Brevet FR2675540A1 — publié le 19921023

Dispositif d'alimentation en mélange d'un moteur a combustion interne, en particulier pour véhicules. La présente invention porte sur un dispositif d'alimentation en air ou en mélange air-carburant d'un moteur à combustion interne, en particulier pour véhicules. Les dispositifs d'alimentation en mélange des moteurs à combustion interne comprennent essentiellement un conduit cylindrique d'alimentation en air (ou en mélange) contenant un obturateur variable en forme de disque, monté sur un arbre moteur et commandé par celui- ci, pour le réglage de l'alimentation en air ou en mélange du moteur le long du conduit d'alimentation. L'obturateur variable est monté barycentriquement sur l'arbre, c'est-àdire de façon telle que l'axe de l'arbre -oit dans le plan qui divise le disque obturateur en deux parties symétriques, et l'arbre lui- même présente des ressorts de rappel situés à l'extérieur du conduit d'alimentation pour le maintien d'une position de ralenti déterminée de l'obturateur. = L'arbre est commandé par l'intermédiaire de leviers et de câbles par la pédale d'accélérateur, qui présente des ressorts de rappel pour sa remise en position de ralenti. Lors de l'utilisation, les seules forces extérieures (pression et couple) exercées sur l'obturateur sont celles transmises à celui-ci par la transmission à leviers et câbles par l'intermédiaire de l'arbre de support et celles exercées par les ressorts de rappel sur la pédale d'accélérateur et sur l'arbre, tandis 2 - qu'en raison de la position barycentrique de l'arbre par rapport au disque obturateur, le moment exercé sur l'obturateur par la différence de pression de fluide d'alimentation dans le conduit entre l'amont et l'aval de l'obturateur n'a aucune action. La solution précédente présente un certain nombre d'inconvénients En premier lieu, en marche à vitesse constante, la pression relativement faible de rappel exercée par les ressorts sur la pédale d'accélérateur n'est pas suffisante pour supporter suffisamment le pied du conducteur reposant sur la pédale, et il en résulte une fatigue du conducteur, qui doit constamment relâcher la pression exercée sur l'accélérateur. En second lieu, en cas d'accélération rapide, particulièrement à basse vitesse, la pression de rappel exercée par les ressorts sur la pédale d'accélérateur augmente régulièrement, ce qui ralentit l'accélération et donne l'impression d'une mauvaise reprise du véhicule. Un but de la présente invention est de fournir un dispositif d'alimentation en mélange d'un moteur à combustion interne, en particulier pour véhicules, qui, dans des conditions de vitesse régulière, assure un support suffisant du pied du conducteur sur la pédale d'accélérateur et ainsi élimine la fatigue de conduite, et qui, à l'accélération, particulièrement à basse vitesse, assure une diminution de la pression de rappel sur l'accélérateur quand le conducteur enfonce celui-ci, ce qui permet d'obtenir un actionnement rapide de la pédale et une sensation positive de reprise et d'accélération efficaces du véhicule de la part du conducteur. -3 - La présente invention fournit un dispositif d'alimentation en air ou en mélange air-carburant d'un moteur à combustion interne comprenant essentiellement un conduit d'air ou de mélange air-carburant commandé par un obturateur variable lui-même actionné par la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'une transmission et ayant un obturateur du type ailette supporté par un arbre oscillant autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit, une dépression, produite par le moteur, agissant dans la partie du conduit située en aval de l'obturateur, caractérisé par le fait que l'axe de l'arbre est situé à une distance donnée de l'axe longitudinal du conduit, de sorte que l'arbre oscillant est soumis par la pression d'air sur les faces de l'ailette obturatrice à un couple qui met celle-ci en position fermée. Une réalisation non limitative de la présente invention va être décrite à titre d'exemple à l'aide des dessins d'accompagnement, sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale schématique de l'obturateur variable du dispositif d'alimentation de la présente invention, la figure 2 est un graphique représentant le couple produit par la dépression en aval de l'obturateur en fonction de l'angle d'ouverture de l'obturateur et pour différentes valeurs d'un paramètre géométrique (excentricité) caractéristique de l'obturateur, la figure 3 est un graphique représentant le couple produit par la dépression en fonction de l'angle d'ouverture de l'obturateur et pour différentes vitesses constantes