Brevet FR2309363A1 — publié le 19761126

L'invention concerne un ralentisseur à frein moteur pour véhicules, en particulier pour véhicules équipés d'un moteur diesel, comportant un papillon monté dans le collecteur d'é- chap8-ement, papillon dont l'ouverture se règle à volonté entre la position de pleine ouverture et la position de fermeture. Sur plusieurs catégories de véhicules, sur les poids lourds en particulier, doit être prévu, pour satisfaire aux règlements en vigueur, un ralentisseur à frein moteur dont la puissance de freinage doit atteindre un niveau prescrit. Les ralentisseurs à frein moteur de type usuel sont con çus de telle orte qu'aux régimes nominaux, le niveau de pression autorisé pour le collecteur d'échaptement ne soit pas dépassé, les soupapes d'échappement risquant de prendre sous une pression trop élevée une position d'ouverture exagérée et d'occasionner ainsi des dégâts à la commande. La puissance de tels freins moteurs devant ainsi rester asservie au régime nominal, il s'ensuit forcément qu'aux vitesses réduites, la pression régnant dans le collecteur d'échappement s'établit à un niveau très inférieur au niveau limite de pression admissible pour ce collecteur, donc que la puissance de freinage se réduit dans des proportions importantes. Si l'on désire adapter aux différents besoins en puissance freinante demandée au moteur un dispositif qui, conçu sous la forme d'un papillon monté dans le collecteur d'échappement, ne serve pas uniquement de frein moteur, mais aussi à la réduction des émissions de fumées au démarrage lors du réchauffage du moteur et de la cabine de conduite, et également à la création de la contre-pression pour la marche à puissance réduite, il est nécessaire de prévoir des dispositifs complexes et d'un encombrement important. Un tel appareillage est décrit dans le brevet DT-AS 2 363 969. Ce brevet prévoit notamment un dispositif assurant le réglage fin du flux de gaz d'échappement à partir de la position fermée du papillon.Ce dispositif exige donc soit l'emploi d'un système de bipasse,soit celui d'un dispositif très complexe qui doit de plus etre réglé sur une pression à prévoir. Encore faut-il, avec une installation de ce type, ne pas exclure le cas à'un réglage erroné entraînant la non possibilité de disposer totalement, aux vitesses élevées, de la puissance de freinage théoriquement disponible. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients récités et de créer un dispositif dont la puissance de freinage s'adapte automatiquement à la vitesse, dispositif qui soit d'une construction simple, qui puisse se manoeuvrer facilement et qui soit fiable. L'invention résoud ce problème en prévoyant que le papillon pivote autour d'un axe placé perpendiculairement à l'axe longitudinal du collecteur d'échappement et à une certaine distance de celui-ci, et présente une forme elliptique telle que ce papillon puisse fermer le collecteur d'échappement de façon étanche dans une position oblique prédéterminée. L'invention prévoit également que le papillon soit maintenu en position de fermeture par un effort prédéterminé. Cet effort peut être exercé soit par un ressort, soit par un vérin rappelé par ressort, et raccordé à une source de pression hydrauliquehu pneumatique existant déjà sur le vérin préférence véhicule avec de/ montage intermédiaire d'un réducteur de pression. Il est indiqué de monter sur la portion de tuyauterie entre réducteur de pression et vérin un organe d'arrêt commandant la mise en marche et l'arrêt du frein moteur. La distance séparant l'axe de pivotement du papillon de l'axe longitudinal du collecteur d'échappement doit avoir une valeur déterminée dépendant de la pression admissible dans le coude du collecteur, laquelle est déterminée par la pression limite à partir de laquelle les soupapes d'échappement sont à nouveau en position d'ouverture.La pression différentielle agissant sur les deux "bras de levier" de longueur différente du papillon engendre un couple qui doit s'équilibrer avec le couple antagoniste produit par le vérin ou le ressort de réglage. De ce fait, l'écart entre l'axe du papillon et l'axe longitudinal du collecteur d'échappement doit, selon l'invention, être dimensionné de façon telle qu'une pression limite prédéterminée dépendant de la poupée des ressorts des soupapes d'échappement et de la pression pouvant être engendrée dans les cylindres du moteur puisse ouvrir le papillon contre l'ef- fort qui le sollicite à la fermeture. Si l'on travaille avec un vérin dépendant d'une source de pression dont la pression d'alimentation varie en général entre des valeurs limites fixées, il est nécessaire de monter un réducteur de pression de façon que la pression qui s'applique au piston du vérin à ressort de rappel soit constante. Le montage en position oblique du papillon et la forme elliptique, adaptée à cette position, qui lui est donnée, permettent d'obtenir une étanchéité parfaite entre le collecteur d'échappement et le papillon en position de fermeture ainsi, dès les basses vitesses, la pression de freinage valable peut être atteinte. Lorsque, du fait du régime devenant plus rapide, la pression s'élève dans la portion de collecteur d'échappement obturée, le papillon, en raison du montage excentré de son axe, subit l'effort pressant correspondant à la pression qui