EP0676543B1 - Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne - Google Patents

Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne Download PDF

Info

Publication number
EP0676543B1
EP0676543B1 EP95400735A EP95400735A EP0676543B1 EP 0676543 B1 EP0676543 B1 EP 0676543B1 EP 95400735 A EP95400735 A EP 95400735A EP 95400735 A EP95400735 A EP 95400735A EP 0676543 B1 EP0676543 B1 EP 0676543B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
air
actuator
valve according
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95400735A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0676543A1 (fr
Inventor
Pierre Semence
Jean-Pierre Joigneau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli France SAS
Original Assignee
Magneti Marelli France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magneti Marelli France SAS filed Critical Magneti Marelli France SAS
Publication of EP0676543A1 publication Critical patent/EP0676543A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0676543B1 publication Critical patent/EP0676543B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/30—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines
    • F02M69/32—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines with an air by-pass around the air throttle valve or with an auxiliary air passage, e.g. with a variably controlled valve therein
    • 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
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/06—Increasing idling speed
    • F02M3/07—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • F02M3/075—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed the valve altering the fuel conduit cross-section being a slidable valve
    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air

Definitions

  • the invention relates to a two-stage valve for the air supply, on the one hand, of at least one injector air assisted for fuel injection into a intake manifold of a feed installation injection of an internal combustion engine, and, on the other hand, bypass on a throttle, such as a butterfly, movable in a conduit to regulate the feeding in air from the intake manifold.
  • a throttle such as a butterfly
  • At least one injector delivers fuel to the branch inlet manifold, directly in upstream of the corresponding intake valve (s), in the cylinder head of the engine.
  • the air supply to the intake manifold, and therefore of the engine is ensured and regulated by a throttle body, disposed between the air and the intake manifold, and traversed by at least one conduit in which a throttle member is rotatably mounted disc-shaped, called a butterfly, whose position in the duct varies between a full position opening and closing position more or less complete duct, depending on pedal position accelerator, as well as possibly some engine operating parameters.
  • EP-A-0 357 498 injectors with at least one passage in the nose fuel outlet, defining a mixing chamber connected to a supply of assistance air.
  • EP-A-0 409 170 the additional air flow, delivered to each air-assisted injector be taken in upstream of the butterfly and controlled by a solenoid valve three-way idle, also serving as regulator idle.
  • a two-stage valve comprising a body in which a mobile equipment comprises first and second pistons, each of which is recalled by elastic means towards a waterproof application position or with minimal leakage against respectively a first and a second seat, for reduce at least the communication between at least an inlet of the body, supplied with air from upstream of the throttling organ, and one respectively of two exits from the body, a first of which feeds the air-assisted injectors, the second of which supplies the tubing downstream of the throttle, the crew mobile being movable by an actuator against elastic return means, for gradually putting each output in communication with the corresponding input, by moving the corresponding piston away from its corresponding seat.
  • the object of the invention is to remedy this drawback, and to propose a two-stage valve, of the type above, which better meets the requirements of the practice than known valves of this type.
  • the invention proposes a two-way valve stages which is characterized in that the first piston only is linked to the actuator and is integral in movement of first stop means which, beyond a first stroke of the first piston, from its position applied against the first seat, cooperate with second stop means, integral in movement with the second piston, to train it with the first piston on a second stroke, from the position of the second piston applied against the second seat.
  • the drive second piston by the first, on the second commanded stroke by the actuator ensures the required air flow.
  • the actuator regulates the air flow by the first exit to the assisted injector (s) by air, by regulating the position of the first piston on the first stroke, the air flow through the second outlet being kept low or zero, allowing regulation of the idle speed thanks to the air flow passing through the injector air assistance circuit under normal conditions idle.
  • the actuator regulates the air flow through the second outlet, downstream of the organ throttle or butterfly, regulating the position of the second piston on the second stroke, so, for example, to adapt this bypass air flow on the butterfly to a high speed deceleration strategy, or regulate this additional air flow depending on the temperature of the engine, during a cold start.
  • the input sections of the two circuits are sized to ensure that the air flow through the first output remains maximum when the pistons are moved to the second race.
  • the actuator has a straight stroke and axially displaces an axis integral with the first piston, the second piston being annular, mounted to slide axially in the body and arranged substantially around the assembly constituted by the axis and the first piston, the assembly bearing the first stop means cooperating with the second stop means integral with the second piston.
  • Each piston can be moved into one respectively two axial chambers of the body, in each from which opens, for example radially, the outlet corresponding, and the corresponding seat is arranged, annular and axial, the axis crossing a bottom separating the two chambers in the extension of one another, and the axis carrying the stop means driving the second piston.
  • the first seat is delimited around the central passage of the second (annular) piston, side opposite the face of the latter coming into contact against the second seat, which surrounds a single air inlet in the body.
  • the second piston may have a tubular skirt, axially guided in a single axial chamber of the body, and in which the first piston is moved axially on at least part of the first race, the second stop means comprising at least one hook carried by the skirt and projecting towards the inside of the latter, and the first stop means comprising at least one lug in laterally projecting from the first piston and cooperating with or the hooks of the skirt, to train the second piston on the second stroke.
