Brevet FR2695962A1 — publié le 19940325

i "Dispositif de régulation du ralenti d'un moteur ther- mique pour la commande de la quantité de fluide ali- mentant le moteur thermique". La présente invention concerne un dispositif de régulation du ralenti d'un moteur thermique par la commande de la quantité de fluide qui traverse une conduite alimentant le moteur thermique, dispositif comportant une partie de réglage et une partie d'en- traînement avec un boîtier d'entraînement qui entoure10 un enroulement commandé en fonction de la vitesse de rotation, enroulement dans lequel pénètre un noyau d'induction avec un induit relié à l'organe de régla- ge. On connaît déjà un tel dispositif (EP- O 153 962 Bi) dont la mise en place, crée un encombre- ment important en longueur, risquant d'engendrer des défauts d'alignement; de plus il est très sensible aux vibrations à cause de la répartition des masses oscillantes.20 La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispo- sitif correspondant au type défini ci-dessus, caracté- risé en ce qu'un tourillon de palier dirigé dans la direction axiale est prévu sur la face frontale du25 noyau d'induction tournée vers la partie de réglage, ce tourillon pénétrant dans une ouverture de palier de l'organe de réglage et dans une ouverture annulaire de l'induit. Le dispositif selon l'invention pour réguler la vitesse de rotation de ralenti d'une moteur thermi- que à compression du mélange, offre l'avantage de ré- duire la masse oscillante et ainsi la sensibilité du dispositif aux vibrations grâce à la fixation du noyau d'induction sur le carter d'entraînement et à la ré- alisation d'un induit annulaire Le montage de l'orga- ne de réglage coulissant axialement sur un tourillon de palier, permet d'améliorer la précision de l'équi- librage du dispositif et de réduire la sensibilité aux oscillations En outre, cela diminue la longueur cons- tructive du dispositif. Selon une autre caractéristique, l'induit a une surface intérieure de forme tronconique correspon- dant à la surface extérieure du noyau d'induction. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, un volume intermédiaire réalisé dans le boîtier d'entraînement étant délimité d'un côté par une mem- brane est relié par une liaison réalisée dans l'orga- ne de réglage à une zone située en amont de l'organe de réglage. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la membrane est fixée d'une part au boîtier d'entraînement et d'autre part à l'organe de réglage. Il est particulièrement avantageux de réali- ser la surface intérieure de l'induit sous la forme d'un tronc de cône correspondant à la surface exté- rieure du noyau d'induction, ce qui optimise le retour du flux magnétique. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté schématiquement dans l'unique figure an- nexee. Selon la figure, la référence 1 désigne une conduite de fluide traversée par un fluide de fonc- tionnement, notamment de l'air aspiré circulant dans la direction de la flèche 2 pour alimenter un moteur thermique à allumage commandé à compression de mélan- ge, non représenté en détail La section de la condui- te 2 se commande par un volet d'étranglement 3 pour que suivant la position angulaire du volet d'étrangle- ment 3, le moteur thermique reçoit plus ou moins de fluide La zone 4 de la conduite 1 en amont du volet d'étranglement 3 est reliée à la zone 5 de la conduite 1, en aval du volet 3 par des conduites de raccorde- ment 6, 7 La quantité de fluide qui contourne le vo- let d'étranglement 3 en passant par les conduites de raccordement 6, 7 en circulant dans la direction de la flèche 8, se commande par un dispositif 10, selon l'invention, monté entre la conduite de raccordement 6 et la conduite de raccordement 7. Le dispositif 10 se compose principalement d'une partie de réglage 11 et d'une partie d'entraîne- ment 12 La partie de réglage 11 se compose d'un boî- tier de réglage 13 qui entoure une chambre de réglage 14 et cette dernière peut être formée soit en une seu- le pièce par la paroi de la conduite de fluide 1 soit comme pièce distincte Si le boîtier de réglage 13 est formé par la paroi de la conduite de fluide 1, les conduites de raccordement 6, 7 arrivent directement dans la chambre de réglage 14 Par contre, si le boî- tier de réglage 13 est une pièce distincte, les con- duites de raccordement 6, 7 sont reliées aux ajutages de raccordement 6 a, 7 a du boîtier