FR2885668A1 - Device for closing a fluid conduit in an automobile, especially for controlling engine air intake, comprises two concentric rotors in a housing - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne en général des circuits de fluide de véhiculeThe invention generally relates to vehicle fluid circuits
automobile.automobile.
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d',Dbturation d'un conduit de fluide de véhicule automobile, le dispositif comprenant un boîtier creux fixe pourvu d'une entrée et d'une sortie, un rotor pourvu d'un canal interne, mobile en rotation de manière continue dans un prem er sens autour d'un axe de rotation à l'intérieur du boîtier, et des moyens d'entraînement en rotation du premier rotor, le rotor étant apte au cours de sa rotation alternativement à isoler l'entrée et la sortie du boîtier l'une de l'autre,Du à mettre en communication l'entrée et la sortie du boîtier par l'intermédiaire du canal in- terne. More specifically, the invention relates to a device for, Dbturation of a motor vehicle fluid conduit, the device comprising a fixed hollow housing provided with an inlet and an outlet, a rotor provided with an internal channel, movable in a continuous rotation in a first direction about an axis of rotation inside the housing, and means for driving in rotation the first rotor, the rotor being adapted during its rotation alternately to isolate the The input and the output of the housing from each other, Du to connect the input and output of the housing through the internal channel.
Les moteurs de véhicule automobile comprennent des circuits d'admission d'air, permettant de faire entrer dans les cylindres des quantités déterminées d'air, de façon synchronisée avec le mouvement des pistons. Motor vehicle engines comprise air intake circuits, allowing specific amounts of air to enter the cylinders in a manner synchronized with the movement of the pistons.
Il est connu de disposer dans ces circuits des soupapes électromagnétiques, qui sont pilotées de façon à régler l'admission d'a r dans les cylindres. Ces soupapes sont ouvertes et fermées à des instants déterminés par les moyens de pilotage, de façon à laisser passer dans les cylindres la quantité d'air adéquate, au moment adéquat. It is known to have in these circuits electromagnetic valves, which are controlled so as to adjust the intake of r in the cylinders. These valves are opened and closed at times determined by the control means, so as to pass through the cylinders the amount of adequate air at the right time.
Ces clapets électromagnétiques sont complexes et coûteux. These electromagnetic valves are complex and expensive.
Des dispositifs d'obturation du type décrit ci-dessus, dis à boisseau, sont également connus de l'état de la technique. Le rotor tourne généralement à vitesse constante, et, à chaque demi-tour, les extrémités du canal interne balayent l'entrée et la sortie du boîtier. La quantité dei fluide traver- sant le dispositif d'obturation à chaque demi-tour du rotor dépend de la du-rée du balayage. Elle est fonction des sections de l'entrée et de la sortie du boîtier, de la section du canal interne, et de la vitesse de rotatic n du rotor. Shutter devices of the type described above, said plug, are also known from the state of the art. The rotor generally rotates at a constant speed, and at each half turn, the ends of the inner channel scan the input and output of the housing. The amount of fluid passing through the shutter device at each half turn of the rotor depends on the speed of the sweep. It is a function of the inlet and outlet sections of the housing, the section of the internal channel, and the rotor speed n of the rotor.
Un tel dispositif à boisseau peut difficilement être utilisé pour régler la quantité d'air injectée dans les cylindres d'un moteur à explosion. Such a plug device can hardly be used to adjust the amount of air injected into the cylinders of an internal combustion engine.
En effet, cette quantité d'air ne peut être modulée qu'er jouant sur la vitesse de rotation du moteur. Les stratégies de gestion de la combustion dans les cylindres actuellement mises en oeuvre dans les véhicules automobiles imposent de pouvoir faire varier de façon rapide et fine les quantités d'air admises dans chaque cylindre. Ce résultat ne peut être obtenu en jouant sur la simple vitesse de rotation du rotor. Indeed, this amount of air can be modulated only by acting on the speed of rotation of the engine. The strategies for managing the combustion in cylinders currently used in motor vehicles require that the quantities of air admitted into each cylinder can be varied rapidly and finely. This result can not be obtained by playing on the simple speed of rotation of the rotor.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'obturation simple, bon marché, permettant d'obtenir les mêmes 5 performances qu'un dispositif à soupapes électromagnétique;;. In this context, the object of the present invention is to provide a simple, inexpensive shutter device which provides the same performance as an electromagnetic valve device.
A cette fin, l'invention propose un dispositif d'obturation du type précité, caractérisé en ce que le dispositif comprend une bague annulaire inter-posée entre le rotor et le boîtier, mobile en rotation autour da l'axe de rotation dans une plage de positions angulaires déterminée, et deys moyens pour faire varier de façon contrôlée la position angulaire de la bague annulaire par rapport au boîtier, la bague annulaire comprenant au moins un orifice de sortie s'inscrivant au moins partiellement dans le prolongement de l'un de l'entrée ou de la sortie du boîtier. To this end, the invention provides a closure device of the aforementioned type, characterized in that the device comprises an annular ring interposed between the rotor and the housing, rotatable about the axis of rotation in a range. defined angular positions, and means for varying in a controlled manner the angular position of the annular ring relative to the housing, the annular ring comprising at least one outlet opening at least partially in the extension of one of the entrance or exit of the housing.
