Brevet FR2501858A1 — publié le 19820917

L'invention a pour objet un dispositif pour mesurer la masse d'un fluide en écoulement, notamment pour mesurer la masse de l'air aspiré par les moteurs à com- bustion interne, comportant au moins une résistance fonction de la température, disposée dans le flux de fluide et agencée sous forme de fil chauffant, la température et/ou la valeur de cette résistance étant réglées en fonction de la masse en écou- lement et la grandeur de réglage constituant une mesure de la masse du fluide en écoulement, le fil chauffant étant guidé sous forme d'une boucle d'une extrémité à l'autre sur au moins trois points d'appui prévus sur une bague-sonde. On connait déjà un dispositif pour mesu- rer la masse d'un fluide en écoulement. Dans ce dispositif, la baguesonde est cependant fabriquée en métal, ce qui signifie qu'on doit prendre des dispositions particulières et onéreuses pour assurer l'isolation thermique et l'isolation électrique lors de la fixation des points d'appui sur la bague-sonde. - L'invention a pour but d'éviter cet incon- vénient et concerne à cet effet un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce que la bague-sonde est constituée an matière plastique et comporte des fentes de fixation s'étendant en di- rection axiale et débouchant vers au moins une face frontale de la baguesonde, à partir desquelles au moins une fente radiale va à l'ouverture libre de la bague-sonde délimitant une sec- tion d'écoulement, une partie de guidage du point d'appui pas- sant dans cette fente radiale et pénétrant dans la section dt écoulement, une partie de fixation coudée par rapport à la par- tie de guidage étant fixée dans la fente de fixation. Par rapport aux réalisations connues, le dispositif conforme à l'invention a pour avantage de permettre une fixation rapide et économique des points d'appui sur la bac gue-sonde sans que Von ait à prendre des dispositions parti- culières pour l'isolation électrique et l'isolation thermique des pointe d'appui par rapport à la bague-sonde. Des dispositons indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements du dispositif conforme à l'invention. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif pour mesurer la masse d'un fluide ei écoulement avec une résistance dépendant de la température; - la figure 2 représente une réalisation conforme à l'invention du dispositif pour mesurer la masse d'un fluide en écoulement; - la figure 3 est une coupe effectuée suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une coupe effectuée avivant la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est une coupe effectuée suivant la ligne V-V de la figure 2; la figure 6 est une vue latérale d'un point dtappui d'extrémité; - la figure 7 est une vue de dessus d'un point d'appui d'extrémité; - la figure' 8 est une vue latérale d'un point d'appui médian; - la figure 9 est une vue de dessus d'un point d'appui médian. Sur la figure 1, ona désigné par 1 la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne qui n'est pas représenté autrement. Dans cette tubulure 1, l'air aspiré par le moteur à combustion interne stécoule dans le sens des flèches 2. Dans la tubulure d'admission 1 se trouve une résis tance 3, par exemple une résistance à couche chauffante ou un fil chauffant parcouru par la grandeur de sortie d'un ré- gulateur et fournissant en même temps la grandeur d'entrée des- tinée au régulateur. La température de la résistance 3 fonction de la température est réglée par le régulateur à une valeur fixe supérieure à la température moyenne de l'air * Si la vites- se d'écoulement croit, c'est-à-dire si la quantité d'air aspi- rée par unité de temps croit, la résistance 3 dépendant de la température est plus fortement refroidie. Ce refroidissement est transmis à l'entrée du régulateur, de telle sorte que sa grandeur de sortie s'élève pour rétablir la valeur de tempé- rature fixée sur la résistance 3 dépendant de la température. La grandeur de sortie du régulateur règle la température de la résistance 3 dépendant de la température, lors des variations du débit d'air aspiré, à la valeur prédéterminée et donne si- 2 250 1858 multanément une mesure du débit d'air aspiré. Cette mesure est envoyée en tant qie grandeur de mesure à un circuit de dosage du moteur à combustion interne pour adapter la quantité de darburant requise à la quantité d'air aspirée par unité de temps. La résistance 3 dépendant de la températu- re forme conjointement avec une résistance 4, une première branche de pont. Une seconde branche de pont formée par les deux résistances fixes 5 et 6 est branchée en parallèle à la première branche. Un point de prise 7 se trouve entre les résis- tances 3et 4. Un autre point de prise 