Brevet FR2480358A1 — publié le 19811016

PERFECTIONNEMENTS AUX PPOCEDES ET DISPOSITIFS DE REGLAGE AUTOMATIQUE DE L'AVANCE A L'ALLUMAGE La présente invention concerne les procédés et dis- positifs de réglage automatique de l'avance à l'allumage pour moteur à combustion interne- suralimenté par turbo- compresseur. De façon classique, l'avance à l'allumage d'un mo- teur à allumage par étincelle est réglée par combinaison des actions d'un système d'avance à commande centrifuge, qui don- ne une avance fonction croissante de la vitesse du moteur, et d'un système commandé par la dépression qui règne dans le conduit d'admission du moteur en un point situé légèrement en amont de l'organe d'étranglement commandé par le conduc- teur lorsque cet organe est dans sa position d'ouverture mini- male, correspondant au ralenti du moteur. Dès qu'on charge le moteur en ouvrant le papillon, la prise de dépression est soumise à la dépression importante à l'aspiration du moteur et le système, généralement constitué par une capsule pneu- matique, donne une avance appréciable au moteur. L'action du système commandant l'avance en fonction de la dépression est limitée, à une valeur qui est typique- ment de l'ordre de 80 à l'allumeur, par venue en contact de l'équipage mobile de la capsule pneumatique avec une butée. Mais cette valeur constitue un compromis, choisie pour que l'avance soit convenable aux faibles charges du moteur. Elle est insuffisante aux charges élevées du moteur, à faible régime, lorsque la dépression dans le conduit d'admission diminue et atteint une valeur qui est typiquement de 1(X nb environ. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif de réglage automatique d'avance à l'alluma- ge répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exi- gences de la pratique, notamment en ce qu'ils permettent d'ob- tenir une avance bien adaptée à toutes les charges du moteur. Dans ce but, l'invention propose notamment un pro- cédé de réglage de l'avance à l'allumage pour moteur à allu- mage par étincelle suivant lequel on modifie l'avance automa- -iquement en fonction croissante de la vitesse et en fonction d'une pression de commande prélevée dans le conduit d'admis- sion du moteur, caractérisé en ce qu'on élabore la pression de commande à partir de pressions prélevées, d'une part, en un premier point qui passe d'amont en aval de l'organe d'étranglement prévu dans le conduit d'admission, dès une légère ouverture de cet organe à partir de sa posi- tion de repos,et, d'autre part, en un second point situé en amont du premier et passant d'amont en aval de l'organe d'é- tranglement pour une ouverture partielle de ce dernier, et en ce que l'on choisit une loi de commande de l'avance en fonction de ladite pression élaborée qui correspond à une valeur maximum de l'avance,atteinte lorsque les deux points de prélèvement sont en aval de l'organe d'étranglement prin- cipal, supérieureà la valeur maximum habituelle sur les mo- teurs actuels. Dans la pratique, la valeur maximum sera en géné- ral de 120 à 130 sur un moteur o normalement elle est de 80. Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci propos'e un dispositif de réglage automatique de l'avance à l'allumage pour moteur à allumage par étincelle, comprenant un premier organe de commande augmentant l'avance en fonc- tion croissante de la vitesse et un second organe de comman- de soumis à une pression de commande prélevée dans le con- duit d'admission du moteur, caractérisé en ce que le second organe de commande est relié,d'une part, à un point qui pas- se d'amont en aval de l'organe d'étranglement commandé par le conducteur dès l'ouverture dudit organe d'étranglement à partir du repos et, d'autre part, à un point qui est si- tué en amont du premier et passe d'amont en aval dudit or- gane d'étranglement à charge partielle. Le dispositif peut être purement mécanique: le second oraane de commande peut alors comporter une paroi mobile dont les déplacements commandent l'avance, délimitant une chambre de travail dont la mise en dépression tend à déplacer la paroi mobile dans le sens correspondant à une auoerentation de J'avance contre l'action de moyens