Le dispositif peut également présenter une ou plusieu-s des caracté-15 ristiques suivantes, considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - le second rotor enveloppe le premier rotor et comprend des orifices d'entrée et de sortie s'inscrivant respectivement au moins par:iellement dans le prolongement de l'entrée et de la sortie du boîtier; - le second rotor est adapté pour que, quelle que soit sa position angulaire, l'entrée s'inscrive entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée; - l'orifice de sortie du second rotor est décalé angulairament par rapport à la sortie du boîtier, à partir d'une position moyenne dans laquelle l'orifice de sortie s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie du boîtier, dans le premier sens pour au moins des premières positions angulaires du second rotor, l'entrée s'inscrivant seulement partiellement dans le prolongement de l'orifice d'entrée au moins dans les prem ères positions angulaires; l'orifice de sortie du second rotor est décalé angulairement par rapport à la sortie du boîtier, à partir d'une position moyenne dans laquelle l'orifice de sortie s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie du boîtier, dans un second sens opposé au premier pour au moins des se- condes positions angulaires du second rotor, l'entrée s'inscrivant seulement partiellement dans le prolongement de l'orifice d'entrée au moins dans les secondes positions angulaires; - le second rotor est adapté pour que, quelle que soit sa position an- gulaire, l'orifice de sortie s'inscrive entièrement dans le prolongement de la sortie; - les orifices d'entrée et de sortie du second rotor soit alignés avec l'axe de rotation - les orifices d'entrée et de sortie du second rotor sont disposés par rapport à l'axe de rotation à des positions angulaires relatives telles que, quand l'orifice d'entrée s'inscrit dans le prolongement d'une extrémité du canal interne, l'orifice de sortie est au moins partiellement décalé angulaire-ment par rapport à l'extrémité opposée du canal interne; - l'entrée et la sortie s'inscrivent dans des secteurs angulaires de largeurs respectives 2ye et 2ys, les orifices d'entrée et de sortie s'inscrivant dans des secteurs angulaires de largeurs respectives 2a'e et 2as, les orifices d'entrée et de sortie présentant des axes médians décalés angulaire-ment l'un par rapport à l'autre d'un angle supérieur à (a'e + a ye ys) ; - l'orifice de sortie du second rotor présente une section de passage inférieure à celle de l'orifice d'entrée; - l'entrée du boîtier présente une section de passage irférieure à celle de l'orifice d'entrée du second rotor; - l'orifice de sortie du second rotor présente une section de passage inférieure à celle de la sortie; - la sortie du boîtier présente une section de passage supérieure à celle de l'entrée du boîtier; - le second rotor présente radialement une épaisseur supérieure à 10% de la plus grande dimension de la section du canal interne du premier rotor; - le second rotor comprend deux demi-rotors indépendants l'un de l'autre, dans lesquels sont respectivement ménagés l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, et des moyens pour faire varier les positions,angulaires respectives des deux demi- rotors indépendamment l'une de l'aulre. The device may also have one or more of the following features, considered individually or in any technically possible combination: the second rotor envelopes the first rotor and comprises inlet and outlet ports respectively entering the less by: iely in the extension of the entry and exit of the housing; - The second rotor is adapted so that, regardless of its angular position, the inlet is entirely in the extension of the inlet port; the outlet orifice of the second rotor is offset angularly with respect to the outlet of the housing, from an average position in which the outlet orifice is entirely in line with the outlet of the housing, in the first direction for at least first angular positions of the second rotor, the inlet being only partially in the extension of the inlet orifice at least in the first angular positions; the outlet orifice of the second rotor is angularly offset relative to the outlet of the housing, from an average position in which the outlet orifice is entirely in line with the outlet of the housing, in a second direction opposed to the first for at least second angular positions of the second rotor, the inlet being only partially part of the extension of the inlet orifice at least in the second angular positions; the second rotor is adapted so that, whatever its angular position, the outlet orifice is entirely in line with the outlet; the inlet and outlet ports of the second rotor are aligned with the axis of rotation; the inlet and outlet orifices of the second rotor are arranged relative to the axis of rotation at relative angular positions such that, when the inlet orifice is in line with an end of the internal channel, the outlet orifice is at least partially offset angularly relative to the opposite end of the internal channel; - The inlet and the outlet are in angular sectors of respective widths 2ye and 2ys, the inlet and outlet ports being in angular sectors of respective widths 2a'e and 2as, the inlet orifices and output having median axes angularly offset relative to each other by an angle greater than (a'e + a ye ys); the outlet orifice of the second rotor has a passage section smaller than that of the inlet orifice; the inlet of the housing has a passage section that is shorter than that of the inlet orifice of the second rotor; the output orifice of the second rotor has a passage section smaller than that of the outlet; - The output of the housing has a passage section greater than that of the input of the housing; the second rotor radially has a thickness greater than 10% of the largest dimension of the section of the internal channel of the first rotor; the second rotor comprises two half-rotors independent of each other, in which the inlet orifice and the outlet orifice are respectively provided, and means for varying the respective angular positions of the two half-rotors; - rotors independently one of the other.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe d'un circuit pourvL d'un dispositif d'obturation conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, le rotor étant représenté dans une position de mise en communication de l'entrée et de la sortie du boîtier, et la bague annulaire occupart une position moyenne; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure ' , le rotor étant représenté dans une position dans laquelle il isole l'entrée et la sortie du boî- tier l'une de l'autre; - la figure 3 est une représentation schématique sous forme de blocs des moyens d'entraînement du rotor et de la bague; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 1, le rotor étant représenté dans une position intermédiaire de celles des figures 1 et 2, et la bague étant représentée décalée dans un sens opposé au sl:ns de rotation du rotor; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4, la bague étant représentée décalée dans le sens de rotation du rotor; - les figures 6 et 7 sont des vues similaires à celles des figures 4 et 5, pour un second mode de réalisation de l'invention; et - les figures 8 et 9 sont des vues similaires à celles des. figures 4 et 5, pour un troisième mode de réalisation de l'invention. Other features and advantages of the invention will emerge from the description which is given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended figures, among which: FIG. 1 is a sectional view of a circuit provided with a closure device according to a first embodiment of the invention, the rotor being shown in a position of communication between the inlet and the outlet of the housing, and the annular ring occupart a position average; Figure 2 is a view similar to that of Figure 1, the rotor being shown in a position in which it isolates the inlet and the outlet of the housing from each other; - Figure 3 is a schematic block representation of the drive means of the rotor and the ring; - Figure 4 is a view similar to that of Figure 1, the rotor being shown in an intermediate position of those of Figures 1 and 2, and the ring being shown offset in a direction opposite to sl: ns of rotation of the rotor; - Figure 5 is a view similar to that of Figure 4, the ring being shown offset in the direction of rotation of the rotor; - Figures 6 and 7 are views similar to those of Figures 4 and 5, for a second embodiment of the invention; and FIGS. 8 and 9 are views similar to those of FIGS. Figures 4 and 5, for a third embodiment of the invention.
