EP0918925A1 - Vanne pour systeme de recirculation des gaz d'echappement de moteur a combustion interne - Google Patents

Vanne pour systeme de recirculation des gaz d'echappement de moteur a combustion interne

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EP0918925A1
EP0918925A1 EP97924094A EP97924094A EP0918925A1 EP 0918925 A1 EP0918925 A1 EP 0918925A1 EP 97924094 A EP97924094 A EP 97924094A EP 97924094 A EP97924094 A EP 97924094A EP 0918925 A1 EP0918925 A1 EP 0918925A1
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EP
European Patent Office
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actuating means
control valve
shutter member
valve
valve according
Prior art date
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Application number
EP97924094A
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German (de)
English (en)
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EP0918925B1 (fr
Inventor
Francis Peth
Laurent Coste
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Sagem SA
Original Assignee
Sagem SA
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Publication date
Application filed by Sagem SA filed Critical Sagem SA
Publication of EP0918925A1 publication Critical patent/EP0918925A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0918925B1 publication Critical patent/EP0918925B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F02M26/54—Rotary actuators, e.g. step motors
    • 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
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves

Definitions

  • the present invention relates to a valve for controlling the quantity of exhaust gas recycled in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine.
  • Exhaust gas recirculation (EGR) systems are already known intended, in internal combustion engines, to recycle part of the exhaust gases at the intake into the cylinders.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Such recycling of gases, generally inert, and therefore not participating in combustion, makes it possible to lower the combustion temperature, which has the effect of reducing the rate of nitrogen oxides (NOx) present in exhaust, and therefore to limit the pollution caused by such an engine.
  • NOx nitrogen oxides
  • valve of the type comprising a disc that is movable in rotation and provided with a light cooperating with a fixed orifice, and motor means for driving this disc in rotation, in particular a stepping motor.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks.
  • the subject of the invention is a valve for controlling the quantity of exhaust gas recycled into an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine, characterized in that it comprises a shutter member disposed in a duct to cooperate in a substantially sealed manner, in the closed position, with a stop member, and rotary actuating means for driving said shutter member from its closed position to an open position, said means rotary actuator comprising a stator and a rotor provided, one with at least one magnet and the other with at least one control winding, the stator and the rotor being mounted so that in the absence current in the control winding, the shutter member is pressed against the stop member at least partially by the residual magnetic forces.
  • the effort of applying one member to the other is therefore provided at least partially or entirely by the magnet.
  • the shutter member is driven directly by said rotary actuating means.
  • the shutter member can be a flap mounted in said conduit on the axis of rotation of the rotary actuating means. More particularly, the walls of said duct can form two shoulders in opposite directions on either side of the axis of the flap, said shoulders forming abutment members and cooperating with the edges of the flap to provide sealing.
  • the shutter member is driven by said rotary actuating means via a cam.
  • This embodiment has the advantage that one can choose as desired the stroke of the shutter member according to that of the actuating means.
  • the shutter member can be a valve arranged to be driven in translation by said rotary actuating means via said cam.
  • Said cam may comprise a first substantially cylindrical part secured to the shutter member and blocked in rotation, on which helical grooves are formed arranged to cooperate with balls arranged in cells of a second piece secured to the actuating means rotary and locked in translation.
  • Said cam can also be formed at the end of a lever mounted on the axis of rotation of the drive means and cooperates with a shoulder of the valve stem.
  • said cam comprises a first part secured to the rotary actuating means, on which helical grooves are formed arranged to cooperate with rollers mounted on a second piece locked in rotation and secured to the member shutter.
  • the valve according to the invention comprises a helical ramp coaxial with the output shaft of the rotary actuating means and driven in rotation by said actuating means, arranged to cooperate with a follower roller cam likely to cause the shutter member.
  • FIG. 1 is a perspective view of a valve according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is another perspective view, in section, of the valve of Figure 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a valve according to a second embodiment of the invention.
