FR2758367A1 - Soupape de reinjection de gaz d'echappement pour commander la quantite de gaz d'echappement reinjectee dans l'aspiration d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Soupape de réinjection des gaz d'échappement pour commander la quantité de gaz d'échappement réinjectée dans l'aspiration d'un moteur à combustion interne. Entre une entrée (12) pour le branchement d'une conduite de réinjection de gaz d'échappement (16) et une sortie (13) pour le branchement sur une tubulure d'aspiration (13), il a une ouverture de soupape (34) fermée par un corps de soupape (35), commandé. Pour réduire la force d'entraînement nécessaire à la commande de l'ouverture du corps de soupape (35), il est prévu une soupape de commande amont (36) dont l'ouverture (37) est réalisée dans le corps de soupape (35). L'ouverture (37) de la soupape de commande amont est fermée par un organe d'obturation (39) fixé sur la tige (25) actionnée par le moteur (15) de la soupape. Le corps de soupape (35) n'est couplé solidairement en coulissement avec la tige de soupape (25) seulement après une course d'ouverture prédéterminée.par.
Description
Etat de la technique: La présente invention concerne une soupape de
réinjection des gaz d'échappement pour commander la quantité de gaz d'échappement réinjectée dans le côté aspiration d'un moteur à combustion interne, comprenant * une entrée de soupape pour être branchée à une conduite de réinjection de gaz d'échappement et une sortie de soupape pour être branchée à une tubulure d'aspiration du moteur à combustion interne, e une ouverture de soupape située entre l'entrée et la sortie de soupape, * un siège de soupape entourant l'ouverture de soupape du côté tourné vers son entrée, * un corps de soupape s'appuyant sur le siège de soupape et * un moteur de soupape agissant sur le corps de soupape par l'intermédiaire d'une tige de soupape pour ouvrir et fermer
la soupape.
Dans une soupape de réinjection de gaz d'échap-
pement connue, de ce type (DE 43 38 194 Al), le moteur de la soupape est en forme d'électro-aimant avec un induit et un bobinage, l'ensemble avec le siège de soupape étant fixé rigidement sur la tige de soupape de l'organe d'obturation de forme tronconique fermant l'orifice de la soupape. La tige de soupape est reliée solidairement à l'induit et un ressort de rappel agissant sur la tige de soupape presse l'organe d'obturation contre le siège de soupape. Lorsque l'enroulement magnétique est excité, l'induit et ainsi la
tige de soupape sont déplacés suivant une course corres-
pondant au courant d'excitation; l'organe d'obturation se soulève par rapport au siège de soupape d'une distance correspondante. Comme l'organe d'obturation est sollicité dans le sens de la fermeture par la pression des gaz d'échappement régnant à l'entrée de soupape reliée à la conduite des gaz d'échappement, il faut exercer des forces importantes pour ouvrir la soupape notamment en cas de dépression appliquée à la sortie de soupape reliée à la tubulure d'aspiration. Pour cela, il faut un électro-aimant très puissant, encombrant et une puissance d'excitation pour l'enroulement électromagnétique, puissance que doit fournir
un étage de puissance coûteux.
Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une soupape de réinjection de gaz d'échappement du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que * une soupape de commande amont est prévue dans le corps de soupape, cette soupape de commande amont ayant une ouverture de commande préalable traversant le corps de soupape, un siège de soupape de commande amont entourant l'ouverture de commande de soupape préalable, du côté tourné vers l'entrée de soupape et un organe d'obturation de soupape de commande amont, de section beaucoup plus réduite que celle du corps de soupape, s'appuyant sur le siège de soupape de commande amont et * l'organe d'obturation de la soupape de commande amont est relié solidairement à la tige de soupape et le corps de soupape est couplé solidairement en coulissement avec la tige de soupape après une course d'ouverture prédéterminée
de cette tige.