  • This two-stage valve construction with a single axial chamber in which the two are housed pistons, one of which is annular, facilitates the realization of the valve body, which may be at least partially, and of preferably completely, in one piece with the body in which is formed the conduit housing the throttling member mobile, and the single air inlet of the valve body can lead directly into the duct upstream of this organ strangulation.
  • valve body can be closed, on the side opposite its single air intake, by a bottom crossed by the axis and supporting the actuator, and against which the elastic means of booster, advantageously comprising two helical springs, a first of which surrounds the axis and repels the first piston, and the second of which surrounds the first spring and pushes back the second piston.
  • the elastic means of booster advantageously comprising two helical springs, a first of which surrounds the axis and repels the first piston, and the second of which surrounds the first spring and pushes back the second piston.
  • the rectilinear actuator is advantageously a motor electric step by step.
  • a body throttle attached to an intake manifold 2, and crossed by a conduit 3, the inlet 4 of which is connected, by means not shown, at the outlet of an air filter, and whose outlet 5 opens into the tubing 2.
  • the conduit 3 presents a zone 6 with an evolving section, in the form of portion of sphere delimited on one side by a lip 7 in protrusion from the middle part of the body 1 towards the inside of the conduit 3 and towards entry 4, that is to say upstream.
  • a butterfly 8, forming a throttling member of the conduit 3 to the tubing 2, and in the form of a circular disc, is mounted on a diametrical axis 9 driven in rotation, by means not shown but classic, in part 6 of form evolution of the duct 3.
  • the body 1 On one of its sides, the body 1 has a appendix 10, forming a valve body, in which is formed a cylindrical chamber 11, of axis A-A radial by relation to the axis B-B of the conduit 3.
  • the chamber 11 communicates with this conduit 3 by a single axial inlet 12 (according to A-A), opening upstream of the base of the lip 7, and therefore in upstream of the butterfly 8, the circular section of the inlet 12 being less than the section of chamber 11.
  • Entrance 12 is thus formed in a wall 13, separating the conduit 3 of chamber 11, and the side facing inward of the chamber 11 is arranged in an annular seat 14 and tapered, for a piston 15, itself annular and facing substantially frustoconical bearing against the seat 14.
  • This piston 15 has a central passage 16, opposite entrance 12, and extends, on the side opposite this entrance 12, by a cylindrical skirt 17 having a range 18 by which the piston 15 is slidably mounted along the axis A-A and guided axially in chamber 11.
  • the skirt 17 extends axially by at least one pair of hooks 19, diametrically opposite, each with a projecting tooth radial with respect to the axis A-A and towards the interior of the skirt 17.
  • the piston 15 is resiliently pushed axially (according to A-A) so that its frustoconical external face is applied against the frustoconical seat 14 by a spring helical 20 resting, on the one hand, against the bearing surface 18, between the hooks 19 and the wall of the chamber 11, and, on the other hand, against a bottom 21 closing with a leak minimal, thanks to the seal 22, the chamber 11 on the side opposite to input 12, and supporting an actuator 23 with stroke straight formed by an electric stepper motor axially moving an axis 24, which crosses the bottom 21, and whose end inside chamber 11 carries another piston 25.
  • the piston 25 is not annular, but has also a head 26 with a substantially frustoconical external face, by which it bears against another seat 27 annular and frustoconical, delimited on the internal face of the piston 15 around its central passage 16, under the thrust elastic return of another helical spring of compression 28 also bearing, on one side, against the bottom 21, and on the other, against the piston 25, between the axis 24 that this spring 28 surrounds, and an axial and tubular skirt 29 carried by the piston 25, to guide the spring 28 and prevent any interference of the latter's turns with the hooks 19 of the piston 15.
  • the piston 25 also carries, projecting radially outwards, lugs 30, forming mechanical stop, and intended to cooperate with the hooks 19, also forming a mechanical drive stop, of the as described below.
  • two air outlet channels 31 and 32 are formed in the body 10 and open radially (by in relation to axis A-A) in chamber 11, the first, 31, between the bottom 21 and the pistons 15 and 25, and the second, 32, opposite the skirt 17 of the piston 15, between the bearing surface 18 and the seat 14 of the chamber 11.
  • This second outlet channel 32 is extended by a channel 33 formed in the pipe 2 and opening into the extension of the intake duct 3, downstream of the butterfly 8.
  • the two-stage valve thus produced is compact and balanced structure: it includes a unique chamber 11 with a single inlet 12, two pistons 15 and 25 one of which, 15, slides axially in the chamber 11, and the other, 25, is moved axially in the piston 15, by tubular structure, by movement of the maneuvered axis 24 by the actuator 23.
  • the return springs 20 and 28 are coaxial and recall pistons 15 and 25 in their initial position, which is that shown in the figure unique. In this initial position, under the effect of spring 28, the internal piston 25 closes the central passage 16 by pressing against the seat 27 of the piston 15, and the latter closes entrance 12 by application against seat 14 under the effect of spring 20.
  • the stepping motor 23 regulates the axial position of the piston 25 by moving its head 26 away from the seat 27 internal to the other piston 15, on a first stroke axial defined by the axial distance between the pins 30 of the piston 25 and the teeth projecting from the hooks 19 of the piston 15.
  • a first stroke axial defined by the axial distance between the pins 30 of the piston 25 and the teeth projecting from the hooks 19 of the piston 15.
  • We regulate the assistance air flow from the injectors which allows regulate the idling speed, under normal conditions engine temperature, up to a flow rate of around 20 kg / h when the piston 25 has run the entire first axial stroke.
  • This first race can be by example of 2 mm and obtained for 50 steps of motor rotation step by step 23.
  • the stepper motor 23 drives by the axis 24 the piston 25 on a second axial stroke, on which the pins 30 of the piston 25 are in mechanical abutment against the hooks 19 of the skirt 17 and thus cause the piston 15, which is moved away from seat 14, so that air goes through the opening 12 then between the seat 14 and the piston 15, and through the outlet duct 32, to lead into the channel 33 and the branch 2 in bypass on the butterfly 8, closed under these operating conditions.
  • the two-stage valve thus integrated into the body of butterfly 1, allows to regulate, between the first and the fiftieth step of motor 23, the flow passing through the outlet 31 to the air-assisted injectors, and, between the fifty-first and two hundredth steps, lets regulate the air flow through outlet 32, bypass on the butterfly 8, while the air flow through the outlet 31 to the air-assisted injectors is kept maximum.
  • the two-stage valve thus produced is simple and reliable, with little or no friction, as well as low risk of clogging of the air passages. She is also very easy to fly.

