Brevet FR2771777A1 — publié le 19990604

CORPS PAPILLON A PAPILLON AUTO-CENTRE La présente invention est relative à un corps papillon pour dispositif d'injection de combustible pour moteur à combustion interne, comportant - un boîtier dans lequel est ménagé un conduit d'admission d'air qui comprend une paroi intérieure, et - un papillon en forme de disque sensiblement circulaire ou faiblement elliptique, monté sur un axe médian de rotation, transversal au conduit, divisant ce conduit en une partie amont et une partie aval, et déplaçable entre une position d'ouverture minimum et une position d'ouverture maximum pour laquelle le plan du papillon est orienté sensiblement parallèlement à l'axe du conduit d'admission, la partie du papillon qui tourne vers la partie amont du conduit, respectivement vers la partie aval, à partir de la position d'ouverture minimum, ayant une forme de demi-disque plat possédant une tranche de faible épaisseur par rapport à sa surface. On connaît de nombreux corps papillon dont le boitier possède un conduit en forme de cylindre à base circulaire dont la zone dans laquelle pivote le papillon comprend une surface évolutive. Toutefois, ces corps papillon connus de l'homme du métier sont difficiles à réaliser dans la mesure où le papillon est difficile à centrer à l'intérieur du conduit. De plus, afin d'obtenir un agrément de conduite d'un véhicule automobile muni d'un moteur à combustion interne possédant de tels corps papillon, il est nécessaire d'utiliser des moyens de commande de l'angle d'ouverture du papillon à l'intérieur du conduit. Ces moyens de commande présentent le risque de tomber en panne. Dans un tel cas, le fonctionnement du moteur doit être sauvegardé. Pour cela, il est nécessaire de forcer l'ouverture du papillon afin d'assurer un débit d'air minimum, dans le conduit, en aval du papillon. De tels corps papillon possèdent des formes complexes et sont coûteux à réaliser. La présente invention a pour but de faciliter le centrage du papillon à l'intérieur du conduit et ce, par des moyens simples, efficaces et peu coûteux. Un autre but de la présente invention est d'assurer, même en cas de panne, un débit d'air minimum de sécurité dans le conduit, en aval du papillon. A cet effet, selon l'invention, le corps papillon du type précité est essentiellement caractérisé en ce que la paroi du conduit comprend des moyens d'auto-centrage du papillon qui coopèrent avec la tranche du papillon. Le corps papillon selon l'invention peut éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les moyens d'auto-centrage comprennent des premiers reliefs en saillie vers l'intérieur du conduit, et la tranche du papillon comprend des deuxièmes reliefs en saillie vers la paroi du conduit, les premiers et deuxièmes reliefs étant sensiblement de forme complémentaire - les premiers et deuxièmes reliefs sont respectivement de forme convergente et les premiers reliefs s'étendent sensiblement transversalement au conduit - les premiers reliefs sont de forme conique et les deuxièmes reliefs sont de forme tronconique - la forme conique des premiers reliefs étant de pente inférieure à celle de la forme tronconique des deuxièmes reliefs - la paroi du conduit d'admlssson présente, du côté de la partie du disque plat tournant vers la partie amont et en amont, respectivement du côté de la partie du disque tournant vers la partie aval et en aval, de la position d'ouverture minimale, une première et une deuxième portions en forme de calottes sphériques elles-mares inscrites dans une sphère dont le centre est situé à 'intersection de l'axe longitudinal du conduit et de l'axe médian de rotation du papillon, et en ce que les moyens d'auto-centrage sont situés sur lesdites calottes sphériques - chaque calotte sphérique comprend au moins un évidemment s'étendant depuis l'axe médian de rotation du papillon de sorte que lorsque le papillon pivote depuis sa position d'ouverture minimale vers sa position d'ouverture maximale, les parties