WO2010069782A1 - Volet d'obturation de canalisation d'un moteur thermique a combustion interne - Google Patents

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WO2010069782A1
WO2010069782A1 PCT/EP2009/066372 EP2009066372W WO2010069782A1 WO 2010069782 A1 WO2010069782 A1 WO 2010069782A1 EP 2009066372 W EP2009066372 W EP 2009066372W WO 2010069782 A1 WO2010069782 A1 WO 2010069782A1
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WO
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shutter
flap
pipe
nickel
internal combustion
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/066372
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Inventor
Laurent Albert
Sébastien Adenot
Stéphane SORIN
David Nave
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1075—Materials, e.g. composites
    • F02D9/1085—Non-organic materials, e.g. metals, alloys, ceramics

Definitions

  • the invention relates to the field of fluid shutter shutters and, more particularly, the shutters used in motor vehicles to hermetically seal a gas pipe of an internal combustion engine.
  • a shutter is mounted in a tubular gas pipe.
  • the flap is movably mounted around a drive shaft, to which it is secured, between an open position and a closed position, to control the amount of gas flowing in the pipe.
  • the flap is in the form of a circular disk closing the pipe in a plane substantially transverse to the axis of the pipe.
  • the gases flowing in a gas line of an internal combustion engine are high temperature gases (100 ° C-800 ° C).
  • the shutter shutter of the pipe usually stainless steel, tends to heat up in contact with these hot gases.
  • the flap temperature increases, the flap expands.
  • the dimensions of the closure surface of the flap are larger at high temperature (expanded flap) than at low temperature (unexpanded flap).
  • the shutter is machined so that its sealing surface corresponds, when it is dilated at the maximum of its use regimes, at the passage surface of the pipeline.
  • Such a component has certain drawbacks with regard to sealing, the clearance between the shutter and the pipe being too great at low temperature, when the flap is not expanded.
  • Guiding bearings are also known in rotation of the shutter in the pipe which are arranged to drain the heat of the shutter and to evacuate them out of the assembly formed by the pipe and the shutter.
  • these bearings do not allow to evenly drain the calories of the flap, while they are expensive to implement.
  • the areas of the flap furthest from the bearings expand and cause the drawbacks mentioned above, moreover in a non-homogeneous manner.
  • the Applicant proposes a closure flap of a fluid flow line of an internal combustion engine engine arranged to be displaced between an open position and a closed position. closure of the fluid flow in the pipeline, characterized in that it consists of a metal alloy whose average expansion coefficient for temperatures between 0 and 300 degrees C ( 0 C) is lower or equal to 5.2 x 10 "6 per degree Celsius.
  • a metal alloy having such a low coefficient of expansion at these temperatures advantageously makes it possible, in the thermal regimes for using the shutter, to overcome the expansions and to form a flap whose sealing surface corresponds precisely to the passage surface. of the pipe to which the shutter is intended.
  • the gap between the shutter and the pipe is thus mastered.
  • the shutter is simple to manufacture and does not require additional resources to be reported on the shutter.
  • the component actually includes "integrated" protection, since it results from the actual composition of the component; this solution is not only effective but still simple to implement.
  • Metal alloys having a low coefficient of expansion are used mainly in electronic components, especially in silicon chips and for electron guns of televisions. Such metal alloys are good conductors of electric current, which explains their use in electronics. Indeed, in operation, during the circulation of an electric current, the electronic components are caused to heat up by the Joule effect and expand. The expansion of an electronic component disrupts its operation, generating inaccuracies or logical errors during computing operations performed by the electronic component; the use of a low coefficient of expansion alloy is therefore particularly advantageous in this application.
  • the expansion For an electronic component, the expansion generates disadvantages of logical order, whereas for a mechanical component, the expansion generates disadvantages of kinematic order related to the displacement of the flap in its channel.
  • the flap is made of a metal alloy whose average expansion coefficient for temperatures between 0 and 200 degrees Celsius ( 0 C) is less than or equal to 2.5 x 10 "6 per degree Celsius ( 0 C " 1 ).
  • the shutter is made of an iron-nickel alloy comprising between 30% and 45% of nickel.
  • the shutter is made of an iron-nickel alloy comprising:
  • Ni nickel
  • Si silicon
  • C carbon
  • the flap In the temperature range of the gases flowing in a pipe of an internal combustion engine, the flap only expands very slightly.
  • the shutter can be machined precisely so that the clearance formed between the shutter and the pipe is minimum.
