WO2016071641A1 - Vanne de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur - Google Patents

Vanne de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur Download PDF

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Grégory HODEBOURG
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Valeo Systemes De Controle Moteur
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    • 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
    • F16K1/20—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 arranged externally of valve member
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas circulation valve in an engine and to a motor and a motor vehicle comprising such a valve.
  • the current engines include an exhaust gas recirculation pollution control system which consists of a pipe for passing the exhaust gas to the intake, together with a heat exchanger for cooling the exhaust gases. burnt gas and a valve, commonly called Exhaust Gas Recirculation (EGR) valve, whose opening is controlled by an engine control computer to regulate the flow of burnt gas reintroduced towards the admission.
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • the operating principle of this type of valve is thus based on the controlled rotation of a flap, which can pass from a full open position to let the exhaust gas, to a closed position to block the passage .
  • FIGS. 1 and 2 show an exhaust gas recirculation valve 10 according to the prior art.
  • This valve 10 comprises a body 12 defining a main conduit 14 for the flow of exhaust gases towards the outside of the vehicle via an exhaust pipe and an auxiliary duct 16 called exhaust gas recirculation.
  • the engine control valve 10 has a flap 18, which is pivotally mounted on an axis 20 intended to rotate about an axis of rotation 21, so that said axis 20 separates the flap 18 into a first part 18a and into a second part 18b.
  • the axis 20 has a substantially cylindrical shape, a first end 22 and a second end 24 are engaged in plain bearings 26 of the body 12 of the valve 10.
  • the first end 22 is connected to actuating means (not shown) , such as an electric motor for example, the rotation of the axis 20 between its open and closed positions, controlled by the aforementioned motor control computer.
  • the flap 18 comprises two flanges 28, 30 each provided with an insertion hole of the axis 20.
  • the axis 20 and the flap 18 are secured in rotation by suitable coupling means.
  • a shim 30 between the flange 28 and the valve body 10. This spacer 30 forms an abutment limiting the displacement of the flap 18 in the direction of the valve body 10 during the insertion of the axis 20.
  • the use of a shim 30 for adjusting the axial positioning flap 18 is difficult to achieve and complicates the mounting of the EGR valve in the engine.
  • the invention aims in particular to provide an economical and effective solution to these problems.
  • a valve in particular for recirculating the exhaust gas from an engine for a motor vehicle, comprising a valve body, a flap and means for coupling the shutter in rotation with an axis so as to the shutter can be moved in rotation between an open position of the flow of a fluid through the flap and a closed position of the flap for stopping the flow of fluid through the flap, characterized in that the flap comprises at least one flap extending substantially perpendicular to the axis and having a notch housing the axis.
  • the integration of at least one notch in a tab of the flap makes it possible to mount the flap on the axis by a perpendicular displacement of the flap with respect to the axis.
  • the coupling in rotation of the shutter with the axis can be achieved in many ways.
  • the notch has a substantially U-shaped, the two parallel faces vis-à-vis each comprise a flat surface applied to a flat corresponding to the axis.
  • the rotational coupling is thus achieved simply and effectively by means of flats.
  • the flats of the axis are formed on a bottom face of an annular groove.
  • the lateral faces serve as stop for axial positioning of the flap on the axis.
  • the valve comprises two tabs of the aforementioned type.
  • Each leg thus comprises a notch with two parallel flats facing each other.
  • the invention also relates to a motor vehicle, comprising a motor incorporating a valve as described above.
  • the invention also relates to a motor vehicle, characterized in that it is equipped with a device of the aforementioned type.
  • the invention also covers a method of assembling the valve described above, characterized in that it comprises the steps of successively: inserting the axis of rotation into the valve body, then engaging said axis at least a tab of the shutter on the flap so that the axis is housed in the notch of said tab.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a valve according to the prior art wherein the flap is in the open position or recirculation of the exhaust gas;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view and in a sectional plane perpendicular to the axis of the valve of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic view of a valve of Figures 1 and 2 and in a section plane containing the axis of rotation;
  • FIG. 4 is a schematic view along a sectional plane parallel to the axis of rotation of a valve according to the invention.
  • FIG. 5 is a view along a section plane perpendicular to the axis and passing through a groove of the axis;
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the connection of a flap and the axis in a valve according to the invention.
