EP0404664A1 - Dispositif de commande à organe d'étranglement rotatif pour installation d'alimentation de moteur à combustion interne - Google Patents

Dispositif de commande à organe d'étranglement rotatif pour installation d'alimentation de moteur à combustion interne Download PDF

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EP0404664A1
EP0404664A1 EP90401726A EP90401726A EP0404664A1 EP 0404664 A1 EP0404664 A1 EP 0404664A1 EP 90401726 A EP90401726 A EP 90401726A EP 90401726 A EP90401726 A EP 90401726A EP 0404664 A1 EP0404664 A1 EP 0404664A1
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control
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throttle
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Pierre Semence
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Solex SA
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M19/12—External control gear, e.g. having dash-pots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0271—Arrangements; Control features; Details thereof with means for closing the throttle other than throttle closing springs

Definitions

  • the invention relates to supply installations for internal combustion engines and, more particularly, flow control devices intended to be incorporated in such installations and comprising a body in which is formed an intake duct which contains an organ rotary throttle around an axis, called a butterfly, intended to be controlled by the driver and movable between a minimum opening position, towards which it is biased by a return spring, and a corresponding maximum opening position at full engine load.
  • a body in which is formed an intake duct which contains an organ rotary throttle around an axis, called a butterfly, intended to be controlled by the driver and movable between a minimum opening position, towards which it is biased by a return spring, and a corresponding maximum opening position at full engine load.
  • Such devices are incorporated in the carburetors, to control the flow of air / fuel mixture, and in single-point or multi-point injection installations, where the device constitutes a "throttle body", to control the air flow in the drove.
  • Most known devices include an adjustable stop, often constituted by a screw whose position is adjustable on the body, intended to come into contact with a lever secured to the throttle member when the latter arrives in an open position. minimum where it leaves a sufficient air passage section to allow the engine to operate at idle.
  • Control devices have also been proposed comprising a bypass air channel around the location of the throttle member, through which all or most of the air necessary for the engine to idle passes. .
  • a bypass air channel around the location of the throttle member, through which all or most of the air necessary for the engine to idle passes.
  • the present invention aims to provide a control device of the kind defined above, in which the throttling member completely closes the intake duct in its minimum open position, presenting no risk of jamming.
  • the invention provides a device characterized in that the rotary throttle member is coupled to a control member subjected to the action of the return spring by means leaving the throttle member a predetermined range of travel in rotation relative to the control member and by elastic means exerting on the throttle member, in the closing direction, a torque less than at least an order of magnitude than that of the return spring and in that the displacement of said member control in the closing direction is limited by stop means.
  • stop means may have a conventional constitution and in particular be formed by a screw mounted in a threaded hole formed in the body of the device.
  • the means leaving the throttle a range of travel can be constituted by a finger trapped in an ovalized hole.
  • the elastic means can be constituted by a spring interposed between the throttling member and a lever subjected to the action of the return spring and directly driven by a linkage controlled by the driver.
  • the device shown in FIG. 1 comprises a body 10 constituted by a foundry piece, in which is formed an intake duct 12.
  • a ring 24 fitted into the wall of the foundry body receives a rotary pin 16, through which is mounted a rotary throttle member constituted by a butterfly 18.
  • a control linkage of the 'rotary throttle member 18 comprises a control member 20 in the form of a flat lever, mounted so as to be able to rotate, on the ring 24 to avoid causing stress on the axis 16, around an axis coaxial with that of the throttle member 18.
  • a washer 14 serves to support the ring on the foundry.
  • the lever 20 is provided with a ball joint 22 of articulation with a link rod with the accelerator pedal, in the case of mounting on a motor vehicle.
  • the lever 20 is trapped in a ring made of several parts 24, and mounted idly on the axis 16 of the throttle member 18.
  • a return spring 26 (or more springs to prevent the butterfly from remaining in the fully open state in the event of a spring break) is stretched between the control member 20 and an anchor point provided on the body. This spring 26 exerts a sufficient tension force to bring the throttle member 18 back to its closed position by overcoming the friction forces.
  • the control member 20 cooperates with adjustable stop means constituted, in the illustrated embodiment, by a screw 28 whose position is adjustable in, a tab 30 belonging to the body. This screw is placed on the path of a bent flange 32 belonging to the control member 20. A lock nut 34 can be provided on the screw to lock it in a suitable position.
  • the control member 20 is coupled to the axis 16 of the throttle member 18 by means leaving a range of predetermined relative angular displacement between them.
  • these means comprise a lever 36 locked on the axis 16 by a nut 38.
  • the amplitude of the angular movement between the lever 36 and the member 20 is fixed by the play of a finger 40 fixed to the lever 20 in an ovalized hole 42 formed in the lever 36. Often a relative angular movement of 1 to 3 degrees gives satisfactory results.
  • a bypass channel around the butterfly provided with flow adjustment means, can be provided in the body.
  • the elastic means which tend to bring the throttle member 18 into its closed position comprise a spring 44 compressed between the lever 36 and the control member 20.
  • This spring is held by lugs 46 and 48 provided respectively on extensions of the control member 20 and of the lever 36.
  • the spring 44 exerts on the lever 36 a torque which is at least an order of magnitude less than that exerted by the spring 26.
  • a spring 44 exerting a torque of approximately 700 g x cm often gives satisfactory results when it acts on a throttling member constituted by a butterfly of approximately 50 mm in diameter.
  • the throttle member 18 is advantageously dimensioned so that it closes the duct when it makes an appreciable angle ⁇ , advantageously 15 degrees or more, with a plane orthogonal to the axis .
  • the throttle member is thicker than those usually used, and its thickness is advantageously at least equal to 2 mm.
  • the device is advantageously adjusted, using the screw 28, so that the operation is as follows.
  • the control member 20 When the driver leaves the pedal accelerator, the control member 20 is brought by the spring 26 in contact with the stop 28. Until the member 20 arrives in the position indicated in phantom in Figure 1, the spring 44 of weak stiffness maintains the extensions of the lever 36 and the control member 20 in the maximum spacing position authorized by the play of the finger 40 in the ovalized hole 42. When the control member 20 arrives in this position indicated by dashed lines, the throttle member 18 comes into contact with the wall of the intake duct 12.
  • the spring 44 flexes and the holding torque of the throttling member 18 in support is equal to that exerted by the spring 44, on the sole condition that the clearance of the finger 40 in its ovalized hole is not completely traversed when the control member arrives in its ap position then against the stop means 28.
  • a stop 50 can be provided on the screw.
  • the clearance left with the finger 40 should not however be too great, so that the only consequence of the rupture or the insufficiency of the spring 44 is a slight opening of the butterfly 18 when the accelerator pedal is released.
  • the spring 44 can be mounted to work in extension. It can be replaced by a spring working in torsion or a tweezer spring whose central part is wound, for example a spring of the kind described in US Pat. No. 3,943,907

