Brevet FR2510189A1 — publié le 19830128

La présente invention concerne, un régulateur centrifuge d'avance à l'injection pour moteur a combustion interne. I1 est connu que la régulation de la puissance des moteurs à cycle Diesel est réali.seeen faisant varier le. débit de combustible de la pompe prévue à cet effet à travers un organe soumis à la commande du conducteur et à 1 'action corrective d'un régulateur sensible. à- la vitesse du moteur. On sait cependant que les moteurs Diesel sont généralement également pourvus d'une régulation de l'instant de l'injection du combustible par rapport à la position du piston, en fonction de la vitesse.Cette régulation peut être assurée à l'aide d'une commande manuelle ou bien au- tomatique- e n interposant entre l'arbre à cames d'acactionnement de la pompe d'injection et la prise de moule. ment du moteur,un joint régulateur à masses centrifuges qui fait tourner ledit arbre à cames de la pompe par rapport à l'arbre de prise du mouvement d'un angle. croissant avec la vitesse de mantière à augmenter de manière adéquate. l'amante de l'instant du débout de. l'injection par rapport à l'instant auquel le piston atteint son point mort ha,ut. La régulation automatique de l'injection est actuel- lement adoptée seulement dans les moteurs à plusieurs cylindres et n'est pas utilisée dans ceux à un seul cylindre ou à peu de cylindres, La raison de cette limi.ttion d'emploi' , outre qu'elle constitue une économie de construction du moteur, réside dans le fait que le couple nécessaire pour la rota- tion de l'arbre à cames de la pompe est transmis par l'intermédiaire d'un appui, direct ou indirect, des masses centrifuges, dont le mouvement régule le décalage angulaire dudit arbre à cames par rapport à. l'arbre de prise du moteur de la pompe.Par conséquent, Si le nombre de cylin- dres et donc celui des cames correspondantes de la pompe est faible, les variations cycliques du couple par rap port à sa valeur moyenne peuvent être élevées jusqu'S. changer de signe en raison de la poussée du ressort antan goniste agissant par l'intermédiaire d'un galet approprié sur la rampe descendante de la came jusqu'à provoquer des oscillations du joint et par conséquent des oscillations de l'angle d' a v a n c e qui seraient nuisibles au bon fonctionnement du moteur. Un tel inconvénient peut être évité dans les moteurs à plusieurs cylindres en dimensionnant les joints régulateurs de manière que le, couple d'entrainement de la pompe soit déliyré au moyen d'une fraction relatIye-- ment faible de la force centrifuge des masses, la portion restante, prépondérante, étant équilibrée par la réaction de ressorts appropriés et en introduisant dans le joint un amortisseur approprié à frottement sec. Dans les moteurs présentant peu de cylindres, en particulier dans le cas d'un seul cylindre, la dimension et le poids du régulateur, quoiqu'on en dise, seraient excessifs tant par rapport aux espaces disponibles qu'en ce qui concerne l'économie de construction. Ce qui vient d'être exposé ci-dessus est valable indépendamment du type. de cycle , Otto ou Diesel adopté dans le moteur. L'invention a donc pour but de réaliser un joint régulateur automatique de l'avance à l'injection de com- bustible pour moteursà combustion interne , en particulier à un seul cylindre,du type à masses centrifuges, dont la caractéristique essentielle. réside dans le fait qu'il soit irréversible, c'est-à-dire dans le fait qu'il puisse fonctionner, grâce à la variation de l'angle d'avance, sous l'action des masses centrifuges, et qui ne puisse fonctionner en sens inverse, sous l'action des cames de la pompe ou de toute façon -du couple transmis, et dans le fait qu'il présente en conséquence, des dimensions et un poids nettement inférieurs aux grandeurs correspondantes des dispositifs actuels de régulation de l'avance ainsi qu'un faible coût de construction. Un autre avantage du dispositif de la présente invention réside dans le fait qu'il présente une faible hystérésis de fonctionnement à la variation de la vitesse et, qu'il peut