WO2007000526A2 - Device for closing a fluid duct of a motor vehicle - Google Patents

Device for closing a fluid duct of a motor vehicle Download PDF

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WO2007000526A2
WO2007000526A2 PCT/FR2006/050442 FR2006050442W WO2007000526A2 WO 2007000526 A2 WO2007000526 A2 WO 2007000526A2 FR 2006050442 W FR2006050442 W FR 2006050442W WO 2007000526 A2 WO2007000526 A2 WO 2007000526A2
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rotor
outlet
inlet
housing
orifice
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PCT/FR2006/050442
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French (fr)
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WO2007000526A3 (en
Inventor
Jacques Beroff
Original Assignee
Peugeot Citroën Automobiles Sa.
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Publication date
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Publication of WO2007000526A2 publication Critical patent/WO2007000526A2/en
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/04—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston
    • F01L7/045—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston with two or more valves arranged coaxially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves

Definitions

  • the device may also have one or more of the following characteristics, considered in isolation or in any technically possible combination:
  • the second rotor envelopes the first rotor and comprises inlet and outlet orifices respectively at least partially in the extension of the inlet and outlet of the housing;
  • 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 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 second rotor is adapted so that, regardless of its angular position, the outlet orifice is entirely in line with the outlet;
  • 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 angularly offset from the opposite end of the inner channel;
  • the inlet and outlet ports having median axes angularly offset relative to each other by an angle greater than ( ⁇ 'e + as - ve - YS);
  • the exit orifice of the second rotor has a passage section smaller than that of the inlet orifice
  • the outlet orifice of the second rotor has a passage section which is smaller than that of the outlet;
  • 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 respectively are provided, and means for varying the respective angular positions of the two half-rotors; rotors independently of one another.
  • Figure 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 of the input and the output of the housing, and the annular ring occupying an average position;
  • 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 outlet of the housing from one another;
  • 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 the direction 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.
  • Figures 8 and 9 are views similar to those of Figures 4 and 5 for a third embodiment of the invention.
  • the shutter device 1 shown in Figures 1 and 2 is disposed in a duct 2 of air intake, 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.
  • 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 with only an inlet port 18 and an outlet 20 through.
  • the housing 6 is rigidly connected to the conduit 2, so that its inlet 8 and outlet 10 communicate, respectively, with the upstream sections 3 and downstream 4, airtight manner. Air flows through the duct on the left of Figure 1 to the right, as shown by arrow A.
  • the upstream and downstream sections 3 and 4 of the duct are aligned and extend in a longitudinal direction.
  • the housing 6 has an internal cavity of generally cylindrical shape, axis of symmetry X substantially perpendicular to the longitudinal direction.
  • the inlet 8 and the outlet 10 of the housing have the shape of sectors of cylinders and are diametrically opposed in the cavity relative to the axis X.
  • the outlet 10 has a passage section greater than that of the inlet 8.
  • 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 passes through the rotor 12 according to its diameter. The central axis Y of the internal channel 14 intersects the axis of rotation X perpendicularly.
  • the cross section of the inner channel 14 is substantially equal to the passage section of the inlet 8 of the housing.
  • 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 rotor. ring 16 with respect to the housing 6, and means 26 for controlling the means 24.
  • the means 26 correspond for example to the control computer of the combustion in the engine cylinders.
  • the means 22 typically comprise a transmission train, rotatingly coupling a drive shaft, for example the camshaft of the engine, and the rotor 12.
  • the means 24 comprise for example an electric motor and a transmitting gearbox. the rotational movement of the electric motor to the ring 16.
  • 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 sides diametrically opposite the second rotor 16.
  • the outlet orifice 20 has a passage section 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.
  • the passage section of the inlet orifice 18 is greater than the passage section of the inlet 8.
  • the outlet orifice 20 is in an angular sector of amplitude 2 ⁇ s, divided in two by a median axis 32 intercepting the X axis.
  • the inlet orifice 18 is part of an angular sector of amplitude 2 ⁇ e, 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 amplitudes 2 ⁇ e and 2 ⁇ s, divided in two by the longitudinal axis.
  • the ring 16 is rotatable about the axis X, between the rotor 12 and the housing 6, in a range of determined angular positions, around a mean position shown in FIGS. 1 and 2, in the first direction of rotation or in a second direction of rotation opposite to the first.
  • the inlet 8 of the housing is entirely in the extension of the inlet orifice 18, and the orifice of outlet 20 is entirely in the extension of the output 10 of the housing 6.
  • the central axis 32 is aligned with the longitudinal direction.
  • FIG. 4 The position obtained by a displacement of the second rotor 16 by an angle - ⁇ max in the second direction, is illustrated in FIG. 4.
  • the edges delimiting the outlet orifice 20 and the outlet 10 towards the top of the FIG. 4 are aligned radially.
  • FIG. 5 The situation obtained by rotation of the second rotor by an angle + ⁇ max in the first direction is illustrated in FIG. 5.
  • the edges delimiting the outlet orifice 20 and the outlet 10 towards the bottom of the Figure 5 are aligned radially.