du moteur, -4 - la figure 4 est un graphique représentant le couple total appliqué à l'obturateur en fonction de l'angle d'ouverture et dans des conditions de vitesse constante du moteur, et la figure 5 est un graphique représentant le couple total appliqué à l'obturateur en fonction de l'angle d'ouverture et pour différentes vitesses constantes du moteur. Sur la figure 1, le repère 1 indique un dispositif d'alimentation en air ou en mélange air-carburant d'un moteur à combustion interne qui comprend un conduit d'alimentation sensiblement cylindrique 2 et un obturateur variable 3 sensiblement en forme de disque qui oscille à l'intérieur du conduit d'alimentation 2. Le conduit 2 est formé de manière pratique à l'intérieur d'une douille 5 et normalement communique avec un collecteur d'air (ou de mélange air-carburant) connu (non représenté) du moteur. L'obturateur 3 est supporté et commandé par un arbre 4 perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit 2 et relié à la pédale d'accélérateur 6 par une transmission connue de type quelconque comprenant par exemple un levier 7 solidaire de l'arbre 4, un câble 8 et un ressort de rappel 9 destiné à ramener la pédale 6 en position de ralenti Au moins un ressort de rappel 10 est monté sur l'arbre 4 en dehors du conduit 2. Le disque d'obturateur 3 est délimité sur le dessus et sur le dessous par des faces planes l et 12 et l'axe de l'arbre 4 est dans un plan parallèle à ces faces 11 et 12 et équidistant de celles-ci En outre, le disque d'obturateur 3 est monté excentriquement sur l'arbre 4, -5 - c'est-à-dire à une distance e de l'axe longitudinal a du conduit 2. La valeur de l'excentricité e, dont dépendent les caractéristiques favorables du dispositif, peut être choisie dans un domaine étendu de valeurs de la manière définie plus loin. Le dispositif de la présente invention fonctionne de la manière suivante. La dépression créée dans le collecteur d'admission du moteur agit en aval de l'obturateur 3 Pour un angle d'ouverture( donné de l'obturateur 3, cette dépression agit sur la face inférieure 12, tandis que la face supérieure il est soumise sensiblement à la pression atmosphérique. Les pressions combinées agissant sur les faces 11 et 12 produisent par conséquent un moment différent de zéro sur l'arbre 4, ce dans le sens de remise de l'obturateur 3 en position fermée Cela est dû au fait que le disque d'obturateur 3 est monté excentriquement sur l'arbre 4, dont l'axe divise l'obturateur en deux parties inégales. Les courbes de la figure 2 représentent le couple de fermeture appliqué à l'obturateur 3 produit par la dépression dans le conduit 2 en aval de l'obturateur 3 en fonction de l'angle d'ouverture O ( de l'obturateur (allant de O Zmin à& max) et pour différents rapports e/d (d étant le diamètre du conduit 2). Comme le montre la figure 2, le couple produit par la dépression diminue quand " augmente et, pour un angle d'ouverture " donné, augmente quand le rapport e/d augmente. 6- Le courbes de la figure 3 représentent le couple de fermeture appliqué à l'obturateur 3 produit par la dépression dans le conduit 2 en aval de l'obturateur 3 en fonction de l'angle d'ouverture o Cde l'obturateur (allant de "min à wmax) et pour différentes vitesses constantes N du moteur Comme le montre la figure 3, le couple produit par la dépression diminue quand augmente et, pour un angle d'ouverture O donné, augmente quand la vitesse N du moteur augmente. L'arbre 4 de l'obturateur 3 est soumis, outre au couple produit par la dépression dans le collecteur d'admission, dont l'effet est représenté sur les figures 2 et 3, au couple de fermeture produit par le ressort 9 et/ou le ressort 10 comme représenté sur la figure 4, sur laquelle la courbe Cl représente le couple de fermeture appliqué à l'obturateur 3 produit seulement par la dépression dans le conduit 2 en fonction de l'angle d'ouverture ", et est par conséquent une des courbes de la figure 3 relative à une vitesse constante n donnée du moteur; la courbe C 2 représente le couple de fermeture appliqué à l'arbre 4 produit par les ressorts 9 et 10, qui augmente régulièrement avec l'angle d'ouverture w,; et la courbe Ctot représente le couple total de fermeture produit pour chaque angle" par la dépression (courbe Cl) et les ressorts (courbe C 2) en fonction de l'angle " et pour un rapport e/d et une vitesse N du moteur constants. Comme le montre la figure 4, dans des conditions de vitesse constante du moteur, le couple de fermeture produit par la dépression dans le conduit 2 en aval de l'obturateur 3 s'ajoute au couple produit par les ressorts de rappel 9 et 10. -7- La courbe