  • - Figure 4 is an axial sectional view of the valve of Figure 3;
  • - Figure 5 is a perspective view, in section, of a valve according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an axial sectional view of the valve of Figure 5, mounted on a mounting support;
  • FIG. 7 is a graph illustrating the operation of the invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a valve according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is an axial sectional view of the valve of Figure 8.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a valve according to yet another embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is an axial sectional view of the valve of Figure 10.
  • FIG. 12 is an axial sectional view of a valve according to yet another embodiment of the invention
  • the valve of Figures 1 and 2 essentially comprises a motor 1 of a type which will be described below -after and, mounted on the output shaft of this motor, a shutter 2.
  • the shutter 2 pivots in a duct shown diagrammatically by the dashed lines 3, this duct being connected to the valve by the flange 4 in which the shutter 2 is swivel mounted. It can be seen more particularly in FIG. 2 that the shutter 2 is capable of pivoting by a quarter of a turn between a completely open position, where it is parallel to the duct 3, and a completely closed position, where it is perpendicular to this duct and bearing on abutment surfaces 5 formed in the flange 4.
  • the abutment surfaces 5 are perpendicular to the axis of the duct 3 and are directed one in one direction, and the other in the opposite direction, so that the edges of the flap 2 are supported on these two surfaces 5 when it is closed, thus forming a seal.
  • the gas pipe is formed by a first cylindrical pipe 10 of relatively large section, into which a second substantially cylindrical pipe 11 opens, of smaller diameter and whose axis is substantially perpendicular to the axis of the cylinder 10.
  • the two conduits are here made in one piece.
  • the end 12 of the conduit 11 inside the cylinder 10 supports a valve seat 13 to form a seal with a valve head 14.
  • the part constituted by the cylinders 10 and 11 is extended opposite the cylinder 11 by a housing 15 opening into the cylinder 10 to receive the actuation mechanism of the valve 14.
  • the housing 15 is itself extended by a housing 16 capable of receiving the actuating motor of the aforementioned mechanism, this motor not being shown in the figures but being of the type described below.
  • a bell 17 is mounted integral with the output shaft of the engine and is therefore locked axially.
  • This bell 17 has holes 18 capable of receiving balls 19. Consequently, the motor drives the balls 19 in rotation in a plane perpendicular to the axis of this motor.
  • the balls 19 are also engaged in helical tracks
  • the part 21 also comprises an inner bush 25 in which the rod 26 of the valve 14 is fixed after this rod has passed through the guide part 23.
  • the tracks 20 may of course not be helical in the strict mathematical sense of the term, so that the valve lift is not necessarily proportional to the angle of rotation of the motor, but can be adjusted at will by an appropriate conformation tracks.
  • the valve of Figures 5 and 6 is also a globe valve.
  • the valve actuation mechanism is here housed in a substantially cylindrical housing 30 and is actuated by a motor 31, the operation of which will be described below.
  • the actual valve 32 is arranged to cooperate with a valve seat 33 disposed at the end of a tubular conduit 34 formed in the axial extension of the housing 30.
  • the tubular conduit 34 is arranged to be engaged in a first bore 35 of a support piece 36.
  • This tubular conduit 34 also comprises a lateral orifice 37 disposed opposite a second bore 38 formed in the part 36 with its axis pe ⁇ endicular to that of the first bore 35.
  • the valve 32 consequently controls the flow of fluid in the bores 35 and 38.
  • the rod 39 of the valve 32 is guided by a guide member 40 mounted in the housing 30.
  • This rod has its free end comprising a shoulder 41 arranged to receive one end of a helical spring 42, the other end of which bears on the bottom 43 of the housing 30.
  • the end of the rod 39 forms another shoulder 44 oriented towards the valve 32 opposite to the shoulder 41.
  • This shoulder 44 cooperates with cam surfaces 45 of a cam 46 mounted on the output shaft 47 motor 31.
  • the motors 1 16, 31 used in the three embodiments which have just been described are of the angular solenoid type, which comprise a rotor and stator provided one with at least one magnet and the other with at least one control winding.
  • the control winding is supplied with voltage slots with constant frequencies and variable duty cycle (RCO).
  • RCO variable duty cycle
  • the current which results from the application of these voltage slots is substantially constant with a few undulations.