La soupape de réinjection de gaz d'échappement selon l'invention offre l'avantage, grâce à la soupape de
commande amont, qu'il suffit d'exercer des forces d'entraî-
nement relativement faibles pour ouvrir la soupape; ces forces peuvent être appliquées sans difficulté par un moteur de soupape, par exemple en forme de système électromagnétique linéaire d'encombrement raisonnable. A l'ouverture de la soupape de réinjection des gaz d'échappement selon l'invention, on libère tout d'abord une petite section de soupape grâce à la soupape de commande amont dont la commande d'ouverture ne nécessite que des forces d'entraînement relativement faibles pour le moteur de soupape à cause du diamètre considérablement plus réduit de l'organe d'obturation de cette soupape de commande amont. Grâce à l'ouverture de la soupape de commande amont, la différence de pression agissant sur l'organe d'obturation entre l'entrée et la sortie de la soupape, c'est-à-dire entre la pression des gaz d'échappement et la pression d'aspiration est diminuée,
de sorte que des forces d'entraînement relativement faibles suffisent pour le moteur de la soupape pour soulever de son siège l'organe d'obturation de section importante et libérer5 ainsi l'ouverture de soupape de section importante.
De plus, la soupape de réinjection des gaz d'échappement selon l'invention offre la possibilité du
dosage fin par la soupape de commande amont, ce qui est nécessaire notamment dans le cas des véhicules utilitaires10 fonctionnant dans la plage de pleine charge.
La soupape de réinjection des gaz d'échappement selon l'invention ne comporte qu'un seul moteur, par exemple un électro-aimant de dimension moyenne, demandant des courants d'excitation relativement faibles, de sorte que les appareils de commande peuvent être équipés d'étages de puissance fournissant une puissance moyenne pour les courants de commande qui correspondent au maximum à un courant de 1,6 A. Si en variante, le moteur de soupape est réalisé sous la forme d'une boîte à dépression, le ressort de rappel agissant20 sur la tige de la soupape peut être dimensionné de manière considérablement plus faible, ce qui donne une boîte à dépression de dimension plus petite. Cela offre les avantages concernant la durée de commutation et la dynamique de la boîte à dépression et ainsi de la soupape de réinjection des
gaz d'échappement.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le corps de soupape est relié solidairement à un tube de soupape entourant la tige de soupape, ce tube pouvant coulisser par rapport à la tige de soupape, la tige de soupape comporte une butée et le tube de soupape comporte une contrebutée qui, après une course prédéterminée de la tige de soupape arrive en prise pour entraîner en coulissement le tube de soupape, et entre la tige de soupape et le tube de soupape s'appuie un ressort de compression qui sollicite le tube de soupape dans une direction de coulissement tournée vers la butée, - pour l'appui du ressort de compression, d'une part la tige de soupape comporte un appui et d'autre part le tube de soupape comporte du côté frontal, une pièce d'obturation faisant corps qui entoure la tige de soupape en laissant un intervalle et forme la contrebutée, - le corps de soupape et l'organe d'obturation de la soupape de commande amont sont réalisés pour que la perte de charge à travers l'ouverture de soupape et l'ouverture de la soupape de commande amont soit relativement faible, - le corps de soupape, le siège de soupape et la soupape de commande amont sont logés dans un boîtier ayant un ajutage d'entrée vers le branchement de la conduite de réinjection de gaz d'échappement et un ajutage de sortie pour traverser une ouverture de la paroi de la tubulure d'aspiration, - le moteur de la soupape étant logé dans un boîtier placé avec un ajutage de boîtier dans une seconde ouverture de paroi de la tubulure d'aspiration, diamétralement opposée à l'ouverture de paroi, et -la tige de soupape traverse l'ajutage de boîtier en partant du boîtier du moteur, pour passer diamétralement dans la tubulure d'aspiration et arriver à travers l'ajutage de sortie dans le boîtier de soupape, - le tube de soupape qui entoure la tige de soupape est guidé d'une part à l'aide d'au moins un palier extérieur dans le boîtier du moteur et d'autre part à l'aide d'un palier intérieur sur la tige de soupape, de manière à coulisser axialement, et à son extrémité libre, opposée au moteur de la soupape, ce tube porte solidairement en coulissement le corps de soupape et - un segment du corps de soupape directement adjacent au corps de soupape présente des fentes axiales réalisant une communication entre la tubulure d'aspiration et l'ouverture de la soupape de commande amont, - le boîtier de soupape est formé de deux parties, d'une partie supérieure portant l'ajutage d'entrée de soupape et d'une partie inférieure portant l'ajutage de sortie de soupape, - la partie supérieure et la partie inférieure étant réalisées chaque fois avec une bride annulaire formée dans la masse, pour s'appliquer de manière étanche aux gaz et le siège de soupape est réalisé sur la partie inférieure du boîtier, - le moteur est un électro-aimant avec un induit fixé à la tige de soupape, un enroulement et un ressort de rappel agissant sur l'induit, en étant réalisé pour que l'induit soit déplacé contre la force exercée par le ressort de rappel, proportionnellement au rapport de travail du courant de commande traversant l'enroulement, - l'induit cylindrique creux de l'électro- aimant comporte une traverse diamétrale et l'extrémité de la tige de soupape passe axialement dans la traverse en étant serrée à l'aide
d'une rondelle d'appui formant une butée et d'un contre-
écrou contre la traverse, - le moteur de la soupape est réalisé sous la forme d'une boîte à dépression comprenant une chambre à dépression, une membrane fixée à la tige de soupape et délimitant la chambre à dépression ainsi qu'un ressort de rappel agissant
sur la membrane ou la tige de soupape.
