FR3009023A1 - Boitier papillon et moteur a combustion interne comprenant un tel boitier papillon - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un boitier papillon (10), adapté pour équiper un système d'admission d'air dans un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à explosion. Le boitier papillon (10) comprend : un corps (20) délimitant une conduite d'admission d'air (50) ; une valve (60) montée mobile en rotation dans la conduite (50) autour d'un axe de rotation (X60) ; et des moyens de déplacement de la valve (60) en rotation autour de l'axe de rotation (X60) entre différentes configurations du boitier papillon (10), incluant une configuration ouverte et une configuration fermée. Le boitier papillon (10) est caractérisé en ce que la valve (60) comporte une portion sphérique (90) obturant la conduite (50) dans la configuration fermée. L'invention concerne également un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à explosion, comprenant un tel boitier papillon (10).

Description

BOITIER PAPILLON ET MOTEUR A COMBUSTION INTERNE COMPRENANT UN TEL BOITIER PAPILLON La présente invention concerne un boitier papillon adapté pour équiper un système d'admission d'air dans un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à explosion. L'invention concerne également un moteur à combustion interne comprenant un tel boitier papillon. Le domaine de l'invention est celui des moteurs à combustion interne, en particulier les moteurs à explosion, adaptés pour équiper des véhicules, outils ou machines.

De manière classique, un moteur à combustion interne est équipé d'un système d'admission d'air ou de gaz comprenant une vanne appelée boîtier papillon, positionné entre un filtre à air et un collecteur d'admission. Le boîtier papillon comprend une conduite d'admission d'air et un volet, généralement de forme plane, monté mobile en rotation dans la conduite. L'admission d'air dans le collecteur est régulée en fonction de la position angulaire du volet dans la conduite. FR-A-2 666 395 décrit un exemple de boitier papillon, comprenant un volet en forme d'ellipse plane. La conduite d'admission comporte un alésage circulaire dans lequel sont ménagées des saillies. Les faces de ces saillies, qui sont tournées vers le centre de l'alésage et coopèrent avec la périphérie du volet, comportent des formes assurant une variation de la section de passage du flux d'air ou de gaz au fur et à mesure du changement de l'orientation angulaire du volet, à savoir une faible augmentation de section dans un premier temps, puis un brutal accroissement de section jusqu'à l'ouverture maximale pendant le reste de la course du volet. En pratique, le volet équipant le boitier papillon doit présenter une résistance mécanique suffisante pour résister à un possible retour de flamme (u back-fire » en anglais), correspondant à une onde de choc remontant dans le système d'admission d'air. Par exemple, une telle onde de choc peut être générée lors d'une décélération brusque d'un véhicule équipé d'un moteur à explosion, du fait par exemple du relâchement brutal de la commande d'accélérateur par le conducteur.

Un volet plan monté pivotant sur un arbre dans le boitier papillon est mal adapté pour supporter cette onde de choc. Si le volet est surdimensionné, l'encombrement du boîtier papillon augmente. Si le volet est réalisé en métal plutôt qu'en matière plastique, le poids et le coût de fabrication du boîtier papillon augmentent. En outre, les éléments constitutifs du système d'admission d'air sont de préférence réalisés en matière plastique pour permettre la fabrication de hauts de moteur compressibles, compatibles avec les réglementations concernant le choc piéton.

L'étanchéité dans la conduite d'admission d'air est réalisée par ajustement du volet plan dans l'alésage de cette conduite. Afin d'obtenir un niveau d'étanchéité suffisant, l'interface entre le volet et l'alésage ne doit pas présenter de jeu excessif, ce qui est difficile à maîtriser avec des éléments en matière plastique.

