Dispositif électromécanique destiné à travailler à vitesse élevée. L'invention a pour objet un dispositif électromécanique destiné à travailler à vitesse élevée, qui peut s'appliquer partout où il est nécessaire d'obtenir sur une courte distance un mouvement mécanique, dont la vitesse soit très grande et réglée exactement.
Il existe des machines innombrables, dont certaines parties doivent se mouvoir sur de courtes distances à des vitesses très élevées. Jusqu'ici, on a obtenu généralement ces mou vements par des moyens purement mécani ques, par exemple à l'aide de cames à levée rapide, de mécanismes agissant par coups de marteaux, etc. Ces mécanismes sont. loin de donner satisfaction, parce que l'usure due aux fortes charges est rapide, parce qu'on éprouve de grandes difficultés à empêcher un bruit excessif et parce que ces mécanismes doivent être faits avec une grande exactitude et avec des matériaux très durs, de sorte que leur fabrication est. onéreuse.
De plus, l'iner tie mécanique impose des limites défavorables aux vitesses de déplacement. qui peuvent être obtenues avec sécurité par des moyens méca niques. La présente invention a pour but d'éviter ces défauts et ces restrictions et à créer un moyen électromécanique à l'aide du quel on puisse obtenir, sur de courtes dis tances, des mouvements puissants, à. vitesse très élevée et., s'il y a lieu, réglée exactement et qui soit. relativement simple, peu encom brant et d'un fonctionnement sfir. L'invention peut s'appliquer dans une très large mesure à des machines de genres très différents, trop nombreux et trop variés pour qu'ils puissent tous être indiqués.
On peut cependant mentionner parmi les applica tions de l'invention, mais seulement. à titre d'exemples, la mise en marche de presses mé caniques et la commande des soupapes d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur Diesel à injection de carburant, puisque ces deux cas sont des exemples typi ques des problèmes que l'invention cherche à résoudre. On considérera en premier lieu le dernier cas, celui de la commande des sou papes d'un moteur Diesel à injection de car burant.
Théoriquement, une soupape d'injection de carburant d'im moteur Diesel doit s'ou vrir instantanément et exactement. en un point. déterminé d'avance du cycle de fonc tionnement du moteur. Il est évident que cet idéal théorique ne peut. être atteint, puisqu'il faut. un certain temps pour que la soupape s'ouvre.
Dans les études récentes de moteurs à combustion interne, on cherche à obtenir due les soupapes se déplacent aussi rapide ment que possible de la position où elles sont complètement fermées, à celle où elles sont entièrement ouvertes; les limites mécaniques d'un mécanisme actionné par des cames sont telles que, même si on apporte le plus grand soin à l'étude et à la fabrication d'un tel mé canisme, les résultats restent en fin de compte bien en dessous de l'idéal et l'on peut dire qu'on a presque atteint la limite du perfec tionnement possible du mécanisme actionné par des cames et qu'il y a peu de chances qu'on fasse encore de grands progrès dans cette direction.
En appliquant la présente in vention pour faire fonctionner les soupapes de moteurs Diesel et d'autres moteurs à com bustion interne, on peut actionner lesdites soupapes avec une rapidité considérablement plus grande que celle qui est possible avec des cames ou autres organes semblables, tout en obtenant -Lin réglage beaucoup plus précis.
Il est également connu que l'efficacité et le rendement d'une presse mécanique dépen dent dans une très large mesure de la vitesse et de l'exactitude du mouvement des organes de la presse et, dans ce cas aussi, on peut dire qu'on a presque atteint la limite du perfec tionnement possible des presses mécaniques usuelles actionnées mécaniquement.
En appli quant la présente invention au fonctionne ment d'une presse mécanique, on peut attein dre une vitesse considérablement plus élevée des organes de la presse, tout en obtenant une très grande exactitude. , Le dispositif électromécanique, destiné à travailler à vitesse élevée, objet de l'inven tion, comprend un moyen pour accumuler de l'énergie électrique, un moyen pour déchar ger brusquement une partie au moins de l'énergie dudit moyen d'accumulation dans un circuit de décharge, à un moment déter- miné d'avance,
au moins une bobine de ré pulsion intercalée dans ledit circuit de dé charge, un organe de répulsion non ferro magnétique de bonne conductibilité électrique disposé de manière à être adjacent à ladite bobine de répulsion, et un moyen pour utili ser, en vue d'actionner un organe mécanique devant être mis en mouvement, la force de répulsion entrant en jeu entre ladite bobine de répulsion et ledit organe de répulsion, quand ladite décharge se produit au travers du circuit de la bobine de répulsion.
Des forces et des taux d'accélération très grands sont réalisables avec un tel dispositif, la force augmentant avec l'intensité du cou- rant passant dans l'enroulement et l'accélé ration augmentant avec la vitesse d'augMen- tation du courant.
Pour n'en donner qu'un exemple contrôlé expérimentalement, un en roulement coopérant avec un organe ayant la forme d'un anneau de cuivre pesant 100 grammes et disposé pour supporter im cou rant de 3000 ampères pendant 1/=@@o de se conde, produit sur l'anneau ime force de l'or dre de grandeur de 5000 kilogrammes et une accélération de l'ordre de grandeur de 100 000 g (g = 981 cm/sec2).
Le moyen d'accumulation de l'énergie électrique peut comprendre, de préférence, un condensateur électrostatique qui est chargé à une tension élevée à partir d'un réseau prin cipal ou d'une autre source, et déchargé subi tement au moment voulu dans un circuit de décharge, dont l'inductance est telle qu'avec la valeur de la capacité employée et la résis tance ohmique de l'enroulement, l'amortisse ment de la décharge oscillante soit plus faible que la valeur critique.
Dans l'exemple numé- r ique du paragraphe précédent, on employait un condensateur de 140 millifarads, chargé à 5500 volts, le circuit. de décharge présen tant une induction de 500 microhenrys et une résistance de<B>0,15</B> ohms. Il donnait une dé charge oscillante amortie d'environ 600 pé riodes par seconde, dans laquelle un courant maximum d'environ 3000 ampères était atteint à la fin du premier quart de période.
Naturellement, des forces de cette grandeur ne sont pas toujours nécessaires: par exem ple, pour faire fonctionner la soupape d'in jection de carburant d'in moteur Diesel, un condensateur de 8 à 12 millifarads, chargé à environ 2000 volts développera une force suf fisante.
L'organe conducteur non ferromagnétique, appelé dans ce qui suit organe de répulsion, peut être utilisé comme organe moteur, ou bien c'est l'enroulement, appelé dans ce qui suit enroulement d'impulsion, qui peut être employé comme tel, ou bien ce sont aussi ces deux organes qui peuvent être utilisés en même temps. -Un mouvement dans un sens peut être effectué, comme il est dit plus haut, et un mouvement. de rappel peut être pro voqué par un moyen constitué, par exemple, par un autre enroulement agissant sur un or gane de répulsion ou d'une autre manière, selon les nécessités de la machine à laquelle le dispositif s'applique.
Un mouvement. de rap pel peut, par exemple, être effectué au moyen d'un enroulement agissant sur un organe ferromagnétique, comme dans un solénoïde ordinaire. Dans certains cas, dans lesquels le premier mouvement effectué est provoqué par de grandes forces, l'utilisation pour le mouvement de rappel d'un solénoïde ordi naire, alimenté avec du courant continu, ne donnerait pas satisfaction, parce qu'il fau drait que ce solénoïde eût des dimensions et une puissance telles que leur grandeur aurait de sérieux inconvénients.
Dans Lui tel cas, un second condensateur, chargé à partir d'une source convenable, peut être prévu et dé chargé au travers d'un solénoïde relativement petit pour provoquer le mouvement de rap pel.
Dans un tel cas, le solénoïde devrait, en général, avoir un nombre de spires suffisant pour donner à l'inductance et à la résistance de son circuit des valeurs dépassant le point d'amortissement critique (en tenant compte de la valeur de la capacité du circuit), de fa çon qu'il se produise dans le solénoïde une pulsation relativement faible d'un courant redressé, dont la valeur maximum soit beau coup plus élevée que celle qui serait admissi ble dans un solénoïde du même type, actionné à la manière ordinaire par du courant. con tinu. De cette manière, on obtient. un champ magnétique ondulé agissant sur l'organe ferromagnétique pour effectuer un mouve ment de rappel.
Lorsqu'on emploie une action de répulsion ou une action produite par un champ magnétique pulsatoire, comme cela a été décrit plus haut pour les deux sens de mouvement, on doit prévoir des moyens re tardateurs pour régler les durées relatives des mouvements en avant et de rappel . En réglant le retard, on peut ajuster la du rée de la période d'ouverture des soupapes, dans le cas où l'on applique le dispositif objet de l'invention pour actionner les soupapes d'un moteur à combustion interne.
Si l'on applique ce dispositif pour action ner une soupape réglant. un fluide sous pres sion, on peut exercer une action de rappel soit. entièrement, soit en partie, en se servant de la pression du fluide, le réglage de la du rée d'ouverture étant alors effectué en réglant la pression effective, ou la force de l'impul sion en avant ou les deux.
On peut employer plusieurs procédés d'ajustement de l'impulsion. L'un d'eux con siste à ajuster le potentiel auquel on charge le condensateur et un autre à ajuster la ré sistance ohmique du circuit de décharge. Ces deux procédés qui peuvent être employés iso lément ou ensemble, peuvent être appelés pro cédés d'ajustement. extérieur, puisqu'ils ne comprennent pas de modifications de la va leur de l'inductance de l'enroulement moteur, ni de la capacité du condensateur. On remar quera que cet ajustement de la. résistance ohmique du circuit. de décharge produit un ajustement de la constante de temps et de l'amortissement du circuit de décharge, la constante de temps étant accrue (et par con séquent l'accélération diminuée), lorsqu'on augmente la résistance.