amont et aval du conduit sont successivement en communication fluidique faible, minimale, puis totale chaque calotte sphérique est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe rèdian de rotation du papillon et passant par l'axe longltudnal du conduit et chaque calotte sphérique comprend une partie centrale à partir de laquelle s'étendent deux bras latéraux, les deux bras latéraux de la calotte destinée à être en regard de la partie du papillon tournant vers la partie amont, respectivement de la partie du papillon tournant vers la partie aval, étant situés en amont, respectivement en aval, de la position d'ouverture minimale c papillon. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue e coupe longitudinale d'un corps papilion selon la présence invention, le papilion ayant été retiré pour des raisons de clarté - la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1, e papillon étant maintenant représenté en position minimale d'ouverture ; - la figure 3 est une vue identique à celle de la figure 1, le papillon étant maintenant représenté dans une position intermédiaire d'ouverture - la figure 4 est une vue agrandie du détail A de la figure 2 représentant le papillon en butée contre la surface du conduit ; et - la figure 5 est un graphe représentant la quantité d'air admis dans le conduit, en aval du papillon en fonction de l'angle d'ouverture dudit papillon. La figure 1 représente un corps papillon 1 qui comporte un boîtier 2 dans lequel est ménagé un conduit d'admission 3, d'axe longitudinal X-X. e boîtier 2 est fabriqué par moulage en un matériau de synthèse tel qu'un matériau thermoplastique et obtenu à sa forme définitive sans usinage ni ébavurage complémentaires. Dans le boîtier 2, un pivot 5, d'axe Y-Y, perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X du conduit 3, et coupant cet axe X-X, est monté tourbillonnant, et constitue un axe médian de rotation pour un papillon 6 en forme de discue d'épaisseur constante, de forme approximativement circulaire et qui sera davantage décrit en regard des figures 2 à 4. L'axe médian de rotation 5 est monté tourbillonnant au niveau d'un tronçon central 7 situé sensiolement à mihauteur du conduit 3 et divisant ce conduit en un tronçon amont 8, et en un tronçon aval 9. Le papillon 6 représenté aux figures 2 à 4, est avantageusement réalisé en matériau de synthèse tel qu'un matériau thermoplastique. Il est constitué d'un disque 10 de forme sensiblement t circulaire ou faiblement elliptique, d'épaisseur généralement constante, de sorte qu'il possède une tranche 11 de hauteur constante sur toute la périphérie du disque. Le papillon 6 pivote autour de son axe médian de rotation 5 selon le sens de la flèche F représentée à la figure 3, entre une position d'ouverture minimum telle que celle représentée à la figure 2 et une position d'ouverture maximum pour laquelle le plan du papillon est orienté sensiblement parallèlement à i'axe X-X du conduit d'admission d'air 3. Ce papillon peut être ainsi considéré comme constitué de deux demi-disques 12 et 13, le demidisque 12 tournant vers la partie amont 8 du conduit 3 et le demi-disque aval 13 tournant vers la partie aval 9 du conduit 3. Af-n d'assurer le centrage du papillon 6 dans le conduit 3, la paroi 4 de ce conduit comprend des moyens d'auto-centrage 15 qui coopèrent avec la tranche 11 du papillon 6. Ces moyens d'auto-centrage 15 comprennent des premiers reliefs 16 placés en saillie sur la paroi 4 du conduit 3 et dirigés en direction de l'intérieur de ce conduit. Ces premiers reliefs 16 coopèrent, dans la position d'ouverture minimale du papillon, avec des deuxièmes reliefs 17 situés en saillie sur la tranche 11 du papillon et dirigés vers la paroi 4 du conduit 3. Ces premiers 16 et deuxièmes 17 reliefs sont sensiblement de forme complémentaire afin de centrer le papillon par effet de coin. Les premiers reliefs 16 et les deuxièmes reliefs 17 sont sensiblement de forme convergente et les premiers reliefs 16 s'étendent dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X du conduit 3, au niveau de la position d'ouverture minimale du papillon 6. Plus précisément, et comme le montre la figure 4, les premiers reliefs 16 sont de forme conique et les deuxièmes reliefs 17 sont de forme tronconique. Afin de s'assurer l'effet de coin, la forme conique des premiers reliefs 16 est de pente inférieure à la pente de la forme tronconique des deuxièmes reliefs 17. Ces pentes sont respectivement de l'ordre de 3 et 5 degrés. De plus, comme le montrent les figures 1 à 4, les premiers reliefs 16 sont situés sur deux calottes sphériques 20 et 21 qui sont inscrites dans une sphère dont le centre imaginaire est situé à l'intersection de i'axe longitudinal X-X du conduit 3 et de l'axe Y-Y de rotation du papillon 6. Ces deux calottes sphériques 20 et 21 sont venues de matière avec la paroi 4 du conduit 3 et en saillie à l'intérieur de ce conduit 3. La calotte sphérique 20 s'étend sur la partie amont 8 du conduit 3, à partir de la position d'ouverture minimale du papillon 6, tandis que la calotte sphérique 21 s'étend sur la partie aval 9 du conduit 3, à partir de la position d'ouverture minimale dudit papillon 6. Ainsi, les premiers reliefs 16 sont situés respectivement t en partie inférieure et en partie supérieure des calottes sphériques 20 et 21. Chacune de ces calottes sphériques 20 et 21 est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe médian Y-Y de rotation du papillon 6 et passant par l'axe longitudinal X-X du conduit 3. Afin de permettre le pivotement du papillon 6, la carotte sphérique 20 possède deux évidements 23 et la calotte sphérique 21 possède deux évidements 24. Les évidements 23 s'étendent en partie inférieure de la calotte sphérique 20 à partir de l'axe médian s Y-Y tandis que les évidements 24 de la calotte sphérique 21 s'étendent en partie supérieure de cette calotte, à partir de l'axe médian de rotation Y-Y. Chacune des calottes sphériques 20 et 21 possède ainsi respectivement une partie centrale 25, 26 et deux bras 27, 28. La calotte sphérique 20 possède un bord amont 29 et la calotte sphérique 21 possède un bord aval 30 dont la forme est adaptée à la quantité d'air devant être admise dans le tronçon aval 9 du conduit 3 en fonction de l'angle d'ouverture du papillon 6. On comprend donc que lors du montage du papillon 6 dans le conduit 3, le centrage de ce papillon est facilité par la venue en butée de la tranche du papillon 6 contre la forme conique des premiers reliefs 16 des calottes sphériques 20 et 21. Dans cette position, il suffit de fixer l'axe du papillon de manière précise dans le conduit 3. La loi de variation de la quantité d'air admise dans la partie aval 9 du conduit 3 en fonction de l'angle d'ouverture #035 du papillon 6 est donnée par le graphe de la figure 5. Lorsque le papillon 6 est dans la position représentée à la figure 2, c'est-à-dire dans sa position d'ouverture minimale, la partie amont ~ 8 communique avec la partie aval 9 par les évidements 23 et 24 ménagés dans les calottes sphériques 20 et 21. Cette position est la position en mode secours du papillon qui correspond au point I du graphe de la figure 5. La quantité d'air admise dans le tronçon ava 9 est faible. Lorsque le papillon 6 s'écarte de quelques degrés de sa position d'ouverture minimale, la quantité d'air admise dans le tronçon aval 9 diminue pour atteindre un palier au segment JK du graphe de la figure 5. Ce palier est atteint lorsque le papillon 6 est situé au niveau des bras 27 et 28, les calottes sphériques 20 et 21. Lorsque l'ouverture du papillon 6 augmente, le papillon 6 tend vers sa position d'ouverture maximale dans laquelle il est parallèle à l'axe X-X du conduit 3, la quantité d'air admise dans le tronçon 9 augmente alors en fonction de la forme des bords 29 et 30, les calottes sphériques 20 et 21. Cette phase correspond au régime d'accélération du moteur. REVENDICATIONS 1. Corps papillon pour dispositif d'injection de combustible