EP0409713B1 - Dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion - Google Patents

Dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion Download PDF

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EP0409713B1
EP0409713B1 EP19900402045 EP90402045A EP0409713B1 EP 0409713 B1 EP0409713 B1 EP 0409713B1 EP 19900402045 EP19900402045 EP 19900402045 EP 90402045 A EP90402045 A EP 90402045A EP 0409713 B1 EP0409713 B1 EP 0409713B1
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throttle valve
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butterfly
point
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Automobiles Peugeot SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0261—Arrangements; Control features; Details thereof having a specially shaped transmission member, e.g. a cam, specially toothed gears, with a clutch

Definitions

  • the present invention essentially relates to a device for controlling a throttle valve for admitting gases into an internal or external combustion engine.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a device for controlling a throttle valve which is of a simplified structure and which advantageously provides damping at the start of opening and closing of the butterfly.
  • Also known from document FR-A-2 528 113 is a device for controlling an intake throttle of the type described in the preamble to claim 1.
  • the subject of the invention is a device for controlling a throttle valve for admitting gases into a combustion engine and of the type in which an operating pedal is connected to the throttle valve by connection means which comprise a spring element and the part between the spring and the butterfly is connected to a damper which is mounted between two points of articulation, one of which is articulated on a part pivoting on a fixed axis, the damper being of the single-acting type and arranged so as to act only when its line of action approaches the fixed axis, characterized in that the line of action of the shock absorber passes through said fixed axis when the butterfly is in a position partial opening, and is located on one side or the other of this fixed axis when the throttle is in the large opening or closing position.
  • this device is further characterized in that the aforementioned articulation point of the damper to the workpiece is integral with a throttle control cable, while the other articulation point this shock absorber is fixed.
  • the other point of articulation of the damper is articulated on the end of a lever integral with the butterfly and the other end of which is articulated on the part by means of a link.
  • the aforementioned part has a cam shape on which the aforementioned link is articulated.
  • FIG. 1 there is shown a device for controlling a throttle valve 1 for admitting gases into a combustion engine, said throttle valve being controlled by an accelerator pedal 2 articulated at 3 on the vehicle.
  • the pedal 2 is connected to the butterfly 1 by means of an elastic element 4, for example forming a spring.
  • an elastic element 4 for example forming a spring.
  • a damper 5 of a type known per se and essentially comprising, as can be seen in Figures 1 and 3 a body 6 in which is housed a deformable membrane 7 biased by a spring 8 and comprising, as is clearly visible in FIG. 3, a restricted orifice 9 establishing permanent communication between the two chambers separated by the membrane 7.
  • the damper 5 is mounted by its ends between two articulation points 10, 11 one of which 11 is articulated on a part 12 capable of pivoting about a fixed axis 13 so that, as we understand, the line of action of the shock absorber 5 can either pass through the fixed axis 13 or be located on one side or the other of this fixed axis as a function of the pressure exerted on the pedal 2.
  • the articulation point 11 of the damper 5 to the part 12 is integral with a cable 14 for controlling the throttle 1.
  • This cable 14 is connected at 15 to the pedal 2 and at 16 to a reel 17 for controlling the butterfly valve 1, the latter being biased by a return spring shown diagrammatically at 18.
  • the spring 4 mentioned previously is here interposed on the cable 14 between point 15 and the point of articulation 11 of the damper on the part 12 and on said cable 14.
  • the other point 10 of articulation of the damper 5 is a fixed point, so that the damper can pivot around this point, just as the articulation point 13 of the part 12 is also a fixed point .
  • This part 12 is constituted by a push rod, but, for a better understanding of the invention, the following will explain how the device which has just been described works with the aid of FIG. 2.
  • the cable 14 actuable by the accelerator pedal is connected, via the spring 4, to a part 12 which, here, has the shape of a cam pivoting around the fixed axis 13.
  • the articulation point 11 of the rod 19 of the damper 5 is articulated on the part 12.
  • the other point 10 of articulation of the damper 5 is no longer a fixed point of articulation, but is articulated on the end of a lever 20 secured by its part 20a of the axis 20b throttle valve 1.
  • the butterfly 1 is controlled indirectly by a lever 20 and link 22 system allowing a reduction in the start of opening of the butterfly 1.
  • the relative position of the points of articulation 10 and 11 relative to the fixed axes 13 and 20b of the cam 12 and of the butterfly 1 respectively determines the variation in distance which occurs during the movement between the points d hinge 10 and 11.
  • the distance between the points of articulation 10 and 11 will stop decreasing, so that the opening of the butterfly will be done without delay.
  • the spring 4 can be replaced by another elastic means, for example integral with the connecting rod 22, the latter being able to be produced so as to constitute itself a spring.