De plus, un ajus tement peut être effectué en réglant la va leur du condensateur, ou celle de l'induc tance, ou toutes les deux. Ces ajustements modifieront la rapidité de l'action en modi fiant la fréquence du train d'ondes amorties nui se produit quand le condensateur se dé charge.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution du dispositif objet. de l'invention et illustre quel ques-unes de ses applications.
La fig. 1 montre, schématiquement et d'une manière simplifiée, une presse mécani que ou un mécanisme analogue, auquel on applique le dispositif objet de l'invention en employant dans un sens un entraînement par répulsion et, pour le mouvement de rappel, un entraînement par champ électromagnéti que pulsatoire, tandis que les autres figures illustrent l'application du dispositif à la commande des soupapes d'un moteur à com bustion interne.
Dans la presse représentée à la fig. 1, l'or gane devant être mis en mouvement- est fi guré schématiquement par -une tige 1 qui doit être déplacée sur -une courte distance avec une vitesse très élevée dans le sens de la flè che en trait plein et rappelée dans le sens de la flèche en trait pointillé.
On obtient le pr e- e muer mouvement au moyen d'un organe de répulsion non ferromagnétique 2, par exem ple un disque de cuivre épais, et le second au moyen d'un piston plongeur ferromagnétique 3, les pièces 2 et 3 étant toutes deux fixées sur la tige 1. L'organe de répulsion 2 est placé de manière à être très voisin d'une face d'une bobine de répulsion 4 et le piston plon geur 3 -est placé dans la cavité axiale d'un so lénoïde 5. On obtient un mouvement rapide de l'organe de répulsion dans le sens de la flèche en trait plein par une décharge subite d'un condensateur 6.
A la fig. 1, cela s'effec tue en fermant - des contacts 7 d'im relais, comprenant in enroulement. 8 qui est ali menté à partir d'une source appropriée, re présentée par une batterie 9, par l'intermé diaire d'un segment de contact 10 et d'un balai 11 d'un commutateur 12, qu'on fait tourner dans le sens de la flèche. Quand la bobine 4 est excitée par la pulsation de la décharge du condensateur 6, l'organe 2 se dé place très brusquement vers la gauche de la figure et, quand in déplacement déterminé d'avance s'est effectué, l'organe 3 ferme des contacts 13 et excite ainsi, à partir d'une source appropriée, représentée par une batte rie 16, un enroulement 14 d'un relais, dont les contacts sont indiqués en 15.
L'excita tion de la. bobine 14 provoque la fermeture des contacts 15 et, de ce fait, celle d'un cir cuit de décharge pour un condensateur 17 au travers de la bobine 5 qui, par conséquent, est excitée par une pulsation de courant et applique une force de rappel à l'organe 3.
Les condensateurs 6 et 17 peuvent être chargés d'une manière appropriée quelcon que, bien connue en elle-même. Comme cela a été représenté dans la figure, une source principale, reliée à des bornes 18, alimente; par l'intermédiaire d'un transformateur à gradins 19, -un groupe redresseur ordinaire 20 à tube à décharge, duquel est dérivé in courant continu ondulé pour les condensa teurs 6 et 17.
Afin d'empêcher qu'un courant trop élevé ne passe dans les enroulements du transformateur 19 et ne détériore le tube du redresseur 20 quand les condensateurs 6 et 17 se déchargent, les circuits de décharge ayant des résistances ohmiques faibles, il est préférable de protéger les circuits de charge. Dans la figure, cette protection est. assurée en intercalant, en série avec le primaire du transformateur 19, des contacts de relais 21 et 22 qui, normalement, sont fermés, mais qui sont disposés de manière à s'ouvrir quand des enroulements 23 et 24 de leurs relais res pectifs s'excitent.
L'enroulement de relais 23 est excité juste avant l'excitation de l'enrou lement de relais 8, au moyen d'im balai sup plémentaire 25 du commutateur 12, tandis que l'enroulement 24 est excité juste avant l'enroulement 14 au moyen d'une paire sup plémentaire de contacts 26 actionnée par l'organe 3, quand ce dernier se déplace dans le sens de la flèche en trait plein.
En géné ral, le relais 24 avec son contact 22 et le cir cuit qui lui est adjoint ne sont pas nécessai res, le circuit de la bobine 5 n'ayant pas d'habitude une résistance assez faible pour qu'il soit nécessaire de prévoir une protection des appareils 19 et 20; cette protection est cependant représentée à la fig. 1 pour que cette dernière soit complète.
Un dispositif, tel que celui que représente la, fig.1, s'adapte parfaitement à la commande d'une presse mécanique et permet d'obtenir relativement facilement des forces puissantes. Dans une presse d'essai, la bobine de répulsion avait un diamètre extérieur de 76,2 mm, un dia mètre intérieur de 12,7 mm et une épaisseur de 12,7 mm; elle était constituée par 180 spires de fil émaillé, recouvert de coton, de 1 mm de diamètre. La face adjacente à l'or gane de répulsion était recouverte d'une tôle d'acier inoxydable de 0,65 mm d'épaisseur.
L'organe de répulsion était im, disque d'alu- minium de 76,2 mm de diamètre et de 6,35 mm d'épaisseur; il était fixé à une tige centrale d'aluminium de 25,4 mm de diamètre et de 76,2 min de longueur, qui était prolongée par une tige d'acier doux, ayant aussi 25,4 mm de diamètre et 50,8 mm de longueur. Un ressort léger enroulé autour de la tige d'aluminium maintenait l'organe de répul sion contre le revêtement d'acier de la bo bine de répulsion. La matrice de la presse était montée sur l'extrémité d'une tige d'acier qui passait au travers d'un bloc de guidage en acier, ladite matrice s'ajustant, à la fin de la course, dans un bloc d'acier durci per ; foré de manière à pouvoir la recevoir.
Le solénoïde de rappel était monté juste au-des sus du bloc de guidage en acier et consistait en 4000 spires de fil émaillé, recouvert de soie, de 0,2 mm de diamètre, constituant une bobine d'environ 76,2 mm de diamètre exté rieur, 38,1 mm de diamètre intérieur et 38,1 mm d'épaisseur.
lie condensateur, à partir duquel la bo bine de répulsion était alimentée en courant ondulé avait une capacité de 50 inicrofarads et était chargé de 4000 volts. Lors d'une dé charge, la force de répulsion résultante, pro duite sur l'organe de répulsion, était d'envi ron 5 tonnes, de sorte que le poinçon péné trait dans le métal placé juste en dessous et au-dessus du bloc de matrice. La décharge se produisait en environ 1 millième de seconde. Le même condensateur fut employé tant pour l'excitation de la bobine de répulsion que pour celle du solénoïde de rappel, mais, pour faire fonctionner ce dernier, il n'était chargé qu'à 1500 volts.
Environ un quart. de seconde après avoir fait. fonctionner l'organe de ré pulsion, le condensateur (à 1500 volts) était déchargé dans le solénoïde de rappel qui, agissant sur la partie clé la tige en acier, ra menait le poinçon en le retirant du métal, dans lequel il avait pénétré pendant la course de répulsion. La seconde impulsion ou impul- Sion de rappel durait environ 1 cinquième de seconde. L'impulsion de répulsion exigeait environ 400 joules d'énergie et la course de rappel près de 62 joules, de sorte qu'environ 462 watts-secondes étaient prélevés sur la source d'énergie électrique.
Puisque, dans le ; cas de la bobine de répulsion, 400 joules étaient libérés en 1 millième de seconde, la puissance électrique disponible pendant cette période était de 400 k@V et, en admettant que le rendement de conversion en énergie méca nique soit d'environ<B>8%,</B> comme c'est le cas dans la pratique, cela correspond à une puis sance d'environ 43 chevaux.
La fig. 2 représente schématiquement une forme d'exécution de l'invention appliquée à, la commande d'une soupape d'injection de carburant d'un moteur Diesel.
A la fi-. 2, un organe de répulsion 2, ayant la forme d'un disque d'aluminium, de cuivre, d'argent ou d'un autre métal bon con-, ducteur de l'électricité, est monté dans un cy lindre 27, formé par un élargissement d'un tuyau 28 et 29 d'alimentation en huile coiu- bust.ible, fait en acier inoxydable ou autre matière de faible conductibilité électrique et . perméabilité magnétique; il est fixé à une broche évidée 30, en acier inoxydable ou ana logue, se trouvant dans le tuyau fixé à l'une des faces plates du cylindre 2.
L'organe d'im pulsion possède une ouverture centrale con duisant à l'évidement intérieur de la broche, dont les parois sont percées d'une ou plu sieurs ouvertures pour le passage de l'huile. A son autre extrémité (non dessinée), la bro che porte une soupape à pointeau (non des- f Binée) réglant l'injection de l'huile. Autour du tuyau 29, dans lequel se trouve la broche, et presque contre la face du cylindre, est placée une bobine d'impulsion 4, reliée par des contacts 7 et, éventuellement, au travers , d'une résistance réglable (non représentée), à un condensateur 6 chargé d'une manière con tinue. Le circuit de charge n'est pas repré senté à la fig. 2.
Quand les contacts 7 se fer ment, le condensateur 6 se décharge au tra vers de la bobine 4 et l'organe de répulsion 2 se déplace très rapidement vers la gauche de la fig. 2 pour ouvrir la. soupape à pointeau.
A la fi-. 2, on obtient également un mou vement de rappel par un effet de répulsion, une seconde bobine 4' étant montée autour du tuyau 2$ fixé sur l'autre face du cylindre, et cette bobine étant reliée (également, si c'est nécessaire, au travers d'une résistance régla ble non représentée) à im second condensa ;
teur 6 chargé d'une manière continue, ce cir cuit comprenant des contacts 7', disposés pour être fermés à un moment déterminé d'avance et, s'il y a lieu, variable après la fermeture des .contacts 7 dans le circuit du premier condensateur 6.
