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Patent 1112056 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1112056
(21) Application Number: 290692
(54) English Title: METHOD AND DEVICE FOR IMPROVING THE OPERATION OF A TURBOCOMPRESSOR EQUIPPED MOTOR
(54) French Title: METHODE ET DISPOSITIF POUR AMELIORER LE FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR EQUIPE D'UN TURBO- COMPRESSEUR
Status: Expired
Bibliographic Data
(52) Canadian Patent Classification (CPC):
  • 60/8
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F02B 37/00 (2006.01)
  • F02B 33/44 (2006.01)
  • F02B 37/16 (2006.01)
(72) Inventors :
  • ECOMARD, ANDRE (France)
  • EYZAT, PIERRE (France)
(73) Owners :
  • INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE (France)
(71) Applicants :
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1981-11-10
(22) Filed Date: 1977-11-10
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
76 34 401 France 1976-11-12

Abstracts

French Abstract



PRECIS DE LA DIVULGATION:

Méthode et dispositif pour améliorer le fonctionnement
d'un moteur à combustion interne, ayant une admission d'air, et
équipé d'une turbine actionnée par les gaz d'échappement, cette
turbine entraînant un compresseur d'air capable de délivrer par
son orifice de sortie de l'air sous pression, lorsque son orifice
d'admission communique avec l'atmosphère, Pendant le fonctionne-
ment du moteur, on repère les conditions opératoires du moteur,
et en fonction de ces conditions opératoires, on impose au moteur
un mode de fonctionnement choisi parmi un premier et un second
modes de fonctionnement. Le premier mode de fonctionnement est
obtenu en alimentant le moteur en air sous une pression déterminée,
exclusivement à partir d'une source statique, tandis que l'on
maintient à une valeur faible le travail de compression produit
par le compresseur. Le second mode de fonctionnement du moteur
correspond à l'alimentation du moteur en air délivré exclusivement
par le compresseur, le passage de l'un à l'autre des modes de
fonctionnement étant réalisé aussi rapidement que possible. Pour
ce faire, le dispositif comporte une source d'air sous une pression
déterminée, un organe distributeur ayant une première position
dans laquelle il met en communication ladite source et l'admission
d'air du moteur et maintient à une faible valeur le travail de
compression produit par le compresseur et une seconde position
dans laquelle il met exclusivement en communication l'admission
d'air du moteur et l'orifice de sortie du compresseur, et un
élément de commande coopérant avec ledit organe distributeur pour
obtenir rapidement son passage de l'une à l'autre de ses posi-
tions, pour des conditions prététerminées de fonctionnement du
moteur.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



The embodiments of the invention in which an exclusive
property or privilege is claimed are defined as follows:


1. Méthode pour améliorer le fonctionnement d'un
moteur à combustion interne équipé d'une turbine actionnée par
les gaz d'échappement du moteur et d'un compresseur entraîné par
cette turbine, compresseur capable de délivrer de l'air sous
pression par son orifice de sortie lorsque son orifice d'ad-
mission communique avec l'atmosphère; méthode selon laquelle on
repère les conditions opératoires du moteur et, en fonction de ces
conditions opératoires, on impose au moteur un mode de fonctionne-
ment choisi parmi un premier et un second mode de fonctionnement;
ledit premier mode de fonctionnement étant obtenu en alimentant
le moteur en air sous une pression déterminée, exclusivement à
partir d'une source statique, tandis que l'on maintient à une
valeur faible le travail de compression produit par le compres-
seur, et ledit second mode de fonctionnement du moteur correspon-
dant à l'alimentation du moteur en air délivré exclusivement
par le compresseur; et selon laquelle l'orifice d'admission et
l'orifice de sortie du compresseur sont reliés entre eux pendant
toute la durée du premier mode de fonctionnement.


2. Méthode suivant la revendication 1, selon laquelle
on démarre le moteur et on lui impose ledit premier mode de
fonctionnement; on provoque le passage dudit premier audit second
mode de fonctionnement uniquement lorsque les conditions opéra-
toires varient de façon à atteindre des premières conditions
prédéterminées; on passe ensuite dudit second audit premier mode
de fonctionnement lorsque les conditions opératoires varient en
sens inverse de façon à atteindre des secondes conditions
prédéterminées; on repère lesdites conditions opératoires en
mesurant la valeur d'au moins une grandeur représentative du
fonctionnement du moteur, et selon laquelle lesdites premières

13

et secondes conditions opératoires prédéterminées correspondent
respectivement à une première et une seconde valeur seuil de
ladite grandeur représentative, ces première et deuxième grandeurs
seuils étant différentes l'une de l'autre.


3. Méthode suivant la revendication 1, selon laquelle
on démarre le moteur et on lui impose ledit second mode de
fonctionnement; on provoque successivement le passage dudit
second audit premier mode de fonctionnement uniquement lorsque les
conditions opératoires atteignent des premières conditions pré-
déterminées puis l'on passe dudit premier audit second mode, un
intervalle de temps déterminé après le passage de fonctionnement
du moteur dudit second audit premier mode de fonctionnement.