8 se trouve entre les résistances 5 et 6. Les deux branches du pont sont branchées en parallèle aux points 9 et 10. La tension diagonale du pont régnant entre les points 7 et 8 est envoyée à l'entrée d'un amplificateur 11 comportant des bornes de sortie auxquelles sont raccordés les points 9 et 10. Il en résulte que la gran- deur de sortie de cet ampliÈificateur alimente le pont ei tensi- on ou en courant de service. La grandeur de sortie désignée dais la suite par grandeur de réglage Us, peut être prélevée entre les bornes 12 et 13, comme cela est indiqué sur la figure 1. La grandeur de réglage Us commande le dosage du carburant nécessaire pour Vair aspiré. Cette commande est effectuée dans un circuit de dosage de carburant, non représenté, du mo- teur à combustion interne. La résistance 3 dépendant de la"tem- pérature est chauffée par le courant qui la traverse jusqu'à une valeur pour laquelle la tension d'entrée de l'amplificateur 11 c'est-à-dire la tension diagonale du pont, est nulle ou prend une valeur prédéterminée. A partir de la sortXt de l'amplifi- cateur, un courant déterminé passe alors dans le montage en pont. Si la température de la résistance 3 dépendant de la tem- pérature varie par suite de la variation de la masse de l'air aspiré, la température régnant sur la diagonale du pont change et l'amplificateur 11 règle la tension d'alimentation du pont ou le courant du pont à une valeur pour laquelle ce pont est à nouveau équilibré ou déséquilibré de façon prédéterminée. La grandeur de sortie de l'amplificateur 11, c'est-à-dire la ten- sion de commande Us, constitue, comme le courant passant dans la résistance 3 dépendant de la température, une mesure de la masse d'air aspirée. 250 1858 Pour compenser l'action de la température de l'air aspiré sur le résultat de mesure, il peut être judi- cieux de bra. cher dans la seconde branche du pont une seconde résistance 14 soumise au courant d'air aspiré. Il y a aLors lieu de choisir les valeurs des résistances 5, 6 et 14 de ma- nière que la puissance de perte de la résistance 14 dépendant de la température, produite par le courant dérivé qui la tra- verse, soit suffisamment faible pour que la température de cette résistance 14 ne varie pratiquement pas lorsque la tension du pont varie, mais corresponde constamment à la température de l'air aspiré en écoulement. La figure 2 représente une bague-sonde comportant quatre points d'appui 21, 22, 23, 24. Cette bague de sonde peut aussi présenter une autre forme judicieuse. Le fil chauffant 3 est tendu à l'aide des points d'appui 21 22, 23, 24, sur la bague de sonde 20. Le fil chauffant 3 n'est fixé par ses extrémités que sur les dex points d'appui d'extrémité 21 et 22, par exemple par brasage ou soudage. Par contre, ce fil est simplement librement guidé sur les points d'appui 23, 24. Le fil chauffant 3 est guidé sous forme d'une boucle 25 sur chacun des points d'appui médiaw 23, 24 v Les tronçons de fil de la boucle 25 se poursuivant à partir de cha.;que.çoir. d'appui et, donc, se croisant, sont reliés élec- triquement entre eux dans une zone de contact 26, par exemple par soudage ou brasage. Il ai résulte qu'aucun couram ne passe dans la boucle 25 et que celle-ci n'est donc pas échauffée. On évite ainsi les problèmes qui se poseraient en raison d'une évacuation mal définie de la chaleur du fil chauffant vers les points d'appui médians 23, 24. Conformément à l'invention, la bague- sonde 20 constituant une partie de la tubulure d'admission 1 ou disposée à l'intérieur de cette tubulure 1 est réalisée en matière plastique. La bague-sonde 20 peut être réalisée sous forme d'élément moulé par injection et présente des fentes de 3x fixation axiales 28 débouchant au moins sur une face frontale 27 de cette bague. Une fente radiale 29 partant de chaque fente axiale 28, débouchant également sur une face frontale 27, aboutit à la section libre 30 de la bague-sonde 20 qui corres- pond à la section d'écoulement. Comme cela est représenté éga- lement sur la- figure 3,. un point d'appui 21, 22-, 23, 24 est introduit par une partie de fixation 31 dans chaque fente de fixation 28. La fixation de la partie de fixation 31 dans la bague de sonde peut être assurée, en plus de l'exécution des fentes de fixation 28 avec ajustement à force, par exemple par collage ou matage avec amenée de chaleur à la matière plas- tique autour de la partie de fixation 31. Chaque point d'appui 21, 22, 23, 24 comporte une partie de guidage 32 reliée à la partie de fixation 31 et faisnt un certain angle 'avec elle, cette partie de guidage s'avançant à l'intérieur de la bague- sonde 20 en passant par la fente radiale correspondante 29. La partie de fixation 31 et la partie de guidage 32 des points