Brevet FR2503262A1 — publié le 19821008

Leinvention a pour objet une installation pour régler la vitesse de rotation de ralenti d'un moteur à combustion interne, comportant une tubulure d'admission dans la- quelle est disposé un papillon d'étranglement actionné à volon- té et contourné par un by-pass avec une soupape de by-pass com- mandée en fonction de grandeurs de fonctionnement du moteur à combustion interne, cette soupape comportant une paroi mobile limitantd'une part, une chambre de commande dans laquelle rè- gne une pression de commande soumise à l'influence d'une soupa- pe de commande actionnée par voie électromagnétique. On connait déjà une installation de ce type, dans laquelle cependant la soupape de commande actionnée par voie électromagnétique pour la commande de la soupape de by-pass doit être déterminée pour la totatlité du domaine de réglage, ce qui rend nécessaire un électro-aimant coûteux de très grandes dimensions, qui par suite consomme beaucoup de courant. L'invention a pour but d'éviter cet incon- vénient et concerne à cet effet une installation du type ci- dessu caractérisée en ce que, d'autre part, le siège de soupa- pe fice est prévu pour coopérer avec la paroi mobile de la sou- pape de by-pass, cette paroi étant soumise à l'action de la pression régnant dans la tubulure d'admission en aval du papil- lon d'étranglement et étant sollicitée par un ressort de com- pression, la chambre de commande étant reliée, d'une prt, à la pression atmosphérique par l'intermédiaire d'un étrangle- ment de commande et, d'autre part, par l'intermédiaire de la soupape de commande, à la pression régnant dans la tubulure d'admission en aval du papillon d'étranglement. Par rapport aux réalisations connues, 1' installation conforme à l'invention a pour avantage que la sou- pape de by-pass agit de façon autonome en tant que régulateur proportionnel auquel est superposé un régulateur intégral consti- tué par l'étranglement de commande et la soupape de commande actionnée par voie électromagnétique. A cet effet, la soupape de commande ne doit être déterminée que pour mn faible domaine de réglage, ce qui provoque une réduction de la puissance de commande et n'exige qu'une petite soupape de commande. Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des 2 2503262 perfectionnements de linstallation conforme à l'invention. Il est particulièrement avantageux de pré- voir une soupape de précommande qui, lors de la fermeture du papillon d'étranglement, provoque une ouverture de courte durée de la soupape de by-pass, ce qui évite que le moteur à combus- tion interne cale en charge. L'invention sera meiux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentnat deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans les- quels: - la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'installation pour régler la vitesse de rota- tion de ralenti dtun moteur à combustion interne; - là figure 2 est un graphique représen- tant le comportement en fonction du temps de l'installation conforme à l'invention; - la figure 3 représente un second exem- ple de réalisation d'installation pour régler la vitesse de rotation de ralenti d'un moteur à combustion interne. Dans le premier exemple de réalisation, représenté sur la figure 1, de l'installation pour régler la vitesse de rotation de ralenti d'un moteur à combustion inter- ne, un papillon d'étranglement 2 est disposé dans une tubulure d'admission 1,un filtre à air 3 étant prévu en amont de ce pa- pillon. En aval du papillon d'étranglement 2, la tubulure d' admission va à chacun des- cylindres 6 du moteur à combustion interne par un tronçon collecteur 4 et des tubulures d'admission individuelles 5. Pour la régulation de la vitesse de rotation de ralenti, on utilise une soupape de by-pass 8 comportant un carter composé de deux éléments de carter 9 et 10, ce carter étant divisé, par une paroi mobile agencée sous forme de mem- brane 11, en une chambre de by-pass 12 et une chambre de com- mande 13, La membrane 11 est encastrée sur la bordure 14 as- semblant les deux éléments de carter 9, 10. Un ressort de com- pression 15 s'appuie, d'une part, su r le fond de l'élément de carter 10 et, d'autre part, sur la membrane 11. En partant d'une partie 16 de la tubulure