Brevet FR2523648A1 — publié le 19830923

Vanne manonétrique à tarage variable. La présente invention concerne une vanne manométrique à tarage variable. La demande de brevet français 81/22 182 décrit un dispositif de commande pneumatique de la pression de suralimentation d'un moteur turbocompressé, du type comportant un turbocompresseur dont la partie turbine est alimentée par l'échappement du moteur,avec une vanne de décharge en dérivation, et dont la partie compresseur alimente par un conduit de refoulement et un papillon des gaz la conduite d'admission du moteur, et dans lequel ladite vanne de décharge est commandée par un vérin pneumatique à ressort de rappel.Le ressort du vérin pneumatique agit dans le sens de l'ouverture de la vanne de décharge et une conduite de prélèvement prélève la pression dans le conduit en amont du papillon des gaz et en aval du compresseur et la transmet à deux conduits en parallèle, dont un premier aboutissant à la chambre de fermeture du vérin pneumatique, et un deuxième conduit aboutissant par l'intermédiaire d'un étrangleur à la chambre d'ouverture de ce vérin, laquelle est en communication par une conduite et par l'intermédiaire d'une vanne manométrique avec l'atmosphère, tandis qu'un troisième conduit alimente la chambre de commande de ladite vanne manométrique, laquelle comporte un ressort taré pour que la mise à l'atmosphère de la conduite soit interrompue lorsque la pression dans la chambre de commande dépasse la valeur désirée pour la pression de suralimentation. L'invention vise à réaliser une vanne manométrique qui permette entre autres, avec un tel dispositif de commande pneumatique, de limiter la contre-pression à l'échappement à sa valeur maximale dans tout le domaine de fonctionnement. A cet effet, elle a pour objet une vanne manométrique à tarage variable comprenant une chambre de commande reliée à une source de pression, une membrane soumise à la pression de la chambre de commande, un clapet actionné par la membrane pour obturer une conduite et un ressort de rappel agissant dans le sens de l'ouverture, caractérisé en ce que le tarage du ressort est réglé par l'intermédiaire d'un levier actionné par un organe de commande extérieur. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront du dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel la Fig. unique est une vue schématique d'une vanne manométrique à tarage variable suivant l'invention appliquée à un dispositif de commande pneumatique de la pression de suralimentation d'un moteur turbocompressé. On voit sur la figure le moteur 1 équipé d'un turbocompresseur 2 dont la partie turbine 2a est alimentée par le conduit d'échappement 3 du moteur et dont la partie compresseur 2b aspire l'air atmosphérique et alimente le dispositif habituel à venturi 4 et à papillon des gaz 5 par une tubulure 6. Le papillon des gaz règle ainsi le débit d'air admis dans la tubulure d'admission 7. D'une manière connue, l'ensemble comporte une vanne de décharge 8 permettant à une fraction plus ou moins grande des gaz d'échappement 3 de passer directement dans le conduit d'échappement 9 sans traverser la turbine 2a. Cette vanne 8 comporte un clapet solidaire d'un levier 10a relié à une tige 10 actionnée par un vérin pneumatique 11, généralement du type à membrane. Ce vérin comporte un ressort de rappel 12, mais contrairement à la disposition habituelle, ce ressort agit dans le sens de l'ouverture de la vanne 8, et son tarage est relativement faible, sans commune mesure avec la pression de suralimentation. Sa membrane divise le corps en une chambre de fermeture 13, dont la mise en pression provoque la fermeture de la vanne 8 à l'encontre du ressort 12, et une chambre d'ouverture 14 produisant l'effet inverse. La pression régnant dans le conduit de refoulement 6 en amont du venturi 4 est prélevée en 15 et transmise à travers un clapet antiretour 15a à une réserve de pression 16 qui alimente par un conduit 17 et par l'intermédiaire d'une électrovanne 19 un conduit commun 18 duquel part une conduite 20 raccordée à la chambre de fermeture 13. En même temps une autre conduite 2-1 alimente la chambre d'ouverture 14 mais par l'intermédiaire d'un étrangleur 22 constituant une perte de charge importante. Cette même chambre d'ouverture 14 communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une conduite 23 terminée par une vanne manométrique 24, constituée essentiellement par un clapet 25 actionné par une membrane 26 et venant obturer la mise à l'atmosphère de la conduite 23 lorsque la pression régnant sous la membrane 26, dans la chambre de commande 27, est suffisante pour vaincre un ressort de rappel 28 agissant dans le sens de l'ouverture. Le tarage de ce ressort est réglé par l'intermédiaire du levier 29 actionné à laide d'un câble 30 par la commande des gaz 31 pour que son point d'équilibre corresponde à la pression de suralimentation voulue en régime permanent. En effet, cette chambre de commande 27 est réunie au conduit d'admission 7 par des conduites 32 et 33 et par l'intermédiaire d'une valve à retard 30. Cette dernière est constituée essentiellement par une forte perte de charge 35 disposée en parallèle avec un clapet antiretour 36 de manière que l'ensemble