Brevet FR2463273A1 — publié le 19810220

-1- L'invention concerne un variateur hydrauli- que d'avance à l'injection pour systèmes d'injection haute pression de moteurs à combustion interne à allu- mage non commandé, avec alimentation en huile sous pres- sion des chambres de pression du variateur d'avance par une pompe d'alimentation et une valve de régulation à pilotage électrique montée sur l'arrivée d'huile des chambres de pression, une unité de commande électroni- que recevant côté entrée des signaux correspondant aux paramètres du régime de marche du moteur étant prévue et délivrant en sortie pour la valve de régulation une valeur prescrite servant à régler la pression dans le variateur d'avance à l'injection, cependant que sont également prévus une mesure sur le variateur d'avance de la valeur instantanée de l'angle d'avance ainsi qu'un retour permanent de la valeur instantanée à l'u- nité de commande. Pour le fonctionnement des moteurs Diesel sur lesquels le combustible est injecté directement dans la chambre de combustion, il est indispensable de faire varier le point d'injection avec le régime, la charge et d'autres paramètres de fonctionnement. Le dé- but d'injection n'est pas seulement important pour la puissance utile fournie, mais il est aussi déterminant pour les conditions d'échappement et pour la souplesse de marche du moteur. Pour faire varier le point d'in- jection, on utilise des dispositifs dits variateurs d'a- vance dont le rôle est de faire varier la position de l'arbre à cames de la pompe d'injection par rapport à celle du vilebrequin du moteur. Le variateur d'avance est habituellement commandé mécaniquement par des mas- selottes, ce qui implique toutefois une limitation des caractéristiques dépendant du régime. Les critères toujours plus sévères auxquels doivent satisfaire les moteurs Diesel, en matière de gaz -2- d'échappement en particulier, requièrent cependant une courbe d'avance modifiable à volonté et pouvant tenir compte de différents paramètres. On connait un système d'injection de com- bustible-(DE-AS 19 32 600) fonctionnant avec un élément de réglage amplificateur proportionnel et avec un étran- glement en bypass pour le fluide hydraulique, celui-ci étant fourni par le circuit de combustible, cependant que la poussée élastique d'un piston soumis à la pres- sion de ce combustible peut, en fonction de la charge et d'autres paramètres de fonctionnement, être modifiée par voie électromagnétique, processus qui entra ne une modification de la pression à l'intérieur du circuit de combustible, laquelle agit sur le variateur d'avance à l'injection et le positionnement en conséquence. Les inconvénients présentés par ce système sont l'importan- ce du débit de fluide hydraulique transitant par le bypass, l'hystérésis et la faible précision de la ré- gulation. Un système de transmission de couple a également été proposé, qui utilise à la commande du variateur d'avance à l'injection un débit d'huile piqué sur le circuit d'huile du moteur. L'objet de l'invention est de perfectionner un système de transmission de couple de ce type de telle sorte que tout en sollicitant moins le circuit d'huile au plan débit, on puisse encore introduire, en dehors du régime du moteur, différents autres paramètres de fonctionnement pour donner au débit d'huile utilisé à J( la commande du variateur d'avance à l'injection une caractéristique d'avance adaptée au moteur concerné. Les dispositions prévues par l'invention résolvent ce problème par le fait que l'unité b comman- de délivre, suivant que la valeur prescrite est supé- rieure à la valeur instantanée ou que la valeur instan- -3- tanée est supérieure à la valeur prescrite, un premier ou un second signal de grandeur définie, et que la val- ve de régulation est conformée en distributeur à com- mande électromagnétique à 3 positior commandant deux voies différentes (alimentation en pression et mise à l'échappement) et pouvant commuter sur une position de fermeture. La valeur prescrite est obtenue électroni- quement à partir de différents paramètres, par exemple le régime du moteur, la température, le réglage de la pompe d'injection, l'angle d'avance du variateur d'avan- ce, le signal émis par le système de conditionnement des gaz d'échappement et autres paramètres du moteur; elle est transformée dans une unité de commande, en tenant compte de la valeur instantanée, en un signal électrique correspondant, lequel positionne le piston du distributeur à trois positions de façon telle que le fluide sous pression puisse agir avec une pression prédéterminée sur le variateur d'avancement proprement dit. Par la signalisation en retour des valeurs d'avance et par la comparaison permanente de la valeur instantanée à la valeur prescrite, l'angle d'avance du variateur est contrôlé en permanence et, le cas échéant, en fonction des différences mesurées, la valve de régu- lation conformée en électro-distributeur à 3 positions commutée sur alimentation, échappement ou position de fermeture, le variateur d'avance à l'injection demeurant alors dans sa position, ou l'angle d'avance augmentant ou diminuant. La valve de régulation est à monter de pré- férence sur l'arbre du variateur d'avance à l'injection. Par ailleurs, un accumulateur de pression peut être prévu entre la valve de régulation et la pompe d'alimentation. -4- L'accumulateur est chargé durant le fonc- tionnement du moteur à combustion interne, pour pouvoir fournir lors d'un départ à froid (pression d'huile trop faible) la pression nécessaire au variateur. Celui-ci doit, en départ à froid, être réglé sur "avance". Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution illus- tré par des figures. Celles-ci représentent: Figure 1, un croquis schématique d'un va- riateur d'avance à l'injection; Figure 2, un plan de montage du variateur d'avance à l'injection conforme à l'invention; Figure 3, une boucle de régulation du re- tour des valeurs d'avance; 15. Figure 4, la mise en place d'une valve de régulation à commande hydraulique dans l'arbre d'un va- riateur d'avance à l'injection. Le variateur d'avance à l'injection 2 re- présenté sur la Figure 1 est entraîné par le vilebrequin d'un moteur non représenté, par l'intermédiaire d'une courroie dentée 1. Il comporte un carter 3 et une partie pivotante en forme de disque 4 solidaire de l'arbre 5 du variateur. Entre la partie pivotante en forme de dis- que 4 et le carter 3, sont prévues deux chambres de pres- sion diamétralement opposées 6, ainsi que des logements de ressorts diamétralement opposés 7, o sont montés les ressorts de variateurs 8,9. Comme le montre la Figure 2, l'arbre 5 du variateur entraîne une pompe d'injection de combustible 10. La position de la tige de réglage 11 est, selon une technique connue en soi, captée inductivement et la cour- sece réglage (positionnement de réglage) retransmise par un cAble de liaison 12 à une unité de commande 13 éta- blissant la valeur prescrite à partir des différentes caractéristiques moteur introduites comme la température, -5- la course de réglage, le régime, l'angle d'avance (écart angulaire entre la position de l'arbre du variateur et la position du vilebrequin du moteur), une valve de ré- gulation 14 ayant la conformation d'un distributeur à 3 positions étant alors pilotée. Comme fluide hydraulique permettant la com- mande du variateur d'avance, un débit partiel léger est piqué sur le circuit d'huile du moteur. L'huile est pré- levée à partir d'un carter d'huile 15 et transférée par une pompe d'alimentation 16. Le débit partielle passe par un clapet anti-retour 17 et gagne par une tuyaute- rie 18 la soupape de régulation 14. Suivant la valeur prescrite préréglée dans la valve de régulation 14 et suivant son montage, le variateur d'avance à l'injec- tion 2 est alimenté en pression par la tuyauterie 19 (ou fermé en position médiane), ou mis en position d'ou- verture sur l'autre position extrême, ce qui engendre la décharge en pression du variateur 2; l'huile peut alors revenir au carter 15 par un retour d'huile 20. Une mesure inductive réalisée sur le variateur d'avance 2 permet d'une part de déterminer le régime 21 et d'au- tre part l'angle d'avance 22, les valeurs mesurées étant transmises en continu par les câbles de liaisons 23,23' à l'unité de commande 13. Entre le clapet anti-retour 17 et la valve de régulation 14, est prévu un accumulateur de pression 24 pour le départ à froid, accumulateur dont la charge s'effectue durant le fonctionnement du moteur à combustion interne. A partir du circuit de régulation du varia- teur d'avance: l'injection 2 (Figure 3), la valeur ins- tantanée est obtenue en permanence d'après la position de la tige de réglage 11, de la valve de régulation 14 et du variateur d'avance, cette valeur instantanée étant en permanence renvoyée par un câble de retour 25 et com- parée à la valeur prescrite, l'écart étant utilisé en -6- tant que signal de régulation par la valve de régula- tion 14. La valve de régulation 14 peut, comme le montre la Figure 4, être installée directement dans l'arbre 5 du variateur d'avance. Le piston 26 de la valve de régulation 14 est raccordé par une tige de liaison 27 à l'induit 28 d'un électro-aimant 29 dont les positions de fin de course sont repérées 30 et 31. Lorsque l'induit 28 est retenu sur la position de fin de course 30, il se produit une décharge en pression du système hydraulique, alors que la position de fin de course 31 provoque une montée en pression, c'est-à-dire que l'angle d'avance augmente dans le variateur d'avan- ce 2. Un ressort 32-maintient l'induit 28 sur une posi- tion médiane; c'est le cas lorsque la valeur instan- tanée et la valeur prescrite coïncident et que la posi- tion prise par le variateur d'avance 2 doit être main- tenue. -7- REVENDICATIONS 1. Variateur hydraulique d'avance à l'in- jection pour systèmes d'injection haute pression de moteurs à combustion interne à allumage non commandé, avec alimentation en huile sous pression des chambres de pression du variateur d'avance par une pompe d'ali- mentation et une valve de régulation à pilotage élec- trique montée sur l'arrivée d'huile des chambres de pression, une unité de commande électronique recevant côté entrée des signaux correspondant aux paramètres du régime de marche du moteur étant prévue et délivrant en sortie pour la valve de régulation une valeur pres- crite servant à régler la pression dans le variateur d'avance à l'injection, cependant que sont également prévus une mesure sur le variateur d'avance de la valeur instantanée de l'angle d'avance, ainsi qu'un retour per- manent de la valeur instantanée à l'unité de commande, caractérisé par le fait que l'unité de commande (13) dé- livre, suivant que la valeur prescrite est supérieure à la valeur instantanée, ou que la valeur instantanée est supérieure à la valeur prescrite, un premier ou un se- cond signal de grandeur définie, et que la valeur de régulation (14) est conformée en distributeur à commande électromagnétique à 3 positionscommandant deux vois dif- férentes (alimentation en pression et mise à l'échappe- ment) et pouvant commuter sur une position de fermeture. 2. Variateur hydraulique d'avance à l'in- jection selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre la valve de régulation (14) et la pompe d'alimentation (16), est prévu un accumulateur de pres- sion (24).