Landscapes

  • 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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

L'invention concerne une vanne à deux étages, pour l'alimentation en air, d'une part, d'au moins un injecteur assisté par air pour l'injection de combustible dans une tubulure d'admission d'une installation d'alimentation par injection d'un moteur à combustion interne, et, d'autre part, en dérivation sur un organe d'étranglement, tel qu'un papillon, mobile dans un conduit pour réguler l'alimentation en air de la tubulure d'admission.
Dans les installations d'alimentation par injection de moteurs à combustion interne, en particulier du type multipoint, on sait que, pour chaque cylindre d'un moteur, au moins un injecteur délivre du combustible dans la branche correspondante de la tubulure d'admission, directement en amont de la ou des soupapes d'admission correspondantes, dans la culasse du moteur. L'alimentation en air de la tubulure d'admission, et donc du moteur, est assurée et régulée par un corps de papillon, disposé entre le filtre à air et la tubulure d'admission, et traversé par au moins un conduit dans lequel est monté en rotation un organe d'étranglement en forme de disque, appelé papillon, dont la position dans le conduit varie entre une position de pleine ouverture et une position de fermeture plus ou moins complète du conduit, en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, ainsi, éventuellement, que de certains paramètres de fonctionnement du moteur.
Pour améliorer la pulvérisation du combustible fourni par les injecteurs, on connait déjà (EP-A-0 357 498) des injecteurs dont le nez est percé d'au moins un passage de sortie du combustible, délimitant une chambre de mélange reliée à une arrivée d'air d'assistance. Il est également connu (EP-A-0 409 170) que le débit d'air additionnel, délivré à chaque injecteur assisté par air soit prélevé en amont du papillon et commandé par une électrovanne de ralenti à trois voies, faisant également office de régulateur de ralenti.
Par ailleurs, on connait des dispositifs d'alimentation à injection, dont le papillon permet de fermer de façon pratiquement complète le conduit d'admission, le corps de papillon présentant une conduite d'air additionnel, dont l'entrée est située en amont du papillon, et la sortie en aval de ce dernier, et dans laquelle le débit est réglable par une électrovanne. Cette électrovanne est commandée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur, par exemple l'ouverture du papillon et la vitesse du moteur pour la régulation du régime de ralenti, la température d'eau et la vitesse du moteur pour le départ à froid. On peut ainsi réduire la pollution par les gaz d'échappement lors des phases de démarrage à froid et de décélération à régimes élevés, et réguler le régime de ralenti.
Pour assurer une meilleure pulvérisation lorsque le moteur fonctionne dans des modes autres que la pleine charge, et notamment lors de la mise en action à très basse température (marche à froid), en décélération à régime élevé et lors des charges réduites, il a déja été proposé, dans la demande de brevet français FR 92 13750 du 16 Novembre 1992 au nom du demandeur, qu'une conduite d'air additionnel, dont l'entrée est située en amont du papillon et dans laquelle le débit est réglable par une électrovanne, amène l'air ayant traversé l'électrovanne d'air additionnel à la chambre de mélange de chacun des injecteurs assistés par air et à une électrovanne supplémentaire, débouchant en aval du papillon.
Pour éviter d'avoir à commander deux électrovannes, ce qui nécessite deux actionneurs et complique la réalisation du circuit de commande, il a été proposé d'utiliser une vanne à deux étages, comprenant un corps dans lequel un équipage mobile comprend un premier et un second pistons, dont chacun est rappelé par des moyens élastiques vers une position d'application étanche ou avec une fuite minimale contre respectivement un premier et un second sièges, pour réduire à sa valeur minimale la communication entre au moins une entrée du corps, alimentée en air depuis l'amont de l'organe d'étranglement, et l'une respectivement de deux sorties du corps, dont une première alimente le ou les injecteurs assistés par air, et dont la seconde alimente la tubulure en aval de l'organe d'étranglement, l'équipage mobile étant déplaçable par un actionneur à l'encontre des moyens élastiques de rappel, pour mettre progressivement chaque sortie en communication avec l'entrée correspondante, en écartant le piston correspondant de son siège correspondant.
Mais cette réalisation a pour inconvénient que les deux pistons sont solidaires d'un organe manoeuvré par un actionneur, de sorte qu'ils sont déplacés simultanément par rapport à leur siège respectif, ce qui ne permet pas de commander ni réguler le débit d'air par l'une des deux sorties de la vanne sans simultanément commander et réguler le débit d'air par l'autre.
Or, les besoins d'une alimentation régulée en air additionnel, d'une part, des injecteurs assistés par air, et, d'autre part, de la tubulure d'admission en dérivation sur le papillon, ne sont pas simultanés.
Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient, et de proposer une vanne à deux étages, du type précité, qui satisfasse mieux aux exigences de la pratique que les vannes connues de ce type.
L'invention propose, à cet effet, une vanne à deux étages qui se caractérise en ce que le premier piston seulement est lié à l'actionneur et est solidaire en mouvement de premiers moyens de butée qui, au-delà d'une première course du premier piston, à partir de sa position appliquée contre le premier siège, coopèrent avec des seconds moyens de butée, solidaires en mouvement du second piston, pour l'entraíner avec le premier piston sur une seconde course, à partir de la position du second piston appliqué contre le second siège.
On comprend ainsi que de l'air additionnel peut être envoyé vers les injecteurs assistés par air par la première sortie, sans que de l'air additionnel ne soit admis dans la tubulure d'admission en dérivation sur le papillon, lorsque les conditions de fonctionnement du moteur rendent inutile cette alimentation en dérivation.
