Brevet FR2674573A1 — publié le 19921002

CORPS DE PAPILLON POUR DISPOSITIF D'INJECTION DE COMBUS TIBLE. La présente invention concerne les corps de papillon pour dispositif d'injection de combustible de moteur à combustion interne, et plus particulièrement pour dispositif d'injection comportant un organe de calcul et de commande de la quantité de combustible introduite à chaque cycle de fonctionnement du moteur. L'invention concerne plus particulièrement les corps de papillon du type ayant un boitier dans lequel est ménagé un conduit d'admission et un papillon monté sur un arbre rotatif qui traverse le conduit et permet de déplacer le papillon entre une position d'ouverture minimum (souvent pratiquement nulle) et une position d'ouverture maximum pour laquelle le papillon est orienté parallèlement à l'axe du conduit et qui est muni d'un organe, tel qu'un potentiomètre, destiné à fournir à organe de calcul et de commande un signal électrique représentatif de la position angulaire du papillon. La quantité de combustible injecté par cycle doit être proportionnée au débit d'air arrivant au moteur. Dans un dispositif d'injection l'organe de commande comporte généralement des moyens électroniques de calcul du débit à partir du signal indiquant le degré d'ouverture du papillon et d'un signal indiquant la différence de pression entre l'amont et l'aval du papillon, représentative de la vitesse de l'air. Dans les corps de papillon les plus couramment utilisés à ltheure actuelle, le papillon a une forme de disque mince sensiblement circulaire, d'épaisseur constante ; le conduit est en forme de cylindre circulaire dans la zone où se déplace le papillon. Dans un tel corps classique, la section de passage offerte à l'air varie rapidement, pratiquement comme le sinus de l'angle d'ouverture, lors du déplacement angulaire initial du papillon à partir de sa position d'ouverture minimale. Or, une commande satisfaisante du moteur aux faibles charges (c'est-à-dire pour les faibles ouvertures du papillon) exige que la variation de section de passage de l'air lorsque le conducteur commence à appuyer sur la pédale d'accélération soit très progressive. On a déjà proposé d'assurer la progressivité en substituant, à la commande directe du papillon à partir de la pédale d'accélérateur, une commande par l'intermédiaire d'une tringlerie ayant une cinématique complexe, donc couteuse, et dont les nombreuses articulations nuisent à la précision de la commande, du fait de l'accumulation des jeux. On a également déjà utilisé, notamment dans des carburateurs comportant un passage de by-pass, des papillons dont le côté qui tourne vers l'amont porte, sur sa face aval, une masselotte destinée à ralentir l'augmentation initiale de débit d'air. Cette solution n'apporte qu'une solution partielle au problème. La présente invention vise à fournir un corps de papillon du type ci-dessus défini répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet d'obtenir la progressivité souhaitable d'ouverture sans pour autant compliquer la réalisation ou le montage, comparé à un corps classique. Dans ce but, 1 invention propose notamment un corps de papillon du type ci-dessus défini dans lequel le côté du papillon qui tourne vers l'amont à partir de la position d'ouverture minimum présente, sur sa face aval, un renflement dont la section droite dans un plan orthogonal à l'axe de rotation est suffisamment faible pour autoriser la rotation du papillon, caractérisé en ce que le côté du papillon qui tourne vers l'aval lors de l'ouverture et la section droite du conduit en aval de la position d'ouverture minimum du dit côté tournant vers l'aval ont des formes coopérant pour donner à la section droite du passage d'air entre elles une loi de variation en fonction de l'angle de rotation dont la pente initiale est au moins quatre fois plus faible que la pente maximale de la loi de variation au cours de l'ouverture. Dans un mode particulier de réalisation, le côté du papillon qui tourne vers l'aval ayant une forme de demidisque plat, le conduit d'admission présente, à partir de la position d'ouverture minimum du papillon, un tronçon à section droite circulaire qui décroit vers l'aval. Ce tronçon étant de révolution, son usinage peut s'effectuer au tour, sans difficulté particulière. Le tronçon de section droite décroissante s'étend jusqu a la position prise par la tranche aval du papillon lorsque son plan médian fait un angle compris entre 20 et 40 avec un plan normal à l'axe du conduit d'admission, du moins dans la plupart des cas. La section méridienne du tronçon peut etre choisie intermédiaire entre une droite parallèle à l'axe du conduit et un arc de cercle centré sur l'axe de rotation du papillon. 