Brevet FR2650340A1 — publié le 19910201

1- DISPOSITIF D'ETRANGEMOENT A ORGANE ROTATIF POUR INSTALLATION D'ALIMENTATION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE L'invention concerne les installations d'alimenta- tion pour moteurs & combustion interne et, plus particuliè- reient, les dispositifs d'étranglement destinés à être in- corporés dans de telles installations et comprenant un corps dans lequel est ménagé un conduit d'admission qui contient un organe d'étranglement, dit papillon, porté par un axe gui traverse le corps et tourne dans des paliers portés par le corps, destiné à être commandé par le conduc- teur et mobile entre une position d'ouverture minimale de l'organe d'étranglement, vers laquelle il est sollicité par un ressort de rappel, et une position d'ouverture maximale, correspondant & la pleine charge du moteur. De tels dispositifs sont incorporés dans les carbu- rateurs, pour commander le débit de mélange air/combusti- ble, et dans les installations d'injection monopoint ou multipoints, o le dispositif constitue un "corps de papil- lon", pour commander le débit d'air dans le conduit d'admission. La plupart des dispositifs utilisés à l'heure actu- elle comprennent une butée réglable, souvent constituée par une vis dont la position est aJustable sur le corps, desti- née à venir en contact avec un levier solidaire de l'organe d'étranglement lorsque ce dernier arrive dans une position d'ouverture minimale o il laisse subsister une section de passage d'air suffisante pour permettre le fonctionnement du moteur au ralenti. Cette disposition a l'avantage d'être simple. Mais elle a des inconvénients. Les gaz de carter ramenés dans l'entrée d'air, en amont de l'organe d'étranglement, produisent des dépôts de matières solides qui colmatent progressivement la section libre, diminuent le débitd'air et réduisent le régime de ralenti du moteur. Lorsque le moteur fonctionnant au ralenti est soumis à une charge variable (par exemple augmentant brusquement lors de l'en- clenchement d'une boite de vitesse automatique ou d'un cli- matiseur), la vitesse de ralenti du moteur doit être régu- lée par des moyens capables de modifier la section de pas- sage d'air ou de mélange air/combustible. Des moyens de commande agissant sur l'organe d'étranglement sont coûteux, car il nécessitent en général un moteur pas à pas et un réducteur de vitesse. On a également proposé des dispositifs d'étrangle- ment comprenant un canal d'air en dérivation autour de l'emplacement de l'organe d'étranglement, par lequel passe la totalité ou la plus grande partie de l'air nécessaire au fonctionnement du moteur au ralenti. Dans ce cas il est possible d'adopter une position d'ouverture minimale pour laquelle l'organe d'étranglement obture complètement le conduit d'admission. Mais il est difficile d'éviter des fuites entre l'amont et l'aval de l'organe d'étranglement des disposi- tifs connus lorsque ce dernier est fermé. Une première cause de fuite est l'application imparfaite de la tranche du papillon contre la paroi du conduit d'admission. Elle peut être réduite par un usinage précis, qui a l'inconvé- nient d'augmenter le prix de revient; on pourrait également penser qu'on peut la réduire par dépôt in situ d'une couche très mince de matériau dans un solvant, chassé de tous les emplacements o il n'est pas nécessaire par fermeture du papillon avant polymérisation. Des fuites se produisent également le long des paliers, surtout lorsqu'on constitue ces derniers par des roulements pour faciliter la rotation du papillon. Enfin, des fuites peuvent se produire entre l'axe et le papillon, surtout lorsque ce dernier est constitué par un disque mince traversant une fente de l'axe. La présence de ces fuites gène le réglage du ralenti.Elle trouble le fonctionnement des dispositifs à réglage électronique du débit de combustible qui utilisent, comme paramètre d'entrée représentatif du débit d'air, la position angulaire de l'organe d'étranglement. La présente invention vise à fournir un dispositif de commande du genre défini plus haut, dans lequel les débits de fuite sont considérablement réduits. Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif dans lequel l'organe d'étranglement est séparé de chacun des paliers par un joint annulaire en matériau souple. engagé dans une portée du corps, présentant une surface cylindrique externe en contact avec le corps, une surface cylindrique interne en contact avec 1l'axe et une surface terminale d'appui sensiblement étanche sur une partie latérale respective de l'organe d'étranglement. Chaque joint est généralement constitué en matériau élastique, tel que le polytétrafluoréthylène ou un élastomère naturel ou synthétique. Le Joint a avantageuse- ment une section en U dont les branches sont dirigées vers l'extérieur et comportent les surfaces de contact avec l'axe et la portée correspondante, et dont le fond épais coopère avec l'organe d'étranglement rotatif. La dépression qui règne a l'intérieur du corps lors du fonctionnement du moteur tend à appliquer les branches contre les surfaces d'appui et donc & améliorer l'étanchéité. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étranglement rotatif est constitué par un papillon ayant une partie centrale tubulaire de grand diamètre traversé par l'axe de rotation et chacun des joints comporte alors avantageusement une lèvre annulaire qui s'engage dans une rainure circulaire ménagée dans la tranche de la partie centrale, perpendiculaire à l'axe de rotation. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étranglement rotatif est constitué par un papillon en forme de disque mince, traversant une fente ménagée dans l'axe. Chaque joint d'étanchéité est alors avantageusement prévu pour faire saillie dans le conduit d'admission et recouvrir une partie terminale de la fente et s'emboîter sur la partie terminale du papillon, de façon à réduire les fuites entre les parois de la fente et les parties latérales du papillon. Dans tous les cas, la présence des joints non seulement réduit les fuites du dispositif neuf mais encore réduit les fuites qui tendent à apparaître lors de l'usure normale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels: - la figure 1 est un schéma montrant les éléments concernés par l'invention d'un dispositif d'étranglement qui peut être un corps de papillon, représenté en coupe suivant un plan passant par l'axe du conduit d'admission; - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, en coupe partielle suivant un plan perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission; - la figure 3 montre une variante de réalisation, en coupe partielle suivant un plan passant par l'axe du conduit d'admission et l'axe de rotation de l'organe d'étranglement; - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif de la figure 3; - la figure 5 est une vue en élévation d'un des joints du dispositif des figures 3 et 4; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5. Le dispositif d'étranglement montré en-figures 1 et 2 comprend un corps 10 constitué par une pièce de fonderie, dans lequel est ménagé un conduit d'admission 12. Dans le corps 10 sont ménagées deux portées 14 o sont emmanchées les bagues externes de roulements & aiguilles ou à billes 16 dans lesquelles tourne un axe 18. Cet axe est commandé par une tringlerie non représentée, de constitution classique et un ressort de rappel tend & faire tourner l'axe dans le sens de la flèche f de la figure 1. Sur l'axe 18 est monté un organe d'étranglement rotatif constitué par un papillon 22. Dans le mode de réalisation montré en figures 1 et 2 ce papillon présente une partie centrale tubulaire 24 de diamètre externe nettement supérieur à oelle de l'axe 18 et un diamètre intérieur tel que l'axe 18 s'y insère à frottement doux. Le papillon 22 est solidarisé de l'axe 18 par des moyens classiques démontables, constitués, dans le cas illustré sur les figures 1 et 2, par deux vis 26 qui s'engagent dans des trous taraudés traversant 1l'axe 18. Le dispositif d'étranglement de la figure 1 comprend des moyens d'étanchéité constitués de deux Joints annulaires 28 identiques interposés chacun entre l'un des roulements 16 et une tranche terminale de la partie tubulaire du papillon 22. Chaque Joint a une section droite en forme de U, une des branches s'appuyant sur une portée correspondante 14 et l'autre contre l'axe. Pour améliorer l'étanchéité, le fond de chaque Joint, en appui contre la tranche du papillon, présente une lèvre 30 en saillie dans une gorge circulaire de la tranche plane de la partie 24. La lèvre 30 est maintenue engagée dans la gorge par l'appui du Joint contre le palier. On voit qu'un tel Joint évite les fuites vers l'aval du