FR2753256A1 - Fixing and branching unit of feed valve of recycled hot exhaust gases to inlet manifold of motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des véhicules à moteur à combustion interne, notamment de la recirculation ou du recyclage des gaz d'échappement émis par ces derniers, et a pour objet un dispositif de fixation et de branchement d'une vanne d'amenée de gaz d'échappement chauds recyclés.DESCRIPTION
The present invention relates to the field of vehicles with internal combustion engines, in particular the recirculation or recycling of the exhaust gases emitted by the latter, and relates to a device for fixing and connecting a supply valve of hot exhaust gases recycled.
On connaît actuellement déjà différents types de dispositifs du genre précité qui permettent de relier un conduit d'amenée des gaz d'échappement chauds recyclés (ou conduit de recirculation des gaz d'échappement) à un collecteur d'admission en un matériau thermoplastique, au niveau d'une ouverture correspondante de ce dernier, ledit matériau thermoplastique présentant une température de ramollissement nettement inférieure à la température des gaz d'échappement recyclés. Various types of device of the aforementioned type are already known at present, which make it possible to connect a supply duct for hot recycled exhaust gases (or exhaust gas recirculation duct) to an intake manifold made of a thermoplastic material, at the level of a corresponding opening of the latter, said thermoplastic material having a softening temperature significantly lower than the temperature of the recycled exhaust gases.
Ainsi, le brevet français n" 2 693 252 décrit un tel dispositif dans lequel une tubulure est montée et supportée au niveau d'une ouverture d'admission du collecteur, avec prévision d'un espace libre entre ladite tubulure et la paroi du collecteur pour la circulation d'air froid entre elles, le conduit d'amenée des gaz d'échappement étant raccordé à ladite tubulure au niveau de l'extrémité libre externe de cette dernière. Thus, French patent no. 2 693 252 describes such a device in which a tube is mounted and supported at the level of an intake opening of the manifold, with provision for a free space between said tubing and the wall of the manifold for the circulation of cold air therebetween, the conduit for supplying the exhaust gases being connected to said tube at the external free end of the latter.
Cette construction, bien que satisfaisante en ce qui concerne le découplage thermique entre les parois en matériau thermoplastique du collecteur d'admission et le conduit de recirculation ou d'amenée des gaz d'échappement recyclés, ne permet pas de fournir un maintien solide et rigide de l'extrémité raccordée de ce dernier, et ne permet en aucun cas de fixer directement la vanne d'amenée de gaz d'échappement chauds recyclés (ou vanne EGR). This construction, although satisfactory with regard to thermal decoupling between the walls in thermoplastic material of the intake manifold and the recirculation or supply duct for the recycled exhaust gases, does not make it possible to provide a solid and rigid support of the connected end of the latter, and in no case allows direct fixing of the valve for supplying recycled hot exhaust gases (or EGR valve).
I1 existe également différents dispositifs dans lesquels le conduit de recirculation est relié et fixé au corps du collecteur d'admission, soit directement, soit par l'intermédiaire d'au moins une pièce de connexion allongée. I1 also exist various devices in which the recirculation duct is connected and fixed to the body of the intake manifold, either directly or by means of at least one elongated connection piece.
Toutefois, il est nécessaire, dans le premier cas, d'injecter un flux d'air froid extérieur au niveau de l'extrémité du conduit de recirculation afin de refroidir ladite extrémité jusqu'à des températures compatibles avec le matériau formant le collecteur d'admission. Cette obligation entraîne la mise en oeuvre de systèmes complémentaires et une structure supplémentaire complexe, susceptibles de défaillance aux conséquences graves. However, it is necessary, in the first case, to inject a flow of cold outside air at the end of the recirculation duct in order to cool said end to temperatures compatible with the material forming the collector admission. This obligation entails the implementation of complementary systems and a complex additional structure, liable to failure with serious consequences.
De plus, dans le second cas, l'obligation de réaliser une chute de température importante (de l'ordre de plusieurs centaines de degrés Celsius) entre l'extrémité du conduit de recirculation et la partie du collecteur d'admission servant à la fixation de ce dernier, nécessite la mise en oeuvre d'une pièce de connexion de grande longueur ou d'un assemblage de plusieurs pièces de connexion en des matériaux différents, aucune de ces deux solutions ne permettant d'aboutir à un maintien rigide et solide de l'extrémité du conduit de recirculation, à plus forte raison de la vanne d'amenée de gaz d'échappement recyclés elle-m8me. In addition, in the second case, the obligation to achieve a significant temperature drop (of the order of several hundred degrees Celsius) between the end of the recirculation duct and the part of the intake manifold used for fixing of the latter, requires the implementation of a long connecting piece or an assembly of several connecting pieces made of different materials, neither of these two solutions allowing to achieve a rigid and solid support of the end of the recirculation duct, let alone the valve for supplying recycled exhaust gases itself.