4. Méthode suivant la revendication 3, selon laquelle
on repère lesdites conditions opératoires en mesurant la valeur
d'au moins une grandeur représentative du fonctionnement du moteur,
lesdites premières conditions opératoires correspondant à une
première valeur seuil prédéterminée de ladite grandeur; selon
laquelle ladite grandeur mesurée est la valeur et le sens de la
vitesse de déplacement de la commande d'accélération du moteur et
selon laquelle aussi on provoque le passage du second au premier
mode de fonctionnement quand ladite vitesse de déplacement a
atteint en croissant une première valeur prédéterminée en accélé-
rant et, simultanément, quand le régime de fonctionnement du
moteur est inférieur à un seuil prédéterminé.


5. Dispositif pour améliorer le fonctionnement d'un
moteur à combustion interne équipe d'une turbine actionnée par
les gaz d'échappement du moteur et d'un compresseur entraîné par

la turbine, ce compresseur ayant un orifice d'entrée pouvant être
relie à l'atmosphère et un orifice de sortie pouvant être relie
à l'admission d'air du moteur; un organe distributeur ayant une
première et une seconde position, la première position mettant

14

en communication une source d'air à pression déterminée et
l'admission du moteur et maintenant à une faible valeur le tra-
vail de compression produit par le compresseur; la seconde posi-
tion reliant l'admission du moteur exclusivement avec l'orifice
de sortie du compresseur; et un élément de commande coopérant
avec ledit organe distributeur pour obtenir rapidement le
passage de l'organe distributeur de la première à la seconde
position pour des conditions prédéterminées de fonctionnement du
moteur; et dans lequel l'organe distributeur, dans sa première
position, relie les orifices d'entrée et de sortie du compresseur.


6. Dispositif suivant la revendication 5, selon
lequel ledit élément de commande est adapté à provoquer automati-
quement le changement de position dudit organe distributeur en
fonction de la valeur prise par au moins une grandeur représenta-
tive des conditions de fonctionnement du moteur, ce dernier étant
démarré lorsque l'organe distributeur est dans la seconde posi-
tion; selon lequel ledit élément de commande comporte un détecteur
capable de produire un signal de commande lorsque ladite grandeur
prend une valeur déterminée, et que ledit élément de commande
provoque le passage de l'organe distributeur de la seconde à la
première position lorsqu'apparaît ledit signal de commande; le
dispositif ayant en outre un élément temporisateur adapté à pro-
voquer le passage de la seconde à la première position après un
intervalle de temps déterminé.


7. Dispositif suivant la revendication 6, selon
lequel la valeur déterminée de ladite grandeur correspond à une
valeur pour laquelle le régime de fonctionnement du moteur atteint
en croissant un premier seuil déterminé.



8. Dispositif suivant la revendication 7, selon
lequel ledit détecteur est apte à mesurer la vitesse et le sens
du déplacement de la commande d'accélération du moteur pour en


valider le signal de commande; selon lequel il comporte un
élément de validation du signal de commande constitué par un
organe d'interruption actionné par un élément sensible, cet
organe d'interruption ayant une position de fermeture permettant
le transfert du signal de commande du détecteur vers l'organe
distributeur et selon lequel ledit élément sensible est adapté
à maintenir l'organe d'interruption dans sa position de fermeture
tant que le déplacement de la commande d'accélération du moteur
reste plus faible qu'une valeur limite prédéterminée.


9. Dispositif suivant la revendication 7, selon
lequel le moteur en est un à allumage commande; ledit détecteur
est adapté à mesurer la vitesse et le sens du déplacement de la
commande d'accélération du moteur; il comporte un élément de
validation du signal de commande constitué par un organe d'in-
terruption actionné par un élément sensible, cet organe d'in-
terruption ayant une position de fermeture permettant le trans-
fert du signal de commande du détecteur vers l'organe distribu-
teur, et selon lequel ledit élément sensible comporte un détec-
teur de pression adapte à maintenir l'organe d'interruption dans
sa position de fermeture tant que la pression à l'entrée du
moteur est inférieure à une valeur déterminée.


10. Dispositif pour améliorer le fonctionnement d'un
moteur à combustion interne équipé d'une turbine actionnée par
les gaz d'échappement du moteur et d'un compresseur entraîné par
ladite turbine, compresseur dont l'orifice d'entrée peut être
relié à l'atmosphère et dont l'orifice de sortie peut être relie
à l'admission d'air du moteur; dispositif comportant en combinai-
son un organe distributeur ayant une première et une seconde
position, la première position mettant en communication une source
d'air à pression déterminée et l'admission du moteur et mainte-
nant à une faible valeur le travail de compression produit par le

16

compresseur; la seconde position reliant l'admission du moteur
exclusivement avec l'orifice de sortie du compresseur; un élément
de commande coopérant avec ledit organe distributeur pour obtenir
rapidement le passage de l'organe distributeur de la première à
la seconde position pour des conditions déterminées de fonctionne-
ment du moteur; ledit élément de commande étant apte à provoquer
automatiquement le changement de position dudit organe distribu-
teur en fonction de la valeur prise par au moins une grandeur
représentative des conditions de fonctionnement du moteur; ledit
élément de commande comportant un détecteur capable de produire
un premier signal de commande lorsque ladite grandeur prend une
valeur pour laquelle le régime de fonctionnement du moteur atteint,
en croissant, un premier seuil déterminé et apte à produire un
second signal de commande lorsque ladite grandeur prend une
valeur pour laquelle le régime de fonctionnement du moteur atteint,
en décroissant, un second seuil déterminé; cet élément de commande
provoquant le changement de position dudit organe distributeur
de ladite première à ladite seconde position en réaction audit
premier signal de commande et provoquant le changement de position
dudit organe de distribution de ladite seconde à ladite première
position en réaction au second signal de commande; ledit élément
de commande comportant en outre une bague mobile le long d'un axe
fixe, un étrier déplaçable en fonction du déplacement de la
commande d'accélération du moteur, cet étrier ayant deux bras
situés de part et d'autre de ladite bague, des ressorts tarés
interposés entre chaque bras de l'étrier et ladite bague, et un
élément de verrouillage composé d'une bille et d'un ressort taré
placé dans un orifice radial de l'arbre fixe; cette bille prenant
place à l'intérieur d'une rainure usinée dans l'alésage de la
bague, pour coopérer avec une butée placée dans cette rainure, et
solidaire de la bague, l'élément de verrouillage empêchant tout
mouvement de la bague tant que la résultante des efforts