- un support de membrane en forme de coiffe est relié solidairement à la tige de soupape, - la membrane de forme conique est fixée d'un côté sur les bords du boîtier du moteur en forme de pot et d'autre part sur le bord en forme de coiffe du support de membrane, chaque fois de manière étanche aux gaz et entoure avec le boîtier de moteur comportant un ajutage d'aspiration et le support de membrane, la chambre à dépression et - un ressort de rappel s'appuie entre le boîtier du moteur et le support de membrane, - l'extrémité de la tige de soupape traverse une ouverture du fond de la forme de coiffe du support de membrane en étant serrée à l'aide d'une rondelle d'appui s'appuyant contre un
épaulement annulaire de la tige de soupape et d'un contre-
écrou contre le fond de la forme de coiffe, - sur le boîtier du moteur, il est prévu une partie centrale (en forme de dôme qui se prolonge de l'ajutage de boîtier jusqu'à l'intérieur du boîtier, en une seule pièce, cette partie médiane ayant au niveau de son capuchon en forme de dôme un passage pour la tige de soupape, - un joint annulaire assurant l'étanchéité aux gaz par rapport au capuchon de dôme est prévu au niveau de la tige de soupape, - un manchon de guidage est logé de manière non coulissante dans la partie médiane, ce manchon traversant l'ajutage de boîtier pour venir en saillie par rapport à celui-ci et le tube de soupape est guidé par l'intermédiaire d'un palier glissant dans le manchon de guidage suivant un mouvement de coulissement axial, - la partie en saillie du manchon de guidage est débordée par un manchon de protection qui est d'une part fixé sur le manchon de guidage et qui d'autre part entoure la tige de soupape avec un jeu radial nécessaire pour le coulissement axial de la tige, - le support de membrane est recouvert par un couvercle de boîtier en forme de capuchon qui est placé sur le boîtier du moteur et de préférence le bord de la membrane du côté du boîtier du moteur est serré entre le boîtier du moteur et le couvercle du boîtier, - le boîtier du moteur est réalisé en une seule pièce avec la tubulure d'aspiration de préférence sous la forme d'une pièce en matière plastique injectée, - le moteur de la soupape est un aimant tournant avec les cames à excentrique ou un moteur électrique avec une broche. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une soupape de réinjection des gaz d'échappement montée dans la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne, les figures 2 et 3 montrent chacune de façon identique à la figure 1, deux états de commutation différents de la soupape, - la figure 4 montre suivant une vue analogue à celle de la figure 1, une variante de soupape de réinjection
de gaz d'échappement.
Description des exemples de réalisation:
La soupape de réinjection de gaz d'échappement représentée en coupe longitudinale à la figure 1 est montée dans une tubulure d'aspiration 10 d'un moteur à combustion interne; elle sert à commander les quantités de gaz d'échappement réinjectées du côté de l'aspiration du moteur à combustion interne. La soupape de réinjection de gaz d'échappement est divisée en deux; elle comprend un corps de soupape 11 avec une entrée 12 et une sortie 13 ainsi qu'un
boîtier de moteur 14 logeant le moteur de soupape 15.
L'entrée 12 est entourée par un ajutage d'entrée de soupape
112 raccordé à la conduite de réinjection des gaz d'échap-
pement comme cela est indiqué par la flèche 16. La sortie 13 est entourée par un ajutage de sortie 113 traversant une ouverture 17 de la paroi de la tubulure d'aspiration 10 pour
déboucher à l'intérieur de la tubulure d'aspiration.