  • the shutter is made of an iron-nickel alloy comprising:
  • Ni nickel
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a shutter according to the invention in a gas pipe
  • - Figure 2 shows a perspective view of a shutter according to the invention.
  • a shutter 20 for closing a tubular fluid duct 30 of an internal combustion engine, extending along an axis Xc, comprises a generally flat body of substantially circular shape, with a hollow central bulge 25.
  • the flap 20 comprises a central tabular chimney 25, extending along an axis Z v , and two lateral fins 21, 22 symmetrical with respect to the axis Z v , the flap 20 being integral as shown in Figure 2.
  • the tabular chimney 25 extends along the axis Z v of the flap 20 which is also its axis of rotation in the pipe 30; the axis Z v of rotation of the flap is here perpendicular to the axis X c of the pipe.
  • the chimney 25 is arranged to receive a drive shaft 40, here of circular section, for driving the flap 20 in rotation in the pipe 30.
  • the shaft 40 is mounted between two openings formed in the pipe 30 as shown in FIG. Figure 1.
  • the flap 20 is made integral in rotation with the shaft 40 by appropriate means, which allows to rotate it by rotating the drive shaft 40 about the axis Z v .
  • the chimney 25 is here of circular section but it goes without saying that it can be in various forms such as, for example, a square section chimney, rectangular or comprising a flat part to be secured in rotation, by complementarity of shapes. , a drive shaft 40 of adapted section.
  • the chimney 25 is made integral in rotation with its drive shaft 40 by any appropriate means such as a lug of the shaft received in a notch of the chimney 25.
  • the shutter 20 is made here of a metal alloy whose average expansion coefficient for temperatures between 0 and 300 degrees Celsius ( 0 C) is less than or equal to 5.2 x 10 "6 per degree Celsius ( 0 C " 1 ).
  • the flap is made of an iron-nickel metal alloy known under its commercial designation N42,
  • the N42 metal alloy mainly comprises nickel (41%) and iron (58% -59%). It also includes Carbon (0.02%), Silicon (0.1%) and Manganese (0.5%).
  • the average expansion coefficient of N42 is less than 4.5 x 10 -6 per degree Celsius ( 0 C- 1 ) in the temperature range 0-300 ° C, as shown in Table 2 below.
  • N42 alloy retains its pure austenitic state even at very low temperatures, its expansion remaining reversible. As the expansion of the flap is reversible, it is possible to control the clearance between the shutter 20 and the pipe 30 as a function of the temperature of the gases flowing in the pipe 30,
  • the clearance between the flap 20 and the pipe 30 varies only slightly in the temperature range of the gases flowing in the pipe 30.
  • the flap 20, N42 alloy can be machined precisely to the dimensions of the passage surface of the pipe 30, the clearance between the flap 20 and the pipe 30 being low. This limits the risk of leakage when sealing the pipe 30 by the shutter 20.
  • the shutter 20 is made of an iron-nickel metal alloy known under its trade name INVAR® M93.
  • this metal alloy here comprises
  • the INVAR ® M93 further comprises Carbon (0.04%), Silicon (0.25%), Sulfur (0.001%), Phosphorus (0.008%) and Manganese (0.3%). %).
  • the coefficient of Expansion of the INVAR® M93 is less than or equal to 5.2 x 10 6 per degree Celsius ( 0 C- 1 ) in the temperature range 0-300 0 C, as shown in Table 4 below.
  • INVAR® M93 alloy has good weldability and can be welded by any type of technique (Tungsten Inert Gas (TIG), Metal Inert Gas (MIG), laser or plasma). It is thus very simple to connect the drive shaft 40 to the flap 20 by welding.
  • Tungsten Inert Gas (TIG), Metal Inert Gas (MIG), laser or plasma It is thus very simple to connect the drive shaft 40 to the flap 20 by welding.
  • the mounting and fixing of the flap 20 in the pipe 30 is here simple and fast, Indeed, as the protection against expansion is integrated into the flap 20, the latter is easily manipulated.
  • the temperature of the inlet gases may be around 200 ° C.
  • the expansion coefficient of TINVAR® M93 is lower than that of N42,
  • the average dilation coefficient of INVAR ® M93 for temperatures between 0 and 200 degrees Celsius ( 0 C) is less than or equal to 2.5 x 10 "6 per degree Celsius ( 0 C " 1 ).