17

exercés par les ressorts sur la bague n'atteint pas une valeur
de tarage de l'élément de verrouillage.


11. Dispositif suivant la revendication 5, dans
lequel l'air à pression déterminée délivré par ladite source
est de l'air à la pression atmosphérique, et selon lequel l'or-
gane distributeur est composé d'un corps creux ayant trois ori-
fices, le premier étant relié à l'orifice d'entrée du compresseur,
le second à l'admission du moteur et le troisième communiquant
avec l'atmosphère; un volet articulé autour d'un axe fixe du
corps creux, ce volet dans une première position obturant com-
platement le premier orifice et dans une seconde position obtu-
rant complètement le second orifice, et un bras de manoeuvre
solidaire dudit volet pour assurer son déplacement, ce bras de`
manoeuvre étant actionné par ledit élément de commande.

18

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


La presente in~ention concerne les moteurs a combustion
interne suralimentés, utilisant un organe compresseur entralné
par une turbine actionnée par les gaz d'echappement. On designe .. :~
par moteur à combustion interne aussi bien les moteurs du type a
allumage commande que ceux du type à allumage par compression.
Plus precisement, l'inven-tion propose une methode et ;~
un dispositif permettant d'obtenir un meilleur fonctionnement
des moteurs du type indique plus haut, en ameliorant, par .
exemple mais non exclusivement, le pouvoir d'acceleration de ces
moteurs (et notamment le pouvoir d'accéleration rapide). ~;
On sait tous les avantages (gain de poids, gain de place,
consommation reduite, etc.) qui sont obtenus lorsqu'on substitue
à un moteur de cylindree importante, un moteur suralimente de .
cylindrée moindre qui, en régime établi et dès que la vitesse de
rotation du moteur atteint une certaine valeur, peut avoir des
performances maximales identiques à celles du moteur non surali- .
: menté.
Mais la réponse d'un moteur suralimenté à un ordre ;~
d'accélération n'est pas aussi rapide que celle d'un moteur non ~.
suralimente ayant des performances maximales equivalentes, --
l'ecart de performance entre les deux types de moteur etant d'au~
tant plus grand que la cylindrée du moteur suralimente est plus `~ .. .
faible ou que la vitesse de rotation (ou régime de fonc-tionne- -
ment du moteur) est plus basse. Cela constitue un inconvenient
majeur lorsqu'un moteur suralimenté doit equiper un vehicule
automobile pour leque1 on requiert generalement la possibilite
d'accelérer rapidement quel que soit le regime de fonctionnement
du moteur.
~'objet de l'invention est de proposer une methode et ~ -~

un dispositif ameliorant le fonctionnement des moteurs surali- :
mentes par un turbo-compresseur, en vue de supprimer ou au moins ; r,
d'atténuer notablement, certains au moins des inconvénients des



,f
- 1 - ~ .


.. . ... . .... . . .. ........ .. .. .. . .. . .. ..

moteurs suralimentés tels qu'ils sont actuellement utilisés.
Conformément à l'objet pr~cité, l'invention revendiquée
ici est essentiellement une méthode pour ameliorer le fonctionne-
ment d'un moteur à combustion interne equipé d'une turbine
actionnee par les gaz d'échappement du moteur et d'un compresseur
entraîne par cette turbine, compresseur capable de délivrer de
l'air sous pression par son orifice de sortie lorsque son orifice
d'admission communique avec l'atmosphère; méthode selon laquelle
on répère les conditions operatoires du moteur et, en fonction de :
10 . ces conditions operatoires, on impose au moteur un mode de :`
fonctionnement choisi parmi un premier et un second mode de fonc-
tionnement; ledit premier mode de fonctionnement etant obtenu en
alimentant le moteur en air sous une pression determinée,
exclusivement à partir d'une source statique, tandis que l'on
maintient à une valeur faible le travail de compression produit
par le compresseur, et ledit second mode de fonctionnement du
moteur correspondant à l'alimentation du moteur en air délivré
exclusivement par le compresseur; et seIon laquelle l'orifice :
d'admission et l'orifice de sortie du compresseur sont relies
entre eux pendant toute la duree du premier mode de fonctionnement.
L'invention de la presente demande revendique egalement
un dispositif pour améliorer le fonctionnement d'un moteur à com-
bustion interne equipe d'une turbine actionnee par les gaz d'é-
chappement du moteur et d'un compresseur entraine par la turbine,
ce compresseur ayant un orifice d'entrée pouvant être reli~ à
l'atmosphère et un orifice de sortie pouvant être relie à l'ad- .
mission d'air du mo-teur; un organe distributeur ayant une première
et une seconde position, la première position mettant en communi-
cation une source d'air à pression determinee et l'admission du - ::
moteur et maintenant à une faible valeur le travail de compres-
sion produit par le compresseur; la seconde position reliant
l'admission du moteur exclusivement avec l'orifice de sortie du