pour moteur à combustion interne, comportant - un boîtier (2) dans lequel est ménagé un conduit d'admission d'air (3) qui comprend une e paroi intérieure (4), et - un papillon (6) en forme de disque (10) sensiblement circulaire ou faiblement t elliptique, monté sur un axe médian de rotation (5), transversal au conduit (3), divisant ce conduit en une partie amont (8) et une partie aval (9), et déplaçable entre une position d'ouverture minimum et une position d'ouverture maximum pour laquelle le plan du papillon est orienté sensiblement parallèlement à l'axe (X-X) du conduit d'admission (3), la partie du papillon (6) qui tourne vers la partie amont (8) du conduit (3), respectivement vers la partie aval (9), à partir de la position d'ouverture minimum, ayant une forme de demi-disque plat (12, 13) possédant une tranche (11) de faible épaisseur par rapport à sa surface, caractérisé en ce que la paroi (4) du conduit (3) comprend des moyens d'auto-centrage (15) du papillon (6) qui coopèrent avec la tranche (11) du papillon (6). 2. Corps papillon selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'auto-centrage (15) comprennent des premiers reliefs (16) en saillie vers l'intérieur du conduit (3), et la tranche (11) du papillon (6) comprend des deuxièmes reliefs (17) en saillie vers la paroi (4) du conduit (3), les premiers (16) et deuxièmes (17) reliefs étant sensiblement de forme complémentaire. 3. Corps papillon selon la revendIcation 2, caractérisé en ce que les premiers (16) et deuxièmes (17) reliefs sont respectivement de forme convergente et les premiers reliefs (16) s'étendent sensiblement transversa- lement au conduit (3). 4. Corps papillon selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers reliefs (16) sont de forme conique et les deuxièmes reliefs (17) sont de forme tronconique. 5. Corps papillon selon la revendication 4, caractérisé en ce que la forme conique des premiers reliefs (16) étant de pente inférieure à celle de la forme tronconique des deuxièmes reliefs (17). 6. Corps papillon selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la paroi (4) du conduit (3) d'admission présente, du côté de la partie (12) du disque plat (10) tournant vers la partie amont (8) et en amont, respectivement du côté de la partie (13) du disque (10) tournant vers la partie aval (9) et en aval, de la position d'ouverture minimale, une première (20) et une deuxième (21) portions an forme de calottes sphériques elles-mêmes inscrites dans une sphère dont le centre est situé à l'intersection de l'axe longitudinal (X-X) du conduit et de l'axe médian de rotation (Y-Y) du papillon (6), et en ce que les moyens d'auto-centrage (15) sont situés sur lesdites calottes sphériques (20, 21). 7. Corps papillon selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque calotte sphérique (20, 21) comprend au moins un évidement (23, 24) s'étendant depuis l'axe médian de rotation (Y-Y) du papillon (6) de sorte que lorsque le papillon (6) pivote depuis sa position d'ouverture minimale vers sa position d'ouverture maximale, les parties amont (8) et aval (9) du conduit (3) sont successivement en communication fluidique faible, minimale, puis totale. 8. Corps papillon selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque calotte sphérique (20, 21) est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à 1'axe médian de rotation (Y-Y) du papillon (6) et passant par l'axe longitudinal (X-X) du conduit (3). 9. Corps papillon selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque calotte sphérique (20, 21) comprend une partie centrale (25, 26) à partir de laquelle s'étendent deux bras latéraux (27, 28), les deux bras latéraux (27, 28) de la calotte (20, 21) destinée à être en regard de la partie (12) du papillon (6) tournant vers la partie amont (8), respectivement de la partie (13) du papillon (6) tournant vers la partie aval (9), étant situés en amont, respectivement en aval, de la position d'ouverture minimale du papillon (6).