FR2926126A1 - Three-way control valve for comburent intake system of exhaust gas recirculation internal combustion engine in vehicle, has closing unit that is driven with temporal phase shift relative to driving of another closing unit by driving part - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne une vanne trois voies dans un système d'admission de comburant d'un moteur à combustion interne avec recirculation des gaz d'échappement (EGR). The invention relates to a three-way valve in an oxidizer intake system of an internal combustion engine with exhaust gas recirculation (EGR).
Traditionnellement, une vanne trois voies est utilisée en aval du moteur afin de recevoir, sur une entrée unique, un flux de gaz d'échappement issus du moteur. Ce flux d'entrée est séparé par la vanne en deux flux de sortie dirigés respectivement vers une conduite de recirculation, destinée à injecter une fraction des gaz d'échappement dans la conduite d'admission du moteur, et vers une conduite d'échappement. Traditionally, a three-way valve is used downstream of the engine to receive, on a single inlet, a flow of exhaust gas from the engine. This input stream is separated by the valve into two output streams directed respectively to a recirculation line, for injecting a fraction of the exhaust gas into the engine intake pipe, and to an exhaust pipe.
On définit les termes aval et amont en fonction du sens des écoulements, les gaz se déplaçant de l'amont vers l'aval dans une conduite. The downstream and upstream terms are defined as a function of the flow direction, the gases moving from upstream to downstream in a pipe.
Afin de diminuer les émissions de dioxyde d'azote, il est connu de faire recirculer les gaz d'échappement dans une conduite de recirculation, en redirigeant une fraction des gaz d'échappement à la sortie du moteur dans la conduite d'admission en amont du moteur. Cette recirculation a pour effet de ralentir la combustion du mélange et d'absorber une partie des calories, ce qui diminue la température de combustion et l'émission de dioxyde d'azote. Afin de diminuer d'autant plus la température de combustion lors du fonctionnement du moteur à forte charge, c'est-à-dire à fort régime moteur, les gaz d'échappement sont généralement refroidis au moyen d'un échangeur de chaleur EGR. In order to reduce nitrogen dioxide emissions, it is known to recirculate the exhaust gases in a recirculation line, redirecting a fraction of the exhaust gases to the engine outlet in the inlet pipe upstream. of the motor. This recirculation has the effect of slowing down the combustion of the mixture and absorbing a portion of the calories, which decreases the combustion temperature and the emission of nitrogen dioxide. In order to further reduce the combustion temperature during operation of the engine with high load, that is to say at high engine speed, the exhaust gases are generally cooled by means of an EGR heat exchanger.
La vanne disposée à l'échappement est soumise à de fortes contraintes de température et de pression car les gaz d'échappement sont à une température élevée après la combustion dans le moteur et sont expulsés avec une vitesse importante. Il est donc nécessaire que la vanne soit réalisée en des matériaux résistants à ces contraintes. De telles vannes, sans parler de leur prix, sont complexes à assembler et à entretenir. The valve disposed at the exhaust is subjected to high temperature and pressure stresses because the exhaust gases are at a high temperature after combustion in the engine and are expelled with a high speed. It is therefore necessary that the valve is made of materials resistant to these constraints. Such valves, not to mention their price, are complex to assemble and maintain.
Il est également connu des vannes trois voies disposées dans la conduite d'admission en amont du moteur. Ces vannes reçoivent respectivement sur leurs deux entrées un flux d'air frais provenant de l'extérieur et un flux de gaz d'échappement recirculés provenant de la conduite de recirculation. La vanne est soumise à des contraintes de température plus faibles étant donné que les gaz recirculés sont refroidis par l'échangeur de chaleur EGR dans la conduite de recirculation. L'utilisation en admission d'une vanne destinée à l'échappement n'est pas adaptée, car une vanne trois voies à l'échappement est uniquement utilisable avec une entrée et deux sorties, alors qu'une vanne à l'admission comporte deux entrées et une sortie. De plus, une telle vanne a un prix de revient élevé et ne permet pas de doser la fraction de gaz d'échappement à mélanger avec l'air frais. It is also known three-way valves disposed in the intake pipe upstream of the engine. These valves receive on their two inputs a flow of fresh air from outside and a flow of recirculated exhaust gas from the recirculation pipe. The valve is subjected to lower temperature stresses since the recirculated gases are cooled by the EGR heat exchanger in the recirculation line. The use in intake of a valve for the exhaust is not suitable, because a three-way exhaust valve is only usable with one inlet and two outlets, while a valve on the intake comprises two entrances and an exit. In addition, such a valve has a high cost and does not measure the fraction of exhaust gas to mix with fresh air.
C'est pourquoi, la demanderesse a cherché à développer un nouveau type de vanne trois voies, plus simple, permettant de pallier au moins certains de ces 10 inconvénients. This is why the applicant has sought to develop a new type of three-way valve, simpler, to overcome at least some of these disadvantages.