élasti- ques de rappel et comporte une butée limitant l'action d'a- vance une valeur qui est typiquement de 12 à 130, les moyens élastiques ayant des caractéristiques telles qu'ils ne permettent la venue en butée que pour une dépression attein- te seulement à charge élevée. Le dispositif est également susceptible d'être mis en oeuvre en utilisant des moyens électroniques. Cette solu- tion présente un intérêt particulier dans le cas d'un mo- teur muni d'un calculateur, numérique ou analogique, assurant également d'autres fonctions, telles que le dosage de la quan- tité de combustible admis au moteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la figure 1 montre un organe traditionnel d'avan- ce pneumatique; - la figure 2 est un diagramme montrant la zone de fonctionnement à forte charge dans laquelle on veut obtenir une avance importante, la vitesse n et la puissance P étant portées en coordonnées la figure 3 est un schéma de principe, en coupe, montrant l'organe de commande en fonction de la pression d'un dispositif de réglage d'avance suivant un premier mode de réalisation de l'invention, les parties mobiles étant dans la position qu'elles occupent lorsque le moteur est à charge élevée,ce qui correspond à une avance maximale donnée par cet organe de commande; - la figure 4 est un schéma de principe d'un dis- positif électronique de réglage automatique constituant un second mode de réalisation de l'invention. L'organe de commande classique 6 montré en figu- re 1, de type mécanique,est associé à un carburateur dont seulssantreprésentésle conduit d'admission 1 et l'organe d'étranglement 2, constitué par un papillon pivotant autour d'un axe 3 et commandé par le conducteur par l'intermédiaire d'une tringlerie (non représentée). Le moteur est muni d'un dispositif d'avance à l'al- lumage comprenant, montés en cascade, un organe augmentant l'avance en fonction directe de la vitesse, généralement du type centrifuge, et l'organe 6. L'organe centrifuge, pouvant 248 0358 être de type classique, n'est pas représenté. L'organe 6 actionné pneumatiquement comporte un boitier en plusieurs pièces assemblées dans lequel est dé- plaçable un équipage mobile portant une tige 5 commandant l'avance à l'allumage. L'élément 6 est monté de telle façon qu'un déplacement de la tige 5 vers la gauche tend à augmen- ter l'avance à l'allumage. - L'équipage mobile comprend une membrane 9, dont la périphérie est fixée au bottier et qui sépare une chambre de travail 7 d'une chambre-8 soumise à la pression atmosphé- rique. La partie centrale de la membrane 9 est enserrée entre des coupelles solidaires de la tige 5. Un ressort 12 placé dans la chambre 7 tend à dépla- cer l'équipage mobile de l'organe 6 vers la droite de la fi- gure 3. L'action de ce ressort s'oppose aux forces de pression s'exerçant sur la membrane 9 lorsqu'une dépression règne dans la chambre de travail 7. La chambre de travail 7 est reliée au conduit d'admission 1 par un conduit 13 muni d'un orifice calibré 14 et débouchant dans le conduit 1 par un orifice qui passe d'amont en aval de la tranche du papillon 2 dès qu'on entrouvre celui-ci à partir de sa position d'ouverture minimale, représentée en 2a.pour passer à une position de charge faible, représentée en 2b. La raideur du ressort 12 est choisie de façon qu'il ne fléchisse que lorsque la dé- pression qui règne en aval de l'organe d'étranglement 2 s'exerce dans la chambre 7. L'équipage mobile vient alors en appui contre les butées 20, qui peuvent être ajustables. Un tel organe de commande fournit une avance pneumatique qui -sera pratiquement la même que l'organe d'étranglement 2 soit dans une position déterminée de faible ouverture, corres- pondant à une charge faible du moteur (courbe 24 sur la figure 2) ou soit grand ouvert, ce qui correspond à la pleine charge du moteur (courbe 25). Cette avance maximum est choi- sie pour être satisfaisante aux conditions les plus fréquen- tes, c'est-à-dire aux charges modérées du moteur. L'organe de commande montré en figure 3 (o les éléments déjà représentés en figure 1 sont désignés par le même numéro de référence) permet de mieux adapter l'avance à la