d' appui métalliques 21, 22, 23, 24 présentent une section rectangulaire et peuvent être fabriqués par moulage ou matriça- ge. Un fil métallique de guidage 33 s'étendant dans la direc- tion de l'écoulement est assemblé, par exemple par soudage ou brasage, avec la partie de guidage 32 de chaqe point d'appui. Les fils de guidage 33 prévus aux points d'appui médians 23, 24 sont munis, à leurs extrémités libres, de crochets 34 gui- dant les boucles 25 du fil chauffant 3. Les extrémités du.fil chauffant 3 sont fixées aux fils de guidage 33 des points d'ap- pui d'extrémité 21, 22, par exemple par soudage ou brasage. Les points d'appui d'extrémité 21, 22 af- feetés aux extrémités du fil chauffant comportent en outre une partie de connexion 35 reliée à la partie de fixation 31 et disposée à l'opposé de la partie de guidage 32. Chaque par- tie de connexion 35 est coudée par rapport à la partie de fixa- tion 31 et traverse une fente 37 allant de la fente de fixation 28 au pourtour 36 de la bague-sonde20. Un conducteur électri- que 38 est relié à chaque partie de connexion 35, ce conduc- teur assurant la commande du fil chauffant 3. Sur la figure Z, on a représenté en trait interrompu des parties de pourtour de la bague-sonde 20 présentant une section en forme de U à l'extérieur des zones recevant les fentes de fixation 28 La section correspondante est représentée sur la figure 5 Les branches de la section en forme de U garantissent une rigi- dité suffisante de la bague-sonde 20. Comme représenté sur la figure 4, les par- ties de connexion 35 de chaque point d'appui d'extrémité 21, 22 sont disposées avec un décalage entre elles, de telle sorte qu'elles s'avancent dans les fentes 37 en alignement. Sur la figure 6 et la figure 7, on a dessiné à titre d'exemple le point d'appui d'extrémité 21 à part, tandis que la figure 8 et la figure 9 représentent le point d'appui médian 24. Le guidage du fil chauffant 3 peut égale- ment être effectué à l'extérieur de la bague-sonde 20, devant la face frontale 27, comme représenté sur la figure 3. 250 1858 REVENDICATIONS 1- Dispositif pour mesurer la masse d'un fluide en écoulement, notamment pour mesurer la masse d, lfair aspiré par les moteurs à combustion interne, comportant au moins une résistance fonction de la température, disposée dans le flux de fluide et agencée sous forme de fil chauffant, la température et/ou la valeur de cette résistance étant réglées en fonction de la masse en écoulement et la grandeur de régla- ge constituant une mesure de la masse du fluide en écoulement, le fil chauffant étant guidé sous forme d'une boucle d'une extrémité à l'autre sur au moins trois points d'appui prévus sur une bague-sonde, caractérisé en ce que la bague-sonde (20) est constituée en matière plastique et comporte des fentes de fixation (28) s'étendant en direction axiale et débouchant vers au moins une face frontale (27) de la bague de sonde (20), à partir desquelles au moins une fente radiale (29) va à l'ou- verture libre (30) de la bague-sonde (20) délimitant une sec- tion d'écoulement, une partie de guidage (32) du point d'appui (21,22, 23, 24) passant dans cette fente radiale (29) et pé- né-trant dans la section d'écoulement, une partie de fixation (31) coudée par rapport à la partie de guidage (32) étant fixée dans la fente de fixation (28) 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie de guidage (32) et la partie de fixation (31), du point d'appui métallique (21, 22, 23, 24) présentent une section rectangulaire, la partie de guidage (32) étant reliée à un fil de guidage métallique (33) s'éten- dant dans la direction de l'écoulement. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'au moins l'un des fils de guidage métal- liques (33) est réalisé en forme de crochet (34) à son extré- mité libre. 4- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le fil chauffant (3) est guidé sous fôr- me d'une boucle (25) sur le crochet (34) du fil de guidage (33), les tronçons de fil de la boucle (25) qui se croisent étant reliés électriquement entre eux. - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les deux points d'appui d'extrémité (21, 22) associés aux extrémités du fil chauffant comportent 250 1 858 chacun une partie de connexion (35) située à l'opposé de la partie de guidage (32) et reliée à la partie de fixation (31) en faisant-un angle avec elle, cette partie de connexion assu- rant la liaison électrique ('38) et passant dans une fente (37) qui s'étend de la fente de fixation (28) au pourtour (36) de la bague-sonde (20). 6- Dispositif selon la revendication 1, caractériseé en ce que la section transversale de la bague-sonde (20) est en forme de 1 en dehors des domaines recevant les fentes de fixation (28).