Ainsi, l'invention concerne une vanne trois voies destinée à être utilisée dans une conduite d'admission d'un moteur à combustion interne avec recirculation des gaz d'échappement comprenant, au moins deux moyens de fermeture disposés 15 respectivement dans deux voies de la vanne, lesdits moyens de fermeture étant aptes à occuper une position d'ouverture et une position de fermeture ainsi qu'au moins une position intermédiaire, un premier desdits moyens de fermeture étant agencé pour entraîner un deuxième desdits moyens de fermeture dans l'une des positions d'obturation et d'ouverture, le premier moyen de fermeture étant 20 entraîné dans l'une des positions d'obturation et d'ouverture par un organe d'entraînement, le deuxième moyen de fermeture est entraîné avec un déphasage temporel par rapport à l'entraînement du premier moyen de fermeture. Thus, the invention relates to a three-way valve for use in an intake pipe of an internal combustion engine with recirculation of the exhaust gas comprising at least two closure means disposed respectively in two channels of the valve, said closure means being adapted to occupy an open position and a closed position and at least one intermediate position, a first of said closure means being arranged to drive a second of said closure means into one of when the first closing means is driven into one of the closing and opening positions by a drive member, the second closing means is driven with a temporal phase shift relative to when driving the first closure means.
Le déphasage, lors de l'ouverture ou de l'obturation des voies de la vanne, 25 permet de paramétrer avec précision les degrés d'ouverture des voies au cours du temps et ainsi d'optimiser les performances du moteur. The phase shift, when opening or closing the channels of the valve 25 allows to accurately set the degrees of opening of the channels over time and thus optimize the performance of the engine.
On notera que l'expression position intermédiaire désigne pour les moyens de fermeture une position stable pouvant être occupée de manière discrète. Il ne 30 s'agit pas d'une position par laquelle passerait le moyen de fermeture de manière continue. It will be noted that the term "intermediate position" designates for the closure means a stable position that can be occupied in a discrete manner. This is not a position through which the closure means would pass continuously.
De préférence, le premier moyen de fermeture est entraîné avec un déphasage temporel par rapport à l'entraînement de l'organe d'entraînement. 35 De préférence, un moyen de fermeture comprend un doigt de guidage et une roue dentée avec une rainure d'entraînement, le doigt de guidage venant s'insérer dans la rainure d'entraînement. Preferably, the first closure means is driven with a temporal phase shift relative to the driving of the drive member. Preferably, a closing means comprises a guide pin and a toothed wheel with a driving groove, the guide finger being inserted into the driving groove.
La coopération d'un doigt de guidage et d'une rainure d'entraînement permet avantageusement de paramétrer la durée du déphasage dudit moyen de fermeture. De préférence encore, un moyen de fermeture comprend une tête d'obturation et un siège d'obturation, la tête étant agencée pour coopérer avec le siège afin d'obturer la voie de la vanne dans laquelle est disposée ledit moyen de fermeture. The cooperation of a guide finger and a drive groove advantageously makes it possible to parameterize the duration of the phase shift of said closing means. More preferably, a closure means comprises a closure head and a closure seat, the head being arranged to cooperate with the seat to close the valve channel in which said closure means is disposed.
De préférence toujours, un autre moyen de fermeture comprend un volet d'obturation dans la voie de la vanne dans laquelle est disposée ledit autre moyen de fermeture. Still preferably, another closure means comprises a shutter in the valve path in which is disposed said other closure means.
De préférence, ledit moyen de fermeture comprend une tige de clapet, une came d'entraînement et une came de désengagement, la came de désengagement étant reliée extérieurement et coaxialement à la came d'entraînement, la came d'entraînement étant reliée extérieurement et coaxialement à la tige de clapet. Preferably, said closing means comprises a valve stem, a drive cam and a disengagement cam, the disengagement cam being connected externally and coaxially to the drive cam, the drive cam being externally and coaxially connected to the valve stem.
De manière avantageuse, la tige de clapet comporte des bras radiaux d'entraînement qui font saillie hors des rainures d'entraînement et des rainures de désengagement formées respectivement dans la came d'entraînement et la came de désengagement. Advantageously, the valve stem has radial drive arms protruding out of the drive grooves and disengagement grooves formed respectively in the drive cam and the disengagement cam.
La combinaison des bras radiaux d'entraînement avec des rainures d'entraînement et des rainures de désengagement permet de paramétrer le déphasage dudit moyen de fermeture en contrôlant sa vitesse et son degré d' ouverture. The combination of the radial drive arms with drive grooves and disengagement grooves makes it possible to parameterize the phase shift of said closure means by controlling its speed and its degree of opening.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation de la vanne de l'invention en référence au dessin annexé sur lequel : The invention will be better understood with the aid of the following description of several embodiments of the valve of the invention with reference to the appended drawing in which:
- la figure 1 représente une vue en perspective d'une première forme de 35 réalisation de la vanne trois voies de l'invention; - la figure 2 représente une vue de dessus de la vanne de la figure 1; la figure 3 représente une autre vue en perspective de la vanne de la figure 1; - la figure 4 représente une vue en développement linéaire de la position du bras radial d'entraînement dans les rainures de désengagement et d'entraînement - la figure 5 représente une vue en perspective d'une deuxième forme de réalisation de la vanne 3 voies de l'invention ; - la figure 6 représente une vue en éclatée d'un moyen de fermeture de la vanne de la figure 5 ; et - la figure 7 représente une vue de dessus de la vanne de la figure 5. 10 En référence à la figure 1, la vanne trois voies 10 comporte deux voies d'entrées 1, 2 et une voie de sortie 3. Les deux voies d'entrée 1, 2 sont respectivement obturées par un volet d'obturation 121 et une tête d'obturation 131 formant clapet reposant sur un siège 132 disposé dans la voie 2. Par interne ou externe, ou intérieur ou extérieur, on entendra, dans la description, interne ou externe, ou intérieur ou extérieur, à un arbre ou à une tige, radialement, par rapport à son axe. FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the three-way valve of the invention; - Figure 2 shows a top view of the valve of Figure 1; Figure 3 shows another perspective view of the valve of Figure 1; FIG. 4 represents a linear development view of the position of the radial drive arm in the disengagement and drive grooves; FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment of the 3-way valve of FIG. the invention; FIG. 6 represents an exploded view of a means for closing the valve of FIG. 5; and FIG. 7 represents a view from above of the valve of FIG. 5. Referring to FIG. 1, the three-way valve 10 comprises two input channels 1, 2 and an output channel 3. The two channels 1, 2 are closed respectively by a shutter 121 and a shutter 131 forming a valve resting on a seat 132 disposed in the path 2. By internal or external, or inside or outside, will be heard, in the description, internal or external, or inner or outer, to a shaft or rod, radially, relative to its axis.