Le dispositif d'obturation 1 représenté sur les figures 1 et 2 est disposé dans un conduit 2 d'admission d'air, alimentant les cylindres d'un moteur thermique de véhicule automobile. Ce circuit 2 comprend des tronçons amont 3 et aval 4 entre lesquels le dispositif d'obturation 1 est interposé. The shutter device 1 shown in Figures 1 and 2 is disposed in an air intake duct 2, supplying the cylinders of a motor vehicle engine. This circuit 2 comprises upstream 3 and downstream 4 sections between which the shutter device 1 is interposed.
Le dispositif d'obturation 1 comprend un boîtier creux fixe 6 pourvu d'une entrée 8 et d'une sortie 10, un rotor 12 pourvu d'un canal interne 14, et une bague annulaire pleine 16 constituant un second rotor pourvue seulement d'un orifice d'entrée 18 et d'un orifice de sortie 20 traversants. The closure device 1 comprises a fixed hollow housing 6 provided with an inlet 8 and an outlet 10, a rotor 12 provided with an internal channel 14, and a full annular ring 16 constituting a second rotor provided only with an inlet port 18 and an outlet 20 through.
Le boîtier 6 est raccordé rigidement au conduit 2, de 1:elle sorte que ses entrée 8 et sortie 10 communiquent, respectivement, avec les tronçons amont 3 et aval 4, de façon étanche à l'air. L'air circule dans le conduit de la gauche de la figure 1 vers la droite, comme le montre la flèche A. Les tronçons amont et aval 3 et 4 du conduit sont alignés et s'étendent suivant une direction longitudinale. The housing 6 is rigidly connected to the conduit 2, 1: it so that its input 8 and 10 output communicate, respectively, with the upstream sections 3 and downstream 4, airtight manner. The air flows in the duct from the left of Figure 1 to the right, as shown by the arrow A. The upstream and downstream sections 3 and 4 of the duct are aligned and extend in a longitudinal direction.
Le boîtier 6 présente une cavité interne de forme générale cylindrique, d'axe de symétrie X sensiblement perpendiculaire à la d rection longitudinale. The housing 6 has an internal cavity of generally cylindrical shape, of axis of symmetry X substantially perpendicular to the longitudinal direction.
L'entrée 8 et la sortie 10 du boîtier présentent la forme de secteurs de cylindres et sont diamétralement opposées dans la cavité par rapport à l'axe X. La sortie 10 présente une section de passage supérieure à celle de l'en- trée 8. The inlet 8 and the outlet 10 of the housing have the shape of sectors of cylinders and are diametrically opposite in the cavity relative to the axis X. The outlet 10 has a passage section greater than that of the inlet 8 .
Le rotor 12 présente une forme cylindrique et est disposé à l'intérieur de la cavité du boîtier 6. Il est mobile en rotation autour de l'axe X dans un premier sens représenté par la flèche F1 de la figure 1. Son canal interne 14 présente une section ronde constante, et traverse le rotor '12 suivant son diamètre. L'axe central Y du canal interne 14 coupe l'axe de rotation X perpendiculairement. The rotor 12 has a cylindrical shape and is disposed inside the cavity of the housing 6. It is rotatable about the X axis in a first direction represented by the arrow F1 of FIG. 1. Its internal channel 14 has a constant round section, and crosses the rotor '12 according to its diameter. The central axis Y of the internal channel 14 intersects the axis of rotation X perpendicularly.
La section droite de passage du canal interne 14 est sensiblement égale à la section de passage de l'entrée 8 du boîtier. The cross section of the inner channel 14 is substantially equal to the passage section of the inlet 8 of the housing.
Comme le montre la figure 3, le dispositif d'obturation 1 comprend encore des moyens 22 d'entraînement en rotation dans le premier sens du rotor 12, des moyens 24 pour faire varier de façon contrôlée la position angulaire de la bague 16 par rapport au boîtier 6, et des moyens 26 de pilotage des moyens 24. As shown in FIG. 3, the closure device 1 also comprises means 22 for rotating in the first direction of the rotor 12, means 24 for varying in a controlled manner the angular position of the ring 16 relative to the housing 6, and means 26 for controlling the means 24.
Les moyens 26 correspondent par exemple au calculateur de pilotage de la combustion dans les cylindres du moteur. The means 26 correspond for example to the control computer of the combustion in the cylinders of the engine.
Les moyens 22 comprennent typiquement un train de transmission, couplant en rotation un arbre d'entraînement, par exemple l'arbre à cames du moteur, et le rotor 12. Les moyens 24 comprennent par exemple un mo-teur électrique et un réducteur transmettant le mouvement de rotation du moteur électrique à la bague 16. The means 22 typically comprise a transmission train, rotatingly coupling a drive shaft, for example the engine camshaft, and the rotor 12. The means 24 comprise, for example, an electric motor and a gearbox transmitting the drive shaft. rotational movement of the electric motor to the ring 16.
