intermediate of gear 26, eccentric 18 acts on rod 22.
During normal engine operation, that is to say when the rod 22 is not moving relative to the bent shaft 16, the eccentric 18 will always occupy a determined position relative to this shaft. The entire adjustment mechanism, made up of the connecting rod 22 and the toothed wheel 26, is then at rest relative to the bent shaft so that it does not include a mass moving in a reciprocating motion. In order to allow adjustment from the outside during operation, the part of the rod 22, which projects beyond the bent shaft, may include two ball bearings 20, between which the end of the threaded rod 21 engages. The rod 22 is therefore integral with this threaded rod, in that it can turn, but not slide relative to this threaded rod.
The threaded rod 21 is guided in the wall of the housing 19 and exceeds this wall. The rotation of this threaded rod 21 causes the penetration of the rod 22 into the bent shaft 16, and provides the desired adjustment. On the outside, the threaded rod comprises an operating device, which may consist, for example, of a handwheel 31, when the adjustment must only be manual. The adjustment can be automatic; it suffices to provide a servomotor, which causes the rotation of the threaded rod by a worm transmission.
<Desc / Clms Page number 3>
The rod 22, the sliding of which in the bent shaft 16 ensures the adjustment of the indicated power, is subjected to a force directed along the axis of the bent shaft. The force exerted by the bent shaft on the eccentric 18 or when the sweeper develops positive work, the force exerted by the eccentric on the bent shaft comprises, as a result of the helical toothing 23, a directed component according to the rod 22. When the hot gas engine is designed for a single direction of rotation, or for a preferred direction of rotation, as is the case in marine engines for example, this force can be compensated by a reaction. In the case of motors with a closed casing 19 in which there is a determined overpressure or depression, this pressure difference can be used to compensate for the force exerted on the connecting rod 22.
In the case of overpressure, the inclination of the thread 23 is chosen so that, in the normal direction of rotation, the rod 22 tends to slide inward. The inclination of the thread on the axis is chosen taking into account other con- siderations, of a constructive nature, and then the diameter of the spindle 21 is fixed taking into account the pressure difference, so that the forces exerted on the rod 22 are compensated for.
If the direction of rotation is not fixed, it is preferable to completely eliminate the influence of the pressure difference inside and outside the housing on the adjustment force, by construction such as that shown in fig.3. The rod 22 is then housed in a fully closed housing. The displacement movement is then transmitted to the outside, to a lever 35, by means of a fork 33 and a shaft 34. This fork 33 engages in the base 32 of the shaft. 22.
In the wall 19 of the housing, the adjusting shaft 34 only performs a rotational movement which is not affected by the pressure difference. The force remaining on the shaft 22, due to the component of the pressure on the threads 23, can optionally be compensated by one or more springs combined with cams and rollers. In some cases, the force exerted on the sweeper has a direction such that the offset between the sweeper and the piston tends towards zero, that is to say that this force tends to give the sweeper a position in which no work is done. is provided.
Therefore, both from the "reverse" position and from the "forward" position, the rod 22 will tend to slide towards a determined mean position. In this case, the adjustment force can be compensated by providing the fork 33 with a spring 36, which pulls this fork from its middle position, in both directions.
The device described for adjusting the offset between the piston and the sweeper also makes it possible to start the engine.
The movement of the sweeper while the piston is stopped causes movement of the gas in the engine, and this movement initiates the thermal cycle.