20 Le volet d'obturation 121 est relié à un arbre rotatif 122 monté dans la voie 1 selon un axe X1. La surface du volet d'obturation 121 correspond à la section de la voie 1 dans laquelle le volet 121 est disposé. Ainsi, en position de fermeture, aucun fluide ne peut traverser la voie 1. The shutter shutter 121 is connected to a rotary shaft 122 mounted in the track 1 along an axis X1. The surface of the shutter shutter 121 corresponds to the section of the track 1 in which the shutter 121 is disposed. Thus, in the closed position, no fluid can cross the way 1.
25 L'arbre 122 est terminé, à son extrémité supérieure, par une partie transversale 123 de laquelle s'étendent deux doigts de guidage 124A et 124B parallèlement à l'arbre 122. L'arbre 122 est fixé entre les doigts de guidage 124A et 124B, au centre de la partie transversale 123. The shaft 122 is terminated, at its upper end, by a transverse portion 123 of which two guide fingers 124A and 124B extend parallel to the shaft 122. The shaft 122 is fixed between the guide fingers 124A and 124B, in the center of the transverse portion 123.
30 En référence à la figure 2, le volet d'obturation 121 est entraîné en rotation par une roue dentée 125 par l'intermédiaire des doigts de guidage 124A, 124 B. La roue dentée 125 comprend des rainures d'entraînement 125A, 125B formant des portions d'arcs de cercle dans la partie centrale de la roue 125. La roue dentée 125 est percée en son centre par un trou traversant 126 dans lequel vient s'insérer 35 l'arbre rotatif 122, les doigts de guidage 124A, 124B venant s'insérer respectivement dans les rainures d'entraînement 125A, 125B de la roue dentée 125. 15 En référence à la figure 3, des pièces d'arrêts 127, 128 sont disposées pour bloquer la rotation de l'extrémité du doigt de guidage 124B et ainsi maintenir le volet 121 d'obturation en position d'ouverture ou de fermeture. Les pièces d'arrêts 127, 128 sont ici des éléments fixes appartenant au carter du véhicule. With reference to FIG. 2, the shutter 121 is rotated by a gear 125 via guide fingers 124A, 124B. The gear 125 includes drive grooves 125A, 125B forming portions of circular arcs in the central portion of the wheel 125. The gear wheel 125 is pierced at its center by a through hole 126 into which the rotary shaft 122, the guide fingers 124A, 124B, is inserted. respectively in the drive grooves 125A, 125B of the toothed wheel 125. Referring to FIG. 3, stop pieces 127, 128 are arranged to block the rotation of the end of the guide pin 124B and thus keep the shutter 121 in the open or closed position. The stop parts 127, 128 are here fixed elements belonging to the vehicle casing.
Un ressort hélicoïdal de rappel 129 permet de rappeler élastiquement le volet d'obturation 121 en position d'ouverture après qu'il a été entraîné en rotation. Le ressort hélicoïdal 129, fixé sur l'arbre rotatif 122, a ses deux extrémités fixées aux pièces d'arrêt 127, 128. A helical return spring 129 makes it possible to elastically return the shutter flap 121 in the open position after it has been rotated. The coil spring 129, fixed on the rotary shaft 122, has its two ends fixed to the stop pieces 127, 128.
La roue dentée 125 est menée par une roue dentée menante 165 qui sera présentée par la suite. Lors de la rotation de la roue 125 autour de son axe, le volet 121 peut être entraîné en rotation par l'arbre 122 selon la position des doigts de guidage 124A, 124B dans les rainures d'entraînement 125A, 125B. The gear wheel 125 is driven by a drive gear 165 which will be presented later. When rotating the wheel 125 about its axis, the flap 121 can be rotated by the shaft 122 according to the position of the guide fingers 124A, 124B in the drive grooves 125A, 125B.
Afin d'expliciter les différentes phases de fermeture du volet d'obturation 121, on se réfère à la figure 2 représentant le volet d'obturation 121 en position d'ouverture. Les doigts de guidage 124A, 124B sont dans une position de butée dans les extrémités horaires des rainures d'entraînement 125A, 125B de la roue dentée 125. La partie transversale 123 est alignée parallèlement à l'axe de la voie 1, le volet d'obturation 121 étant en position d'ouverture. In order to explain the different closing phases of the shutter flap 121, reference is made to FIG. 2, which represents the shutter flap 121 in the open position. The guide fingers 124A, 124B are in an abutment position in the hour ends of the drive grooves 125A, 125B of the toothed wheel 125. The transverse portion 123 is aligned parallel to the axis of the track 1, the shutter shutter 121 being in the open position.
