Brevet FR2630781A1 — publié le 19891103

Dispositif de commande pour moteurs & combustion interne La présente invention concerne un dispositif de commande pour moteurs à combustion interne équipés d'un canal d'aspiration d'air dans lequel sont montés un papil- lon principal couplé avec une pédale d'accélérateur et, en amont de celuici, un papillon additionnel, l'ouverture du papillon additionnel étant effectuée en fonction de la charge du moteur, indépendamment du réglage arbitraire du papillon principal, par un organe de manoeuvre. Un dispositif de ce genre, connu par exemple grâce à la Demande de brevet allemand mise à l'inspection publi- que n 3345127, présente un papillon additionnel monté en aval du papillon principal et au moyen duquel il s'agit, afin d'éviter pour des véhicules entraînés par moteur à combustion interne une brusque variation de charge lors- qu'on appuie rapidement et à fond sur la pédale d'accéléra- teur, d'interdire toute accélération heurtée du véhicule. En tant que variante il est indiqué dans cette Demande de brevet que le papillon additionnel peut également être monté en amont du papillon principal, des doutes existant cependant en ce qui concerne l'aptitude de ces formes de réalisation à fonctionner. Il ressort de la description que le papillon additionnel libère une aire de section d'aspi- ration légèrement supérieure à celle du papillon principal dans sa position de ralenti. Toutefois, étant donné que la position de ralenti du papillon principal varie en fonction de la température du moteur, on peut supposer que le réglage du papillon ad- ditionnel prend en considération l'aire de section d'aspi- ration maximale. De ce fait la brusque variation de charge se pro- duisant pour un moteur à combustion interne à la températu- re de fonctionnement, en particulier & partir du régime de ralenti ou de charge partielle, reste encore perceptible ic car lorsqu'on appuie rapidement et à fond sur la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire en cas d'ouverture rapide du papillon principal, de l'air peut aussitôt être aspiré par le moteur à travers le papillon additionnel partiellement ouvert. Compte tenu de ce qui précède, la présente inven- tion a pour objet, en partant d'un dispositif du genre dé- fini plus haut, de perfectionner celui-ci de telle manière que, pour une construction aussi simple que possible du dispositif, toute variation brusque de la charge soit évi- 2C tée à coup sûr dans toutes les plages de fonctionnement. Ce but est atteint selon l'invention, en ce qui concerne un dispositif de commande pour moteurs à combus- tion interne équipés d'un canal d'aspiration d'air dans le- quel sont montés un papillon principal couplé avec la péda- le d'accélérateur et, en amont de celui-ci, un papillon ad- ditionnel, l'ouverture du papillon additionnel étant effec- tuée en fonction de la charge du moteur, indépendamment du réglage arbitraire du papillon principal, par un organe de manoeuvre, par le fait que l'organe de manoeuvre est formé 3C d'un mécanisme à membrane dont la membrane est soumis à la différence de pression entre les parties du canal d'aspira- tion d'air situées respectivement en amont et en aval du papillon principal et comporte un ressort agissant dans le sens d'ouverture du papillon additionnel. Une forme de réalisation avantageuse de l'inven- tion consiste en ce que la chambre à membrane communiquant par l'intermédiaire d'un conduit de raccordement avec la partie du canal d'aspiration d'air située en aval du papil- lon principal présente sur le parcours de ce conduit de raccordement un clapet de retenue. Dans ce cas un orifice à étranglement s'étend avantageusement, en- parallèle avec le clapet de retenue, entre le conduit de raccordement et la- IC dite chambre à membrane. Dans une forme de realisation de l'invention l'une des deux chambres à membrane est intégrée dans les parois du canal d'aspiration d'air, alors que dans une au- forme de réalisation de l'invention le mécanisme à membrane est réalisé sous forme de boîtier. Les avantages pouvant être obtenus grâce à la pré- sente invention sont indiqués dans la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré aux dessins an- nexés. _C La figure unique montre une partie 1 du canal d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne non re- présenté, appelée ci-après tubulure à papillon, qui con- tient un papillon principal 2 muni d'un arbre 2, lequel est relié à la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un ensemble levier-poulie à câble et transmission