FR2857049A1 - DEVICE FOR CAPTURING A CONDUIT OF AN EXHAUST LINE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (3) d'obturation d'un conduit (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui délimite un passage (2) des gaz d'échappement, ce dispositif (3) comportant, d'une part, un clapet (4) conçu apte à refermer ledit passage (2) et, d'autre part, des moyens (5) de rappel de ce clapet (4) en position de fermeture.Ce dispositif (3) comporte des moyens (6) de maintien du clapet (4) en position de fermeture, ces moyens (6) de maintien étant distincts desdits moyens (5) de rappel du clapet (4).The invention relates to a device (3) for closing a duct (1) which comprises an exhaust line of an internal combustion engine and which delimits a passage (2) of the exhaust gas, this device (3) comprising, on the one hand, a valve (4) designed adapted to close said passage (2) and, on the other hand, means (5) for returning the valve (4) in the closed position.This device (3) ) comprises means (6) for holding the valve (4) in the closed position, these holding means (6) being distinct from said means (5) for returning the valve (4).
Description
La présente invention a trait à un dispositif d'obturation d'un conduitThe present invention relates to a device for closing off a duct
que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne. includes an exhaust line of an internal combustion engine.
Cette invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne. This invention relates to the field of the automotive industry and more particularly that of equipment ensuring the escape of gases from the combustion of a fuel by an internal combustion engine.
A ce propos, on observera qu'un tel moteur est complété par une ligne d'échappement comportant, plus particulièrement au niveau d'un silencieux, au moins un conduit délimitant un passage des gaz d'échappement et complété par un dispositif agencé pour assurer une obturation de ce conduit. In this connection, it will be observed that such an engine is completed by an exhaust line comprising, more particularly at the level of a silencer, at least one duct delimiting an exhaust gas passage and supplemented by a device arranged to ensure a closure of this conduit.
Un tel dispositif d'obturation comporte, usuellement, un clapet, par exemple monté de manière articulée par rapport au conduit, et susceptible d'adopter, d'une part, une première position autorisant le passage des gaz au travers de ce conduit et, d'autre part, une seconde position dans laquelle le conduit est, au moins en partie, obturé empêchant un tel passage de gaz. Such a closure device comprises, usually, a valve, for example mounted in an articulated manner with respect to the conduit, and capable of adopting, on the one hand, a first position allowing the passage of gases through this conduit and, on the other hand, a second position in which the duct is at least partly closed, preventing such a passage of gas.
A ce propos, on remarquera que ce dispositif d'obturation est conçu en sorte que, d'une part et en dessous d'une pression incidente déterminée des gaz sur le clapet (par exemple à bas régime moteur), ce clapet soit maintenu en position d'obturation du conduit et que, d'autre part et lorsque la pression des gaz devient supérieure à cette pression déterminée, ce clapet s'ouvre pour autoriser le passage des gaz et que, d'autre part encore et après ouverture, ce clapet se referme en cas de baisse de la pression des gaz. In this regard, it will be noted that this closure device is designed so that, on the one hand and below a determined incident pressure of the gases on the valve (for example at low engine speed), this valve is maintained in shutter position of the conduit and that, on the other hand and when the pressure of the gas becomes greater than this determined pressure, this valve opens to allow the passage of gases and that, on the other hand and after opening, this valve closes when the gas pressure drops.
A cet effet, ledit dispositif d'obturation est complété par un ressort conçu apte à coopérer avec ledit clapet et agencé pour, d'une part, résister à la pression des gaz en vue de maintenir le clapet dans une position d'obturation et, d'autre part, ramener ce clapet en position d'obturation en cas de chute de la pression des gaz. For this purpose, said closure device is completed by a spring adapted adapted to cooperate with said valve and arranged to, firstly, withstand the pressure of the gas to maintain the valve in a closed position and, on the other hand, bring this valve shutter position in case of drop in gas pressure.
On observera que, afin de résister à une pression des gaz pouvant être forte, un tel ressort peut être mis en place contre le clapet avec une forte précharge ce qui complexifie notablement une telle mise en place. It will be observed that, in order to withstand a gas pressure that can be strong, such a spring can be placed against the valve with a high preload which significantly complicates such placement.
De plus, un tel ressort est disposé dans un environnement particulier (gaz d'échappement chauds) ce qui, d'une part, nécessite de faire appel à un matériau spécifique pour la réalisation de ce ressort et, d'autre part, influe sur les spécifications, notamment sur la force de rappel, de ce ressort qui peuvent évoluer avec la température. In addition, such a spring is disposed in a particular environment (hot exhaust gas) which, on the one hand, requires the use of a specific material for the realization of this spring and, on the other hand, influences the specifications, in particular on the return force, of this spring which can evolve with the temperature.