On désigne par extrémité horaire d'une rainure d'un disque, l'extrémité avec laquelle un doigt entre en butée lorsqu'il parcourt la rainure dans le sens horaire par rapport à l'axe du disque. De manière similaire, on entend par extrémité trigonométrique, l'extrémité avec laquelle un doigt entre en butée lorsqu'il parcourt la rainure dans le sens trigonométrique, qui est le sens contraire du sens horaire. The term "clockwise end" of a groove of a disc, the end with which a finger abuts when it travels the groove in the clockwise direction relative to the axis of the disc. Similarly, the term trigonometric end, the end with which a finger abuts when it travels the groove in the counterclockwise direction, which is the opposite direction of clockwise.
Lorsque la roue dentée 125 est entraînée en rotation dans le sens horaire autour de l'axe Xl, les rainures d'entraînement 125A, 125B sont libres de tourner autour de l'axe Xl sans transmettre de puissance à l'arbre 122, les doigts de guidage 124A, 124B se déplaçant respectivement dans les rainures 125A, 125B, relativement à la roue 125. La roue dentée 125 est en rotation alors que le volet d'obturation 121 demeure en position d'ouverture. La fermeture de la voie 1 est ainsi réalisée avec un déphasage temporel. When the gearwheel 125 is rotated in the clockwise direction about the axis X1, the drive grooves 125A, 125B are free to rotate about the axis X1 without transmitting power to the shaft 122, the fingers in the grooves 125A, 125B relative to the wheel 125. The gear 125 is rotated while the shutter 121 remains in the open position. The closure of the channel 1 is thus performed with a temporal phase shift.
La roue dentée 125 poursuit sa rotation dans le sens horaire jusqu'à ce que les extrémités trigonométriques des rainures 125A, 125B entrent en contact avec les doigts de guidage 124A, 124B, ceux-ci étant alors entraînés en butée avec les rainures 125A, 125B. La roue dentée 125 transmet le mouvement de rotation au volet d'obturation 121 par l'intermédiaire de l'arbre rotatif 122 et des doigts de guidage 124A, 124B. The gearwheel 125 continues to rotate in a clockwise direction until the trigonometric ends of the grooves 125A, 125B engage the guide fingers 124A, 124B, which are then abutted with the grooves 125A, 125B . The gear wheel 125 transmits the rotational movement to the shutter 121 through the rotary shaft 122 and guide fingers 124A, 124B.
En référence à la figure 1, le ressort de rappel 129 se tord, pou s'enroule, au fur et 10 à mesure que l'arbre 122 est entraîné en rotation dans le sens horaire, la force exercée par la roue 125 empêchant le ressort 129 de se dérouler. With reference to FIG. 1, the return spring 129 twists, to be wound, as the shaft 122 is rotated clockwise, the force exerted by the wheel 125 preventing the spring 129 to unfold.
Ainsi, au cours de la rotation de la roue menante 165, le volet d'obturation 121 se ferme avec un certain déphasage. La longueur des portions d'arc de cercle des 15 rainures d'entraînement 125A, 125B permet de définir la durée du déphasage et de paramétrer la vanne 10 selon son mode d'utilisation. Thus, during the rotation of the driving wheel 165, the shutter 121 closes with a certain phase shift. The length of the arc portions of the drive grooves 125A, 125B makes it possible to define the duration of the phase shift and to parameterize the valve 10 according to its mode of use.
Lorsque le doigt de guidage 124B est stoppé par la pièce d'arrêt 127, la position de fermeture du volet 121 est atteinte. 20 Si la roue 125 poursuit sa rotation dans le sens horaire, le volet d'obturation 121 demeure maintenu en position de fermeture. Cependant, si la roue 125 n'est plus entraînée, le ressort de rappel 129 se déroule et entraîne l'arbre 122 en rotation dans le sens trigonométrique, le volet d'obturation 121 étant alors en position 25 d'ouverture. When the guide pin 124B is stopped by the stop piece 127, the closed position of the shutter 121 is reached. If the wheel 125 continues to rotate in a clockwise direction, the shutter 121 remains held in the closed position. However, if the wheel 125 is no longer driven, the return spring 129 unwinds and drives the shaft 122 in a counter-clockwise rotation, the shutter 121 being then in the open position.
En référence à la figure 3, la voie 2 de la vanne trois voies 10 est obturée par un moyen de fermeture se présentant sous la forme d'une tête d'obturation 131 formant clapet reposant sur un siège 132 disposé dans la voie 2. La tête d'obturation 131 est montée sur une tige de clapet 130 s'étendant selon un axe X2. La tige de clapet 130 se translate selon son axe dans la voie 2 afin de faire correspondre la tête d'obturation 131 avec le siège 132. Referring to Figure 3, the channel 2 of the three-way valve 10 is closed by a closure means in the form of a closure head 131 forming a valve resting on a seat 132 disposed in the channel 2. The shutter head 131 is mounted on a valve stem 130 extending along an axis X2. The valve stem 130 translates along its axis in the track 2 in order to match the closure head 131 with the seat 132.