Par ailleurs, aucune des réalisations techniques connues indiquées cidessus ne présente des propriétés de découplage vibratoire, même partiel, entre le conduit de recirculation prolongeant la vanne et le collecteur d'admission. Furthermore, none of the known technical embodiments indicated above has vibratory decoupling properties, even partial, between the recirculation duct extending the valve and the intake manifold.
La présente invention a notamment pour but de pallier l'ensemble des inconvénients précité et plus particulièrement de proposer une solution permettant de fixer directement la vanne EGR sur un répartiteur en un matériau plastique. The present invention aims in particular to overcome all of the aforementioned drawbacks and more particularly to propose a solution allowing the EGR valve to be fixed directly to a distributor made of a plastic material.
A cet effet, elle a pour objet un dispositif de fixation et de branchement de la vanne d'amenée de gaz d'échappement chauds recyclés sur un collecteur d'admission en un matériau thermoplastique, au niveau d'une ouverture correspondante de ce dernier, ledit matériau thermoplastique présentant une température de ramollissement nettement inférieure à la température des gaz d'échappement recyclés, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par une pièce intermédiaire de raccordement comportant un corps de forme tubulaire et de faible longueur, dont une extrémité se prolonge par une collerette de solidarisation avec collecteur d'admission et dont l'autre extrémité est pourvue d'une bride de connexion avec l'extrémité libre de la vanne d'amenée des gaz d'échappement et, d'autre part, par un joint plat à structure stratifiée métal élastomère, disposé entre la collerette de solidarisation et la bride de fixation formée autour de l'ouverture d'admission des gaz d'échappement ménagée dans le collecteur d'admission. To this end, it relates to a device for fixing and connecting the valve for supplying recycled hot exhaust gases to an intake manifold made of a thermoplastic material, at a corresponding opening of the latter, said thermoplastic material having a softening temperature significantly lower than the temperature of the recycled exhaust gases, characterized in that it is mainly constituted, on the one hand, by an intermediate connecting piece comprising a body of tubular shape and of low length, one end of which is extended by a fixing collar with intake manifold and the other end of which is provided with a connection flange with the free end of the exhaust gas supply valve and, d on the other hand, by a flat seal with a laminated metal elastomer structure, disposed between the fixing collar and the fixing flange formed around the opening e exhaust gas intake arranged in the intake manifold.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dont la figure unique représente une vue en coupe partielle d'un collecteur d'admission comprenant un dispositif de fixation et de raccordement selon l'invention. The invention will be better understood from the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawing, the single figure of which represents a view. in partial section of an intake manifold comprising a fixing and connection device according to the invention.
Comme le montre la figure annexée, le dispositif 1 réalise la fixation et le branchement de la vanne 2 d'amenée de gaz d'échappement chauds recyclés sur un collecteur d'admission 3 en un matériau thermoplastique, au niveau d'une ouverture 4 correspondante de ce dernier, ledit matériau thermoplastique présentant une température de ramollissement nettement inférieure à la température des gaz d'échappement recyclés. As shown in the appended figure, the device 1 secures and connects the valve 2 for supplying recycled hot exhaust gases to an intake manifold 3 made of a thermoplastic material, at a corresponding opening 4 of the latter, said thermoplastic material having a softening temperature significantly lower than the temperature of the recycled exhaust gases.
Conformément à l'invention, ce dispositif 1 est principalement constitué, d'une part, par une pièce intermédiaire de raccordement 5 comportant un corps de forme tubulaire et de faible longueur, dont une extrémité se prolonge par une collerette 6 de solidarisation avec le collecteur d'admission 3 et dont l'autre extrémité est pourvue d'une bride 7 de connexion avec l'extrémité libre de la vanne d'amenée 2 des gaz d'échappement et, d'autre part, par un joint plat 8 à structure stratifiée métal/élastomère, disposé entre la collerette de solidarisation 6 et la bride de fixation 4' formée autour de l'ouverture 4 d'admission des gaz d'échappement, ménagée dans le collecteur d'admission 3. According to the invention, this device 1 is mainly constituted, on the one hand, by an intermediate connecting piece 5 comprising a body of tubular shape and of short length, one end of which is extended by a flange 6 for securing with the collector intake 3 and the other end of which is provided with a flange 7 for connection with the free end of the exhaust gas supply valve 2 and, on the other hand, by a flat gasket 8 with structure metal / elastomer laminate, disposed between the securing collar 6 and the fixing flange 4 ′ formed around the opening 4 for the intake of exhaust gases, formed in the intake manifold 3.