Par contre, en cas de démarrage à froid du moteur, ou lors de décélération à régime élevé, lorsque le papillon est fermé alors qu'un débit d'air relativement important doit cependant être admis au moteur, l'entraínement du second piston par le premier, sur la seconde course commandée par l'actionneur, permet d'assurer le débit d'air exigé.
Avantageusement, l'actionneur régule le débit d'air par la première sortie vers le ou les injecteurs assistés par air, en régulant la position du premier piston sur la première course, le débit d'air par la seconde sortie étant maintenu faible ou nul, ce qui permet une régulation du régime de ralenti grâce au débit d'air passant par le circuit d'assistance d'air des injecteurs en régime normal de ralenti.
Avantageusement de plus, l'actionneur régule le débit d'air par la seconde sortie, vers l'aval de l'organe d'étranglement ou papillon, en régulant la position du second piston sur la seconde course, afin, par exemple, d'adapter ce débit d'air de dérivation sur le papillon à une stratégie de décélération à régime élevé, ou de réguler ce débit d'air additionnel en fonction de la température du moteur, lors d'un démarrage froid.
Les sections d'entrée des deux circuits sont dimensionnées de façon à assurer que le débit d'air par la première sortie reste maximal lorsque les pistons sont déplacés sur la seconde course.
Dans un mode de réalisation avantageux, de structure simple et fiable, l'actionneur est à course rectiligne et déplace axialement un axe solidaire du premier piston, le second piston étant annulaire, monté coulissant axialement dans le corps et disposé sensiblement autour de l'ensemble constitué par l'axe et le premier piston, l'ensemble portant les premiers moyens de butée coopérant avec les seconds moyens de butée solidaires du second piston.
Chaque piston peut être déplacé dans l'une respectivement de deux chambres axiales du corps, dans chacune desquelles débouche, par exemple radialement, la sortie correspondante, et est aménagé le siège correspondant, annulaire et axial, l'axe traversant un fond séparant les deux chambres dans le prolongement l'une de l'autre, et l'axe portant les moyens de butée entraínant le second piston.
Mais cette réalisation a pour inconvénient d'être encombrante, notamment axialement, et exigeante au niveau des étanchéités.
Pour ces raisons, dans le mode de réalisation préféré selon l'invention, le premier siège est délimité autour du passage central du second piston (annulaire), du côté opposé à la face de ce dernier venant en contact contre le second siège, qui entoure une unique entrée d'air dans le corps.
Le second piston peut avoir une jupe tubulaire, guidée axialement dans une unique chambre axiale du corps, et dans laquelle le premier piston est déplacé axialement sur au moins une partie de la première course, les seconds moyens de butée comprenant au moins un crochet porté par la jupe et en saillie vers l'intérieur de cette dernière, et les premiers moyens de butée comprenant au moins un ergot en saillie latéralement sur le premier piston et coopérant avec le ou les crochets de la jupe, afin d'entraíner le second piston sur la seconde course.
Cette réalisation de vanne à deux étages avec une unique chambre axiale dans laquelle sont logés les deux pistons, dont l'un est annulaire, facilite la réalisation du corps de vanne, qui peut être au moins en partie, et de préférence totalement, d'une seule pièce avec le corps dans lequel est ménagé le conduit logeant l'organe d'étranglement mobile, et l'unique entrée d'air du corps de vanne peut déboucher directement dans le conduit en amont de cet organe d'étranglement.
De manière simple et fiable, le corps de vanne peut être fermé, du côté opposé à son unique entrée d'air, par un fond traversé par l'axe et supportant l'actionneur, et contre lequel peuvent prendre appui les moyens élastiques de rappel, comprenant avantageusement deux ressorts hélicoïdaux, dont un premier entoure l'axe et repousse le premier piston, et dont le second entoure le premier ressort et repousse le second piston.
Afin de réguler avec précision la position axiale du premier piston sur la première course et la position axiale des deux pistons sur la deuxième course, et donc de réguler avec précision les débits d'air par les deux sorties, l'actionneur rectiligne est avantageusement un moteur électrique pas à pas.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en référence à la figure unique, qui représente, en partie en coupe axiale et en partie en élévation latérale, un ensemble intégré corps de papillon-vanne à deux étages.
Sur la figure unique, on a représenté en 1 un corps de papillon, rapporté sur une tubulure d'admission 2, et traversé par un conduit 3, dont l'entrée 4 est reliée, par des moyens non représentés, à la sortie d'un filtre à air, et dont la sortie 5 débouche dans la tubulure 2. Le conduit 3 présente une zone 6 à section évolutive, en forme de portion de sphère délimitée d'un côté par une lèvre 7 en saillie de la partie médiane du corps 1 vers l'intérieur du conduit 3 et vers l'entrée 4 c'est-à-dire vers l'amont. Un papillon 8, formant organe d'étranglement du conduit 3 vers la tubulure 2, et en forme de disque circulaire, est monté sur un axe diamétral 9 entraíné en rotation, par des moyens non représentés mais classiques, dans la partie 6 de forme évolutive du conduit 3.