L'ajutage d'entrée 112 et l'ajutage de sortie 113 de la soupape sont réalisés en une seule pièce avec chaque fois une partie supérieure 114 et une partie inférieure 115 pour le boîtier 11 en deux parties. Les deux parties de boîtier 114, sont appliquées l'une sur l'autre par des brides périphériques 116, 117 avec interposition d'un joint d'étanchéité 18; ces deux parties sont reliées solidairement entre elles et avec une bride 431 d'un ajutage de réception 43, entourant l'ouverture 17 de la paroi, et faisant corps avec la paroi de la tubulure d'aspiration 10. Le corps 14 du moteur est logé avec un ajutage de boîtier 141 coaxial dans une seconde ouverture 19 de la paroi de la tubulure d'aspiration 10; cette ouverture est diamétralement opposée
à l'ouverture 17.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le moteur 15 est en forme d'électro-aimant comprenant de manière connue, un noyau magnétique 20, un enroulement magnétique 21 et un induit 22 entouré par la culasse en fer assurant le retour du flux magnétique et formant le corps du moteur. Le noyau 20 est maintenu fixe dans l'ajutage de boîtier 141 et il est entouré par l'enroulement électromagnétique 21. Le noyau 21 coopère avec l'induit 22 guidé en coulissement axial dans le corps 14; lorsque l'enroulement électromagnétique 215 est excité, l'induit 22 plonge dans une cavité axiale 23 du noyau magnétique 20. La paroi annulaire du noyau magnétique
entourant la cavité 23 augmente de section en fonction de la profondeur de pénétration, ce qui donne une caractéris-
tique linéaire à l'électro-aimant. Un ressort de rappel 2410 prenant appui entre le noyau 20 et l'induit 22 s'oppose à la
force magnétique tirant l'induit 22 dans la cavité 23.
L'induit 22 est relié solidairement à une tige de soupape 25 traversant la tubulure d'aspiration 10 et pénétrant à travers l'ajutage de sortie 113 dans la partie inférieure 115 du boîtier de soupape 11. La tige de soupape passe dans une traverse 221 de l'induit 22 en forme de cylindre creux en étant fixée sur cette traverse de manière solidaire par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 26 et d'un contre-écrou 27; le contre-écrou 27 serre la rondelle 26 contre un épaulement annulaire 251 réalisé sur la tige de
soupape 25. La tige de soupape 25 est entourée concentri-
quement par un tube de soupape 28 dont l'extrémité frontale du côté de l'induit est fermée par une pièce d'obturation 281 réalisée dans la pièce; ce tube entoure la tige de soupape 25 en laissant un intervalle. Le tube de soupape 28 est conduit en coulissement axial d'un côté dans un palier glissant 29 dans le noyau magnétique 20 et de l'autre côté par l'intermédiaire d'une pièce coulissante 30 sur la tige de soupape 25. La rondelle d'appui 26 et la partie d'obturation 281 forment une butée et une contrebutée qui viennent en prise après une course d'ouverture de la tige de soupape 25 et entraînent alors le tube de soupape 28 au cours de la suite de la course d'ouverture de la tige 25. Entre la partie d'obturation 281 et un appui 31 reliés solidairement à la
tige de soupape 25, coulissante, s'appuie un ressort héli-
coidal de compression 32 emmanché sur la tige 25. Ce ressort a tendance à pousser le tube de soupape 28 vers la butée
formée par la rondelle d'appui 26.
Un siège de soupape 33, annulaire est réalisé dans la partie inférieure 115 du boîtier de soupape 11 à l'entrée de l'ajutage de sortie 113; ce siège de soupape 33 est tourné vers l'ajutage d'entrée 112 et entoure une ouverture de soupape 34. Pour fermer et pour libérer l'ouverture de soupape 34, un organe d'obturation 35 coopère avec le siège de soupape 33. Cet organe est emmanché sur l'extrémité frontale libre du tube de soupape 28 à l'opposé du moteur 15. Une soupape de commande amont 36 est prévue dans l'organe d'obturation 35; cette soupape est logée dans une ouverture de commande préalable 37 réalisée dans le corps de soupape 35, cette ouverture étant réalisée dans la face frontale du corps de soupape 35 et comprend un siège de soupape 38 tourné vers l'entrée de soupape 12, entourant l'ouverture de la soupape de commande amont 37 et un organe d'obturation 39 pour la commande préalable coopérant avec le siège de soupape 38. L'organe d'obturation 39 est relié solidairement à l'extrémité frontale de la tige de soupape 25 à l'opposé du moteur 15. La surface de la section de l'organe d'obturation 39 exposée à la pression régnant à l'entrée de soupape 12 est de dimension beaucoup plus petite que la surface de la section du corps de soupape 35 exposée à la même pression. Pour réaliser une liaison entre l'ouverture de commande préalable 37 et la sortie de soupape 13, on a fendu le segment du tube de soupape 28 se trouvant entre l'organe d'obturation 35 et la pièce de glissement 30. Deux fentes 40
sont indiquées ainsi à la figure 1.