Afin d'augmenter, d'une part, la surface d'échange thermique entre la pièce intermédiaire de raccordement 5 et l'air ambiant et, d'autre part, la rigidité de la structure de cette pièce, il peut être prévu que le corps tubulaire 5' de la pièce intermédiaire de raccordement 5 soit muni, sur sa face extérieure, d'une pluralité de structures saillantes 9, tels que des nervures ou des ailettes longitudinales, formées d'un seul tenant avec ledit corps tubulaire, et que l'assemblage de la bride de connexion 7 de la pièce intermédiaire 5 avec une collerette 10 de l'extrémité libre correspondante de la vanne d'amenée de gaz d'échappement 2, soit réalisé avec interposition d'un joint métallique plat 11. In order to increase, on the one hand, the heat exchange surface between the intermediate connecting piece 5 and the ambient air and, on the other hand, the rigidity of the structure of this piece, it can be provided that the tubular body 5 ′ of the intermediate connecting piece 5 is provided, on its outer face, with a plurality of projecting structures 9, such as ribs or longitudinal fins, formed integrally with said tubular body, and that the assembly of the connection flange 7 of the intermediate piece 5 with a flange 10 of the corresponding free end of the exhaust gas supply valve 2, is carried out with the interposition of a flat metal seal 11.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce intermédiaire de raccordement 5, préférentiellement en métal moulé, porte, rapportée sur sa face interne, une portion de tube 12 concentrique, qui se prolonge vers l'intérieur du collecteur d'admission 3, notamment jusqu'à une chambre ou un passage 3' traversé(e) par de l'air froid provenant de l'extérieur, les faces internes de ladite portion de tube 12 et de l'extrémité de la vanne d'amenée 2 des gaz d'échappement recyclés étant contigues et affleurantes. According to a characteristic of the invention, the intermediate connecting piece 5, preferably made of molded metal, carries, attached to its internal face, a portion of concentric tube 12, which extends towards the inside of the intake manifold 3, in particular up to a chamber or passage 3 ′ traversed by cold air coming from the outside, the internal faces of said portion of tube 12 and of the end of the gas supply valve 2 'recycled exhaust being contiguous and flush.
De manière avantageuse, la portion de tube 12 est maintenue de manière serrée dans la pièce intermédiaire de raccordement 5 au moyen d'au moins quatre nervures saillantes espacées 13, 13', continues ou non et formées sur la face interne du corps tubulaire 5' de ladite pièce intermédiaire de raccordement 5, ce dernier s'évasant en direction de l'ouverture 4 d'admission des gaz d'échappement du collecteur d'admission 3, préférentiellement à partir de la zone des nervures saillantes 13' à proximité de ladite ouverture d'admission 4. Advantageously, the tube portion 12 is held tightly in the intermediate connection piece 5 by means of at least four spaced projecting ribs 13, 13 ', continuous or not and formed on the internal face of the tubular body 5' of said intermediate connecting piece 5, the latter widening in the direction of the opening 4 for admission of the exhaust gases from the intake manifold 3, preferably from the area of the projecting ribs 13 ′ near said admission opening 4.
Ainsi, la portion de tube 12 est maintenue à distance de la paroi du collecteur d'admission 3, notamment au niveau de l'ouverture 4 de ce dernier, et n'est en contact que sur une surface limitée avec la pièce intermédiaire de raccordement 5. Thus, the tube portion 12 is kept at a distance from the wall of the intake manifold 3, in particular at the opening 4 of the latter, and is in contact only over a limited area with the intermediate connection part. 5.
Ladite portion de tube 12 pourra être montée en force dans la pièce intermédiaire 5 et présente préférentiellement une butée radiale annulaire 12' pouvant coopérer avec conjugaison de forme avec une découpe ou un chanfrein intérieur correspondant de ladite pièce intermédiaire 5 en vue du blocage longitudinal de cette dernière, l'assemblage entre la portion de tube 12 et la pièce intermédiaire 5 pouvant être bloqué par une liaison soudée par exemple. Said tube portion 12 can be force-fitted into the intermediate piece 5 and preferably has an annular radial stop 12 'which can cooperate with form conjugation with a cutout or a corresponding internal chamfer of said intermediate piece 5 for the longitudinal locking of this last, the assembly between the tube portion 12 and the intermediate piece 5 can be blocked by a welded connection for example.
Comme le montre la figure annexée, portion de tube 12 est conformée de manière à diriger le flux de gaz d'échappement vers une chambre 3' du collecteur d'admission 3 dans laquelle circule un flux d'air d'admission frais, ledit flux de gaz d'échappement étant mélangé audit flux d'air d'admission frais pour obtenir, immédiatement à la sortie la portion de tube 12, un flux résultant de température suffisamment faible pour ne pas affecter le matériau thermoplastique constituant ladite chambre 3'. As shown in the appended figure, portion of tube 12 is shaped so as to direct the flow of exhaust gas to a chamber 3 ′ of the intake manifold 3 in which a flow of fresh intake air circulates, said flow of exhaust gas being mixed with said flow of fresh intake air to obtain, immediately at the outlet the portion of tube 12, a flow resulting from a temperature low enough not to affect the thermoplastic material constituting said chamber 3 '.