  • This motor is here always associated with elastic return means which have only been shown here in the third embodiment in the form of the compression helical spring 42.
  • FIG. 7 illustrates the characteristic curves of these motors, the torque being represented as a function of the angular elongation for a certain number of average intensities. It can be seen that this motor provides constant torque over a certain angular range ⁇ ,, ⁇ 2 for a given value of the intensity. More particularly, this torque is zero for a zero current and increases as a function of the intensity which traverses the control winding. If we observe the curve with zero current, we observe that, on both sides of the range ai, ⁇ 2 the torque takes a non-zero value which tends to bring the rotor into an angular position of equilibrium 0: 3 or ⁇ 4 where, again, the torque is zero.
  • the motor has an indifferent equilibrium range ai, 0.2 and, on either side of this range, two equilibrium points 0: 3, 04.
  • the elongations ⁇ 3 and or are also zero torque equilibrium points.
  • the angular elongation of equilibrium against the action of the return spring is between ai and 0: 2, depending on the intensity.
  • the equilibrium points 0.3 and or correspond to the case where the poles of the magnets are interposed with those of the windings at equal distance from each other.
  • the indifferent equilibrium range ai, ⁇ 2 corresponds to the case where these poles at least partially overlap.
  • the stator of the motor is calibrated relative to the structure of the valve so that, in the absence of current in the control winding, that is to say for an RCO equal to 1, the torque applying the flap 2 to its stops 5 or the valves 14, 32 on their seats 13, 33 either maximum or close to its maximum, as for example with a respective setting equal to 015 or 05.
  • This gives maximum sealing without supplying any current. It is observed that, on the other hand, it will be necessary to provide a certain minimum intensity for detaching the flap or the valve from its seat, for example a current I, for an initial setting of ⁇ without taking account of the force exerted at the origin by the spring.
  • FIGs 8 to 1 1 show variants of the embodiment of Figures 3 and 4, in which an engine of the same type as described above is used.
  • the rotation stop of the member 121 (homologous to the member 21 of Figures 3 and 4) is obtained not using balls, but using of fingers 122 integral with the fixed guide member 123 and passing through the member 121. This crossing is effected by oblong holes 124 elongated radially to avoid hyperstatism which would risk jamming the member 121.
  • the drive in rotation is obtained by balls 219 cooperating with helical tracks 220, as before.
  • a sealing bell 125 is mounted integral with the valve to cooperate with the guide member 123 and prevent a rise of the gases along the valve stem.
  • rollers 219 are crimped in a support 224 secured to the valve stem, and the member 221 is rotated by the motor. This rotation of the member 221 consequently causes an axial displacement of the support 224, and therefore of the valve.
  • This arrangement has the advantage of avoiding the use of balls, relatively difficult to assemble, and which can cause jamming due to the components of radial forces which they induce.
  • a helical ramp 301 coaxial with the motor shaft is rotated by this motor.
  • This ramp is arranged to push a roller 302 integral with the rod 303 of the valve 304, against the action of a spring 305.
  • the ramp could also be double-acting, and therefore positively drive the valve in both directions. It will be noted that, in the embodiments of FIGS. 10 to
  • valve is mounted in the opposite direction to the previous embodiments.
  • the casing therefore has a mounting orifice, closed by a plug 306.
  • the opening and closing of the valve are produced by a rotary motor.
  • This motor is here such that in the absence of control current, the valve is kept closed by the residual magnetic forces.
  • the advantages of this solution could be waived by using elastic means in all of these valves as in the prior art.

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Description

VANNE POUR SYSTEME DE RECIRCULATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne une vanne de contrôle de la quantité de gaz d'échappement recyclée dans un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
On connaît déjà des systèmes de recirculation des gaz d'échappement (EGR) destinés, dans les moteurs à combustion interne, à recycler une partie des gaz d'échappement à l'admission dans les cylindres. Un tel recyclage de gaz, généralement inertes, et ne participant donc pas à la combustion, permet d'abaisser la température de combustion, ce qui a pour effet de diminuer le taux des oxydes d'azote (NOx) présents dans des gaz d'échappement, et par conséquent de limiter la pollution occasionnée par un tel moteur.