Par ailleurs, un volet plan monté pivotant sur un arbre dans le boitier papillon ne permet pas une ouverture complète de la conduite d'admission d'air, du fait de la présence de cet arbre. De fait, l'aérodynamisme interne au boitier papillon n'est pas optimisé. Le but de la présente invention est de proposer un boitier papillon amélioré, remédiant aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un boitier papillon, adapté pour équiper un système d'admission d'air dans un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à explosion, le boitier papillon comprenant : un corps délimitant une conduite d'admission d'air ; une valve montée mobile en rotation dans la conduite autour d'un axe de rotation ; et des moyens de déplacement de la valve en rotation autour de l'axe de rotation entre différentes configurations du boitier papillon, incluant une configuration ouverte et une configuration fermée. Le boitier papillon est caractérisé en ce que la valve comporte une portion sphérique obturant la conduite dans la configuration fermée. Ainsi, la portion sphérique permet d'améliorer la résistance mécanique de la valve soumise à un retour de flamme. De plus, cette portion sphérique est adaptée pour obturer la conduite en venant en appui sur une portée de forme conique ou torique complémentaire (contact plan), et non par ajustement de la valve dans l'alésage de cette conduite. Par conséquent, un niveau d'étanchéité optimal est assuré dans la configuration fermée. De plus, une tolérance relative à la position angulaire de la valve autour de son axe de rotation est permise, avec des positions différentes lors de la fermeture et au début de l'ouverture de la valve. Par ailleurs, la portée est adaptée pour une reprise d'efforts subis par la valve lors d'un retour de flamme à travers la conduite. L'invention permet également une ouverture complète de la conduite en configuration ouverte, contrairement à un volet plan comportant un arbre disposé en travers de la conduite. La portion sphérique s'efface totalement en configuration ouverte, en se logeant sur un côté du corps dans la conduite. La section de passage d'air et l'aérodynamisme du boitier papillon peuvent donc être optimisés. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou en combinaison : - La valve est en matière plastique. - La valve comporte également une portion annulaire solidaire de la portion sphérique et délimitant une ouverture de circulation d'air à travers la conduite dans la configuration ouverte. - La valve comporte des arbres latéraux qui s'étendent hors de la conduite et sont mobiles en rotation autour de l'axe dans des logements délimités dans le corps, en particulier la valve ne comporte aucun arbre central situé dans la conduite. - Dans la configuration ouverte, la portion sphérique est logée sur un côté de la conduite dans le corps, sans réduire localement la section de passage d'air entre un orifice amont et un orifice aval de la conduite. - Le boitier papillon comporte également une bague d'appui qui est disposée dans un logement du corps, qui reçoit une surface extérieure sphérique de la valve en appui glissant, qui délimite une ouverture de circulation d'air à travers la conduite et qui est adaptée pour une reprise d'efforts subis par la valve lors d'un retour de flamme à travers la conduite, la portion sphérique de la valve obturant l'ouverture dans la configuration fermée. - Le boitier papillon comporte également un joint d'étanchéité qui est deformable élastiquement, qui est disposé entre le corps et la bague d'appui et qui est adapté pour une reprise d'efforts subis par la valve et la bague d'appui lors d'un retour de flamme à travers la conduite. - La portion sphérique présente une surface sphérique concave orientée vers un orifice aval de la conduite, par lequel un retour de flamme est susceptible de remonter dans la conduite. - La valve comprend un arbre latéral coopérant avec les moyens de déplacement de la valve autour de l'axe de rotation. - Le corps comprend une première partie de carter et une deuxième partie de carter délimitant ensemble un logement de réception d'un arbre latéral appartenant à la valve. - Un joint d'étanchéité est disposé au niveau d'un plan de joint entre la première partie de carter et la deuxième partie de carter. - Le joint d'étanchéité comporte une portion décalée sur un côté extérieur du logement par rapport à la conduite, tandis que le logement et l'arbre latéral ne comportent pas de joint d'étanchéité. L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à explosion, comprenant un tel boitier papillon.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un boitier papillon conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation selon la flèche II à la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective éclatée du boitier papillon ; les figures 4 et 5 sont des coupes, respectivement selon la ligne IV-IV et selon la ligne V-V à la figure 2, montrant le boitier papillon dans une configuration ouverte ; la figure 6 est une coupe analogue à la figure 5, montrant le boitier papillon dans une configuration intermédiaire ; la figure 7 est une coupe analogue à la figure 5, montrant le boitier papillon dans une configuration fermée ; et les figures 8 et 9 sont des coupes, analogues respectivement aux figures 4 et 5, d'un boitier papillon conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Sur les figures 1 à 7 est représenté un boitier papillon 10 conforme à l'invention, adapté pour équiper un système d'admission d'air 2 d'un moteur à combustion interne 1, également conforme à l'invention. Le système d'admission 2 est prévu pour l'admission d'un flux d'air ou de gaz dans le moteur 1. Le système 2 comprend notamment un filtre à air 4, un collecteur d'admission 6 et le boitier papillon 10. Le moteur 1 et le système 2 sont représentés partiellement à la figure 4 dans un but de simplification. Plus précisément, le filtre 4 et le collecteur 6 sont représentés partiellement et schématiquement par des traits en pointillés à la figure 4. Le filtre 4 est disposé en amont du boitier papillon 10, tandis que le collecteur 6 est disposé en aval du boitier papillon 10.