Une autre forme d'exécution, dans la quelle on obtient un effet de rappel réglé par un ressort, est représentée à la fi-. 3. Ici, un ressort 32 qui peut être réglable, est monté dans un cylindre 27, pour s'opposer au mou vement d'un organe de répulsion 2, quand un condensateur 6 se décharge, le second enrou lement 4' et le circuit du condensateur qui lui est adjoint à la fig. 2 n'étant naturelle , ment plus nécessaires. A la fig. 3, une résis tance réglable 33 est représentée couplée en série avec la bobine 4.
Au lieu d'un rappel par ressort ou par répulsion, une action magnétique de rappel peut être obtenue, par exemple comme mon tré à la fig. 4, en montant sur la broche un, manchon 3', en matière ferromagnétique, et en disposant une bobine 5', coopérant magné tiquement avec lui, à l'extérieur d'une partie appropriée d'un tuyau 29. Cette bobine peut être alimentée, par une source locale 34, au travers d'un rhéostat 35, à l'aide duquel on peut régler l'effet magnétique de rappel.
Ainsi, par un ajustement du courant dans la bobine magnétique 5', on peut régler, pour une impulsion donnée de décharge, le dépla cement de l'organe de répulsion et ajuster ainsi la durée de l'ouverture de la soupape. Toutefois, on peut aussi employer un rappel électromagnétique en excitant l'enroulement par pulsation, à partir du circuit de décharge d'un condensateur, de la même manière que la bobine 5 et le condensateur 17 et les con tacts 15 qui lui sont raccordés à la fig. 1.
En général, on préfère, bien que ce ne soit en aucune façon nécessaire, employer des bobines d'impulsion du type plat en ga lette , c'est-à-dire dans lesquelles le diamètre de la bobine est plus grand que sa longueur, plutôt que des bobines longues, de petit dia mètre, parce que l'efficacité (rapport de la variation d'énergie cinétique de l'organe de répulsion à la variation d'une charge d'éner gie dans le condensateur) est plus élevée avec le premier type de bobine.
Toutefois, des formes très diverses peuvent être adoptées pour la bobine de répulsion et l'organe de ré pulsion. Ainsi, comme on le voit à la fi-. 5, -une bobine 4 peut avoir une forme de solé noïde, avec un anneau ou disque 2 pénétrant d'environ =/3 de sa longueur à l'intérieur de la.
bobine, ou bien un organe de répulsion en forme de disque ou d'anneau plat peut être appuyé contre la face latérale d'une bobine de répulsion, comme dans les fig. 1 à 4, ou enfin, comme le montre la fig. 6, l'organe de répulsion peut avoir la forme d'in cône tron qué et la face latérale de la bobine 4 avoir une forme conique correspondante sur à peu près la moitié de la longueur de la bobine, pour recevoir l'organe de répulsion.
Les dispositions dans lesquelles de très forts courants passent dans -une bobine de ré- pulsion pendant des temps très courts, c'est à-dire quand on emploie des condensateurs de grande capacité chargés sous une tension élevée en liaison avec des bobines de répul sion, dont. le nombre de spires et l'inductance sont relativement faibles, il est avantageux de se servir de bobines appelées à enroule ment ondulé , bien connues par elles-mêmes.
Cela contribue à donner de la régularité au fonctionnement en évitant des déplacements subits de spires dans la bobine elle-même, quand le courant de décharge la traverse.
Dans les formes d'exécution décrites et illustrées jusqu'ici, l'organe de répulsion a. été supposé mobile et la ou les bobines d'im pulsion fixes. Il est évident que cela n'est pas indispensable, puisque la force de répulsion étant relative, l'organe de répulsion ou la bo bine de répulsion ou tous les deux peuvent être mobiles.
Dans une forme d'exécution de ce genre, représentée à la fig. 7, un organe de répulsion 2 est monté sur l'extrémité d'une tige de poussée 36, par exemple en acier inoxydable (out tune autre matière appropriée quelconque, non magnétique et de faible con- ductibilité électrique), qui actionne une sou pape d'injection de carburant (non représen tée) et glisse dans le sens de sa longueur, dans un support 37 monté dans un tuyau 38, qui peut aussi être en acier inoxydable.
Ce tuyau est ajusté dans l'axe d'un cylindre 39, fermé à l'une de ses extrémités par tune paroi plane (au travers de laquelle sortent, comme on le voit, le tuyau et la tige de poussée) et à l'autre par un organe 40 semblable à un piston, susceptible de glisser sur le tuyau et présentant. de l'autre côté un évidement pour donner la place nécessaire à une bobine d'im pulsion 4 qui y est logée. Le tuyau porte des ouvertures 41, débouchant dans le cylindre, près de la face plane, de manière que de l'huile combustible puisse être introduite dans ledit cylindre par un conduit 42, à tra vers une soupape d'arrêt et. à partir d'une alimentation appropriée sous pression (non représentées).
Quand une impulsion est. don née à la bobine d'impulsion 4, l'organe de ré pulsion 2 et la bobine 4 (à laquelle est fixé le piston 40) sont déplacés dans des sens opposés, le premier ouvrant la soupape de carburant et la seconde produisant un effet de pom page pour forcer l'huile à passer dans le i tuyau 38 et dans la soupape qui maintenant est ouverte. Après l'impulsion, la pression d'huile ramène la bobine à sa position initiale et l'organe de répulsion est rappelé aussi par l'un quelconque des procédés déjà décrits. L'organe de répulsion peut être placé dans un logement 43, pourvu d'un tuyau 44 con duisant à une pompe à huile combustible (non représentée), de faon que toute l'huile qui pourrait suinter par le support 3 7 de la tige de poussée soit récupérée.
Si on le désire, le piston 40 peut être ramené par un ressort à sa position initiale (celle qui est représen tée), de faeon qu'après une impulsion, il soit rappelé par le ressort et qu'ainsi il aspire de l'huile dans le cylindre 39 par la soupape 42. Dans ce cas, les dispositions peuvent être telles qu'il n'y ait pas besoin de fournir l'huile combustible sous pression.
Là où l'on se sert d'un rappel magnétique de l'organe de répulsion par une bobine ma gnétique excitée d'une manière continue (comme à la fig. 4), dans le cas où l'on em ploie le dispositif objet de l'invention pour l'injection de carburant dans des moteurs Diesel, on peut obtenir un réglage automa tique en appliquant des pulsations d'ampli tude constante à la. bobine d'impulsion et en réglant le temps d'ouverture de la soupape à carburant par Lui réglage du courant de la bobine.
Le temps d'ouverture de la soupape sera d'autant plus long pour une impulsion donnée que le courant de la bobine est plus faible. La. fi-. 8 représente une disposition de cette nature. Un rhéostat 35, branché dans le circuit d'une bobine 5', est utilisé pour agir comme réglage d'admission, tendant à faire --injecter une plus grande quantité d'huile et à accélérer le moteur, si la résis tance 35 est. augmentée. La tension de la bo bine 5' est modifiée en fonction de la vitesse du moteur.
Comme représenté en fig. 8, cette tension peut. être dérivée d'une petite géné ratrice 45, à courant continu et à basse ten sion, actionnée par le moteur et on obtient ainsi un effet de réglage de l'admission, car si la charge du moteur tombé en provoquant une augmentation de vitesse, la tension aug mentera dans le circuit de la bobine et ré duira le temps d'ouverture de la soupape en s'opposant ainsi à l'augmentation de la vitesse.
Pour augmenter le degré de réglage obtenu, on préfère intercaler dans le circuit d'une bobine d'impulsion 4 une seconde résis tance variable 46, dont le réglage se fait de façon qu'une variation de résistance en 35, qui augmente le courant de la bobine 5', soit accompagnée d'une variation de résistance en 46, qui diminue le courant de la bobine d'im pulsion et vice versa. Le reste de la fig. 8 sera décrit plus tard.
A la fig. 1, les circuits de décharge des condensateurs sont commandés par des con tacts actionnés par des relais, et dans les autres fig. 2 à 7, schématiques et très sim plifiées, les moyens commandant les circuits àe décharge sont représentés simplement par des contacts d'interrupteurs, sans que les moyens qui les actionnent aient été dessinés.
La commande nécessaire des circuits de dé charge des condensateurs peut cependant être effectuée par un moyen quelconque différent soit par des interrupteurs actionnés par des cames ou par des moyens analogues, soit par des commutateurs, soit encore, comme on le voit .à la fig. 1, par des interrupteurs cons titués par des contacts de relais, soit enfin par une disposition entièrement électrique, comprenant des interrupteurs constitués par des dispositifs électroniques, tels que des thyratrons, qu'on peut faire passer de l'état conducteur à l'état non conducteur d'une ma nière bien connue en elle-même,
en leur appliquant des potentiels de commande. 'Un réglage par interrupteurs électroniques est bien adapté aux cas dans lesquels un réglage exact est demandé, par exemple pour la com mande de soupapes d'injection de combusti ble de moteurs Diesel. Ainsi, revenant à la fig. 8, la bobine d'impulsion 4 et la résistance réglable 46 sont en série avec l'espace anode- cathode d'un tube à décharge à remplissage gazeux 47 (appelé thyratron) au travers d'un condensateur 6.
La bobine 5', en série avec sa résistance réglable 35, est reliée aux bornes de la dynamo à basse tension 45, entraînée par le moteur, comme cela a déjà été décrit. Le moteur entraîne aussi une dynamo à haute tension 48 qui charge le condensateur 6 au travers d'une résistance appropriée 49. La ca thode du thyratron est chauffée par l'élément de chauffage usuel, qui peut être alimenté par une batterie de démarrage normale 50, et le circuit de grille du thyratron comprend une source 51, chargeant négativement la grille et disposée en série avec im enroule ment inducteur 52.