d'admisison située en avant du papillon d'étranglement 2, une première conduite de by-pass 17 va à un diège de soupape fixe 18 s'avançant dans la chambre de by-pass 12. La membrane 11 coopère avec ce siège de soupape en tant qutélément de soupape mobile. Lorsque la soupape de by-pass 8 est ouverte, de l'air peut donc s'écouler dans la chambre de by-pass 12 à partir de la partie 16 de la tubulure d'admission en passant par la première conduite de by-pass 17 et le siège de soupape fixe 18. A partir de là, l'air s'écoule par une seconde conduite de by-pass 19 dans une partie 20 de la tubulure d'admission située en aval du papillon d'étranglement ou dans le tronçon collecteur 4. Comme représenté sur la figure 3, la cham- bre de commande 13 de la soupape de by-pass 8 peut être en liai- - son avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un étranglement de commande 22 ou, comme représenté sur la figure 1, on peut prévoir une conduite de pression atmosphérique 23 branchée sur la première conduite de by-pass 17 et allant à la chambre de com mande 13, l'étranglement de commande 22 étant disposé dans cet- te conduite de pression atmosphérique. En conséquence, de l'air peut s'écouler par cette conduite de pression atmosphérique 23 à partir de l'amopt du papillon d'étranglement 2 à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. La cham- brg de commande 13 est également reliée par une conduite de commande 24 au tronçon collecteur 4 ou à la partie 20 de la tu- bulure d'admission située en aval du papillon d'étranglement 2. Dans 1 a conduite de commande 24 est disposée une soupape de commande 25 actionnée par voie électromagnétique en fonction des conditions de fonctionnement du moteur à combustion in- terne cette soupape de commande 25 peut alors être actionnée- en cadence ou fonctionner suivant le principe de la buse et de la plaque d'impact en réglant ainsi une différence de pression. - A l'état non excité, la soupape de commande 25 doit être fermée, de sorte qu'une pression sensiblement égale à la pression atmos- phérique s'établit dans la chambre de commande 13 et que la soupape de bypass 8 est maintenue fermée. La commande de la soupape de commande électromagnétique 25 est assurée de façon connue en soi par un appareil de commande électronique 36 au- quel sont fournies, à partir du distributeur d'allumage 37, des impulsions pour déterminer la vitesse de rotation n du moteur à combustion interne. A cet appareil est en outre envoyé un signal de température fourni par une sonde de température 38 disposée dans l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne. Dans l'appareil de commande électronique 36, on peut introduire de plus un signal 39 provenant d'un 4 2503262 contracteur dit de papillon d'étranglement, agencé par exemple sous forme de contacteur de fin de course et fournissant un signal qui caractérise la position de ralenti du papillon dl étranglement. Le mode de fonctionnement de l'installation représentée sur la figure 1 va être expliqué en liaison avec le graphique de la figure 2 sur lequel on a reporté en ordonnées la vitesse de rotation n et en abscisses le temps t. Si, le papillon d'étranglement étant fermé, une vitesse de rotation de ralenti de consigne n soll fonction de la température 'P s' abaisse à une vitesse de rotation ndiff, la soupape de by-pass 8 s'ouvre par suite de la pression plus élevée régnant dans la tubulure d'admission et qui agit dans la chambre de by-pass 12 par l'intermédiaire de la seconde conduite de by-pass 19. Cette soupape règle, en agissant comme un régulateur proportionnel, une vitesse de rotation np qui est cependant inférieure à la vitesse de rotation de ralenti de consigne nsoîl. La soupape de commande 25 est simultanément commandée par l'appareil de com- mande électronique 36, cette soupape formant un circuit de réglage intégral conjointement avec l'étranglement de commande 22. On obtient ainsi dans la ceambre de commande 13 une pres- sion de commande comprise entre la pression atmosp1'iérique et la pression régnant dans la tubulure d'admission en aval du pa- pbillon d'étranglement 2, de sorte que la soupape de by-pass 8 continue à rester ouverte jusqu'à ce que la vitesse de rota- tion de ralenti ait atteint la vitesse de rotation de