  • the inlet orifice 18 extends circumferentially beyond the edges of the inlet 8, on the two opposite sides of the inlet 8.
  • the inlet 8 is therefore entirely in the extension of the inlet port 18, regardless of the angular position of the ring 16 between + ⁇ max and - ⁇ max.
  • the ring 16 has a significant radial thickness, for example greater than 10% of the diameter of the inner channel 14.
  • the orifices 18 and 20 thus constitute channels for the circulation of the fluid in the thickness of the ring 16, between the internal channel 14 and the input or output of the housing.
  • the rotor 12 always rotates in the same direction inside the housing 6, and successively passes, during a turn, a first range of cutoff positions (Figure 2), wherein 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 via the channel 14, then a second range of cut-off positions in which the rotor 12 extends substantially in opposite direction to the first range of cut-off positions, then a second range of communication positions in which the rotor 12 extends substantially in direction inverse of the first range of 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 positions of cut.
  • the control means 26 first determine the desired angular position for the ring 16, depending on the combustion strategy to be applied, and in particular the amount of air to be injected into each cylinder and the wedging in the time of this introduction of air relative to the movement of the pistons.
  • the control means 26 then control the means 24 to move the ring 16 to the desired angular position.
  • the rotor 12 isolates the inlet 8 of the outlet 10 of the housing, and the two ends of the channel 14 are fully offset from the inlet and outlet ports 18 and 20 of the ring ( Figure 2).
  • the first end in the description which follows and the outlet orifice 20 of the ring.
  • the second end in the following description There is also no overlap between the end of the channel 14 located at the bottom in Figure 2, called the second end in the following description, and the outlet 18 of the ring.
  • 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.
  • the first end of the channel 14 begins to cover the outlet orifice 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 inner channel 14 scans the outlet port 20 of the ring; the air continues to flow through the shutter device 1.
  • the first end of the channel 14 ceases to cover the outlet port 20; the circulation 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.
  • the second end of the internal channel 14 ceases to cover the inlet orifice 18.
  • the rotor 12 reaches its final position, 180 ° from the starting position.
  • the opening of the closure device 1 is advanced or retracted.
  • the opening time of the closure device 1 remains the same, so that the same amount of air is transferred to the cylinders, since the inlet ports 18 and outlet 20 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 ⁇ max.
  • FIG. 4 illustrates the situation in which the ring 16 has been shifted by an angle - ⁇ max in the second direction.
  • the opening and closing sequence of the shutter device 1 described above remains valid.
  • the first end of the channel 14 begins to cover the outlet orifice 20 of the ring 16 earlier than when the ring 16 occupies its average position.
  • the time offset is equal to the angle ⁇ max divided by the speed of rotation of the rotor 12.
  • ⁇ max the air begins to flow through the closure device 1 as soon as the first end of the Channel 14 begins to cover the outlet port 20. It can be seen in FIG. 4 that at this moment, the second end of the internal channel 14 already partially covers the inlet orifice 18 of the ring.
  • the opening time 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.
  • FIG. 5 illustrates the situation in which the ring 16 has been shifted by an angle + ⁇ max in the first direction of rotation.
  • the opening and closing sequence of the shutter device described above is still valid, but the first end of the inner channel 14 begins to scan the outlet orifice 20 of the ring later than when the ring 16 occupies its average position.
  • the time offset is equal to the angle ⁇ max divided by the speed of rotation of the rotor 12.
  • the second end of the channel 14 still partially covers the inlet orifice 18 of the ring when the first end of the channel 14 begins and then ceases to cover the outlet orifice 20.
  • the duration of opening of the shutter device does not change.
  • Figures 6 and 7 illustrate a second embodiment of the invention.
  • 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 relative to the first embodiment.
  • the inlet opening 18 is part of an angular sector of width 2 ⁇ 'e, divided in two by the median axis 34 intercepting the axis X.
  • the median axis 34 is shifted in the first direction. direction relative to the median axis 32 of the outlet opening 20 of an angle ⁇ .
  • the inlet 8 is entirely in the extension of the inlet orifice 18.
  • the edges delimiting the inlet 8 and the inlet port 18 on the downward side of Fig. 6 are radially aligned.
  • the opening and closing sequence of the shutter device is substantially identical to that described above for the first embodiment.
  • the opening time of the shutter device 1 is identical to that of the first 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 reduced passage section at the input of the device (case of Figure 7).
  • the inlet opening 18 is part of an angular sector of amplitude 2 ⁇ '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 median axis 32 of the outlet opening 20 by an angle ⁇ satisfying the relation ⁇ > ⁇ 'e + as - ve - vs.
  • the opening and closing sequence of the shutter device 1 is identical to that of the first embodiment.
  • the device thus provides an early opening with a reduced passage section at the entrance of the device 1, or a delayed opening, with a passage section at the input of the device identical to the first embodiment.
  • the shutter device above has multiple advantages.
  • the sections and positions of the orifices of the ring 16 may 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. It is thus possible to modulate not only the instant of opening of the device, but also the air flow in the closure device.
  • the above device may have multiple variants.
  • the inlet and outlet ports of the ring may have the shape of cylinder sectors, or discs, or any other suitable form.