De préférence, l'ensemble des éléments constitutifs du système 2 sont réalisés en matériaux plastiques, qui sont plus légers et économiques que le métal et permettent de plus la réalisation de hauts de moteur compressibles, compatibles avec les réglementations concernant le choc piéton. Le boitier papillon 10 comprend un corps 20 formé par un carter amont 30 et un carter aval 40, une conduite d'admission d'air 50 délimitée dans le corps 20, une valve 60 montée mobile en rotation dans la conduite 50 autour d'un axe de rotation X60, un dispositif actionneur 100 adapté pour déplacer la valve 60 en rotation autour de son axe X60, une bague 110 d'appui pour la valve 60 lors d'un retour de flamme dans la conduite 50, ainsi que trois joints d'étanchéité 120, 130 et 140. Les différents éléments 30, 40, 60, 110, 120, 130, 140 constitutifs du boitier papillon 10 sont chacun en matière plastique, notamment en thermoplastique ou en élastomère selon leur fonction au sein du boitier papillon 10. Dans un but de simplification, le dispositif actionneur 100 est représenté partiellement et schématiquement par un bloc hachuré aux figures 4 et 5. On définit un axe longitudinal X10 du boitier papillon 10, correspondant globalement à l'axe central de la conduite 50. On définit également deux directions D1 et D2 parallèles à l'axe X10 et de sens opposés, à savoir la direction D1 selon laquelle l'air admis dans le moteur 1 s'écoule à travers le boitier papillon 10 et la direction D2 selon laquelle un retour de flamme est susceptible de se produire dans le boitier papillon 10. Le boitier papillon 10 et notamment la valve 60 sont montrés dans une configuration ouverte aux figures 1, 2, 4 et 5, dans une configuration intermédiaire à la figure 6 et dans une configuration fermée à la figure 7. En pratique, la valve 60 est prévue pour sélectivement autoriser l'écoulement du flux d'air ou de gaz à travers la conduite 50 dans la configuration ouverte ou obturer la conduite 50 de manière étanche dans la configuration fermée. La valve 60 est également mobile dans différentes configurations intermédiaires entre la configuration ouverte et la configuration fermée.

Chaque configuration du boitier papillon 10 correspond à une orientation angulaire donnée de la valve 60 dans la conduite 50 et donc à une section donnée de passage d'air à travers cette conduite 50. Les configurations intermédiaires peuvent être qualifiées de configurations semi-ouvertes, par distinction avec la configuration ouverte pouvant être qualifiée de configuration de pleine ouverture de la conduite 50. Seule la configuration fermée, pouvant être qualifiée de configuration d'obturation étanche de la conduite 50, empêche l'écoulement du flux d'air de ou gaz à travers la conduite 50, ceci dans la direction D1 comme dans la direction D2. Le corps 20 est formé par assemblage des carters 30 et 40, une fois que les éléments 60, 110, 120, 130 et 140 sont positionnés dans ces carters 30 et 40. Cet assemblage est réalisé en utilisant des tiges de centrage 28 et 29 de différentes longueurs, ainsi que des vis de fixation non représentées dans un but de simplification. Les carters 30 et 40 comportent chacun une surface plane, respectivement 31 et 41. Les surfaces 31 et 41 viennent en appui l'une contre l'autre lorsque le corps 20 est assemblé. Les surfaces 31 et 41 sont alors situées dans un plan de joint P20 incliné par rapport aux axes X10 et X60, c'est-à-dire non parallèle et non perpendiculaire à chacun des axes X10 et X60. Le joint 130 est disposé au niveau du plan de joint P20, comme détaillé ci-après. Les carters 30 et 40 comportent chacun une surface intérieure concave, respectivement 32 et 42. Lorsque le corps 20 est assemblé, les surfaces 32 et 42 définissent ensemble une surface intérieure concave 22 du corps 20. Sur l'exemple des figures 1 à 7, cette surface 22 forme une portion de sphère centrée à la fois sur l'axe X10 et sur l'axe X60. Cette surface 22 délimite un creux dans le corps 20, prévu pour recevoir la valve 60 lors de son pivotement autour de l'axe X60. Un jeu entre la surface 22 et la valve 60 permet une rotation de la valve 60 sans frottement contre la surface 22 du corps 20. En alternative, la surface 22 peut présenter toute forme permettant de loger la valve 60 dans le corps 20, avec une rotation sans frottement.