Sur l'un de ses côtés, le corps 1 présente un appendice 10, formant corps de vanne, dans lequel est ménagée une chambre 11 cylindrique, d'axe A-A radial par rapport à l'axe B-B du conduit 3. La chambre 11 communique avec ce conduit 3 par une unique entrée 12 axiale (selon A-A), débouchant en amont de la base de la lèvre 7, et donc en amont du papillon 8, la section circulaire de l'entrée 12 étant inférieure à la section de la chambre 11. L'entrée 12 est ainsi ménagée dans une paroi 13, séparant le conduit 3 de la chambre 11, et dont la face tournée vers l'intérieur de la chambre 11 est aménagée en siège 14 annulaire et tronconique, pour un piston 15, lui-même annulaire et à face sensiblement tronconique d'appui contre le siège 14. Ce piston 15 présente un passage central 16, en regard de l'entrée 12, et se prolonge, du côté opposé à cette entrée 12, par une jupe cylindrique 17 présentant une portée 18 par laquelle le piston 15 est monté coulissant selon l'axe A-A et guidé axialement dans la chambre 11. Du côté opposé à la tête tronconique du piston 15, la jupe 17 se prolonge axialement par au moins une paire de crochets 19, diamétralement opposés, et présentant chacun une dent en saillie radiale par rapport à l'axe A-A et vers l'intérieur de la jupe 17. Le piston 15 est élastiquement repoussé axialement (selon A-A) de sorte que sa face externe tronconique soit appliquée contre le siège tronconique 14 par un ressort hélicoïdal 20 en appui, d'une part, contre la portée 18, entre les crochets 19 et la paroi de la chambre 11, et, d'autre part, contre un fond 21 fermant avec une fuite minimale, grâce au joint 22, la chambre 11 du côté opposé à l'entrée 12, et supportant un actionneur 23 à course rectiligne constitué par un moteur électrique pas à pas déplaçant axialement un axe 24, qui traverse le fond 21, et dont l'extrémité interne à la chambre 11 porte un autre piston 25. Le piston 25 n'est pas annulaire, mais présente également une tête 26 à face externe sensiblement tronconique, par laquelle il vient en appui contre un autre siège 27 annulaire et tronconique, délimité sur la face interne du piston 15 autour de son passage central 16, sous la poussée élastique de rappel d'un autre ressort hélicoïdal de compression 28 prenant également appui, d'un côté, contre le fond 21, et de l'autre, contre le piston 25, entre l'axe 24 que ce ressort 28 entoure, et une jupe axiale et tubulaire 29 portée par le piston 25, pour guider le ressort 28 et empêcher toute interférence des spires de ce dernier avec les crochets 19 du piston 15. Le piston 25 porte également, en saillie radiale vers l'extérieur, des ergots 30, formant butée mécanique, et destinés à coopérer avec les crochets 19, formant également butée mécanique d'entraínement, de la manière décrite ci-dessous.
Enfin, deux canaux de sortie d'air 31 et 32 sont ménagés dans le corps 10 et débouchent radialement (par rapport à l'axe A-A) dans la chambre 11, le premier, 31, entre le fond 21 et les pistons 15 et 25, et le second, 32, en regard de la jupe 17 du piston 15, entre la portée 18 et le siège 14 de la chambre 11. Ce second canal de sortie 32 se prolonge par un canal 33 ménagé dans la tubulure 2 et débouchant dans le prolongement du conduit d'admission 3, en aval du papillon 8.
La vanne à deux étages ainsi réalisée est compacte et de structure équilibrée : elle comprend une unique chambre 11 avec une unique entrée 12, deux pistons 15 et 25 dont l'un, 15, coulisse axialement dans la chambre 11, et l'autre, 25, est déplacé axialement dans le piston 15, de structure tubulaire, par déplacement de l'axe 24 manoeuvré par l'actionneur 23. Les ressorts de rappel 20 et 28 sont coaxiaux et rappellent les pistons 15 et 25 dans leur position initiale, qui est celle représentée sur la figure unique. Dans cette position initiale, sous l'effet du ressort 28, le piston interne 25 ferme le passage central 16 par appui contre le siège 27 du piston 15, et ce dernier ferme l'entrée 12 par application contre le siège 14 sous l'effet du ressort 20.
Le débit d'air par les canaux de sortie 31 et 32 est donc très faible ou nul.
En fonctionnement, le moteur pas à pas 23 régule la position axiale du piston 25 en écartant sa tête 26 du siège 27 interne à l'autre piston 15, sur une première course axiale définie par la distance axiale entre les ergots 30 du piston 25 et les dents en saillie des crochets 19 du piston 15. Par la régulation du déplacement du piston 25 sur cette première course axiale, on régule le débit d'air passant par l'entrée 12 et le passage 16 puis entre le siège 27 et le piston 25, pour s'écouler par le premier canal de sortie 31, relié aux injecteurs assistés par air. On régule ainsi le débit d'air d'assistance des injecteurs, ce qui permet de réguler le régime de ralenti, dans des conditions normales de température du moteur, jusqu'à un débit de l'ordre de 20 kg/h lorsque le piston 25 a exécuté la totalité de la première course axiale. Cette première course peut être par exemple de 2 mm et obtenue pour 50 pas de rotation du moteur pas à pas 23.
En cas de demande d'air supplémentaire, notamment lors d'un démarrage à froid du moteur, ou lors de décélération à régime élevé, le moteur pas à pas 23 entraíne par l'axe 24 le piston 25 sur une seconde course axiale, sur laquelle les ergots 30 du piston 25 sont en butée mécanique contre les crochets 19 de la jupe 17 et entraínent ainsi le piston 15, qui est écarté du siège 14, de sorte que de l'air passe par l'ouverture 12 puis entre le siège 14 et le piston 15, et par le conduit de sortie 32, pour déboucher dans le canal 33 et la tubulure 2 en dérivation sur le papillon 8, fermé dans ces conditions de fonctionnement. On peut ainsi admettre un débit d'air supplémentaire pouvant atteindre 60 kg/h environ, lorsque les pistons 25 et 15 ont été déplacés sur une seconde course axiale de l'ordre de 6 mm, obtenue pour un déplacement supplémentaire de 150 pas du moteur pas à pas 23.
La vanne à deux étages, ainsi intégrée au corps de papillon 1, permet de réguler, entre le premier et le cinquantième pas du moteur 23, le débit passant par la sortie 31 vers les injecteurs assistés par air, et, entre le cinquante et unième et le deux centième pas, permet de réguler le débit d'air par la sortie 32, en dérivation sur le papillon 8, alors que le débit d'air par la sortie 31 vers les injecteurs assistés par air est maintenu maximum.
Dès que le moteur électrique pas à pas 23 n'est plus alimenté, les ressorts de rappel 20 et 28 repoussent les pistons 15 et 25 contre les sièges 14 et 27 en position d'obturation de l'entrée 12 et du passage central 16, ce qui coupe les communications entre l'entrée 12 et les sorties 32 et 31.
La vanne à deux étages ainsi réalisée est simple et fiable, et ne présente pas ou peu de frottement, ainsi que de faibles risques d'encrassement des passages d'air. Elle est en outre très facile à piloter.