35 En référence aux figures 1 et 3, la tige de clapet 130 est terminée à son extrémité supérieure par deux bras radiaux d'entraînement 133A, 133B diamétralement opposés et orthogonaux à l'axe X2, les bras 133A, 133B formant avec la tige 130 30 un T. Les deux bras radiaux d'entraînement 133A, 133B sont terminés à leurs extrémités par deux épaulements de blocage 134A, 134B que l'on distingue sur la figure 2. Les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B traversent successivement une came 160 d'entraînement du clapet et une came 170 de désengagement du clapet. En référence à la figure 1, la came 170 est représentée en transparence afin de distinguer le passage du bras 133A dans la came d'entraînement 160 disposée à l'intérieure de la came de désengagement 170 . La came 160 d'entraînement du clapet se présente sous la forme d'un cylindre s'étendant coaxialement et extérieurement à la tige de clapet 130, la came 160 d'entraînement s'étendant coaxialement et intérieurement à la came 170 de désengagement. La came 160 d'entraînement du clapet comporte deux rainures 161A, 161B d'entraînement, diamétralement opposées, formées dans son enveloppe transversale, hors desquelles les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B font respectivement saillie. Referring to FIGS. 1 and 3, the valve stem 130 is terminated at its upper end by two radial drive arms 133A, 133B diametrically opposed and orthogonal to the axis X2, the arms 133A, 133B forming with the rod 130 T. The two radial drive arms 133A, 133B are terminated at their ends by two locking shoulders 134A, 134B which can be seen in FIG. 2. The radial drive arms 133A, 133B pass successively through a cam 160 of the valve and a cam 170 disengaging the valve. With reference to FIG. 1, the cam 170 is shown in transparency to distinguish the passage of the arm 133A in the drive cam 160 disposed within the disengagement cam 170. The valve drive cam 160 is in the form of a cylinder extending coaxially and externally to the valve stem 130, the drive cam 160 extending coaxially and internally to the disengagement cam 170. The cam 160 for driving the valve comprises two diametrically opposed grooves 161A, 161B for driving, formed in its transverse envelope, out of which the radial drive arms 133A, 133B project respectively.
En référence à la figure 4, la rainure d'entraînement 161A se présente sous la forme d'un L en développement linéaire, les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B pouvant ainsi se translater dans la came 160 d'entraînement du clapet selon une portion horizontale et une portion verticale. With reference to FIG. 4, the driving groove 161A is in the form of an L in linear development, the radial drive arms 133A, 133B thus being able to translate into the cam 160 for driving the valve according to a horizontal portion and a vertical portion.
La came 160 d'entraînement est reliée à la roue dentée 165 par un élément de transmission de mouvement cylindrique 162, s'étendant coaxialement à la tige de clapet 130 selon l'axe X2. La rotation de la roue dentée 165 est transmise à la came d'entraînement 160 afin de déplacer les rainures d'entraînement 161A, 161B et de modifier la position des bras radiaux d'entraînement 133A, 133B. La roue dentée 165 est ici entraînée pour un organe d'entraînement non représenté tel qu'un moteur électrique. The drive cam 160 is connected to the toothed wheel 165 by a cylindrical motion transmission member 162, extending coaxially with the valve stem 130 along the axis X2. The rotation of the gear wheel 165 is transmitted to the drive cam 160 to move the drive grooves 161A, 161B and to change the position of the radial drive arms 133A, 133B. The toothed wheel 165 is here driven for a not shown drive member such as an electric motor.
Un moyen de rappel 139 permet de rappeler élastiquement la tête d'obturation 121 en position d'ouverture après que la tige de clapet 130 a été entraînée en rotation. Le moyen 139 est ici un ressort hélicoïdal 139 fixé sur l'élément de transmission de mouvement cylindrique 162, les deux extrémités du ressort étant fixées au carter du moteur. A return means 139 resiliently removes the sealing head 121 in the open position after the valve stem 130 has been rotated. The means 139 is here a helical spring 139 fixed on the cylindrical motion transmission element 162, the two ends of the spring being fixed to the motor casing.
Afin de permettre la montée et la descente de la tige du clapet 130 dans la voie 2, une came 170 de désengagement du clapet est associée à la came 160 d'entraînement. La came 170 de désengagement du clapet se présente sous la forme d'un cylindre s'étendant coaxialement et extérieurement à la came d'entraînement 160. Des rainures de désengagement 171A, 171B sont formées dans l'enveloppe cylindrique de la came 170, les rainures de désengagement 171A, 171B ayant la forme d'une portion d'hélice comme représenté sur la figure 3. En référence à la figure 4, la rainure de désengagement 171A se présente sous la forme d'une portion de courbe en développement linéaire. In order to allow raising and lowering of the valve stem 130 in the track 2, a valve disengagement cam 170 is associated with the drive cam 160. The valve disengagement cam 170 is in the form of a cylinder extending coaxially and externally to the drive cam 160. Disengagement grooves 171A, 171B are formed in the cylindrical casing of the cam 170. Disengagement grooves 171A, 171B having the shape of a helix portion as shown in Figure 3. Referring to Figure 4, the disengagement groove 171A is in the form of a curve portion in linear development.