Par l'intermédiaire de la résistance 46 et de la bobine 4, l'anode du thyratron est reliée au même côté du conden sateur 6 que celui auquel est reliée (par l'in termédiaire de la résistance 49) la borne posi tive de la dynamo à haute tension 48, de façon que ledit thyratron reçoive un potentiel d'anode de cette dynamo, bien que cela ne soit pas absolument nécessaire.
l@ormalement, le thyratron est non conducteur, mais, quand une impulsion de tension convenable est in duite dans l'enroulement inducteur 52 (le procédé pour régler et induire cette impul sion sera décrit plus tard), l'effet du poten tiel négatif de la source 51 est annulé, le thyratron s'amorce et la bobine d'impulsion 4 reçoit presque instantanément un flux de<B>dé-</B> charge du, condensateur 6.
Considérons le fonctionnement de cette disposition. Aussitôt que le moteur est mis en marche par un moteur de démarrage 53 par la fermeture d'un interrupteur 54, la dynamo à basse tension 45 fournit du courant pour la bobine magnétique 5' et le condensateur 6 est chargé par la dynamo à haute tension 48.
A un moment précis, pendant le déplacement du piston du moteur, l'enroulement induc teur 52 reçoit une impulsion de tension (comme cela sera décrit plus tard), le thy- ratron 47 devient conducteur, la bobine d'im pulsion 4 reçoit une décharge qui fait fonc tionner l'organe de répulsion (non représenté à la fig. 8) et de l'huile est injectée dans le cy lindre, de façon que l'explosion du mélange se produise dans ce cylindre du moteur. A ce moment, le moteur tourne encore lentement.
Les paramètres du circuit et, en particulier, la constante de temps du circuit de charge du condensateur et la caractéristique de ten sion de la dynamo à haute tension 48 en fonction de la vitesse sont choisis de façon qu'à ce moment la tension du condensateur soit encore relativement basse, bien qu'elle soit assez haute pour faire fonctionner l'or gane de répulsion.
Le moteur s'accélère, mais, en raison des constantes du circuit calculées d'avance, la vitesse de charge du condensa teur est encore plus grande que sa vitesse effective de décharge à travers le thyratron, de sorte que la force des impulsions de la bo bine d'impulsion augmente avec la vitesse du moteur. Toutefois, cette augmentation est contrebalancée par l'accroissement simultané du courant de la bobine, par suite de l'aug mentation de la tension de la dynamo à basse tension 45, actionnée par le moteur. Ainsi, pendant. la période initiale d'accélération, la quantité d'huile injectée sera à peu près constante.
Toutefois, quand une certaine vi tesse a été atteinte, la charge du condensa ; teur 6 atteint une valeur maximum et, bien que le moteur tende à. accélérer le rythme d'allumage du thyratron, cette valeur de la tension n'est plus dépassée. En effet, bien que la tension fournie par la dynamo 48 augmente avec la vitesse du moteur, la cons tante de temps du circuit de charge du eon- densateur est cause que la tension aux bornes de celui-ci est en retard sur la tension fournie par la dynamo, si bien que l'amor çage du thyratron provoque la. décharge du condensateur avant. qu'il ne soit chargé à la tension maximum fournie par la dynamo et qu'une tension maximum, déterminée d'avance, n'est pas dépassée.
Par conséquent, une fois qu'une certaine vitesse a été atteinte, le con densateur 6 se décharge toujours à une ten sion constante, donnant une impulsion de force constante à la bobine d'impulsion. Le courant de la bobine 5' augmente cependant avec la vitesse, de sorte qu'on obtient titi effet automatique de réglage, le moteur se mainte nant à une vitesse à peu près stable et. cons tante, déterminée par la position du réglage d'admission constitué par le réglage diffé rentiel des résistances 35 et 46 de la bobine magnétique et. de la bobine d'impulsion.
Ainsi, au-dessus d'une vitesse minimum, des varia tions de charge produisent des variations du courant de la bobine 5' qui ne sont. pas con trebalancées par des variations du courant de la bobine d'impulsion, et l'injection de com bustible est modifiée automatiquement pour maintenir une vitesse ajustée par ledit ré glage d'admission , malgré ces variations de la charge.
Il y a de nombreux moyens différents à, l'aide desquels on peut commander l'amor- < ;age du thyratron et, par conséquent, le ré glage (le la commande des soupapes. Par exemple, comme on le voit. à la fi-. 9. un pe tit aimant 55 peut être monté sur un disque isolant approprié 56, que porte l'arbre du mo teur, de telle façon que, quand le moteur tourne, cet aimant passe tout près et sous un enroulement inducteur 52 (ou un enroule ment séparé, couplé ou relié avec lui), pour produire ainsi, par induction, la. tension de commande nécessaire;
ou, comme le mon tre la fig. 10, un disque isolant 56 peut poi - ter une petite plaque conductrice 57 qui passe sous deux plaques conductrices fixes 58 du circuit de grille du thyratron, les couplant ainsi électrostatiquement et commandant ainsi l'amorçage du thyratron par un changement de capacité, ou encore un disque peut agir de la même manière qu'un commutateur ou peut être disposé de façon à. actionner un inter rupteur qui commande l'amorçage du thyra- tron ou décharge directement le condensateur.
On ne donne pas la préférence à une dé charge directe du condensateur, malgré sa simplicité au point de -lie électrique,\ parce qu'elle donne un réglage légèrement moins précis et expose des parties du moteur à être soumises à des tensions élevées.
On peut effectuer un ajustement de ré- plage, par exemple par un montage réglable de l'enroulement inducteur, des plaques de la. capacité, ou encore du balai ou du contacteur du commutateur (suivant. le cas) ou par un ajustement de la polarisation du thyratron (si on en emploie un) et par une disposition de ce dernier permettant son amorçage avant que la tension d'amorçage maximum possible ne soit atteinte.
On peut relier un tube redresseur à atmo sphère gazeuse en opposition aux bornes du thyratron. Dans ce cas, c'est la décharge complète du condensateur qui passera par la bobine d'impulsion, au lieu de la première pointe positive seulement de la décharge oscil lante du condensateur.
Dans une autre forme d'exécution, repré sentée par la fig. 11 et. employant deux bo bines d'impulsion 4 et 4', l'une pour ouvrir la soupape et l'autre pour la fermer, la bobine d'ouverture 4 est reliée en série avec l'espace anode-cathode d'un thyratron 47', au travers d'un condensateur réglable 6', et la bobine de fermeture 4' est reliée, par l'intermédiaire d'un tube redresseur à décharge gazeuse 59, au travers du même condensateur, à la ca thode du thyratron, cette dernière et l'anode du tube redresseur étant reliées l'une à l'au tre et au potentiel négatif de la source de charge (non représentée),
dont la borne po sitive est reliée à l'autre borne du condensa- teur. Le thyratron est bloqué par un poten tiel appliqué à sa grille par um conducteur 60 et il est disposé, par exemple comme cela a été décrit plus haut, pour recevoir une im pulsion de commande sur sa grille au mo ment de l'allumage.
Cette disposition du cir cuit l'apparente évidemment à un circuit oscillant et (pourvu que le coefficient de sur tension
EMI0010.0010
soit élevé, c'est-à-dire qu'il n'y ait pas trop de résistance dans ce cir cuit) la décharge du condensateur 6' sera du type d'un train d'ondes amorties. Effective ment, le thyratron 47' ne peut s'amorcer, c'est-à-dire laisser passer du courant, que lors que son anode est portée à un potentiel posi tif, en même temps qu'un potentiel d'amor çage est appliqué à sa grille.
Par conséquent, en raison de la polarité de la charge du con densateur, il passera du courant dans la bo bine d'ouverture 4 (quand le thyratron est commandé) seulement pendant la moitié de la première période de la décharge oscillante et, pendant cette demi-période, le redresseur 59 sera bloqué. Toutefois, pendant la demi- période suivante, le thyratron se bloque et le redresseur s'amorce en donnant une impul sion de décharge par la bobine d'impulsion de fermeture 4'. Ainsi, une moitié de la pre mière période ouvre la soupape et la moitié suivante la ferme.
L'intervalle de temps s'écoulant entre l'ouverture et la fermeture dépend de la fréquence propre du circuit, qu'on peut naturellement régler en ajustant l'inductance, ou la capacité ou les deux en même temps. Il est évident qu'une troi sième demi-période ne peut produire ime impulsion dans la bobine d'impulsion, parce que l'anode du redresseur est maintenant né gative et que l'impulsion de commande du thyratron fait défaut.
Il est clair que, puisque l'intervalle de temps s'écoulant entre l'ouverture et la fer meture de la soupape d'injection du carbu rant dépend de la fréquence propre du cir cuit, le réglage de l'inductance ou de la capa cité (ce dernier réglage convient mieux) ré glera l'importance de l'injection du carbu rant et que l'ajustement de l'inductance, ou de la capacité, ou les deux, s'il est différen tiel, peut être utilisé pour produire l'effet d'un réglage d'admission et, si on le désire,
d'un réglage d'admission automatique agis sant de façon à maintenir la vitesse choisie à peu près constante, malgré des variations de la charge du moteur. Par exemple, le con densateur 6' de la fie. 11 peut être réglé en fonction de la vitesse du moteur, sa capacité diminuant quand la vitesse augmente.
Un condensateur centrifuge convenable, propre à être utilisé dans ce but, est représenté dans des vues orthogonales par les fie. 12 et 13 et comprend in disque isolant 61, entraîné par le moteur et portant deux cylindres concen triques de métal 62 et 63, ayant un axe de rotation commun.
Le cylindre extérieur porte, au moyen de. ressorts 64, dirigés sui vant des rayons, plusieurs (par exemple quatre) plaques arquées 65, qui coopèrent avec le cylindre intérieur 62 pour constituer le condensateur 6' de la fie. 11, dont la con nexion est réalisée au moyen de balais 66. Quand la vitesse de rotation augmente, les ressorts sont comprimés par la force centri fuge croissante agissant sur les plaques arquées, l'intervalle des plaques et du cylin dre intérieur s'accroît et la capacité diminue.