Ctot représente par conséquent l'effet combiné de la dépression et des ressorts sur l'arbre 4. La figure 5 montre un certain nombre de courbes Ctot comme celle de la figure 4, chacune relative à une vitesse N donnée du moteur. Les avantages du dispositif de l'invention ressortent de l'examen de la figure 5. Supposons par exemple que le véhicule marche à une vitesse constante correspondant à une vitesse N du moteur comme représenté par la courbe supérieure, et avec un angle d'ouverture de l'obturateur correspondant au point Pl de cette courbe Dans ces conditions, au point Pl, le couple appliqué à l'arbre 4 est suffisant pour supporter sûrement le pied du conducteur sur la pédale d'accélérateur 6 et ainsi réduire la fatigue de conduite. Supposons par ailleurs que le véhicule marche comme représenté par P 2 (basse vitesse N du moteur et petit angle d'ouverture " de l'obturateur 3) et que le conducteur enfonce brusquement la pédale 6 Dans ce cas, les conditions de fonctionnement du véhicule varient comme représenté par la ligne en trait interrompu de la figure 5, et jusqu'à ce qu'un état stationnaire soit rétabli, par exemple au point P 3 D'abord, le couple total de rappel appliqué à la pédale 6 tend à baisser du fait qu'il est maintenu temporairement constant par l'inertie du moteur, ce qui aide à l'accélération et donne l'impression d'une reprise rapide du véhicule, après quoi il revient progressivement à peu près à la valeur antérieure pour supporter suffisamment le pied du conducteur sur la pédale d'accélérateur. -8 - Les avantages de la présente invention ressortent clairement de la description précédente En marche à vitesse constante, le pied du conducteur est suffisamment supporté par la pédale d'accélérateur, tandis qu'à l'accélération, particulièrement à basse vitesse, le couple de rappel, et par conséquent la pression nécessaire sur la pédale 6, diminue quand on enfonce celle-ci, pour donner l'impression d'une réponse (reprise) rapide du véhicule. Les essais ont montré qu'avec un conduit cylindrique 2 et un obturateur circulaire 3, les meilleurs résultats étaient fournis par un rapport e/d (excentricité/diamètre du conduit) compris entre 0,05 et 0,3. Il est bon de choisir l'excentricité e de façon que le couple produit par la pression d'air (représenté par exemple par la courbe Ci de la figure 4) soit élevé comparativement à celui de ressorts 9 et 10 sur l'arbre 4 (représenté par exemple par la courbe C 2 de la figure 4), au moins lorsque l'obturateur 3 est tourné de sa position fermée (Q min) à une position située à mi- chemin entre O min et o(max* Cela donne une situation comme celle représentée sur la figure 4 o le couple appliqué à l'obturateur 3 est produit principalement par la dépression en aval de l'obturateur et seulement à un degré limité par les ressorts 9 et 10. _ 9 - REVENDICATIONS 1 Dispositif d'alimentation en air ou en mélange air- carburant d'un moteur à combustion interne comprenant essentiellement un conduit d'air ou de mélange air- carburant ( 2) commandé par un obturateur variable ( 3) lui-même actionné par la pédale d'accélérateur ( 6) par l'intermédiaire d'une transmission et ayant un obturateur du type ailette ( 3) supporté par un arbre ( 4) oscillant autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (a) du conduit ( 2), une dépression, produite par le moteur, agissant dans la partie du conduit ( 2) située en aval de l'obturateur ( 3), caractérisé par le fait que l'axe de l'arbre ( 4) est situé à une distance donnée (e) de l'axe longitudinal (a) du conduit ( 2), de sorte que l'arbre oscillant ( 4) est soumis par la pression d'air sur les faces de l'ailette obturatrice ( 3) à un couple qui met celle-ci en position fermée. 2 Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel le conduit ( 2) est de section circulaire et l'ailette obturatrice ( 3) est sensiblement en forme de disque, caractérisé par le fait que le rapport (e/d) de ladite distance (e) au diamètre (d) du disque ( 3) est compris entre 0,05 et 0,3. 3 Dispositif d'alimentation selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la transmission comprend au moins un ressort ( 9) destiné à contrecarrer le déplacement de la pédale ( 6) pour l'ouverture de l'obturateur ( 3), caractérisé par le fait que la distance (e) entre l'axe de l'arbre ( 4) et l'axe (a) du conduit ( 2) est choisie de façon que le couple produit par la pression d'air soit supérieur à celui produit par le ressort sur l'arbre ( 4), au moins lorsque -10- l'obturateur ( 3) est tourné de sa position fermée à une position située à mi-distance entre sa position fermée et sa position ouverte au maximum.