  • INVAR ® M93 is thus particularly advantageous in this temperature range for which the expansion of the flap is very small (less than 2.5 x 10 -6 per degree Celsius ( 0 C- 1 )). Thanks to this alloy, it is possible to machine the shutter surface of the flap 20 as close as possible to the dimensions of the passage surface of the pipe 30 to ensure sealing tightness, the very small expansion of the flap 20 does not disrupt its kinematics.
  • an intake gas flow (G) moves from upstream to downstream in the pipe 30 which opens here on the cylinders of an internal combustion engine.
  • the shutter 20 is initially considered in the closed position in the pipe 30, the fins 21, 22 of the shutter 20 being oriented substantially orthogonal to the axis of the pipe X 0 .
  • the shutter 20, here in INVAR ® M93, is machined so as to provide, in the closed position, a minimum clearance between the shutter 20 and the surface of the pipe 30.
  • the closure of the pipe 30 by the shutter 20 is thus hermetic.
  • the drive shaft 40 is rotated to move the shutter 20 from its closed position to its open position, in which the fins 21, 22 of the shutter 20 are oriented by example parallel to the axis of the pipe Xc.
  • the intake gas flow (G) is thus free to move downstream of the shutter 20, It has been described here a flap 20 whose sealing surface is circular but it goes without saying that other shapes could also be suitable (square, rectangle, oblong or elliptical). It goes without saying that the passage surface of the pipe 30 can be adapted accordingly.
  • the drive of the flap 20 can be made by various means (through shaft, pivot on one side of the flap, etc.).

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Abstract

L'invention concerne un volet d'obturation d'une canalisation d'écoulement de fluide d'un moteur thermique à combustion interne agencé pour être déplacé entre une position d'ouverture et une position d'obturation de l'écoulement du fluide dans la canalisation. Le volet est constitué d'un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 300 degrés (°C) est inférieur ou égal à 5,2 x 10-6 par degré Celsius (°C-1).

Description

VOLET D'OBTURATION DE CANALISATION D'UN MOTEUR THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE
L'invention concerne le domaine des volets d'obturation de canalisations de fluide et, plus particulièrement, les volets utilisés dans les véhicules automobiles pour obturer de manière hermétique une canalisation de gaz d'un moteur thermique à combustion interne.
De manière classique, un volet d'obturation est monté dans une canalisation tabulaire de gaz. Le volet est monté mobile autour d'un axe d'entraînement, auquel il est fixé de manière solidaire, entre une position d'ouverture et une position d'obturation, pour contrôler la quantité de gaz circulant dans la canalisation. De manière traditionnelle, le volet se présente sous la forme d'un disque circulaire venant obturer la canalisation selon un plan sensiblement transversal à l'axe de la canalisation.
L'homme du métier qui cherche à fabriquer un volet d'obturation de canalisation est confronté à un dilemme. Il doit, d'une part, obtenir un volet dont la surface d'obturation épouse au plus près la surface de passage de la canalisation et, d'autre part, autoriser un jeu suffisant entre le volet et la canalisation pour permettre au volet d'obturation de se déplacer en rotation entre ses positions d'ouverture et d'obturation.
Les gaz qui circulent dans une canalisation de gaz d'un moteur à combustion interne sont des gaz à haute température (100°C-800°C). Le volet d'obturation de la canalisation, généralement en inox, a tendance à s'échauffer au contact de ces gaz chauds. Au fur et à mesure que la température du volet augmente, le volet se dilate. Ainsi, les dimensions de la surface d'obturation du volet sont plus importantes à haute température (volet dilaté) qu'à basse température (volet non dilaté). Afin d'éviter que le volet d'obturation n'exerce une force radiale sur la paroi intérieure de la canalisation lorsqu'il se dilate, on usine le volet de manière à ce que sa surface d'obturation corresponde, lorsqu'il est dilaté au maximum de ses régimes d'utilisation, à la surface de passage de la canalisation. Un tel volet présente des inconvénients certains en ce qui concerne Pétanchéité, le jeu entre le volet et la canalisation étant trop important à basse température, lorsque le volet n'est pas dilaté.
On connaît également des paliers de guidage en rotation du volet dans la canalisation qui sont agencés pour drainer les calories du volet et les évacuer hors de l'ensemble formé par la canalisation et le volet. Toutefois, ces paliers ne permettent pas de drainer de manière homogène les calories du volet, alors qu'ils sont onéreux à mettre en œuvre. Ainsi, les zones du volet les plus éloignées des paliers se dilatent et entraînent les inconvénients cités précédemment, qui plus est de manière non homogène.