Il en résulte qu'un tel ressort doit présenter des caractéristiques bien spécifiques nécessitant une conception particulière (notamment en ce qui concerne le nombre de spires augmentant avec la valeur de la précharge souhaitée) de sorte que son coût de revient devient particulièrement élevé et peut représenter jusqu'à la moitié du coût du dispositif d'obturation. As a result, such a spring must have very specific characteristics requiring a particular design (particularly as regards the number of turns increasing with the value of the desired preload) so that its cost becomes particularly high and can represent up to half the cost of the shutter device.
De plus, le fait d'associer un tel ressort à un tel clapet limite, de manière notable, l'angle d'ouverture de ce clapet ce qui ne permet pas une circulation optimale des gaz. Il est, alors, indispensable de trouver un compromis entre un grand débattement du clapet et une résistance à une précharge élevée ce qui se fait, forcément, au détriment de l'un ou de l'autre. In addition, the fact of associating such a spring with such a valve significantly limits the opening angle of this valve which does not allow an optimal flow of gases. It is, therefore, essential to find a compromise between a large deflection of the valve and resistance to high preload which is, necessarily, to the detriment of one or the other.
La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients des dispositifs de l'état de la technique. The present invention is intended to overcome the disadvantages of devices of the state of the art.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'obturation d'un conduit que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui délimite un passage des gaz d'échappement, ce dispositif comportant, d'une part, un clapet conçu apte à refermer ledit passage et, d'autre part, des moyens de rappel de ce clapet en position de fermeture, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de maintien du clapet en position de fermeture, ces moyens de maintien étant distincts des moyens de rappel du clapet. For this purpose, the invention relates to a device for closing off a duct that includes an exhaust line of an internal combustion engine and which defines an exhaust gas passage, this device comprising, on the one hand, a designed valve adapted to close said passage and, secondly, return means of this valve in the closed position, characterized in that it comprises means for holding the valve in the closed position, these holding means being distinct from the return means of the valve.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de maintien du clapet en position de fermeture sont agencés pour relâcher ledit clapet en vue du passage des gaz, ceci au- delà d'une contrainte déterminée exercée par ces gaz sur ledit clapet. According to another characteristic of the invention, the valve holding means in the closed position are arranged to release said valve for the passage of gases, this beyond a specific stress exerted by these gases on said valve.
Encore une autre caractéristique consiste en ce que ces moyens de maintien sont, soit de type magnétique, soit de type 5 mécanique. Yet another feature is that these holding means are either magnetic or mechanical.
Une caractéristique additionnelle concerne le fait que les moyens de rappel en position de fermeture sont constitués, soit par une masselotte associée audit clapet, soit par un ressort prenant appui sur le clapet. An additional feature relates to the fact that the return means in the closed position are constituted either by a weight associated with said valve, or by a spring bearing on the valve.
Les avantages de la présente invention consistent en ce que les moyens de rappel et les moyens de maintien du clapet sont distincts ce qui permet, pour chacun de ces moyens, de faire appel à élément spécifique, simple, efficace et peu onéreux. Chacun de ces éléments conserve ses spécificités propres et peut être choisi parmi des composants existants, standards, voire même répandus. The advantages of the present invention are that the return means and the valve holding means are separate, which allows, for each of these means, to use a specific element, simple, effective and inexpensive. Each of these elements retains its own specificities and can be chosen from existing, standard or even widespread components.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description relating to embodiments which are given by way of indicative and non-limiting examples.
La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel: - la figure 1 est une vue schématisée et en perspective du dispositif selon l'invention en configuration d'obturation du 25 conduit; - la figure 2 est une vue schématisée et en éclaté du dispositif selon l'invention; - les figures 3 et 4 sont des schémas correspondant à différents moyens mécaniques de maintien du clapet. The understanding of this description will be facilitated with reference to the drawing attached in the appendix and in which: FIG. 1 is a schematic and perspective view of the device according to the invention in the closed configuration of the duct; - Figure 2 is a schematic and exploded view of the device according to the invention; - Figures 3 and 4 are diagrams corresponding to different mechanical means for holding the valve.
La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne. The present invention relates to the field of the automotive industry and more particularly that of equipment ensuring the escape of gases from the combustion of a fuel by an internal combustion engine.