En effet, l'air d'admission circulant dans la chambre 3' est à une température relativement basse, équivalente à la température de l'air ambiant extérieur ou à la température de sortie d'un échangeur dans le cas d'un moteur à turbocompresseur, le débit dudit air d'admission étant proportionnel à la consommation du moteur. In fact, the intake air circulating in the chamber 3 ′ is at a relatively low temperature, equivalent to the temperature of the outside ambient air or to the outlet temperature of an exchanger in the case of an engine with turbocharger, the flow rate of said intake air being proportional to the consumption of the engine.
Or, la portion de tube 12 dirige les gaz d'échappement chauds recyclés à travers la vanne EGR, vers le centre dudit flux de gaz ou d'air frais d'admission, ce qui permet d'aboutir au flux résultant précité. However, the tube portion 12 directs the hot exhaust gases recycled through the EGR valve, towards the center of said flow of gas or fresh intake air, which makes it possible to achieve the aforementioned resulting flow.
Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, le joint plat 8 est formé par plusieurs plaques métalliques 8' pourvues de crevés ou de perçages similaires générant des bavures, entre lesquelles sont disposées des couches 8" de caoutchouc ou d'un élastomère similaire, ces dernières se prolongeant au niveau de la paroi définissant l'orifice central de passage 8"' dudit joint 8 pour former un joint d'étanchéité annulaire 15 continu recouvrant ladite paroi et s'étendant préférentiellement au delà des bords de ladite paroi, de manière à être proéminent par rapport aux surfaces extérieures des deux plaques métalliques 8' extérieures délimitant ledit joint plat stratifié 8. According to a preferred embodiment of the invention, the flat seal 8 is formed by several metal plates 8 ′ provided with punctures or similar bores generating burrs, between which are arranged layers 8 ″ of rubber or of an elastomer similar, the latter extending at the level of the wall defining the central passage opening 8 "'of said seal 8 to form a continuous annular seal 15 covering said wall and preferably extending beyond the edges of said wall, so as to be prominent with respect to the exterior surfaces of the two exterior metal plates 8 ′ delimiting said laminated flat joint 8.
Une telle réalisation du joint plat 8 permet d'obtenir une bonne cohésion structurelle de ce dernier et de réaliser une très bonne étanchéité radiale au niveau des zones d'assemblage avec la bride de fixation 4' et la collerette 6. Such an embodiment of the flat seal 8 makes it possible to obtain good structural cohesion of the latter and to achieve very good radial sealing at the level of the assembly zones with the fixing flange 4 ′ and the flange 6.
En outre, il autorise un assemblage rigide de la pièce intermédiaire 5 avec ladite bride de fixation 4' (par exemple par l'intermédiaire de vis traversant ledit joint plat 8 et coopérant avec des orifices filetés borgnes ménagés dans ladite bride de fixation - ces vis pouvant être découplées thermiques -, tout en assurant un découplage thermique important, de même qu'un découplage vibratoire au moins partiel. In addition, it allows rigid assembly of the intermediate piece 5 with said fixing flange 4 '(for example by means of screws passing through said flat seal 8 and cooperating with blind threaded orifices provided in said fixing flange - these screws can be thermally decoupled -, while ensuring significant thermal decoupling, as well as at least partial vibratory decoupling.
De manière avantageuse, le joint plat 8 est un joint du type connu sous la désignation B 4545 03 par la société MEILLOR. Advantageously, the flat seal 8 is a seal of the type known under the designation B 4545 03 by the company MEILLOR.
Grâce au dispositif selon l'invention, il est possible, pour des températures de gaz d'échappement de l'ordre de 800"C, d'avoir une température d'environ 440"C au niveau de la bride de connexion 7 de la pièce intermédiaire 5 à une température de moins de 130"C au niveau de la bride de fixation 4' du collecteur d'admission 3. Thanks to the device according to the invention, it is possible, for exhaust gas temperatures of the order of 800 "C, to have a temperature of about 440" C at the connection flange 7 of the intermediate piece 5 at a temperature of less than 130 "C at the level of the fixing flange 4 'of the intake manifold 3.
La présente invention concerne également un collecteur d'admission 3, tel que représenté notamment sur la figure du dessin annexé, lequel comprend au moins un dispositif 1 de fixation et de branchement tel que décrit précédemment. The present invention also relates to an intake manifold 3, as shown in particular in the figure of the appended drawing, which comprises at least one device 1 for fixing and connection as described above.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawing. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
Claims (7)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CA | Change of address | ||
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| TP | Transmission of property | ||
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140530 |