Brevet FR2532685A1 — publié le 19840309

Dispositif de commande d'un papillon d-'admission de moteur combustion interne La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un papillon d'admission de moteur à combustionintern?, notamment un tel dispositif destiné a un boîtier papillon pour un moteur injection ou à un carburateur d'un moteur à combustion interne. Les commandes conventiounelles d'un papillon d'admission de moteur à combustion interne pressentent habituellement un levier sodidaire de l'arbre du papillon qui est susceptible de pivoter autour de l'axe de cet arbre a lçencontre d'une force élastique de rappel, entre deux positions extremes correspondant respectivement à la fermeture du papillon et à sa pleine ouverture.Ce pivotement est obtenu au moyen d'une pédale ou d'une manette par l'intermédiaire d'une tringlerie ou d'un cable. Il résulte généralement dans la manoeuvre de la pédale ou de la manette d'accélérateur une irregu laxité de la commande provoquée par l'absence de progressivité régulière de l'effort a exercer ou de ia course du câble d9accelé- rater Il est donc interessant de disposer d'une pédale d'accélé- rateur dont la course du câble croit aussi régulièrement que possible avec le degré d'ouverture du papillon d'admission C'est ainsi que la détermination du bottier papillon - organe permettant de contrôler le débit d'air admis par- le moteur - et de sa commande constitue un probleme important qui se pose lors de la conception d'un système d'injection Comme le dimensionnement de la section de passage au travers de cet organe est détermine par le débit d'air maximal admis par le moteur, d'une part, et par la perte de charge maximale admissible, autre part, il reste a définir la variation de cette section entre la position quasi fermée - moteur au ralenti - et la position complètement ouverte - pleine charge du moteur - de manière qu'elle soit la plus progressive possible. Cette progressivité s'avère particulièrement délicate a réaliser lorsque le dimensionnement de la section de passage a conduit au choix d'une section importante. Les solutions retenues jusqu a maintenant consistent essentiellement en - un boîtier papillon pourvu d'au moins deux papillons dont les sections peuvent être différentes et dont les ouvertures ne sont pas simultanées - une came de commande solidaire de l'axe du papillon qui simule un bras de levier variable pour l'application de l'effort du câble d'accélérateur - une came non solidaire de l'axe du papillon sur laquelle s'enroule le cabale d'accélérateur et qui entraîne en rotation l'axe du papillon au moyen d'un système plus ou moins compliqué de trin gleries et de lumières ;; - une combinaison de la première solution avec l'une ou l'autre des deux suivantes Ces quatre solutions ne permettent pas d'atteindre le but de l'invention qui est l'obtention d'une progressivité satisfaisante relative a la variation de section de passage sur un boîtier a papillon unique sans recours a des systèmes à cames qui, pour une loi de variation de section donnée et un défilement du câble d'accélérateur donné (compatible avec une course satisfaisante de la pédale d'accélérateur), peuvent conduire à des cames d'un encombrement prohibitif ou de forme complexe, difficiles à réaliser industriellement. L'objet de l'invention est donc un dispositif de commande d'un papillon d'admission de moteur è combustion interne du genre précité qui présente une telle progressivité. Selon une particularité de l'invention, ce dispositif de commande est caractérisé en ce que le levier solidaire de l'arbre du papillon se présente sous la forme d'une manivelle pourvue d'une boutonniere dans laquelle est engagé un bouton solidaire d'un coulisseau à déplacement rectiligne et perpendiculaire a l'arbre du papillon. Cette disposition courante présente une grande simplicité de forme et de construction associée à un encombrement réduit. Comme pour les systèmes a cames, elle permet de disposer d'un rayon d'entraînement variable. Selon une deuxième particularité de l'invention, le cQulisseau est entraîné directement par un câble d'accélérateur à l'encontre d'un ressort rappel, ce câble et ce ressort étant alignés sur l'axe longitudinal de ce coulisseau. Cet agencement permet de situer un effort de rappel de la commande dans l'axe du câble d'accélérateur pour obtenir un effort très progressif, voire linéaire, au niveau de la pédale