FR2998028A1

FR2998028A1 - Vanne trois voies a volet pivotant, notamment pour circuit d'air de moteur thermique

Info

Publication number: FR2998028A1
Application number: FR1260718A
Authority: FR
Inventors: Gregory Hodebourg
Original assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Current assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2014-05-16
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: FR2998028B1

Abstract

Vanne (1), notamment pour circuit d'air de moteur thermique, comprenant : - un corps (2) dans lequel sont ménagés un conduit principal (5) et un conduit auxiliaire (6) débouchant dans le conduit principal (5), et - un volet (3) monté pivotant dans le corps (2) par un axe (4), le volet (3) comprenant une première portion (20) apte à obturer tout ou partie du conduit principal (5) lorsque le volet (3) est dans une première position et une deuxième portion (21) apte à obturer tout ou partie du conduit auxiliaire (6) lorsque le volet (3) est dans une deuxième position, la deuxième portion (21) du volet (3) étant radialement centrée sur l'axe (4).

Description

Vanne, notamment pour circuit d'air de moteur thermique La présente invention concerne une vanne, notamment une vanne pour circuit d'air de moteur thermique. L'invention s'applique notamment lorsque le moteur thermique est utilisé pour la propulsion d'un véhicule, par exemple d'un véhicule automobile. Il peut s'agir d'un moteur dont le carburant est de l'essence ou du diesel. La vanne peut être intégrée au circuit d'air du moteur thermique. Au sens de l'invention, on désigne par « circuit d'air de moteur thermique » le circuit entre l'entrée d'admission et la sortie d'échappement du moteur thermique. La vanne peut être disposée dans le circuit d'admission, le circuit d'échappement, ou une boucle de recirculation par laquelle transitent les gaz d'échappement réinjectés à l'admission (EGR en anglais). La vanne est ici une vanne dite « trois voies ». Cette vanne est par exemple disposée au niveau d'un embranchement définissant trois voies parcourables par du fluide et elle permet de modifier la communication fluidique entre les trois voies. Pour assurer l'étanchéité d'une des voies de la vanne, il est connu de disposer un joint dans cette voie, par exemple entre deux pièces de fonderie délimitant cette voie, de sorte qu'un volet de la vanne vienne reposer contre ce joint lorsque ce volet est dans une position s'opposant à la communication fluidique entre cette voie et l'une et/ou l'autre des deux autres voies. Dans ce cas, un jeu est ménagé au bout du joint. Du fait des températures élevées atteintes par le fluide parcourant la vanne, le joint peut se dilater, affectant ainsi son comportement et ses performances.

L'invention a pour but de bénéficier d'une vanne dite « trois voies », notamment pour circuit d'air de moteur thermique, permettant de remédier aux inconvénients ci-dessus. Selon l'un de ses aspects, l'invention y parvient grâce à une vanne, notamment pour circuit d'air de moteur thermique, comprenant : - un corps dans lequel sont ménagés un conduit principal et un conduit auxiliaire débouchant dans le conduit principal, et - un volet monté pivotant dans le corps par un axe, le volet comprenant une première portion apte à obturer tout ou partie du conduit principal lorsque le volet est dans une première position et une deuxième portion apte à obturer tout ou partie du conduit auxiliaire lorsque le volet est dans une deuxième position, la deuxième portion du volet étant radialement centrée sur l'axe. Au sens de la présente demande, « radialement » s'entend dans un plan perpendiculaire à l'axe. «Axe » est par ailleurs synonyme d'«arbre » selon la présente demande. L'axe peut présenter une section transversale circulaire, et dans un plan perpendiculaire à l'axe, une zone de chevauchement entre l'axe et la deuxième portion du volet peut exister, cette zone de chevauchement comprenant au moins une zone centrale de l'axe. Le centre de l'axe peut ainsi appartenir à ladite zone de chevauchement. Lorsque la deuxième portion du volet a, dans un plan perpendiculaire à l'axe, une forme de plaque, le centre de l'axe peut être situé à mi-distance entre des faces opposées de cette plaque.