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Le dispositif de commande peut notamment être constitué par un corps de papillon pour installation d'injection. Le dispositif comprend un corps (10) dans lequel est ménagé un conduit d'admission (12) qui contient un papillon rotatif autour d'un axe. Ce papillon est déplaçable par le conducteur entre une position d'ouverture minimale vers laquelle il est sollicité par un ressort de rappel (26) et une position d'ouverture maximale. Le papillon est couplé à l'organe de commande soumis à l'action du ressort de rappel (26) par un accouplement lui laissant un débattement en rotation. Un ressort (44) exerce sur le papillon, dans le sens de la fermeture, un couple inférieur d'au moins un ordre de grandeur à celui du ressort de rappel. Le déplacement de l'organe de commande (20) dans le sens de la fermeture est limité par une butée (28).

Description

  • L'invention concerne les installations d'alimentation pour moteurs à combustion interne et, plus particulièrement, les dispositifs de commande de débit destinés à être incorporés dans de telles installations et comprenant un corps dans lequel est ménagé un conduit d'admission qui contient un organe d'étranglement rotatif autour d'un axe, dit papillon, destiné à être commandé par le conducteur et mobile entre une position d'ouverture minimale, vers laquelle il est sollicité par un ressort de rappel, et une position d'ouverture maximale, correspondant à la pleine charge du moteur.
  • De tels dispositifs sont incorporés dans les carburateurs, pour commander le débit de mélange air/combustible, et dans les installations d'injection monopoint ou multipoints, où le dispositif constitue un "corps de papillon", pour commander le débit d'air dans le conduit. La plupart des dispositifs connus compren­nent une butée réglable, souvent constituée par une vis dont la position est ajustable sur le corps, destinée à venir en contact avec un levier solidaire de l'organe d'étranglement lorsque ce dernier arrive dans une position d'ouverture minimale où il laisse subsister une section de passage d'air suffisante pour permettre le fonctionnement du moteur au ralenti.
  • Cette disposition a l'avantage d'être simple. Mais elle a des inconvénients. Par exemple les gaz de carter ramenés dans l'entrée d'air, en amont de l'organe d'étranglement, produisent des dépôts de matières solides qui colmatent progressivement la section libre, diminuent le débit d'air et réduisent le régime de ralenti du moteur. Lorsque le moteur fonctionnant au ralenti est soumis à une charge variable (par exemple augmentant brusquement lors de l'enclenchement d'une boîte de vitesse automatique ou d'un climatiseur), la vitesse de ralenti du moteur doit être régulée par des moyens capables de modifier la section de passage d'air ou de mélange air/combustible. Des moyens de commande agissant sur l'organe d'étranglement sont coûteux, car il nécessitent en général un moteur pas à pas et un réducteur de vitesse.
  • On a également proposé des dispositifs de commande comprenant un canal d'air en dérivation autour de l'emplacement de l'organe d'étranglement, par lequel passe la totalité ou la plus grande partie de l'air nécessaire au fonctionnement du moteur au ralenti. Dans ce cas il est possible d'adopter une position d'ouverture minimale pour laquelle l'organe d'étranglement obture complètement le conduit d'admission.
  • Mais on se heurte alors à une autre difficulté qui n'existe pas dans un dispositif classique où la butée arrête le mouvement de fermeture de l'organe d'étranglement avant que sa tranche ne s'appuie sur la paroi du conduit d'admission. L'action du ressort de rappel, obligatoirement robuste et énergique pour des raisons de sécurité, risque de coincer le papillon en position de fermeture.