Le carter 30 comporte un creux 33 ménagé au niveau de la surface 31. Le creux 33 délimite une surface 34 formant une portion de cylindre ouverte suivant la direction D1. Le carter 40 comporte une saillie 43 qui s'étend suivant la direction D2 depuis la surface 41. La saillie 43 délimite une surface 44 formant une portion de cylindre ouverte suivant la direction D2. La saillie 43 est adaptée pour se loger dans le creux 33, de sorte que les surfaces 34 et 44 forment ensemble un logement 24 de forme cylindrique prévu pour recevoir la valve 60 en liaison pivot. Le carter 40 comporte également un logement 46 de forme cylindrique prévu pour recevoir la valve 60 en liaison pivot. Le carter 40 comporte également un logement 48 de forme complexe, prévu pour recevoir les différents éléments constitutifs du dispositif actionneur 100. Le logement 48 communique avec la conduite 50 via le logement 46. Le carter 40 comporte également un couvercle amovible 49, prévu pour fermer ou ouvrir le logement 48 en vue d'accéder au dispositif 100. Le carter 30 comporte un logement annulaire 35 centré sur l'axe X10 et prévu pour recevoir la bague d'appui 110 du côté de l'orifice 51. Ce logement 35 est délimité par un alésage cylindrique 36 et une surface annulaire plane 37 tournée suivant la direction D1.

Dans le carter 30 est ménagée une rainure annulaire 38, centrée sur l'axe X10 et débouchant au niveau de la surface 37 suivant la direction D1. La rainure 38 est prévue pour recevoir le joint 120 alors que la bague 110 repose contre la surface 37. Dans le carter 30 est également ménagée une rainure 39 débouchant au niveau de la surface 31 suivant la direction D1. La rainure 39 présente une forme globalement annulaire, excepté au niveau du creux 33 où cette rainure 39 est décalée vers l'extérieur du corps 20 en s'éloignant de l'axe X10. La rainure 39 est prévue pour recevoir le joint 130. La conduite 50 comprend un orifice amont 51 ménagé dans le carter amont 30 et un orifice aval 52 ménagé dans le carter aval 40. L'orifice amont 51 est raccordé au filtre 4, tandis que l'orifice aval 52 est raccordé au collecteur 6. Autrement dit, lorsque le système d'admission d'air 2 est en fonctionnement normal, le flux d'air ou de gaz pénètre dans la conduite 50 par l'orifice 51 et en sort par l'orifice 52 en s'écoulant suivant la direction D1. En revanche, lorsqu'un retour de flamme se produit dans le système 2, l'onde de choc pénètre dans la conduite 50 par l'orifice 52 et se propage en direction de l'orifice 51 suivant la direction D2.

La valve 60 permet de régler la section de passage d'air dans la conduite 50 et de bloquer l'onde de choc lors d'un retour de flamme. La valve 60 comprend deux parties latérales 62 et 64 sensiblement planes reliées par une partie intermédiaire 66. Les parties latérales 62 et 64 sont disposées sur le côté de la conduite 50 dans le corps 20, sans réduire localement la section de passage d'air dans la conduite 50. Chaque partie latérale 62 et 64 supporte un arbre, respectivement 72 et 74, qui s'étend selon une direction opposée à la partie intermédiaire 66 depuis cette partie latérale 62 ou 64. La valve 60 est avantageusement monobloc, venue de matière d'une seule pièce, c'est-à-dire que ses éléments constitutifs 62, 64, 66, 72 et 74 sont fabriqués en une seule opération, notamment par injection. Contrairement à un volet plan, la valve 60 ne comporte pas d'arbre central s'étendant en travers de la conduite 50. Les arbres 72 et 74 sont situés hors de la conduite 50, de part et d'autre de cette conduite 50, comme détaillé ci-après. Les arbres 72 et 74 sont tous deux globalement centrés sur l'axe X60. L'arbre 72 comporte une surface cylindrique 73 qui est centrée sur l'axe X60 et prévue pour être montée en liaison pivot dans le corps 20, plus précisément dans le logement 24 défini entre les surfaces 34 et 44. L'arbre 74 comporte une surface cylindrique 75 qui est centrée sur l'axe X60 et prévue pour être montée en liaison pivot dans le corps 20, plus précisément dans le logement 46 ménagé dans le carter 40. L'arbre 74 comporte également une rainure annulaire 76 prévue pour recevoir le joint d'étanchéité annulaire 140. L'arbre 74 comporte également un embout d'extrémité 77 prévu pour coopérer avec le dispositif actionneur 100 en vue d'entraîner la valve 60 en rotation autour de l'axe X60.

