Brevet FR2714114A1 — publié le 19950623

DISPOSITIF D'ADMI88ION EN AIR COMBURANT POUR MOTEUR A COMBU8TION INTERNE La présente invention concerne un dispositif d'admission en air comburant pour moteur à combustion interne destiné à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un obturateur d'étranglement destiné à équiper les conduits d'admission pour permettre la commande de la charge du moteur à combustion interne. Les dispositifs d'admission en air comburant des moteurs à combustion interne et notamment ceux du type à allumage commandé équipant les véhicules automobiles comprennent classiquement des moyens obturateurs, tels que des volets pivotants encore appelés papillons d'admission des gaz, qui contrôlent la charge admise dans les cylindres du moteur en réponse à l'actionnement de la pédale d'accélérateur. De tels moyens obturateurs nécessitent une grande progressivité à la commande d'accélérateur pour éviter des défauts de dosage de la puissance souhaitée qui sont préjudiciables à une conduite agréable. La progressivité recherchée consiste classiquement à prévoir, pour de faibles ouvertures du papillon, de relativement grands déplacements ou débattements de la pédale d'accélération et, inversement, pour de grandes ouvertures de papillon, de relativement faibles déplacements de la pédale d'accélérateur. Cette progressivité a été obtenue jusqu'à maintenant notamment en utilisant deux papillons d'admission des gaz à ouvertures différées. Cependant, un tel système, coûteux et compliqué, engendre une commande d'accélérateur relativement dure, avec des efforts de frottements importants et une usure des pièces nuisibles à la précision du système. I1 a été également divulgué dans la publication FR-A-90/02309 un dispositif de commande par câble pour actionner un organe pivotant notamment accouplé à un papillon d'admission d'un moteur à combustion interne, du type où le câble est accroché à l'organe pivotant, s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe fixe de pivotement de l'organe pivotant et pénètre dans une gaine au droit d'une extrémité de celle-ci en appui sur une pièce d'arrêt de gaine. Ce dispositif est caractérisé en ce que la pièce d'arrêt de gaine est un levier qui s'articule sur un axe fixe sensiblement orthogonal au câble et qui est relié à l'organe pivotant par une biellette s'y articulant en un point écarté de son axe de pivotement. Cette solution présente toutefois encore des inconvénients en terme de coûts de réalisation et de performances du système. Par ailleurs, l'utilisation d'un volet pivotant ou papillon comme dispositif obturateur d'étranglement présente l'inconvénient supplémentaire d'engendrer des pertes de charges à pleine ouverture du fait de la présence de l'axe de rotation du volet traversant le conduit d'admission, pertes de charge qui sont préjudiciables au remplissage du moteur à haut régime. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en proposant un dispositif d'admission équipé d'un obturateur d'étranglement spécialement adapté qui permet, d'une façon simple et fiable, de commander l'admission de l'air dans les cylindres du moteur avec toute la progressivité souhaitée pour éviter une conduite brutale du véhicule. Le dispositif d'admission selon l'invention pour moteur à combustion interne destiné à équiper un véhicule automobile comprend des moyens obturateurs d'étranglement du type commander depuis la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un câble. Selon l'invention, le dispositif d'admission est caractérisé en ce que le dispositif obturateur coopère avec un conduit d'admission de forme coudée présentant une extrémité amont et une extrémité aval de forme sensiblement tronconique convergente et en ce que le dispositif obturateur est formé par une soupape qui s'étend sensiblement coaxialement à l'extrémité aval, cette soupape comportant une tête élargie et une tige, la tête constituant l'élément obturateur en venant reposer contre la paroi intérieure sensiblement tronconique formant siège de l'extrémité aval. Selon une autre caractéristique du dispositif d'admission objet de la présente invention, la tête de soupape destinée à venir en contact avec la paroi formant siège du conduit d'admission est réalisée en un matériau souple tel que du caoutchouc pour assurer une bonne étanchéité aux gaz. Selon une autre caractéristique du dispositif d'admission objet de la présente invention, la tige de la soupape est montée coulissante dans un guide s'étendant à travers la paroi du conduit d'admission et cette tige est composée de deux éléments de tige aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre, un premier élément de tige s'étendant dans le prolongement de la tête à laquelle il est directement rattaché et un second élément de tige présentant un alésage central à l'intérieur duquel coulisse le premier élément de tige. Selon une autre caractéristique du dispositif d'admission objet de la présente invention, le premier élément de tige comporte à sa périphérie une lumière de dimensions prédéterminées, cette lumière communique avec un perçage axiale borgne usiné à travers le premier élément de tige qui débouche dans la partie centrale de la tête de la soupape pour former un passage pour l'air comburant lors d'un déplacement relatif du second élément de tige par rapport au premier élément de tige. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, ce mode de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un obturateur d'étranglement pour dispositif d'admission de moteur à combustion interne selon l'invention. Conformément à la figure 1, le dispositif d'admission présenté concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne du type multicylindre à allumage commandé équipant un véhicule automobile. Seuls toutefois les éléments constitutifs du moteur ayant trait à l'invention ont été figurés. Ainsi, seule la partie du dispositif d'admission où est logé l'obturateur d'étranglement a été détaillée. Le dispositif d'admission en air comburant d'un moteur à combustion interne commence à l'entrée du filtre à air et se termine dans la culasse du moteur au droit des soupapes d'admission commandant l'entrée des différents cylindres du moteur. Le dispositif d'admission de l'air comburant du moteur comprend classiquement un collecteur d'admission non figuré du type comportant un volume répartiteur encore appelé plénum et différentes tubulures reliant le volume répartiteur aux pipes d'admission agencées dans la culasse du moteur. Entre le filtre à air et le volume répartiteur est disposé un conduit d'admission où est disposé un organe obturateur d'étranglement 1, servant à commander le moteur en réponse à l'actionnement de la pédale d'accélérateur. L'élément de conduit d'admission 2 où est disposé le dispositif obturateur 1, est formé par un conduit de forme sensiblement coudée présentant une première extrémité 21, disposée en amont dans le sens de l'écoulement des gaz, et une seconde extrémité 22 de forme sensiblement tronconique convergente disposée en aval dans le sens de l'écoulement des gaz. Le dispositif obturateur d'étranglement 1 comprend une soupape 4 disposée à l'intérieur du conduit 2 et qui s'étend sensiblement coaxialement à l'extrémité 22 de façon à commander l'entrée des gaz dans le répartiteur. Cette soupape 4 du type champignon se compose essentiellement d'une tête élargie 41 et d'une tige 42. La tête 41 constitue l'élément obturateur en venant reposer contre la paroi intérieure sensiblement tronconique formant siège 3 de l'extrémité 22. Pour assurer une bonne étanchéité aux gaz, l'extrémité périphérique de la tête de soupape 41 destinée à venir en contact avec la paroi du conduit d'admission est réalisée préférentiellement en un matériau souple tel que du caoutchouc. La tige 42, montée coulissante dans un guide 11 s'étendant à travers la paroi du conduit d'admission, est soumise à l'action antagoniste d'un ressort de rappel 8 tendant à appliquer la soupape sur son siège et d'un câble de traction 12 solidaire d'un organe de commande du moteur telle que la pédale d'accélérateur non figurée. Le câble 12 traverse donc le guide 11 dont l'extrémité situé à l'extérieur du conduit 2 forme une pièce d'arrêt pour la gaine du câble 12. La tige 42 est selon l'invention composée de deux éléments de tiges aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre. Un premier élément de tige 43 s'étend dans le prolongement de la tête 41 à laquelle il est directement rattaché. Ce premier élément de tige 43 est emmanché à coulissement dans un alésage central intérieur 45 correspondant agencé dans un second élément de tige 44 dont la partie supérieure est elle-même montée à coulissement dans le guide 11. Le second élément de tige 44 présente une première extrémité axiale 46 où est fixée le câble 12 et une seconde extrémité axiale présentant une collerette rabattue 47 s'étendant radialement vers l'extérieur. La face supérieure de cette collerette 47 sert de point d'appui inférieur au ressort de rappel 8 de type hélicoïdal qui s'étend coaxialement au second élément de tige 44 et dont l'extrémité supérieure repose contre la paroi du conduit d'admission entourant le guide 11. Entre le fond du guide 11 défini par un épaulement correspondant et l'extrémité supérieure du second élément de tige 44 est disposé un élément amortissant tel qu'un ressort de butée 14. Un second ressort hélicoïdal 5 est disposé coaxialement au premier élément de tige 43 entre la face supérieure de la tête de soupape 41 et la face inférieure de la collerette 47. Par ailleurs, une vis 7 s'étend radialement à travers le corps du second élément de tige 44 pour pénétrer en saillie dans une lumière 49 de dimensions prédéterminées agencée axialement à la périphérie du premier élément de tige 43. Cette lumière 49 communique avec un perçage