Lorsque le moteur 15 de la soupape est au repos, c'est-à-dire lorsque l'électro-aimant n'est pas excité, la soupape de réinjection des gaz d'échappement est complètement fermée; le ressort de rappel 24 agissant sur l'induit 22 par l'intermédiaire de la tige de soupape 25 presse l'organe d'obturation 39 de la soupape à commande amont contre son siège 38 dans le corps de soupape 35. En même temps, la pression des gaz d'échappement de la conduite de réinjection de gaz d'échappement 16 agit sur le corps de soupape 35 et l'organe d'obturation 39 de commande amont à l'entrée de soupape 12. De l'air est aspiré par le moteur à combustion interne à travers la tubulure d'aspiration 10 comme cela est indiqué par les flèches de circulation 42. Ce flux d'air arrive sur le côté arrière du corps de soupape 35 et de l'organe d'obturation 39 de commande amont avec des pressions, c'est-à-dire à la pression d'aspiration. La pression de fermeture agissant sur le corps de soupape 35 et l'organe d'obturation 39 correspond à la différence entre la pression des gaz d'échappement au niveau de l'entrée de soupape 12 et la pression d'aspiration à la sortie de soupape 13. Cette pression de fermeture s'ajoute à la force de fermeture exercée par le ressort de rappel 24 pour maintenir
fermée la soupape de réinjection des gaz d'échappement.
Pour commander l'ouverture de la soupape de réinjection des gaz d'échappement, on excite l'enroulement 21 de l'électro-aimant 15; l'électro-aimant 15 est conçu pour que l'induit 22 soit déplacé contre la force exercée par le ressort de rappel 24, proportionnellement au rapport de
travail du courant de commande passant dans l'enroulement 21.
Le déplacement de l'induit 22 soulève la soupape de commande amont 39 par rapport à son siège 38 par l'intermédiaire de la tige de soupape 25. Cet état de fonctionnement de la soupape de réinjection des gaz d'échappement est représenté à la figure 2. De faibles débits de gaz d'échappement passent alors par la soupape de commande amont 36 ouverte, dans la tubulure d'aspiration 10. Cela réduit la différence de pression entre l'entrée 12 et la sortie 13 de la soupape, si bien qu'au cours de la suite du déplacement de la tige de soupape 25, lorsque la rondelle d'appui 26 rencontre la partie d'obturation 281 du tube de soupape 28, la force de pression agissant sur le corps de soupape 35 est réduite
d'une mesure telle que la force développée par l'électro-
aimant 15 est suffisante pour soulever le corps de soupape 35 de son siège 33 et libérer ainsi la grande section de l'ouverture de soupape 34. Cet état de fonctionnement de la soupape de réinjection des gaz d'échappement est représenté à la figure 3. La géométrie du corps de soupape 35 et de l'organe d'obturation 39 à commande préalable est telle que la perte de charge à travers l'ouverture de soupape 34 et l'ouverture 37 de la soupape de commande amont est relativement faible pour n'étrangler que faiblement le passage des quantités de gaz d'échappements réinjectées à travers la soupape de réinjection des gaz d'échappement.5 Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, le moteur 15 de la soupape est constitué par une boîte à dépression avec une chambre à dépression 44, une membrane 45 limitant d'un côté la chambre à dépression 44, cette membrane étant fixée à la tige de soupape 25, ainsi qu'un ressort de rappel 24 agissant sur la membrane 45 ou la tige de soupape 25. De manière détaillée, la tige de soupape 25 est reliée solidairement à un support de membrane 46 en forme de chapeau et la membrane 45 de forme conique est fixée de manière étanche aux gaz d'une part sur les bords du boîtier 14 du moteur, en forme de pot et d'autre part contre le bord du chapeau du support de membrane 46. Le bord de la membrane 45 du côté du boîtier est pincé par l'intermédiaire d'un couvercle de boîtier 47, en forme de capuchon, recouvrant le support de membrane 46, le bord de la membrane étant serré dans une rainure annulaire 48 réalisée dans le corps 14 du moteur. Le support de membrane 46 délimite avec la membrane et le boîtier 14 du moteur, la chambre de dépression 44 reliée par un branchement d'aspiration non représenté, traversant le boîtier 14 à une source de dépression. Le ressort de rappel 24 s'appuie contre le fond de la forme de chapeau du support de membrane 46 et contre le fond du boîtier 14 en forme de pot. Pour fixer la tige de soupape 25 sur le support de membrane 46, l'extrémité de la tige de soupape traverse une ouverture 49 du fond du support de membrane 46 en étant serrée par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 26 venant contre un épaulement annulaire 251 de la tige 25 et un contre-écrou 27 au fond de la pièce en
forme de chapeau.