  • the inner channel 14 of the rotor may have a disk section, elliptical, rectangular, or any other suitable form.
  • the rotor 12 may not be cylindrical, but rather spherical.
  • the ring 16 may comprise two half-rotors independent of each other, in which are respectively provided the inlet port 18 and the outlet port 20 and means for varying the respective angular positions. the two half-rotors independently of one another, so as to further increase the flexibility of the closure device.

Abstract

The invention relates to a device for closing a fluid duct of a motor vehicle comprising: a fixed hollow housing (6) provided with an inlet (8) and with an outlet (10), and; a first rotor (12) provided with an inner channel (14) that can rotationally move in a continuous manner inside the housing (6), the first rotor (12) being able to alternately isolate the inlet (8) and the outlet (10) of the housing (6) or to place them in communication via the inner channel (14). According to the invention, the device comprises a second rotor (16) placed between the first rotor (12) and the housing (6), and means (24, 26) for varying in a controlled manner the angular position of the second rotor (16) relative to the housing (6), the second rotor (16) comprising at least one opening (18, 20) located at least partially in the extension of the inlet (8) or of the outlet (10) of the housing (6).

Description

DISPOSITIF D'OBTURATION D'UN CONDUIT DE FLUIDE DE VEHICULE DEVICE FOR SHUTTING A VEHICLE FLUID LINE
AUTOMOBILEAUTOMOBILE
[0001] Cette demande internationale revendique la priorité de la demande de brevet français, déposé le 16 mai 2005, sous le n° 0504900, dont l'ensemble de la description, des dessins et des revendications est incorporé par référence à la présente demande.This international application claims the priority of the French patent application, filed May 16, 2005, under No. 0504900, the entire description, drawings and claims is incorporated by reference to the present application.
[0002] L'invention concerne en général des circuits de fluide de véhicule automobile.The invention generally relates to motor vehicle fluid circuits.
[0003] Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'obturation 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 premier 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 altemati- vement à isoler l'entrée et la sortie du boîtier l'une de l'autre ou à mettre en communication l'entrée et la sortie du boîtier par l'intermédiaire du canal interne.More specifically, the invention relates to a device for closing a motor vehicle fluid conduit, the device comprising a fixed hollow housing provided with an inlet and an outlet, a rotor provided with a channel internal, movable in a continuous rotation in a first direction around an axis of rotation inside the housing, and means for driving in rotation of the first rotor, the rotor being adapted during its rotation altemati- isolating the input and output of the housing from each other or communicating the input and output of the housing through the internal channel.
[0004] 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.[0004] 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.
[0005] II est connu de disposer dans ces circuits des soupapes électromagnétiques, qui sont pilotées de façon à régler l'admission d'air 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 to adjust the air intake into 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.
[0006] Ces clapets électromagnétiques sont complexes et coûteux.These electromagnetic valves are complex and expensive.
[0007] Des dispositifs d'obturation du type décrit ci-dessus, dits à boisseau, sont également connus de l'état de la technique. Le rotor tourne générale- ment à vitesse constante, et, à chaque demi-tour, les extrémités du canal interne balayent l'entrée et la sortie du boîtier. La quantité de fluide traversant le dispositif d'obturation à chaque demi-tour du rotor dépend de la durée 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 rotation du rotor.Shutter devices of the type described above, said bushel, are also known from the state of the art. The rotor rotates at constant speed, and at each half-turn, the ends of the internal channel scan the input and output of the housing. The amount of fluid passing through the closure device at each half turn of the rotor depends on the duration of the sweep. It is a function of the inlet and outlet sections of the housing, the section of the internal channel, and the rotational speed of the rotor.
[0008] 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.
[0009] En effet, cette quantité d'air ne peut être modulée qu'en jouant sur la vitesse de rotation du moteur. Les stratégies de gestion de la combustion dans les cylindres actuellement mises en œuvre 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 adjusting the speed of rotation of the engine. The strategies of management of the combustion in the cylinders currently implemented in the motor vehicles impose to be able to vary in a fast and fine way the quantities of air admitted in each cylinder. This result can not be obtained by playing on the simple speed of rotation of the rotor.
[0010] Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'obturation simple, bon marché, permettant d'obtenir les mêmes performances qu'un dispositif à soupapes électromagnétiques.In this context, the present invention aims to provide a simple shutter device, inexpensive, to obtain the same performance as a device with electromagnetic valves.
[0011] A cette fin, l'invention propose un dispositif d'obturation du type précité, caractérisé en ce que le dispositif comprend une bague annulaire interposée entre le rotor et le boîtier, mobile en rotation autour de l'axe de rota- tion dans une plage de positions angulaires déterminée, et des 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 proposes 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 rotational axis. in a determined range of angular positions, and means for controllably varying 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 the one of the input or output of the housing.