Toutefois, pour que le moteur fonctionne de manière satisfaisante, une telle recirculation ne doit intervenir que dans des conditions de fonctionnement normales du moteur et par conséquent être interrompue dans toutes les circonstances non nominales, à savoir, pour l'essentiel, à froid, sous forte charge, au ralenti et à grande vitesse. Dans ces derniers cas, aucune recirculation n'est permise alors que, en fonctionnement normal, la recirculation de jusqu'à 25 % en poids des gaz admis est permise. Une régulation est donc nécessaire.
Jusqu'à présent, cette régulation était obtenue en disposant dans le circuit de recirculation une vanne à pointeau dans laquelle la position de ce dernier était commandée par une membrane soumise à une dépression plus ou moins importante. La source de dépression résidait dans la tubulure d'admission ou résultait d'une pompe à vide, une vanne à solénoïde étant disposée entre cette tubulure et la vanne à pointeau et membrane. Le solénoïde lui-même était alimenté en courant alternatif, dont le rapport cyclique était déterminé par une calculateur auquel était fournies en entrée, la température du liquide de refroidissement, la charge et la vitesse de rotation du moteur.
Ces dispositifs présentent des inconvénients liés aux contrepresssions cycliques régnant en aval de la vanne à pointeau et ayant tendance à ouvrir cette dernière. Il faut donc appliquer le pointeau sur son siège par des moyens élastiques exerçant un effort relativement important, qu'il y a lieu de vaincre lorsque l'on souhaite ouvrir la vanne.
On a également proposé d'utiliser une vanne du type comportant un disque mobile en rotation et muni d'une lumière coopérant avec un orifice fixe, et des moyens moteurs d'entraînement en rotation de ce disque, notamment un moteur pas à pas.
Bien que donnant généralement satisfaction, ces vannes présentent l'inconvénient que le disque et son siège doivent être réalisés en céramique. Elles sont donc relativement onéreuses, de même que le moteur qu'elles utilisent.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients.
A cet effet, l'invention a pour objet une vanne de contrôle de la quantité de gaz d'échappement recyclée dans un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe d'obturation disposé dans un conduit pour coopérer de façon sensiblement étanche, en position fermée, avec un organe de butée, et des moyens d'actionnement rotatifs pour entraîner ledit organe d'obturation de sa position fermée à une position ouverte, lesdits moyens d'actionnement rotatifs comportant un stator et un rotor munis, l'un d'au moins un aimant et l'autre d'au moins un enroulement de commande, le stator et le rotor étant montés de telle sorte qu'en l'absence de courant dans l'enroulement de commande, l'organe d'obturation soit plaqué sur l'organe de butée au moins partiellement par les efforts magnétiques résiduels.
L'effort d'application d'un organe sur l'autre est donc fourni au moins partiellement ou en totalité par l'aimant.
Dans un premier mode de réalisation, l'organe d'obturation est entraîné directement par lesdits moyens d'actionnement rotatifs.
Dans ce cas, l'organe d'obturation peut être un volet monté dans ledit conduit sur l'axe de rotation des moyens d'actionnement rotatifs. Plus particulièrement , les parois dudit conduit peuvent former deux épaulements de directions opposées de part et d'autre de l'axe du volet, lesdits épaulements formant organes de butée et coopérant avec les bords du volet pour fournir l'etanchéite.
Dans un autre mode de réalisation, l'organe d'obturation est entraîné par lesdits moyens d'actionnement rotatifs par l'intermédiaire d'une came. Ce mode de réalisation présente l'avantage que l'on peut choisir comme on le souhaite la course de l'organe d'obturation en fonction de celle des moyens d'actionnement.
Dans ce mode de réalisation, l'organe d'obturation peut être une soupape agencée pour être entraînée en translation par lesdits moyens d'actionnement rotatifs par l'intermédiaire de ladite came.