oppose une perte de charge importante seulement dans le sens de 33 vers 32. L'électrovanne 19, commandée de préférence dans le sens de l'ouver- ture, est alimentée par un contact électrique 37 lié à la commande de gaz 31 par un dispositif compensateur élastique 38 qui ferme le circuit électrique lorsque le papillon des gaz 5 atteint la pleine ouverture et qui actionne ensuite le câble 30 de tarage de la vanne manométrique 24. En outre, sur le circuit électrique allant du contact 37 à l'électrovanne 19 est disposé un dispositif de sécurité 39 constitué par un manocontact raccordé au conduit d'admission 7 en aval du papillon des gaz 5 et ouvrant le circuit électrique lorsque la pression dans ce conduit d'admission atteint une valeur dangereuse. Tant que le papillon des gaz 5 n'est pas à pleine ouverture, le contact 37 est ouvert, les deux chambres 13 et 14 du vérin 11 sont soumises à la pression atmosphérique par l'électrovanne 19 qui obture la conduite 17 et fait communiquer la conduite 18 avec l'atmosphère par 40. Sous l'action du ressort 12, le clapet 8 de la vanne de décharge est donc ouvert au maximum, ce qui fait que la contrepression à l'échappement du moteur 1 est aussi réduite que possible afin d'éviter toute perte de rendement. Si l'ensemble est doté d'un réacteur catalytique anti-pollution. l'amorçage de celui-ci est relativement rapide grâce au fait que les gaz d'échappement ne sont pas refroidis par la traversée de l'étage turbine 2a du turbocompresseur 2. Au contraire, lorsque la pédale d'accélérateur 31 est suffisamment enfoncée pour que le papillon des gaz 5 soit en position de pleine ouverture, le contact 37 se ferme et alimente l'électrovanne 19, laquelle obture la sortie à l'atmosphère 40 et fait communiquer les conduits 17 et 18. La pression de suralimentation régnant dans la réserve 16 est alors transmise aux deux branches 20 et 21.Si l'on est en régime permanent de fonctionnement du moteur, il faut alors distinguer deux régimes de fonctionnement du dispositif de régulation de la pression de suralimentation Si la pression de suralimentation régnant en 7 est inférieure à la limite spécifiée et correspondant au tarage du ressort 28 de la vanne manométrique 24, celle-ci maintient la chambre 14 ouverte à l'atmosphère, la perte de charge produite par l'étrangleur 22 étant beaucoup plus importante que la perte de charge subie dans la conduite 23 et la vanne manométrique. Grâce à la faiblesse du tarage du ressort 12, le vérin 11 produit alors la fermeture de la vanne de décharge 8, ce qui produit la mise en service du turbocompresseur 2. Lorsque, à la suite de cette mise en service, on dépasse le seuil de la phase atmosphérique pour passer en phase suralimentée, dès que la pression de suralimentation dépasse la valeur déterminée par le tarage du ressort 28 qui dépend du degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur au-delà de la position correspondant à la pleine ouverture du papillon des gaz, la vanne manométrique 24 coupe la communication à l'atmosphère du conduit 23, et par suite la pression dans la chambre d'ouverture 14 s'établit progressivement à travers l'étrangleur 22 à la même valeur que la pression régnant dans la chambre de fermeture 13, de sorte que la vanne de décharge 8 s'ouvre sous l'effet du ressort 12. En régime permanent, la vanne de décharge 8 tend donc à prendre une position d'équilibre dépendant du degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. Au contraire, au cours d'une phase d'accélération importante, la valve à retard 34 ne transmet la pression en 27 qu'avec un certain retard, ce qui permet d'améliorer la réponse dynamique de l'ensemble en retardant l'ouverture de la vanne de décharge 8 et en faisant fonctionner d'une manière transistoire le moteur 1 à un régime de suralimentation au-delà de la limite de réglage. Il ne faut tout de même pas qu'au cours de cette période la pression réelle dans le conduit d'admission 7 dépasse une valeur dangereuse, ce qui est con trôlé par le dispositif de sécurité 39 qui éventuellement entre en service pour couper l'alimentation de l'électrovanne 19 et ainsi ouvrir la valve de décharge 8. On obtient ainsi toutes les fonctions désirées avec un ensemble relativement simple, automatique et de peu d'entretien REVENDICATIONS 1. Vanne manométrique à tarage variable, comprenant une chambre de commande reliée à une source de pression, une membrane soumise à la pression de la chambre de commande, un clapet actionné par la membrane pour obturer une conduite et un ressort de rappel agissant dans le sens de l'ouverture, caractériséeen ce que le tarage du ressort (28) est réglé par l'intermédiaire d'un levier (29) actionné par un organe de commande extérieur (30). 2. Vanne suivant la revendication 1, earactériséeen ce que l'organe de commande extérieur est un câble (30). 3. Vanne suivant la revendication 2, caractériséeen ce que, dans le cas où ladite conduite est une conduite de mise à l'atmosphère de la chambre d'ouverture d'un vérin pneumatique d'une vanne de décharge ou de dérivation des gaz d'échappement pour la turbine d'un turbocompresseur de moteur à combustion interne, le câble (30) est actionné par l'élément (31) de commande des gaz du moteur.