d'accélérateur. D'autres avantages et particularités de l'invention seront mis en évidence par la description suivante de trois modes de réalisation donnés à titre dlexemple nullement limitatifs, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue représentant une courbe de variation de la section de passage en fonction de la course du câble d'acce- lérateur - la figure 2 est une vue schématique d'un premier boîtier papillon muni d'un dispositif de commande conforme à l'invention - la figure 3 est une vue schématique d'un second-boîtier papillon muni d'un dispositif de commande conforme à l'invention -;; - la figure 4 est une vue schématique partielle d'un dispositif de commande selon l!invention associé a des détecteurs de position et - a figure 5 est une vue schématique d'un troisième boîtier papillon muni d'un dispositif de commande conforme â l'invention. Le boîtier papillon 1 représenté a la figure 2 est équipé d'un dispositif de commande de papillon 2 conforme a l'invention dans lequel un levier 4 sous forme de manivelle est solidaire à une de ses extrémités de l'arbre 6 d'un papillon unique 8 monté pivotant autour de l'arbre 6 dans le conduit 10 du boîtier. Ce levier 4 présente une boutonnière 12 dans laquelle est engagé un bouton 14 solidaire d'un coulisseau 16. Ce coulisseau se déplace rectilignement dans deux paires de guides 18 et perpendiculairement à'arbre 6 du papillon 8. Il est entraîné directement par un câble d'accélérateur 20 fixé à l'une de ses extremités, à l'encontre d'un ressort de rappel 22 accroché a l'autre de ses extrémités La figure 3 montre un montage d'un coulisseau 24 sur une platine 26. Cette platine est orientable par rapport au corps du boîtier papillon 28. Sur cette platine sont fixés deux détecteurs de position 30 et 32 qui coopèrent par deux contacts respectifs 34 et 36 avec un doigt de commande 38 solidaire de la manivelle 40 du dispositif de commande 42 de papillon. Selon une autre variante, des détecteurs de position 44-et 46 peuvent entre implantés parallèlement à l'axe du coulis seau 48 comme cela est représenté à la figure 4 ; dans ce cas, ce coulisseau est muni d'un doigt de commande 50. Un dispositif de commande de papillon propre à l'invention peut s'appliquer à un boîtier papillon 52 à papillons multiples comme on peut l'observer à la figure 5. Un tel dispositif de commande comprend alors deux manivelles 54 et 56 pourvues de boutonnières respectives 58 et 60 dans lesquelles sont engagés deux boutons respectifs 62 et 64 solidaires d'un coulisseau unique 66 à déplacement rectiligne. Avec les trois modes de réalisation précédemment décrits d'un dispositif de commande de papillon conforme -à l'invention, une progressivité satisfaisante relative à la variation de section de passage peut etre obtenue de façon simple par la transformation classique d'un mouvement de translation alternatif en un mouvement de rotation alternatif au moyen d'une liaison par boutonnière. La section de passage de l'air passant dans le boîtier papillon peut ainsi varier très progressivement en fonction de la course du cable d'accélérateur, ce qui augmente l'agrément de conduite et se traduit par une courbe non linéaire représentée à la figure 1.Cette progressivité s'-obtient précisément par une détermination judi cieuse de la distance entre l'axe de l'arbre 6 du papillon 8.et l'axe du coulisseau 16 La boutonnière 12 du levier 4 peut présenter une forme rectiligne courante, une forme courbe ou une forme complexe susceptible de modifier avantageusement cette progressivité. Lorsque le conducteur exerce une pression sur'la pédale d'accélé- rateur, le câble 20 entraîne directement le coulisseau 16 en trans lation-à l'encontre du ressort de rappel 22. Le bouton 14 solidaire de ce coulisseau 16 entraîne à son tour le levier 4 en rotation en s'appuyant sur la boutonnière 12 et ainsi le papillon 8 par liin- termédiaire de l'arbre 6. En dehors de la progressivité, le dispositif de commande selon l'invention présente l'avantage de ne pas transmettre au papillon les efforts liés à la commande ou au rappel de l'accélérateur. En effet, lorsqu'un papillon est entraîné directement par une came ou un renvoi, il ssavère nécessaire de prévoir sur son arbre un ressort de rappel en spirale qui introduit en permanence sur cet arbre, des efforts perpendiculaires à ce dernier ; il en résulte des usures ou des coincements prohibitifs de l'arbre ou du