~. ~
- la -

compresseur; et un élément de commande cooperant avec ledLt ;
. organe distributeur pour obtenir rapidement le passage de l'or-
gane distributeur de la première à la seconde position pour des
conditions pr~determinées de ~onctionnement du moteur; et dans
lequel l'organe distributeur, dans sa première position, relie
les orifices d'entxee et de sortie du compresseur. .
L'invention pourra être bien comprise et tous ses j,.
avantages apparaîtront à la lecture de la description des
différents modes de réalisation de l'invention illustrés par
les figures annexees.où: .
. la figure 1 représente schémati~uement un moteur
suralimenté par un turbo-compresseur, équipe du dispositi.f
selon l'invention,

- - - ----- - ---- - - _ . _

- les figures 2 et 2A illustrent des variantes de la figure 1,
- la figure 3 montre de façon plus détaillée un exemple non limitatif de réali-
sation de l'organe distributeur et de l'élément de commande,
- les figures 3A à 3F montrent le fonctionnement du dispositif, r
- la figure 4*schématise un autre exemple de réalisation de l'invention et
- les figures 5, 6 et 7 représentent différents modes de réalisation de l'organe distributeur 7.
.~ .''`
La figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion interne 1
comportant une admission d'air 2 reliée au moteur 1, et un échappement 3 des
10 gaz br~lés. -
`
Ce moteur peut être du type diésel ou du type à allumage commandé,
lladmission d'air étant dans ce cas constituée par l'entrée dlair du carburateurqui n'est pas représenté. -
',' ~
La suralimentation du moteur 1 est obtenue par un turbo-compresseur
comportant une turbine 4 actionnée par les gaz d'échappement, et qui entralne uncompresseur d'air 5, par exemple du type centrifuge, dont la sortie communique ~;
avec l'admission d'air 2 du moteur par une canalisation 6 qui sera de préférencede longueur aussi faible que possible et de diamètre maximum pour réduire les -
pertes de charge dans l'écoulement d'air. ~ -

Le fonctionnement d'un mo-teur suralimenté, bien connu de l'homme de ~ ;
l'art, n'est pas rappelé ici.

Il est possible d'améliorer le fonctionnement d'un moteur suralimenté
en effectuant les opérations suivantes, en fonction des valeurs prises par au
moins une grandeur mesurée, représentative du fonctionnement du mo-teur :
a) connexion de l'admission d'air du moteur à une source capable de délivrer
de l'air sous une pression déterminée qui peut être sensiblement constante~
lorsque la grandeur mesurée prend une première valeur arbitrairement fixée,
et maintion du compresseur dans des conditions de fonctionnement telles
qu'il ne produise tout au plus qu'une faible énergie de compression, ~ ;
b) alimen-tation dL1 mo-teur exclusivement par le compresseur lnrsque ladite
grandeur mesurée a une seconde valeur prédeterminée différente de ladite
première valour, cbacune de ces opérations éiant réalisée dans un inter-
valle de temps aussi court que possible.
* deuxième planche des dessins


Un dispositif pour mettre en oeuvre la méthode selon l'invention est
illustré schématiquement sur la figure 1. Il comporte essentiellement un
organe distributeur 7, par exemple du type vanne à trois voies et deux posi-
tions. Dans le cas représenté cet organe est connecté à l'admission 2, à
l'sntrée du compresseur 5 et à l'admission générale d'air schématisee par un
filtre à air 8.
~.
Dans une première position, l'organe 7 met en communication le filtre
3 air 8 et l'admission 2 tandis qu'il obstrue-totalement l'entrée du compres-
seur 5. Comme il découle de ce qui précède, la source fournissant de l'air
so~s pression déterminée/constante, lorsque l'organe 7 est dans sa première
position9 est, dans ce mode de réalisation, constituée par l'atmosphère.
,,
Dans une seconde position, l'organe distributeur 7 relie le filtre -
b air 3 et l'entrée du compresseur 5 et empêche,simultanément,toute communi-
cation entre le filtre à air et l'admission 2. ~-
~,'',~ .
Un él~ment de commande 9 actionne l'organe 7 en fonction de la valeur
d'au moins une grandeur représentative du fonctionnement du moteur. ~ette
grandeur pourra être la position de la commande d'accélération (pédale d'ac-
célérateur) ou de tout élément qui lui est associé, tel que tringlerie, papil-
lon du carburateur lorsque le motsur est un moteur à allumage commandé. Cette
grandeur pourra être aussi le régime du moteur, la vitesse de déplacement de
la commande d'accélération, la pression dans la tubulure d'admission du moteur
etc. ~;
...r
Le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention peut varier
sensiblement et l'élément de commande 9 est conSu en conséquence.
' ' . ' ' , :

On indique ci-dessousun premier mode de fonctionnement du dispositif
selon l'inventian représenté par la figure 1.

L'orga~e de commande 9 agit en ~onction de la valeur de la grandeur
représentative de fonctionnement du moteur en étant, par exemple, associé à la
commande d'accélération (pédale d'accélérateur) ou à la tringlerie qui la
prolonge.