charge. Cet organe se différencie notamment de celui de la figure 1, en ce que: - les butées 20 autorisent une avance pneumatique maximale supérieure à l'avance pneumatique habituelle (par exemple 120, au lieu de 8,); - la chambre de travail 7 est munie d'une seconde liaison avec le conduit l: cette seconde liaison est cons- tituée par un conduit 21 muni d'un orifice calibré 22. Le conduit 21 débouche dans le conduit d'admission 1 en un point situé en amont de l'orifice par o débouche le con- lo duit 13, mais en aval de la position prise par la tranche amont du papillon 2 lorsque ce dernier est dans la posi- tion de forte charge pour laquelle on recherche l'avance pneumatique maximale (à partir de la position représentée en traits pleins sur la figure 3). Ensuite de quoi on a le fonctionnement suivant lorsque le papillon est dans la position de ralenti repré- sentée en 2a sur la figure 3, les points par o les con- duits 13 et 21 débouchent.dans le conduit I, sont en amont du papillon 2a. Par conséquent, aucune avance pneumatique n'est obtenue, la tige 5 étant dans la position opposée à celle représentée sur la figure 3. Si on entrouvre le papillon-pour l'amener dans la po- sition de charge faible 2b,dite d'utilisation, le débouché du conduit 13 passe en aval de la tranche du papillon, alors que le dé,-bouché du conduit 21 demeure en amont la dépression du moteur transmise à la chambre de travail 7 de l'organe 6 par le conduit 13 est atténuée par le dé- bit d'air à pression plus élevée entrant dans le conduit 21. L'orifice calibré 22 est choisi de manière telle que l'atténuation de la dépression dans la chambre 7 soit suf- fisante pour maintenir l'équipage mobile de l'organe 6- en équilibre, ';lous;les actions du ressort 12 et de la pres- sion extérieure régnant dans la chambre 8, dans une posi- tion intermédiaire o cet équipage n'est pas en contact avec les butées 20; le ressort est choisi pour que, dans ces conditions, l'avance pneumatique obtenue soit la même que celle que l'on obtenait avec l'organe d'avance classique représenté en figure ô. Si on ouvre davantage le papillon 2 pour l'amener dans la position de forte charge pour laquelle on veut une avance pneumatique maximale (comme représenté en traits pleins sur la figure 3), les débouchés des conduits 13 et 21 passent tous deux en aval de la tranche amont du papil- lon. La dépression transmise à la chambre de travail dépas- sera légèrement 100 mb en général: cette dépression est en effet atteinte en aval du papillon dès les conditions de travail indiquées par la ligne en tirets 26 sur la figure 2. Le tarage du ressort 12 est choisi de manière telle que pour ce niveau de dépression (relativement faible et par exemple de l'ordre de 100 mb), l'effort du ressort soit in- suffisant pour empêcher la venue de l'équipage mobile sur les butées 20; on aura bien alors l'avance pneumatique importante recherchée. La raideur du ressort étant plus faible que dans un organe classique d'avance pneumatique, il sera nécessaire, pour que l'atténuation de dépression transmise à la chambre 7 en utilisation autorise une valeur intermédiaire d'avan- ce, que l'orifice calibré 22 soit de section de passage relativement importante par rapport à celle de l'orifice calibré 14. L'invention est évidemment susceptible-de nombreuses variantes. Par exemple, on peut utiliser, au lieu d'un res- sort 12, deux ressorts dont un n'intervient qu'à partir d'un déplacement déterminé de l'équipage à partir de sa po- sition d'avance nulle. Par ailleurs, au lieu d'être purement mécanique, le dispositif de réglage d'avance peut comporter des composants électroniques et notamment avoir la constitution montrée en figure 4. Le dispositif-montré en figure 4 comporte un circuit d'allumage proprement dit constitué par un amplificateur relié à un distributeur 41 par l'intermédiaire-d'un circuit à self classique dans les montages d'allumage élec- tronique. Un capteur 42, par exemple magnétique, associé à un circuit de mise en forme non représenté, attaque un circuit de synchronisation 44 qui fournit des impulsions électriquesqui sont appliquées à un circuit 47 de commande de l'amplificateur 