  • axis designates the mechanical part 20, 120 on which the flap 18, 1 18 is fixed and the term “axis of rotation” designates a virtual line around which the axis rotates and consequently the flap .
  • the valve (1 10 comprises a body (1 12) of valve (1 10), a flap (1 18) and means for coupling in rotation of the flap (1 18) with an axis (120 ) so that the flap (1 18) is movable in rotation between an open position of the flow of a fluid at through the shutter (1 18) and a closed position of the shutter (1 18) to stop the flow of fluid through the shutter (1 18).
  • the shutter 1 18 comprises a support 134 formed of two tabs 136, 138 extending substantially perpendicular to the axis 120.
  • the tabs 136, 138 are spaced apart from each other in the direction of the rotation axis 121.
  • Each tab 136, 138 forms a fork having a notch 140 in which is engaged the axis 120.
  • the axis 120 comprises two annular grooves 140 spaced apart from each other and each receiving a tab 136, 138 of the shutter 1 18.
  • Each notch 140 of shutter 1 18 has a U-shape and comprises two internal lateral faces facing each other connected by a bottom face 144.
  • the internal lateral faces each comprise a 142.
  • the flats 142 of a notch are parallel to each other.
  • Each groove 140 of the axis 120 comprises a bottom wall 146 having two flats 148, 150 parallel and diametrically opposite to each other.
  • the flats 148, 150 of the bottom wall 146 of the groove 140 are thus configured to cooperate with the flats 142 of the notch 140 of the support 134 so as to couple in rotation around the axis of rotation 121 the flap 1 18 and its support 134 with the axis 120.
  • the axis 120 is first inserted into the body 1 12 of the valve 1 10 and the tabs 136, 138 of the shutter 1 18 are engaged in the grooves 140 in order to position the flap 1 axially 18 relative to the axis and rotatably couple the shutter 1 18 with the axis 120.
  • the support 134 of the shutter 1 18 comprises a web 152 connecting the tabs 136, 128 of the shutter 1 18.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Vanne (110), en particulier de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur pour un véhicule automobile, comprenant un corps (112) de vanne (110), un volet (118) et des moyens de couplage en rotation du volet (118) avec un axe (120) de manière à ce que le volet (118) soit déplaçable en rotation entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet (118) et une position de fermeture du volet (118) pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet (118). Le volet (118) comprend au moins une patte (136, 138) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe (120) et comportant une encoche logeant l'axe.

Description

Vanne de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur
L'invention se rapporte à une vanne de circulation de gaz d'échappement dans un moteur ainsi qu'à un moteur et un véhicule automobile comprenant une telle vanne.
De manière traditionnelle, les moteurs actuels comprennent un système de dépollution par recirculation des gaz d'échappement qui est constitué d'une conduite permettant de faire transiter les gaz d'échappement vers l'admission, assortie d'un échangeur thermique destiné à refroidir les gaz brûlés et d'une vanne, appelée communément vanne de recirculation des gaz d'échappement (RGE ou EGR en anglais pour Exhaust Gas Recirculation), dont l'ouverture est pilotée par un calculateur de contrôle moteur afin de régler le débit de gaz brûlés réintroduits en direction de l'admission.
Le principe de fonctionnement de ce type de vanne repose ainsi sur la rotation commandée d'un volet, pouvant passer d'une position d'ouverture complète pour laisser passer le fluide de gaz d'échappement, à une position de fermeture pour bloquer ce passage.
On se réfère simultanément aux figures 1 et 2 représentant une vanne 10 de recirculation des gaz d'échappement selon la technique antérieure. Cette vanne 10 comprend un corps 12 définissant un conduit principal 14 d'écoulement des gaz d'échappement vers l'extérieur du véhicule par l'intermédiaire d'un pot d'échappement et un conduit auxiliaire 16 dit de recirculation des gaz d'échappement. La vanne 10 de contrôle moteur possède un volet 18, qui est monté pivotant sur un axe 20 destiné à tourner autour d'un axe de rotation 21 , de sorte que ledit axe 20 sépare le volet 18 en une première partie 18a et en une deuxième partie 18b. Il est à préciser qu'aucune limite physique ne matérialise la frontière entre la première et la deuxième partie du volet, lesdites parties étant séparées fictivement par un plan passant par l'axe de rotation 21 du volet 18 et coupant ledit volet perpendiculairement. Lorsque ce volet se retrouve dans une position de fermeture, il vient au contact de moyens d'étanchéité, tel qu'un joint, qui sont portés par le corps 12 de la vanne 10, plus particulièrement de la structure interne du corps 12 de la vanne 10. Plus précisément, la première partie vient au contact d'une face du joint, tandis que la deuxième partie dudit volet vient en appui sur la face opposée dudit joint.