par conséquent avoir une bonne sensibilité et un faible temps de réponse aux variations de la vitesse. A cet effet, l'invention propose de réaliser un régulateur d'avance à l'injection de combustible dans un moteur à combustion interne, en particulier mono cylindre qui relie un arbre de prise du mouvement avec l'arbre d'actionnement de la pompe par intermédiai re d'un mécanisme à géométrie variable sous l'action de masses centrifuges montées sur l'arbre de prise du mou vement, pour faire varier la position angulaire rela tive des arbres, caractérisée en ce que ledit mécanisme présente des résistances de frottement pendant la varia tion de sa géométrie, propres à rendre irréversibles ces variations sous l'action du couple transmis entre les arbres. D'autres caractéristiques de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples la Fig. 1 montre une vue du joint régulateur prise dans le plan normal à l'axe de rotation la Fig. 2 est une coupe axiale suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1. Ainsi qu'on peut le voir, le joint régulateur est constitué par un flasque 1 monté solidairement sur l'arbre de prise de mouvement 2 et portant des masses centrifuges 4,4' prenant appui sur des tourillons 3 et 3', et par un contre-flasque 5 monté solidairement sur l'arbre à cames 6 de la pompe 7 et présentant des lumières 8 et 8' dans lesquelles sont engagés de manière déplaçable des doigts 9, 9' reliés, respectivement auxdites masses centrifuges 4,4'. Des ressorts de rappel appropriés 10,10' fixés respectivement à des doigts 11,12 et 11',. 12' relient lesdites masses centrifuges au flasque 1 de manière à pouvoir équilibrer dans toutes les positions les cou ples des forces centrifuges des masses 4,4' par rapport aux tourillons coLrespol-luants 3, 3'. La ligne intermédiaire des lumières 8,8' est inclinée par rapport à la trajectoire des doigts 9,9' des masses centrifuges 4,4' lorsque celles-ci tournent autour des tourillons respectifs 3,3.' d'un angle constant, 0t , sensiblement inférieur à l'angle de frottement, , entre les surfaces des doigts 9,9' et celles des lumières 8,8'.En conséquence, au mouvement des masses 4,4' correspond un mouvement angulaire du contre-flasque 5 solidaire de l'arbre à cames 6 autour de l'arbre 2. Ceci peut se produire dans un sens ou-dans l'autre car la force que peuvent se transmettre lesdites surfaces pendant le déplacement relatif présentent , en raison de l'inclinaison des lumières par rapport au circonférence de centre 0, un moment par rapport à l'axe de l'arbre 6 de fixation du flasque 5, qui reste toujours du même signe lors de la variation du sens de déplacement car l'angle formé par la normale n à la surface de chaque lumière avec la ligne joignant le point de contact des doigts 9,9' avec l'axe de l'arbre 6 reste toujours sensiblement supérieur dans toute position à l'angle de frottement #. . La force centrifuge des masses est équilibrée par la réaction des tourillons 3,3', par celle des ressorts 10,10' et par celle du flasque 5 i n c 1 i n é d e + f selon le sens de déplacement des doigts 9,9' dans les lumières 8,8' par rapport à la normale n aux surfaces. Le mécanisme présente une certaine hystérésis , dans la mesure od , en raison du frottement , une variation finie de la force centrifuge est nécessaire car sous l'effet du rappel du ressort, le sens de déplacement s'inverse. Ceci est utile pour l'amortissement des oscillations exci tées par les variations de vitesse .Par ailleurs,la la sen- sibilité du régulateur n'est pas réduite de façon appréciable car l'hystérésis produite par la variation d'orientation de la réaction de frottement et par conséquent de son moment par rapport à son axe de rotation est atténuée par les variations correspondantes d'intensité de la réaction propre résultant de la décomposition de la force centrifuge dans la direction correspondante. Inversement, une variation du couple sur l'arbre à cames ne peut provoquer le déplacement des masses centrifuges autour du tourillon d'oscillations correspondant. La raison en est que