A ce propos, on observera qu'un tel moteur est associé à une ligne d'échappement comportant, plus particulièrement au niveau d'un silencieux (non représenté), au moins un conduit 1 délimitant un passage 2 des gaz d'échappement. Un tel conduit 1 peut notamment être constitué par un tube (par exemple de sortie ou d'entrée) ou encore par un orifice ménagé au niveau d'une coupelle que comporte, intérieurement, un tel silencieux. In this regard, it will be observed that such a motor is associated with an exhaust line comprising, more particularly at a silencer (not shown), at least one duct 1 defining a passage 2 of the exhaust gas. Such a duct 1 may in particular be constituted by a tube (eg outlet or inlet) or by an orifice formed at a cup that includes, internally, such a silencer.
Tel que visible sur les figures en annexe, un tel conduit 1 est complété par un dispositif 3 conçu apte à assurer une obturation de ce conduit 1 en vue d'empêcher, au moins en partie, le passage des gaz d'échappement. As can be seen in the appended figures, such a duct 1 is completed by a device 3 designed capable of ensuring closure of this duct 1 in order to prevent, at least in part, the passage of the exhaust gases.
Un tel dispositif d'obturation 3 comporte, d'une part, un clapet 4 conçu apte à refermer ledit passage 2 et, d'autre part, des moyens 5 agencés pour assurer un rappel de ce clapet 4 en position de fermeture. Such a closure device 3 comprises, on the one hand, a valve 4 designed able to close said passage 2 and, on the other hand, means 5 arranged to ensure a return of the valve 4 in the closed position.
Selon l'invention, ce dispositif d'obturation 3 comporte encore des moyens 6 agencés pour assurer un maintien du clapet 4 en position de fermeture, ces moyens 6 de maintien étant agencés pour agir avec lesdits moyens 5 de rappel tout en étant distincts de ces derniers 5. According to the invention, this closure device 3 further comprises means 6 arranged to ensure a maintenance of the valve 4 in the closed position, these holding means 6 being arranged to act with said means 5 reminder while being distinct from these last 5.
Tel que visible sur les figures en annexe, ledit dispositif d'obturation 3 comporte un châssis 7 pourvu de moyens 8 agencés pour permettre un montage de ce dispositif 3 sur ledit conduit 1. As can be seen in the appended figures, said closure device 3 comprises a frame 7 provided with means 8 arranged to allow mounting of this device 3 on said duct 1.
De tels moyens de montage 8 adoptent, de préférence, la forme d'une découpe ou analogue permettant en engagement, au moins partiel, de ce châssis 7 sur ledit conduit 1. Ces moyens de montage 8 peuvent comporter ou être complétés par des moyens agencés pour assurer une immobilisation de ce châssis 7 sur ce conduit 2. De tels moyens d'immobilisation peuvent, alors, être constitués par des moyens de montage de type serré ou, encore, par des moyens de solidarisation du châssis 7 sur le conduit 1. Such mounting means 8 preferably adopt the shape of a cut-out or the like allowing at least partial engagement of this frame 7 on said duct 1. These mounting means 8 may comprise or be completed by means arranged to ensure that this frame 7 is immobilized on this duct 2. Such immobilization means can then be constituted by tight-type mounting means or, still, by means of securing the frame 7 to the duct 1.
Ce châssis 7 comporte, encore, des moyens 9 de réception, de manière articulée, dudit clapet 4, ces moyens 9 étant, notamment, défini par une chape 10 ou analogue pour la réception d'un axe 11 sur lequel est monté (en basculement) ledit clapet 4. This frame 7 comprises, again, means 9 for receiving, in an articulated manner, said valve 4, these means 9 being, in particular, defined by a yoke 10 or the like for receiving an axis 11 on which is mounted (tilting ) said valve 4.
A ce propos, on remarquera que ledit châssis 7 peut être défini à partir d'une plaque, notamment métallique, au niveau de laquelle sont définis au moins les moyens de montage 8 et de réception 9, notamment après une mise en forme et/ou une découpe de cette plaque. In this regard, it will be noted that said frame 7 can be defined from a plate, in particular a metal plate, at which at least the mounting means 8 and receiving means 9 are defined, in particular after shaping and / or a cutout of this plate.
En ce qui concerne les moyens de maintien 6 du clapet 4 en position de fermeture, ceux-ci sont agencés pour relâcher ledit clapet 4 en vue du passage des gaz, ceci au-delà d'une contrainte déterminée Cp exercée par les gaz sur ledit clapet 4. With regard to the holding means 6 of the valve 4 in the closed position, these are arranged to release said valve 4 for the passage of gases, this beyond a determined stress Cp exerted by the gases on said valve 4.