papillon. Suivant les trois modes de réalisation décrits, ce ressort de rappel sur l'arbre de papillon n'est plus nécessaire puisque, poùr une position donnée du coulisseau 16, 24, correspond une seule position de la manivelle 4, 40 donc du papillon 8. Il sera tout au plus utile de prévoir un ressort 22 pour rattraper le jeu entre le bouton 14 et le coulisseau 16 mais les efforts induits par ce petit ressort sont négligeables par-rapport à ceux des solutions antérieures. Le ou les seuls ressorts nécessaires au rappel de la commande peuvent être liés au coulisseau et disposés selon son axe de déplacement pour ne pas engendrer des efforts parasites et amener un effort très progressif au niveau de la pédale d'accélérateur. Afin de conserver pour le boîtier papillon 28 de la figure 3 une grande souplesse d'implantation, il est possible de monter le coulisseau 24 sur une platine 26 susceptible de pivoter par rapport au corps du boîtier papillon 28. Dans le cas ou il est nécessaire de disposer d'une information électrique, pneumatique ou autre qui dépend de la position du papillon, on peut implanter des détecteurs de position ou capteurs 30, 32 et 44, 46 sous forme de microcontacts, de potentiomètres, de vérins pneuma tiques..., qui coopèrent avec la manivelle 40 ou le coulisseau 48 par des contacts 34, 36 , la manivelle 40 ou le coulisseau 48 comporte alors un cran ou un doigt de commande 38 ou 50 pour actionner ces capteurs. Lorsqu'on dispose les détecteurs de position 44 et 46 parallèlement à l'axe du coulisseau 48, on peut facilement positionner ceux-ci de façon précise et régler cette position très simplement. Quand le dispositif de commande de l'invention est destiné à un boîtier papillon 52 à papillons multiples, représenté à la figure 5, il présente des manivelles 54 et 56 dont les boutonnières respectives 58 et 60 ont des formes différentes mutuellement compatibles et permettent, par la différence entre les distances coulisseauarbre de papillon, d'entraîner ces différents papillons avec des progressivites différentes. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes constituées par exemple par des dispositifs de commande dans lesquels sont appliquées des solutions propres aux systèmes de commande rotatifs, des dispositifs de commande de carburateurs ou, plus généralement, des dispositifs de commande d'un écoulement de fluide par un organe d'étranglement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un papillon d'admission de moteur à combustion interne, destiné notamment a un boîtier papillon de moteur à injection ou à un carburateur de moteur à combustion interne, du type comprenant un levier solidaire de l'arbre du papillon qui est susceptible de pivoter autour de l'axe de cet arbre, entre deux positions extrêmes correspondant respectivement à la fermeture du papillon et à sa pleine ouverture, caractérisé en ce que le levier (4) solidaire de l'arbre (6) du papillon (8) se présente sous la forme d'une manivelle pourvue d'une boutonnière (12) dans laquelle est engagé. un bouton (14) solidaire d'un coulisseau (16) à deplacement rectiligne et perpendiculaire à cet arbre de papillon (6). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérise en ce que le coulisseau (16) est entraîné directement par un cible d'accélerateur (20) à l'encontre d'un ressort de rappel (22), lesdits câble et ressort étant alignés sur l'axe longitudinal de ce coulisseau. 3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boutonnière (12) présente une forme courbe. 4. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le coulisseau (24) est monté sur une platine (26) orientable par rapport au corps du boîtier papillon (28). 5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le coulisseau (48) est muni d'un doigt de commande (50) destiné à coopérer avec deux détecteurs de position (44) et (46). 6. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le levier (40) est muni d'un doigt de commande (38) destiné à coopérer avec deux détecteurs de position (30) et (32). 7. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coulis seau (66) comporte un second bouton (64) engagé dans une seconde boutonnière (60) d'une seconde manivelle (56) d'un boîtier à deux papillons (52), les deux boutonnières (58) et (60) présentant des formes différentes et mutuellement compatibles destinées à assurer deux variations progressi-ves différentes de section de passage.