axiale borgne 48 usiné à travers le premier élément de tige 43 qui débouche dans la partie centrale de la tête 41. La lumière 49 est dimensionnée de façon que lorsque la vis 7 se trouve en butée contre l'extrémité supérieure de la lumière, l'extrémité inférieure de la lumière se trouve hors de l'alésage 45, cette même extrémité inférieure se trouvant par ailleurs logée dans l'alésage 45 lorsque le second élément de tige 44 est soumis à la seule action du ressort 8. Conformément à ce qui précède le fonctionnement du dispositif obturateur d'étranglement 1 selon l'invention est le suivant. Lors du début de course de la pédale d'accélérateur, le câble 12 se déplace vers le haut par rapport à la figure 1 entraînant la remontée du second élément de tige 44 contre l'action du ressort 8. Tant que la vis n'est pas en contact de l'extrémité supérieure de la lumière 49, la remontée du second élément de tige 44 n'entrains pas celle du premier élément de tige 43 et la tête 41 demeure donc appliquée sur son siège sous l'action du ressort 5. La remontée du second élément de tige 44 découvre toutefois la lumière 49 ce qui permet alors le passage d'un certain débit d'air vers les cylindres du moteur à travers le premier élément de tige 43 par le canal central défini par l'alésage borgne 48. On peut donc constater que durant cette phase de fonctionnement, à de relativement grands déplacements du câble 12 correspondent de faibles débits d'air. Ceci permet effectivement une précision de dosage de la puissance du moteur à faible charge et d'éviter une conduite par à-coups. Cette première phase de fonctionnement est rendue plus ou moins progressive par le choix des dimensions de la lumière 49. Puis, lorsque la vis 7 est en butée contre l'extrémité supérieure de la lumière 49 le déplacement du second élément de tige 44 entraîne alors le déplacement du premier élément de tige 43 et la tête 41 quitte alors son siège libérant le passage de l'air. L'ouverture de la section de passage de l'air va s'opérer progressivement compte tenu de la forme sensiblement évasée de l'extrémité 22 pour permettre en fin de course de la pédale d'accélérateur, des grandes ouvertures de la section de passage pour de relativement faibles déplacements du câble. Ainsi, dans cette seconde phase de fonctionnement la progressivité diminue graduellement tandis que la charge augmente assurant alors une conduite particulièrement agréable du véhicule. Cette seconde phase de fonctionnement est rendue plus ou moins progressive par le choix de la forme de la partie convergente de l'extrémité 22 servant de siège à la tête de la soupape 41. Par ailleurs en position pleine charge, la soupape libère entièrement le passage des gaz qui peuvent alors librement s'écouler sans perte de charge à travers l'élément de conduit 2. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS [1] Dispositif d'admission en air comburant pour moteur à combustion interne destiné à équiper un véhicule automobile, comprenant des moyens obturateurs d'étranglement à commande par câble, caractérisé en ce que ledit dispositif obturateur (1) coopère avec un conduit d'admission (2) de forme coudée présentant une extrémité amont (21) et une extrémité aval (22) de forme sensiblement tronconique convergente et en ce que le dispositif obturateur (1) est formé par une soupape (4) qui s'étend sensiblement coaxialement à l'extrémité aval (22), ladite soupape (4) comportant une tête élargie (41) et une tige (42), ladite tête (41) constituant l'élément obturateur en venant reposer contre la paroi intérieure sensiblement tronconique formant siège (3) de l'extrémité aval (22). (2] Dispositif d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de soupape (41) destinée à venir en contact avec la paroi formant siège (3) du conduit d'admission (2) est réalisée en un matériau souple tel que du caoutchouc pour assurer une bonne étanchéité aux gaz. [3] Dispositif d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la tige (42) de la soupape (4) est montée coulissante dans un guide (11) s'étendant à travers la paroi du conduit d'admission (2) et en ce que la tige (42) est composée de deux éléments de tige aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre, un premier élément de tige (43) s'étendant dans le prolongement de ladite tête (41) à laquelle il est directement rattaché et un second élément de tige (44) présentant un alésage central (45) à l'intérieur duquel coulisse le premier élément de tige (43). [4] Dispositif d'admission selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier élément de tige (43) comporte à sa périphérie une lumière (49) de dimensions prédéterminées, ladite lumière (49) communiquant avec un perçage axiale borgne (48) usiné à travers le premier élément de tige (43) qui débouche dans la partie centrale de la tête (41) pour former un passage pour l'air comburant lors de la levée du second élément de tige (44).