Ladite came peut comporter une première pièce sensiblement cylindrique solidaire de l'organe d'obturation et bloquée en rotation, sur laquelle sont formées des rainures hélicoïdales agencées pour coopérer avec des billes disposées dans des alvéoles d'une deuxième pièce solidaire des moyens d'actionnement rotatifs et bloquée en translation.
Ladite came peut également être formée à l'extrémité d'un levier monté sur l'axe de rotation des moyens d'entraînement et coopère avec un épaulement de la tige de la soupape. Dans un autre mode de réalisation, ladite came comprend une première pièce solidaire des moyens d'actionnement rotatifs, sur laquelle sont formées des rainures hélicoïdales agencées pour coopérer avec des galets montés sur une deuxième pièce bloquée en rotation et solidaire de l'organe d'obturation. Selon encore un autre mode de réalisation, la vanne selon l'invention comprend une rampe hélicoïdale coaxiale à l'arbre de sortie des moyens d'actionnement rotatifs et entraînée en rotation par lesdits moyens d'actionnement, agencée pour coopérer avec un galet suiveur de came susceptible d'entraîner l'organe d'obturation. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une vanne selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une autre vue en perspective, en coupe, de la vanne de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une vanne selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe axiale de la vanne de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en perspective, en coupe, d'une vanne selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 6 est une vue en coupe axiale de la vanne de la figure 5, montée sur un support de montage; - la figure 7 est un graphique illustrant le fonctionnement de l'invention.
- la figure 8 est une vue en perspective éclatée d'une vanne selon un autre mode de réalisation de l'invention;
- la figure 9 est une vue en coupe axiale de la vanne de la figure 8;
- la figure 10 est une vue en perspective éclatée d'une vanne selon encore un autre mode de réalisation de l'invention;
- la figure 11 est une vue en coupe axiale de la vanne de la figure 10; et
- la figure 12 est une vue en coupe axiale d'une vanne selon encore un autre mode de réalisation de l'invention La vanne des figures 1 et 2 comprend, pour l'essentiel, un moteur 1 d'un type qui sera décrit ci-après et, monté sur l'arbre de sortie de ce moteur, un volet 2. Le volet 2 pivote dans un conduit schématisé par les traits mixtes 3, ce conduit étant raccordé à la vanne par le flasque 4 dans lequel le volet 2 est monté pivotant. On voit plus particulièrement sur la figure 2 que le volet 2 est susceptible de pivoter d'un quart de tour entre une position complètement ouverte, où il est parallèle au conduit 3, et une position complètement fermée, où il est perpendiculaire à ce conduit et en appui sur des surfaces de butées 5 formées dans le flasque 4. Les surfaces de butées 5 sont perpendiculaires à l'axe du conduit 3 et sont dirigées l'une dans une direction, et l'autre dans la direction opposée, de manière que les bords du volet 2 soient en appui sur ces deux surfaces 5 lorsqu'il est fermé, formant ainsi une étanchéité. On décrira ci-après la manière dont est fournie la force d'appui du volet sur les surfaces de butées. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le conduit de gaz est formé d'un premier conduit 10 cylindrique de section relativement importante, dans lequel débouche un deuxième conduit 11 sensiblement cylindrique, de diamètre moins important et dont l'axe est sensiblement perpendiculaire à l'axe du cylindre 10. Les deux conduits sont ici réalisés d'une seule pièce. L'extrémité 12 du conduit 11 intérieure au cylindre 10 supporte un siège de soupape 13 pour former une étanchéité avec une tête de soupape 14.
La pièce constituée par les cylindres 10 et 11 se prolonge à l'opposé du cylindre 11 par un logement 15 débouchant dans le cylindre 10 pour recevoir le mécanisme d'actionnement de la soupape 14. Le logement 15 est lui-même prolongé par un boîtier 16 susceptible de recevoir le moteur d'actionnement du mécanisme précité, ce moteur n'étant pas représenté aux figures mais étant du type décrit ci-après.
Une cloche 17 est monté solidaire de l'arbre de sortie du moteur et est donc bloquée axialement. Cette cloche 17 comporte des trous 18 susceptibles de recevoir des billes 19. Par conséquent, le moteur entraîne les billes 19 en rotation dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce moteur.