[0012] Le dispositif peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques 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 partiellement dans le prolongement de l'entrée et de la sortie du boîtier ;The device may also have one or more of the following characteristics, considered in isolation or in any technically possible combination: The second rotor envelopes the first rotor and comprises inlet and outlet orifices respectively at least partially in the extension of the inlet and outlet of the housing;
• le second rotor est adapté pour que, quelle que soit sa position angu- laire, l'entrée s'inscrive entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée ;The second rotor is adapted so that, regardless of its angular position, the inlet fits entirely in the extension of the inlet orifice;
• 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 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 premières positions angulaires ;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 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;
• l'orifice de sortie du second rotor est décalé angulairement par rap- port 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 secondes 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 ;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 opposite to the first for at least second angular positions of the second rotor, the inlet being only partially in the extension of the inlet orifice at least in the second angular positions;
• le second rotor est adapté pour que, quelle que soit sa position angulaire, l'orifice de sortie s'inscrive entièrement dans le prolongement de la sortie ;The second rotor is adapted so that, regardless of its angular position, the outlet orifice is entirely in line with the outlet;
• les orifices d'entrée et de sortie du second rotor sont alignés avec l'axe de rotation ;• the inlet and outlet ports of the second rotor are aligned with the axis of 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 angulairement par rapport à l'extrémité opposée du canal interne ;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 angularly offset from the opposite end of the inner channel;
• l'entrée et la sortie s'inscrivent dans des secteurs angulaires de largeurs respectives 2γe et 2γs, les orifices d'entrée et de sortie s'inscrivant dans des secteurs angulaires de largeurs respectives• the inlet and the outlet are in angular sectors of respective widths 2γe and 2γs, the inlet and outlet ports being in angular sectors of respective widths
2α'e et 2αs, les orifices d'entrée et de sortie présentant des axes médians décalés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle supérieur à (α'e + as - ve - YS) ;2α'e and 2αs, the inlet and outlet ports having median axes angularly offset relative to each other by an angle greater than (α'e + as - ve - YS);
• l'orifice de sortie du second rotor présente une section de passage in- férieure à celle de l'orifice d'entrée ;The exit orifice of the second rotor has a passage section smaller than that of the inlet orifice;
• l'entrée du boîtier présente une section de passage inférieure à celle de l'orifice d'entrée du second rotor ;• the housing inlet has a passage section smaller than that of the inlet port of the second rotor;
• l'orifice de sortie du second rotor présente une section de passage inférieure à celle de la sortie ;The outlet orifice of the second rotor has a passage section which is smaller than that of the outlet;
• la sortie du boîtier présente une section de passage supérieure à celle de l'entrée du boîtier ;• the output of the housing has a passage section greater than that of the input of the housing;
• le second rotor présente radialement une épaisseur supérieure à 10% de la plus grande dimension de la section du canal interne du premier rotor ;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;
• 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'autre.The second rotor comprises two half-rotors independent of each other, in which the inlet orifice and the outlet orifice respectively are provided, and means for varying the respective angular positions of the two half-rotors; rotors independently of one another.
[0013] 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 : [0014] la figure 1 est une vue en coupe d'un circuit pourvu 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 occupant une position moyenne ;Other features and advantages of the invention will emerge from the description which is given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended figures, among which: Figure 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 of the input and the output of the housing, and the annular ring occupying an average position;
[0015] la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 , le rotor étant représenté dans une position dans laquelle il isole l'entrée et la sortie du boîtier l'une de l'autre ;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 outlet of the housing from one another;
[0016] la figure 3 est une représentation schématique sous forme de blocs des moyens d'entraînement du rotor et de la bague ;Figure 3 is a schematic representation in block form of the drive means of the rotor and the ring;
[0017] 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 sens de rotation du rotor ;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 the direction of rotation of the rotor;
[0018] 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 ;Figure 5 is a view similar to that of Figure 4, the ring being shown offset in the direction of rotation of the rotor;
[0019] 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 ; etFigures 6 and 7 are views similar to those of Figures 4 and 5, for a second embodiment of the invention; and
[0020] 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.Figures 8 and 9 are views similar to those of Figures 4 and 5 for a third embodiment of the invention.
[0021] 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 a duct 2 of air intake, 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.
[0022] 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. [0023] Le boîtier 6 est raccordé rigidement au conduit 2, de telle 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.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 with only an inlet port 18 and an outlet 20 through. The housing 6 is rigidly connected to the conduit 2, so that its inlet 8 and outlet 10 communicate, respectively, with the upstream sections 3 and downstream 4, airtight manner. Air flows through the duct on the left of Figure 1 to the right, as shown by arrow A.
[0024] Les tronçons amont et aval 3 et 4 du conduit sont alignés et s'étendent suivant une direction longitudinale.The upstream and downstream sections 3 and 4 of the duct are aligned and extend in a longitudinal direction.
[0025] Le boîtier 6 présente une cavité interne de forme générale cylindrique, d'axe de symétrie X sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale.The housing 6 has an internal cavity of generally cylindrical shape, axis of symmetry X substantially perpendicular to the longitudinal direction.
[0026] 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'entrée 8.The inlet 8 and the outlet 10 of the housing have the shape of sectors of cylinders and are diametrically opposed in the cavity relative to the axis X. The outlet 10 has a passage section greater than that of the inlet 8.
