FR2510189A1

FR2510189A1 - INJECTION ADVANCE REGULATOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES, PARTICULARLY FOR SINGLE-CYLINDER ENGINES

Info

Publication number: FR2510189A1
Application number: FR8212559A
Authority: FR
Inventors: Carlo Doveri
Original assignee: Piaggio and C SpA
Current assignee: Piaggio and C SpA
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-01-28
Also published as: TR21306A; IT8123093A0; FR2510189B1; ES8307989A1; IN158533B; DE3227183A1; MA19546A1; IT1137753B; ES514232A0

Abstract

The invention relates to a centrifugal regulating device for adjusting the ignition timing in internal combustion engines, in particular single-cylinder engines, centrifugal weights displacing a coupling connection in order to change the relative angle of the driving and the driven shaft, in particular with the aid of an irreversible motion for the torque transmitted from the former to the latter shaft. In this way, variations in the displacement angle due to cyclic variations in the torque transmitted are prevented.

Description

La présente invention concerne, un régulateur centrifuge d'avance à l'injection pour moteur a combustion interne. The present invention relates to a centrifugal injection advance regulator for an internal combustion engine.

I1 est connu que la régulation de la puissance des moteurs à cycle Diesel est réali.seeen faisant varier le. It is known that the regulation of the power of diesel cycle engines is achieved by varying the.

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.fuel flow rate of the pump provided for this purpose through a member subjected to the driver's command and to the corrective action of a sensitive regulator. at- engine speed.

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. It is known, however, that diesel engines are generally also provided with a regulation of the instant of fuel injection with respect to the position of the piston, as a function of speed. This regulation can be ensured using manual or automatic control, interposing between the actuating camshaft of the injection pump and the mold intake.

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.ment of the motor, a regulating joint with centrifugal masses which turns said camshaft of the pump relative to the shaft of the movement by an angle. increasing with the coat speed to be increased adequately.

l'amante de l'instant du débout de. l'injection par rapport à l'instant auquel le piston atteint son point mort ha,ut. the lover of the moment standing up. injection with respect to the instant at which the piston reaches its neutral point 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. Automatic injection regulation is currently adopted only in engines with several cylinders and is not used in those with a single cylinder or with few cylinders,
The reason for this limitation of use, apart from being an economy in engine construction, lies in the fact that the torque necessary for the rotation of the camshaft of the pump is transmitted by the 'Intermediate support, direct or indirect, centrifugal masses, whose movement regulates the angular offset of said camshaft relative to. the intake shaft of the pump motor. Consequently, if the number of cylinders and therefore that of the corresponding cams of the pump is low, the cyclic variations of the torque with respect to its average value may be high up to 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.change sign due to the thrust of the old gonist spring acting by means of an appropriate roller on the descending ramp of the cam until causing oscillations of the joint and consequently oscillations of the angle of advance which would be detrimental to the proper functioning of the engine.

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. Such a drawback can be avoided in multi-cylinder engines by dimensioning the regulating seals so that the driving torque of the pump is dissipated by means of a relatively small fraction of the centrifugal force of the masses, the remaining portion, preponderant, being balanced by the reaction of suitable springs and by introducing into the joint a suitable damper with dry friction.

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. In engines with few cylinders, especially in the case of a single cylinder, the size and weight of the regulator, whatever is said, would be excessive both in terms of available space and in terms of economy of construction.

Ce qui vient d'être exposé ci-dessus est valable indépendamment du type. de cycle , Otto ou Diesel adopté dans le moteur. What has just been explained above is valid regardless of the type. cycle, Otto or Diesel adopted in the engine.

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. The object of the invention is therefore to produce an automatic regulating joint for the advance to the injection of fuel for internal combustion engines, in particular a single cylinder, of the centrifugal mass type, the essential characteristic of which is. lies in the fact that it is irreversible, that is to say in the fact that it can function, thanks to the variation of the angle of advance, under the action of centrifugal masses, and which cannot operate in the opposite direction, under the action of the cams of the pump or in any case -of the transmitted torque, and in the fact that it consequently has dimensions and a weight clearly smaller than the corresponding sizes of current devices for regulating advance as well as low construction cost.

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. Another advantage of the device of the present invention lies in the fact that it has a low operating hysteresis at variation of the speed.
and that it can therefore have a good sensitivity
and a short response time to variations in speed.

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.To this end, the invention proposes to produce a
fuel injection advance regulator in
an internal combustion engine, in particular mono
cylinder which connects a shaft of movement
with the pump actuation shaft via
re of a mechanism with variable geometry under the action of
centrifugal masses mounted on the slack shaft
to vary the angular position rela
tive of trees, characterized in that said mechanism
has friction resistances during varia
tion of its geometry, capable of making these irreversible
variations under the action of the torque transmitted between the trees.

D'autres caractéristiques de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre. Other characteristics of the invention will appear during the description which follows.