, . .. . . .

LDrsque la valeur de la grandeur est inférieure à un seuil 51' l'élé- ;
ment de commande 9 maintient l'organe 7 dans sa première position pour laquelle
le compresseur 5 ne débite pas, son entrée étant obturée~et pour laquelle l'admis-
sion 2 est sn communication avec le filtre 8~ Le moteur fonctionne alors en aspi-
ration naturelle. Les auteurs de l'invention ont consta-té que la ~itesse de rota-
tion du cnmpresseur 5, qui ne débite pas, s'établit à une ualeur notablement
supérieure à celle qu'elle aurait si 1'entrée du compresseur S était restée ou-
verte.
.'' `
Lorsque la valeur de la grandeur varie et atteint le seuil 51~ l'élément
de commande 9 place rapidement l'organe 7 dans sa deuxieme position pour laquelle
le moteur est suralimenté. On constate alors que, grâce au phénomène d'inertie,
la vitesse du compresseur n'est tout d'abord pas sensiblement modifiée, ce qui
favorise une bonne suralimentation du moteur, cette vitesse augmentant ensuite
progressivement comme le régime du moteur. ;
;.
Lorsque la valeur de la grandeur atteint~en variant en sens inverse~un
seuil 52~ l'élément de commande 9 place à nouveau l'organe 7 dans sa première
position.
.
Pour éviter qu'apparaissent des phénomènes de pompage dans le fpnction-
nement du moteur et obtenir une bonne stabilité de fonctionnement, il est préféra-
ble que les seuils 51 et S2 soient différents.

De préférence, et bien que cela ne soit pas limitatif, le seuil 51 sera
choisi tel qu'il corresponde à un régime moteur voisin de 6û% du régime maximal,sur le rapport le plus long, lorsque le véhicule se déplace sur un terrain plat
ou palier.

De meme, l'expérience a montré qu'il est préférable que le passage j '
rapide d'une position à l'autre de l'organe 7 s'effectue en un temps aussi courtque possible, la valeur minimale étant limitée par les caractéristiques mécaniques
du dispositif (inertie, etc...~ et la valeur maximale étant limitée au tiers du
temps minimum nécessaire à un opérateur pour déplacer la pédale de l'accélérateur ~ -
entre les positions extremes qu'elle peut occuper. En général le temps de passage ~ -`
d'une position à l'autre de l'organe 7 sera de l'ordre du dizième de seconde.

La figure 2 représente une première variante du dispositif illustré par
la figure 1 selon laquelleldans une première position~l'organe 7 obture la sortie ~;~
du compresseur S et relie simultanément l'admission 2 du moteur au filtre à air 8,
tandis que dans sa deuxième position il met en communication la sortie du compres-



seur 5 et l'admission 2 du moteur.

Selon une seconde variante de réalisation illustrée par la figure 2A,
.
le distributeur 7 est du type à quatre voies et deux positions . D ans la première
position,d'une partJ met eln CDmmUniCatiOn le filtre à air 3 et l'admission 2 dumoteur et d'autre part,/relie l'entrée et la sortie du compresseur alors que dans
la deuxième position il relie l'entrée du compresseur 5 au filtre à air 8 et la
sortie du compresseur à l'admission du moteur.

Selon une variante possible de fonctionnement, l'élément de commande 9
est adapté à maintenir, en régime permanent, l'organs 7 dans la position a~surant
la suralimentation du moteur par le compresseur 5, à provoquer le passage de cetorgane dans son autre position correspondant à la connexion de l'admission du
moteur 2 au filtre à air 8 lorsque, simultanément, la commande d'accélÉration
(pédale d'accélérateur) est déplacée rapidement dans le sens de l'accélération
et que le point de fonctionnement du moteur est situé dans une zone prédéterminée,
puis à maintenir l'organe 7 dans cette position pendant un intervalle de temps
déterminé.

Les modes de réalisation de l'organe distributeur 7 et de l!élément
de commande 9 qui lui est associé pourront 8tre divers.

La figure 3 représente schématiquemeni un exemple de réalisation simple, ;~
robuste et peu co~teux de l'organe 7 et de l'élément de commande 9. Dans ce cas
particulier on a choisi d'actionner l'organe 7 en fonction de la position de la
commande d'accélération (pédale d'accélérateur), le régime de fonctionnement du
moteur étant en relation avec la position de la commande d'accélération.

L'organe 7, qui est du type de celui illustré par la figure 1, est
composé d'un corps creux 10 en forme de Y ou de T dont les extrémités sont reliées
respectivement au filtre à air 8, à l'admission 2 du moteur et à l'entrée du
compresseur 5. Un volet 11, placé à l'intérieur du corps 10 et articulé autou-
d'un axe fixe 12, peut obturer l'une des branches du corps 10 reliées à l'admis-sion 2 et à l'entrée du compresseur 5. Le déplacement du volet 11 est assuré parun levier de commande 13 dont llextrémité porte un galet 13a qui s'engage dans
une rainure 14 pratiquée dans une bague 15 déplacable axialement sur un arbre
fixe 16. Dans l'alésage de la bague 15 sont usinées deux rainures 17a, 17b
séparées par une butée 18. L'arbre 16 porte un logement radial 19, contenant un
ressort taré 19a et une bille 19b qui peut coopérer avec l'une ou l'autre des
rainures l7a et 17b.