La bague annulaire 16 enveloppe le rotor 12. Elle présente une forme cylindrique et s'étend coaxialement au rotor 12. Les orifices d'entrée 18 et de sortie 20 présentent des formes de secteurs de cylindre, et sont disposés de deux côtés diamétralement opposés du second rotor 16. L'orifice de sortie 20 présente une section de passage relativement plus pet te que l'orifice d'entrée 18. La section de passage de l'orifice de sortie 20 est inférieure à la section de passage de la sortie 10 et est sensiblement égale à celle de l'entrée 8. A l'inverse, la section de passage de l'orifice d'entré? 18 est supérieure à la section de passage de l'entrée 8. The annular ring 16 surrounds the rotor 12. It has a cylindrical shape and extends coaxially with the rotor 12. The inlet and outlet orifices 18 and 20 have cylinder sector shapes, and are arranged on two diametrically opposite sides of the rotor. second rotor 16. The outlet orifice 20 has a passage section that is relatively smaller than the inlet orifice 18. The passage section of the outlet orifice 20 is smaller than the passage section of the outlet 10 and is substantially equal to that of the inlet 8. Conversely, the passage section of the inlet port? 18 is greater than the passage section of the inlet 8.
Considéré en coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe X, comme sur les figures 1 et 2, l'orifice de sortie 20 s'inscrit dans un secteur angulaire d'amplitude 2as, partagé en deux par un axe médian 32 interceptant l'axe X. De la même façon, l'orifice d'entrée 18 s'inscrit dans un secteur angulaire d'amplitude 2ae, divisé en deux par le même axe médian 32. Les orifices d'entrée 18 et de sortie 20 sont ainsi coaxiaux. L'entrée 8 et la sortie 10 s'inscrivent, quant à elles, dans des secteurs angulaires d'amplitudes 2ye et lys, divisés en deux par l'axe longitudinal. Considered in section in a plane perpendicular to the X axis, as in Figures 1 and 2, the outlet orifice 20 is part of an angular sector of amplitude 2as, divided in two by a median axis 32 intercepting the X axis. In the same way, the inlet orifice 18 is part of an angular sector of amplitude 2ae, divided in two by the same median axis 32. The inlet and outlet orifices 18 and 20 are thus coaxial . The input 8 and the output 10 are inscribed, in turn, in angular sectors of amplitude 2ye and lys, divided in two by the longitudinal axis.
La bague 16 est mobile en rotation autour de l'axe X, eiitre le rotor 12 et le boîtier 6, dans une plage de positions angulaires déterrninées, autour d'une position moyenne représentée sur les figures 1 et 2, dans le premier sens de rotation ou dans un second sens de rotation opposé au premier. The ring 16 is rotatable about the axis X, eiitre the rotor 12 and the housing 6, in a range of determined angular positions around a mean position shown in Figures 1 and 2, in the first direction of rotation or in a second direction of rotation opposite the first.
Dans la position moyenne de la bague 16, l'entrée 8 du boîtier s'inscrit entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée 18 et l'orifice de sortie 20 s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie 10 du boîtier 6. L'axe médian 32 est aligné avec la direction longitudinale. In the average position of the ring 16, the inlet 8 of the housing is entirely in line with the inlet orifice 18 and the outlet orifice 20 is entirely in line with the outlet 10 of the housing 6. The median axis 32 is aligned with the longitudinal direction.
La bague 16 est susceptible d'être déplacée en rotation seulement d'un angle maximal I3max = ys - as, dans le premier sens (+I3max), ou dans le second sens (-J3max). The ring 16 can be moved in rotation only by a maximum angle I3max = ys - as, in the first direction (+ I3max), or in the second direction (-J3max).
La position obtenue par un déplacement du second rotor 16 d'un angle Rmax dans le second sens, est illustrée sur la figure 4. Le. bords délimitant l'orifice de sortie 20 et la sortie 10 vers le haut de la figure 4 sont alignés radialement. The position obtained by a displacement of the second rotor 16 by an angle Rmax in the second direction is illustrated in FIG. The edges delimiting the outlet orifice 20 and the upward outlet 10 of FIG. 4 are aligned radially.
La situation obtenue par rotation du second rotor d'un angle + 33max dans le premier sens est illustrée sur la figure 5. Dans ce cas, les bords délimitant l'orifice de sortie 20 et la sortie 10 vers le bas de la figure 5 sont alignés radialement. The situation obtained by rotating the second rotor by an angle + 33max in the first direction is illustrated in FIG. 5. In this case, the edges delimiting the outlet orifice 20 and the outlet 10 towards the bottom of FIG. aligned radially.
Ainsi, quelle que soit la position angulaire de la bague annulaire 16 entre +Max et -Rmax, l'orifice de sortie 20 s'inscrit entièrement dans le pro- longement de la sortie 10. Thus, whatever the angular position of the annular ring 16 between + Max and -Rmax, the outlet orifice 20 is entirely in the extension of the outlet 10.
Dans les situations illustrées sur les figures 4 et 5, l'orifice d'entrée 18 s'étend circonférentiellement au-delà des bords de l'entrée 8, ,les deux côtés opposés de l'entrée 8. L'entrée 8 s'inscrit donc entièrement clans le prolongement de l'orifice d'entrée 18, quelle que soit la position ang alaire de la ba- gue 16 entre +l3max et -pmax. In the situations illustrated in Figures 4 and 5, the inlet orifice 18 extends circumferentially beyond the edges of the inlet 8, the two opposite sides of the inlet 8. The inlet 8 s' thus inscribed entirely in the extension of the inlet port 18, regardless of the angular position of the wing 16 between +13max and -pmax.