les forces tangentielles correspondantes pouvant etre transmises par les doigts 9, 9' à leur point de contact avec la surface des lumières 8,8' peuvent être décomposées en une force passant par l'axe de l'arbre 6 et une force passant par l'axe des tourillons 3,3' dans la mesure où ils sont situés a l'intérieur de l'angle de frottement 9 . Aucun couple n'est donc appliqué aux masses 4,4' oscillant autour des tourillons 3,3'. Ces masses sont donc, dans ce cas, utilisées seulement comme bras pour la transmission du couple entre les arbres 2 et 6 et peuvent de ce fait présenter des dimensions très réduites par rapport à celles utilisées autrement dans des régulateurs analogues pour moteurs à plusieurs cylindres. En particulier,on on peut observer que le contact des doigts 9,9' avec le flasque 5 se produit le long de la superficie interne Si de la lumière 8 pendant la période au cours de laquelle l'arbre à cames 6 est entraîné et, inversement le long de la surface externe Se dans la période au cours de laquelle ledit arbre devient moteur. En conclusion,l'angle d'avance a l'injection est fonction de la force centrifuge seule, c'est-à-dire de la vitesse du moteur et il ne peut être modifié par des variations cycliques de couple transmis par le joint. Lorsque le couple transmis par le joint est nul, comme dans les intervalles pendant lesquels aucun galet de la pompe ne se trouve sur les rampes des cames, le moment de frottement sur le tourillon d'oscillation des masses centrifuges devient également négligeables et l'angle d'avance se stabilise > pratiquement sans aucun re tard à la valeur déterminée seulement par l'équilibre des moments de la force centrifuge des masses 4,4' et des ressorts antagonistes. Ceci se produit en particulier dans le cas d'un moteur mono-cylindre dans lequel le joint régulateur d'avance peut par conséquent être réduit a de faibles dimensions. Pour cette raison l'invention, outre qu'elle résoud le problème proposé de la stabilité de fonctionnement, fournit également un avantage de construction important. I1 est bien entendu que l'invention peut être appliquée également à des moteurs à plusieurs cylindres tant qu'à cycle Diesel que Otto avec des avantages de sensibilité et de prix de revient. REVENDICATIONS 1 - Régulateur d'avance à l'injection de combustible dans un moteur à combustion interne , en particulier un moteur mono-cylindre, qui relie un arbre de prise du mouvement avec l'arbre d'actionnement de la pompe par l'intermédiaire d'un mécanisme à géométrie variable sous l'action de masses centrifuges montées sur l'arbre de prise de mouvement, pour faire varier la position angulaire relative des arbres, caractérisé en ce que ledit mécanisme présente des résistances de frottement lors de la variation de sa géométrie,propres à rendre ces variations irréversibles sous l'action du couple transmis entre les arbres. 2 - Régulateur d'avance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend au moins un bras (4,4') monte oscillant sur un flasque (5) solidaire de l'arbre (2) de prise du mouvement et pourvu d'une butée (9,9') déplaçable dans un siège complémentaire(8,8')ménagé dans un élement solidaire de l'arbre(6) d'actionnement de la pompe, l'axe (3,3') d'oscillation du bras (4,4') etant disposé à l'intérieur de l'angle de frottement y par rapport à la normale à la surface de déplacement de la butée (9,9') dans le siège(8,8'). 3 - Regulateur d'avance suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un bras (4,4') est constitué par une masse centrifuge de régulation et son déplacement sous l'action de la force centrifuge est produit à l'encontre d'un ressort (10,10'). 4 - Régulateur d'avance suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite butée est constituée par un doigt (9,9') et ledit siège est constitué par une lumière (8,8'), la tangente à la ligne intermédiaire de la lumière (8,8') étant inclinée par rapport à la tangente à la trajectoire de déplacement du doigt (9,9') d'un angle &alpha; inférieur à l'angle de frottement # entre le doigt et la lumière.