FR3027368A1 - Vanne de circulation de gaz d'echappement d'un moteur, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Vanne de circulation de gaz d'echappement d'un moteur, notamment pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une vanne (100), en particulier de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur pour un véhicule automobile, comprenant un volet (112) monté à rotation dans un corps de vanne autour d'un axe (114) entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet (112) et une position de fermeture pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet (112). Selon l'invention, le volet comprend une première partie (116) s'étendant d'un côté de l'axe (114) et de forme générale sensiblement rectangulaire dont les deux sommets (128, 130) opposés à l'axe (114) sont arrondis avec un rayon de courbure compris entre 15 et 35 mm.

Description

Vanne de circulation de gaz d'échappement d'un moteur, notamment pour véhicule automobile L'invention se rapporte à une vanne de circulation de gaz 5 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 10 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 15 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. 20 En se référant à la figure 1, une vanne de recirculation des gaz d'échappement comprend un corps définissant un conduit principal d'écoulement des gaz d'échappement vers l'extérieur du véhicule par l'intermédiaire d'un pot d'échappement et un conduit auxiliaire dit de recirculation des gaz d'échappement. La vanne de contrôle moteur 25 possède un volet, qui est monté pivotant sur un axe de rotation, de sorte que ledit axe sépare le volet en une première partie et en une deuxième partie. 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 du volet et 30 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 solidaires du corps de vanne, plus particulièrement de la structure interne du corps de vanne. 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.
En effet, en se référant à la figure 1, une vanne de contrôle moteur 10 de la technique antérieure comprend un volet 12 monté à rotation autour d'un axe de rotation 14, séparant ledit volet 12 en une première 16 et une deuxième partie 18, lesdites parties 16, 18 étant reliées l'une à l'autre de façon rigide et en continuité l'une de l'autre. Le volet 12 a, en section, globalement la forme d'un parallélépipède rectangle de faible épaisseur, dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe 14 de rotation qui traverse ledit volet 12. Or, le conduit d'échappement venant se connecter en entrée du conduit principal ainsi que le conduit d'échappement venant se connecter en sortie du conduit principal ont tous les deux une section circulaire. Ainsi, l'écoulement des gaz d'échappement se fait au travers d'une conduite à section circulaire en amont du volet de recirculation, d'une portion de conduite à section rectangulaire dans le conduit principal puis de nouveau au travers d'une conduite à section circulaire en aval du volet de recirculation. La même observation est réalisée lorsque les gaz effectuent une recirculation. Ce double changement de forme de la section de passage des gaz d'échappement induit une double perte de charge importante qui est dommageable à la dynamique d'écoulement des gaz d'échappement.
En outre, bien qu'une forme rectangulaire du volet ne s'avère pas la plus adaptée pour assurer une contre pression optimale de fermeture du volet, il convient tout de même de conserver une forme générale rectangulaire pour des raisons d'encombrement de la vanne EGR dans l'environnement 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 volet monté à rotation dans un corps de vanne autour d'un axe entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet et une position de fermeture pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet, caractérisée en ce que le volet comprend une première partie s'étendant d'un côté de l'axe et de forme générale sensiblement rectangulaire dont les deux sommets opposés à l'axe sont arrondis avec un rayon de courbure compris entre 10 et 40 mm, de préférence entre 15 et 35 mm. Selon l'invention, lesdites deux portions du volet que l'on peut qualifier de coins présentent un rayon de courbure plus important que dans l'art antérieur, ce qui permet de réduire les pertes de charge lors du passage d'un fluide dans la vanne lorsque celle-ci est montée entre deux conduites amont et aval à section circulaire. De plus, la forme du contour de la première partie du volet dans la vanne selon l'invention permet, à même surface, de réduire le périmètre du bord libre de cette dite première partie du volet par rapport à la technique antérieure. De cette manière, l'étendue de la zone de jointure entre la première partie du volet et le corps de vanne est réduite, ce qui permet de faciliter la réalisation de l'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, la vanne comprend une deuxième partie agencée à l'opposé de la première partie par rapport à l'axe de rotation, cette seconde partie ayant la forme d'un demi-disque.
Préférentiellement, en position d'ouverture, un espace est ménagé entre la première partie et ledit corps de vanne, de préférence tout le long du bord libre de la première partie. Le maintien d'un passage de fluide d'échappement limite considérablement les risques d'étouffement du moteur tout en assurant un débit dans le conduit auxiliaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de vanne définit un conduit principal destiné à être raccordé à une ligne d'échappement moteur, un conduit auxiliaire débouchant dans ledit conduit principal pour une recirculation des gaz d'échappement, le fluide d'échappement circulant du conduit principal vers le conduit auxiliaire en position d'ouverture du volet et étant interdit de circuler dans le conduit auxiliaire en position de fermeture du volet. Comme indiqué précédemment, l'invention est ainsi particulièrement intéressante lorsque le conduit principal est relié en amont et en aval à des conduites à section circulaires. 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 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 à l'axe de rotation de la vanne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une vanne selon l'invention dans laquelle le volet est en position d'ouverture ou de recirculation des gaz d'échappement ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective et selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de rotation de la vanne de la figure 3.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent une vanne 10 selon la technique connue. La vanne 10 comprend un corps 20 définissant un conduit principal 22 et un conduit auxiliaire 24 d'écoulement du fluide, débouchant dans ledit conduit principal 22. Le conduit principal 22 est destiné à être raccordé à la ligne d'échappement du moteur et le conduit auxiliaire 24 permet la recirculation de gaz d'échappement.
Le conduit principal 22 présente, par exemple, un orifice d'entrée 26 et un orifice de sortie (non visible) destiné à communiquer avec la ligne d'échappement d'un moteur. Le conduit auxiliaire 24 présente un orifice communiquant, par exemple, avec une ligne de recirculation de gaz d'échappement.
En position de fermeture du volet 12, celui-ci empêche la circulation de gaz d'échappement dans le conduit auxiliaire 24. En position d'ouverture, la circulation de gaz d'échappement depuis la ligne d'échappement est rendu possible. On comprend que le volet 12 peut également occuper n'importe quelle position entre les deux positions de fermeture et d'ouverture précitées. Aux figures 1 et 2, le volet 12 est en position fermée de pleine recirculation des gaz d'échappement dans le conduit auxiliaire 24. La vanne 10 est configurée pour que ce soit dans cette position du volet que le débit de gaz dans le conduit auxiliaire soit maximum.
La première partie 16 du volet 12 présente, comme indiqué précédemment un contour rectangulaire et ledit conduit principal 22 présente également une section sensiblement réctangulaire, au moins au droit de l'emplacement de la première partie 16 du volet 12 lorsque le volet 12 est en position de recirculation.
La première partie 16 du volet 12 comprend, par exemple, une arrête de jonction reliant deux sommets ou portions de coins 28, 30 ayant chacun une forme circulaire. Ces dites deux sommets 28, 30 sont reliées à l'axe de rotation par deux portions latérales 32 sensiblement parallèles. Comme représenté aux figures 1 et 2, le volet comprend 30 également une seconde partie opposée à la première partie par rapport à l'axe de rotation. Cette seconde partie a une forme également rectangulaire ayant une dimension selon l'axe de rotation supérieure à la dimension de la première partie. Dans une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du volet, la dimension de la première partie 16 du volet 12 est supérieure à la dimension de la seconde partie 18 du volet 12.
Comme indiqué précédemment, le conduit principal 22 est relié en amont et en aval à des conduits à section circulaire, ce qui induit des pertes de charges importantes dans l'écoulement des gaz d'échappement. Selon l'invention représentée aux figures 3 et 4, la forme générale rectangulaire de la première partie 116 du volet 112 est 10 conservée de manière à ne pas impacter l'encombrement de la vanne 100 dans le moteur. Toutefois, selon l'invention, le rayon de courbure des sommets ou portions de coins 128, 130 ont un rayon de courbure compris entre 10 et 40 mm, de préférence entre 15 et 35 mm (figure 3). L'augmentation du rayon de courbure des sommets ou portions de coins 15 128, 130 permet de limiter les pertes de charges dans la vanne 100. Comme représenté en figure 4, le volet 100 comprend une seconde partie 118 opposée à la première partie, cette seconde partie 118 ayant la forme d'un demi-disque. Cette forme particulière de la seconde partie 118 d'améliorer la progressivité du débit.
20 Un espace est avantageusement aménagé tout le long de la première partie 116 du volet 112 entre cette dite première partie 116 et le corps 120 de la vanne 100. On comprend que l'invention a été décrite en relation avec une vanne du type EGR dans un moteur d'un véhicule automobile. Toutefois, 25 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 (7)