[0027] Le rotor 12 présente une forme cylindrique et est disposé à l'inté- rieur 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 passes through the rotor 12 according to its diameter. The central axis Y of the internal channel 14 intersects the axis of rotation X perpendicularly.
[0028] 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.
[0029] 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 an- gulaire 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 rotor. ring 16 with respect to the housing 6, and means 26 for controlling the means 24.
[0030] Les moyens 26 correspondent par exemple au calculateur de pilotage de la combustion dans les cylindres du moteur. [0031] 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 moteur électrique et un réducteur transmettant le mouvement de rotation du moteur électrique à la bague 16.The means 26 correspond for example to the control computer of the combustion in the engine cylinders. The means 22 typically comprise a transmission train, rotatingly coupling a drive shaft, for example the camshaft of the engine, and the rotor 12. The means 24 comprise for example an electric motor and a transmitting gearbox. the rotational movement of the electric motor to the ring 16.
[0032] 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'ori- fice de sortie 20 présente une section de passage relativement plus petite 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'entrée 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 sides diametrically opposite the second rotor 16. The outlet orifice 20 has a passage section 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 orifice 18 is greater than the passage section of the inlet 8.
[0033] 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 2αs, 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 2αe, 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 2γe et 2γs, divisés en deux par l'axe longitudinal.Considered in section in a plane perpendicular to the axis X, as in Figures 1 and 2, the outlet orifice 20 is in an angular sector of amplitude 2αs, 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 2αe, 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 amplitudes 2γe and 2γs, divided in two by the longitudinal axis.
[0034] La bague 16 est mobile en rotation autour de l'axe X, entre le rotor 12 et le boîtier 6, dans une plage de positions angulaires déterminées, au- tour 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, between the rotor 12 and the housing 6, in a range of determined angular positions, around a mean position shown in FIGS. 1 and 2, in the first direction of rotation or in a second direction of rotation opposite to the first.
[0035] 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 the extension of the inlet orifice 18, and the orifice of outlet 20 is entirely in the extension of the output 10 of the housing 6. The central axis 32 is aligned with the longitudinal direction.
[0036] La bague 16 est susceptible d'être déplacée en rotation seulement d'un angle maximal βmax = γs - as, dans le premier sens (+βmax), ou dans le second sens (-βmax).The ring 16 is capable of being displaced in rotation only by a maximum angle βmax = γs - as, in the first direction (+ βmax), or in the second direction (-βmax).
[0037] La position obtenue par un déplacement du second rotor 16 d'un angle -βmax dans le second sens, est illustrée sur la figure 4. Les 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 -βmax in the second direction, is illustrated in FIG. 4. The edges delimiting the outlet orifice 20 and the outlet 10 towards the top of the FIG. 4 are aligned radially.
[0038] La situation obtenue par rotation du second rotor d'un angle +βmax 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 rotation of the second rotor by an angle + βmax 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 the Figure 5 are aligned radially.
[0039] Ainsi, quelle que soit la position angulaire de la bague annulaire 16 entre +βmax et -βmax, l'orifice de sortie 20 s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie 10.Thus, whatever the angular position of the annular ring 16 between + βmax and -βmax, the outlet orifice 20 is entirely in the extension of the outlet 10.
[0040] 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, des deux côtés opposés de l'entrée 8. L'entrée 8 s'inscrit donc entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée 18, quelle que soit la position angulaire de la bague 16 entre +βmax et -βmax.In the situations illustrated in FIGS. 4 and 5, the inlet orifice 18 extends circumferentially beyond the edges of the inlet 8, on the two opposite sides of the inlet 8. The inlet 8 is therefore entirely in the extension of the inlet port 18, regardless of the angular position of the ring 16 between + βmax and -βmax.
[0041] 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 du 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 inner channel 14. The orifices 18 and 20 thus constitute channels for the circulation of the fluid in the thickness of the ring 16, between the internal channel 14 and the input or output of the housing.
[0042] On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif d'obturation 1. [0043] 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 première 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 sen- siblement 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 positions de communication, et perpendiculaire ou fortement incliné par rapport à la direction longitudinale dans les première et seconde plages de positions de coupure.We will now describe the operation of the shutter device 1. The rotor 12 always rotates in the same direction inside the housing 6, and successively passes, during a turn, a first range of cutoff positions (Figure 2), wherein 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 via the channel 14, then a second range of cut-off positions in which the rotor 12 extends substantially in opposite direction to the first range of cut-off positions, then a second range of communication positions in which the rotor 12 extends substantially in direction inverse of the first range of 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 positions of cut.
[0044] 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, depending on the combustion strategy to be applied, and in particular the amount of air to be injected into each cylinder and the wedging in the time of this introduction of air relative to the movement of the pistons.
[0045] 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.
[0046] On va d'abord décrire le déplacement du rotor sur un demi-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 half turn, in the case where the ring 16 occupies its average position, with reference to Figures 1 and 2.