Claims (10)

  1. Vanne à deux étages, pour l'alimentation en air, d'une part, d'au moins un injecteur assisté par air pour l'injection de combustible dans une tubulure (2) d'admission d'une installation d'alimentation par injection d'un moteur à combustion interne, et, d'autre part, en dérivation sur un organe d'étranglement (8), tel qu'un papillon, mobile dans un conduit (3) pour réguler l'alimentation en air de la tubulure (2) d'admission, la vanne comprenant un corps (10) dans lequel un équipage mobile, comprend un premier et un second pistons (15, 25), dont chacun est rappelé par des moyens élastiques (20, 28) vers une position d'application avec une fuite minimale contre respectivement un premier (14) et un second (27) sièges, pour réduire à sa valeur minimale la communication entre au moins une entrée (12) du corps (10), alimentée en air depuis l'amont de l'organe d'étranglement (8), et l'une respectivement de deux sorties (31, 32) du corps, dont une première (31) alimente le ou les injecteurs assistés par air, et dont la seconde (32) alimente la tubulure (2) en aval de l'organe d'étranglement (8), l'équipage mobile étant déplaçable par un actionneur (23), à l'encontre des moyens élastiques de rappel (20, 28), pour mettre chaque sortie (31, 32) en communication avec l'entrée (12) correspondante en écartant le piston (15, 25) correspondant de son siège (14, 27) correspondant, le premier piston (25) seulement étant lié à l'actionneur (23) et étant solidaire en mouvement de premiers moyens de butée (30) qui, au-delà d'une première course du premier piston (25) à partir de sa position appliquée contre le premier siège (27), coopèrent avec des seconds moyens de butée (19) solidaires en mouvement du second piston (15), pour l'entraíner avec le premier piston (25) sur une seconde course, à partir de la position du second piston (15) appliqué contre le second siège (14).
  2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur (23) régule le débit d'air par la première sortie (31) vers le ou les injecteurs assistés par air en régulant la position du premier piston (25) sur la première course.
  3. Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'actionneur (23) régule le débit d'air par la seconde sortie (32) vers l'aval de l'organe d'étranglement (8) en régulant la position du second piston (15) sur la seconde course.
  4. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le débit d'air par la première sortie (31) vers le ou les injecteurs assistés par air reste maximal lorsque les pistons (15, 25) sont déplacés sur la seconde course.
  5. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'actionneur (23) est à course rectiligne et déplace axialement (A-A) un axe (24) solidaire du premier piston (25), le second piston (15) étant annulaire monté coulissant axialement dans le corps (10), et disposé sensiblement autour de l'ensemble constitué par l'axe (24) et le premier piston (25), ledit ensemble portant les premiers moyens de butée (30) coopérant avec les seconds moyens de butée (19) solidaires du second piston (15).
  6. Vanne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier siège (27) est délimité autour du passage central (16) du second piston (15), du côté opposé à la face de ce dernier venant en contact contre le second siège (14), qui entoure une unique entrée d'air (12) dans le corps (10).
  7. Vanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le second piston (15) présente une jupe tubulaire (17) guidée (18) axialement (A-A) dans une unique chambre axiale (11) du corps (10), et dans laquelle le premier piston (25) est déplacé axialement sur au moins une partie de la première course, les seconds moyens de butée comprenant au moins un crochet (19) porté par la jupe (17) et en saillie vers l'intérieur de cette dernière, les premiers moyens de butée comprenant au moins un ergot (30) en saillie latéralement sur le premier piston (25) et coopérant avec le ou les crochets (19) de la jupe (17).
  8. Vanne selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que son corps (10) est au moins en partie d'une seule pièce avec un corps (1) dans lequel est ménagé le conduit (3) logeant l'organe d'étranglement mobile (8), et l'unique entrée d'air (12) du corps de vanne (10) débouche directement dans le conduit (3), en amont dudit organe d'étranglement (8).
  9. Vanne selon la revendication 8, caractérisée en ce que, du côté opposé à son unique entrée d'air (12), le corps (10) de vanne est fermé par un fond (21), traversé par l'axe (24) et supportant l'actionneur (23), et contre lequel prennent appui les moyens élastiques de rappel comprenant deux ressorts hélicoïdaux (20, 28), dont un premier (28) entoure l'axe (24) et repousse le premier piston (25), et dont le second entoure (20) le premier (28) et repousse le second piston (15).
  10. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'actionneur (23) comprend un moteur électrique pas à pas.
EP95400735A 1994-04-06 1995-04-03 Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne Expired - Lifetime EP0676543B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9404018A FR2718490B1 (fr) 1994-04-06 1994-04-06 Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne.
FR9404018 1994-04-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0676543A1 EP0676543A1 (fr) 1995-10-11
EP0676543B1 true EP0676543B1 (fr) 1998-03-04

