Brevet FR2666395A1 — publié le 19920306

La présente invention se réfère de manière généra le aux registres à papillon et notamment à ceux destinés à être associés à la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne. On sait que depuis l'origine des carburateurs, on utilise un registre à papillon tournant autour de son axe longitudinal pour doser l'admission d'air en fonction de la position angulaire de ce papillon. De nombreuses solutions ont déjà été envisagées en vue de permettre un réglage adapté de la progressivité de la section d'admission de l'air. Toutefois, aucune d'elles n'a donné satisfaction jusqu a présent pour une raison ou une autre. On a par exemple prévu dans le document US-A-4 474 150 un papillon monté pivotant dans des dépressions internes opposées de la tubulure. Le papillon tourne de 900 entre sa position correspondante à l'entrée d'air minimale jusqu'à sa position pour laquelle il ne constitue pratiquement aucun obstacle dans la tubulure puisqu'il se trouve orienté longitudinalement par rapport à elle. On appréhende immédiatement les difficultés de fabrication d'une telle tubuLure, de telle sorte que son prix de revient est élevé. En outre, l'étanchéité à la position fermée du papillon est tout à fait aléatoire. Pour pallier les désavantages d'un tel dispositif, on a aussi proposé de réaliser la tubulure en deux pièces décalées l'une par rapport à l'autre, dans le plan de l'axe du papillon, de manière que celui-ci assure une très bonne étanchéité à la position fermée dans laquelle il est en appui sur deux faces parfaitement bien définies. Toutefois, la fabrication de la tubulure en question est complexe, de telle sorte que son prix de revient est élevé. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier aux inconvénients des dispositifs du genre en question existant jusqu'à présent, et ils visent la réalisation d'un tel dispositif dont la fabrication soit simple de manière à être bon marché, tout en assurant une parfaite progressivité du dosage de l'air admis, cette progressivité pouvant d'ailleurs changer en fonction des caractéristiques désirées. Grâce au système suivant l'invention, on peut obtenir une section de passage qui n' augmente que très peu pendant la majeure partie de la rotation du papillon, tandis que la fin de cette rotation, pour l'amener à sa position d'ouverture maximale, entraîne une augmentation très importante et rapide de la section de passage de l'air. A cet effetS le registre à papillon suivant l'invention est carac térisé en ce que dans l'alésage de la tubulure sont ménagées des saillies dont les faces tournées vers le centre de cet alésage et qui coopèrent avec la périphérie du papillon, comportent des formes assurant au fur et à mesure du changement de l'orientation angulaire dudit papillon une variation de la section de passage du flux, comportant une faible augmentation de ladite section pendant une course angulaire dudit papillon au moins supérieure à la moitié de l'amplitude totale, puis un brutal accroissement de la section jusqu'à L'ouverture maximale pendant le reste de la course dudit papillon. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un registre à papillon établi conformément à l'invention. Fig. 2 est une coupe suivant II-II (fig. 1) illustrant le papillon à sa position d'ouverture maximale. Fig. 3 est une vue par dessus correspondant à fig. 1, mais le papillon étant dans sa position illustrée en fig. 2. Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 2, illustrant le papillon en position semi-ouverte. Fig. 5 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais à la position du papillon correspondant à celle illustrée en fig. 4. Fig. 6 est une vue semblable à celles de fig. 2 et 4 mais montrant le papillon à sa position fermée. Fig. 7 est une vue semblable à celles de fig. 3 et 5, mais correspondant à la position du papillon de fig. 6. Fig. 8 est une courbe montrant un exemple de la variation de la section de passage du gaz dans la tubulure du registre suivant l'invention en fonction de l'angle d'ouverture du papillon. On a illustré en fig. 1 un registre à papillon suivant l'invention destiné notamment à être associé à la tubulure d'admission 1 d'un flux ou de gaz d'un moteur à combustion interne. L'alésage la de la tubulure 1 est prévu de section circulaire. Un axe 2 traverse de part en part l'alésage la de la tubulure 1, un papillon 3 étant assemblé à la partie intérieure de l'axe 2. Ce papillon présente en profil en plan une forme légèrement elliptique, de manière qu'en position d'obturation de l'a lé- sage la, il détermine un léger angle e1 avec le plan transversal passant par l'axe géométrique de l'axe 2 (fig. 6). Sur la paroi de l'alésage la, on a prévu conformément à l'invention des saillies référencées 4, 5, 6 et 7 bien qu'elles soient toutes de forme semblable. Les deux saillies 4 et 5 se trouvent en amont, c'est-àdire au-dessus de l'axe du papillon, tandis que les deux saillies 6 et 7 se trouvent en aval par rapport au papillon. Ainsi, les saillies sont disposées par paires 4, 5 en amont, et respectivement 6, 7 en aval du papillon 3 et symétriquement d'un côté et de l'autre, d'une part du plan diamétral de la tubulure 1 passant par l'axe 2 du papillon 3, et d'une part du plan longitudinal de symétrie de ladite tubulure contenant ledit axe 2.Chaque saillie est constituée au moyen d'une pyramide à base triangulaire dont les faces 4a, 5a, 6a et 7a tournées vers le papillon sont disposées sur la périphérie d'un ellipsoïde de révolution engendré par la rotation dudit papillon autour de son grand axe géométrique. Les faces précitées de chaque saillie déterminent deux arêtes courbes 4b, 4c - 5b, 5c - 6b, 6c et 7b, 7c. Ces arêtes courbes partent du sommet 4d, 5d, 6d, 7d de chacune des saillies à partir duquel part aussi la troisième arête 4e, 5e, 6e, 7e de chaque pyramide qui s'étend à l'opposé de sa face tournée vers le papillon. les arêtes 4e, 7e respectivement 5e, 6e des saillies amont 4, 5 et aval 6, 7 sont contenues dans deux plans longitudinaux représentés par leur trace 8 et 9 en fig. 3, orientés perpendiculairement l'un à l'autre et contenant tous deux l'axe géométrique longitudinal de l'alésage la de la tubulure 1. Comme illustré en fig. 5 et 7, les arêtes en vis-à-vis les plus à l'extérieur 4c, 5c des saillies 4, 5 et celles 6c, 7c des saillies 6, 7, déterminent entre elles une découpe en arc de cercle 10, respectivement 11, tandis que les arêtes opposées 4b, 5b respectivement 6b, 7b de deux saillies correspondantes décalées axialement par rapport au papillon forment une section arrondie 12, respectivement 13. Ainsi, le passage du flux d'air ou de gaz affecte une forme lobée à la position d'ouverture maximale du papillon, comme illustré en particulier en fig. 3. En partant de la position de fig. 2, l'inclinaison du papillon peut varier pour être par exemple amenée à celle illustrée en fig. 4, dans laquelle il détermine avec le plan diamétral de la tubulure passant par l'axe géométrique de l'axe 2, un angle e inférieur à 900. Cet angle 2 illustré en fig. 4 correspond à la coopération du pourtour du papillon 3 avec les arêtes 4c, 5c, 6c, 7c des saillies, de telle sorte que la section dégagée par le papillon correspond à la somme des sections des deux découpes en arc de cercle 10 et 11 (fig. 5). On comprend aisément que si l'on augmente l'angle 62 d'orientation du papillon, 2 on va rapidement découvrir une partie des sections arrondies 11 et 12, puis ces sections complètes lorsqu'on arrive à la position du papillon illustrée en fig. 2.C'est ainsi que la progression d'ouverture de la tubulure 1 s'effectue conformément à la courbe de fig. 8, c'est-à-dire que dans un premier temps correspondant à une course angulaire du papillon 3 supérieure à au moins La moitié de l'amplitude totale, on assiste à une faible augmentation de la section, tandis qu'à partir du point A de la courbe correspondant à l'abscisse de l'amplitude 92 d'ouver 2 ture du papillon, un brutal accroissement de la section s'établit jusqu'à