Selon l'invention, le volet et l'axe peuvent être fabriqués avec des composants standards. La fixation du volet à l'axe peut être réalisée de façon simple, par exemple à l'aide de vis ou par soudure. La deuxième portion du volet peut comprendre un deuxième côté s'étendant en travers du conduit auxiliaire et tourné vers le conduit principal lorsque le volet est dans la deuxième position, ledit deuxième côté présentant au moins une zone de contact avec le corps, notamment avec la paroi de la conduite auxiliaire, lorsque le volet est dans la deuxième position. Un contact plan sur plan peut être obtenu entre le volet et le corps lorsque le volet est dans la deuxième position. La vanne peut être dépourvue de joint interposé entre le volet et le corps lorsque le volet est dans la deuxième position.

L'axe, la deuxième portion, et le corps peuvent être configurés de manière à ce que, dans un plan perpendiculaire à l'axe, la ou les zones de contact de la deuxième portion avec le corps soient déportées le long du deuxième côté de la deuxième portion du volet par rapport à l'axe. Autrement dit, dans un plan perpendiculaire à l'axe, la ou les zones de contact de la deuxième portion avec le corps et l'axe ne soient pas au même niveau lorsque l'on se déplace le long du deuxième côté de la deuxième portion. Il n'y a dans ce cas aucun plan perpendiculaire au deuxième côté de la deuxième portion du volet qui coupe à la fois l'axe et une zone de contact de la deuxième portion du volet avec le corps. Le contact entre le volet et le corps se fait ainsi en porte-à-faux par rapport à l'axe lorsque le volet est dans la deuxième position.

Le conduit auxiliaire peut comprendre une fenêtre de passage formant un rétrécissement dans le conduit auxiliaire. Cette fenêtre de passage peut être ménagée dans le conduit auxiliaire, à proximité immédiate du conduit principal. En variante, cette fenêtre de passage peut être ménagée dans le conduit auxiliaire à une certaine distance du conduit principal. Le corps peut comprendre une première pièce délimitant le conduit principal et la partie du conduit auxiliaire débouchant dans le conduit principal, et une deuxième pièce délimitant tout ou partie du reste du conduit auxiliaire. La fenêtre de passage peut être délimitée par une paroi de la première pièce faisant saillie dans le conduit auxiliaire. La paroi de la première pièce délimitant la fenêtre de passage peut présenter une face d'extrémité venant au contact de la ou les zones de contact du deuxième côté lorsque le volet est dans la deuxième position.

Dans un plan perpendiculaire à l'axe, la paroi de la première pièce délimitant la fenêtre de passage peut comprendre une partie s'étendant depuis l'extérieur du conduit auxiliaire vers l'intérieur de ce dernier, et un retour s'étendant dans le conduit auxiliaire depuis ladite partie en s'éloignant du conduit principal. Le retour peut permettre d'éloigner du conduit principal la face d'extrémité de la paroi définissant la fenêtre de passage. L'appui entre le volet et le corps lorsque le volet est dans la deuxième position est ainsi éloigné du conduit principal pour venir au niveau de l'axe, contrairement au cas dans lequel la deuxième portion du volet n'est pas centrée sur l'axe. Dans un plan perpendiculaire à l'axe, la deuxième portion du volet peut s'étendre de part et d'autre de la fenêtre de passage.

Dans un plan perpendiculaire à l'axe, la deuxième portion peut ne s'étendre que d'un seul côté de l'axe. Lorsqu'elle est observée dans un plan perpendiculaire à l'axe, la deuxième portion peut avoir une section rectangulaire. La deuxième portion peut ainsi présenter une forme de plaque à bords droits. Une telle deuxième portion peut être fabriquée de façon simple.

Lorsqu'elle est observée dans une direction perpendiculaire à son deuxième côté, la deuxième portion peut avoir une forme de demi-disque. La zone de contact peut avec le corps lorsque le volet est dans la deuxième position alors avoir une forme en D. La deuxième portion du volet est par exemple formée par un demi-volet papillon. Le volet peut être relié à l'axe via une liaison ménageant un jeu permettant au volet de se déplacer par rapport à l'axe. Lorsque des vis sont utilisées pour cette liaison entre l'axe et le volet, ces vis peuvent ne pas être complètement serrées afin de fournir ce jeu. Le jeu peut permettre de compenser les imprécisions de cote lors de la fabrication des différents constituants de la vanne et/ou peut garantir que la deuxième portion repose bien dans son siège lorsque le volet est dans la deuxième position.