de réglage 13. La partie d'entraînement 12 se compose d'un boîtier 15 par exemple en matière plastique recevant un noyau d'induction 16 entouré concentriquement par un enroulement 18 porté par un corps de bobine 17 et un corps annulaire 19 ferromagnétique, l'ensemble étant par exemple bloqué par injection L'enroulement 18 reçoit une tension dépendante de la vitesse de ro- tation du moteur thermique pour qu'il se forme un champ magnétique entre les parties 16, 18, 19; l'in- tensité de ce champ magnétique correspond à l'état d'excitation de l'enroulement 18. Sur la face frontale du noyau d'induction 16 tournée vers la partie de réglage 11 se trouve concen- triquement un tourillon de palier 20 s'étendant dans la direction axiale Un organe de réglage 21 par exem- ple en forme de manchon coulissant en matière plasti- que est monté coulissant axialement sur le tourillon de palier 20; le tourillon de palier 20 est au moins partiellement logé dans une ouverture formant palier réalisée dans l'organe de réglage 21 A son extré- mité tournée vers le noyau d'induction 16, l'organe de réglage 21 est relié à un induit ferromagnétique 22 annulaire Le noyau d'induction 16 est partiellement en saillie dans une ouverture annulaire 26 réalisée dans l'induit 22 et possède une surface extérieure 24 en forme de tronc de cône correspondant à la surface intérieure 23 en forme de tronc de cône réalisée dans l'induit 22 Un épaulement 27 radialement en saillie est réalisé sur l'organe de réglage 21; cet épaule- ment sert d'appui à un ressort 28 qui pousse l'organe de réglage 21 avec une force de rappel opposée à la force d'attraction de la partie d'entraînement 12 pour que suivant l'état d'excitation de l'enroulement 18, il y ait un recouvrement plus ou moins important entre l'induit 22 et le noyau d'induction 16. Un organe d'obturation 29 formant soupape est fixé à l'extrémité de l'organe de réglage 21 oppo- sée au noyau d'induction 16; cet organe est par exem- ple fretté Cet organe d'obturation 29 coopère avec un organe de fermeture 30 à la sortie de la conduite de raccordement 6 ou de l'ajutage de raccordement 6 a dé- bouchant dans la chambre de réglage 14 L'organe for- mant siège annulaire 30 a une ouverture 32 qui est traversée par la partie de l'organe de réglage 21 com- prise entre l'épaulement 27 et l'organe d'obturation 29 en laissant un jeu important et un second ressort 36 agit sur cet organe formant siège avec une force dirigée dans le sens opposé de la direction de l'écou- lement L'organe de fermeture 30 présente une première surface en tronc de cône 37 qui forme un premier siège conique 38 avec une première surface correspondante 44 prévue sur la paroi du boîtier de réglage 13; l'or- gane de fermeture 30 est maintenu appliqué contre cet- te surface 37 par la pression exercée par le second ressort 36 Le premier siège conique 38 fait avec l'axe longitudinal 51 du dispositif 10, un angle aigu, suffisant pour que l'organe de fermeture 30 se centre sur le premier siège conique 38 grâce à la mobilité axiale, radiale et angulaire du deuxième ressort 36; on évite ainsi que du fluide puisse passer entre la paroi du boîtier de réglage 13 et l'organe de fermetu- re 30 pour arriver dans la chambre de réglage 14. L'organe de fermeture 30 présente une secon- de surface en tronc de cône 39 formant un second siège conique 40 avec une seconde surface correspondante 45 prévue sur l'organe d'obturation 29; lorsque l'enrou- lement 18 est excité, la force d'attraction magnétique engendrée par la pièce d'entraînement 12, déduction faite de la force exercée par le premier ressort 28, maintient appliqué l'organe d'obturation 29 contre ce second siège conique 40 Lorsque le siège conique 40 est ainsi obturé, le fluide ne peut arriver à travers l'organe de fermeture 30 et l'organe d'obturation 29 dans la chambre de réglage 14 La seconde surface 39 en forme de tronc de cône est plus proche de l'axe longitudinal 51 suivant la direction radiale et est avantageusement inclinée vers la partie d'entraînement 12. Pour l'état d'excitation de l'enroulement 18 représenté au dessin, l'organe de fermeture 30 ferme l'ouverture 42 entre l'organe d'obturation 29 et la paroi de la conduite 6 ou de l'ajutage de raccordement 6 a Lorsque l'excitation de l'enroulement 18 augmente, ce qui se traduit par une augmentation de la force d'attraction magnétique exercée par la partie d'en- traînement 