Description

  • La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion interne ou externe.
  • Si l'on se reporte par exemple au document FR-A-2 602 004, on constate qu'il a déjà été proposé un dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion et du type dans lequel une pédale de manoeuvre est reliée au papillon par des moyens de liaison qui comprennent notamment un élément formant ressort et dont la partie située entre le ressort et le papillon est reliée à un amortisseur.
  • Toutefois, un tel dispositif présente un certain nombre d'inconvénients parmi lesquels on peut citer la complexité de la conception mécanique et donc de la fabrication, ainsi que la fiabilité de fonctionnement probablement aléatoire en raison de la multiplicité des divers éléments composant le dispositif.
  • Aussi, la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz qui est d'une structure simplifiée et qui procure avantageusement un amortissement en début d'ouverture et de fermeture du papillon.
  • On connaît par ailleurs d'après le document FR-A-2 528 113 un dispositif de commande d'un papillon d'admission du type décrit dans le préambule de la revendication 1.
  • L'invention a pour objet un dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion et du type dans lequel une pédale de manoeuvre est reliée au papillon par des moyens de liaison qui comprennent un élément formant ressort et dont la partie située entre le ressort et le papillon est reliée à un amortisseur qui est monté entre deux points d'articulation dont l'un s'articule sur une pièce pivotant sur un axe fixe, l'amortisseur étant du type à simple effet et disposé de manière à n'agir que lorsque sa ligne d'action s'approche de l'axe fixe, caractérisé en ce que la ligne d'action de l'amortisseur passe par ledit axe fixe lorsque le papillon est dans une position d'ouverture partielle, et se situe d'un côté ou de l'autre de cet axe fixe lorsque le papillon est en position de grande ouverture ou de fermeture.
  • Suivant un exemple de réalisation, ce dispositif est encore caractérisé en ce que le point d'articulation précité de l'amortisseur à la pièce est solidaire d'un câble de commande du papillon, tandis que l'autre point d'articulation ce l'amortisseur est fixe.
  • On précisera ici que la pièce précitée est constituée par une biellette de poussée.
  • Suivant un autre mode de réalisation, l'autre point d'articulation de l'amortisseur s'articule sur l'extrémité d'un levier solidaire du papillon et dont l'autre extrémité est articulée sur la pièce par l'intermédiaire d'une biellette.
  • Dans ce cas, la pièce précitée présente une forme de came sur laquelle est articulée la biellette précitée.
  • Mais d'autres avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels :
    • La figure 1 illustre schématiquement un dispositif conforme aux principes selon cette invention;
    • La figure 2 illustre schématiquement et pour une meilleure compréhension trois positions de l'amortisseur et de la pièce à laquelle est articulé cet amortisseur et correspondant respectivement à une position de ralenti c'est-à-dire de faible ouverture du papillon, à une position d'ouverture plus grande du papillon, et à une position d'ouverture presque totale du papillon ;
    • La figure 3 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de dispositif de commande de papillon selon cette invention ; et
    • La figure 4 montre trois courbes illustrant respectivement la variation de la longueur de l'amortisseur, l'effort d'amortissement à l'ouverture du papillon et l'effort d'amortissement à la fermeture de ce papillon, en fonction de l'angle d'ouverture de ce dernier.
  • En se reportant aux figures 1 et 3, on voit un dispositif de commande d'un papillon 1 d'admission des gaz dans un moteur à combustion, ledit papillon étant commandé par une pédale d'accélérateur 2 articulée en 3 sur le véhicule.
  • La pédale 2 est reliée au papillon 1 par l'intermédiaire d'un élément élastique 4 formant par exemple un ressort. Entre le ressort 4 et le papillon 1 est interposé un amortisseur 5 d'un type connu en soi et comprenant essentiellement, comme on le voit bien sur les figures 1 et 3 un corps 6 dans lequel est logée une membrane déformable 7 sollicitée par un ressort 8 et comportant, comme cela est bien visible sur la figure 3, un orifice 9 restreint établissant une communication permanente entre les deux chambres séparées par la membrane 7.
  • Conformément à l'invention, l'amortisseur 5 est monté par ses extrémités entre deux points d'articulation 10, 11 dont l'un 11 s'articule sur une pièce 12 susceptible de pivoter autour d'un axe fixe 13 de sorte que, comme on le comprend, la ligne d'action de l'amortisseur 5 pourra soit passer par l'axe fixe 13, soit se situer d'un côté ou de l'autre de cet axe fixe en fonction de la pression exercée sur la pédale 2.
  • Suivant le mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2, le point d'articulation 11 de l'amortisseur 5 à la pièce 12 est solidaire d'un câble 14 de commande du papillon 1. Ce câble 14 est relié en 15 à la pédale 2 et en 16 à une bobinette 17 de commande du papillon 1, ce dernier étant sollicité par un ressort de rappel montré schématiquement en 18. Le ressort 4 mentionne précédemment est ici interposé sur le câble 14 entre le point 15 et le point d'articulation 11 de l'amortisseur sur la pièce 12 et sur ledit câble 14.
  • L'autre point 10 d'articulation de l'amortisseur 5 est un point fixe, de sorte que l'amortisseur peut pivoter autour de ce point, de même que le point d'articulation 13 de la pièce 12 est lui aussi un point fixe.