La première portion et la deuxième portion du volet peuvent être des pièces distinctes rigidement couplées entre elles. Le couplage entre la première et la deuxième portion du volet afin que ces dernières soient solidaires peut se faire par vissage, soudure ou rivetage par exemple. Le deuxième côté de la deuxième portion peut être accolé à un premier côté de la première portion et lesdits côtés peuvent s'étendre dans des plans confondus, lorsque lesdits côtés sont 30 plans. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit d'air de moteur thermique comprenant une vanne telle que définie ci-dessus. La vanne peut être placée dans le circuit d'air à un endroit de ce dernier dans lequel se trouve un embranchement. La vanne se trouve par exemple en aval du moteur, dans le circuit d'échappement du moteur au niveau où prend naissance la boucle de recirculation permettant de réinjecter des gaz d'échappement à l'admission du moteur. La vanne se trouve en variante en amont du moteur, dans le circuit d'admission du moteur au niveau où débouche la boucle de recirculation des gaz.

La boucle de recirculation des gaz peut être une boucle dite « basse pression » ou « haute pression », selon qu'elle prend naissance en amont ou en aval de la turbine du circuit d'air. Le moteur thermique est par exemple un moteur à combustion interne, par exemple à essence ou diesel, et il peut être embarqué dans un véhicule automobile. L'invention porte, selon un autre de ses aspects, sur l'utilisation d'une vanne telle que définie ci-dessus dans un circuit d'air de moteur thermique, le conduit principal appartenant au circuit d'échappement du moteur et le conduit auxiliaire appartenant à une boucle de recirculation des gaz d'échappement permettant auxdits gaz d'échappement d'être réinjectés à l'admission du moteur. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une vanne, notamment pour circuit d'air de moteur thermique, comprenant : - un corps dans lequel sont ménagés un conduit principal et un conduit auxiliaire débouchant dans le conduit principal, et - un volet monté pivotant dans le corps par un axe, le volet comprenant une première portion apte à obturer tout ou partie du conduit principal lorsque le volet est dans une première position et une deuxième portion apte à obturer tout ou partie du conduit auxiliaire lorsque le volet est dans une deuxième position, la deuxième portion du volet comprenant un deuxième côté s'étendant en travers du conduit auxiliaire et tourné vers le conduit principal lorsque le volet est dans la deuxième position, ledit deuxième côté présentant au moins une zone de contact avec la paroi du conduit auxiliaire lorsque le volet est dans la deuxième position, et dans un plan perpendiculaire à l'axe, la ou les zones de contact de la deuxième portion avec le corps étant déportées le long du deuxième côté de la deuxième portion du volet par rapport à l'axe. Tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment s'appliquent à cet autre aspect de l'invention. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel la figure unique représente de façon schématique un exemple de vanne dite « trois voies » selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention.