Family

ID=9461775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95400735A Expired - Lifetime EP0676543B1 (fr) 1994-04-06 1995-04-03 Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5497746A (fr)
EP (1) EP0676543B1 (fr)
JP (1) JPH0893605A (fr)
BR (1) BR9501452A (fr)
DE (1) DE69501671T2 (fr)
ES (1) ES2113716T3 (fr)
FR (1) FR2718490B1 (fr)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11505595A (ja) * 1996-02-14 1999-05-21 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 結合されたバルブ構成部材から成るバルブ及びこのようなバルブを具える燃料噴射システム
JP3639205B2 (ja) * 2000-11-07 2005-04-20 株式会社日立製作所 内燃機関のアイドル回転数制御装置
JP3986850B2 (ja) * 2001-04-27 2007-10-03 株式会社ケーヒン エンジンの吸気量制御装置
ES2355359T3 (es) * 2001-04-27 2011-03-25 Keihin Corporation Dispositivo de admisión de un motor.
KR20030030696A (ko) * 2001-10-12 2003-04-18 현대자동차주식회사 드로틀 바디의 흡기 소음 방지장치
EP1734236B1 (fr) * 2004-03-31 2009-09-30 Keihin Corporation Dispositif de controle d'air du ralenti d'un dispositif d'injection de carburant
JP4234121B2 (ja) * 2005-09-02 2009-03-04 株式会社ケーヒン エンジン用吸気装置
JP4191709B2 (ja) * 2005-09-06 2008-12-03 株式会社ケーヒン エンジン用吸気装置
JP4690990B2 (ja) * 2006-10-04 2011-06-01 株式会社ケーヒン 燃料噴射装置におけるエアバイパス装置
US8752519B2 (en) * 2009-12-15 2014-06-17 GM Global Technology Operations LLC Air assist start stop methods and systems
CN104847901A (zh) * 2014-11-28 2015-08-19 重庆斯凯力科技有限公司 可调式摩托车二次进气阀