.. . .. .. .. .

. ~ ~
L'élément de commande 9 comporte également une pièce mobile ou étrier
20 dépla~able en ~onction du déplacement de la commande d'accélération ~pédale
d'acc~lérateur). Cette pièce est par exemple solidaire en translation d'une
tringlerie)non représentée~associée à la commahde d'accélération. La pièce 20
porte deux flasques 21 et 22 traversés par l'arbre 16 et qui~lors du montage~
sont positionnés de part et d'autre de la bague 15. DE!S ressorts 23 et 24 sont
interposés entre les flasques 21, 22 et la bague 15.
. ~,
Les figures 3A à 3E illustrent le fonctionnement mécanique de l'en-
semble représenté à la figure 3. Pour la clarté des figures seul le volet 11,
son axe d'a~ticulation t2, son levier de commande 13 et l'élément de commande 9
ont été représentés.

La figure 3A représente la position des différents éléments lors-
qu'~ucune action n'est exercée sur la commande d'accélération (pédale d'accé-
lérateur). Le volet 11 est dans la position correspondant à celle schématisée
en trait continu sur la figure 3. Le réglage de l'ensemble est tel que le
ressort 24 exerce sur la bague 15 un effort supérieur à celui produit par le
ressort 23.L'sffort résultant F supporté par la bague a pour valeur
¦ Fo¦ = ¦ k212 - k111

- k1 et k2 étant respectivement les raideurs des ressorts 23 et 24 et 11 et 12
les longueurs sur lesquelles les ressorts on-t été comprimés. r
', - '.`'', "'.
L'effort F dirigé vers la droite de la ~igure 3A est transmis au
levier 13 qui maintient le clapet dans sa position représentée en trait con-
tinu sur la figure 3. Dans cette position, la bille 19b pénètre dans la
rainure 17a en prenant appui contre la butée 180 : :

Dans ces conditions, qui correspondent aux faibles régimes de fonc- -
tionnement du moteur, l'admission 2 communiqus avec le filtre à air 8, autre-
ment dit le moteur fonctionne en aspiration naturelle.
.

,
.
:

, ~'



:: : : : . ~ : : : . :

Lorsqu'on agit sur la pédalE de l'accélérateur pour obtenir une
augmentation du régime du moteur, l'étrier 20 se déplace vers la gauche de la
figure 3A d'une valeur correspondante x. La ~orce résultante exercés sur la
bagus 15 par les ressorts 23 et 24 diminus, s'annule, puis croît en changeant
ds ssns sans provoquer le basculement du volet 11. Après un déplacement xl la
force résultante appliquée à la bague 20 atteint la valeur Fl (Fig. 3~) pour
laquelle le ressort 19a, a été taré. - ~
' :', "
~ cet instant (Fig. 3C), sous l'action de la force F1 la bague 15
s8 déplace bru-squement vers la gauche de la figure d'une quantité x2, la
10 bills 19b se logeant dans la rainure 17b. Cela provoque le basculement du `~
volet 11 dans la deuxième position, représentés en trait intsrrompu sur la
figurs 3, pour laquelle l'entrée du compresseur 5 communique avec le filtre
~ air 8. A partir de cette position de l'étrier 20 qui correspond au seuil
51 du régime de ~onctionnement du moteur, on obtient la suralimentation du
moteur par le compresseur 5. Dans cette nouvelle position, la force résul-
tante appliquée à la bague 15 par les ressort~ 23 et 24 est telle que cette
bague ne peut revenir dans sa première position. Un déplacement supplémentaire
de la pièce 20 vers la gauche de la figure 3C provoque une compression supplé- ~ `
mentaire du ressort 23 qui maintient le volet 11 dans sa position représentée -
en trait interrompu sur la fig~!re 3.

Lorsqu'on relâche l'accélérateur la pièce 2D est déplacée vers la
droite de la figure et le régime de fonctionnement du moteur decroît. Ce mou~
vement diminue la compression du ressort 23 et augmente celle du ressort 24.
La pi~ce 2D atteint~ en se déplaçant vers la droite de la figure, la position
représentée sur la .igure 3C sans provoquer le basculement du volet 11. Un
déplacement supplémentaire X3 (Fig. 3D) augmente jusqu'a la valeur F2 la résul-
tante des forces appliquées à la bague 15.
., -

A cet instant la bague 15 bascule brusquement pour revenir dans sapremière position (Fig. 3E). A partir de cette position de l'étrier 20 qui
correspond à un seuil 52 de fonctiannement, le moteur 1 fonctionne 3 nouveau
en aspiration naturelle.
~ .
~omme on peut le voir sur les figures 3A à 3E, le basculement de la ~ ;`
bague 15 d'une position à l'autre peut être obtenu pour des positions diffé-
rentes de la place 20 sulvant que l'on accélère ou que l'on décélère.

.~ ' ~' .