[0047] 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 entièrement 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 vers 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 18 de la bague.In the starting position, the rotor 12 isolates the inlet 8 of the outlet 10 of the housing, and the two ends of the channel 14 are fully offset from the inlet and outlet ports 18 and 20 of the ring (Figure 2). There is no overlap between the end of the channel 14 located upwards in FIG. 2, called 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 Figure 2, called the second end in the following description, and the outlet 18 of the ring.
[0048] Quand le rotor 12 se déplace à partir de sa position de départ, dans le premier sens, il se produit successivement les événements suivants.When the rotor 12 moves from its starting position, in the first direction, there occurs successively the following events.
[0049] 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 canal 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.
[0050] 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.The first end of the channel 14 begins to cover the outlet orifice 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.
[0051] 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 inner channel 14 scans the outlet port 20 of the ring; the air continues to flow through the shutter device 1.
[0052] 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 toujours partiellement l'orifice d'entrée 18.The first end of the channel 14 ceases to cover the outlet port 20; the circulation 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.
[0053] La deuxième extrémité du canal interne 14 cesse de recouvrir l'orifice d'entrée 18.The second end of the internal channel 14 ceases to cover the inlet orifice 18.
[0054] 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.
[0055] A chaque demi-tour du rotor 12, la même séquence se reproduit et une même quantité d'air est transférée vers les cylindres.At each half-turn of the rotor 12, the same sequence reproduces and the same amount of air is transferred to the cylinders.
[0056] 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. [0057] 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 βmax.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. In contrast, the opening time of the closure device 1 remains the same, so that the same amount of air is transferred to the cylinders, since the inlet ports 18 and outlet 20 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 βmax.
[0058] La figure 4 illustre la situation dans laquelle la bague 16 a été décalée d'un angle -βmax dans le second sens.FIG. 4 illustrates the situation in which the ring 16 has been shifted by an angle -βmax in the second direction.
[0059] 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 16 plus tôt que quand la bague 16 occupe sa position moyenne. Le décalage temporel est égal à l'angle βmax divisé par la vitesse de rotation du rotor 12. Malgré le décalage angulaire βmax de la bague 16, l'air commence à circuler à travers le dispositif d'obturation 1 dès que la première extrémité du canal 14 com- 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 16 earlier than when the ring 16 occupies its average position. The time offset is equal to the angle βmax divided by the speed of rotation of the rotor 12. Despite the angular offset βmax of the ring 16, the air begins to flow through the closure device 1 as soon as the first end of the Channel 14 begins to cover the outlet port 20. It can be seen in FIG. 4 that at this moment, the second end of the internal channel 14 already partially covers the inlet orifice 18 of the ring.
[0060] 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 opening time 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.
[0061] La figure 5 illustre la situation dans laquelle la bague 16 a été décalée d'un angle +βmax dans le premier sens de rotation.FIG. 5 illustrates the situation in which the ring 16 has been shifted by an angle + βmax in the first direction of rotation.
[0062] 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 bague plus tard que quand la bague 16 occupe sa position moyenne. Le décalage temporel est égal à l'angle βmax divisé par la vitesse de rotation du rotor 12. [0063] De même que précédemment, la seconde extrémité du 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.The opening and closing sequence of the shutter device described above is still valid, but the first end of the inner channel 14 begins to scan the outlet orifice 20 of the ring later than when the ring 16 occupies its average position. The time offset is equal to the angle βmax divided by the speed of rotation of the rotor 12. As above, the second end of the channel 14 still partially covers the inlet orifice 18 of the ring when the first end of the channel 14 begins and then ceases to cover the outlet orifice 20. The duration of opening of the shutter device does not change.
[0064] 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.
[0065] 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 which 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.
[0066] 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 relative to the first embodiment. This passage section is slightly larger than that of the input 8 of the housing.
[0067] 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.Furthermore, the inlet orifices 18 and outlet 20 of the ring are no longer diametrically opposite with respect to the axis of rotation X.
[0068] L'orifice d'entrée 18 est légèrement décalé dans le premier sens par rapport au premier mode de réalisation.The inlet orifice 18 is slightly offset in the first direction relative to the first embodiment.
[0069] L'ouverture d'entrée 18 s'inscrit dans un secteur angulaire de lar- geur 2α'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 θ.The inlet opening 18 is part of an angular sector of width 2α'e, divided in two by the median axis 34 intercepting the axis X. The median axis 34 is shifted in the first direction. direction relative to the median axis 32 of the outlet opening 20 of an angle θ.
[0070] vérifie la relation suivante : θ > α'e + as - γe - γs.[0070] verifies the following relation: θ> α'e + as - γe - γs.
[0071] La position angulaire maximum du second rotor 16 dans le second sens vaut toujours -βmax = -as + γs, comme dans le premier mode de réalisation. Dans cette situation illustrée sur la figure 6, l'entrée 8 s'inscrit entièrement 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 -βmax = -as + γs, 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 port 18 on the downward side of Fig. 6 are radially aligned.
[0072] Quand la bague 16 est décalée dans le premier sens de l'angle βmax (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 βmax (Figure 7), the entry 8 is no longer entirely in the extension of the inlet opening 18. The part of the 8 inlet to the bottom of Figure 6 is closed by the ring 16. The fluid passage section on the side of the inlet 8 is reduced, which creates a pressure drop for the air at the entrance of the device and reduces the air flow through this device at each half turn of the rotor 12.