Les billes 19 sont par ailleurs engagées dans des pistes hélicoïdales
20 d'un organe 21 sensiblement cylindrique et bloqué en rotation. Ce blocage en rotation est obtenu par des billes 22 engagées dans des alvéoles d'un organe de guidage fixe 23, ces billes 22 coopérant avec des rainures 23' agencées parallèlement à l'axe de la pièce cylindrique 21 dans une surface intérieure 24 de cette pièce.
La pièce 21 comporte par ailleurs une douille intérieure 25 dans laquelle est fixée la tige 26 de la soupape 14 après que cette tige a traversé la pièce de guidage 23.
On comprend que lorsque les billes 19 tournent dans leur plan entraîné par la cloche 17, elles provoquent un déplacement axial de la pièce
21 puisque celle-ci est bloquée en rotation. Cette pièce 21 étant solidaire de la tige 26 de la soupape 14, la rotation du moteur provoque la levée plus ou moins importante de la soupape 14 de son siège 13 et par conséquent permet de régler le passage de gaz dans la vanne.
Les pistes 20 peuvent bien entendu ne pas être hélicoïdales au sens strict mathématique du terme, de sorte que la levée de la soupape n'est pas obligatoirement proportionnelle à l'angle de rotation du moteur, mais peut être ajustée à volonté par une conformation appropriée des pistes.
La vanne des figures 5 et 6 est également une vanne à soupape. Le mécanisme d'actionnement de la soupape est ici logé dans un boîtier sensiblement cylindrique 30 et est actionné par un moteur 31 dont le fonctionnement sera décrit ci-après. La soupape proprement dite 32 est agencée pour coopérer avec un siège de soupape 33 disposé à l'extrémité d'un conduit tubulaire 34 formé dans le prolongement axial du boîtier 30.
Le conduit tubulaire 34 est agencé pour être engagé dans un premier alésage 35 d'une pièce de support 36. Ce conduit tubulaire 34 comporte, par ailleurs, un orifice latéral 37 disposé en vis-à-vis d'un second alésage 38 formé dans la pièce 36 avec son axe peφendiculaire à celui du premier alésage 35.
La soupape 32 contrôle par conséquent l'écoulement de fluide dans les alésages 35 et 38. La tige 39 de la soupape 32 est guidée par un organe de guidage 40 monté dans le boîtier 30. Cette tige a son extrémité libre comportant un épaulement 41 agencé pour recevoir une extrémité d'un ressort hélicoïdal 42 dont l'autre extrémité est en appui sur le fond 43 du boîtier 30.
L'extrémité de la tige 39 forme un autre épaulement 44 orienté vers la soupape 32 à l'opposé de .'épaulement 41. Cet épaulement 44 coopère avec des surfaces de cames 45 d'une came 46 montée sur l'arbre 47 de sortie du moteur 31.
On comprend que, là encore, la rotation du moteur 31 contre l'action du ressort de compression 42 provoque la levée de la soupape 32 de son siège 33. La forme particulière des surfaces de came 45 permet de déterminer la course axiale de la soupape 32 en fonction de l'angle de rotation du moteur et, par conséquent, de régler le passage de gaz en fonction de cet angle.
Les moteurs 1 16, 31 utilisés dans les trois modes de réalisation qui viennent d'être décrits sont du type solénoïdes angulaires, qui comprennent un rotor et stator munis l'un d'au moins un aimant et l'autre d'au moins un enroulement de commande. L'enroulement de commande est alimenté en créneaux de tension à fréquences constante et à rapport cyclique d'ouverture (RCO) variable. Le courant qui résulte de l'application de ces créneaux de tension est sensiblement constant à quelques ondulations près. Ce moteur est ici toujours associé à des moyens élastiques de rappel qui n'ait ici été représentés que dans le troisième mode de réalisation sous la forme du ressort hélicoïdal de compression 42.