Le boîtier 14 du moteur est monté par un ajutage de boîtier 141 dans une ouverture 19 de la paroi de la tubulure d'aspiration 10, suivant une direction radiale et de manière étanche aux gaz; un joint torique 55 assure l'étanchéité par rapport à l'intérieur de la tubulure d'aspiration 10. Une partie centrale 142 en forme de dôme se prolonge à l'intérieur du boîtier et la partie supérieure de cette forme en dôme comporte un passage 50 pour la tige de soupape 25. Le passage 50 comporte un joint annulaire 51 assurant l'étanchéité aux gaz de la tige de soupape 25 par rapport à la partie supérieure en forme de dôme de la partie médiane 142. La partie médiane 142 reçoit de manière solidaire un manchon de guidage 52 qui traverse l'ajutage de boîtier 141 et vient en saillie. La partie en saillie du manchon de guidage 52 est entourée par un manchon de protection 53 fixé d'un côté sur le manchon de guidage 52 et de l'autre côté sur le tube de soupape 28 avec un jeu radial nécessaire à son coulissement axial. Le tube de soupape 28 est monté de manière coulissante axialement dans le manchon de guidage 52 par deux paliers glissants 29 distants l'un de l'autre. De la même manière que pour la soupape de réinjection des gaz d'échappement de la figure 1, le tube 28 de la soupape entoure à son extrémité opposée au corps de soupape, la tige de soupape 25 avec son organe d'obturation 281 en une seule pièce qui forme à son tour la butée pour entraîner le tube de soupape 28 au cours de la course d'ouverture de la tige de soupape 25. La butée qui coopère avec la contrebutée est formée par un organe d'entraînement 54 constitué par une rondelle maintenue solidaire sur la tige de soupape 25. Entre la pièce d'obturation 281 et l'appui 31 fixé sur la tige de soupape 25, s'appuie le ressort hélicoïdal de compression 32 emmanché sur la tige de soupape 25. Ce ressort a tendance à pousser le tube de soupape 28 dans la direction de l'organe d'entraînement 54 formant la butée. Pour le reste, la soupape de réinjection des gaz d'échappement selon la figure 4 est construite de la même manière que la soupape de réinjection des gaz d'échappement de la figure 1 et son fonctionnement est le même. Il sera fait référence aux explications données pour le mode de réalisation de la soupape de réinjection de gaz d'échappement
de la figure 1.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus. Ainsi, le moteur
de la soupape selon les figures 1 et 2 est réalisable non seulement comme aimant linéaire ou comme boîte à dépression.
Il peut également être réalisé comme aimant tournant avec une came à excentrique ou comme moteur électrique coopérant avec5 une broche. Le boîtier 14 du moteur peut faire une seule pièce avec la tubulure d'aspiration et être injecté en
matière plastique pour constituer un ensemble.