12, l'organe d'obturation 29 peut être dé- placé dans la direction de l'écoulement contre la for- ce développée par les ressorts 28, 36, si bien que l'organe de fermeture 30 se soulève du premier siège conique 38 permettant au fluide de passer entre l'or- gane 30 et la paroi de la conduite de raccordement 6 ou de l'ajutage de raccordement 6 a pour pénétrer dans la chambre de réglage 14 et passer par là à travers la conduite de raccordement 6 pour alimenter le moteur thermique Lorsque l'organe de fermeture 30 est soule- vé du premier siège conique 38, cet organe 30 est maintenu appliqué contre le second siège conique 40 par la force développée par le second ressort 36 Le second siège conique 40 fait avec l'axe longitudinal 51 du dispositif 10, un angle suffisant aigu pour que l'organe de fermeture 30 se centre sur le second siège conique 40. Si maintenant, partant de la position ouver- te, décrite, l'excitation de la bobine 18 diminue, ce qui entraîne une diminution de la force d'attraction magnétique exercée par la partie d'entraînement 12, l'organe d'obturation 29 se déplace contre la direc- tion d'écoulement dans la conduite 6 jusqu'à ce que l'organe de fermeture 30 soit appliqué de façon étan- che contre le premier siège conique 38 Si l'excita- tion continue à diminuer, l'organe d'obturation 29 ne se soulève du second siège conique 40, le premier siè- ge conique 38 étant fermé, jusqu'à ce que l'épaulement 27 touche l'organe de fermeture 30 L'épaulement 27 comporte au moins un orifice de secours 52, dirigé axialement, à travers lequel peut passer du fluide à travers le siège conique 40, ouvert lorsque l'enroule- ment 18 n'est pas excité pour arriver dans la chambre de réglage 14; la quantité de fluide est fixée par la largeur de l'intervalle entre l'organe d'obturation 29 et l'organe de fermeture 30 ou encore l'importance de l'ouverture de secours 52 ou le passage 32. Globalement, on peut distinguer les trois positions suivantes de l'organe d'obturation 29 du dispositif 10 selon l'invention: une position de base pour laquelle le premier siège conique 38 est fermé et le second siège conique 40 est ouvert, l'enroulement 18 n'étant pas mis en oeu- vre. une position de fermeture pour laquelle le premier siège conique 38 est fermé ainsi que le second siège conique 40, une position d'ouverture avec un premier siège coni- que 38 ouvert et un second siège conique 40 fermé, pour une plus forte excitation dans l'enroulement 18. Lorsque le dispositif 10 occupe sa position de base, une certaine quantité de fluide qui maintient le fonctionnement du moteur thermique, peut traverser la chambre de réglage 14 par exemple en cas de dispa- rition du signal de commande agissant sur l'enroule- ment 18 alors que dans la position de fermeture repré- sentée à la figure, interdit au fluide de contourner le volet d'étranglement 3 Lorsque le dispositif 10 occupe la position d'ouverture, l'organe de fermeture étant soulevé par le boîtier de réglage 13, la quantité de fluide qui traverse la chambre de réglage 14 correspond à une largeur d'intervalle qui s'établit entre l'organe de fermeture 30 et le boîtier de régla- ge 13 en fonction de l'état d'excitation de l'enroule- ment 18 Pour une excitation correspondante de l'en- roulement 18, l'organe d'obturation 28 et/ou l'organe de fermeture 30 prennent une position intermédiaire. Un choix avantageux d'une constante des ressorts ou de la précontrainte des ressorts 28, 36, on peut influen- cer à souhait la caractéristique de réglage du dispo- sitif 10. Dans le dispositif 10 selon l'invention, la mise en place des ressorts 28, 36, en parallèle, qui sollicitent l'organe de réglage 21 et l'organe de fer- meture 30 est telle que les forces exercées par ces ressorts s'additionnent pour un débattement correspon- dant de l'organe de réglage 21 Les deux ressorts 28, 36 s'appuient contre un couvercle 43 relié solidaire- ment au boîtier 15 et qui délimite la chambre de ré- glage 14 dans la direction axiale vers la partie d'en- traînement 12 et entoure concentriquement avec du jeu l'organe de réglage 21 Cette disposition des ressorts 28, 36 fait que la position de fermeture du dispositif s'établit non seulement pour un certain état d'ex- citation dans l'enroulement 18, mais cette position de fermeture s'étend au delà de la zone d'excitation pour laquelle, malgré l'augmentation de la tension d'exci- tation, il ne se produit pas