Brevet FR2476214A1 — publié le 19810821

Dispositif de contrôle du retour en position de fermeture du papillon de commande de puissance d'un moteur à com bustion interne de vebicule automobile. L'invention, due à la collaboration de Monsieur Claude LABATTU, se rapporte à un dispositif de contrôle du retour en position de fermeture du papillon de commande de puissance d'un moteur 3 combustion interne de véhicule automobile, qui peut être le papillon des gaz d'un motéur à carburateur ou le papillon d'air d'un moteur alimenté par injection d'essence. On sait que le relâchement brusque de la pedale d'accélé- rateur qu' est souvent amene à effectuer le conducteur d'un véhicule automobile dans l'usage de celui-ci, en ville notamment, a pour effet de provoquer une interruption brutale du débit d'air détériorant les conditions de bonne combustion du mélange combustible dans le sens polluant, aggravée dans le cas des moteurs à carburateur ou à injection indirecte dans la tubulure par une absorption rapide de l'essence condensée sur les parois de celle-ci, sous effet de la forte dépression régnant alors en aval du papillon de commande de puissance. il a déjà été préconisé, afin de réduire l'effet néfaste des mauvaises conditions d'alimentation et combustion en traSné par un relâchement brusque de la pédale d'accélérateur par le conducteur d'un véhicule, de rendre progressif le retour en position de fermeture du papillon en faisant appel à des moyens d'amortissement ou de temporisation de sa course de fermeture s'effectuant en un temps prédéterminé, qui est généralement de l'ordre de quelques secondes, afin de ne pas nuire à l'effet de décélération attendu du conducteur. Lorsque les conditions d'utilisation du vehicule imposent un maintien plus long du papillon en position de fermeture, c'est-à-dire de ralenti normal, que ledit temps de fermeture prédéterminé, et notamment au delà d'un certain seuil de vitesse du moteur, on retrouve dans cette position du papillon de mauvaises conditions d'alimentation et de combustion de caractère polluant ou qui sont sévères pour les dispositifs dtantipollution par traitement des gaz d'échappement, à catalyseur notamment. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients précités en améliorant le contrôle du retour en position de fermeture du papillon de commande de puissance d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Essentiellement, à cet effet, dans un dispositif de contrôle du retour en position de fermeture du papillon de commande de puissance d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant une butée d'arrêt mobile déterminant la position du papillon à sa refermeture, ladite butée étant reliée par une tringlerie à l'organe mobile d'une capsule à dépression, cette dernière étant reliée à la tubulure d'admission par un conduit débouchant en amont du papillon dans sa première position de butée à la fermeture déterminée par ladite butée d'arret, ledit conduit incluant une valve de non-retour d'admission rapide de la dépression dans la capsule et d'élimination temporisée de celle-ci pour créer un retour progressif du papillon entre ladite premier position de butée et sa position de fermeture finale correspondant au règlage de ralenti à vide, l'invention est carac térisée en ce que ladite capsule à dépression est reliée à la tubulure d'admission enaral du papillon par un second conduit comportant une valve de non-retour, un limiteur de dépression et une valve de passage pourvue de moyens dlouver- ture répondant à un certain seuil de vitesse du moteur ou du véhicule, de sorte quà partir dudit seuil la dépression appliquée à la capsule par la voie du second conduit maintient ladite butée en position d'entrebâlllement du papillon par rapport à sa position de fermeture finale, tandis qu'en dessous dudit seuil la fin de course de fermeture du papillon est contrôlée par la voie du premier conduit précité. D'autres particularités de l'invention apparattront également ci-après dans la description d'une forme de réalisation qui en est donnée à tire d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble dtun dispositif selon l'invention : - la figure 2 est une vue de détail illustrative de trois positions caractéristiques du papillon pouvant être assurées par le dispositif selon l'invention. Au dessin, on a schématisé en 1 la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne, dans laquelle est disposé le papillon usuel 2 de commande de puissance du moteur, solidaire de son axe d'articulation 3. Sur l'une des extrémités de l'axe 3 du papillon sortant de la tubulure, est calé un levier 4 destiné à coopérer comme butée d'arrêt de la fermeture du papillon avec une butée 5 solidaire d'une tringle 6, qui est articulée librement autour de l'axe 3 ainsi quten 7 avec une tringle 8 par ailleurs reliée à la partie centrale d'une membrane souple 9 constituant l'organe mobile d'une capsule à dépression,désignée par 10 dans son ensemble. De manière connue non représentée pour la clarté du dessin, il est à voir que sur l'autre extrémité de l'axe 3 du papillon est calé un levier qui est soumis à un ressort de rappel du papillon à la fermeture dans le sens de la flèche F, ainsi qu'à une commande unidirectionnelle dans le sens 0 de l'ouverture du papillon qui est assurée par l'intermédiaire