Claims (14)
1 ) Soupape de réinjection des gaz d'échappement pour commander la quantité de gaz d'échappement réinjectée dans le côté aspiration d'un moteur à combustion interne, comprenant e une entrée de soupape (12) pour être branchée à une conduite de réinjection de gaz d'échappement (16) et une sortie de soupape (13) pour être branchée à une tubulure d'aspiration (10) du moteur à combustion interne, * une ouverture de soupape (34) située entre l'entrée et la sortie de soupape (12, 13), * un siège de soupape (33) entourant l'ouverture de soupape (34) du côté tourné vers son entrée (12), * un corps de soupape (35) s'appuyant sur le siège de soupape (33) et eun moteur de soupape (15) agissant sur le corps de soupape (35) par l'intermédiaire d'une tige de soupape (25) pour ouvrir et fermer la soupape, caractérisée en ce que * une soupape de commande amont (36) est prévue dans le corps de soupape (35), cette soupape de commande amont ayant une ouverture de commande préalable (37) traversant le corps de soupape (35), un siège de soupape de commande amont (38) entourant l'ouverture de commande de soupape préalable (37), du côté tourné vers l'entrée de soupape (12) et un organe d'obturation de soupape de commande amont (39), de section beaucoup plus réduite que celle du corps de soupape (35), s'appuyant sur le siège de soupape de commande amont (38) et * l'organe d'obturation (39) de la soupape de commande amont est relié solidairement à la tige de soupape (25) et le corps de soupape (35) est couplé solidairement en coulissement avec la tige de soupape (25) après une course
d'ouverture prédéterminée de cette tige.
2 ) Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que * le corps de soupape (35) est relié solidairement à un tube de soupape (28) entourant la tige de soupape (25), ce tube pouvant coulisser par rapport à la tige de soupape (25), * la tige de soupape (25) comporte une butée (221; 26; 54) et le tube de soupape (28) comporte une contrebutée (281) qui, après une course prédéterminée de la tige de soupape (25) arrive en prise pour entraîner en coulissement le tube de soupape (28), et * entre la tige de soupape (25) et le tube de soupape (28) s'appuie un ressort de compression (32) qui sollicite le tube de soupape (28) dans une direction de coulissement
tournée vers la butée (221; 26; 54).
3 ) Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que pour l'appui du ressort de compression (32), d'une part la tige de soupape (25) comporte un appui (31) et d'autre part le tube de soupape (28) comporte du côté frontal, une pièce d'obturation (281) faisant corps qui entoure la tige de soupape (25) en laissant un intervalle et forme la contrebutée.
4 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que le corps de soupape (35) et l'organe d'obturation (39) de la soupape de commande amont sont réalisés pour que la perte de charge à travers l'ouverture (34) de soupape et l'ouverture (37) de la soupape de commande amont soit relativement faible.
) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que * le corps de soupape (35), le siège de soupape (33) et la soupape de commande amont (36) sont logés dans un boîtier (11) ayant un ajutage d'entrée (112) vers le branchement de la conduite de réinjection de gaz d'échappement (16) et un ajutage de sortie (113) pour traverser une ouverture (17) de la paroi de la tubulure d'aspiration (10), * le moteur (15) de la soupape étant logé dans un boîtier (14) placé avec un ajutage de boîtier (141) dans une seconde ouverture de paroi (19) de la tubulure d'aspiration (10), diamétralement opposée à l'ouverture de paroi (17), et * la tige de soupape (25) traverse l'ajutage de boîtier (141) en partant du boîtier (14) du moteur, pour passer diamétralement dans la tubulure d'aspiration (10) et arriver à travers l'ajutage de sortie (113) dans le boîtier
de soupape (11).
6 ) Soupape selon la revendication 5, caractérisée en ce que * le tube de soupape (28) qui entoure la tige de soupape (25) est guidé d'une part à l'aide d'au moins un palier extérieur (20) dans le boîtier (14) du moteur et d'autre part à l'aide d'un palier intérieur (30) sur la tige de soupape (25), de manière à coulisser axialement, et à son extrémité libre, opposée au moteur (15) de la soupape, ce tube porte solidairement en coulissement le corps de soupape (35) et * un segment du corps de soupape (28) directement adjacent au corps de soupape (35) présente des fentes axiales (40) réalisant une communication entre la tubulure d'aspiration
(10) et l'ouverture de la soupape de commande amont (37).
7 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6,
caractérisée en ce que * le boîtier de soupape (11) est formé de deux parties, d'une partie supérieure (114) portant l'ajutage d'entrée de soupape (112) et d'une partie inférieure (115) portant l'ajutage de sortie de soupape (113), * la partie supérieure (114) et la partie inférieure (115) étant réalisées chaque fois avec une bride annulaire (116, 117) formée dans la masse, pour s'appliquer de manière étanche aux gaz et le siège de soupape (33) est réalisé sur
la partie inférieure (115) du boîtier.