L'embout 77 présente globalement une forme parallélépipédique et une section rectangulaire radialement à l'axe X60. En alternative, l'embout 77 peut présenter toute forme et/ou section adaptées pour coopérer avec le dispositif actionneur 100, par exemple une section hexagonale. La partie intermédiaire 66 comporte une portion annulaire 80 et une portion sphérique 90, qui sont solidaires et en partie confondues. La partie intermédiaire 66 de la valve 60 est prévue pour sélectivement autoriser l'écoulement du flux d'air ou de gaz à travers la conduite 50 dans la configuration ouverte ou obturer la conduite 50 de manière étanche dans la configuration fermée. Plus précisément, le flux d'air traverse la portion annulaire 80 en configuration ouverte ou intermédiaire et est bloqué par la portion sphérique 90 en configuration fermée du boitier papillon 10. La portion annulaire 80 comporte une surface extérieure convexe 82, présentant un profil sphérique centré à l'intersection des axes X10 et X60. La portion annulaire 80 comporte également un alésage cylindrique 84 centré sur un axe X84, qui est aligné avec l'axe X10 dans la configuration ouverte. L'alésage 84 traverse la portion annulaire 80 entre sa surface extérieure 82 et sa face intérieure orientée vers l'axe X60. Cet alésage 84 délimite une ouverture 86 de passage d'air à travers la valve 60 en configuration ouverte ou intermédiaire. Du fait de la présence de l'alésage 84 et de l'ouverture 86, la surface 82 forme un anneau centré sur l'axe X84. La portion sphérique 90 comporte une surface extérieure convexe 92 et une surface intérieure concave 94, présentant chacune un profil sphérique centré à l'intersection des axes X10 et X60. La surface 92 est orientée à l'opposé de l'axe X60, tandis que la surface 94 est orientée vers l'axe X60. La portion sphérique 90 ne comporte aucune ouverture traversante ménagée entre les surfaces 92 et 94. La portion sphérique 90 présente une forme globalement sphérique mais ne constitue pas une sphère complète. Autrement dit, la portion sphérique 90 peut être qualifiée de portion de sphère centrée à l'intersection des axes X10 et X60. A ce stade, on remarque que les surfaces 82 et 92 forment une même surface extérieure sphérique 68 définie sur la partie intermédiaire 66 de la valve 60. Les surfaces 82 et 92 se recouvrent à la fonction des portions 80 et 90. La surface 68 forme une portion de sphère centrée à l'intersection des axes X10 et X60. La surface 68 est prévue pour glisser sur la bague d'appui 110 lorsque la valve 60 pivote autour de l'axe X60, avec un jeu ménagé entre la surface 68 de la valve 60 et la surface 22 du corps 20. Le dispositif actionneur 100 permet de déplacer la valve 60 entre les différentes configurations du boitier papillon 10, incluant la configuration ouverte, la configuration fermée et les différentes configurations intermédiaires. En d'autres termes, le dispositif 100 comprend des moyens de déplacement de la valve 60 en rotation autour de l'axe X60, par exemple un ensemble motoréducteur. Les éléments constitutifs du dispositif 100 sont positionnés dans le logement 48, qui est accessible par démontage du couvercle amovible 49 lorsque le corps 20 est assemblé. La bague d'appui 110 est disposée dans le logement 35 du corps 20 du côté de l'orifice 51. La bague 110 comporte un corps 111 de forme globalement annulaire, centré sur l'axe X10 lorsque ce corps 111 est disposé dans le logement 35. Le corps 111 délimite une ouverture centrale 112 de passage d'air dans la conduite 50. Le corps 111 présente une surface cylindrique externe 113 prévue pour se loger dans l'alésage 37 du carter 30. Du côté disposé en regard de la surface 38 du carter 30, le corps 111 présente une surface annulaire 114 sensiblement plane et une saillie annulaire 115. La surface 114 est raccordée à la surface 113, tandis que la saillie 115 délimite le bord extérieur de l'ouverture 112. Le joint d'étanchéité 120 est disposé en appui contre la surface 114, autour de la saillie 115. Egalement, le corps 111 de la bague 110 comporte une surface 116 formant une portion de sphère, qui est centrée à l'intersection des axes X10 et X60 lorsque la bague 110 est positionnée dans le logement 35. Du fait de la présence de l'ouverture 112, la surface 116 présente un profil d'anneau centré sur l'axe X10. En section dans un plan incluant l'axe X10 et perpendiculaire à l'axe X60, la surface 116 est située sensiblement dans le prolongement de la surface 32, comme montré à la figure 5. La surface 116 est prévue pour recevoir la surface extérieure 