Sur cette figure est représentée une vanne 1 dite « trois voies ». La vanne 1 comprend un corps 2 et un volet 3 mobile dans le corps 2 via un axe 4. L'axe 4 présente dans cet exemple une section transversale circulaire. Dans le corps 2 est ménagé un conduit principal 5 auquel se raccorde un conduit auxiliaire 6 au niveau d'un embranchement 7. Le corps 2 est par exemple réalisé en fonderie, en aluminium ou en inox. Dans l'exemple considéré, le corps 2 comporte : une première pièce 2a définissant la paroi du conduit principal 5 et celle du conduit auxiliaire 6 au niveau de l'embranchement 7, et - une deuxième pièce 2b définissant la paroi du conduit auxiliaire 6 ailleurs qu'au niveau de l'embranchement 7. Dans l'exemple considéré, le conduit principal 5 fait partie du circuit d'échappement d'un moteur thermique de véhicule et le conduit auxiliaire 6 fait partie d'une boucle de recirculation permettant aux gaz d'échappement d'être réinjectés à l'admission du moteur. La vanne 1 permet ainsi de faire recirculer une quantité variable de gaz d'échappement vers l'admission du moteur thermique. Comme on peut le voir, la portion du conduit auxiliaire 6 débouchant dans le conduit principal 5 est délimitée par une paroi 8 formée dans la première pièce 2a du corps 2. Cette paroi 8 fait saillie vers l'intérieur du conduit auxiliaire 6 depuis l'extérieur de celui-ci, délimitant une fenêtre de passage 9 correspondant à un rétrécissement ménagé dans le conduit auxiliaire 6. Dans le plan perpendiculaire à l'axe 4, qui est aussi celui de la figure, la paroi 8 comprend une partie 10 s'étendant en saillie dans le conduit auxiliaire 6, cette partie 10 étant prolongée par un retour 11 s'éloignant du conduit principal 5. Le retour 11 peut comprendre une face d'extrémité plane 12. Dans l'exemple considéré, la face d'extrémité 12 s'étend sensiblement parallèlement à la paroi du conduit principal 5 au niveau de l'embranchement 7. La présence du retour 12 permet d'éloigner la face d'extrémité 12 de la partie 10 d'une distance 1. On va maintenant décrire plus en détail le volet 3. Le volet 3 comprend ici une première portion 20 et une deuxième portion 21. La première portion 20 et la deuxième portion 21 sont ici rigidement couplées entre elles, par exemple par vissage ou rivetage. La première portion 20 comporte une première face 26 venant en contact avec une deuxième face 27 de la deuxième portion 21. Dans l'exemple considéré, les faces 26 et 27 sont planes et coplanaires. La première portion 20 présente dans cet exemple deux parties planes 23 et 24 écartées par un bras 25. Dans cet exemple, le bras 25 est perpendiculaire à chacune des parties 23 et 24. La deuxième portion 21 a dans l'exemple décrit une forme de plaque. Comme représenté sur la figure, perpendiculairement à l'axe, la plaque 21 peut avoir une section rectangulaire. Vue depuis une direction perpendiculaire à la deuxième face 27, la plaque 21 peut avoir une forme de demi-disque, présentant un bord rectiligne le long de l'axe 4 et un bord en forme de demi-cercle ailleurs. La deuxième portion 21 s'étend dans cet exemple de part et d'autre de la fenêtre de passage 9 dans le plan de la figure. Dans ce cas, la fenêtre de passage peut avoir une forme en D.

La deuxième portion présente encore une première face 28 opposée à la deuxième face 27. Dans l'exemple décrit, le centre de l'axe 4 est à disposé à égale distance des faces 27 et 28, la deuxième portion 21 étant centrée sur l'axe 4. Comme représenté, la deuxième face 27 de la deuxième portion 21 peut venir en contact avec le corps 2. Ce contact s'effectue entre une zone de contact 30 de la deuxième portion 21, cette zone de contact étant disposée sensiblement à la périphérie de la deuxième face 27, et la face d'extrémité 12 de la paroi 8 délimitant la fenêtre de passage 9. Lorsque la plaque 21 a une forme de demi-disque, la zone de contact 30 peut avoir une forme en D. La liaison entre l'axe 4 et la deuxième portion 21 du volet 3, c'est-à-dire entre l'axe 4 et le volet 3 peut se faire avec un jeu permettant au volet 3 de se déplacer radialement par rapport à l'axe 4. Une liaison rotulante peut par exemple exister La première portion 20 se déplace entre une première position dans laquelle elle s'étend à travers le conduit principal 5et une deuxième position représentée sur la figure dans laquelle elle s'étend dans le conduit principal 5. Dans l'exemple décrit, dans la première position, la première portion 20 n'obture pas le conduit principal mais assure une contre-pression vers l'échappement.

Dans la deuxième position de la première portion 20, les parties 23 et 24 sont alors sensiblement parallèles à la paroi du conduit principal 5 au niveau de l'embranchement 7, la partie 25 permettant à la partie 24 de ne pas venir au contact de cette paroi. La deuxième portion 21 se déplace entre une première position dans laquelle elle s'étend sensiblement parallèlement à la paroi du conduit auxiliaire 6 au niveau de l'embranchement 7 et une deuxième position représentée sur la figure dans laquelle elle s'étend en travers du conduit auxiliaire 6, étant notamment perpendiculaire à la paroi du conduit auxiliaire 6 au niveau de l'embranchement 7. Lorsque la première 20 et la deuxième 21 portion sont dans la première position, le volet 3 est dans la première position dans laquelle il favorise la recirculation de gaz d'échappement vers l'admission du moteur.

Lorsque la première 20 et la deuxième 21 portion sont dans la deuxième position, le volet 3 est dans la deuxième position dans laquelle il s'oppose, voire empêche, la recirculation de gaz d'échappement vers l'admission du moteur. La coopération entre la face d'extrémité 12 et la zone de contact 30 assure une certaine étanchéité du conduit principal 5 vis-à-vis du conduit auxiliaire 6 lorsque le volet 3 est dans la deuxième position.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit.

