Brevet FR2533657A1 — publié le 19840330

L'invention concerne des soupapes actionnées par dépression, et plus particulièrement un mécanisme à soupape destiné à réduire momentanément une dépression. Sur des automobiles, divers mécanismes sont commandés par des servomoteurs actionnés par dépression. Ces mécanismes comprennent entre autres les dispositifs de recyclage des gaz d'échappement et les dispositifs de commande de l'avance à l'allumage Avec ces mécanis- mes, il est parfois souhaitable de réduire momentanément le taux auquel une dépression est appliquée au servomoteur Par exemple, lorsqu'un moteur commence à accélérer, il est souvent souhaitable d'interrompre momentanément le fonctionnement à plein régime du dispo- sitif de recyclage des gaz d'échappement pour permettre l'apport d'air plus propre au carburateur jusqu'à ce que le moteur atteigne des vitesses plus élevées auxquelles le dispositif de recyclage des gaz d'échappement peut être autorisé à fonctionner plus complètement. L'invention a pour objet une soupape de réduction de vide ou de dépression qui réduit momentanément le taux auquel une dépression est établie afin de modifier le fonctionnement de dispositifs commandés par dépression. L'invention a pour autre objet une soupape de réalisation simple, permettant une modification aisée pour faire varier des caractéristiques de-fonctionnement. Ces objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un régulateur de dépression dans lequel un corps forme une chambre de mélange communiquant avec une source de dépression variable et avec un dispositif actionné par dépression tel qu'un moteur à dépression ou à vide. La chambre de mélange présente également une ouverture communiquant avec l'atmosphère et commandée par une soupape mobile sous l'effet de la pression de la source de dépression variable afin d'admettre de l'air momen- tanément et à un débit déterminé pour qu'il se mélange avec le fluide sous dépression, à l'intérieur de la chambre de mélange, et pour réduire ainsi la vitesse à laquelle la dépression change La soupape commandant le mélange de l'air atmosphérique avec l'air sous dépression est déplacée sur une course s'étendant sur toute sa plage de fonctionnement, proportionnellement au niveau de dé- pression de la source à dépression variable. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une vue longitudinale de la soupape de régulation de pression selon l'invention, représentée schématiquement comme étant reliée à une source de dépression et à un dispositif à commander; la figure 2 est un graphique dont la courbe montre une caractéristique de fonctionnement de la soupape de régulation de pression de la figure 1; et la figure 3 est un autre graphique dont la courbe illustre une autre caractéristique de fonctionne- ment de la soupape de régulation de pression. La soupape du régulateur de pression selon l'in- vention, indiquée globalement en 10 sur la figure 1, comprend un corps 12 pouvant être moulé en matière plas- tique Le corps 12 comporte un élément 14 ayant une partie 16 sensiblement en forme de coupelle, réalisée d'une seule pièce avec une partie tubulaire 18 de forme en T. La partie 16 en forme de coupelle est fermée par un cou- vercle 20 ayant une forme analogue en coupelle. La partie 16 en forme de coupelle du corps et le couvercle 20 sont serrés l'un contre l'autre de toute manière classique, par exemple par soudage par ultrasons ou par des organes de fixation Un diaphragme flexible 22 en caoutchouc est bridé entre la partie 16 en forme de coupelle et le couvercle 20 afin de diviser l'inté- rieur du corps 12, formé par la partie 16 et le couvercle , en une chambre 24 de commande et une chambre à air 26 communiquant constamment avec l'atmosphère au moyen d'ouvertures 28 -La chambre 24 de commande communique par l'intermédiaire d'un orifice tubulaire 30 de commande formé dans le couvercle 20, avec une source de dépression ou de vide variable, indiquée en 32 Cette source de vide 32 peut être constituée par le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne. La source de vide 32 communique également par un conduit 34 avec l'ouverture ou un orifice d'entrée 36 formé par la partie 18 en forme de T du corps 12 La partie 18 en T présente également une ouverture ou un orifice 38 de sortie qui communique avec un dispositif à commander, indiqué en 40, par l'intermédiaire d'une ligne ou d'un conduit 42 Le dispositif 40 à commander peut se présenter sous la forme d'un servomoteur actionné par dépression, destiné à commander un dispositif de recy- clage des gaz d'échappement, un dispositif de commande d'avance à l'allumage ou tout autre mécanisme. Les orifices 36 et 38 d'entrée et de sortie sont situés à des extrémités opposées d'un élément tubulaire 46 qui est coupé par une autre partie, tubulaire 48 commu- niquant avec l'élément 46 et formant une chambre 50 de mélange Cette dernière communique avec la chambre à air 26 située dans le corps 12 par l'intermédiaire d'un orifice 52 de soupape L'orifice 52 est formé par un rebord intérieur annulaire 54 qui est effilé de la paroi intérieure de la partie tubulaire 48 vers l'orifice 52. L'orifice 52 de soupape est placé sous la commande d'un clapet allongé 56 dont une première extré- mité est fixée à un ensemble 58 à diaphragme qui comprend le diaphragme 22 Cet ensemble 58 comprend deux plaques d'appui 