68 de la valve 60 en appui étanche glissant. La surface 116 forme une portée complémentaire de la surface 68. En d'autres termes, la bague d'appui 110 forme un siège d'étanchéité pour la valve 60. La bague d'appui 110 est réalisée en matériau souple, résistant à la température et permettant un glissement aisé de la valve 60. De manière préférée mais non limitative, la bague 110 peut être réalisée à base de polytétrafluoroéthylène (PTFE), soit pur (usiné) soit comme charge principale (de l'ordre de 15%) d'un polymère type polyamide (PA) ou polyethersulfone (PES) accompagné de fibres de verre. Le joint d'étanchéité 120 comprend un corps 121 de forme globalement annulaire délimitant une ouverture centrale 122. En section transverse, le corps 121 présente un profil en V délimitant un creux 123. Le joint 120 est prévu pour être disposé dans la rainure 38, entre le carter 30 et la bague d'appui 110. Le creux 123 est alors tourné vers le fond de la rainure 38. Le joint d'étanchéité 130 comprend un corps 131 de forme globalement annulaire, excepté au niveau d'une portion 132 décalée vers l'extérieur. Le corps 131 délimite une ouverture centrale 133. Lorsque le joint 130 est positionné dans la rainure 39, la portion 132 est décalée par rapport au reste du corps 131 en s'éloignant de l'axe X10. Autrement dit, la portion 132 est décalée sur un côté extérieur du logement 24 par rapport à la conduite 50. De manière avantageuse, la forme et l'agencement du joint 130 permettent d'assembler le boitier papillon 10 sans prévoir que le logement 24 et l'arbre latéral 72 comportent un joint d'étanchéité additionnel, contrairement au logement 46 et à l'arbre 74 qui comportent le joint d'étanchéité 140 disposé dans la rainure 76 Le joint 130 est aussi utilisé comme « ressort » pour maintenir le joint 120 au contact de la valve 60. Le fonctionnement de la valve 60 est décrit ci-après. Dans la configuration ouverte montrée aux figures 1, 2, 4 et 5, la valve 60 est orientée angulairement de sorte que la portion annulaire 80 est disposée contre la bague d'appui 110. La surface 82 est en appui étanche contre la surface 116. L'ouverture 86 est alignée avec les orifices 51 et 52 le long de l'axe X10. Dans le même temps, la portion sphérique 90 est logée sur le côté de la conduite 50 dans le corps 20, sans réduire localement la section de passage d'air dans la conduite 50.Un jeu est ménagé entre la surface 92 et la surface 22.

Dans la configuration intermédiaire montrée à la figure 6, l'orientation angulaire de la valve 60 et donc la section de passage du flux d'air dans la conduite 50 varient. Le flux traverse les ouvertures 86 et 112. La surface 68 glisse sur la surface 116. Un jeu est ménagé entre les surfaces 22 et 68. Dans la configuration fermée montrée à la figure 7, la valve 60 est orientée angulairement de sorte que la portion sphérique 90 est disposée contre la bague d'appui 110 et obture l'ouverture 112. La surface 92 est en appui étanche contre la surface 116. Dans le même temps, la portion annulaire 80 est logée sur le côté de la conduite 50 dans le corps 20. Un jeu est ménagé entre la surface 82 et la surface 22. La bague 110 est adaptée pour reprendre les efforts subis par la valve 60 lors d'un retour de flamme à travers la conduite 50. En complément, le joint d'étanchéité 120 est adapté pour reprendre les efforts subis par la valve 60 et bague d'appui 110 lors d'un retour de flamme à travers la conduite 50. Le joint 120 se déforme élastiquement en étant écrasé dans sa rainure 38, ce qui est facilité par la présence du creux 123. Sur les figures 8 et 9 est représenté est représenté un boitier papillon 210 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Certains éléments constitutifs du boitier 210 sont similaires aux éléments constitutifs du boitier 10, décrit plus haut, et portent les mêmes références numériques. Seules les différences avec le boitier 10 sont décrites ci-après dans un but de simplification. Le boitier papillon 210 comprend un corps 220 formé par un carter amont 230 et un carter aval 240, une conduite d'admission d'air 250 délimitée dans le corps 220, une valve 260 montée mobile en rotation dans la conduite 250 autour d'un axe de rotation X60, un dispositif actionneur 300 adapté pour déplacer la valve 260 en rotation autour de son axe X60, une bague 110 d'appui pour la valve 260 lors d'un retour de flamme dans la conduite 250, trois joints d'étanchéité 120, 330 et 340, deux bagues 350 et 360 sensiblement annulaires, ainsi qu'un organe d'indexation 370. La conduite 250 comprend un