[0073] 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.
[0074] 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 se- conde 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 orifice 18.
[0075] 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.
[0076] La durée d'ouverture du dispositif d'obturation 1 est donc identique à celle du premier mode de réalisation.The opening time of the shutter device 1 is identical to that of the first embodiment.
[0077] 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 réduite 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 reduced passage section at the input of the device (case of Figure 7).
[0078] 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. [0079] Dans ce troisième mode de réalisation, l'ouverture d'entrée 18 s'inscrit dans un secteur angulaire d'amplitude 2α'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'ouver- ture de sortie 20, d'un angle θ vérifiant la relation θ > α'e + as - ve - vs.We will now describe a third embodiment of the invention, with reference to Figures 8 and 9, substantially symmetrical with the second embodiment. In this third embodiment, the inlet opening 18 is part of an angular sector of amplitude 2α'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 median axis 32 of the outlet opening 20 by an angle θ satisfying the relation θ>α'e + as - ve - vs.
[0080] Quand la bague 16 est décalée d'un angle βmax dans 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 βmax 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 βmax in the second direction, the entry 8 is only part of the extension of the entry opening 18. The part of the entry 8 located 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 βmax in the first direction, the entry 8 is entirely in the extension of the inlet orifice 18.
[0081] 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.
[0082] 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 provides an early opening with a reduced passage section at the entrance of the device 1, or a delayed opening, with a passage section at the input of the device identical to the first embodiment.
[0083] Le dispositif d'obturation ci-dessus présente de multiples avantages.The shutter device above has multiple advantages.
[0084] II est mécaniquement très simple et compact.It is mechanically very simple and compact.
[0085] II offre une grande flexibilité pour faire varier l'instant d'ouverture du dispositif d'obturation. Il peut être reconfiguré très rapidement, par une simple rotation de la bague 16.It offers great flexibility to vary the opening time of the closure device. It can be reconfigured very quickly, by a simple rotation of the ring 16.
[0086] Les sections et les positions des orifices de la bague 16 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. [0087] 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.The sections and positions of the orifices of the ring 16 may 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. It is thus possible to modulate not only the instant of opening of the device, but also the air flow in the closure device.
[0088] II 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 βmax, dans le premier ou dans le second sens. L'orifice de sortie 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 βmax, in the first or in the second direction. The outlet orifice 10 would then no longer fit entirely in the extension of the outlet 10, which would reduce the air passage section at the outlet of the device 1.
[0089] Le dispositif ci-dessus peut présenter de multiples variantes.The above device may have multiple variants.
[0090] 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.
[0091] Le rotor 12 peut ne pas être cylindrique, mais plutôt sphérique.The rotor 12 may not be cylindrical, but rather spherical.
[0092] 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 l'autre, 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 are respectively provided the inlet port 18 and the outlet port 20 and means for varying the respective angular positions. the two half-rotors independently of one another, so as to further increase the flexibility of the closure device.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'obturation d'un conduit associé à un cylindre d'un moteur de véhicule automobile, le dispositif étant constitué par1. Device for closing a conduit associated with a cylinder of a motor vehicle engine, the device consisting of
a. un boîtier creux (6) fixe pourvu d'une entrée (8) et d'une sortie (10),at. a fixed hollow housing (6) provided with an inlet (8) and an outlet (10),
b. un premier rotor (12) pourvu d'un canal interne (14), mobile en rotation de manière continue dans un premier sens autour d'un axe de rotation (X) à l'intérieur du boîtier (6), et des moyens (22) d'entraînement en rotation du premier rotor (12), le premier rotor (12) étant apte au cours de sa rotation alternativement à isoler l'entrée (8) et la sortie (10) du boîtier (6) l'une de l'autre ou à mettre en communication l'entrée (8) et la sortie (10) du boîtier (6) par l'intermédiaire du canal interne (14),b. a first rotor (12) provided with an internal channel (14), rotatable continuously in a first direction about an axis of rotation (X) inside the housing (6), and means ( 22) for rotating the first rotor (12), the first rotor (12) being rotatable alternatively to isolate the inlet (8) and the outlet (10) from the housing (6) one on the other side or to communicate the inlet (8) and the outlet (10) of the housing (6) via the internal channel (14),
caractérisé en ce que le dispositif comprend un second rotor (16) interposé entre le premier rotor (12) et le boîtier (6), , et des moyens (24, 26) pour faire varier de façon contrôlée la position angulaire du second rotorcharacterized in that the device comprises a second rotor (16) interposed between the first rotor (12) and the housing (6), and means (24, 26) for controllably varying the angular position of the second rotor
(16) par rapport au boîtier (6), le second rotor (16) comprenant une section de passage (18) s'inscrivant en regard de l'entrée (8), supérieure à la section de passage de l'entrée (8) et une section de passage (20), s'inscrivant en regard de la sortie (10), inférieure à la section de pas- sage (18) et à la section de passage de la sortie (10).(16) relative to the housing (6), the second rotor (16) comprising a passage section (18) registering opposite the inlet (8), greater than the passage section of the inlet (8). ) and a passage section (20), facing the outlet (10), lower than the passage section (18) and the passage section of the outlet (10).
2. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second rotor (16) est adapté pour que, quelle que soit sa position angulaire, l'entrée (8) s'inscrive entièrement dans le prolongement de l'orifice d'entrée (18).2. Device according to claim 2, characterized in that the second rotor (16) is adapted so that, regardless of its angular position, the inlet (8) fits entirely in the extension of the inlet port (18).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (20) du second rotor (16) est décalé angulairement par rapport à la sortie3. Device according to claim 2, characterized in that the outlet orifice (20) of the second rotor (16) is angularly offset from the outlet
(10) du boîtier (6), à partir d'une position moyenne dans laquelle l'orifice de sortie (20) s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie (10) du boîtier, dans le premier sens pour au moins des premières positions angulaires du second rotor (16), l'entrée (8) s'inscrivant seulement partiellement dans le prolongement de l'orifice d'entrée (18) au moins dans les premières positions angulaires. (10) of the housing (6), from an average position in which the outlet (20) is entirely in line with the outlet (10) of the housing, in the first direction for at least first angular positions of the second rotor (16), the inlet (8) being only partially part of the extension of the inlet orifice (18) at least in the first angular positions.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (20) du second rotor (16) est décalé angulairement par rapport à la sortie (10) du boîtier (6), à partir d'une position moyenne dans laquelle l'orifice de sortie (20) s'inscrit entièrement dans le prolongement de la sortie (10) du boîtier (6), dans un second sens opposé au premier pour au moins des secondes positions angulaires du second rotor (16), l'entrée (8) s'inscrivant seulement partiellement dans le prolongement de l'orifice d'entrée (18) au moins dans les secondes positions angulaires.4. Device according to claim 2, characterized in that the outlet orifice (20) of the second rotor (16) is angularly offset relative to the outlet (10) of the housing (6), from an average position. in which the outlet orifice (20) is entirely in line with the outlet (10) of the housing (6), in a second direction opposite to the first for at least second angular positions of the second rotor (16), the inlet (8) being only partially part of the extension of the inlet orifice (18) at least in the second angular positions.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le second rotor (16) est adapté pour que, quelle que soit sa position angulaire, l'orifice de sortie (20) s'inscrive entièrement dans le prolongement de la sortie (10).5. Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the second rotor (16) is adapted so that, regardless of its angular position, the outlet orifice (20) is entirely inscribed in the extension of the exit (10).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les orifices d'entrée (18) et de sortie (20) du second rotor (16) sont ali- gnés avec l'axe de rotation (X). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le second rotor (16) est adapté pour que, quelle que soit sa position angulaire, l'orifice de sortie (20) s'inscrive entièrement dans le prolongement de la sortie (10).6. Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the inlet ports (18) and outlet (20) of the second rotor (16) are aligned with the axis of rotation (X ). Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the second rotor (16) is adapted so that, regardless of its angular position, the outlet orifice (20) fits entirely in the extension of the exit (10).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les orifices d'entrée (18) et de sortie (20) du second rotor (16) sont disposés par rapport à l'axe de rotation (X) à des positions angulaires relatives telles que, quand l'orifice d'entrée (18) s'inscrit dans le prolongement d'une extrémité du canal interne (14), l'orifice de sortie (20) est au moins partiellement décalé angulairement par rapport à l'extrémité opposée du canal in- terne (14).7. Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the inlet (18) and outlet (20) of the second rotor (16) are arranged relative to the axis of rotation (X ) at relative angular positions such that, when the inlet orifice (18) is in line with an end of the internal channel (14), the outlet orifice (20) is at least partially offset angularly relative to the opposite end of the inner channel (14).
8. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'entrée (8) et la sortie (10) s'inscrivent dans des secteurs angulaires de largeurs respectives 2αe et 2αs, les orifices d'entrée (18) et de sortie (20) s'inscrivant dans des secteurs angulaires de largeurs respectives 2αe et 2αs, les orifices d'entrée (18) et de sortie (20) présentant des axes médians (34, 36, 32) décalés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle supérieur à (αe + as- ye- ys). 8. Device according to claim 8, characterized in that the inlet (8) and the outlet (10) are inscribed in angular sectors of respective widths 2αe and 2αs, the inlet (18) and outlet ( 20) being in angular sectors of respective widths 2αe and 2αs, the inlet (18) and outlet (20) apertures having median axes (34, 36, 32) angularly offset relative to one another. another from an angle greater than (αe + as- ye- ys).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le second rotor (16) présente radialement une épaisseur supérieure à 10% de la plus grande dimension de la section du canal interne (14) du premier rotor (12).9. Device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the second rotor (16) radially has a thickness greater than 10% of the largest dimension of the section of the inner channel (14) of the first rotor ( 12).
i 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le second rotor (16) comprend 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 l'autre. 10. Device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the second rotor (16) comprises two half-rotors independent of each other, in which are respectively provided the inlet orifice (18) and the outlet (20), and means for varying the respective angular positions of the two half-rotors independently of one another.
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