A ce propos, on observera que cette contrainte Cp peut varier en fonction du moteur, de la ligne d'échappement ou du conduit 1 auquel est associé le dispositif d'obturation 3 objet de la présente invention et que les spécifications des moyens de maintien 6 peuvent, alors, être amenées à être ajustées au cas d'espèce par l'homme du métier. In this regard, it will be observed that this constraint Cp may vary depending on the engine, the exhaust line or the duct 1 which is associated with the shutter device 3 object of the present invention and that the specifications of the holding means 6 can, then, be brought to be adjusted to the case by the person skilled in the art.
Aussi et selon un premier mode de réalisation de l'invention, ces moyens de maintien 6 peuvent être de type magnétique. Also and according to a first embodiment of the invention, these holding means 6 may be magnetic type.
En fait, de tels moyens 6 de maintien magnétiques peuvent être constitués par un aimant 12 associé, selon le cas, au clapet 4 ou au conduit 1 et agencé pour coopérer avec un élément métallique ou magnétique associé, respectivement au conduit 1 ou au clapet 4. In fact, such magnetic holding means 6 may be constituted by a magnet 12 associated, as the case may be, with the valve 4 or with the conduit 1 and arranged to cooperate with a metallic or magnetic element associated respectively with the conduit 1 or with the valve 4 .
Un mode de réalisation particulier visible figures 1 et 2 correspond à un aimant 12 associé au conduit 1, plus particulièrement au châssis 7 du dispositif d'obturation 3 rendu solidaire de ce conduit 1. A particular embodiment shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to a magnet 12 associated with the duct 1, more particularly to the frame 7 of the closure device 3 made integral with this duct 1.
Encore un autre mode de réalisation consiste en ce que les moyens de maintien 6 de type magnétique sont constitués par un électro-aimant, plus particulièrement associé au conduit 1, notamment au châssis 7 du dispositif d'obturation 3 monté sur ce conduit 1. Yet another embodiment consists in that the holding means 6 of magnetic type are constituted by an electromagnet, more particularly associated with the conduit 1, in particular the frame 7 of the closure device 3 mounted on this conduit 1.
Un tel électro-aimant est raccordé à des moyens d'alimentation en énergie électrique qui peuvent comporter ou être complétés par des moyens de réglage de l'énergie électrique fournie. Ce mode de réalisation permet d'ajuster l'énergie électrique fournie à la valeur de la contrainte Cp des gaz incidents pour laquelle on souhaite que le clapet 4 soit relâché. Ceci autorise, avantageusement, l'utilisation d'un même dispositif d'obturation 3 pour différents véhicules, différentes motorisations et/ou différents lignes d'échappement. Such an electromagnet is connected to electrical power supply means which may comprise or be supplemented by means for adjusting the electrical energy supplied. This embodiment makes it possible to adjust the electrical energy supplied to the value of the stress Cp of the incident gases for which it is desired that the valve 4 be released. This allows, advantageously, the use of the same shutter device 3 for different vehicles, different engines and / or different exhaust lines.
Un tel mode de réalisation permet, encore, d'envisager un pilotage du dispositif d'obturation 3, notamment en fonction du régime de fonctionnement du moteur. A ce propos, un mode particulier de réalisation consiste à piloter ledit dispositif d'obturation 3 en sorte d'autoriser une ouverture du clapet 4 pour (et/ou au-delà) un régime moteur déterminé. Such an embodiment also makes it possible to envisage controlling the shutter device 3, in particular as a function of the operating speed of the motor. In this regard, a particular embodiment consists in controlling said shutter device 3 so as to allow an opening of the valve 4 for (and / or beyond) a specific engine speed.
Selon un autre type de réalisation de ces moyens de maintien 6, ces derniers 6 peuvent être de type mécanique. According to another embodiment of these holding means 6, the latter 6 may be of mechanical type.
Ainsi et selon un premier exemple de réalisation, de tels moyens de maintien 6 peuvent être définis par des moyens agencés pour réaliser un accrochage sur ou par le clapet 4. Thus and according to a first exemplary embodiment, such holding means 6 may be defined by means arranged to make a hook on or by the valve 4.
De tels moyens d'accrochage peuvent, alors, être définis soit au niveau du clapet 4, soit au niveau du conduit 1 ou du châssis 7 monté sur ce dernier 1. Such attachment means can then be defined either at the level of the valve 4, or at the level of the duct 1 or the chassis 7 mounted on the latter 1.