,
., . ~ ,~

Par exemple, en utilisant des ress4rts 23 et 24 de mêmes caractéristi-
ques ~raideurs k~ etc...) et en désisnant par xO la différence (l2 ~ l1), la
valeur de la force Fo peut s'écrire

¦ Fo¦ = ¦ k xo¦
Si de plus le ressort 19a est taré pour que F~ - FO.et si le dépla-
cement de la bague 15 s'effectue sur une longueur x2 = 0,5xo , on constate que
la valeur x1 = xO et que x3 = 0~5xo-

Dans ces conditions le déplacement de la bague 15 pendant les pério-
des d'accélération (Fig. 3~-3C) se déclenche lorsque la pièce 20 est à une
distance x1 = xO de sa position dlorigine représentée sur la figure 3A, alors
que le retour de la bague 15 à sa position initiale (FigO 3D - 3E) s'amorce
lorsque l'étrier 20 est à une distance x4= 0,5xOde sa position d'origine.`
. '~,
Les courbes de la figure 3F montrent le déplacement x de l'étrier 20 ;~
en fonction du temps, ce déplacement s'effectuant entre le polnt A et le point
lorsqu'on agit sur la commande d'accélération (pédale d'accélérateur) pour
augmenter le régime du moteur et du point B vers le point A lorsqu'on cbsse
toute action sur la commande d'accélération.

:
La courbe I en trait continu correspond au mouvement le plus rapide
que l'on pPut imposer à l'étrier 20 en agissant brusquement sur l'accéléra-
Z0 teur. La courbe II en trait interrompu correspond à un mouvement continu maisplus lent de l'étrier 20
.;
En comparant les deux courbes, qui ont 3 l'instant to la meme ori-
gine Ao~ on peut voir que l'étrier 20 atteint les points C1, ou C2, corres-
pondant au point C tel que AC = x1 (Fig. 3D) aux instants t , ou t . Si
l'on désigne par l5t le temps mis par le volet pour basculer complètement, ~ -
autrement dit le temps nécessaire pour que la bague passe de la position
représent~e sur la figure 3~ à celle illustrée sur la figure 3C, on peut voir ;
que dans le CaS de la courbe I le basculement du clapet est totalement terminé
pour le point D1 correspondant au déplacemeni AD de l'étrier 20, tandis que
dans le cas de la courbe II ce déplacement est égal à AE, tel que AE C AD.
'

8 ~ ;;

Par contre, lors d'une décélération, le basculement du volet 11
d8bute aux points F1 et f2 rsspectivement, c'est-à-dire lorsque l'étrier 2û
est àl une distance X4 = AF de sa position d'origine.

Le temps de basculement ~ t étant lié au mode de réalisation de .
l'organe 7 et de l'élément de commande 9,. on choisit de préférence et pour
éviter des à-coups dans le fonctionnement du moteur la position de l'étrier 2û
pour laquelle commence le basculement du volet 11, de telle sorte que ce bas-
culement soit totalement terminé avant que l'étrier 20 ait parcouru son dépla-
cement maximal quelle que soit sa vitesse de déplacement~ ce qui peut etre
traduit par la formule mathématique suivante AD ~ A~.
j .. ~ r~
La figure 5 montre un mode préféré de réalisation du distributeur 7 ;-
qui est ici constitué d'un corps 29 dans lequel ont été ménagés deux alésages
cylindriques 3û et 31 dont les axes sont parallèles. Perpendiculairement à ces .~ -
axes le corps 29 du distributeur est traversé par une tige de commande 32 pou-
vant tourner autour de son axe et maintenue en place par exemple par des cir- :
clips 33. Deux papillons d'obturation 34 e-t 35, placés dans les alésages 30
et 31, sont solidaires de la tige 32. Ces papillons ont des formes complémentai-res de celles des conduits dans lesquels ils sont placés et sont disposés dans
deux plans sensiblement perpendiculaires. Ainsi, dans la position de la .tige 32 .~ :
représentée sur la figure 5 le papillon 35 obture quasi totalement l'alésage 31
alors que le papillon 34 libère totalement le passage de l'alésags 30. Ilne
rotation d'environ 90D de la tige 32 place le papillon 34 dans sa position
d'obturation de l'alésage 30 et le papillon 35 libère totalement l'alésage 31. ;
Un premier orifice de chacun des alésages 30 et 31 est relié au filtre à air a
par une tubulure 36, le second orifice de l'alésage 30 étant relié par une
tubulure 37 à lladmission 2 du moteur et le second orifics de ltalésage 31 com-
muniquant par une tubulure 38 avec l'entrée du compresseur 5, lorsque le dis-
tributeur est placé comme indiqué sur la figure 1.
.




Dans le cas où le distributeur est placé comme indiqué sur la figure 2,
la canalisation 36 communiquera non plus avec le filtre à air 8, mais avPc l'ad-mission 2 du moteur, la canalisation 37 étant alors connectée au filtre à air 8
et la canalisation 33 à la sortie du compresseur.

La tige de commande 32 est, par exemple, liée en rotation avec le
levier 13 dont l'extrémité 13a s'engage dans la rainure 14 de la bague mobile 15
représenté sur la figure 3.

La figure 6 représente un autre mode de réalisation du distributeur 7


3 trois voies et deux positions comportant un corps tubulaire 39. Le corps
est relié par une canalisation 42 au filtre ~ air 8, à l'admission 2 du moteur
par une tubulure 43 et à llentrée du ~cmp~esseur 5 par une tNbulure ~4. Un
barillet 40Jdans lequel est ménagé un conduit 41J est placé dans l'alésage du
corps 39 et a une première position (représentée en traits continus sur la
figure 6) dans laquelle le conduit 41 met en communication les tubulures 42 -
et 43 et une seconde position (représentée en traits interrompus) qui fait
communiquer les tubulures 42 et 44. ;;

La figure 7 représente un élément distributeur 7 du même type que `;
celui de la f_gure 6, adapté ~ réaliser la connexion de l'entrée et de la
sortie du compresseur dans l'une des positions du barillet 40 qui possède à
cette fin un second conduit 46 reliant la tubulure 44 à une tubulure 45 connec~ e `
tée à la sortie du compresseur 5.