Un tel condensateur peut constituer le con densateur 6' principal ou produisant le ré glage d'admission de la fie. 11, ou il peut être -Lin condensateur auxiliaire couplé en pa rallèle avec celui-ci.
Pour simplifier la description, il n'a pas été fait mention jusqu'ici de moteurs à cy lindres multiples, mais il est évident que le dispositif objet de l'invention peut leur être appliqué, en prévoyant soit un condensateur de décharge distinct pour chaque cylindre, soit un condensateur commun et une disposi- tion appropriée de distributeur.
Par exemple, dans un moteur à quatre cylindres, il peut être prévu, comme le montre la fig. 14, qua tre dynamos 48,à haute tension, entraînées par le moteur, chargeant chacune son propre condensateur 6 à travers une résistance 49, chaque condensateur étant disposé pour être déchargé par son propre thyratron 47, com mandé de la manière déjà décrite chacun par son propre enroulement inducteur de com mande 52. Les enroulements inducteurs sont placés autour d'un disque 56 qui porte un aimant 55 et que le moteur fait tourner. Une source commune de potentiel 51 peut être prévue pour tous les thyratrons.
Dans une autre forme d'exécution représentée par la fig. 15 et qui est une modification de la pré cédente, les condensateurs 6 sont chargés cha cun au travers d'un redresseur 67 distinct, par l'un des secondaires 68 d'un transforma teur à plusieurs enroulements ayant un pri maire 69, alimenté par une machine à courant alternatif 48', entraînée par le moteur. Ou encore, au lieu de se servir de plusieurs dy namos de charge, une pour chaque cylindre, on peut employer une machine composée, comprenant un rotor commun et quatre sta tors, ou bien un stator commun et quatre ro tors.
Alternativement, comme on le voit à la fig. 16, les quatre condensateurs 6 pourraient être connectés en série, ayant un circuit de charge commun, alimenté par un gros con densateur principal 70, qui est chargé d'une manière continue par une source appropriée (non représentée) au travers d'une résistance 71, à travers un organe interrupteur actionné par le moteur.
Cet organe porte un aimant 55 pour produire par induction des tensions dans les quatre enroulements inducteurs 5 2 servant à commander les thyratrons; il porte aussi un contact coopérant avec un balai 72 qui, une fois par tour du moteur, relie la borne positive du condensateur principal 70 à, la borne positive du groupe de quatre con densateurs de décharge 6, montés en série, la borne négative du condensateur principal étant reliée directement à la borne négative dudit groupe de condensateurs en série.
Dans une forme d'exécution représentée par la fig. 17, et dans laquelle on emploie seulement un seul condensateur 6 pour un moteur à plusieurs cylindres, le condensateur est relié par l'intermédiaire d'un thyratron principal 47' à une source appropriée de tension (non représentée), de façon à être chargé par elle une fois par tour du moteur, cette charge étant effectuée par l'amorçage du thyratron, provoqué par tout moyen de commande convenable (non représenté). Sur ce condensateur sont branchés quatre circuits (en admettant que le moteur ait quatre cylin dres), comprenant chacun un thyratron 47" en série avec une résistance 49' et un enrou lement d'impulsion 52.
Les anodes et les ca thodes des thyratrons 47" sont alternées, c'est-à-dire que le premier a son anode reliée à l'un des fils, que le second a sa cathode reliée à ce même fil, et ainsi de suite. Les quatre résistances ont des valeurs différentes, régulièrement décroissantes en allant du pre mier des thyratrons 47" au dernier. Les qua tre thyratrons 47" sont disposés pour être commandés aux moments voulus par un moyen approprié quelconque (non repré senté). Quand le premier de ces thyratrons est commandé, il laisse passer du courant pen dant la première demi-période positive de la décharge oscillante principale, c'est-à-dire jusqu'à ce que son anode devienne négative.
Quand le thyratron suivant est commandé, il laisse passer du courant pendant la demi- période (négative) subséquente de la dé charge, puisqu'il est inversé par rapport au premier thyratron. Ainsi, quatre demi- périodes successives de la décharge produi sent quatre impulsions, une pour chaque en roulement d'impulsion. Les quatre résistances 49' de valeurs décroissantes ont pour effet d'assurer que les quatre décharges soient d'égale amplitude, malgré l'état de la charge du condensateur qui est réduite par chaque décharge successive de la série de quatre.
On peut ainsi, bien qu'on ne donne pas la pré férence à cette solution, se servir de quatre bobines d'impulsion de grandeur différente, de faon. que des impulsions inégales puissent produire des injections d'huile égales.
Il est évident que l'invention pourrait être appliquée de nombreuses autres manières .non décrites ici. Par exemple, quand l'invention est appliquée à la commande de l'injecteur de carburant d'un moteur Diesel, le réglage de l'injection de carburant peut être effectué, non par un organe actionné par le vilebre quin du moteur, mais par un ou plusieurs organes disposés dans un ou plusieurs cylin dres du moteur.
Ainsi, une résistance au car bone peut être exposée à la pression d'un cy lindre et disposée pour commander un thz-- ratron pour l'injection d'huile combustible, quand cette pression atteint une valeur dé terminée d'avance; un cristal piézoélectrique peut, d'une manière analogue, être exposé à la pression du cylindre et employé comme or gane de commande; une paire de conduc teurs isolés peut être convenablement placée dans le cylindre, de façon à constituer deux plaques d'un condensateur à trois plaques, le piston constituant la troisième plaque et une commande étant effectuée quand le piston est dans une position déterminée d'avance par rapport aux deux conducteurs, constituant ainsi une capacité déterminée d'avance;
une capacité variable, construite de la même ma nière qu'un microphone électrostatique, peut être montée dans le cylindre, avec son dia phragme soumis à la pression du cylindre, ladite capacité étant disposée de façon à agir comme organe de commande, quand sa capa cité atteint une valeur correspondant à une pression du cylindre déterminée d'avance.
De p1115, si on le désire, des procédés connus de réglage peuvent être employés avec des dispositions décrites ci-dessus. Ainsi, quand une résistance, une inductance ou une capacité réglable est disposée de façon à agir en fait comme réglage d'admission, elle peut, être soumise à un ajustement automatique par un régulateur centrifuge.
Electromechanical device designed to work at high speed. The subject of the invention is an electromechanical device intended to work at high speed, which can be applied wherever it is necessary to obtain a mechanical movement over a short distance, the speed of which is very high and precisely regulated.
There are innumerable machines, parts of which must move over short distances at very high speeds. Hitherto, these movements have generally been obtained by purely mechanical means, for example with the aid of quick-lift cams, mechanisms acting by hammer blows, etc. These mechanisms are. far from giving satisfaction, because wear due to heavy loads is rapid, because it is very difficult to prevent excessive noise and because these mechanisms must be made with great accuracy and with very hard materials, so that their manufacture is. expensive.
In addition, mechanical inertia imposes unfavorable limits on travel speeds. which can be safely obtained by mechanical means. The object of the present invention is to avoid these defects and these restrictions and to create an electromechanical means with the help of which one can obtain, over short distances, powerful movements. very high speed and, if necessary, set exactly and which is. relatively simple, space-saving and safe to operate. The invention can be applied to a very large extent to machines of very different kinds, too numerous and too varied for all of them to be indicated.
However, one can mention among the applications of the invention, but only. for example, the starting of mechanical presses and the control of the valves of an internal combustion engine, in particular of a diesel engine with fuel injection, since these two cases are typical examples of the problems that the invention seeks to resolve. We will first consider the last case, that of controlling the valves of a diesel engine with fuel injection.
Theoretically, a diesel engine fuel injection valve should open instantly and exactly. at one point. determined in advance of the engine operating cycle. It is obvious that this theoretical ideal cannot. to be reached, since it is necessary. time for the valve to open.
In recent studies of internal combustion engines, it is sought to obtain due the valves move as quickly as possible from the position where they are fully closed, to that where they are fully open; the mechanical limits of a cam-operated mechanism are such that, even with the greatest care in the design and manufacture of such a mechanism, the results ultimately remain well below the limit. ideal and it can be said that the limit of the possible development of the cam-operated mechanism has almost been reached and that there is little chance that much further progress will be made in this direction.
By applying the present invention to operate the valves of diesel engines and other internal combustion engines, said valves can be actuated with a considerably greater rapidity than is possible with cams or the like, while at the same time getting -Lin much more precise adjustment.
It is also known that the efficiency and performance of a mechanical press depends to a very large extent on the speed and accuracy of the movement of the press members and in this case too it can be said that we have almost reached the limit of the possible development of conventional mechanical presses operated mechanically.
By applying the present invention to the operation of a mechanical press, considerably higher speed of the press members can be achieved, while achieving very high accuracy. , The electromechanical device, intended to work at high speed, object of the invention, comprises a means for accumulating electrical energy, a means for suddenly discharging at least part of the energy of said storage means in a discharge circuit, at a predetermined time,
at least one repulsion coil interposed in said discharge circuit, a non-ferromagnetic repulsion member of good electrical conductivity arranged so as to be adjacent to said repulsion coil, and means for using, in order to actuate a mechanical member to be set in motion, the repulsive force coming into play between said repulsion coil and said repulsion member, when said discharge occurs through the circuit of the repulsion coil.
Very large forces and rates of acceleration are achievable with such a device, the force increasing with the intensity of the current passing through the winding and the acceleration increasing with the rate of increase of the current.
To give only an experimentally controlled example, a rolling element cooperating with an organ in the form of a copper ring weighing 100 grams and arranged to withstand a current of 3000 amperes for 1 / = @@ o of se conde, produced on the ring a force of the order of magnitude of 5000 kilograms and an acceleration of the order of magnitude of 100,000 g (g = 981 cm / sec2).