La figure 7 illustre les courbes caractéristiques de ces moteurs, le couple étant représenté en fonction de l'élongation angulaire pour un certain nombre d'intensités moyennes. On constate que ce moteur fournit un couple constant sur une certaine plage angulaire α,, α2 pour une valeur donnée de l'intensité. Plus particulièrement, ce couple est nul pour un courant nul et croît en fonction de l'intensité qui parcourt l'enroulement de commande. Si l'on observe la courbe à courant nul, on observe que, de part et d'autre de la plage ai, α2 le couple prend une valeur non nulle qui tend à amener le rotor dans une position angulaire d'équilibre 0:3 ou α4 où, de nouveau, le couple est nul. Par conséquent, à courant nul, le moteur comporte une plage d'équilibre indifférent ai, 0.2 et, de part et d'autre de cette plage, deux points d'équilibre 0:3, 04. Pour les valeurs non nulles du courant dans l'enroulement de commande, les élongations α3 et ou sont également des points d'équilibre à couple nul. En revanche, l'élongation angulaire d'équilibre contre l'action du ressort de rappel se situe entre ai et 0:2, en fonction de l'intensité. En fait, les points d'équilibre 0.3 et ou correspondent au cas où les pôles des aimants sont intercalés avec ceux des enroulements à égale distance les uns des autres. Par contre, la plage d'équilibre indifférent ai , α2 correspond au cas où ces pôles se chevauchent au moins partiellement.
Le stator du moteur est calé par rapport à la structure de la vanne de sorte que, en absence de courant dans l'enroulement de commande, c'est-à- dire pour un RCO égal à 1 , le couple appliquant le volet 2 sur ses butées 5 ou les soupapes 14, 32 sur leurs sièges 13, 33 soit maximum ou proche de son maximum, comme par exemple avec un calage respectif égal à 015 ou 05. On obtient ainsi un maximum d'étanchéité sans fournir aucun courant. On observe que l'on devra en revanche fournir une certaine intensité minimale pour décoller le volet ou la soupape de son siège, par exemple un courant I , pour un calage initial de αβ en ne tenant pas compte de la force exercée à l'origine par le ressort.
Les figures 8 à 1 1 représentent des variantes du mode de réalisation des figures 3 et 4, dans lesquelles un moteur du même type que décrit ci- dessus est utilisé.
Dans le mode de réalisation des figures 8 et 9, l'arrêt en rotation de l'organe 121 (homologue de l'organe 21 des figures 3 et 4) est obtenu non pas à l'aide de billes, mais à l'aide de doigts 122 solidaires de l'organe de guidage fixe 123 et traversant l'organe 121. Cette traversée s'effectue par des trous 124 oblongs allongés radialement pour éviter un hyperstatisme qui risquerait de provoquer des coincements de l'organe 121. L'entraînement en rotation est obtenu par des billes 219 coopérant avec des pistes hélicoïdales 220, comme précédemment.
On observera en outre qu'une cloche d'étanchéité 125 est montée solidaire de la soupape pour coopérer avec l'organe de guidage 123 et empêcher une remontée des gaz le long de la tige de soupape.
Dans le mode de réalisation des figures 10 et 1 1 , l'ensemble des six billes de guidage et d'entraînement en rotation des figures 3 et 4 est remplacé par trois galets 219. Ces galets sont engagés d'une part dans des pistes hélicoïdales 220 de l'organe 221 (homologue de l'organe 21 des figures 3 et 4), et d'autre part dans des rainures 222 formées dans l'organe de guidage fixe 223 parallèlement à l'axe de la vanne.
Les galets 219 sont sertis dans un support 224 solidaire de la tige de la soupape, et l'organe 221 est entraîné en rotation par le moteur. Cette rotation de l'organe 221 provoque par conséquent un déplacement axial du support 224, et donc de la soupape.
Cet agencement présente l'avantage d'éviter l'utilisation de billes, relativement difficiles à monter, et pouvant provoquer des coincements du fait des composantes d'efforts radiales qu'elles induisent.