A titre d'exemple de réalisation de tels moyens d'accrochage peuvent être constitués par des moyens formant redan, un téton, un crochet, un ergot ou analogue conçus aptes à être déformés (de préférence élastiquement) sous l'impulsion d'une contrainte exercée sur le clapet 4, ceci en vue de relâcher ce dernier 4 au-delà d'une contrainte déterminée Cp exercée par les gaz sur ledit clapet 4. As an exemplary embodiment of such attachment means may be constituted by redan means, a pin, a hook, a pin or the like designed capable of being deformed (preferably elastically) under the impulse of a constraint exerted on the valve 4, this in order to release the latter 4 beyond a determined stress Cp exerted by the gases on said valve 4.
A ce propos, il a été représenté figure 3 un exemple de réalisation d'un tel moyen d'accrochage, d'une part et en trait plein, en position de maintien du clapet 4 et, d'autre part et en traits discontinus, en position de relâchement de ce clapet 4. In this regard, FIG. 3 shows an exemplary embodiment of such a fastening means, on the one hand and in solid lines, in the holding position of the valve 4 and, on the other hand and in broken lines, in the release position of this valve 4.
Encore un autre mode de réalisation visible figure 4 consiste en ce que de tels moyens de maintien 6 mécaniques peuvent être constitués par des moyens de clipage comportant une partie mâle associée au clapet 4 ainsi qu'une partie femelle associée au conduit 1 (ou au châssis 7 du dispositif 3) et destinée à coopérer avec ladite partie mâle par engagement de cette dernière dans ladite partie femelle pour le maintien du clapet 4 en position de fermeture. Cette partie femelle (et/ou la partie mâle) est de type déformable (préférentiellement élastiquement) sous l'effet d'une contrainte exercée par les gaz sur le clapet 4, ceci en vue de permettre le relâchement de ce dernier 4. Yet another embodiment visible in FIG. 4 consists in that such mechanical holding means 6 may consist of clipping means comprising a male part associated with the valve 4 and a female part associated with the duct 1 (or with the frame 7 of the device 3) and intended to cooperate with said male part by engagement of the latter in said female part for holding the valve 4 in the closed position. This female part (and / or the male part) is of deformable type (preferentially elastically) under the effect of a constraint exerted by the gases on the valve 4, this in order to allow the release of the latter 4.
Finalement, ces moyens 6 de maintien mécaniques peuvent, encore, être définis par des moyens agencés pour exercer une 10 force de frottement sur le clapet 4. Finally, these mechanical holding means 6 can, again, be defined by means arranged to exert a friction force on the valve 4.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'obturation 3 comporte, encore, des moyens 5 agencés pour assurer un rappel du clapet 4 dans sa position de fermeture. According to another characteristic of the invention, the shutter device 3 comprises, again, means 5 arranged to ensure a return of the valve 4 in its closed position.
Un premier mode de réalisation non représenté consiste en ce que de tels moyens de rappel 5 sont définis par une masselotte associée audit clapet 4. La fermeture de ce clapet 4 s'opère, alors, par gravité. A first embodiment not shown is that such return means 5 are defined by a flyweight associated with said valve 4. The closure of the valve 4 operates, then, by gravity.
Cependant et selon un mode de réalisation préféré visible 20 figures 1 et 2, de tels moyens de rappel 5 sont constitués par un ressort 13 prenant appui sur le clapet 4. However, and according to a preferred embodiment visible in FIGS. 1 and 2, such return means 5 consist of a spring 13 bearing on the valve 4.
Ce ressort 13 adopte, de préférence, la forme d'un boudin engagé par dessus l'axe 11 de montage du clapet 4 sur le châssis 7. This spring 13 preferably adopts the shape of a flange engaged over the axis 11 for mounting the valve 4 on the frame 7.
Le dispositif d'obturation 3 selon l'invention est particulièrement polyvalent et son utilisation peut être envisagée pour équiper un conduit, notamment défini par un orifice que présente la coupelle interne d'un silencieux ou encore défini par un tube d'entrée ou de sortie de silencieux, par exemple tels que ceux visibles dans les documents DE-298 03 183 ou DE-199 35 711. The closure device 3 according to the invention is particularly versatile and its use can be envisaged to equip a conduit, in particular defined by an orifice that has the inner cup of a muffler or defined by an inlet or outlet tube silencer, for example such as those visible in the documents DE-298 03 183 or DE-199 35 711.
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Although the invention has been described with respect to a particular embodiment, it is understood that it is in no way limited and that various modifications of shapes, materials and combinations thereof can be made. various elements without departing from the scope and spirit of the invention.
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