Bowden, non représenté sur le dessin. Le papillon principal peut être ouvert par le conducteur en appuyant sur la pédale d'accé- lérateur à l'encontre de la force d'un ressort agissant dans le sens de fermeture. En amont du papillon principal 3C est monté un papillon additionnel 3 muni d'un arbre et qui a l'état de repos est maintenu complètement ouvert dans la position de butée (butée non représentée sur le dessin) par la force d'un ressort de compression 11. La force du res- sort de compression 11 est transmise, par l'intermédiaire du disque d'une membrane 9 et d'une tige 6 reliée de maniè- re fixe au disque de membrane, à un point d'accrochage 5 du papillon additionnel 3. Une partie 4 du canal d'aspiration, formée dans la tubulure à papillons par le papillon princi- pal 2 et le papillon additionnel 3, communique directement par l'intermédiaire d'une ouverture 7 avec l'une 8 des chambres à membrane. De l'autre côté de la membrane 9 se C trouve une chambre à membrane 10 avec le ressort de com- pression 11 agissant sur la membrane 9. La chambre à mem- brane 10 communique en permanence, par l'intermédiaire d'un orifice à étranglement 14 et d'un conduit de raccordement , avec la partie du canal d'aspiration d'air située en aval du papillon principal de la tubulure à papillons 1. Un clapet de retenue monté en parallèle avec l'orifice à étranglement 14 et constitué d'un obturateur 12 du genre soupape et d'un ressort de compression 13, n'ouvre une sec- tion additionnelle entre la chambre à membrane 10 et le :C conduit de raccordement 15 que lorsque la pression régnant dans la chambre à membrane 10 est plus élevée que celle régnant en aval du papillon principal 2 (pression dans le tube d'aspiration). On obtient ainsi que selon le signe de la différence de pression l'égalisation de pression se :5 réalise plus ou moins rapidement. Lorsque la pression dans la chambre à membrane 10 est devenue égale à la pression dans le tube d'aspiration le papillon additionnels3 se rè- gle de telle manière que la différence de pression regnant de part et d'autre de la membrane 9 se trouve en équilibre avec la force du ressort de compression 11. Selon le dimen- sionnement choisi pour le ressort de compression 11, rap- porté à la section active de la membrane 9, il s'établit ainsi une différence de pression variable de part et d'au- tre de la membrane et, par suite, également de part et d'autre du papillon principal 2. En cas de faible dimen- sionnement du ressort de compression 11 la chute de pres- sion dans la tubulure à papillons 1 se trouve donc déplacée vers le papillon additionnel 3. En cas d'ouverture rapide du papillon principal 2 la pression dans le tube d'aspira- tion s'établit aussitôt également dans la partie 4 du canal d'aspiration d'air. De ce fait l'action d'étranglement se déplace toujours intégralement vers le papillon additionnel 3. Etant donné qu'en cas de dimensionnement faible du res- sort de compression 11 il ne se produit qu'une légère dimi- nution de pression dans l'espace intermédiaire 4 en cas d'ouverture du papillon principal 2, le débit d'air dans la fente d'étranglement du papillon additionnel n'augmente lui aussi que légèrement (en cas de rapport de pression hyper- critique il n'y a aucun accroissement du débit d'air). De plus, la pression dans le tube d'aspiration produit aussi- A5 t8t son effet également, par l'intermediaire de l'ouvertu- re 7, dans la chambre à membrane 8. Par suite de la pres- sion ainsi changée dans la chambre à membrane 8 la pression dans la chambre à membrane 10 varie elle aussi immédiate- ment de la même quantité et dans le même sens. Avec la variation' de la pression dans la chambre à membrane 10 le volume de l'air enfermé dans la chambre à membrane 10 varie lui aussi immédiatement du fait quela membrane 9 s'écarte légèrement dans le sens de l'ouverture du papillon addi- tionnel 3. Ainsi l'ouverture du papillon principal 2 a ega- lement pour effet d'augmenter immédiatement le débit d'air dans la tubulure à papillons 1. En cas de faible dimension- nement du ressort de compression 11 cet accroissement de débit d'air n'est que faible. La différence de pression préétablie par le ressort de compression 11 de part et d'autre de la membrane 9, par contre, est conservée même en cas de fonctionnement non stationnaire. Par suite de cette différence de pression de l'air s'écoule, par l'intermédi- aire de l'orifice à étranglement 14, de la partie 4 du canal d'aspiration d'air dans la chambre à membrane 10, de sorte que la membrane 9 s'écarte davantage dans le sens de