Afin d'éliminer au moins certains de ces inconvénients, la Demanderesse propose un volet d'obturation d'une canalisation d'écoulement de fluide d'un moteur thermique à combustion interne agencé pour être déplacé entre une position d'ouverture et une position d'obturation de l'écoulement du fluide dans la canalisation, volet caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 300 degrés Celsius (0C) est inférieur ou égal à 5.2 x 10"6 par degré Celsius.
Un alliage métallique ayant un coefficient de dilatation aussi faible à ces températures permet avantageusement, dans les régimes thermiques d'utilisation du volet, de s'affranchir des dilatations et de former un volet dont la surface d'obturation correspond précisément à la surface de passage de la canalisation à laquelle le volet est destiné. Le jeu entre le volet d'obturation et la canalisation est ainsi maîtrisé. En outre, le volet est simple à fabriquer et ne nécessite pas de moyens supplémentaires devant être rapportés sur le volet. Le volet comprend en fait une protection « intégrée », puisqu'elle résulte de la composition même du volet ; cette solution est non seulement efficace mais encore simple à mettre en œuvre.
Alors que l'homme du métier cherchait à résoudre les problèmes de dilatation avec des moyens certes originaux mais complexes à mettre en œuvre, le mérite de la Demanderesse a été de proposer une solution en relation avec la composition même du matériau formant le volet.
Des alliages métalliques ayant un faible coefficient de dilatation sont utilisés principalement dans les composants électroniques;, en particulier dans les puces de silicium et pour les canons à électron des téléviseurs. De tels alliages métalliques sont de bons conducteurs de courant électrique, ce qui explique leur utilisation en électronique. En effet, en fonctionnement, lors de la circulation d'un courant électrique, les composants électroniques sont amenés à s'échauffer par effet Joule et se dilatent. La dilatation d'un composant électronique perturbe son fonctionnement, générant des imprécisions ou des erreurs logiques lors d'opérations de calcul réalisées par le composant électronique ; l'utilisation d'un alliage à faible coefficient de dilatation est donc particulièrement avantageuse dans cette application.
Pour un composant électronique, la dilatation génère des inconvénients d'ordre logique, tandis que pour un volet mécanique, la dilatation génère des inconvénients d'ordre cinématique liés au déplacement du volet dans sa canalisation.
L'intégration d'un alliage métallique ayant un faible coefficient de dilatation dans un volet d'obturation mécanique permet de tirer parti d'avantages cinématiques de l'alliage qui n'étaient pas exploités dans leur application originelle en électronique.
De préférence encore, le volet est constitué d'un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 200 degrés Celsius (0C) est inférieur ou égal à 2.5 x 10"6 par degré Celsius (0C"1).
De préférence, le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant entre 30% et 45% de Nickel. ,
De préférence encore, le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant :
- entre 35% et 36,5% de Nickel (Ni),
- entre 0% et 0,25% de Silicium (Si), - entre 0% et 0,05% de Carbone (C),
- entre 0,2% et 0,4% de Manganèse (Mn),
- entre 0% et 0,0015% de Soufre (S) et
- entre 0% et 0,008% de Phosphore (P).
Dans la plage de température des gaz circulant dans une canalisation d'un moteur thermique à combustion interne, le volet ne se dilate que très faiblement. Ainsi, le volet peut être usiné précisément de manière à ce que le jeu formé entre le volet et la canalisation soit minimum.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant :
- 41% de Nickel (Ni),
- 0, 10% de Silicium (Si),
- 0,02% de Carbone (C) et - 0,5% de Manganèse (Mn). L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 représente une vue en perspective schématique d'un volet d'obturation selon l'invention dans une canalisation de gaz et - la figure 2 représente une vue en perspective d'un volet d'obturation selon l'invention.
En référence à la figure 1, un volet 20 d'obturation d'une canalisation tabulaire de fluide 30 d'un moteur thermique à combustion interne, s 'étendant selon un axe Xc, comporte un corps globalement plat de forme sensiblement circulaire, avec un renflement central creux 25. Autrement dit, le volet 20 comprend une cheminée tabulaire centrale 25, s'étendant suivant un axe Zv, et deux ailettes latérales 21, 22 symétriques par rapport à l'axe Zv, le volet 20 étant monobloc comme représenté sur la figure 2.