l'ouverture maximale correspondant au reste de la course du papillon. On aperçoit que cette courbe est beaucoup plus favorable au bon fonctionnement des moteurs à explosion modernes que celle usuelle illustrée en traits discontinus et qui est du genre (1 -Cos 9 ). Comme montré en fig. 6, la position de fermeture du papillon 3 est parfaitement étanche, puisqu'elle correspond à la collaboration de son pourtour avec l'alésage la à section circulaire de la tubulure, le papillon conservant à la position de fermeture un angle 91 avec le plan transversal contenant l'axe géométrique de l'axe 2. On a ainsi réalisé un registre à papillon dont la tubulure est très facilement réalisable, par exemple par moulage d'une matière plastique appropriée ou d'un alliage léger, puisque les quatre saillies intérieures peuvent très facilement se démouler sans poinçon contractable ou analogue en raison en particulier de l'orientation des arêtes 4e, 5e, 6e et 7e. En outre, la réalisation du papillon est tout à fait usuelle et simple. il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Registre à papillon (3), notamment destiné à être associé à la tubulure d'admission d'un flux d'air ou de gaz d'un moteur à combustion interne et dont le papillon pivotant autour d'un axe diamétral de la tubulure présente en profil en plan la forme d'une ellipse afin qu'en position d'obturation de l'alésage circulaire de la tubulure, il détermine un angle ( ) avec le plan transversal à cette dernière contenant l'axe de pivotement (2) du papillon, caractérisé en ce que dans l'alésage (la) de la tubulure (1) sont ménagées des saillies (4, 5, 6, 7) dont les faces (4a, 5a, 6a, 7a) tournées vers le centre de l'alésage (la) et qui coopèrent avec la périphérie du papillon (3) comportent des formes assurant au fur et à mesure du changement de l'orientation angulaire dudit papillon une variation de la section de passage du flux comportant une faible augmentation de ladite section pendant une course angulaire dudit papillon au moins supérieure à la moitié de l'amplitude totale, puis un brutal accroissement de la section jusqu'à l'ouverture maximale pendant le reste de la course dudit papillon (3). 2. Registre à papillon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les saillies (4, 5, 6, 7) sont disposées par paires en amont et en aval du papillon (3) et symétriquement d'un côté et de l'autre d'une part du plan diamétral de la tubulure (1) passant par l'axe (2) du papillon (3) et d'autre part du plan longitudinal de symétrie de ladite tubulure contenant ledit axe (2) du papillon (3). 3. Registre à papillon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les saillies (4, 5, 6, 7) ménagées dans l'alésage (la) de la tubulure (1) affectent chacune la forme d'une pyramide à base triangulaire, leurs faces (4a, 5a, 6a, 7a) tournées vers le papillon (3) ou face actives étant situées sur la périphérie d'un ellipsoïde de révolu- tion engendré par la rotation du papillon (3) autour de son grand axe géométrique. 4. Registre à papillon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les arêtes (4d, 7d) respectivement (5d, 6d) des saillies qui s'étendent à l'opposé des faces (4a, 5a, 6a, 7a) tournées vers le papillon (3) sont contenues dans deux plans longitudinaux (8, 9) perpendiculaires l'un à l'autre et contenant tous deux l'axe géométrique longitudinal de l'alésage (la) de la tubulure (1). 5. Registre à papillon suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les arêtes en vis-à-vis (4c, 5) respectivement (6c, 7c) de la face active de deux saillies amont (4, 5) ou aval (6, 7) déterminent entre elles une découpe (10, 11) en arc de cercle, tandis que les aretes opposées (4b, 5b) respectivement (6b, 7b) des faces actives de deux saillies correspondantes (4, 5) respectivement (6, 7) décalées axialement par rapport au papillon (3) forment une section (12-13) arrondie de telle sorte que le passage du flux d'air ou de gaz affecte une forme lobée à la position d'ouverture maximale du papillon (3).