s'établit et il s'instaure un équilibrage de pression jusqu'à ce que le niveau limite de pression désiré soit atteint.La pression régnant dans le collecteur d'échappement est donc constamment maintenue, aux basses vitesses comme aux vitesses élevées, au niveau limite désiré ; ainsi la puissance de freinage du moteur, qui ne pouvait être atteinte qu'aux vitesses élevées, l'est maintenant aussi aux basses vitesses. L'exécution, selon l'invention, du ralentisseur à frein moteur est avantageuse en ce sens qu'elle ne requiert que peu de modifications de l'exécution de série utilisée jusqu'à présent, que les cotes de montage n'ont pas à être modifiées et que le nouveau ralentisseur est d'un emploi universel. Par ailleurs, le réglage fin de ce ralentisseur s'obtient facilement par tarage de la pression au détendeur ou par tarage de la précharge du ressort. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail par un exemple d'exécution illustré par une figure. Cette figure représente en coupe un collecteur d'échappement 1 où les gaz d'échappement transitent dans le sens de la flèche A. Dans le collecteur d'échappement est monté un papillon de forme ovale 2 conçu pour obturer de façon étanche le collecteur d'échappement dans la position oblique où il est représenté. L'axe 2a sur laquel pivote le papillon 2 est à une distance e de l'axe longitudinal L du collecteur d'échappement. Le papillon représente donc un levier à bras inégaux. De ce fait, lorsque la pression devient grande dans le collecteur d'échappement, le papillon 2 vient par pivotement en position d'ouverture en surmontant l'effort de réaction qui lui est transmis par la tige du piston 4 d'un vérin rappelé par ressort 5. &commat;vérin est alimenté par un fluide sous pression qui lui parvient par la tuyauterie 7.Sur cette tuyauterie, est monté un détendeur 6 dont le rôle est d'assurer la constance du niveau de pression dans la chambre du vérin 5. En n'importe quel point de la tuyauterie 7, peut être montée une soupape de commutation dont le rôle est d'enclencher et d'arrêter le frein-moteur. A l'arrêt de celui-ci, un ressort de rappel 3 ramène le piston 4 à sa position initiale (marquée sur la figure par un trait interrompu) ; le papillon 2 se place alors dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du collecteur d'échappement 1. A la place du vérin 5, peut aussi être utilisé un ressort réglable à la main qui amène mécaniquement le clapet d'étranglement dans la position où il est représenté sur la figure sous l'effet de la pression différentielle agissant sur lui, le papillon pivote et vient prendre une position où les pressions s'équilibrent. Un pivotement maximal amène le papillon dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du collecteur d'échappement, position représentée en mixte fin sur la figure. Par suite du décalage d'une distance e de l'axe de pivotement du papillon par rapport à l'axe longitudinal , il est nécessaire, pour permettre un pivotement sans coincement, de réaliser sur le papillon, à proximité de son axe de pivotement, deux méplats. Pour éliminer le Jeu ainsi créé entre le papillon et la paroi du collecteur d'échappement 1 et obtenir une étanchéité complète, on peut soit prévoir également des méplats sur le collecteur, soit en équiper l'intérieur d'une portée d'étanchéité. REVENDICATIONS 1. - Ralentisseur à frein moteur pour véhicules, en particulier pour véhicules équipés d'un moteur Diesel, comportant un papillon monté dans le collecteur d'échappement, papillon dont l'ouverture se règle à volonté entre la position de pleine ouverture et la position de fermeture, caractérisé par le fait que le papillon (2) peut pivoter autour d'un axe monté perpendiculairement à l'axe longitudinal du collecteur d'échappement (1) et à une certaine distance (e) de cet axe longitudinal, ce papillon ayant d'autre part une forme elliptique lui permettant, dans une position oblique prédéterminée, d'obturer directement le collecteur d'échappement (i). 2. - Ralentisseur à frein moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le papillon (2) est maintenu par un effort pressant prédéterminé en position de fermeture. 3. - Ralentisseur à frein moteur selon l'une des revendications 1 et 2,caractérisé par le fait que l'effort servant à amener le papillon (2) en position de fermeture et à l'y maintenir est exercé par un ressort. 4. - Ralentisseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'effort servant à amener le papillon (2) en position de fermeture et à l'y maintenir est exercé par un vérin à ressort de rappel (5). 5. - Ralentisseur à frein moteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le vérin à ressort de rappel (5) est raccordé, de préférence par l'intermédiaire d'un détendeur (6), à une source de pression hydraulique ou pneumatique déjà installée sur le véhicule. 6. - Ralentisseur à frein moteur selon l'une des revendications de 1 à 5, caractérisé par le fait que l'écart (e) compris entre l'axe d'articulation du papillon et l'axe longitudinal du collecteur (1) est dimensionné de façon telle qu'une pression limite prédéterminée, dépendant de la poussée des ressorts des soupapes d'échappement et du niveau de pression pouvant être obtenu dans les cylindres du moteur puisse ouvrir le papillon (2) contre l'effort qui le sollicite à la fermeture.