papillon aussi bien par l'intermédiaire des paliers 16 que par des jeux entre les tranches de la partie 24 du papillon et la paroi du conduit d'admission. Dans le mode de réalisation montré en figures 3 à 6, o les organes correspondant à ceux déjà représentés sont désignés par le même numéro de référence affecté de l'indice a, l'organe d'étranglement 22a est constitué par un disque mince qui traverse l'axe 18a à travers une fente diamétrale 32 de ce dernier. Ce disque mince est encore maintenu par deux vis 26a. Pour faciliter la mise en place du papillon 22a, on donne généralement à la fente 32 une longueur plus importante que le diamètre du papillon, ce qui se traduit par la présence de brèches qui sont source de fuites. Les joints annulaires 28a du dispositif montré en figures 3 et 4 permettent d'obturer ces brèches. Pour cela, le fond 34 des joints, qui ont encore une section droite en forme de U, présente une longueur axiale suffisamment importante pour déborder sur l'axe 18a au-dela des brèches, comme le montre la figure 3. Dans ce fond est ménagée une encoche 36 d'épaisseur correspondant à celle du papillon 22a, permettant à chaque joint de s'emboiter sur la partie terminale du papillon. On obtient ainsi une obturation complète au niveau des portées d'axes. Dans ce mode de réalisation les joints 28a ont une longueur axiale supérieure à celle des joints de la figure 1 et en général du même ordre de grandeur que la longueur axiale des roulements 16a. L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été représentés à titre d'exemples et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à toutes variantes restant dans le cadre des équivalences, ainsi qu'à des montages de papillons différents, par exemple au cas o l'axe est porté par des paliers lisses. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étranglement & organe rotatif pour installation d'alimentation de moteur & combustion interne, comprenant un corps (10,10e) dans lequel est ménagé un con- duit d'admission qui contient un organe d'étranglement, dit papillon (22, 22e), porté par un axe qui traverse le corps et tourne dans des paliers portés par le corps, destiné à être commandé par le conducteur et mobile entre une posi- tion d'ouverture minimale de l'organe d'étranglement, vers laquelle il est sollicité par un ressort de rappel, et une position d'ouverture maximale, correspondant à la pleine charge du moteur, caractérisé en ce que 1 'organe d'étranglement est séparé de chacun des paliers par un joint annulaire (28,28a) en matériau souple engagé dans une portée du corps, présentant une surface cylindrique externe en contact avec le corps, une surface cylindrique interne en contact avec l'axe (18,18a) et une surface terminale d'appui sensiblement étanche sur une partie latérale respective de l'organe d'étranglement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque Joint (28,288) a une section en U dont les branches sont dirigées vers l'extérieur et comportent les surfaces de contact avec l'axe et la portée correspondante, et dont le fond épais coopère avec l'organe d'étranglement rotatif. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque joint est en polytétrafluoréthyléne ou en élastomère naturel ou synthétique. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement rotatif est constitué par un papillon ayant une partie centrale tubulaire de grand diamètre traversé par l'axe de rotation et chacun des joints (28) comporte une lèvre annulaire (30) qui s'engage dans une rainure circulaire ménagée dans la tranche de la partie centrale, perpendiculaire à l'axe de rotation. 5. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement rotatif est constitué par un papillon en forme de disque mince, traversant une fente ménagée dans l'axe et. en ce que chaque Joint d'étanchéité (28a) fait saillie dans le conduit d'admission (12a) et s'emboite sur la partie terminale du papillon pour réduire les fuites entre les parois de la fente et les parties latérales du papillon. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque Joint a un fond épais dans lequel est pratiquée une encoche (36) destinée à permettre aux Joints (28a) de s'emboîter sur la partie latérale du papillon. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le Joint (28a) a une longueur du même ordre de grandeur que celle des paliers (16a).