orifice amont 251 ménagé dans le carter amont 230 et un orifice aval 252 ménagé dans le carter aval 240. Le dispositif actionneur 300 est partiellement représenté à la figure 8 et n'est pas représenté à la figure 9 dans un but de simplification. Le dispositif 300 comprend notamment une pièce 302 globalement centrée sur l'axe X60. La pièce 302 comporte une surface cylindrique 306 recevant le joint 340, interposé entre cette surface 306 et un alésage cylindrique 236 du carter 230. La pièce 302 comprend également un embout 307 prévu pour coopérer avec la valve 260 pour l'entraîner en rotation autour de l'axe X60. La valve 260 comporte des parties 62, 64 et 66 similaires à la valve 60, en particulier la portion sphérique 90. Chaque partie latérale 62 et 64 supporte un arbre, respectivement 272 et 274, qui s'étend selon une direction opposée à la partie intermédiaire 66 depuis cette partie latérale 62 ou 64 et est globalement centré sur l'axe X60. L'arbre 272 présente une forme tubulaire, autrement dit cet arbre 272 est cylindrique et creux. L'arbre 274 comporte une rainure intérieure 277 prévue pour coopérer avec l'embout 307 appartenant dispositif actionneur 300, en vue d'entraîner la valve 260 en rotation autour de l'axe X60. L'embout 307 présente globalement une forme parallélépipédique et une section rectangulaire radialement à l'axe X60. En alternative, la rainure 277 et l'embout 307 peuvent présenter toute forme et/ou section adaptées pour coopérer entre eux, par exemple des sections hexagonales. En comparaison avec le mode de réalisation, le carter 230 est plus grand que le carter 30, tandis que le carter 240 est plus petit que le carter 40. Le corps 220 présente des dimensions plus réduites que le corps 20. Un organe 370 est prévu pour le montage du carter 240 dans le carter 230. Les points de fixation du corps 220 au filtre 4 et au collecteur 6 sont plus rapprochés de l'axe X10 que pour le corps 20. Les carters 230 et 240 comportent chacun une surface intérieure concave, respectivement 232 et 242, définissant ensemble une surface intérieure concave 222 du corps 220. Cette surface 222 forme un creux dans le corps 220, prévu pour recevoir la valve 260 lors de son pivotement autour de l'axe X60. Un jeu entre la surface 222 et la valve 260 permet une rotation de la valve 260 sans frottement contre la surface 222 du corps 220. En alternative, la surface 222 peut présenter toute forme permettant de loger la valve 260 dans le corps 220, avec une rotation sans frottement. Le carter 230 comporte une surface concave 234 formant une portion de cylindre ouverte suivant la direction D1, tandis que le carter 240 comporte une surface concave 244 formant une portion de cylindre ouverte suivant la direction D2. Les surfaces 234 et 244 forment ensemble un logement 224 de forme cylindrique prévu pour recevoir la bague 350, qui elle-même reçoit l'arbre 272 de la valve 260 en liaison pivot. Le carter 240 comporte également un logement 246 de forme cylindrique prévu pour recevoir la bague 360, qui elle-même reçoit l'arbre 274 de la valve 260 en liaison pivot. Dans le carter 230 est ménagée une rainure annulaire 2310, centrée sur l'axe X10 et débouchant au niveau de la surface 231 suivant la direction D1. La rainure 2310 est prévue pour recevoir le joint 330, interposé entre le corps 220 et le collecteur d'admission 6 lorsque le boitier papillon 210 est monté dans le système d'admission d'air 2. Le carter 230 comporte également un logement 239 de forme complexe, prévu pour recevoir les différents éléments constitutifs du dispositif actionneur 300. Le logement 239 communique avec la conduite 250 via le logement 246, dans lequel sont agencés la bague 360, l'arbre 274 et l'embout 307 de la pièce 302. Le carter 240 comporte également un couvercle amovible, non représenté dans un but de simplification, prévu pour fermer ou ouvrir le logement 239 en vue d'accéder au dispositif 300. Le boitier papillon 210 permet avantageusement de se passer du joint 130 agencé entre les carters 30 et 40 du boitier 10, ce qui permet d'améliorer la fiabilité de l'étanchéité au sein du boitier 210 et de réduire l'encombrement du boitier 210. En outre, le montage du boitier 210 dans le système 2 est facilité. Une automatisation peut éventuellement être envisagée. Par ailleurs, le moteur 1, le système d'admission 2 et/ou le boitier papillon 10 ou 210 peuvent être conformés différemment des figures 1 à 9 sans sortir du cadre de l'invention. En variante non représentée, le corps 20 / 220 du boitier 10 / 210 peut présenter une forme différente, en étant aussi compact que possible. Selon une autre variante non représentée, la valve 60 / 160 et ses parties constitutives peuvent présenter des formes différentes. Quel que soit le mode de réalisation, la valve 60 / 160 comporte une portion sphérique 90 obturant la conduite 50 / 250 en configuration fermée. Selon une autre variante non représentée, la bague d'appui 110 peut être disposée du côté de l'orifice 52 / 252 au lieu du côté de l'orifice 51 / 251. Dans ce cas, la surface concave 94 est tournée vers l'orifice 51 / 251 et la surface convexe 92 est tournée vers l'orifice 52 / 252 en configuration fermée. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d'entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le boitier papillon peut être adapté en termes de coût, de fonctionnalités et de performances.25

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Boitier papillon (10 ; 210), adapté pour équiper un système (2) d'admission d'air dans un moteur à combustion interne (1), en particulier un moteur à explosion, le boitier papillon (10 ; 210) comprenant : un corps (20 ; 220) délimitant une conduite d'admission d'air (50 ; 250) ; une valve (60 ; 260) montée mobile en rotation dans la conduite (50 ; 250) autour d'un axe de rotation (X60) ; et des moyens (100 ; 300) de déplacement de la valve (60 ; 260) en rotation autour de l'axe de rotation (X60) entre différentes configurations du boitier papillon (10 ; 210), incluant une configuration ouverte et une configuration fermée ; caractérisé en ce que la valve (60 ; 260) comporte une portion sphérique (90) obturant la conduite (50 ; 250) dans la configuration fermée.
2. 2. Boitier papillon (10 ; 210) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valve (60 ; 260) comporte également une portion annulaire (80) solidaire de la portion sphérique (90) et délimitant une ouverture (86) de circulation d'air à travers la conduite (50 ; 250) dans la configuration ouverte.
3. 3. Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valve (60 ; 260) comporte des arbres latéraux (72, 74) qui s'étendent hors de la conduite (50 ; 250) et sont mobiles en rotation autour de l'axe (X60) dans des logements (24, 46) délimités dans le corps (20 ; 220), en particulier la valve (60 ; 260) ne comporte aucun arbre central situé dans la conduite (50 ; 250).
4. 4. Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la configuration ouverte, la portion sphérique (90) est logée sur un côté de la conduite (50 ; 250) dans le corps (20 ; 220), sans réduire localement la section de passage d'air entre un orifice amont (51 ; 251) et un orifice aval (52 ; 252) de la conduite (50 ; 250).
5. 5. Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également une bague d'appui (110) qui est disposée dans un logement (35) du corps (20 ; 220), qui reçoit une surface extérieure sphérique (68) de la valve (60 ; 260) en appui glissant, qui délimite une ouverture (112) de circulation d'air à travers la conduite (50 ; 250) et qui est adaptée pour une reprise
6. 6. 10
7. 7. 15
8. 8. 20
9. 9. 25 14 d'efforts subis par la valve (60 ; 260) lors d'un retour de flamme à travers la conduite (50 ; 250), la portion sphérique (90) de la valve (60 ; 260) obturant l'ouverture (112) dans la configuration fermée. Boitier papillon (10 ; 210) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte également un joint d'étanchéité (120) qui est deformable élastiquement, qui est disposé entre le corps (20 ; 220) et la bague d'appui (110) et qui est adapté pour une reprise d'efforts subis par la valve (60 ; 260) et la bague d'appui (110) lors d'un retour de flamme à travers la conduite (50 ; 250). Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion sphérique (90) présente une surface sphérique concave (94) orientée vers un orifice aval (52 ; 252) de la conduite (50 ; 250), par lequel un retour de flamme est susceptible de remonter dans la conduite (50 ; 250). Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valve (60) comprend un arbre latéral (74 ; 274) coopérant avec les moyens de déplacement (100 ; 300) de la valve (60 ; 260) autour de l'axe de rotation (X60). Boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (20 ; 220) comprend une première partie de carter (30) et une deuxième partie de carter (40) délimitant ensemble un logement (24 ; 224) de réception d'un arbre latéral (72) appartenant à la valve (60).
10. 10. Moteur à combustion interne (1), en particulier moteur à explosion, caractérisé en ce qu'il comprend un boitier papillon (10 ; 210) selon l'une des revendications 1 à 9.