La bague 16 présente une épaisseur radiale importante, par exemple supérieure à 10% du diamètre du canal interne 14. Les orifices 18 et 20 constituent ainsi des canaux permettant la circulation d fluide dans l'épaisseur de la bague 16, entre le canal interne 14 et l'entrée ou la sortie du boîtier. The ring 16 has a significant radial thickness, for example greater than 10% of the diameter of the internal channel 14. The orifices 18 and 20 thus constitute channels allowing the circulation of fluid in the thickness of the ring 16, between the internal channel 14 and the input or output of the housing.
On va maintenant décrire le fonctionnement du dispos tif d'obturation 1. The operation of the shutter device 1 will now be described.
Le rotor 12 tourne toujours dans le même sens à l'intérieur du boîtier 6, et passe successivement, au cours d'un tour, par une prerlière plage de positions de coupure (figure 2), dans laquelle l'entrée 8 et la sortie 10 du boîtier sont isolées l'une de l'autre, puis une première plage de positions de communication (figure 1), dans laquelle l'entrée 8 et la sortie 10 du boîtier communiquent par l'intermédiaire du canal 14, puis une seconde plage de positions de coupure dans laquelle le rotor 12 s'étend sensiblement en sens inverse de la première plage de positions de coupure, puis une seconde plage de positions de communication dans laquelle le rotor 12 s'étend sensiblement en sens inverse de la première plage de positions de communication. L'axe central Y du canal 14 est parallèle ou faiblement incliné par rapport à la direction longitudinale dans les première et seconde plages de po- sitions de communication, et perpendiculaire ou fortement incliné par rapport à la direction longitudinale dans les première et seconde plages de positions de coupure. The rotor 12 always rotates in the same direction inside the housing 6, and successively passes, during a turn, through a wide range of cutoff positions (FIG. 2), in which the input 8 and the output 10 of the housing are isolated from each other, then a first range of communication positions (Figure 1), in which the input 8 and the output 10 of the housing communicate through the channel 14, then a second range of cutoff positions in which the rotor 12 extends substantially in the opposite direction of the first range of cutoff positions, then a second range of communication positions in which the rotor 12 extends substantially in the opposite direction of the first range communication positions. The central axis Y of the channel 14 is parallel or slightly inclined with respect to the longitudinal direction in the first and second ranges of communication positions, and perpendicular or strongly inclined with respect to the longitudinal direction in the first and second ranges of cutoff positions.
Les moyens de pilotage 26 déterminent d'abord la position angulaire recherchée pour la bague 16, en fonction de la stratégie de combustion à appliquer, et en particulier de la quantité d'air à injecter dans chaque cylindre et du calage dans le temps de cette introduction d'air par rapport au mou- vement des pistons. The control means 26 first determine the desired angular position for the ring 16, as a function of the combustion strategy to be applied, and in particular of the quantity of air to be injected into each cylinder and the timing of this introduction of air with respect to the movement of the pistons.
Les moyens de pilotage 26 commandent ensuite aux moyens 24 de déplacer la bague 16 jusqu'à la position angulaire recherchée. The control means 26 then control the means 24 to move the ring 16 to the desired angular position.
On va d'abord décrire le déplacement du rotor sur un c emi-tour, dans le cas où la bague 16 occupe sa position moyenne, en référence aux figures 1 et 2. We will first describe the movement of the rotor on a c-turn, in the case where the ring 16 occupies its average position, with reference to Figures 1 and 2.
Dans la position de départ, le rotor 12 isole l'entrée 8 de la sortie 10 du boîtier, et les deux extrémités du canal 14 sont entièremer t décalées par rapport aux orifices d'entrée et de sortie 18 et 20 de la bague; figure 2). Il n'y a pas de recouvrement entre l'extrémité du canal 14 située vars le haut sur la figure 2, appelée première extrémité dans la description qui va suivre, et l'orifice de sortie 20 de la bague. Il n'y a pas non plus de recouvrement entre l'extrémité du canal 14 située en bas sur la figure 2, appelée: seconde extrémité dans la description qui va suivre, et l'orifice de sortie 1E de la bague. In the starting position, the rotor 12 isolates the inlet 8 from the outlet 10 of the housing, and both ends of the channel 14 are fully offset from the inlet and outlet ports 18 and 20 of the bushing; Figure 2). There is no overlap between the end of the channel 14 located above in FIG. 2, referred to as the first end in the description which follows, and the outlet orifice 20 of the ring. There is also no overlap between the end of the channel 14 located at the bottom in FIG. 2, called: second end in the description which follows, and the outlet orifice 1E of the ring.
Quand le rotor 12 se déplace à partir de sa position de départ, dans le premier sens, il se produit successivement les évènements suivants. When the rotor 12 moves from its starting position, in the first direction, the following events occur successively.
- La seconde extrémité du canal 14 commence à recouvrir l'orifice d'entrée 18 de la bague; l'air peut alors s'écouler du tronçon amont 3 du conduit 1 dans le canal interne 14 à travers l'orifice d'entrée 18. En revanche, il n'y a pas encore de recouvrement entre la première extrémité du ca- nal 14 et l'orifice de sortie 20. - The second end of the channel 14 begins to cover the inlet port 18 of the ring; the air can then flow from the upstream section 3 of the duct 1 into the internal channel 14 through the inlet orifice 18. On the other hand, there is still no overlap between the first end of the channel 14 and the outlet port 20.