On s'intéresse maintenant à la figure 3 représentant plus particulièrement la liaison de l'axe 20 au volet. L'axe 20 a une forme sensiblement cylindrique dont une première extrémité 22 et une deuxième extrémité 24 sont engagées dans des paliers lisses 26 du corps 12 de la vanne 10. La première extrémité 22 est reliée à des moyens d'actionnement (non représentés), tels qu'un moteur électrique par exemple, de la rotation de l'axe 20 entre ses positions d'ouverture et de fermeture, pilotés par le calculateur de contrôle moteur précité.
Le volet 18 comprend deux brides 28, 30 chacune pourvue d'un orifice d'insertion de l'axe 20. L'axe 20 et le volet 18 sont rendus solidaires en rotation par des moyens couplage adaptés.
Pour assurer un positionnement axial optimal du volet 18 le long de l'axe 20, c'est-à-dire dans la direction de l'axe de rotation 21 , il est nécessaire d'intercaler une cale 30 entre la bride 28 et le corps 12 de vanne 10. Cette cale 30 forme une butée limitant le déplacement du volet 18 en direction du corps 12 de vanne 10 lors de l'insertion de l'axe 20. L'utilisation d'une cale 30 de réglage du positionnement axial du volet 18 s'avère difficile à réaliser et complique le montage de la vanne EGR dans le moteur.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution économique et efficace à ces problèmes.
A cette fin, elle propose une vanne, en particulier de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur pour un véhicule automobile, comprenant un corps de vanne, un volet et des moyens de couplage en rotation du volet avec un axe de manière à ce que le volet soit déplaçable en rotation entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet et une position de fermeture du volet pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet, caractérisée en ce que le volet comprend au moins une patte s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe et comportant une encoche logeant l'axe.
Selon l'invention, l'intégration d'au moins une encoche dans une patte du volet permet de monter le volet sur l'axe par un déplacement perpendiculaire du volet par rapport à l'axe. Ainsi, il est possible de positionner axialement de manière adaptée le volet de la vanne EGR.
Le couplage en rotation du volet avec l'axe peut être réalisé de nombreuses manières.
Dans une réalisation pratique de l'invention, l'encoche a une forme sensiblement en U dont les deux faces parallèles en vis-à-vis comprennent chacune un méplat appliqué sur un méplat correspondant de l'axe. Le couplage en rotation est ainsi réalisé de manière simple et efficace au moyen de méplats.
Préférentiellement, les méplats de l'axe sont formés sur une face de fond d'une gorge annulaire. De cette manière, les faces latérales servent de butée de positionnement axial du volet sur l'axe.
Dans une réalisation pratique de l'invention, la vanne comprend deux pattes du type précité. Chaque patte comprend ainsi une encoche avec deux méplats parallèles en vis-à-vis.
L'invention concerne encore un véhicule automobile, comprenant un moteur intégrant une vanne comme décrite ci-dessus.
L'invention concerne également un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif du type précité.
L'invention couvre aussi un procédé d'assemblage de la vanne décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à successivement : insérer l'axe de rotation dans le corps de vanne, puis à engager l'axe ladite au moins une patte du volet sur le volet de manière à ce que l'axe soit logé dans l'encoche de ladite patte. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une vanne selon la technique antérieure dans laquelle le volet est en position d'ouverture ou de recirculation des gaz d'échappement ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective et selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de la vanne de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique d'une vanne des figures 1 et 2 et selon un plan de coupe contenant l'axe de rotation ;
- la figure 4 est une vue schématique selon un plan de coupe parallèle à l'axe de rotation d'une vanne selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe et passant par une gorge de l'axe ;
- la figure 6 est une vue schématique en perspective de la liaison d'un volet et de l'axe dans une vanne selon l'invention.