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 montre l'allure générale souhaitable d'une courbe de variation du débit d'air Q en fonction de l'angle d'ouverture a du papillon, à différence de pression constante entre l'amont et l'aval - la figure 2 montre une constitution possible d'un corps de papillon suivant l'invention, en coupe suivant un plan passant par l'axe du conduit et orhogonal à l'axe de rotation du papillon - la figure 3, similaire à une fraction de la figure 2, montre une variante de réalisation - la figure 4, encore similaire à la figure 2, montre un autre mode de réalisation. La figure 1 montre une loi de variation du débit d'air permettant, du fait que la variation initiale a la forme schématisée en trait épais, de fournir l'agrément de conduite souhaitable à faible charge. La pente moyenne ou la pente à l'origine de cette portion en trait épais ne doit pas dépasser un quart environ de la pente maximale de la courbe. Les corps de papillon qui seront maintenant décrits sont conçus pour fournir une loi de variation du genre montré en figure 1, dans sa partie initiale qui est essentielle du point de vue de la progressivité. Le corps de papillon 10 montré schématiquement en figure 2 peut être considéré comme comportant un boîtier 12 dans lequel est ménagé un conduit d'admission 14 d'axe longitudinal 16, prévu pour que la circulation de l'air se fasse dans le sens descendant. Dans le boitier 12 tourne un arbre 18 de petit diamètre, perpendiculaire à l'axe 16 du conduit d'admission et coupant cet axe 16. A l'arbre 18 est fixé un papillon 20 de forme approximativement circulaire. Par la suite, on désignera par a l'angle entre le plan médian de la tranche du papillon 20 qui vient s'appuyer sur la paroi du conduit et le plan orthogonal à l'axe 16. Un capteur, tel qu'un potentiomètre 22, est fixé à l'axe 18 et fournit un signal représentatif de a à un organe de calcul 24 qui commande l'injecteur ou les injecteurs du dispositif d'alimentation du moteur équipé du corps de papillon 10. Cet organe de calcul 24 reçoit également, d'un capteur non représenté, un signal Ap représentatif de la différence de pression entre l'amont et l'aval, elle-même fonction de la vitesse de l'air traversant le corps de papillon. Des ressorts de rappel (non représentés) tendent à ramener le papillon 20 dans la position de fermeture où il est représenté sur la figure 2 et où l'angle a est égal à ag. Le papillon peut être commandé dans le sens de l'ouverture par un câble relié à la pédale d'accélérateur. Le papillon vient s'appuyer sur le conduit dans des zones où ce dernier a la forme d'un cylindre circulaire. Ce fait et l'utilisation d'une inclinaison ag de l'ordre de 5 permettent d'éviter les risques de coincement. Dans le mode de réalisation de l'invention montré en figure 2, le conduit d'admission 14 est en forme de cylindre circulaire de part et d'autre du papillon 20. Le côté du papillon qui tourne vers l'amont lors de l'ouverture (c'est-à-dire dans la direction indiquée par la flèche f) porte, sur sa face aval, une masselotte 26 fixée par des moyens quelconques telles que des vis 28. La tranche de la masselotte a un profil choisi pour ralentir l'augmentation de section de passage, et donc de débit d'air, lors de l'ouverture initiale du papillon. La masselotte 26 peut par exemple avoir une tranche de forme conique ou simplement une tranche de forme cylindrique présentant un léger décalage vers l'intérieur, dans le sens radial, par rapport au disque de papillon. Le côté du papillon qui tourne vers l'aval pré- sente, sur sa face amont, un renflement constitué par une masselotte 30 de constitution similaire à celle de la masselotte 26. Cette masselotte peut avoir une forme générale en demi-lune. Sa tranche en regard du conduit 14 peut être conique ou cylindrique et, dans le dernier cas, elle présente un décalage radial vers l'intérieur par rapport à la tranche du disque de papillon. La variante de réalisation montrée en figure 3 (où les éléments correspondant à ceux de la figure 2 portent le même numéro de référence) comporte un papillon constitué d'une seule pièce, réalisable par emboutissage et usinage de sa tranche. Cette dernière coopère avec la paroi du conduit 14 comme dans le cas de la figure 2, sur une hauteur h. A partir de la tranche, le papillon est plié de façon à constituer un renflement, dirigé vers l'aval sur le côté qui tourne vers l'amont, vers