  • Cette pièce 12 est constituée par une biellette de poussée, mais, pour une meilleure compréhension de l'invention, on expliquera ci-après comment fonctionne le dispositif qui vient d'être décrit en s'aidant de la figure 2.
  • On partira de la position de repos visible sur la figure 1, position pour laquelle aucune pression n'est exercée sur la pédale 2 et pour laquelle les points d'articulation 10, 11 et 13 ne sont pas alignés.
  • Si maintenant on exerce une pression sur la pédale d'accélérateur 2, une traction sera exercée sur le câble 14 via le ressort 4 ce qui va provoquer le déplacement du point d'articulation 11 et donc la rotation de l'amortisseur 5 autour du point 10 et de la biellette 12 autour du point 13. Cette rotation fera que la tige 19 de l'amortisseur 5 comprimera la membrane 7 de l'amortisseur sous l'action de la biellette de poussée 12. Dès lors, on comprend qu'une telle compression opposera un effort temporaire à l'ouverture du papillon, étant entendu que le ressort 4 interposé entre la pédale 2 et le point d'articulation 11 intégrera la résistance procurée par l'amortisseur 5. Ainsi, le mouvement de rotation du papillon 1 en début d'ouverture se trouve amorti par rapport à l'action sur la pédale 2, ce qui améliore notablement l'agrément de conduite, car la brutalité de l'ouverture du papillon est réduite et les à-coups sont évités.
  • Si l'on continue d'exercer une pression sur la pédale 2, il se produira un franchissement du "point mort" constitué par l'alignement des points d'articulation 10, 11 et 13, et, en position plus enfoncée de la pédale 2, les points d'articulations 10, 11 et 13 seront à nouveau désalignés, mais suivant la position inverse de celle représentée sur la figure 1, ce qui provoquera en quelque sorte une détente de l'amortisseur 5 au fur et à mesure que l'amortisseur parvient vers la position de pleine ouverture du papillon 1.
  • Puis, en relâchant la pression du pied sur la pédale 2, l'effet d'amortissement précédemment décrit se produira à nouveau, en sens inverse, c'est-à-dire que le début du mouvement de fermeture du papillon 1 sera amorti, ce qui réduit avantageusement les émissions d'hydrocarbures.
  • On comprend donc que l'amortissement s'exerce dans les deux sens, c'est-à-dire tant à l'ouverture qu'à la fermeture du papillon.
  • Les divers mouvements ci-dessus se retrouvent sur la figure 2 où l'on voit en D la course du câble 14 et en E la course de compression appliquée à l'amortisseur 5 dans la position "point mort", c'est-à-dire d'alignement des points d'articulation 10, 11 et 13. Sur cette figure, on a montré en lia la position du point d'articulation 11 correspondant à la position ralenti, et en 11b la position du point d'articulation 11 correspondant à la position "pied à fond" sur la pédale d'accélérateur 2.
  • On observera ici que la position relative initiale des points d'articulation 10, 11 et 13 définit la course de compression maximum obtenue lorsque ces trois points sont alignés.
  • Dans le deuxième mode de réalisation du dispositif selon cette invention et visible sur la figure 3, on voit que le câble 14 actionnable par la pédale d'accélérateur est relié, par l'intermédiaire du ressort 4, à une pièce 12 qui, ici, présente la forme d'une came pivotant autour de l'axe fixe 13.
  • Comme pour le mode de réalisation précédent, le point d'articulation 11 de la tige 19 de l'amortisseur 5 s'articule sur la pièce 12.
  • Mais ici, l'autre point 10 d'articulation de l'amortisseur 5 n'est plus un point d'articulation fixe, mais s'articule sur l'extrémité d'un levier 20 solidaire par sa partie 20a de l'axe 20b du papillon d'admission des gaz 1.
  • Quant à l'autre extrémité du levier 20, elle est articulée en 21 sur une biellette de liaison 22 elle-même articulée en 23 sur la pièce ou came 12.
  • En d'autres termes, on comprend que le papillon 1 est commandé indirectement par un système à levier 20 et biellette 22 permettant une démultiplication en début d'ouverture du papillon 1.
  • On a montré en 24 un ressort attelé au levier 20 et permettant le rappel en position de fermeture du papillon 1.
  • On comprend qu'ici, la position relative des points d'articulation 10 et 11 par rapport aux axes fixes 13 et 20b de la came 12 et du papillon 1 respectivement détermine la variation de distance qui se produit au cours du mouvement entre les points d'articulation 10 et 11. Ainsi, on pourra ajuster la course d'amortissement et l'angle à partir duquel l'amortissement sera appliqué. Comme on le voit bien sur la première courbe de la figure 4, au-delà d'une certaine valeur d'ouverture, la distance entre les points d'articulation 10 et 11 va cesser de décroître, de sorte que l'ouverture du papillon se fera sans retard.
  • Il est à noter que l'amortissement s'effectuera de façon analogue au retour sur ralenti.
  • Sur la figure 4, on a montré en F la distance de départ entre les points d'articulation 10 et 11, en G la position ralenti et en H la position "pied à fond" sur la pédale d'accélérateur.
  • Enfin, les deux autres courbes de la figure 4 illustrent clairement l'effort procuré par l'amortisseur à l'ouverture et a la fermeture du papillon en fonction de son angle d'ouverture.
  • On notera que les angles pour lesquels s'effectue un amortissement à l'ouverture et à la fermeture ne sont pas nécessairement les mêmes.
  • Ainsi, le ressort 4 peut être remplacé par un autre moyen élastique, par exemple solidaire de la biellette de liaison 22, celle-ci pouvant être réalisée de manière à constituer elle-même un ressort.