Les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B traversent successivement les rainures d'entraînement 161A, 161B et les rainures de désengagement 171A, 171B, par lesquelles les épaulements de blocage 134A, 134B des bras radiaux d'entraînement 133A, 133B font respectivement saillie, les épaulements de blocage 134A, 134B guidant et maintenant les bras radiaux 133A, 133B dans les rainures. The radial drive arms 133A, 133B successively pass through the drive grooves 161A, 161B and the disengagement grooves 171A, 171B, through which the locking shoulders 134A, 134B of the radial drive arms 133A, 133B project respectively, the locking shoulders 134A, 134B guiding and holding the radial arms 133A, 133B in the grooves.
La came 170 de désengagement est ici reliée fixement au carter interne du moteur du véhicule. Disengagement cam 170 is here fixedly connected to the internal casing of the vehicle engine.
Afin d'expliciter les différentes phases de fermeture de la voie 2, on se réfère à la figure 2 représentant la tête d'obturation 131 en position d'ouverture et la figure 20 4 représentant la position du bras 133A dans les rainures 161A et 171A. In order to explain the different closing phases of the channel 2, reference is made to FIG. 2 showing the shutter head 131 in the open position and FIG. 4 representing the position of the arm 133A in the grooves 161A and 171A. .
Les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B sont situés aux extrémités trigonométriques horizontales des L formés par les rainures d'entraînement 161A, 161B et aux extrémités inférieures des rainures hélicoïdales 171A, 171B 25 de la came de désengagement 170. La tête d'obturation 131 est ici en position basse ce qui permet le passage de fluide dans la voie 2 comme représenté sur la figure 3. The radial drive arms 133A, 133B are located at the horizontal trigonometric ends of the Ls formed by the drive grooves 161A, 161B and at the lower ends of the helical grooves 171A, 171B of the disengagement cam 170. The sealing head 131 is here in the low position which allows the passage of fluid in the channel 2 as shown in Figure 3.
Au cours de la rotation de la roue dentée 165 dans le sens horaire autour de l'axe 30 X2, les rainures d'entraînement 161A, 161B sont entraînées en rotation jusqu'à ce que les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B entrent respectivement en butée avec les bases des L, c'est-à-dire l'intersection des portions verticale et horizontale de la rainure d'entraînement 161A, 161B. Au cours de la translation des bras radiaux d'entraînement 133A, 133B dans la portion horizontale des 35 rainures d'entraînement 161A, 161B, ceux-ci demeurent à l'extrémité inférieure des rainures de désengagement 171A, 171B, la voie 2 demeurant ainsi ouverte. During rotation of the gearwheel 165 clockwise about the axis X2, the drive grooves 161A, 161B are rotated until the radial drive arms 133A, 133B enter respectively in abutment with the bases of the L, that is to say the intersection of the vertical and horizontal portions of the drive groove 161A, 161B. During the translation of the radial drive arms 133A, 133B into the horizontal portion of the drive grooves 161A, 161B, these remain at the lower end of the disengagement grooves 171A, 171B, the track 2 thus remaining opened.
La roue dentée 165 poursuit sa rotation dans la sens horaire, la came 170 contraignant les bras radiaux d'entraînement 133A, 133B à se translater verticalement dans les rainures d'entraînement 161A, 161B tournant autour de l'axe X2. L'ascension hélicoïdale des bras radiaux d'entraînement 133A, 133B est guidée par les rainures de désengagement 171A, 171B comme représenté sur la figure 4, les bras radiaux 133A, 133B remplissant la même fonction que des doigts de guidage. The gear wheel 165 continues to rotate clockwise, the cam 170 forcing the radial drive arms 133A, 133B to translate vertically in the drive grooves 161A, 161B rotating about the axis X2. The helical ascending of the radial drive arms 133A, 133B is guided by the disengagement grooves 171A, 171B as shown in FIG. 4, the radial arms 133A, 133B performing the same function as guide fingers.
La forme des rainures de désengagement 171A, 171B permet avantageusement 10 de paramétrer la vitesse d'ascension de la tige de clapet 130, le degré d'ouverture de la voie 2 pouvant être également contrôlé. The shape of the disengagement grooves 171A, 171B advantageously makes it possible to parameterize the ascending speed of the valve stem 130, the degree of opening of the channel 2 being able to be controlled also.
Le ressort 139 se tord au fur et à mesure de la rotation des bras radiaux 133A, 133B, la rotation de la roue 165 empêchant le déroulement du ressort 139. Lorsque les bras radiaux 133A, 133B atteignent les extrémités verticales des rainures d'entraînement 161A, 161B et les extrémités supérieures des rainures de désengagement 171A, 171B, la tête du clapet 131 se repose sur le siège 132, la voie 2 étant alors totalement fermée. 20 La combinaison de rainures d'entraînement 161A, 161B et de désengagement 171A, 171B permet de contrôler l'ouverture de la voie 2 et de définir la durée du déphasage par rapport à la rotation de la roue 165, la portion horizontale des rainures d'entraînement 161A, 161B permettant avantageusement de définir la 25 durée de déphasage. The spring 139 twists as the radial arms 133A, 133B rotate, the rotation of the wheel 165 preventing the unwinding of the spring 139. When the radial arms 133A, 133B reach the vertical ends of the driving grooves 161A 161B and the upper ends of the disengagement grooves 171A, 171B, the valve head 131 rests on the seat 132, the channel 2 is then completely closed. The combination of drive grooves 161A, 161B and disengagement 171A, 171B makes it possible to control the opening of the track 2 and to define the duration of the phase shift with respect to the rotation of the wheel 165, the horizontal portion of the grooves d the drive 161A, 161B advantageously defining the phase shift duration.