60 et 62 appliquées sur les faces opposées du diaphragme 22 Les plaques d'appui 60 et 62 sont mainte- nues l'une par rapport à l'autre et par rapport au diaphragme 22 au moyen d'un organe 64 de fixation tel qu'une vis ou un rivet, traversant les plaques d'appui et 62 et relié à une extrémité du clapet 56. Le clapet 56 comporte, à ses extrémités opposées, des parties cylindriques 66 et 68 qui sont séparées par des parties coniques ou convergentes 72 et 74 Les parties cylindriques 66 et 68 déterminent le grand dia- mètre du clapet 56 et la jonction 75 des parties coniques 72 et 74 détermine le diamètre minimal du clapet 56. Lorsque ce dernier est déplacé dans l'orifice 52 de soupape, l'ouverture formée entre les parties mobiles entre elles varie entre un minimum et un maximum et revient à un minimum lorsque le clapet 56 est déplacé sur toute sa longueur dans l'orifice 52. L'ensemble 58 à diaphragme est rappelé vers la position montrée sur la figure 1 par un ressort 77 à enroulement conique dont une première extrémité porte contre la plaque d'appui 60 et dont l'autre extrémité entoure un siège annulaire 76 de ressort formé sur une paroi intérieure et autour de l'orifice 30 de commande du couvercle 20. L'orifice 36 d'entrée est équipé d'un obturateur 78 qui présente une ouverture réduite 80 Cette ouver- ture est placée en série avec la source de vide variable et le dispositif 40 à commander afin que l'établissement du vide ou de la dépression soit retardé à une vitesse qui dépend de la dimension de l'ouverture 80 L'obturateur 78 est emboîté dans l'orifice tubulaire d'entrée et il peut être aisément retiré ou remplacé par un obturateur 78 ayant une ouverture 80 de dimension différente. Si l'on suppose que la source de dépression 32 est le collecteur d'un moteur à combustion interne, les diverses pièces occupent la position montrée sur la figure 1 lorsque le moteur est à l'arrêt, condition dans laquelle l'orifice 52 de la soupape est fermé par la partie cylindrique 66 du clapet 56 Lorsque le moteur est mis en marche afin qu'une dépression soit établie dans le collecteur et, par conséquent, dans la source 32, cette dépression est appliquée simultanément à l'orifice de commande et, par le conduit 34, à l'orifice 36 d'entrée En conséquence, la dépression est établie à la fois dans la chambre 24 et dans la chambre 50 de mélange Initialement, la dépression est de faible niveau mais, lorsque la vitesse du moteur augmente, il en est de même de la dépression appliquée à la source 32. L'établissement d'une dépression dans la chambre 24 fait agir une pression différentielle sur l'ensemble 58 à diaphragme, en raison de la pression atmosphérique régnant dans la chambre 56, de sorte que l'ensemble 58 à diaphragme se déplace vers le haut Cet ensemble 58 se déplace proportionnellement au niveau de dépression établi dans la chambre 24,et ce mouvement provoque un déplacement longitudinal du clapet 56 dans l'orifice 52 de soupape Lorsque le clapet 56 s'éloigne de sa position initiale vers laquelle l'orifice 5-2 est fermé, la partie convergente 72 arrive à l'intérieur de l'orifice 52 et, lorsque la jonction 75 atteint l'orifice 52, l'ouver- ture entre le clapet 56 et l'orifice 52 atteint sa valeur maximale, admettant ainsi l'air atmosphérique de la chambre 26 dans la chambre 50 de mélange et le mélangeant avec l'air sous dépression présent dans cette chambre de mélange La poursuite du mouvement fait monter le clapet 56 jusqu'à ce que la partie cvlindrique 68 obture finalement l'orifice 52 Pendant cette ouverture de l'orifice 52 de soupape, la chambre 50 de mélange, qui est sous dépression, est soumise à la pression atmos- phérique régnant dans la chambre à air 26, de-manière que l'air se mélange avec l'air sous dépression pour réduire le niveau de cette dépression Il en résulte une diminution du niveau de la dépression appliquée au servo- moteur alors que le niveau de vide s'élève d'un minimum vers un maximum. Le fonctionnement du régulateur 10 de pression peut être représenté visuellement par un graphique tel que celui de la figure 2 qui montre une courbe caracté- ristique, l'ordonnée indiquant la pression appliquée au dispositif 40 à commander et l'abscisse indiquant le niveau de la dépression de la source 32 En l'absence de la soupape 10 de régulation de pression et la source 32 étant reliée directement au dispositif 40, la courbe caractéristique serait sensiblement une ligne droite A-B conformément à laquelle la sortie-serait en relation directe avec l'entrée -La soupape 10 de régulation-de pression déplaçant le clapet 56 proportionnellement au niveau de dépression établi dans la chambre 24, l'orifice 52 a; commence à s'ouvrir lorsque la partie conique 72 s'élève et jusqu'à ce que la jonction 75 soit atteinte, l'ori- fice 52 de la soupape présentant alors son ouverture maximale Ceci est représenté par le tronçon C-D de la courbe de la figure 2 Lorsque la partie conique 74 s'élève de façon à commencer la fermeture de l'orifice 52, le mélange d'air arrivant dans la chambre 50 de mélange diminue légèrement et la courbe caractéristique peut être représentée par le tronçon coupé entre les points D et E. La figure 3 représente une autre forme de courbe caractéristique ou de fonctionnement montrant la diminu- tion de la dépression, les points C, D et E correspondant aux points C, D et E de la courbe caractéristique de la figure 2 Sur la figure 3, l'ordonnée indique une diminution de dépression par rapport à celle qui serait normalement atteinte, et l'abscisse indique la pression appliquée d la source 32. L'importance de la diminution de la dépression dépend de la force du ressort 77 et de la configuration du clapet 56, en particulier des parties coniques 72 et 74 Le retard apporté à la diminution de la dépression est déterminé par la dimension de l'étranglement 80 qui peut varier par remplacement par des obturateurs 78 ayant des ouvertures 80 de différentes dimensions. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au régulateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Régulateur de dépression, caractérisé en ce qu'il comporte un corps ( 12) formant une chambre ( 50) de mélange, une ouverture ( 36) d'entrée formée dans le corps afin de faire communiquer la chambre de mélange avec une source ( 32) à dépression variable, une ouverture ( 38) de sortie formée dans le corps afin de faire commu- niquer la chambre de mélange avec un dispositif ( 40) à actionner par dépression, un orifice ( 52) de soupape formé dans le corps et faisant communiquer la chambre de mélange avec l'atmosphère, un clapet ( 56) mobile par rapport -à-cet orifice, d'une première position dans la- quelle il ferme l'orifice à une deuxième position dans laquelle il ouvre l'orifice et à une troisième position dans laquelle il referme ledit orifice, et un dispositif ( 58) de commande qui, sous l'effet de la pression de la source à dépression variable, déplace le clapet de sa première vers sa troisième position alors que la dé- pression augmente d'un minimum à un maximum à ladite source. 2 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend un corps auxiliaire, un diaphragme ( 22) divi- sant le corps auxiliaire et formant une chambre ( 24) de commande qui communique avec la source à dépression variable, et une chambre à air ( 26) qui communique avec l'atmosphère et avec l'orifice de soupape. 3 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en cé que le clapet se présente sous la forme d'un élément allongé s'évasant d'une dimen- sion minimale ( 75) qu'il présente en un point intermédiaire jusqu'à une dimension maximale qu'il présente à chacune de ses extrémités opposées ( 66, 68) et qui lui permet de fermer sensiblement ledit orifice. 4 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une ouverture réduite ( 80) est interposée entre la chambre de régulation et la source de vide. Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'orifice de soupape s'ouvre proportionnellement à l'amplitude du mouvement du clapet de ladite première position vers la deuxième position et se referme proportionnellement à l'amplitude du mouvement du clapet de la deuxième position vers la troisième position. 6 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la chambre de commande et la chambre de régulation sont reliées à la même source à dépression. 7 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la chambre à air communique en continu avec l'atmosphère. 8 Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée pré- sente un étranglement ( 80) qui retarde l'écoulement du fluide et l'établissement d'une dépression dans la chambre de mélange. 9 Soupape de commande, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps ( 12) comprenant des première et seconde parties, la première partie ( 16) du corps supportant un diaphragme ( 22) qui divise l'intérieur de cette première partie en une chambre de commande ( 24) sur un premier côté du diaphragme et une chambre à air ( 26)située sur l'autre côté du diaphragme, la chambre de commande étant conçue pour être reliée Là une source ( 32) de dépression variable, la seconde partie ( 18) du corps formant une chambre ( 50) de mélange ayant des orifices ( 36, 38) d'entrée et de sortie qui communiquent respectivement avec la source de dépression et avec un dispositif ( 40) actionné par dépression, un passage ( 52) de soupape étant formé entre les première et seconde parties du corps et entre la chambre à air et la chambre de mélange, un clapet ( 56) étant relié au diaphragme afin de se déplacer avec lui, dans ledit passage et dans un premier sens, d'une première position de fermeture dans laquelle il empêche toute communication entre la chambre à air et la chambre de mélange à une position intermédiaire dans laquelle il fait communiquer la chambre à air et la chambre de mélange, et jusqu'à une seconde position de fermeture dans laquelle il isole la chambre à air de la chambre de mélange, alors que ledit diaphragme se déplace proportionnellement à la dépression établie dans la chambre de commande, le clapet pouvant passer par sa position intermédiaire pour un niveau de dépression compris entre une valeur prédéter- minée élevée et une valeur prédéterminée basse afin d'admettre de l'air de ladite chambre à air vers la chambre de mélange pour diminuer le niveau de la dépression pouvant être appliquée à l'orifice de sortie. Régulateur de dépression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le clapet se présente sous la forme d'un élément allongé ayant un diamètre _ minimal ( 75) en un point intermédiaire et s'évasant jus- qu'à un diamètre maximal qu'il présente à ses extrémités opposées ( 66, 68) et qui lui permet de fermer ledit orifice de soupape.