8 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que le moteur (15) est un électro-aimant (15) avec un induit (22) fixé à la tige de soupape (25), un enroulement (21) et un ressort de rappel (24) agissant sur l'induit (22), en étant réalisé pour que l'induit (22) soit déplacé contre la force exercée par le ressort de rappel (24), proportionnellement au rapport de travail du courant de commande traversant
l'enroulement (21).
9 ) Soupape selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'induit (22) cylindrique creux de l'électro-aimant (15) comporte une traverse diamétrale (221) et l'extrémité de la tige de soupape passe axialement dans la traverse (221) en étant serrée à l'aide d'une rondelle d'appui (26) formant une
butée et d'un contre-écrou (27) contre la traverse (221).
) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que le moteur (15) de la soupape est réalisé sous la forme d'une boîte à dépression comprenant une chambre à dépression (44), une membrane (45) fixée à la tige de soupape (25) et délimitant la chambre à dépression (44) ainsi qu'un ressort de rappel (24) agissant sur la membrane (45) ou la tige de
soupape (25).
11 ) Soupape selon la revendication 10, caractérisée en ce qu' e un support de membrane (46) en forme de coiffe est relié solidairement à la tige de soupape (25), * la membrane (45) de forme conique est fixée d'un côté sur les bords du boîtier (14) du moteur en forme de pot et d'autre part sur le bord en forme de coiffe du support de membrane (46), chaque fois de manière étanche aux gaz et entoure avec le boîtier de moteur (14) comportant un ajutage d'aspiration et le support de membrane (46), la chambre à dépression (44) et * un ressort de rappel (24) s'appuie entre le boîtier (14) du
moteur et le support de membrane (46).
12 ) Soupape selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'extrémité de la tige de soupape traverse une ouverture (49) du fond de la forme de coiffe du support de membrane (46) en étant serrée à l'aide d'une rondelle d'appui (26) s'appuyant contre un épaulement annulaire (251) de la tige de soupape 1) (25) et d'un contre-écrou (27) contre le fond de la forme de coiffe.
13 ) Soupape selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que * sur le boîtier (14) du moteur, il est prévu une partie centrale (141) en forme de dôme qui se prolonge de l'ajutage de boîtier (141) jusqu'à l'intérieur du boîtier, en une seule pièce, cette partie médiane ayant au niveau de son capuchon en forme de dôme un passage (50) pour la tige de soupape (25), un joint annulaire (51) assurant l'étanchéité aux gaz par rapport au capuchon de dôme est prévu au niveau de la tige
de soupape (25).
14 ) Soupape selon la revendication 13, caractérisée par un manchon de guidage (52) logé de manière non coulissante dans la partie médiane (142), ce manchon traversant l'ajutage de boîtier (141) pour venir en saillie par rapport à celui-ci et le tube de soupape (28) est guidé par l'intermédiaire d'un palier glissant (29) dans le manchon de guidage (52) suivant
un mouvement de coulissement axial.
) Soupape selon la revendication 14, caractérisée en ce que la partie en saillie du manchon de guidage (52) est débordée par un manchon de protection (53) qui est d'une part fixé sur le manchon de guidage (52) et qui d'autre part entoure la tige de soupape (28) avec un jeu radial nécessaire pour le
coulissement axial de la tige.
16 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 11 à
15, caractérisée en ce que le support de membrane (46) est recouvert par un couvercle de boîtier (47) en forme de capuchon qui est placé sur le boîtier (14) du moteur et de préférence le bord de la
membrane (45) du côté du boîtier du moteur est serré entre le boîtier (14) du moteur et le couvercle (47) du boîtier.
17 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 11 à
16, caractérisée en ce que le boîtier (14) du moteur est réalisé en une seule pièce avec la tubulure d'aspiration (10) de préférence sous la forme
d'une pièce en matière plastique injectée.
) 18 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que le moteur (15) de la soupape est un aimant tournant avec les
cames à excentrique ou un moteur électrique avec une broche.
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1998
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Non-Patent Citations (1)
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 178 (M - 1110) 8 May 1991 (1991-05-08) * |
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