d'une tringlerie mécanique reliée à la pédale d'accélérateur dont dispose le conducteur. La capsule à dépression 10 comprend un corps 11 dans lequel prend appui un ressort 12 de rappel de la membrane 9 en la position de repos représentée, pour laquelle la butée 5 détermine avec le levier 4 la position de repos ou fermeture finale du papillon 3. Le corps il délimite une chambre à dépression 13 avec la membrane 9-et avec une paroi 14 mobile dans le corps et dont on verra le rôle particulier plus loin. La chambre à dépression 13 est reliée par un conduit 15 et une portion de conduit 16 à un réservoir 17, ce dernier étant relié par un conduit 18 à une valve de non-retour à étranglement 19, laquelle est reliée à la tubulure d'admission 1 par un conduit 20 débouchant en amont de la première position de butée possible du papillon à la fermeture qui est déterminée par la butte 5 et que l'on définira plus loin. La chambre à dépression 13 est en outre susceptible d'être reliée à la tubulure d'admission 1 par l'intermédiaire d'un conduit 21 débouchant naval du papillon 2, d'une électrovanne 22 gouvernant la communication entre ce conduit 21 et un conduit 23 qui est raccordé à l'entrée d'un limiteur ou régulateur de dépression 24, dont la sortie (à dépression limitée ou régulée) est reliée par un conduit 25 à une valve de non-retour 26, par ailleurs reliée par une portion de conduit 27 au conduit 15 relié à la chambre 13. Le limiteur de pression 24 ici représenté est d'un type connu en soi comprenant dans un boîtier qu'il forme, une membrane 28 soumise à l'action opposée de deux ressorts 29-30, et y délimitant une-chambre à dépression 31 dans laquelle elle coopère avec un siège 32 entourant le passage d'admis sion de la dépression dans cette chambre. Dans cette dernière abouche en permanence un passage 33 destiné à être soumis à la de pression limitas de sortie qui règne lorsque la membrane 28 vient s'appuyer sur le siège 32. La force d'action de l'un 30 des ressorts précités est ici réglable par l'intermédiaire d'une vis de butée 34 de sa coupelle d'appui; de sorte que la valeur de dépression susceptible d'etre transmise par ce limiteur peut être réglée. L'électrovanne 22 est normalement fermée, c'est-à-dire qu'elle interrompt la communication entre les conduits 21 et 23, sauf lorsque son solénoide est excité par la voie d'un contact électrique d'alimentation 35, qui est actionné à la fermeture à partir d'un certain seuil de vitesse du moteur ou du véhicule, et qui peut être notamment un contact d'interrupteur centrifuge ou un contact dépendant du tachymétre qui équipe le véhicule,ou un contact actionnable par un relais sensible à la tension d'un générateur électrique tachymétrique par exemple. Dans la capsule à dépression 13, la paroi mobile 14 est ici solidaire d'une butée 36 destinée à coopérer avec la membrane 9 sur une partie de sa course possible, la paroi 14 étant elle-mEme sollicitée en butée en 37 dans le corps, sous l'action d'un ressort de compression 38 précontraint par une coupelle d'appui 39, de manibre réglable à l'aide d'une vis d'appui 40 vissée dans le corps 11. La raideur du ressort 38 est plus élevée que celle du ressort 12, mais permet à la butte 36 de céder sous la pression de la membrane 9 dans le domaine des dépressions élevées susceptibles de régner dans la chambre 13, et ne lui permet pas en revanche de céder lorsque règne dans cette chambre la dépression limitée susceptible d'y être appliquée par la voie du limiteur de pression 24. Cela étant, le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : A partir d'une position ouverte du papillon 2 qui dépasse le point de piquage du conduit 20 dans la tubulure 1, c'est la dépression régnant en aval du papillon dans la tubulure qui se trouve appliquée à la chambre à dépression 13 de la capsule 10 et dans le réservoir 17, par la voie de la valve de non-retour 19, à passage rapide dans ce sens, et du réservoir 17. On considérera d'abord le cas de fonctionnement en décélération correspondant à un seuil de vitesse du moteur ou du véhicule inférieur à celui pour lequel l'électrovanne 22 est excitée, c'est-à-dire, le cas où cette dernière confine la dépression règnant dans le conduit 21. En cas donc de décélération demandée par le conducteur relâchant la pédale d'accélération, ce qui entraîne la refermeture du papillon 2, la dépression devenant croissante en aval du papillon s'applique rapidement à la chambre 13 et du réservoir 17 jusqu'à ce que la tranche du papillon passe à hauteur du point de piquage du conduit 20, la valeur de dépression atteinte entraînant alors pratiquement la compression des deux ressorts 12 et 38 par la membrane 9 et une mise en position de la butée 5 d'arrêt du levier 4 solidaire du papillon, telle que ce dernier se trouve stoppé dans sa course de fermeture en une position de dépassement du point de piquage du conduit 20, qui est indiqué par I à la figure 2. A partir de cette position, la chambre 13 de la capsule à dépression 10 et le réservoir 17 se trouvent remis progresisivement au travers de l'étranglement de la valve 19 à la pression voisine de la pression atmosphérique qui règne alors en amont du papillon 2, de sorte que le retour du papillon en position de fermeture s'effectue progressivement en fonction de la détente du ressort 