d'ouverture du dispositif , car pour soulever l'organe de fermeture 30 par rapport au premier siège conique 38, il faut vaincre en outre la force développée par le second ressort 36. L'importance de la zone de fermeture peut ainsi être modifiée avantageusement par un choix approprié des constantes de ressort ou de la précontrainte du pre- mier ressort 28 et/ou du second ressort 36 pour arri- ver par exemple à une adaptation aux caractéristiques d'un appareil de commande agissant sur le dispositif 10 Une plus forte précontrainte du second ressort 36 et une précontrainte réduite du premier ressort 28 augmente la zone d'excitation pour laquelle le dispo- sitif 10 se trouve en position de fermeture, ce qui diminue les exigences de précision posées à la comman- de et réduit la sensibilité aux vibrations du disposi- tif 10 en position de fermeture. Une chambre de compensation 47 est formée à l'intérieur de la partie d'entraînement 12; cette chambre est reliée à la conduite de raccordement 6 par une liaison 49 réalisée dans l'organe de réglage 21 pour arriver à un équilibrage de pression entre la conduite de raccordement 6 et la chambre de compensa- tion 47 La chambre de compensation 47 est entourée par le noyau d'induction 16 avec le tourillon de pa- lier 20, l'induit 22, le corps annulaire 19 et le boî- tier d'entraînement 15 Un orifice de compensation 48 réalisé par exemple dans ou sur l'induit 22 et/ou à l'intervalle annulaire 53 entre l'induit 22 et le corps annulaire 19, permet de solliciter également une zone 47 a de la chambre de compensation 47 avec la pression régnant dans la conduite de branchement 6 La zone 47 a de la chambre de compensation 47 est délimi- tée vis-à-vis du couvercle 43 par une membrane élasti- que 46 La chambre de compensation 47 permet de com- penser sensiblement la pression du fluide qui agit dans le sens de l'écoulement dans la conduite 6 sur l'organe de réglage 21 pour que la force de réglage nécessaire au réglage de l'organe d'obturation 29 soit sensiblement indépendant de la pression du fluide ré- gnant dans la conduite de raccordement 6. Entre le boîtier de réglage 13 et le boîtier d'entraînement 15, il y a au moins un organe de régla- ge 50 dont l'épaisseur axiale est fixée en fonction de l'écartement axial entre la partie de réglage 11 et la partie d'entraînement 12 Suivant l'épaisseur axiale de l'organe de réglage 50, on raccourcit ou on allonge la distance axiale entre le couvercle 43 et l'épaule- ment 27 ainsi qu'entre le couvercle 43 et l'organe de fermeture 30 (par exemple dans la position de base du dispositif 10) de sorte que l'épaisseur de l'organe de réglage 50, permet d'influencer de manière simple la précontrainte des ressorts 28, 36. il R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif de régulation du ralenti d'un moteur thermique par la commande de la quantité de fluide qui traverse une conduite alimentant le moteur thermique, dispositif comportant une partie de réglage et une partie d'entraînement avec un boîtier d'entraî- nement qui entoure un enroulement commandé en fonction de la vitesse de rotation, enroulement dans lequel pé- nètre un noyau d'induction avec un induit relié à l'organe de réglage, dispositif caractérisé en ce qu'un tourillon de palier ( 20) dirigé dans la direc- tion axiale est prévu sur la face frontale du noyau d'induction ( 16) tournée vers la partie de réglage ( 11), ce tourillon pénétrant dans une ouverture de pa- lier ( 25) de l'organe de réglage ( 21) et dans une ou- verture annulaire ( 26) de l'induit ( 22). 2) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'organe de réglage ( 21) est monté coulissant axialement sur le tourillon de palier ( 20). 3) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'induit ( 22) a une surface intérieure ( 23) de forme tronconique corres- pondant à la surface extérieure ( 24) du noyau d'induc- tion ( 16). 4) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé par un volume intermédiaire ( 47) réalisé dans le boîtier d'entraînement ( 15), ce volume inter- médiaire étant délimité d'un côté par une membrane ( 46) et il est relié par une liaison ( 49) réalisée dans l'organe de réglage à une zone située en amont de l'organe de réglage ( 21). ) Dispositif selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que la membrane ( 46) est fixée d'une part au boîtier d'entraînement ( 15) et d'autre part à l'organe de réglage ( 21).