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.In the accompanying drawings, given only as examples
Fig. 1 shows a view of the regulator seal taken in the plane normal to the axis of rotation
Fig. 2 is an axial section along the line Il-Il of 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'. As can be seen, the regulating seal is constituted by a flange 1 mounted integrally on the power take-off shaft 2 and carrying centrifugal masses 4,4 'bearing on pins 3 and 3', and by a counter-flange 5 mounted integrally on the camshaft 6 of the pump 7 and having openings 8 and 8 ′ in which fingers 9, 9 ′ connected in a displaceable manner are connected, respectively to said centrifugal masses 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 #. . Appropriate return springs 10, 10 'fixed respectively to fingers 11, 12 and 11',. 12 'connect said centrifugal masses to the flange 1 so as to be able to balance in all positions the couplings of the centrifugal forces of the masses 4,4' with respect to the coLrespol-glowing pins 3, 3 '. The intermediate line of the lights 8,8 'is inclined relative to the path of the fingers 9,9' of the centrifugal masses 4,4 'when the latter rotate around the respective pins 3.3.' of a constant angle, 0t, appreciably less than the angle of friction, between the surfaces of the fingers 9,9 'and those of the lights 8,8'. Consequently, to the movement of the masses 4,4 'corresponds a movement angular of the counter-flange 5 secured to the camshaft 6 around the shaft 2. This can occur in one direction or the other because the force which these surfaces can transmit during relative movement have, in due to the inclination of the lights relative to the center circumference 0, a moment relative to the axis of the shaft 6 for fixing the flange 5, which always remains of the same sign when the direction of movement is varied because l 'angle formed by the normal n on the surface of each lumen with the line joining the point of contact of the fingers 9.9' with the axis of the shaft 6 always remains substantially greater in any position than the friction angle # . .

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. The centrifugal force of the masses is balanced by the reaction of the pins 3.3 ', by that of the springs 10.10' and by that of the flange 5 inc 1 in é of + f according to the direction of movement of the fingers 9.9 'in lights 8.8 'from normal n to 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.The mechanism has a certain hysteresis, in the od measurement, due to friction, a finite variation of the centrifugal force is necessary because under the effect of the return of the spring, the direction of movement is reversed.

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.This is useful for damping the oscillations excited by the speed variations. In addition, the sensitivity of the regulator is not appreciably reduced because the hysteresis produced by the variation of orientation of the reaction of friction and consequently its moment with respect to its axis of rotation is attenuated by the corresponding variations in intensity of the proper reaction resulting from the decomposition of the centrifugal force in the corresponding direction.

Inversement, une variation du couple sur l'arbre à cames ne peut provoquer le déplacement des masses centrifuges autour du tourillon d'oscillations correspondant. Conversely, a variation in the torque on the camshaft cannot cause the centrifugal masses to move around the corresponding oscillation journal.

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'.The reason is that the corresponding tangential forces which can be transmitted by the fingers 9, 9 'at their point of contact with the surface of the openings 8, 8' can be broken down into a force passing through the axis of the shaft 6 and a force passing through the axis of the pins 3.3 ′ insofar as they are located inside the friction angle 9. No torque is therefore applied to the masses 4.4 'oscillating around the pins 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.These masses are therefore, in this case, used only as an arm for transmitting the torque between the shafts 2 and 6 and can therefore have very reduced dimensions compared to those used otherwise in similar regulators for engines with several cylinders.

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. In particular, it can be observed that the contact of the fingers 9, 9 ′ with the flange 5 occurs along the internal surface Si of the lumen 8 during the period during which the camshaft 6 is driven and, inversely along the external surface Se in the period during which said shaft becomes motor.

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. In conclusion, the angle of advance at the injection is a function of the centrifugal force alone, that is to say of the speed of the engine and it cannot be modified by cyclic variations of torque transmitted by the seal.

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. When the torque transmitted by the seal is zero, as in the intervals during which there is no pump roller on the cam ramps, the moment of friction on the pivot pin of the centrifugal masses also becomes negligible and the angle in advance stabilizes> practically without delay at the value determined only by the equilibrium of the moments of the centrifugal force of the masses 4,4 'and the opposing springs.

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. This occurs in particular in the case of a single-cylinder engine in which the advance regulator seal can therefore be reduced to small 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. For this reason the invention, in addition to solving the proposed problem of operating stability, also provides an important construction advantage.

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. It is understood that the invention can also be applied to engines with several cylinders as long as a Diesel cycle as Otto with advantages of sensitivity and cost price.

Claims

1 - Advance regulator for fuel injection into an internal combustion engine, in particular a single-cylinder engine, which connects a shaft for taking motion with the actuation shaft of the pump via '' a mechanism with variable geometry under the action of centrifugal masses mounted on the power take-off shaft, for varying the relative angular position of the shafts, characterized in that said mechanism exhibits friction resistances during the variation of its geometry, capable of making these variations irreversible under the action of the torque transmitted between the trees.

2 - Advance regulator according to claim 1, characterized in that said mechanism comprises at least one arm (4,4 ') mounts oscillating on a flange (5) integral with the shaft (2) of movement and provided a stop (9.9 ') movable in a complementary seat (8.8') formed in an element integral with the shaft (6) for actuating the pump, the axis (3.3 ') d 'oscillation of the arm (4,4') being arranged inside the friction angle y with respect to normal to the displacement surface of the stop (9,9 ') in the seat (8,8' ).

3 - Advance regulator according to claim 2, characterized in that said at least one arm (4,4 ') is constituted by a centrifugal regulating mass and its displacement under the action of centrifugal force is produced at against a spring (10,10 ').

4 - Advance regulator according to claim 2, characterized in that said stopper is constituted by a finger (9.9 ') and said seat is constituted by a light (8.8'), the tangent to the intermediate line of the light (8.8 ') being inclined relative to the tangent to the trajectory of movement of the finger (9.9') by an angle α less than the angle of friction # between the finger and the light.