ralenti de consigne nSoll, conformément à la ligne nI. Dans l'exemple de réalisation, représenté sur la figure 3, d'une installation pour régler la vitesse de rotation de ralenti d'un moteur à combustion interne, les éléments qui demeurent les mêmes et qui ont la même action que ceux de l'exemple de réalisaion de la figure 1 sont affectés des mêmes références. La membrane 1t sépare la chambre de com- mande 13 d'une preitLre chambre de by-pass 41, qui est séparée par une paroi intermédiaire 42 d'une seconde chambre de by-pass 43, Dans la première chambre de by-pass 41 est disposé le res- sort de compression 15 qui s'appuie, d'une part, sur la mem- brane 11 et, d'autre part, sur la paroi intermédiaire 42. A partir de la seconde chambre de by-pass 43, la seconde con- duite de by-pass 19 va à la tubulure d'admission en aval du pa- 2503262 pillon d'étranglement 2. La première chambre de by-pass 41 et la seconde chambre de by-pass 43sont reliées par un étran- glement de by-pass 44. L'élément de soupape mobile 45, agencé par exemple en forme de c6ne, est assemblé avec la membrane 11, cet élément traversant la paroi intermédiaire 42 et coo- pérant avec le siège de soupape fixe 18. Le mode de fonctionnement de l'installation décrite jusqu'à maintenant correspond au mode de fonctionne- ment de l'installation décrite en se référant à la figure 1. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 3, il est prévu de plus une soupape de pré-commande 48 dont la membrane de soupape 49, agencée sous forme d'élément de soupape mobile sépare une chambre d'équilibrage 50 d'une chambre de pré-com- mande 51. Dans la chambre d'équilibrage 50 est disposé un res- sort de fermeture 52 s'appuyant sur la membrane de soupape 49 et sollicitant la soupape de pré-commande 48 dans le sens de fermeture. La chambre d'équilibrage 50 est reliée à la chambre de pré-commande 51 pan l'intermédiaire d'un étranglement de pré- commande 53. A partir de la tubulure d'admission 16, immédia- tement en amont du papillon d'étranglement 2, un conduit de pré- commande 54 va à la chambre de by-pass 41 en passant par un siège de soupape fixe 55. L'orifice d'embouchure 56 du conduit de pré-commande 54 dans la partie de tubulure d'admission 16 est alors située immédiatement en amont du volet 57 du papillon d'étranglement qui, lors d'un mouvement d'ouverture du papil- lon d'étranglement 2 s'ouvre en opposition au courant d'air. Ainsi, même pour un faible mouvement d'ouverture du papillon d'étranglement 2, l'orifice 56 se trouve en aval du volet 57 du papillon d'étranglement. Dans ces conditions, il règne dans lia chambre de précommande 51 et la chambre d'équilibrage la même pression de tubulure d'admission qu'en aval du papil- lon d'étranglement 2. Si maintenant, le papillon d'étranglement 2 est brusquement fermé, l'orifice 56 vient en amont du papil- lon d'étranglement 2 Et dans la chambre de précommande 51 s'établit la pression d'air régnant en amont du papillon dt'- tranglement 2, cette-pression étant sensiblement égale à la pression atmosphérique. Il en résulte que la membrane de soupape 49 est séparée du siège de soupape fixe 55, de sorte que par 1' intermédiaire de ce siège de soupape fixe 55, la pression ré- 6 2503262 gnant dans la tubulure d'admission en amont du papillon d'étran- glement 2 va agir également dans la première chambre de by-pass 41 de la soupape de by-pass 8'. La membrane 11 effectue un mouvement dans lequel l'élément de soupape mobile 45 est soulevé du siège de soupape fixe 18, de sorte que de l'air supplémentaire peut s'écouler de la première conduite de by-pass 17 à la seconde conduite de by-pass 19 en aval du papillon dt étranglemnt 2, pour garantir une vitesse de rotation de ralen- ti suffisamment élevée. On évite ainsi qu'en cas de fermeture brusque du papillon d'étranglement et de charge simultanée, le moteur à combustion interne cale. Dès que, par l'intermédi- aire de l'étranglement de pré-commande 53, un équilibrage de pression de grandeur correspondante a eu lieu dans la chambre d'équilibrage 50, la soupape de pré-commande 48 se ferme et, après équilibrage de la poession dans la première chambre de by-pass 44, il en est de même de la soupape de by-pass 8' si la vitesse de rotation n'est pas inférieure à la vitesse