  • La présente invention vise à fournir un dispositif de commande du genre défini plus haut, dans lequel l'organe d'étranglement obture complètement le conduit d'admission dans sa position d'ouverture mini­mum, ne présentant pas de risque de coincement.
  • Dans ce but, l'invention propose un dispositif caractérisé en ce que l'organe d'étranglement rotatif est couplé à un organe de commande soumis à l'action du ressort de rappel par des moyens laissant à l'organe d'étranglement une plage prédéterminée de débattement en rotation par rapport à l'organe de commande et par des moyens élastiques exerçant sur l'organe d'étranglement, dans le sens de la fermeture, un couple inférieur d'au moins un ordre de grandeur à celui du ressort de rappel et en ce que le déplacement dudit organe de commande dans le sens de la fermeture est limité par des moyens de butée.
  • Ces moyens de butée peuvent avoir une constitution classique et notamment être formés par une vis montée dans un trou taraudé ménagé dans le corps du dispositif. Les moyens laissant à l'organe d'étranglement une plage de débattement peuvent être constitués par un doigt emprisonné dans un trou ovalisé. Les moyens élastiques peuvent être constitués par un ressort interposé entre l'organe d'étranglement et un levier soumis à l'action du ressort de rappel et directement entraîné par une tringlerie commandée par le conducteur.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, et de variantes. La description se réfère aux dessins qui suivent dans lesquels :
    • - la figure 1 est un schéma montrant les éléments concernés par l'invention d'un dispositif de commande qui peut être un corps de papillon,
    • - la figure 2 est une vue de gauche du dispositif de la figure 1 le corps étant représenté en coupe suivant un plan passant par l'axe du conduit d'admission, les moyens de butée étant omis.
  • Le dispositif montré en figure 1 comprend un corps 10 constitué par une pièce de fonderie, dans lequel est ménagé un conduit d'admission 12. Une bague 24 emmanchée dans la paroi du corps en fonderie reçoit un axe 16 rotatif, à travers lequel est monté un organe d'étranglement rotatif constitué par un papillon 18. Une tringlerie de commande de l'organe d'étranglement rotatif 18 comporte un organe de commande 20 en forme de levier plat, monté de façon à pouvoir tourner, sur la bague 24 pour éviter de provoquer une contrainte sur l'axe 16, autour d'un axe coaxial à celui de l'organe d'étranglement 18. Une rondelle 14 sert d'appui à la bague sur la fonderie. Le levier 20 est muni d'une rotule 22 d'articulation avec une tringle de liaison avec la pédale d'accélérateur, dans le cas d'un montage sur véhicule automobile. Dans le mode représenté sur les figures 1 et 2, le levier 20 est emprisonné dans une bague en plusieurs pièces 24, et monté fou sur l'axe 16 de l'organe d'étranglement 18. Un ressort de rappel 26 (ou plusieurs ressorts de rappel pour éviter que le papillon ne puisse rester à l'état de pleine ouverture en cas de rupture d'un ressort) est tendu entre l'organe de commande 20 et un point d'ancrage prévu sur le corps. Ce ressort 26 exerce une force de tension suffisante pour ramener l'organe d'étranglement 18 vers sa position de fermeture en surmontant les forces de frottements.
  • L'organe de commande 20 coopère avec des moyens de butée réglables constitués, dans le mode de réalisation illustré, par une vis 28 dont la position est ajustable dans, une patte 30 appartenant au corps. Cette vis est placée sur le trajet d'un rebord coudé 32 appartenant à l'organe de commande 20. Un contre-écrou 34 peut être prévu sur la vis pour la bloquer dans une position convenable.