Dans la description, le terme « axe » désigne la pièce mécanique 20, 120 sur laquelle se fixe le volet 18, 1 18 et le terme « axe de rotation » désigne une ligne virtuelle autour de laquelle tourne l'axe et par conséquent le volet. Les pièces déjà décrites précédemment en référence aux figures 1 à 3 ne seront pas de nouveau décrite en référence à l'invention. Les pièces porteront ainsi un numéro augmenté d'une centaine par rapport aux pièces déjà décrites.
On se référera dans la suite simultanément aux figures 4 à 6 représentant une réalisation de l'invention.
La vanne (1 10), selon l'invention, comprend un corps (1 12) de vanne (1 10), un volet (1 18) et des moyens de couplage en rotation du volet (1 18) avec un axe (120) de manière à ce que le volet (1 18) soit déplaçable en rotation entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet (1 18) et une position de fermeture du volet (1 18) pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet (1 18).
Selon l'invention, le volet 1 18 comprend un support 134 formé de deux pattes 136, 138 s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe 120. Les pattes 136, 138 sont espacées l'une de l'autre dans la direction de l'axe de rotation 121 . Chaque patte 136, 138 forme une fourche comportant une encoche 140 dans laquelle est engagée l'axe 120. Plus précisément, l'axe 120 comprend deux gorges annulaires 140 espacées l'une de l'autre et recevant chacune une patte 136, 138 du volet 1 18. Chaque encoche 140 du volet 1 18 a une forme en U et comprend deux faces latérales internes en vis-à-vis l'une de l'autre reliée par une face de fond 144. Les faces latérales internes comprennent chacune un méplat 142. Les méplats 142 d'une encoche sont parallèles l'un à l'autre.
Chaque gorge 140 de l'axe 120 comprend une paroi de fond 146 comportant deux méplats 148, 150 parallèles et diamétralement opposés l'un par rapport à l'autre. Les méplats 148, 150 de la paroi de fond 146 de la gorge 140 sont ainsi configurés de manière à coopérer avec les méplats 142 de l'encoche 140 du support 134 de manière à coupler en rotation autour de l'axe de rotation 121 le volet 1 18 et son support 134 avec l'axe 120.
Ainsi, selon l'invention, l'axe 120 est tout d'abord inséré dans le corps 1 12 de la vanne 1 10 puis les pattes 136, 138 du volet 1 18 sont engagées dans les gorges 140 afin de positionner axialement le volet 1 18 par rapport à l'axe et coupler en rotation le volet 1 18 avec l'axe 120.
Comme représenté en figure 4, le support 134 du volet 1 18 un voile 152 reliant les pattes 136, 128 du volet 1 18.
On comprend que l'invention a été décrite en relation avec une vanne du type EGR dans un moteur d'un véhicule automobile. Toutefois, l'invention est également applicable à tout type d'environnement dans lequel un volet de vanne de forme sensiblement rectangulaire doit être conservé pour des raisons d'encombrement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Vanne (1 10), en particulier de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur pour un véhicule automobile, comprenant un corps (1 12) de vanne (1 10), un volet (1 18) de forme sensiblement rectangulaire et des moyens de couplage en rotation du volet (1 18) avec un axe (120) de manière à ce que le volet (1 18) soit déplaçable en rotation entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet (1 18) et une position de fermeture du volet (1 18) pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet (1 18), caractérisée en ce que le volet (1 18) comprend au moins une patte (136, 138) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe (120) et comportant une encoche logeant l'axe.
2. Vanne selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'encoche (140) a une forme sensiblement en U dont les deux faces parallèles en vis- à-vis comprennent chacune un méplat (142) appliqué sur un méplat (148, 150) correspondant de l'axe (120).
3. Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les méplats de l'axe (120) sont formés sur une face de fond (146) d'une gorge annulaire (140).
4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux pattes (136, 138) du type précité.
5. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une vanne (1 10) selon l'une des revendications précédentes.
6. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication 5.
7. Procédé d'assemblage de la vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - insérer l'axe de rotation dans le corps de vanne, et
- engager l'axe ladite au moins une patte du volet sur le volet de manière à ce que l'axe soit logé dans l'encoche de ladite patte.
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