The means for accumulating electrical energy may preferably comprise an electrostatic capacitor which is charged to a high voltage from a main network or other source, and suddenly discharged at the desired time in a network. discharge circuit, the inductance of which is such that with the value of the capacitance employed and the ohmic resistance of the winding, the damping of the oscillating discharge is lower than the critical value.
In the numerical example of the previous paragraph, a 140 millifarad capacitor, charged at 5500 volts, was used, the circuit. discharge having an induction of 500 microhenries and a resistance of <B> 0.15 </B> ohms. It gave a damped oscillating load of about 600 periods per second, in which a maximum current of about 3000 amps was reached at the end of the first quarter period.
Of course, forces of this magnitude are not always necessary: for example, to operate the fuel injection valve of a diesel engine, an 8 to 12 millifarad capacitor, charged to about 2000 volts will develop a force. sufficient.
The non-ferromagnetic conductive member, hereinafter referred to as the repulsion member, can be used as a driving member, or it is the winding, hereinafter called impulse winding, which can be used as such, or well, these two organs can also be used at the same time. -A movement in one direction can be performed, as stated above, and movement. The return can be caused by a means consisting, for example, of another winding acting on a repulsion or gane or in another way, according to the requirements of the machine to which the device is applied.
A movement. of recovery can, for example, be carried out by means of a winding acting on a ferromagnetic member, as in an ordinary solenoid. In some cases, in which the first movement made is caused by large forces, the use for the return movement of an ordinary solenoid, supplied with direct current, would not be satisfactory, because it would be necessary that this solenoid had such dimensions and power that their size would have serious drawbacks.
In such a case, a second capacitor, charged from a suitable source, can be provided and unloaded through a relatively small solenoid to cause the throttle movement.
In such a case, the solenoid should, in general, have a sufficient number of turns to give the inductance and resistance of its circuit values exceeding the critical damping point (taking into account the value of the capacitance circuit), so that there is produced in the solenoid a relatively weak pulsation of a rectified current, the maximum value of which is much higher than that which would be admissible in a solenoid of the same type, actuated at the ordinary way by current. continued. In this way we get. a wavy magnetic field acting on the ferromagnetic member to effect a return movement.
When employing a repulsive action or an action produced by a pulsating magnetic field, as has been described above for the two directions of movement, delay means must be provided for adjusting the relative durations of the forward and reverse movements. reminder . By adjusting the delay, the duration of the valve opening period can be adjusted, in the case where the device which is the subject of the invention is applied to actuate the valves of an internal combustion engine.
If this device is applied to actuate a regulating valve. a pressurized fluid, one can exert a return action either. entirely, or in part, by making use of the pressure of the fluid, the adjustment of the opening range then being effected by adjusting the effective pressure, or the force of the forward pulse or both.
Several methods of pulse adjustment can be employed. One of them consists in adjusting the potential at which the capacitor is charged and another in adjusting the ohmic resistance of the discharge circuit. These two methods, which can be used alone or together, can be called adjustment methods. exterior, since they do not include changes in the value of the motor winding inductance, or in the capacitance of the capacitor. Note that this adjustment of the. ohmic resistance of the circuit. The discharge rate produces an adjustment of the time constant and the damping of the discharge circuit, the time constant being increased (and therefore the acceleration decreased), as the resistance is increased.
In addition, an adjustment can be made by adjusting the value of the capacitor, or that of the inductance, or both. These adjustments will change the speed of the action by changing the frequency of the damped wave train that occurs when the capacitor is discharged.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the object device. of the invention and illustrates some of its applications.
Fig. 1 shows, schematically and in a simplified manner, a mechanical press or a similar mechanism, to which the device which is the subject of the invention is applied by employing in one direction a drive by repulsion and, for the return movement, a drive by pulsating electromagnetic field, while the other figures illustrate the application of the device to the valve control of an internal combustion engine.
In the press shown in FIG. 1, the organ to be set in motion - is shown schematically by - a rod 1 which must be moved over a short distance with a very high speed in the direction of the arrow in solid lines and recalled in the direction of the dotted line arrow.
The first movement is obtained by means of a non-ferromagnetic repulsion member 2, for example a thick copper disc, and the second by means of a ferromagnetic plunger 3, parts 2 and 3 being all two fixed on the rod 1. The repulsion member 2 is placed so as to be very close to one face of a repulsion coil 4 and the plunger piston 3 -is placed in the axial cavity of a lenoid so 5. A rapid movement of the repulsion member in the direction of the arrow in solid lines is obtained by a sudden discharge of a capacitor 6.
In fig. 1, this is done by closing - contacts 7 of a relay, comprising a winding. 8 which is supplied from a suitable source, represented by a battery 9, through the intermediary of a contact segment 10 and a brush 11 of a switch 12, which is rotated in the direction of the arrow. When the coil 4 is excited by the pulsation of the discharge of the capacitor 6, the member 2 moves very suddenly to the left of the figure and, when a predetermined displacement has taken place, the member 3 closes contacts 13 and thus energizes, from a suitable source, represented by a battery 16, a winding 14 of a relay, the contacts of which are indicated at 15.
The excitement of the. coil 14 causes the closing of the contacts 15 and, therefore, that of a discharge circuit for a capacitor 17 through the coil 5 which, therefore, is excited by a current pulse and applies a restoring force to organ 3.
Capacitors 6 and 17 can be charged in any suitable manner, well known in itself. As has been shown in the figure, a main source, connected to terminals 18, supplies power; by means of a step transformer 19, -an ordinary rectifier unit 20 with discharge tube, from which is derived in corrugated direct current for the capacitors 6 and 17.
In order to prevent too high current from passing through the windings of the transformer 19 and damaging the tube of the rectifier 20 when the capacitors 6 and 17 discharge, the discharge circuits having low ohmic resistances, it is better to protect charging circuits. In the figure, this protection is. ensured by interposing, in series with the primary of the transformer 19, relay contacts 21 and 22 which normally are closed, but which are arranged so as to open when the windings 23 and 24 of their respective relays are excite.
The relay winding 23 is energized just before the energization of the relay winding 8, by means of an additional brush 25 of the switch 12, while the winding 24 is energized just before the winding 14 at the same time. means of an additional pair of contacts 26 actuated by the member 3, when the latter moves in the direction of the arrow in solid lines.
In general, the relay 24 with its contact 22 and the circuit which is attached to it are not necessary, the circuit of the coil 5 not usually having a resistance low enough for it to be necessary to provide protection of devices 19 and 20; this protection is however shown in fig. 1 so that the latter is complete.
A device, such as that shown in, fig.1, adapts perfectly to the control of a mechanical press and makes it possible to obtain powerful forces relatively easily. In a test press, the repellant coil had an outside diameter of 76.2 mm, an inside diameter of 12.7 mm and a thickness of 12.7 mm; it consisted of 180 turns of enamelled wire, covered with cotton, 1 mm in diameter. The face adjacent to the repellant was covered with a stainless steel sheet 0.65 mm thick.
The repellant was an aluminum disc 76.2 mm in diameter and 6.35 mm in thickness; it was attached to a central aluminum rod 25.4 mm in diameter and 76.2 min in length, which was extended by a mild steel rod, also 25.4 mm in diameter and 50.8 mm length. A light spring wound around the aluminum rod held the repellency member against the steel coating of the repellency coil. The die of the press was mounted on the end of a steel rod which passed through a steel guide block, said die fitting, at the end of the stroke, into a steel block hardened per; drilled so as to be able to receive it.
The return solenoid was mounted just above the steel guide block and consisted of 4000 turns of enameled, silk-covered wire 0.2 mm in diameter, forming a coil approximately 76.2 mm in diameter outside, 38.1 mm internal diameter and 38.1 mm thick.
The capacitor, from which the repulsion coil was supplied with ripple current, had a capacity of 50 inicrofarads and was charged with 4000 volts. During unloading, the resulting repulsive force, produced on the repellant member, was about 5 tons, so that the punch penetrates into the metal placed just below and above the block. matrix. The discharge occurred in about 1 thousandth of a second. The same capacitor was used both for the excitation of the repulsion coil and for that of the return solenoid, but, to operate the latter, it was charged only to 1500 volts.
About a quarter. of second after doing. operating the repulsion member, the capacitor (at 1500 volts) was discharged in the return solenoid which, acting on the key part of the steel rod, led the punch by withdrawing it from the metal, in which it had penetrated during the race of repulsion. The second pulse or booster pulse lasted about 1 fifth of a second. The repulsion pulse required about 400 joules of energy and the recall stroke nearly 62 joules, so about 462 watt-seconds were taken from the electrical power source.
Since, in the; in the case of the repulsion coil, 400 joules were released in 1 thousandth of a second, the electric power available during this period was 400 k @ V and, assuming that the conversion efficiency into mechanical energy is about <B> 8%, </B> as is the case in practice, this corresponds to a power of about 43 horsepower.
Fig. 2 schematically shows an embodiment of the invention applied to the control of a fuel injection valve of a diesel engine.
At the fi-. 2, a repulsion member 2, in the form of a disc of aluminum, copper, silver or another metal which is a good conductor of electricity, is mounted in a cylinder 27, formed by an enlargement of a pipe 28 and 29 for supplying coiu- bust.ible oil, made of stainless steel or other material of low electrical conductivity and. magnetic permeability; it is fixed to a hollow pin 30, made of stainless steel or the like, located in the pipe fixed to one of the flat faces of cylinder 2.
The impulse member has a central opening leading to the internal recess of the spindle, the walls of which are pierced with one or more openings for the passage of oil. At its other end (not shown), the spindle carries a needle valve (not designed) regulating the injection of the oil. Around the pipe 29, in which the pin is located, and almost against the face of the cylinder, is placed a pulse coil 4, connected by contacts 7 and, possibly, through an adjustable resistor (not shown). , to a capacitor 6 charged in a continuous manner. The charging circuit is not shown in fig. 2.