- La première extrémité du canal 14 commence à recouvrir l'orifice de sortie 20 de la bague; l'air commence alors à s'écouler depuis le tronçon amont 3 vers le tronçon aval 4 du conduit, à travers le canal 14 -La première extrémité du canal interne 14 balaie l'orifice de sortie 20 de la bague; l'air continue à s'écouler à travers le dispositif d'obturation 1. - The first end of the channel 14 begins to cover the outlet port 20 of the ring; the air then begins to flow from the upstream section 3 to the downstream section 4 of the duct, through the channel 14 -The first end of the internal channel 14 scans the outlet orifice 20 of the ring; the air continues to flow through the shutter device 1.
- La première extrémité du canal 14 cesse de recouvrir l'orifice de sortie 20; la circulation d'air cesse depuis le tronçon amont 3 vers le tronçon aval 4. La seconde extrémité du canal 14 recouvre toujour-i partiellement l'orifice d'entrée 18. - The first end of the channel 14 ceases to cover the outlet port 20; the flow of air ceases from the upstream section 3 towards the downstream section 4. The second end of the channel 14 always partially covers the inlet orifice 18.
- La deuxième extrémité du canal interne 14 cesse de recouvrir l'orifice d'entrée 18. - The second end of the inner channel 14 ceases to cover the inlet port 18.
- Le rotor 12 arrive à sa position finale, à 180 de la position de départ. - The rotor 12 reaches its final position, 180 from the starting position.
A chaque demi-tour du rotor 12, la même séquence >e reproduit et une même quantité d'air est transférée vers les cylindres. At each half turn of the rotor 12, the same sequence> e reproduces and the same amount of air is transferred to the cylinders.
En déplaçant la bague 16 dans le premier sens ou dans le second sens, l'ouverture du dispositif d'obturation 1 est avancée ou reculée. By moving the ring 16 in the first direction or in the second direction, the opening of the closure device 1 is advanced or retracted.
En revanche, la durée d'ouverture du dispositif d'obturation 1 reste la même, de telle sorte que la même quantité d'air est transférée vers les cylindres, puisque les orifices d'entrée 18 et de sortie 20 sont toujours complètement dans le prolongement des entrée 8 et sortie 10 tant que l'angle de déplacement de la bague est en valeur absolue inférieure à Rmax. On the other hand, the duration of opening of the closure device 1 remains the same, so that the same quantity of air is transferred to the cylinders, since the inlet and outlet orifices 18 and 18 are always completely in the extension of the input 8 and output 10 as the displacement angle of the ring is in absolute value less than Rmax.
La figure 4 illustre la situation dans laquelle la bague 16 a été décalée d'un angle -J3max dans le second sens. FIG. 4 illustrates the situation in which the ring 16 has been shifted by an angle -J3max in the second direction.
La séquence d'ouverture et de fermeture du dispositif d'obturation 1 décrite ci-dessus reste valable. En revanche, la première extrémité du canal 14 commence à recouvrir l'orifice de sortie 20 de la bague 1 i3 plus tôt que quand la bague 16 occupe sa position moyenne. Le décalage temporel est égal à l'angle (3max divisé par la vitesse de rotation du rotor 12. Malgré le décalage angulaire umax de la bague 16, l'air commence à circuler à travers le dispositif d'obturation 1 dès que la première extrémité du canal 14 corn- mence à recouvrir l'orifice de sortie 20. On voit sur la figure 4 que, à ce moment, la seconde extrémité du canal interne 14 recouvre déjà partiellement l'orifice d'entrée 18 de la bague. The opening and closing sequence of the shutter device 1 described above remains valid. On the other hand, the first end of the channel 14 begins to cover the outlet orifice 20 of the ring 1 13 earlier than when the ring 16 occupies its average position. The time offset is equal to the angle (3max divided by the rotational speed of the rotor 12. Despite the angular offset umax of the ring 16, the air begins to flow through the closure device 1 as soon as the first end 14 of the channel 14 to cover the outlet port 20. It is seen in Figure 4 that at this time, the second end of the inner channel 14 already partially covers the inlet port 18 of the ring.
Quand la première extrémité du canal 14 cesse de recouvrir l'orifice de sortie 20, la seconde extrémité du canal interne 14 recouvre toujours l'ori- fice d'entrée 18. La durée d'ouverture du dispositif d'obturation est identique au cas où la bague 16 est en position moyenne et correspond à la durée du balayage de l'orifice de sortie 20 par la première extrémité du canal 14. When the first end of the channel 14 ceases to cover the outlet orifice 20, the second end of the internal channel 14 always covers the inlet orifice 18. The duration of opening of the closure device is identical to the case where the ring 16 is in the average position and corresponds to the duration of the scanning of the outlet orifice 20 by the first end of the channel 14.
La figure 5 illustre la situation dans laquelle la bague 1 i3 a été décalée d'un angle +I3max dans le premier sens de rotation. Figure 5 illustrates the situation in which the ring 1 i3 has been shifted by an angle + I3max in the first direction of rotation.
La séquence d'ouverture et de fermeture du dispositif d'obturation décrite plus haut est toujours valable, mais la première extrémité du canal interne 14 commence à balayer l'orifice de sortie 20 de la tague plus tard que quand la bague 16 occupe sa position moyenne. Le décalage temporel est égal à l'angle J3max divisé par la vitesse de rotation du rotor 12. The opening and closing sequence of the closure device described above is still valid, but the first end of the internal channel 14 begins to scan the outlet port 20 of the tag later than when the ring 16 occupies its position average. The time offset is equal to the angle J3max divided by the rotational speed of the rotor 12.
