Brevet FR2465876A1 — publié le 19810327

L'invention se rapporte à un dispositif de régulation du remplissage d'un accouplement hydraulique associé à l'entraînement du ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne, dispositif constitué d'au moins un détecteur de température et d'une soupape commandée par ce détecteur pour contr8ler le débit du fluide de fonctionnement de l'accouplement hydrodynamique0 Il est connu,notamment dans le cas de moteurs à combustion interne refroidis par l'air, de réguler la vitesse de rotation du ventilateur de refroidissement par l'intermédiaire d'un accouplement hydrodynamique. On utilise à cet effet un détecteur à substances dilatables, qui détermine par exemple la température d'une pièce constitutive appropriée ou bien la température des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, et qui commande une soupape en fonction du niveau de cette température. Cette soupape contr8le le débit du fluide de fonctionnement, habituellement l'huile de lubrifi- cation du moteur à combustion interne, qui alimente l'accouple- ment hydrodynamique dont le taux de remplissage est ainsi fonction de la température. Un dispositif de régulation ainsi constitué ne peut toutefois tenir compte que de l'influence d'une seule grandeur ou au maximum de deux grandeurs. Des recherches ont toutefois montré que la vitesse de rotation du ventilateur de refroidissement peut être optimiséesi elle est rendue dépendante de la température de la pièce constitutive, de la température des gaz d'échappement de la température de l'huile moteur, éventuellement de la température du fluide hydraulique, de la température de l'air ainsi que de la pression de l'air0 En effet, s'il est tenu compte de l'influence de toutes ces grandeurs pour la régulation de la vitesse de rotation du ventilateur de refrAidissement, la consommation de carburant du moteur à combustion interne ainsi que l'émission sonore du ventilateur de refroidissement peuvent être abaissées, car le ventilateur présente toujours la vitesse de rotation et la puissance requises à un instant donné. Le but de la présente invention est en conséquence de créer un dispositif de régulation du remplissage d'un accouplement hydraulique du type initialement mentionné, 4o ce dispositif étant tel que l'influence de toutes les grandeurs "- requises puisse être prise en compte. Ce but est atteint conformément à l'inven- tion en ce que pour assurer la régulation du remplissage, il est prévu des émetteurs de valeurs de mesure fonctionnement électri- queme9t, et qui sont reliés électriquement avec une installation de traitement de ces valeurs de mesure, cette installJtion de traitement délivrant un signal de sortie électrique à une soupape électromagnétique qui commande le débit de fluide de fonction- nement alimentant l'accouplement hydrodynamique. L'avantage de cette disposition réside en ce que il est dorénavant possible de tenir compte de l'influence d'un grand nombre de grandeurs qui sont nécessaires pour commander de façon optimale la vitesse de rotation du ventila- teur de refroidissement. Un autre avantage de cette disposition est que, grâce à la liaison électrique des émetteurs de valeurs de mesure avec l'installation de traitement des valeurs de mesure, ces émetteurs peuvent être placés là o la mesure doit avoir lieu, car du fait de la liaison par conducteur électrique, il est possible de relier en tous lieux ces détecteurs avec l'installation de traitement des valeurs de mesure. Un autre avantage réside en outre dans la possibilité de disposer l'installation de traitement des valeurs de mesure, qui pourrait être constituée par un circuit logique, sous la forme d'une unité constitutive là o elle peut être disposée pour répondre au mieux aux conditions requises. Ceci s'avère particulièrement avantageux lorsque un dispositif de ce type est installé sur des camions, ou dans l'espace réservé au moteur, du fait de l'emplacement, de très fortes fluctuations de températures ainsi que des risques de pollution ne sont pas à exclurent, ce qui pourrait dans certains circonstances influencer défavorable- ment l'aptitude au fonctionnement de l'installation de traitement des valeurs de mesure. Comme il est possible conformément à l'invention d'obtenir toutes valeurs de rotation désirées de l'ordinateur, et que d'autre part il n'est pas souhaitable de mettre en oeuvre une technique très coûteuse de commutation pour obtenir une régulation en continu- de la quantité du fluide de fonctionnement, il est proposé dans une autre forme de l'invention de prévoir comme soupape électromagnétique une soupape à deux voies et de réaliser l'installation de traitement 3.