When the contacts 7 close, the capacitor 6 is discharged through the coil 4 and the repulsion member 2 moves very quickly to the left of FIG. 2 to open the. needle valve.
At the fi-. 2, a return movement is also obtained by a repulsion effect, a second coil 4 'being mounted around the pipe 2 $ fixed to the other face of the cylinder, and this coil being connected (also, if necessary , through an adjustable resistor not shown) to a second condensa;
tor 6 loaded continuously, this circuit comprising contacts 7 ', arranged to be closed at a predetermined time and, if necessary, variable after the closing of the .contacts 7 in the circuit of the first capacitor 6.
Another embodiment, in which a spring-regulated return effect is obtained, is shown in fig. 3. Here, a spring 32 which can be adjustable, is mounted in a cylinder 27, to oppose the movement of a repulsion member 2, when a capacitor 6 discharges, the second winding 4 'and the circuit of the capacitor which is added to it in FIG. 2 being naturally no longer necessary. In fig. 3, an adjustable resistor 33 is shown coupled in series with the coil 4.
Instead of a spring or repulsion return, a magnetic return action can be obtained, for example as shown in FIG. 4, by mounting on the spindle a, sleeve 3 ', of ferromagnetic material, and by arranging a coil 5', co-operating magnetically with it, outside a suitable part of a pipe 29. This coil may be powered by a local source 34, through a rheostat 35, using which the magnetic return effect can be adjusted.
Thus, by adjusting the current in the magnetic coil 5 ', it is possible to adjust, for a given discharge pulse, the displacement of the repulsion member and thus adjust the duration of the opening of the valve. However, one can also employ an electromagnetic return by energizing the winding by pulsation, from the discharge circuit of a capacitor, in the same way as the coil 5 and the capacitor 17 and the contacts 15 which are connected to it to. fig. 1.
In general, it is preferred, although not in any way necessary, to employ pulse coils of the flat ga lette type, i.e. in which the diameter of the coil is greater than its length, rather than long coils, of small diameter, because the efficiency (ratio of the variation of kinetic energy of the repellant to the variation of an energy charge in the capacitor) is higher with the first type of coil.
However, a wide variety of shapes can be adopted for the repulsion coil and the repulsion member. Thus, as seen in fi-. 5, -a coil 4 can have the shape of a solé-nïde, with a ring or disc 2 penetrating about = / 3 of its length inside the.
coil, or a repulsion member in the form of a disc or a flat ring can be pressed against the side face of a repulsion coil, as in FIGS. 1 to 4, or finally, as shown in fig. 6, the repellant member may have the shape of a truncated cone and the side face of the coil 4 have a corresponding conical shape over approximately half the length of the coil, to accommodate the repellant member .
Arrangements in which very strong currents flow through a repulsion coil for very short times, i.e. when large capacity capacitors charged at high voltage are used in conjunction with repulsion coils , whose. the number of turns and the inductance are relatively low, it is advantageous to use coils called wavy winding, well known in themselves.
This helps to give regularity to the operation by avoiding sudden movements of turns in the coil itself, when the discharge current passes through it.
In the embodiments described and illustrated so far, the repellant a. been assumed to be mobile and the impulse coil (s) fixed. Obviously, this is not essential, since the repulsive force being relative, the repelling member or the repelling coil or both can be mobile.
In one embodiment of this kind, shown in FIG. 7, a repulsion member 2 is mounted on the end of a push rod 36, for example made of stainless steel (or any other suitable material, non-magnetic and of low electrical conductivity), which actuates a valve. injection system (not shown) and slides lengthwise in a support 37 mounted in a pipe 38, which can also be made of stainless steel.
This pipe is fitted in the axis of a cylinder 39, closed at one of its ends by a flat wall (through which exit, as we see, the pipe and the push rod) and the the other by a member 40 similar to a piston, capable of sliding on the pipe and presenting. on the other side a recess to give the necessary space for a pulse coil 4 which is housed there. The pipe carries openings 41, opening into the cylinder, near the flat face, so that fuel oil can be introduced into said cylinder through a pipe 42, through a shut-off valve and. from an appropriate supply under pressure (not shown).
When an impulse is. Given the impulse coil 4, the repulsion member 2 and the coil 4 (to which the piston 40 is attached) are moved in opposite directions, the first opening the fuel valve and the second producing an effect pump to force the oil to pass through pipe 38 and into the valve which is now open. After the pulse, the oil pressure returns the coil to its initial position and the repulsion member is also recalled by any of the methods already described. The repellant can be placed in a housing 43, provided with a pipe 44 leading to a fuel oil pump (not shown), so that any oil which might seep through the support 37 of the rod of thrust is recovered.
If desired, the piston 40 can be returned by a spring to its initial position (that which is shown), so that after an impulse, it is returned by the spring and thus it sucks in oil. in the cylinder 39 by the valve 42. In this case, the arrangements may be such that there is no need to supply the fuel oil under pressure.
Where one uses a magnetic return of the repulsion organ by a magnetic coil excited in a continuous manner (as in fig. 4), in the case where one employs the object device of the invention for the injection of fuel into diesel engines, automatic adjustment can be obtained by applying pulses of constant amplitude to the. pulse coil and adjusting the opening time of the fuel valve by adjusting the coil current.
The valve opening time will be all the longer for a given pulse as the coil current is lower. The. Fi-. 8 represents a provision of this nature. A rheostat 35, plugged into the circuit of a coil 5 ', is used to act as an intake control, tending to inject a greater quantity of oil and to accelerate the engine, if the resistor 35 is . increased. The voltage of the coil 5 'is modified according to the speed of the motor.
As shown in fig. 8, this voltage can. be derived from a small generator 45, direct current and low voltage, actuated by the engine and there is thus obtained an effect of adjustment of the admission, because if the load of the engine fell causing an increase in speed, the voltage will increase in the coil circuit and will reduce the opening time of the valve thus opposing the increase in speed.
To increase the degree of adjustment obtained, it is preferred to insert in the circuit of a pulse coil 4 a second variable resistor 46, the adjustment of which is done so that a variation in resistance at 35, which increases the current by coil 5 ', or accompanied by a variation of resistance at 46, which decreases the current of the pulse coil and vice versa. The rest of fig. 8 will be described later.
In fig. 1, the capacitor discharge circuits are controlled by contacts actuated by relays, and in the other figs. 2 to 7, schematic and very simplified, the means controlling the discharge circuits are represented simply by switch contacts, without the means which actuate them having been drawn.
The necessary control of the capacitor discharge circuits can, however, be effected by any different means, either by switches actuated by cams or by similar means, or by switches, or even, as can be seen in FIG. 1, by switches constituted by relay contacts, or finally by an entirely electrical arrangement, comprising switches constituted by electronic devices, such as thyratrons, which can be changed from the conductive state to the non-conductive in a way well known in itself,
by applying control potentials to them. Adjustment by electronic switches is well suited to cases where exact adjustment is required, for example for controlling fuel injection valves of diesel engines. Thus, returning to FIG. 8, pulse coil 4 and adjustable resistor 46 are in series with the anode-cathode space of a gas-filled discharge tube 47 (called a thyratron) through capacitor 6.
The coil 5 ', in series with its adjustable resistance 35, is connected to the terminals of the low voltage dynamo 45, driven by the motor, as has already been described. The motor also drives a high voltage dynamo 48 which charges the capacitor 6 through an appropriate resistor 49. The thyratron cathode is heated by the usual heating element, which can be powered by a normal starter battery 50. , and the thyratron gate circuit comprises a source 51, negatively charging the gate and arranged in series with an inductor winding 52.
Through resistor 46 and coil 4, the anode of the thyratron is connected to the same side of capacitor 6 as that to which is connected (through resistor 49) the positive terminal of the high voltage dynamo 48, so that said thyratron receives an anode potential from this dynamo, although this is not absolutely necessary.
Usually, the thyratron is non-conductive, but, when a suitable voltage pulse is induced in the inductor winding 52 (the method for adjusting and inducing this pulse will be described later), the effect of the negative potential of source 51 is canceled, the thyratron fires and pulse coil 4 receives almost instantaneously a flux of <B> de- </B> charge from, capacitor 6.
Consider how this arrangement works. As soon as the motor is started by a starter motor 53 by closing a switch 54, the low voltage dynamo 45 supplies current for the magnetic coil 5 'and the capacitor 6 is charged by the high voltage dynamo 48.
At a precise moment, during the displacement of the engine piston, the inductor winding 52 receives a voltage pulse (as will be described later), the thyratron 47 becomes conductive, the pulse coil 4 receives a voltage pulse. discharge which operates the repulsion member (not shown in fig. 8) and oil is injected into the cylinder, so that the explosion of the mixture occurs in this cylinder of the engine. At this time, the engine is still running slowly.
The parameters of the circuit and, in particular, the time constant of the capacitor charging circuit and the voltage characteristic of the high voltage dynamo 48 as a function of the speed are chosen so that at this moment the voltage of the capacitor is still relatively low, although it is high enough to operate the repellant organ.
The motor accelerates, but, due to the pre-calculated circuit constants, the charging rate of the capacitor is even greater than its effective rate of discharging through the thyratron, so the force of the pulses of the pulse bo bine increases with motor speed. However, this increase is counterbalanced by the simultaneous increase in coil current, as a result of the increase in the voltage of the low voltage dynamo 45, driven by the motor. So, during. during the initial acceleration period, the quantity of oil injected will be approximately constant.