De même que précédemment, la seconde extrémité c u canal 14 recouvre toujours partiellement l'orifice d'entrée 18 de la bague quand la première extrémité du canal 14 commence puis cesse de recouvrir l'orifice de sortie 20. La durée d'ouverture du dispositif d'obturation ne change pas. As previously, the second end channel 14 always partially covers the inlet port 18 of the ring when the first end of the channel 14 begins and then ceases to cover the outlet port 20. The opening time of the device Shutter does not change.
Les figures 6 et 7 illustrent un second mode de réalisation de l'invention. Figures 6 and 7 illustrate a second embodiment of the invention.
Seuls les points qui diffèrent du premier mode de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous. Les éléments identiques ou ayant la même fonction que dans le premier mode de réalisation portent les mêmes références. Only the points that differ from the first embodiment of the invention will be described below. Elements identical or having the same function as in the first embodiment have the same references.
On peut voir sur les figures 6 et 7 que l'ouverture d'entrée 18 de la bague présente une section de passage réduite par rapport au premier mode de réalisation. Cette section de passage est légèrement plus grande que celle de l'entrée 8 du boîtier. It can be seen in Figures 6 and 7 that the inlet opening 18 of the ring has a reduced passage section with respect to the first embodiment. This passage section is slightly larger than that of the input 8 of the housing.
Par ailleurs, les orifices d'entrée 18 et de sortie 20 de la bague ne sont plus diamétralement opposés par rapport à l'axe de rotation X. L'orifice d'entrée 18 est légèrement décalé dans le premier sens par rapport au premier mode de réalisation. Furthermore, the inlet orifices 18 and outlet 20 of the ring are no longer diametrically opposite with respect to the axis of rotation X. The inlet orifice 18 is slightly offset in the first direction with respect to the first mode. of realization.
L'ouverture d'entrée 18 s'inscrit dans un secteur angulaire de largeur 2a'e, divisé en deux par l'axe médian 34 interceptant l'axe X. L'axe médian 34 est décalé dans le premier sens par rapport à l'axe médian 32 de l'ouverture de sortie 20 d'un angle O. 0 vérifie la relation suivante: 0 > a'e + as - ye - ys. The inlet opening 18 is in an angular sector of width 2a'e, divided in two by the median axis 34 intercepting the axis X. The central axis 34 is shifted in the first direction relative to the the median axis 32 of the outlet opening 20 of an angle O. 0 satisfies the following relation: 0> a'e + as - ye - ys.
La position angulaire maximum du second rotor 16 dans le second sens vaut toujours -pmax = -as + ys, comme dans le premier rnode de réalisation. Dans cette situation illustrée sur la figure 6, l'entrée 8 s'inscrit entiè- rement dans le prolongement de l'orifice d'entrée 18. Les bords délimitant l'entrée 8 et l'orifice d'entrée 18 du côté vers le bas de la figure 6 sont alignés radialement. The maximum angular position of the second rotor 16 in the second direction is always -pmax = -as + ys, as in the first embodiment. In this situation illustrated in FIG. 6, the inlet 8 is entirely in the extension of the inlet orifice 18. The edges delimiting the inlet 8 and the inlet orifice 18 on the side towards the bottom of Figure 6 are aligned radially.
Quand la bague 16 est décalée dans le premier sens de l'angle pmax (figure 7), l'entrée 8 ne s'inscrit plus entièrement dans le prolongement de l'ouverture d'entrée 18. La partie de l'entrée 8 située vers le bas de la figure 6 est obturée par la bague 16. La section de passage du fluide du côté de l'entrée 8 est donc réduite, ce qui crée une perte de charge pour l'air à l'entrée du dispositif et réduit le débit d'air traversant ce dispositif à chaque demi-tour du rotor 12. When the ring 16 is shifted in the first direction of the angle pmax (FIG. 7), the inlet 8 is no longer entirely in the extension of the inlet opening 18. The part of the inlet 8 situated FIG. 6 is closed off by the ring 16. The fluid passage section on the inlet side 8 is thus reduced, which creates a pressure drop for the air at the inlet of the device and reduces the air flow passing through this device at each half turn of the rotor 12.
La séquence d'ouverture et de fermeture du dispositif d'obturation est pratiquement identique à celle décrite ci-dessus pour le premier mode de réalisation. The opening and closing sequence of the shutter device is substantially identical to that described above for the first embodiment.
On voit toutefois sur la figure 6 que, quand la première extrémité du canal 14 commence à recouvrir l'orifice de sortie 20 de la bague 16, la seconde extrémité du canal 14 commence de façon concomitante à recouvrir l'orifice d'entrée 18. However, it can be seen in FIG. 6 that when the first end of the channel 14 begins to cover the outlet orifice 20 of the ring 16, the second end of the channel 14 begins concomitantly to cover the inlet orifice 18.
Quand la première extrémité du canal 14 cesse de recouvrir l'orifice de sortie 20, la seconde extrémité du canal 14 recouvre toujours partiellement l'orifice d'entrée 18. When the first end of the channel 14 ceases to cover the outlet orifice 20, the second end of the channel 14 still partially covers the inlet orifice 18.
La durée d'ouverture du dispositif d'obturation 1 est donc identique à celle du premier mode de réalisation. The duration of opening of the shutter device 1 is therefore identical to that of the first embodiment.
Dans ce second mode de réalisation, le dispositif d'obturation permet d'obtenir soit un début d'ouverture précoce, avec une section de passage à l'entrée du dispositif identique au premier mode de réalisation (cas de la figure 6), soit un début d'ouverture retardé, avec une section de passage ré-duite à l'entrée du dispositif (cas de la figure 7). In this second embodiment, the closure device makes it possible to obtain either an early opening start, with a passage section at the input of the device identical to the first embodiment (case of FIG. 6), or a delayed start of opening, with a passage section re-duced at the input of the device (case of Figure 7).