: .: ,-;
La figure 4 montre schématiquement un autre exemple de réalisation ~
de l'invention Fonctionnant selon la variante indiquée précédemment. i

',!, :
L'organe distributeur 7 est constitué par une électrovanne à trois
voi~s st deux positions, ayant une première posi~ion, représentée sur la ";,!,~
figu-e a, pour laquelle le filtre à air o communique avec l'entrée du compres- ~;
seur S et une seconde position dans laquelle le filtre à air communique exclu-
sivement et directement avec l'admission 2 du moteur. Cette vanne est comman-
d~e par une motorisation électrique 7a actionnée par l'élément de commande ` ~-désigné dans son ensemble par la référence 9. Cet élément de commande comporte
un détecteur 25 capable de délivrer un signal lorsque, d'une part, le dépla- ~;
cement de la cnmmande dlaccélération 28 (pédale dlaccélérateur) est e-Ffectuée
avec une vitesse au moins égale à une valeur prédéterminée et lorsque, d'autre
part, le déplacement correspond à une commande dlaccélération du moteur 1.
.,.:
Un exemple simple, peu co~teux et robuste de réalisation du détecteur
25 est schématisé sur la figure 4. Ce détect~ur est constitué par un bobinage
électrique à l'intérieur duquel peut se déplacer un noyau magnétique solidaire -~ -
en mouvement de la tringlerie 2~a associée à la commande d'accélération 28.
::
~ e plus, un organe de controle 27 associé à un interrupteur 26 ualide
l'action du détecteur 25 en permettant la transmissian à la motor~sation 7a du
signal produit par le détecteur 25 uniquement lorsque le déplacement de la
::
~'.
~`
'~.' '
,~ .

commande d'zccélération n'a pas atteint une valeur correspondant au seuil 51
indiqué precédemment.
..,:.
Le ~onctionnement du dispositif est simple : tant que la vitesse de
dsplacemsnt v de la commande d'accélération 28 n'atteint pas une valeur vO
prédéterminée qui correspond à un ordre d~acc~lération rapide; le détecteur 25
ns délivre aucun signal. Pour une valeur égale ou supérieure à vO le détecteur
Z5 produit un signal qui ne peut être transmis à la motorisatiun 7a qu'après
sa validation par l'organe de contrôle 27. Lorsque simultanément à la produc-
tion du signal par le détecteur 25, la validation de ce signal est affectuéet `
10 l'organe de contrôle 27 maintient l'interrupteur 26 dans sa position de ferme- -
ture permettant la transmission du signal à la motorisation 7a. Cette dernière ~ -
actionne la vanne pour la placer dans sa deuxième position. Un élément tem-
porisé (non représenté), éventuellement réglable, maintient la vanne dans sa
deuxième position pendant un intervalle de temps ~ t puis replace automati-
quement la vanne dans sa première position.
'~ ' '
L'organe de contrôle 27 peut être du type "détecteur de position".

DanR le cas particulier d'un moteur à allumage commandé,l'organe de
contrôle 27 peut atre constitué par une capsule manométrique qui est soumise
b la pression de llentrée 2 du moteur et qui ouvre l'interrupteur 26 unique-
ment lorsque cette pression est au moins égale à une valeur choisie, inférieurela pression atmosphérique.
,. :
~ien entendu, des modifications pourront être apportées sans pour ~`
autant sortir du cadre de la présents invention. Par exemple dans une de ses
positions l'organe 7 pourra connecter l'admission 2~non pas directement au
filtre à air 81mais à un accumulateur dlair sous prsssion,charge à une pression
supérieure à la pression atmosphérique, la charge de cet accumulateur pouvant
8tre obtenue par un éLément approprié actionné par exemple par le moteur 1 ou
ou un de ses accessoires (bat-terie, dynamo, alternateur, etc...) à des mome~ts
où le moteur n'est pas utilisé au maximum de ses performances

3~ L'organe 7 pourra également être constitué par une vanne du type
barillet rotatif, ou encore par une vanne du type ~ tiroir déplac~able sous
l'action d'un vérin soumis à la pression d'un fluide.
'

: `:
Le détecteur composant l~élément de commande 9 pourra ~tre de tout
. typs connu autre que csux représentés à titrs indicati~ sur lq9 figures : on
- pourra par exemple utiliser un detecteur du type compte-tours électronique, atc...
. ;
On peut également utiliser un élément de commande compnrtant un
détecteur du type capsule manométrique qui actionnE l~organe 7 en fonction de
la pression dans la tubulure d~admission du moteur, ce mode de réalisation
étant plus particulièrement réservé au cas d~un moteur à allumage commandé, ..
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12 ~

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Forecasted Issue Date 1981-11-10
(22) Filed 1977-11-10
(45) Issued 1981-11-10
Expired 1998-11-10

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Claims 1994-04-01 6 328
Abstract 1994-04-01 1 60
Cover Page 1994-04-01 1 37
Description 1994-04-01 14 726