  • L'organe de commande 20 est couplé à l'axe 16 de l'organe d'étranglement 18 par des moyens laissant une plage de débattement angulaire relatif prédéterminée entre eux. Dans le mode de réalisation illustré, ces moyens comportent un levier 36 bloqué sur l'axe 16 par un écrou 38. L'amplitude du débattement angulaire entre le levier 36 et l'organe 20 est fixée par le jeu d'un doigt 40 fixé au levier 20 dans un trou ovalisé 42 ménagé dans le levier 36. Souvent un débattement angulaire relatif de 1 à 3 degrés donne des résultats satisfaisants.
  • Pour permettre le passage du débit d'air néces­saire au fonctionnement du moteur au ralenti, un canal en dérivation autour du papillon, muni de moyens de ré­glage de débit, peut être prévu dans le corps.
  • Dans le mode de réalisation montré en figure 1 et 2, les moyens élastiques qui tendent à amener l'organe d'étranglement 18 dans sa postion de fermeture comportent un ressort 44 comprimé entre le levier 36 et l'organe de commande 20. Ce ressort est maintenu par des ergots 46 et 48 ménagés respectivement sur des prolongements de l'organe de commande 20 et du levier 36. Le ressort 44 exerce sur le levier 36 un couple de rotation qui est inférieur d'au moins un ordre de grandeur à celui exercé par le ressort 26. Dans la pratique, un ressort 44 exerçant un couple d'environ 700g x cm donne souvent des résultats satisfaisants, lorsqu'il agit sur un organe d'étranglement constitué par un papillon d'environ 50 mm de diamètre.
  • Pour éviter que l'organe d'étranglement 18 ne se coince, il est avantageusement dimensionné de façon qu'il ferme le conduit lorsqu'il fait un angle α appréciable, avantageusement de 15 degrés ou davantage, avec un plan orthogonal à l'axe. L'organe d'étranglement est plus épais que ceux habituellement utilisés, et son épaisseur est avantageusement d'au moins égale à 2 mm.
  • Le dispositif est avantageusement réglé, à l'aide de la vis 28, de façon que le fonctionnement soit le suivant.
  • Lorsque le conducteur abandonne la pédale d'accélérateur, l'organe de commande 20 est amené par le ressort 26 en contact avec la butée 28. Jusqu'à ce que l'organe 20 arrive dans la position indiquée en traits mixtes sur la figure 1, le ressort 44 de faible raideur maintient les prolongements du levier 36 et l'organe de commande 20 dans la position d'écartement maximum autorisée par le jeu du doigt 40 dans le trou ovalisé 42. Lorsque l'organe de commande 20 arrive dans cette position indiquée en traits mixtes, l'organe d'étranglement 18 vient en contact avec la paroi du conduit d'admission 12. Si l'organe de commande 20 continue à se déplacer de la position indiquée en traits mixtes à la position indiquée en traits pleins, le res­sort 44 fléchit et le couple de maintien de l'organe d'étranglement 18 en appui est égal à celui exercé par le ressort 44, à la seule condition que le jeu du doigt 40 dans son trou ovalisé ne soit pas complètement par­couru lorsque l'organe de commande arrive dans sa posi­tion d'appui contre les moyens de butée 28.
  • Pour éviter que les moyens de butée ne soient desserrés à un point tel que le jeu soit totalement parcouru, un arrêtoir 50 peut être prévu sur la vis.
  • Le jeu laissé au doigt 40 ne doit cependant pas être trop important, afin que la seule conséquence de la rupture ou de l'insuffisance du ressort 44 soit une lé­gère ouverture du papillon 18 lorsque la pédale d'accé­lérateur est relachée.
  • L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En particulier, le ressort 44 peut être monté pour travailler en extension. Il peut être remplacé par un ressort travaillant en torsion ou un ressort à pincettes dont la partie centrale est enroulée, par exemple un ressort du genre décrit dans le brevet US 3 943 907