40 avec un retard temporel qui fixe l'avance et doit tenir compte de la vitesse. Ce retard est donné par un générateur de retard variable programmé 46, Le générateur 46 est associé à une voie tachymétrique et une voie à commande par dépression qui seront successivement décrites. La voie tachymétrique comprend un générateur ta- chymétrique 43 relié au capteur 42 et qui fournit un si- gnal d'amplitude fonction de la vitesse au générateur de re- tard variable 46. La voie à commande par dépression com- porte un capteur de pression 50 associé à un organe simi- laire à l'organe 6 de la figure 3 et un amplificateur 5J qui fournit au générateur 46 un signal électrique fonction de la dépression dans la chambre de travail. Le générateur 46 fournit au circuit de commande principal 47 une im- pulsion de déclenchement dont le retard par rapport à l'im- pulsion de synchronisation dépend du signal fourni par le générateur tachymétrique 43 et du signal fourni par 1' am- plificateur 51 Le circuit de commande principal 47 déclenche l'am- plificateur de puissance 40 avec un retard correspondant au signal reçu de 46. Le dispositif montré en figure 4 est de constitution générale analogique. Mais le dispositif peut également être réalisé sous forme numérique. La loi de variation de l'angle d'avance en fonction de la vitesse et de la position de l'é- quipage mobile est alors stocké dans une mémoire morte pro- grammable. Un microprocesseur peut être prévu pour déterminer l'avance et également pour accomplir d'autres fonctions. -8- REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage automatique de l'avance à l'allumage pour moteur à combustion interne, suivant lequel on modifie l'avance automatiquement en fonction croissante de la vitesse et en fonction d'une pression de commande prélevée dans le conduit d'admission du moteur, caractérisé en ce qu'on élabore la pression de commande à-partir de pressions prélevées, d'une part, en un premier point qui passe d'amont en aval de l'organe d'étranglement prévu dans le conduit d'admission, dès une légère ouverture de cet organe è partir de sa position de repos, et, d'autre part, en un.second point situé en amont du premier et passant d'amont en aval de l'organe d'étranglement pour une ouverture partielle de ce dernier, et en ce que l'on choisit une loi de commande de l'avance en fonction de la dite pression élaborée qui correspond à une valeur maximum de l'avance, atteinte lorsque les deux points de prélèvement sont en aval de l'organe d'é- tranglement principal, supérieure à la valeur maximum habituelle sur les moteurs actuels. 2. Dispositif de réglage automatique de l'avance à l'allumage pour moteur à combustion interne, comprenant un premier organe de commande augmentant l'a- vance en fonction croissante de la vitesse et un second organe de commande soumis à une pression de commande pré- levée dans le conduit d'admission du moteur, caractérisé en ce que le second organe de commande est relié, d'une part, à un point qui passe d'amont en aval de l'organe d'étranglement commandé par le conducteur dès l'ouverture du dit organe d'étranglement à partir du repos et, d'autre part, à un point qui est situé en amont du premier et passe d'amont en aval du dit organe d'étranglement à charge partielle. 9- 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le second organe de commande comporte une paroi mobile dont les déplacements commandent l'avance, délimitant une chambre de travail dont la mise en dépression tend à déplacer la paroi mobile dans le sens correspondant-à une augmentation de l'avance contre l'action de moyens élastiques de rappel et comporte une butée limitant l'action d'avance à une valeur qui est typiquement de 12 à 130, les moyens élastiques ayant des caractéristiques telles qu'ils ne permettent la venue en butée que pour une dépression atteinte seulement à char- ge élevée. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre de travail est reliée par des orifices calibrés respectivement au premier point et au second point du conduit d'admission, l'orifice de liaison avec le second point ayant une section de passage supérieure à celle de l'autre orifice.