On va maintenant décrire un troisième mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures 8 et 9, sensiblement symétrique du second mode de réalisation. A third embodiment of the invention will now be described with reference to FIGS. 8 and 9, substantially symmetrical with the second embodiment.
Dans ce troisième mode de réalisation, l'ouverture d'entrée 18 s'inscrit dans un secteur angulaire d'amplitude 2a'e, comme précédemment, divisé en son milieu par un axe médian 36 interceptant l'axe X. L'axe médian 36 est décalé dans le second sens par rapport à l'axe médian 32 de l'ouverture de sortie 20, d'un angle 0 vérifiant la relation 0 a'e + as -ye - ys. In this third embodiment, the inlet opening 18 is part of an angular sector of amplitude 2a'e, as previously, divided in the middle by a median axis 36 intercepting the X axis. The median axis 36 is shifted in the second direction relative to the central axis 32 of the outlet opening 20, an angle 0 satisfying the relation 0 a'e + as -ye-ys.
Quand la bague 16 est décalée d'un angle Rmax clans le second sens, l'entrée 8 ne s'inscrit plus que partiellement dans le prolongement de l'ouverture d'entrée 18. La partie de l'entrée 8 située vers le haut de la figure 8 est obturée par la bague 16. Au contraire, dans la situation de la figure 9, quand la bague 16 est décalée d'un angle pmax dans le premier sens, l'entrée 8 s'inscrit entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée 18. When the ring 16 is shifted by an angle Rmax in the second direction, the inlet 8 is only part of the extension of the inlet opening 18. The part of the inlet 8 situated upwards FIG. 8 is closed by the ring 16. On the other hand, in the situation of FIG. 9, when the ring 16 is shifted by an angle ax max in the first direction, the entry 8 is entirely in the extension of FIG. the inlet port 18.
La séquence d'ouverture et de fermeture du dispositif d'obturation 1 est identique à celle du premier mode de réalisation. The opening and closing sequence of the shutter device 1 is identical to that of the first embodiment.
Le dispositif permet donc d'obtenir une ouverture précoce avec une section de passage réduite à l'entrée du dispositif 1, ou une ouverture retardée, avec une section de passage à l'entrée du dispositif identique au premier mode de réalisation. The device thus makes it possible to obtain an early opening with a reduced passage section at the inlet of the device 1, or a delayed opening, with a passage section at the inlet of the device identical to the first embodiment.
Le dispositif d'obturation ci-dessus présente de multiples avantages. Il est mécaniquement très simple et compact. The above sealing device has many advantages. It is mechanically very simple and compact.
II offre une grande flexibilité pour faire varier l'instant d'ouverture du dispositif d'obturation. Il peut être reconfiguré très rapidemert, par une simple rotation de la bague 16. It offers great flexibility to vary the instant of opening of the closure device. It can be reconfigured very quickly, by a simple rotation of the ring 16.
Les sections et les positions des orifices de la bague ' 6 peuvent être choisis pour obtenir, dans certaines positions angulaires de la bague 16, une réduction de la section de passage à l'entrée du dispositif. Cette réduction crée une perte de charge, et permet de diminuer la quantité d'air envoyée vers les cylindres à chaque demi-tour du rotor 12. The sections and the positions of the orifices of the ring 6 can be chosen to obtain, in certain angular positions of the ring 16, a reduction of the passage section at the inlet of the device. This reduction creates a pressure drop, and makes it possible to reduce the quantity of air sent to the cylinders at each half-turn of the rotor 12.
II est ainsi possible de moduler non seulement l'instant d'ouverture du dispositif, mais également le débit d'air dans le dispositif d'obturation. It is thus possible to modulate not only the instant of opening of the device, but also the air flow rate in the closure device.
Il est à noter qu'un résultat similaire pourrait être obtenu avec le premier mode de réalisation de l'invention, en déplaçant la bague 16 d'un angle supérieur à (3max, dans le premier ou dans le second sens. L'orifice de sor- tie 10 ne s'inscrirait alors plus entièrement dans le prolongement de la sortie 10, ce qui réduirait la section de passage de l'air à la sortie du dispositif 1. It should be noted that a similar result could be obtained with the first embodiment of the invention, by moving the ring 16 by an angle greater than (3max, in the first or in the second direction. The outlet 10 would then no longer be entirely in line with the outlet 10, which would reduce the air passage section at the outlet of the device 1.
Le dispositif ci-dessus peut présenter de multiples variantes. The above device may have multiple variants.
Les orifices d'entrée et de sortie de la bague peuvent présenter la forme de secteurs de cylindre, ou de disques, ou toute autre forme adaptée. De même, le canal interne 14 du rotor peut présenter une section en disque, elliptique, rectangulaire, ou toute autre forme adaptée. The inlet and outlet ports of the ring may have the shape of cylinder sectors, or discs, or any other suitable form. Similarly, the inner channel 14 of the rotor may have a disk section, elliptical, rectangular, or any other suitable form.
Le rotor 12 peut ne pas être cylindrique, mais plutôt spiérique. The rotor 12 may not be cylindrical, but rather spieric.
La bague 16 peut comprendre deux demi-rotors indépendants l'un de l'autre, dans lesquels sont respectivement ménagés l'orifice d'entrée 18 et l'orifice de sortie 20 et des moyens pour faire varier les positions angulaires respectives des deux demi-rotors indépendamment l'une de lautre, de façon à accroître encore la flexibilité du dispositif d'obturation. The ring 16 may comprise two half-rotors independent of each other, in which the inlet orifice 18 and the outlet orifice 20 respectively are provided respectively, and means for varying the respective angular positions of the two halves. independently of one another, so as to further increase the flexibility of the closure device.
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