However, when a certain speed has been reached, the condensate charge; tor 6 reaches a maximum value and, although the motor tends to. accelerate the ignition rate of the thyratron, this voltage value is no longer exceeded. Indeed, although the voltage supplied by the dynamo 48 increases with the speed of the motor, the time constant of the charging circuit of the eon- densator is the cause that the voltage across the latter lags behind the voltage supplied. by the dynamo, so that the ignition of the thyratron causes the. front capacitor discharge. that it is charged to the maximum voltage supplied by the dynamo and that a maximum voltage, determined in advance, is not exceeded.
Therefore, once a certain speed has been reached, the capacitor 6 always discharges at a constant voltage, giving a pulse of constant force to the pulse coil. However, the current of the coil 5 'increases with the speed, so that an automatic adjustment effect is obtained, the motor being maintained at a more or less stable speed and. constant, determined by the position of the admission adjustment constituted by the differential adjustment of resistors 35 and 46 of the magnetic coil and. of the pulse coil.
Thus, above a minimum speed, variations in load produce variations in the current of the coil 5 'which are not. not counterbalanced by variations in the pulse coil current, and the fuel injection is automatically modified to maintain a speed adjusted by said intake control, despite these variations in load.
There are many different means by which one can control the priming of the thyratron and, therefore, the adjustment (the valve control. For example, as seen. Fig. 9. A small magnet 55 may be mounted on a suitable insulating disc 56, carried by the motor shaft, so that when the motor is running, this magnet passes close by and under an inductor winding 52 (or a separate winding, coupled or connected with it), to thereby produce, by induction, the necessary control voltage;
or, as shown in fig. 10, an insulating disc 56 can hold a small conductive plate 57 which passes under two fixed conductive plates 58 of the thyratron gate circuit, thus coupling them electrostatically and thus controlling the ignition of the thyratron by a change of capacitance, or else a disk can act in the same way as a switch or can be arranged to. actuate a switch which controls the ignition of the thyroid gland or directly discharges the capacitor.
Direct discharge of the capacitor is not preferred, despite its electrical simplicity, because it gives a slightly less precise adjustment and exposes parts of the motor to high voltages.
A range adjustment can be effected, for example by adjustable mounting of the inductor winding, of the plates of the. capacitor, or of the brush or of the switch contactor (as the case may be) or by an adjustment of the polarization of the thyratron (if one is used) and by an arrangement of the latter allowing its starting before the starting voltage maximum possible is reached.
We can connect a rectifier tube to a gas atmosphere in opposition to the terminals of the thyratron. In this case, it is the complete discharge of the capacitor which will pass through the impulse coil, instead of the first positive point only of the oscillating discharge of the capacitor.
In another embodiment, represented by FIG. 11 and. employing two impulse coils 4 and 4 ', one to open the valve and the other to close it, the opening coil 4 is connected in series with the anode-cathode space of a thyratron 47' , through an adjustable capacitor 6 ', and the closing coil 4' is connected, through a gas discharge rectifier tube 59, through the same capacitor, to the thyratron ca thode, the latter and the anode of the rectifier tube being connected to one another and to the negative potential of the charge source (not shown),
the positive terminal of which is connected to the other terminal of the capacitor. The thyratron is blocked by a potential applied to its grid by a conductor 60 and it is arranged, for example as described above, to receive a control impulse on its grid at the time of ignition.
This arrangement of the circuit obviously resembles an oscillating circuit and (provided that the coefficient of over voltage
EMI0010.0010
is high, that is to say that there is not too much resistance in this circuit) the discharge of the capacitor 6 'will be of the type of a damped wave train. Effectively, the thyratron 47 'can only start, that is to say allow current to flow, when its anode is brought to a positive potential, at the same time as a starting potential is applied to its grid.
Therefore, due to the polarity of the capacitor charge, current will flow through the opening coil 4 (when the thyratron is controlled) only during half of the first period of the oscillating discharge and, during this period. half-period, the rectifier 59 will be blocked. However, during the next half-period, the thyratron becomes blocked and the rectifier starts up giving a discharge pulse through the closing pulse coil 4 '. Thus, half of the first period opens the valve and the following half closes it.
The time interval between opening and closing depends on the natural frequency of the circuit, which can naturally be adjusted by adjusting the inductance, or the capacitance or both at the same time. It is obvious that a third half-period cannot produce a pulse in the pulse coil, because the rectifier anode is now negative and the thyratron control pulse is missing.
It is clear that, since the time interval between the opening and the closing of the fuel injection valve depends on the natural frequency of the circuit, the adjustment of the inductance or the capacity quoted (the latter setting is more suitable) will adjust the amount of fuel injection and that the adjustment of inductance, or capacitance, or both, if it is differential, can be used to produce the effect of an intake adjustment and, if desired,
an automatic intake adjustment operative to maintain the selected speed more or less constant despite variations in engine load. For example, the condenser 6 'of the fie. It can be adjusted according to the speed of the motor, its capacity decreasing as the speed increases.
A suitable centrifugal capacitor suitable for use for this purpose is shown in orthogonal views by the fies. 12 and 13 and comprises an insulating disc 61, driven by the motor and carrying two concentric cylinders of metal 62 and 63, having a common axis of rotation.
The outer cylinder carries, by means of. springs 64, directed along radii, several (for example four) arcuate plates 65, which cooperate with the inner cylinder 62 to constitute the capacitor 6 'of the fie. 11, the connection of which is made by means of brushes 66. As the speed of rotation increases, the springs are compressed by the increasing centri fuge force acting on the arcuate plates, the interval between the plates and the inner cylinder increases. and the capacity decreases.
Such a capacitor may constitute the main capacitor 6 'or produce the inlet regulation of the fie. 11, or it can be -Lin auxiliary capacitor coupled in parallel with this one.
To simplify the description, no mention has hitherto been made of multiple cylinder motors, but it is obvious that the device which is the subject of the invention can be applied to them, by providing either a separate discharge capacitor for each cylinder, or a common condenser and an appropriate distributor arrangement.
For example, in a four-cylinder engine, it can be provided, as shown in fig. 14, four high voltage dynamos 48 driven by the motor, each charging its own capacitor 6 through a resistor 49, each capacitor being arranged to be discharged by its own thyratron 47, controlled in the manner already described each by its own control inductor winding 52. The inductor windings are placed around a disc 56 which carries a magnet 55 and which the motor rotates. A common source of potential 51 can be provided for all thyratrons.
In another embodiment shown in FIG. 15 and which is a modification of the previous one, the capacitors 6 are each charged through a separate rectifier 67, by one of the secondaries 68 of a transformer with several windings having a primary 69, supplied by an alternating current machine 48 ', driven by the motor. Or, instead of using several load dy namos, one for each cylinder, one can use a compound machine, comprising a common rotor and four stators, or else a common stator and four tors.
Alternatively, as seen in fig. 16, the four capacitors 6 could be connected in series, having a common load circuit, fed by a large main capacitor 70, which is continuously charged by a suitable source (not shown) through a resistor. 71, through a switch member actuated by the motor.
This member carries a magnet 55 to inductively produce voltages in the four field windings 5 2 serving to control the thyratrons; it also carries a contact cooperating with a brush 72 which, once per revolution of the motor, connects the positive terminal of the main capacitor 70 to, the positive terminal of the group of four discharge capacitors 6, connected in series, the negative terminal of the main capacitor being connected directly to the negative terminal of said group of series capacitors.
In one embodiment shown in FIG. 17, and in which only a single capacitor 6 is employed for a multi-cylinder engine, the capacitor is connected via a main thyratron 47 'to a suitable voltage source (not shown), so as to be charged by it once per revolution of the engine, this charge being effected by the initiation of the thyratron, caused by any suitable control means (not shown). To this capacitor are connected four circuits (assuming that the motor has four cylinders), each comprising a thyratron 47 "in series with a resistor 49 'and a pulse winding 52.
The anodes and the ca thodes of thyratrons 47 "are alternated, that is to say that the first has its anode connected to one of the wires, that the second has its cathode connected to this same wire, and so on. . The four resistances have different values, regularly decreasing going from the first of the thyratrons 47 "to the last. The four thyratrons 47 "are arranged to be controlled at the desired times by any suitable means (not shown). When the first of these thyratrons is activated, it allows current to flow during the first positive half-period of the discharge. main oscillator, that is, until its anode becomes negative.
When the next thyratron is commanded, it allows current to flow during the subsequent (negative) half-period of the discharge, since it is reversed with respect to the first thyratron. Thus, four successive half-periods of the discharge produce four pulses, one for each in pulse rolling. The four resistors 49 'of decreasing values have the effect of ensuring that the four discharges are of equal amplitude, despite the state of the charge of the capacitor which is reduced by each successive discharge of the series of four.
One can thus, although one does not give the preference to this solution, to use four impulse coils of different size, in a manner. that unequal pulses can produce equal oil injections.
It is obvious that the invention could be applied in many other ways not described here. For example, when the invention is applied to the control of the fuel injector of a diesel engine, the adjustment of the fuel injection can be effected, not by a member actuated by the crankshaft quin of the engine, but by one or more components arranged in one or more cylinders of the engine.
Thus, a carbon resistor can be exposed to the pressure of a cylinder and arranged to control a thz-- ratron for fuel oil injection, when this pressure reaches a predetermined value; a piezoelectric crystal can analogously be exposed to cylinder pressure and used as a control organ; a pair of insulated conductors may be suitably placed in the cylinder, so as to constitute two plates of a three-plate capacitor, the piston constituting the third plate and control being effected when the piston is in a predetermined position with respect to the two conductors, thus constituting a predetermined capacity;
a variable capacitor, constructed in the same way as an electrostatic microphone, can be mounted in the cylinder, with its diaphragm subjected to the pressure of the cylinder, said capacitor being arranged so as to act as a control member, when its capa cited reaches a value corresponding to a cylinder pressure determined in advance.
From p1115, if desired, known methods of adjustment can be employed with arrangements described above. Thus, when an adjustable resistor, inductor, or capacitance is so arranged that it actually acts as an inlet control, it can be subjected to automatic adjustment by a centrifugal governor.