38, puis du ressort 12, permise par l'abaissement temporisé de la dépression, la fin de détente du ressort 38 correspondant ici à la position II et la fin de détente du ressort 12 correspondant à la position III du papillon à la figure 2, 'qui est sa position finale de fermeture, correspondant à celle dite de ralenti du moteur, véhicule à l'arrêt. Le cas de fonctionnement en décélération correspondant à un seuil de vitesse du moteur ou du véhicule supérieur à celui pour lequel l'électrovanne 22 est excitée, est le suivant. Dans ce cas la dépression en aval du papillon 2 est appliquée au travers du limiteur de dépression 24 à la valve de nonretour 26. Mais cette dépression limitée est alors inférieure à celle qui règne dans la chambre 13 de la capsule et dans le réservoir 17, comme précédemment exposé, au moment et lors d'une décélération demandée par relâchement de la pédale d'accélération et fermeture du papillon 2, de sorte que la valve 26 reste fermée et que, comme précédemment le papillon 2 se trouve initialement stoppé par la butée 5 en position I. A partir de cette position, le papillon commence de se refermer proaressivement comme précédemment en fonction du retour d'air par l'étranglement de la valve 19, jusqu'à ce que la dépression dans la chambre 13 et le réservoir 17 devienne inférieure à la dépression appliquée à la valve 26 au travers du limiteur de dépression 24, cette dépression limitée venant alors prendre le relais de l'action précédente, étant rappelé que sa valeur ne permet pas la compression du ressort raide 38 et ne peut gêner sa détente, mais qu'elle maintient la compression du ressort 12 de la capsule par la membrane 9. Il en résulte que le papillon 2 se trouve alors stoppé dans sa course de fermeture en position II, après être passé pro gressivernent par détente du ressort 38 de la position I à cette position II d'entrebâillement dans laquelle il va donc demeurer aussi longtemps que la vitesse du moteur ou du véhicule sera supérieure au seuil prédéterminé à partir duquel l'électrovanne 22 est ouverte (qu'il s'agisse d'une longue décélération ou d'un long parcours en route descendante par exemple). Puis, s'il advient en décélérant que l'on atteigne de nouveau le seuil de vitesse à partir duquel l'électrovanne 22 cesse d'être excitée, la papillon 2 va passer de sa position II précédemment stabilisée, à sa position III de fermeture finale, avec le fonctionnement temporisé précédemment exposé dû au retour d'air étranglé par la voie de la valve 19. La détermination du seuil de vitesse pouvant porter sur le moteur ou le véhicule est ici affaire de cas d'espèce tenant au véhicule considéré et à sa destination d'utilisation, mais il semble que pour les véhicules de tourisme et compte tenu de leur vocation d'utilisation urbaine il y ait intérêt à faire plutôt le choix d'un seuil de vitesse du véhicule tel qu'il élimine le fonctionnement résultant du dispositif selon l'invention dans la gamme de vitesses correspondant à l'utilisation de la première combinaison de vitesses, dans un véhicule usuel à plusieurs rapports de transmission. Bien entendu diverses variantes peuvent être apportées dans la réalisation d'un tel dispositif sans pour autant sortirdu domaine de l'invention. neve diwations 1. Dispositif de contrôle du retcur en position de fermeture du papillon de commande de puissance d'un moteur à combustion interne de véhicule automboile, comprenant une butée d'arrêt mobile déterminant la position du papillon à sa refermeture, ladite butée étant reliée par une tringlerie à l'organe mobile d'une capsule à dopression, cette dernière étant reliée à la tubulure d'admission par un conduit débouchant en amont du papillon dans sa première position de butée à la fermeture déterminée par ladite bute d'arrêt, ledit conduit incluant une valve de non-retour d'admission rapide de la dépression dans 1 capsule et d'limination temporise de celle-ci pour créer un retour progressif du papillon entre ladite première position de butée et sa position de fermeture finale correspondant au réglage de ralenti à vide, carac taris en ce que ladite capsule à dépression est reliée à la tubulure d'admission en aval du paillon par un second conduit comportant une valve de non-retour, un limiteur de dépression et une valve de passage pourvue de moyens d'ouverture répondant à un certain seuil de vitesse du moteur ou du véhicule, de sorte qu'à partir dudit seuil la dépression appliquée à la capsule par la voie du second conduit maintient ladite butée en position d'entrebSillement du papillon par rapport à sa position de fermeture finale, tandis qu'en dessous dudit seuil la fin de course de fermeture du papillon est contrôlée par la voie du premier conduit précité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mobile de la capsule à dépression coopère avec deux ressorts de raideur différente étagés par rapport à elle, de sorte que le plus raide termine ladite position d'entrebâillement du papillon comme une position intermédiaire en ladite premiere position de butée et ladite position de fermeture finale. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'ouverture de ladite valve de passage sont électromaanétiques et excités par la voie d'un contact électrique de détection de vitesse du moteur ou, de préférence, du véhicule.