Claims (6)

  1. Dispositif de commande d'un papillon d'admission des gaz dans un moteur à combustion et du type dans lequel une pédale de manoeuvre (2) est reliée au papillon (1) par des moyens de liaison qui comprennent un élément formant ressort (4) et dont la partie située entre le ressort (4) et le papillon (1) est reliée à un amortisseur (5) qui est monté entre deux points d'articulation (10, 11) dont l'un (11) s'articule sur une pièce (12) pivotant sur un axe fixe (13), l'amortisseur (5) étant du type à simple effet et disposé de manière à n'agir que lorsque sa ligne d'action s'approche de l'axe fixe (13), caractérisé en ce que la ligne d'action de l'amortisseur passe par ledit axe fixe lorsque le papillon (1) est dans une position d'ouverture partielle, et se situe d'un côté ou de l'autre de cet axe fixe (13) lorsque le papillon (1) est en position de grande ouverture ou de fermeture.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'articulation précité (11) de l'amortisseur (5) à la pièce (12) est solidaire d'un câble (14) de commande du papillon (1), tandis que l'autre point d'articulation (10) de l'amortisseur (5) est fixe.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce précitée (12) est constituée par une biellette de poussée.
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre point d'articulation (10) de l'amortisseur (5) s'articule sur l'extrémité d'un levier (20) solidaire d'un papillon (1) et dont l'autre extrémité est articulée sur la pièce (12) par l'intermédiaire d'une biellette de liaison (22).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce précitée (12) présente une forme de came sur laquele s'enroule un câble (14) relié à la pédale par le ressort (4).
  6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la biellette de liaison (22) est élastique de manière à constituer elle-même l'élément formant ressort (4).
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DE69000700D1 (de) 1993-02-11
FR2650031B1 (fr) 1991-11-15
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