La cheminée tabulaire 25 s'étend selon l'axe Zv du volet 20 qui est également son axe de rotation dans la canalisation 30 ; l'axe Zv de rotation du volet est ici perpendiculaire à l'axe Xc de la canalisation. La cheminée 25 est agencée pour recevoir un arbre d'entraînement 40, ici de section circulaire, permettant d'entraîner le volet 20 en rotation dans la canalisation 30. L'arbre 40 est monté entre deux ouvertures formées dans la canalisation 30 comme représenté sur la figure 1. Le volet 20 est rendu solidaire en rotation de l'arbre 40 par des moyens appropriés, ce qui permet de l'entraîner en rotation en faisant tourner l'arbre d'entraînement 40 autour de l'axe Zv.
La cheminée 25 est ici de section circulaire mais il va de soi qu'elle peut se présenter sous des formes diverses telles que, par exemple, une cheminée de section carrée, rectangulaire ou comprenant un méplat pour être solidaire en rotation, par complémentarité de formes, d'un arbre d'entraînement 40 de section adaptée. Dans le cas de la présente espèce avec une section circulaire, la cheminée 25 est rendue solidaire en rotation de son arbre d'entraînement 40 par tout moyen approprié tel qu'un ergot de l'arbre reçu dans une encoche de la cheminée 25.
Le volet d'obturation 20 est réalisé ici en un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 300 degrés Celsius (0C) est inférieur ou égal à 5.2 x 10"6 par degré Celsius (0C"1).
Selon une première forme de réalisation, le volet est réalisé en un alliage métallique Fer-Nickel connu sous sa désignation commerciale N42,
Figure imgf000008_0001
Tableau 1 : Composition de l'alliage N42
En référence au tableau 1 ci-dessus, l'alliage métallique N42 comprend principalement du Nickel (41%) et du Fer (58%-59%). Il comprend en outre du Carbone (0,02%), du Silicium (0,1%) et du Manganèse (0,5%). Le coefficient de dilatation moyen du N42 est inférieur à 4.5 x 10"6 par degré Celsius (0C"1) dans la plage de température 0-3000C, comme représenté sur le tableau 2 ci-dessous.
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000009_0001
Tableau 2 : Dilatation de l'alliage N42 en fonction de la température
L'alliage N42 conserve son état austénitique pur même aux très basses températures, sa dilatation demeurant réversible. Comme la dilatation du volet est réversible, on peut maîtriser le jeu entre le volet 20 et la canalisation 30 en fonction de la température des gaz circulant dans la canalisation 30,
Le jeu entre le volet 20 et la canalisation 30 ne varie que faiblement dans Ia plage de température des gaz circulants dans la canalisation 30.
Le volet 20, en alliage N42, peut ainsi être usiné précisément aux dimensions de la surface de passage de la canalisation 30, le jeu ménagé entre le volet 20 et la canalisation 30 étant faible. Cela permet de limiter le risque de fuite lors de l'obturation de la canalisation 30 par le volet 20.
Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, le volet 20 est réalisé en un alliage métallique Fer-Nickel connu sous sa désignation commerciale INVAR® M93.
Figure imgf000009_0002
Tableau 3 : Composition de l'alliage INVAR ® M93
En référence au tableau 3 ci-dessus, cet alliage métallique comprend ici du
Nickel (36%) et du Fer (63%-64%). Dans cet exemple, l'INVAR ® M93 comprend en outre du Carbone (0,04%), du Silicium (0,25%), du Soufre (0,001%), du Phosphore (0,008%) et du Manganèse (0,3%). Le coefficient de dilatation de l 'INVAR ® M93 est inférieur ou égal à 5.2 x 10'6 par degré Celsius (0C"1) dans la plage de température 0-300 0C, comme représenté sur le tableau 4 ci-dessous.
Figure imgf000010_0001
Tableau 4 : Dilatation de l'alliage INVAR ® M93 en fonction de la température
L'alliage INVAR® M93 présente une bonne aptitude au soudage et peut être soudé par tout type de technique (Tungsten Inert Gas (TIG), Métal Inert Gas (MIG), laser ou plasma). Il est ainsi très simple de relier l'arbre d'entraînement 40 au volet 20 par soudage. Le montage et la fixation du volet 20 dans la canalisation 30 est ici simple et rapide, En effet, comme la protection contre la dilatation est intégrée au volet 20, ce dernier est facilement manipulable.