Dans le mode de réalisation de la figure 12, une rampe hélicoïdale 301 coaxiale à l'arbre du moteur est entraînée en rotation par ce moteur. Cette rampe est agencée pour repousser un galet 302 solidaire de la tige 303 de la soupape 304, contre l'action d'un ressort 305. La rampe pourrait également être à double action, et donc entraîner positivement la soupape dans les deux sens. On remarquera que, dans les modes de réalisation des figures 10 à
12, la soupape est montée en sens inverse des modes de réalisation précédents. Le carter présente donc un orifice de montage, fermé par un bouchon 306.
On comprendra que, dans tous les modes de réalisation décrits ci- dessus, l'ouverture et la fermeture de la vanne sont produites par un moteur rotatif. Ce moteur est ici tel qu'en l'absence de courant de commande, la vanne soit maintenue fermée par les efforts magnétiques résiduels. On pourrait toutefois renoncer aux avantages de cette solution en utilisant dans toutes ces vannes des moyens élastiques comme dans l'art antérieur.
β

Claims

REVENDICATIONS
1- Vanne de contrôle de la quantité de gaz d'échappement recyclée dans un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe d'obturation (2; 14; 32) disposé dans un conduit (3; 10, 11 ; 35, 38) pour coopérer de façon sensiblement étanche, en position fermée, avec un organe de butée (5; 13; 33), et des moyens d'actionnement rotatifs pour entraîner ledit organe d'obturation de sa position fermée à une position ouverte, lesdits moyens d'actionnement rotatifs comportant un stator et un rotor munis, d'au moins un aimant et l'autre d'au moins un enroulement de commande, le stator et le rotor étant montés de telle sorte qu'en l'absence de courant dans l'enroulement de commande, l'organe d'obturation soit plaqué sur l'organe de butée par les efforts magnétiques résiduels.
2- Vanne de contrôle selon la revendication 1 , dans laquelle l'organe d'obturation est entraîné directement par lesdits moyens d'actionnement rotatifs
3- Vanne de contrôle selon la revendication 2, dans laquelle l'organe d'obturation est un volet (2) monté dans ledit conduit sur l'axe de rotation des moyens d'actionnement rotatifs.
4- Vanne de contrôle selon la revendication 3, dans laquelle les parois dudit conduit forment deux épaulements (5) de directions opposées de part et d'autre de l'axe du volet, lesdits épaulements formant organes de butée et coopérant avec les bords du volet pour fournir l'etanchéite.
5- Vanne de contrôle selon la revendication 1 , dans laquelle l'organe d'obturation est entraîné par lesdits moyens d'actionnement rotatifs par l'intermédiaire d'une came (17, 21 ; 45, 46).
6- Vanne de contrôle selon la revendication 5, dans laquelle l'organe d'obturation est une soupape (14; 32) agencée pour être entraînée en translation par lesdits moyens d'actionnement rotatifs par l'intermédiaire de ladite came.
7- Vanne de contrôle selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans laquelle ladite came comporte une première pièce (21 ; 121) sensiblement cylindrique solidaire de l'organe d'obturation et bloquée en rotation, sur laquelle sont formées des rainures hélicoïdales (20; 120) agencées pour coopérer avec des billes (19; 119) disposées dans des alvéoles d'une deuxième pièce (17) solidaire des moyens d'actionnement rotatifs et bloquée en translation. 8- Vanne de contrôle selon la revendication 6, dans laquelle ladite came est formée à l'extrémité d'un levier (46) monté sur l'axe de rotation des moyens d'entraînement et coopère avec un épaulement (44) de la tige de la soupape.
9- Vanne de contrôle selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans laquelle ladite came comprend une première pièce (221) solidaire des moyens d'actionnement rotatifs, sur laquelle sont formées des rainures hélicoïdales (220) agencées pour coopérer avec des galets montés sur une deuxième pièce bloquée en rotation et solidaire de l'organe d'obturation.
10- Vanne de contrôle selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, comprenant une rampe hélicoïdale (301) coaxiale à l'arbre de sortie des moyens d'actionnement rotatifs et entraînée en rotation par lesdits moyens d'actionnement, agencée pour coopérer avec un galet suiveur de came (302) susceptible d'entraîner l'organe d'obturation.
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