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57126535A (en) * 1981-01-30 1982-08-06 Nippon Carbureter Co Ltd Engine r.p.m. controlling unit
JPS5885338A (ja) * 1981-11-12 1983-05-21 Toyota Motor Corp 内燃機関のアイドル回転数制御装置
JPH01208676A (ja) * 1988-02-17 1989-08-22 Misawa Homes Co Ltd 流量制御弁
US5018495A (en) * 1988-08-17 1991-05-28 Colt Industries, Inc. Automatic idle speed circuitry
JP2705236B2 (ja) * 1988-10-27 1998-01-28 株式会社デンソー 三方電磁弁
US4989564A (en) * 1990-01-10 1991-02-05 Siemens-Bendix Automotive Electronics Limited Idle air bypass
JPH03275979A (ja) * 1990-03-26 1991-12-06 Aisan Ind Co Ltd 流量制御弁
US5095939A (en) * 1991-06-13 1992-03-17 Allied-Signal Inc. Redundant pressurizing valve
DE4231241A1 (de) * 1992-09-18 1994-03-24 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE69501671D1 (de) 1998-04-09
DE69501671T2 (de) 1998-10-22
JPH0893605A (ja) 1996-04-09
FR2718490B1 (fr) 1996-07-05
FR2718490A1 (fr) 1995-10-13
EP0676543A1 (fr) 1995-10-11
BR9501452A (pt) 1995-11-07
ES2113716T3 (es) 1998-05-01
US5497746A (en) 1996-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0676543B1 (fr) Vanne à deux étages pour l'alimentation en air d'injecteurs de moteur à combustion interne
EP2954183B1 (fr) Dispositif d'orientation des gaz d'échappement
FR2569230A1 (fr) Installation de commande d'un moteur a combustion interne et procede de commande des gaz composes d'air et de gaz d'echappement reinjectes, alimentant des chambres de combustion d'un moteur a combustion interne a auto-allumage
FR2704600A1 (fr) Installation d'injection de carburant pour moteur thermique.
FR2786245A1 (fr) Soupape a mouvement rectiligne alternatif commandee hydrauliquement
CH641284A5 (fr) Dispositif regulateur de la pression d'un fluide.
FR2623458A1 (fr) Dispositif pour produire une depression, en particulier pour un systeme de freinage de vehicule automobile
FR2759413A1 (fr) Moteur a combustion interne comportant un turbocompresseur a gaz d'echappement
FR2508103A1 (fr) Procede et dispositif pour alimenter sequentiellement en carburant un moteur a combustion interne
WO2014122389A1 (fr) Système de suralimentation des gaz d'admission et de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur et procédé de commande associé
EP0712998B1 (fr) Vanne de coupure pour circuit d'injection d'air à l'échappement de moteur à combustion interne
EP0692626B1 (fr) Injecteur de carburant "bi-jet" à assistance pneumatique de pulvérisation, pour moteur à combustion interne alimenté par injection
FR2775737A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant pour moteur a combustion interne
FR2545158A1 (fr) Procede pour commander la section de sortie d'injecteurs pour moteurs a combustion interne a injection directe et injecteur pour la mise en oeuvre du procede
EP0577451B1 (fr) Dispositif de contrÔle de l'injection pneumatique d'un mélange carburé dans un moteur à combustion interne à deux temps et utilisation associée
FR2850135A1 (fr) Moteur a deux temps et procede pour assurer son fonctionnement
EP0458670B1 (fr) Procédé d'injection pneumatique de carburant dans un moteur à deux temps et moteur à deux temps correspondant
EP0080911B1 (fr) Dispositif de commande pneumatique de la pression de suralimentation d'un moteur turbocompressé
EP1548250B1 (fr) Moteur à combustion interne avec suralimentation pilotée et procédé de pilotage de la suralimentation
FR2756322A1 (fr) Dispositif de commande d'une soupape de securite pour moteurs a turbocompresseur de suralimentation
FR2773593A1 (fr) Systeme d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne
FR2538455A1 (fr) Installation d'injection de carburant pour moteur a combustion interne permettant un reglage etendu du rapport carburant-air
FR2729184A1 (fr) Dispositif a soupape, notamment pour une soupape de reinjection de gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
EP0692624B1 (fr) Injecteur de carburant "bi-jet" à noyaux et entrefers en parallèle, pour moteur à combustion interne alimenté par injection
FR2496769A1 (fr) Carburateur pour moteurs a combustion interne

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19960206

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19970708

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES GB IT SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 69501671

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19980409

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19980320

ITF It: translation for a ep patent filed
REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2113716

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20030318

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20030326

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20030403

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20030723

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040403

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040404

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040405

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20041103

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
EUG Se: european patent has lapsed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050403

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20040405