- des valeurs de mesure selon le principe d'une régulation à deux points commutant périodiquement, Il est ainsi possible d'utili- ser une soupape électromagnétique classique du commerce. En même temps la constitution de l'installation de traitement des valeurs de mesure se trouve considérablement simplifiée car cette installation ne doit plus délivrer que deux signaux de sortie. Ces signaux consistent soit en "soupape en circuit" soit en "soupape hors circuitj1. Dans ce cas il est avantageux pour obtenir un débit de fluide de fonctionnement suffisamment régulier de modifier à volonté le rapport des deux signaux de sortie l'un par rapport à l'autre. Il est apparu qu'avec une régulation simple de ce type toute vitesse souhaitable du ventilateur peut être obtenue en fonction d'une pluralité de paramiètres. Les à coups de pression occasionnés par la régulation dans le fluide de fonctionnement et dans les canalisations transpor- tant ce fluide, sont suffisamment faibles pour qu'aucun acroissement d'usure ne puisse être constaté de ce fait. Si l'on exigeait que l'écoulement du fluide de fonctionnement se fasse en pratique de façon absolu- ment exempte de pulsations, la soupape à deux voies peut alors être réalisée avec un amortissement hydraulique pour les deux directions de déplacement. De telles soupapes sont également courantes dans le commerce et bien connues. Il est en outre concevable de rendre cet amortissement dépendant du trajet de commutation de la soupape. L'invention va être expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schéma- tiquement sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est un croquis schématique d'un moteur à combustion interne avec la commande conforme à l'invention,- - la figure 2 montre la modification d'une grandeur de mesure en fonction du temps, - la figure 3 montre comment le signal de commande se modifie en fonction de la grandeur de mesure selon la figure 2, - les figures 4 et 5 donnent des vitesses de rotation du ventilateur en fonction du temps avec une soupape non amortie et avec une soupape amortie. 2465876- Sur la figure 1 est représenté schématique- ment un moteur à combustion inteir 1 refroidi par l'air dont le ventilateur 2 est équipé d'un accouplement hydrodynamique 3. L'accouplement hydrodynamique 3 est relié par une canalisation hydraulique 4, sur laquelle est installée une soupape à deux voies 5, avec le c8té refoulement de la pompe à huile du moteur à combustion interne 1. L'évacuation de l'huile en retour de l'accouplement hydrodynamique dans le carter à huile du moteur à combustion interne l n'est pas représentée. La soupape à deux voies 5 revêt la forme d'une soupape électrohydraulique qui commute sur le débit de passage maximal lorsqu'elle n'est pas alimentée en courant. Ceci est judicieux afin que en cas de défaillance du signal de commande pour la soupape 5, celle- ci ne ferme pas la canalisation hydraulique 4 en arrêtant l'entrainement du-ventilateur. La soupape 5 est reliée électriquement avec une installation 6 du traitement des valeurs de mesures, à l'entrée de laquelle sont raccordées une pluralité d'émetteurs de valeurs de mesure. Ces émetteurs de valeurs de mesure détec- tent électriquement les valeurs dont l'influence est requise pour la régulation de la vitesse de rotation du ventilateur. Le fonctionnement du dispositif de régulation va être expliqué ci-dessous en se référant à la variation de la grandeur d'une valeur de mesure. Sur la figure 2 est représentée l'évolu- tion possible en fonction du temps de l'une des grandeurs dont l'unfluence est prise-en compte, par exemple la température - d'une pièce constitutive. La figure 3 montre, également rapporté au temps, le signal de sortie de l'installation de traitement des valeurs de mesure et la figure 4 la vitesse de rotation du ventilateur 2. En cas de constance de la grandeur des autres valeurs de mesure la température Tl indiquée sur la figure 2 conditionne le signal de sortie représenté sur la figure 3 jusqu'en T2. Ce signal de sortie est constitué par des impulsions de tension variant entre une tension minimale et une tension maximale. La soupape 5 est alors commandée par l'intermédiaire d'une régulation à deux points. Pendant la période o est appliqué le niveau maximal de l'impulsion de tension, la soupape 5 est complètement fermée. Selon le rapport de la durée d'ouver- - ture à la durée de fermeture un courant d'huile plus ou moins important parviendra dans l'accouplement hydraulique. Si maintenant la température Tl s'élève jusqu'à T2 (figure 2), cela signifie