de rotation de ralenti-de consigne. Au lieu de la soupape de pré-commande 48, on pourrait aussi prévoir une soupape électromagnétique de pré-commande 59 représÉntée.en trait interrompu, cette soupa- pe pouvant être commandée par l'appareil de commande électroni- que 36 et ouvrir pendant un court instant une conduite 60 al- lant de l'atmosphère à la prumière chambre de by-pass 41 de la soupape de by-pass 8', lorsque le papillon d'étranglement 2 est tourné en position de ralenti. REVENDICATIONS 1- Installation pour régler la vitesse de rotation de ralenti d'un moteur à combustion interne, compor- tant une tubulure d'admission dans laquelle est disposé un pa- pillon d'étranglement actionné à volonté et contourné par un by-pass avec une soupape de by-pass commandée en fonction de grandeurs de fonctionnement du moteur à combustion interne, cet te soupape dômportant une paroi mobile limitant, d'une part, une chambre de commande dans laquelle règne une pression de commande soumise à l'influence d'une souappe de commande action née par voie électromagnétique, installation caractérisée en ce que, d'autre part, le siège de soupape fixe (18) est prévu pour coopérer avec la paroi mobile (11) de la soupape de by-pass (8, 8'), cette paroi étant soumise à l'action de la pression régnant dans la tubulure d'admission en aval du papillon d'étra glement (2) et étant sollicitée par un ressort de compression (15), la chambre de commande (13) étant reliée, d'une part, à la pression atmosphérique par l'intermédiaire d'un étrangle- ment de commande (22) et, d'autre part, par l'intermédiaire de la soupape de commande (25), à la pression régnant dans la tu- bulure d'admission en aval du papillon d'étranglement (2). 2- Ihstallation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi mobile est agencée sous forme de membrane (11). 3- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la membrane (11) coopère, en servant d'élément de soupape mobile, avec le diège de soupape fixe(18). 4- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la membrane (11) sépare la chambre de con mande (13) d'une première chambre de by-pass (41), dans laquel- le est disposé le ressort de compression (15) sollicitant la membrane (11) , cette première chambre étant séparée par une paroi intermédiaire (42) d'une seconde chambre de by-pass (43) reliée à la tubulure d'admission en aval du papillon d'étrangle- ment (2), la première chambre de by-pass (41) et la seconde chambre de bypass (4a) étant reliées par un étranglement de by-pass (44), la membrane (11) étant assemblée avec un élément de soupape mohile (45) qui traverse la paroi intermédiaire (42) et qui coopère avec le siège de soupape fixe (18). 5- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'il est prévu une soupape de pré-commande (48), dont la membrane de soupape (49) agencée SOUS forme dt élément de soupape mobile sépare une chambre d'équilibrage (50), dans laquelle est disposé un ressort de fermeture (52) , ú d'une chambre de pré-commande (5f), dans laquelle aboutit un conduit de pré-commande (54) ajant son origine dans la tubulure d'admission immédiatement en amont du volet (57) du papillon d'étranglement qui se déplace dans le sens d'ouverture en sens inverse du courait d'air, ce conduit (54) débouchant dans la première chambre de by-pass (41) de la soupape de by-pass (8') en passant par un siège de soupape fixe (55) disposé dans la chambre de pré-commande (51), la chambre de pré-commande (51) et la chambre d'équilibrage (50) étant reliées par un étrangle- ment de pré-commande (53). 6- Installation selon la revendication 5, cawgctérisée en ce que la soupape de pré-commande (48) ne s' ouvre pendant un court instant qu'en cas de fermeture brusque du papillon d'étranglement (2), de sorte que la soupape de by- pass (8') s'ouvre par élévation de pression dans la première chambre de by-pass (41). À- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'en cas de fermeture brusque du papillon d'étranglement (2), une soupape électromagnét4que de pré-com- mande (59) s'ouvre un court instant, cette soupape ouvrant vers la première chambre de by-pass (41) de la soupape de by- pass(8') une conduite (60) reliée à l'atmosphère, de sorte que la soupape de by-pass (8') s'ouvre également.