l'amont sur le côté du papillon qui tourne vers l'aval. A partir de la tranche, le renflement peut présenter une forme sensiblement cylindrique, mais avec un rayon plus faible que celui de la tranche. Dans le mode de réalisation montré en figure 4, le papillon présente un seul renflement, tourné vers l'aval, qui peut être constitué par une masselotte 26 du même genre que celle montrée en figure 2. Le côté du papillon qui tourne vers l'aval a une forme de demi-disque plat classique. Mais le conduit d'admission présente, à partir de l'emplacement occupé par la tranche du papillon qui tourne vers l'aval lors de l'ouverture, un tronçon convergent à section droite circulaire de longueur 1. Au-delà du tronçon de longueur 1, le conduit d'admission peut avoir de nouveau une section constante. On choisira en général la longueur 1 de façon que la tranche du papillon quitte le tronçon pour un angle d'ouverture 1 compris entre 20 et 40". Une solution commode consiste à donner au tronçon une forme d'anneau sphérique de rayon R1 légèrement supérieur au rayon Rg de la partie cylindrique du conduit d'admission 14 (figure 4). On voit que l'insertion du papillon reste facile dans tous les cas, puisque le conduit d'admission est cylindrique au niveau de l'arbre 18 et au-dessus. REVENDICATIONS 1. Corps de papillon pour dispositif d'injection de combustible de moteur à combustion interne comportant un organe de calcul et de commande de la quantité de combustible introduite à chaque cycle de fonctionnement du moteur, ayant un boîtier (12) dans lequel est ménagé un conduit d'admission (14) et un papillon (20) qui est monté sur un arbre rotatif (18) qui traverse le conduit et permet de déplacer le papillon entre une position d'ouverture minimum et une position d'ouverture maximum pour laquelle le papillon est orienté parallèlement à l'axe du conduit et qui est muni d'un organe (22) destiné à fournir à l'organe de calcul et de commande un signal électrique représentatif de la position angulaire du papillon, le côté du papillon qui tourne vers l'amont à partir de la position d'ouverture minimum présentant, sur sa face aval, un renflement dont la section droite dans un plan orthogonal à l'axe de rotation est suffisamment faible pour autoriser la rotation du papillon, caractérisé en ce que le côté du papillon qui tourne vers l'aval lors de l'ouverture et la section droite du conduit en aval de la position d'ouverture minimum du dit côté tournant vers l'aval ont des formes coopérant pour donner à la section droite du passage d'air entre elles une loi de variation en fonction de l'angle de rotation dont la pente initiale est au moins quatre fois plus faible que la pente maximale de la loi de variation au cours de l'ouver- ture. 2. Corps de papillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le côté du papillon (20) qui tourne vers l'aval ayant une forme de demi-disque plat, le conduit d'admission présente, à partir de la position d'ouverture minimum du papillon, un tronçon à section droite circulaire décroissant vers l'aval. 3. Corps de papillon selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon de section décroissante s'étend jusqu'à la position prise par la tranche aval du papillon lorsque son plan médian fait un angle compris entre 20C et 40C avec un plan normal à l'axe du conduit d'admission. 4. Corps de papillon selon la revendication 3, caractérisé en ce que la section méridienne du tronçon est choisie intermédiaire entre une droite parallèle à l'axe du conduit et un arc de cercle centré sur l'axe de rotation du papillon. 5. Corps de papillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'admission (14) étant en forme de cylindre circulaire de part et d'autre du papillon (20), le côté du papillon qui tourne vers l'aval lors de l'ouverture porte, sur sa face amont une masselote (30) et en ce que la tranche de la masselotte a un profil choisi pour ralentir l'augmentation de section de passage lors de l'ouverture initiale du papillon. 6. Corps de papillon selon la revendication 5, caractérisé en ce que la masselotte (30) a une tranche de forme conique ou de forme cylindrique présentant un léger décalage vers l'intérieur, dans le sens radial, par rapport au reste du papillon. 7. Corps de papillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papillon est d'une seule pièce usinée sur la tranche, pliée de façon à constituer un renflement, dirigé vers l'amont sur le côté du papillon qui tourne vers l'aval, ayant une face externe sensiblement cylindrique de rayon plus faible que celui de la tranche.