Claims (7)

1. Dispositif de commande de débit destiné à une installation d'alimentation de moteur à combustion interne, comprenant un corps (10) dans lequel est ménagé un conduit d'admission (12) qui contient un organe d'étranglement (18) rotatif autour d'un axe, destiné à être commandé par le conducteur et mobile entre une position d'ouverture minimale vers laquelle il est sollicité par un ressort de rappel (26), et une position d'ouverture maximale, correspondant à la pleine charge du moteur, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement rotatif (18) est couplé à un organe de commande (20) soumis à l'action du ressort de rappel (26) par des moyens donnant à l'organe d'étranglement (18) une plage prédéterminée de débattement en rotation par rapport à l'organe de commande et par des moyens élastiques (44) exerçant un couple, dans le sens de la fermeture, inférieur d'au moins un ordre de grandeur à celui du ressort de rappel (26) et en ce que le déplacement du dit organe de commande (20) dans le sens de la fermeture est limité par des moyens de butée (28) qui sont placés de façon à autoriser la fermeture complète par lesdits moyens élastiques seuls.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens donnant à l'organe d'étranglement une plage prédéterminée de débattement sont dimensionnés de façon que ce débattement soit de 1 à 3°.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par un doigt porté par le levier (36) ou par l'organe de commande (20), emprisonné dans un trou ovalisé (42) de l'organe de commande (20) ou du levier (36).
4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de butée (28) réglables sont portés par le corps du dispositif.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par au moins un ressort (44) comprimé ou tendu entre des prolongements en regard dudit organe de commande (20) et d'un levier (36) fixé au papillon.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par un ressort à pincettes.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement (18) est constitué par un papillon d'épaisseur au moins égale à 2 mm, faisant, dans sa position de fermeture un angle (α) d'au moins 15 degrés avec un plan perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission (12).
EP90401726A 1989-06-21 1990-06-19 Dispositif de commande à organe d'étranglement rotatif pour installation d'alimentation de moteur à combustion interne Ceased EP0404664A1 (fr)

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