L'expression « comprenant un » doit être comprise comme synonyme de l'expression « comprenant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS1. Vanne (1), notamment pour circuit d'air de moteur thermique, comprenant : un corps (2) dans lequel sont ménagés un conduit principal (5) et un conduit auxiliaire (6) débouchant dans le conduit principal (5), et un volet (3) monté pivotant dans le corps (2) par un axe (4), le volet (3) comprenant une première portion (20) apte à obturer tout ou partie du conduit principal (5) lorsque le volet (3) est dans une première position et une deuxième portion (21) apte à obturer tout ou partie du conduit auxiliaire (6) lorsque le volet (3) est dans une deuxième position, la deuxième portion (21) du volet (3) étant radialement centrée sur l'axe (4). Vanne selon la revendication 1, la deuxième portion (21) du volet (3) comprenant un deuxième côté (27) s'étendant en travers du conduit auxiliaire (6) et tourné vers le conduit principal (5) lorsque le volet (3) est dans la deuxième position, ledit deuxième côté (27) présentant au moins une zone de contact (30) avec le corps (2), notamment la paroi (12) du conduit auxiliaire (6), lorsque le volet (3) est dans la deuxième position. Vanne selon la revendication 2, l'axe (4), la deuxième portion (21), et le corps (2) étant configurés de manière à ce que, dans un plan perpendiculaire à l'axe (4), la ou les zones de contact (30) de la deuxième portion (21) avec le corps (2) soient déportées le long du deuxième côté (27) de la deuxième portion (21) du volet (3) par rapport à l'axe (4). Vanne selon la revendication 2 ou 3, le conduit auxiliaire (6) comprenant une fenêtre de passage (9) formant un rétrécissement dans le conduit auxiliaire (6). Vanne selon la revendication 4, le corps (2) comprenant une première pièce (2a) délimitant le conduit principal (5) et la partie du conduit auxiliaire (6) débouchant dans le conduit principal (5), et une deuxième pièce (2b) délimitant tout ou partie du reste du conduit auxiliaire (6), la fenêtre de passage (9) étant délimitée par une paroi (8) de la première pièce (2a) faisant saillie dans le conduit auxiliaire (6). Vanne selon la revendication 5, la paroi (8) de la première pièce (2a) délimitant la fenêtre de passage (9) présentant une face d'extrémité (12) venant au contact de la ou les zones de contact (30) du deuxième côté (27) de la deuxième portion (21) lorsque le volet (3) est dans la deuxième position. Vanne selon la revendication 6, dans un plan perpendiculaire à l'axe (4), la paroi (8) de la première pièce (2a) délimitant la fenêtre de passage (9) comprenant une partie (10) s'étendant depuis l'extérieur du conduit auxiliaire (6) vers l'intérieur de ce dernier et un retour (11) s'étendant depuis ladite partie (10) dans le conduit auxiliaire (6) en s'éloignant du conduit principal (5).2. 3. 4. 5. 6. 7.358. Vanne selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans un plan perpendiculaire à l'axe (4), la deuxième portion (21) du volet (3) s'étendant de part et d'autre de la fenêtre de passage (9). 9. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans un plan perpendiculaire à l'axe (4), la deuxième portion (21) ne s'étendant que d'un seul côté de l'axe (4). 10. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans un plan perpendiculaire à l'axe (4), la deuxième portion (21) ayant une section rectangulaire. 11. Vanne selon les revendications 2 et 10, la deuxième portion (21) ayant une forme de demi- disque lorsqu'elle est observée dans une direction perpendiculaire au deuxième côté (27). 12. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, le volet (3) étant relié à l'axe (4) via une liaison ménageant un jeu permettant au volet (3) de se déplacer par rapport à l'axe (4). 13. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant dépourvue de joint interposé entre le volet (3) et le corps (2) lorsque le volet (3) est dans la deuxième position. 14. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, la première portion (20) et la deuxième portion (21) étant des pièces distinctes rigidement couplées entre elles. 15. Utilisation d'une vanne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans un circuit d'air de moteur thermique, le conduit principal (5) appartenant au circuit d'échappement du moteur et le conduit auxiliaire (6) appartenant à une boucle de recirculation des gaz d'échappement permettant auxdits gaz d'échappement d'être réinjectés à l'admission du moteur.