Comme décrit précédemment, la roue dentée 165 engrène avec la roue dentée 125 pour contrôler l'ouverture de la voie 1. Chacune des voie est fermée ou ouverte avec un déphasage temporel dont la durée est paramétrable. Les 30 performances du moteur sont ainsi optimisées, aussi bien à l'admission qu'à l'échappement. As previously described, the toothed wheel 165 meshes with the toothed wheel 125 to control the opening of the track 1. Each of the tracks is closed or opened with a temporal phase shift whose duration is parameterizable. The engine performance is thus optimized, both at the intake and at the exhaust.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, en référence à la figure 5, les voies 1, 2 de la vanne trois voies 20 sont fermées respectivement par des volets 35 d'obturation 221, 321. Les volets d'obturation 221, 321 sont reliés respectivement à des arbres rotatif 222, 322 s'étendant selon des axes X200 et 15 X300. Les surfaces des volets d'obturation 221, 321 correspondent aux sections des voies 1, 2 dans lesquelles les volets 221, 321 sont respectivement disposés. In another embodiment of the invention, with reference to FIG. 5, the channels 1, 2 of the three-way valve 20 are closed respectively by closure shutters 221, 321. The shutter flaps 221, 321 are respectively connected to rotary shafts 222, 322 extending along X200 and X300 axes. The surfaces of the shutters 221, 321 correspond to the sections of the tracks 1, 2 in which the flaps 221, 321 are respectively arranged.
En référence à la figure 6, les arbres rotatifs 222, 322 sont insérés successivement dans des disques de débrayage 260, 360, dans des roues dentées 250, 350 et des organes de guidage 230, 330 respectivement. Les arbres rotatifs 222, 322 sont respectivement terminés à leurs extrémités supérieures par des organes de verrouillages 291, 391 permettant de maintenir ensemble les différents éléments traversés par les arbres 222, 322. Referring to Figure 6, the rotary shafts 222, 322 are inserted successively into disengaging disks 260, 360, in gears 250, 350 and guide members 230, 330 respectively. The rotary shafts 222, 322 are respectively terminated at their upper ends by locking members 291, 391 for holding together the various elements traversed by the shafts 222, 322.
En référence à la figure 6, les disques de débrayage 260, 360 sont respectivement percés de trous centraux 262, 362 et comprennent respectivement des rainures 261, 361. Les rainures 261, 361 ont sensiblement une forme d'arc de cercle dont l'extrémité trigonométrique forme une encoche de désengagement oblique 261A, 361A. Les disques 260, 360 de débrayage sont maintenus fixement dans le carter interne du moteur. With reference to FIG. 6, the disengaging discs 260, 360 are respectively pierced with central holes 262, 362 and respectively comprise grooves 261, 361. The grooves 261, 361 have substantially an arc shape whose end trigonometric device forms an oblique disengagement notch 261A, 361A. The disengagement disks 260, 360 are fixedly held in the internal casing of the motor.
Les roues dentées 250, 350 sont respectivement percées de trous centraux 252, 352 et comprennent des rainures 251, 351. Les rainures 251, 351 ont sensiblement une forme d'arc de cercle dont l'extrémité trigonométrique forme une encoche de translation radiale 251A, 351A. Les roues dentées 250, 350 sont respectivement mobiles autour des axes X200 et X300. The toothed wheels 250, 350 are respectively pierced with central holes 252, 352 and comprise grooves 251, 351. The grooves 251, 351 have substantially a circular arc shape whose trigonometric end forms a radial translation notch 251A, 351A. The gears 250, 350 are respectively movable about the axes X200 and X300.
Les organes de guidage 230, 330 comprennent des rainures d'entraînement radial 231, 331 ainsi que des doigts de guidage 235, 335 respectivement. Un organe de guidage 230, 330 se présente sous la forme d'un bras dont la rainure d'entraînement radial le traverse sensiblement sur toute sa longueur, le doigt de guidage étant fixé orthogonalement à une extrémité longitudinale du bras. The guide members 230, 330 comprise radial drive grooves 231, 331 and guide fingers 235, 335 respectively. A guide member 230, 330 is in the form of an arm whose radial drive groove traverses substantially over its entire length, the guide pin being fixed orthogonally to a longitudinal end of the arm.
Les arbres 222, 322 traversent respectivement les rainures d'entraînement radial 231, 331 des organes de guidage 230, 330, les organes de guidages 230, 330 étant respectivement fixés aux extrémités des arbres 222, 232 par des organes de verrouillage 291, 391. Les organes de verrouillage 291, 391se présentent sous la forme d'un cylindre dans lequel est formée une rainure diamétrale de blocage correspondant au rétrécissement de section des extrémités supérieures des arbres 222, 232. Le rétrécissement de section de l'arbre 222, 322 s'enfile dans la rainure de blocage afin de maintenir ensemble les différents éléments traversés par l'arbre 222, 322 comme représenté sur la figure 5. The shafts 222, 322 pass respectively through the radial drive grooves 231, 331 of the guide members 230, 330, the guide members 230, 330 being respectively fixed to the ends of the shafts 222, 232 by locking members 291, 391. The locking members 291, 391se are in the form of a cylinder in which is formed a diametrical locking groove corresponding to the narrowing section of the upper ends of the shafts 222, 232. The narrowing section of the shaft 222, 322 s threads into the locking groove to hold together the various elements traversed by the shaft 222, 322 as shown in FIG.