En règle générale, pour un moteur thermique à combustion interne, la température des gaz d'admission peuvent avoisiner 2000C. Or, pour la plage de température 0-2000C, le coefficient de dilatation de TINVAR ® M93 est plus faible que celui du N42, Le coefficient de dilatation moyen de l' INVAR ® M93 pour des températures comprises entre 0 et 200 degrés Celsius (0C) est inférieur ou égal à 2.5 x 10"6 par degré Celsius (0C"1).
L'utilisation de l' INVAR ® M93 est ainsi particulièrement intéressante dans cette plage de température pour laquelle la dilatation du volet est très faible (inférieure à 2.5 x 10"6 par degré Celsius (0C"1)). Grâce à cet alliage, on peut usiner la surface d'obturation du volet 20 au plus près des dimensions de la surface de passage de la canalisation 30 afin de garantir l'étanchéité de l'obturation, la très faible dilatation du volet 20 ne perturbant pas sa cinématique.
Le fonctionnement du volet 20 dans la canalisation 30 va maintenant être détaillé.
En référence à la figure 1, un flux de gaz d'admission (G) se déplace de l'amont vers l'aval dans la canalisation 30 qui débouche ici sur les cylindres d'un moteur thermique à combustion interne.
Dans cet exemple, on considère le volet 20 initialement en position d'obturation dans la canalisation 30, les ailettes 21, 22 du volet 20 étant orientées sensiblement orthogonalement à l'axe de la canalisation X0. Le volet 20, ici en INVAR ® M93, est usiné de manière à ménager, en position d'obturation, un jeu minimal entre le volet 20 et la surface de la canalisation 30. L'obturation de la canalisation 30 par le volet 20 est ainsi hermétique.
En position d'obturation, le flux de gaz d'admission (G) est bloqué dans son déplacement dans la canalisation 30 par le volet d'obturation 20 qui s'échauffe en contact des gaz (G). Le volet 20 ne se dilate que faiblement en raison du faible coefficient de dilatation moyen de l' INVAR ® M93.
Comme la dilatation du volet 20 est maîtrisée, la cinématique du volet 20 dans la canalisation 30 n'est pas perturbée par elle. Ainsi, pour ouvrir la canalisation 30, on entraîne en rotation l'arbre d'entraînement 40 pour déplacer le volet 20 de sa position d'obturation à sa position d'ouverture, dans laquelle les ailettes 21, 22 du volet 20 sont orientées par exemple parallèlement à l'axe de la canalisation Xc. Le flux de gaz d'admission (G) est ainsi libre de se déplacer en aval du volet d'obturation 20, II a été ici décrit un volet 20 dont la surface d'obturation est circulaire mais il va de soi que d'autres formes pourraient également convenir (carrée, rectangle, oblongue ou elliptique). Il va de soi que la surface de passage de la canalisation 30 peut être adaptée en conséquence.
De manière incidente, on peut obturer une canalisation de section circulaire par un volet dont la surface d'obturation est elliptique.
Il va également de soi que l'entraînement du volet 20 peut être réalisé par différents moyens (arbre traversant, pivot d'un seul côté du volet, etc.).

Claims

Revendications
1. Volet (20) d'obturation d'une canalisation (30) d'écoulement de fluide d'un moteur thermique à combustion interne agencé pour être déplacé entre une position d'ouverture et une position d'obturation de l'écoulement du fluide dans la canalisation (30), volet caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 300 degrés (0C) est inférieur ou égal à 5,2 x 10"6 par degré Celsius (0C"1).
2. Volet selon la revendication 1, dans lequel le volet d'obturation est réalisé en un alliage métallique dont le coefficient de dilatation moyen pour des températures comprises entre 0 et 200 degrés (0C) est inférieur ou égal à 2,5 x 10"6 par degré Celsius (0C"1).
3. Volet selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant entre 30% et 45% de Nickel.
4. Volet selon la revendication 3, dans lequel le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant :
- entre 35% et 36,5% de Nickel (Ni),
- entre 0% et 0,25% de Silicium (Si),
- entre 0% et 0,04% de Carbone (C)5
- entre 0,2% et 0,4% de Manganèse (Mn), - entre 0% et 0,0015% de Soufre (S) et
- entre 0% et 0,008% de Phosphore (P).
5. Volet selon la revendication 3, dans lequel le volet d'obturation est réalisé en un alliage Fer-Nickel comprenant : - 41% de Nickel (Ni), - 0, 10% de Silicium (Si),
- 0}02% de Carbone (C) et
- 0,5% de Manganèse (Mn).
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