que le moteur à combustion interne a besoin d'une puissance de refroidissement plus élevée, et que le ventilateur 2 doit en conséquence tourner plus vite. A cet effet l'accouplement hydrodynamique 3 doit recevoir un complément de remplissage d'huile. Pour cela il est nécessaire que la soupape 5 maintànne désormais la canalisation hydraulique 4 ouverte pendant un temps relativement long et ne la ferme que pendant un temps très court. En conséquence pendant la période Tl à T2 au cours de laquelle a lieu une forte variation de température, les impulsions de sortie en provenance de l'ins- tallation de traitement des valeurs de mesures 6 sont très courtes car la soupape en l'absence de courant est commutée sur le débit de passage maximal. Ainsi le débit d'alimentation de l'accouplement augmente et également la vitesse de rotation du ventilateur comme le montre la figure 4. Si la variation de température évolue dans le temps plus lentement (T2 à T3), la durée des signaux de sortie de l'installation de traitement des valeurs de mesure deviendra à nouveau plus longue, c'est-à-dire que la soupape 5 sera à nouveau mise plus longtemps hors circuit. Ainsi le remplissage de l'accouplement 3 ne sera augmenté que très lente- ment. Si la vitesse de rotation requise pour le ventilateur est atteinte (t3), ce qui signifie que le remplissage du moment de l'accouplement hydrodynamique 3 doit être maintenu, alors l'installation de traitement des valeurs de mesures modifie à nouveau le rapport des successions des valeurs d'impulsions de façon telle que la vitesse de rotation du ventilateur reste maintenue. Une réduction de la vitesse de rotation du ventilateur 2 peut être obtenue en ce que la soupape 5 est à nouveau fermée pendant un temps plus long, la durée des impulsions de tension étant alors à nouveau augmentée de façon que la soupape reste fermée plus longtemps. Si l'on exige maintenant que la vitesse de rotation du ventilateur 2 soit presque exempte de pulsations, donc sans les fluctuations en dents de scie de la figure 4, 6o- une soupape à deux voies amortie hydrauliquement sera prévue à la place de la soupape à deux voies 5o Du fait de l'amortis- sement cette soupape réagit plus paresseusement aux impulsions de commutation si bien que le débit alimentant l'accouplement hydrodynamique 3 s'en trouve régularisé et donc aussi la vites- se de rotation du ventilateuro Une autre possibilité de régulariser le débit d'alimentation de l'accouplement hydrodynamique réside en la modification de la fréquence de cadencement, c'est-à- dire de l'intervalle de temps séparant la fin d'une impulsion et la fin de l'impulsion suivante, intervalle de temps qui dans le cas du signal de sortie selon la figure 3 était maintenu constant. Avec une fréquence élevée un grand nombre d'impulsions de commutation sont appliquées à la soupape, grâce à quoi celle-ci se met à planer car elle ne peut plus suivre les impulsions de commutation en effectuant une course de commutation complète. REVENDICATIONS 1l- Dispositif de régulation du remplis- sage d'un accouplement hydraulique associé à l'entralnement du ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne, dispositif constitué d'au moins un détecteur de température et d'une soupape commandée par ce détecteur pour contrôler le débit du fluide de fonctionnement de l'accouplement hydrodynamique, dispositif caractérisé en ce que, pour assurer la régulation du remplissage, il est prévu des émetteurs de valeurs de mesure fonctionnant électriquement, et qui sont reliés électriquement avec une installation de traitement (6) de ces valeurs de mesure, cette installation de traitement délivrant un signal de sortie électrique à une soupape électromagnétique (5) qui commande le débit de fluide de fonctionnement alimentant l'accouplement hydrodynamique (3). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que il est prévu comme soupape électromagné- tique (5) une soupape à deux voies, l'installation de traitement de valeurs de mesure (6) délivrant un signal de sortie périodique selon le principe de la régulation à deux points. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rapport de la durée des signaux de sortie de l'installation de traitement de valeurs de mesure (6) les uns par rapport aux autres, est susceptible d'être modifié. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape à deux voies (5) comporte un amortissement hydraulique pour les deux directions de déplacement. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'amortissement de la soupape à deux voies (5) dépend de la grandeur du trajet de commutation de cette soupape,'