Afin d'expliciter les différentes phases de fermeture de la voie 2, on se réfère à la 5 figure 7 représentant le moyen de fermeture de la voie 2 en position de fermeture. In order to explain the different closing phases of the track 2, reference is made to FIG. 7 showing the closing means of the track 2 in the closed position.
En référence à la figure 7, lorsque la roue dentée 350 est entraînée en rotation dans le sens horaire autour de l'axe X300 par un organe d'entraînement non représenté, le doigt de guidage 335 se déplace dans les rainures 351, 361, 10 relativement à la roue dentée 350. Toujours en référence à la figure 7, dans une position de fermeture de la voie 2, le doigt de guidage 335 est situé à l'extrémité horaire de la rainure d'entraînement 351, dans l'encoche radiale 351A, et à l'extrémité trigonométrique de la rainure de débrayage 361. With reference to FIG. 7, when the toothed wheel 350 is rotated in the clockwise direction about the X300 axis by a not shown drive member, the guide pin 335 moves in the grooves 351, 361, 10 relative to the toothed wheel 350. Still referring to FIG. 7, in a closed position of the track 2, the guide pin 335 is located at the hour end of the driving groove 351, in the radial notch 351A, and at the trigonometric end of the release groove 361.
15 Lors de la rotation de la roue dentée 350 dans le sens horaire, le doigt de guidage 335, en butée dans l'encoche radiale 351A, est entraîné en rotation par la rainure d'entraînement 351, le doigt de guidage 335 transmettant son mouvement de rotation au volet d'obturation 321 qui passe d'une position de fermeture à une position d' ouverture. 20 L'ouverture du volet d'obturation 321 est progressive, le doigt de guidage 335 glissant dans la partie en arc de cercle de la rainure 361 jusqu'à atteindre l'encoche oblique 361A, située à l'extrémité horaire de la rainure 361. Dans la portion oblique 361A de la rainure, le doigt de guidage 335 est éloigné de l'axe 25 de rotation ce qui entraîne une translation de l'organe de guidage 330 par rapport à l'arbre 322 dans la rainure de guidage 331, jusqu'à ce que le doigt de guidage 335 soit en butée dans l'extrémité horaire de l'encoche oblique 361A. L'ouverture de la voie 2 est alors complète. During the rotation of the toothed wheel 350 in the clockwise direction, the guide pin 335, abutting in the radial notch 351A, is rotated by the drive groove 351, the guide pin 335 transmitting its movement. rotation to the shutter 321 which passes from a closed position to an open position. The opening of the shutter 321 is progressive, the guide pin 335 sliding in the arcuate portion of the groove 361 until reaching the oblique notch 361A, located at the clockwise end of the groove 361. In the oblique portion 361A of the groove, the guide pin 335 is moved away from the axis of rotation which causes a translation of the guide member 330 with respect to the shaft 322 in the guide groove 331, until the guide pin 335 abuts in the hour end of the oblique notch 361A. The opening of the channel 2 is then complete.
30 Le doigt de guidage 335 n'est alors plus en position de butée dans l'encoche radiale 351. La rotation de la roue dentée 350 se poursuit, le doigt de guidage 335 parcourant la portion d'arc de cercle de la rainure 351 dans le sens trigonométrique, relativement à la roue de débrayage 360. La voie 2 reste ouverte malgré la rotation de la roue dentée 350. Il existe un déphasage entre le moyen 35 d'entraînement et le moyen de fermeture. The guide pin 335 is then no longer in abutment position in the radial notch 351. The rotation of the toothed wheel 350 is continued, the guide pin 335 traversing the arc portion of the groove 351 in the groove 351. the direction trigonometric relative to the disengagement wheel 360. The channel 2 remains open despite the rotation of the toothed wheel 350. There is a phase shift between the drive means and the closure means.
Il va de soi que le déphasage pourrait également intervenir avant l'ouverture de la voie. Il suffirait d'entraîner la roue 350 en rotation dans le sens inverse. It goes without saying that the phase shift could also occur before the opening of the track. It would suffice to drive the wheel 350 in rotation in the opposite direction.
Le mécanisme de fermeture/ouverture du moyen de fermeture de la voie 1 est 5 similaire à celui précédemment décrit. The closure / opening mechanism of the closure means of the channel 1 is similar to that previously described.
La combinaison des deux moyens de fermetures pourvus de leurs moyens de déphasage permet de coordonner l'ouverture respective des voies 1, 2. La vanne trois voies, telle que présentée, permet d'optimiser les performances du moteur 10 en adaptant le déphasage et le degré d'ouverture des différentes voies. The combination of the two closure means provided with their phase shift means makes it possible to coordinate the respective opening of the channels 1, 2. The three-way valve, as shown, makes it possible to optimize the performance of the motor 10 by adjusting the phase shift and the degree of opening of the different channels.
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