l'ouverture du papillon additionnel 3 et ouvre celui-ci. La pression dans le tube d'aspiration, qui varie avec la dimi- nution de l'action d'étranglement au niveau du papillon additionnel 3, se répercute de la même façon également sur les pressions régnant dans les chambres à membrane 8 et 10, sans que pour autant la différence de pression, préétablie par le ressort de compression 11, de part et d'autre de la membrane 9 soit compromise. On obtient ainsi que le proces- sus d'ouverture du papillon additionnel 3 se déroule de ma- nière continue et, selon le dimensionriément de l'orifice à étranglement 14, de la façon voulue en fonction du temps. Lorsque le papillon principal 2 est totalement ouvert il règne dans la chambre à membrane 10 une pression réduite en aval du papillon additionnel 3 jusqu'à ce que celui-ci se trouve également complètement ouvert. C'est seulement lors- que le papillon additionnel 3 est totalement ouvert qu'une égalisation des pressions entre la chambre à membrane 10 et la tubulure à papillons a lieu. L'ouverture complète des deux papillons permet d'obtenir qu'en cas de pleine charge l'admission totale soit atteinte. En cas d'ouverture parti- elle du papillon principal 2 l'ouverture retardée du papil- lon additionnel 3 s'effectue de la même manière que celle décrite plus haut, le processus d'ouverture du papillon additionnel prenant fin à l'instant o la différence de pression prédéterminée par le ressort de compression 11 se rétablit. On obtient ainsi que même en cas d'accélération à partir d'états de charge partielle l'accroissement de l'ad- mission se trouve amorti. Lors de la fermeture du papillon principal 2 la pression en aval de celuici diminue aussitôt fortement, de sorte que le sens de la différence de pression s'inverse passagèrement. Dans ce cas l'obturateur 12 du genre soupape s'ouvre à l'encontre de la force du ressort de compression 13 parallèlement à l'orifice à étranglement 14, de sorte que durant un court laps de temps le papillon additionnel 3 se trouve fermé en conséquence et les pressions dans la partie 4 du canal d'aspiration d'air et dans les chambres à membrane 8 et 10 deviennent égales à la pression régnant en aval du papillon principal 2. Ceci est nécessaire en particulier pour éviter des à-coups de charge pour le cas d'un lâcher de pédale d'accélérateur suivi d'une accéléra- tion (se produisant habituellement lors d'une accélération avec changement de vitesse). Dans l'exemple de réalisation représenté la cham- bre à membrane 8 est intégrée dans des parois de la tubu- lure à papillons. Le mécanisme de manoeuvre à membrane peut cependant également être réalisé sous forme de bottier qui est accroché à un élément constitutif quelconque du mo- teur ou du véhicule et agit par l'intermédiaire de tringla- ges sur le papillon additionnel 3. Dans ce cas les chambres à membrane 8 et 10 peuvent être mises en communication avec les parties 4 et 16 du canal d'aspiration d'air par l'intermédiaire de conduits de raccordement flexibles. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande pour moteurs à combus- tion interne équipés d'un canal d'aspiration d'air dans le- quel sont montés un papillon principal couplé avec une pédale d'accélérateur et, en amont de celui-ci, un papillon additionnel, l'ouverture du papillon additionnel étant ef- fectuée en fonction de la charge du moteur, indépendamment du réglage arbitraire du papillon principal, par un organe de manoeuvre, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre est formé d'un mécanisme à membrane dont la membrane (9) est soumise à la différence de pression entre les parties (4, 16) du canal d'aspiration d'air situées respectivement en amont et en aval du papillon principal (2) et comporte un ressort (11) agissant dans le sens de l'ouverture du papillon additionnel (3). 2 - Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre à membrane (10) com- muniquant avec la partie (16) du canal d'aspiration d'air située en aval du papillon principal (2) présente, sur le parcours du conduit de raccordement (15), un clapet de retenue (12). 3 - Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un orifice à étranglement (14) s'étend, parallèlement au clapet de retenue (12), entre le conduit de raccordement (15) et la chambre à membrane (10). 4 - Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des chambres à membrane (8, 10) est intégrée dans les pa- rois du canal d'aspiration d'air. 5 - Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanis- me à membrane est réalisé sous la forme d'un boîtier.