  1. REVENDICATIONS1. Vanne (100), en particulier de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur pour un véhicule automobile, comprenant un volet (112) monté à rotation dans un corps de vanne autour d'un axe (114) entre une position d'ouverture de l'écoulement d'un fluide au travers du volet (112) et une position de fermeture pour stopper l'écoulement du fluide au travers du volet (112), caractérisée en ce que le volet comprend une première partie (116) s'étendant d'un côté de l'axe (114) et de forme générale sensiblement rectangulaire dont les deux sommets (128, 130) opposés à l'axe (114) sont arrondis avec un rayon de courbure compris entre 10 et 40 mm.
  2. 2. Vanne (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une deuxième partie (118) agencée à l'opposé de la première partie (116) par rapport à l'axe de rotation, cette seconde partie ayant la forme d'un demi-disque.
  3. 3. Vanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'en position d'ouverture, un espace est ménagé entre la première partie (116) et ledit corps de vanne (120), de préférence tout le long du bord libre de la première partie (116).
  4. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps de vanne (120) définit un conduit principal (122) destiné à être raccordé à une ligne d'échappement moteur, un conduit auxiliaire (124) débouchant dans ledit conduit principal (122) pour une recirculation des gaz d'échappement, le fluide d'échappement circulant du conduit principal (122) vers le conduit auxiliaire (124) en position d'ouverture du volet (112) et étant interdit de circuler dans le conduit auxiliaire (124) en position de fermeture du volet (112).
  5. 5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le conduit principal (122) est relié en amont et en aval à des conduites à section circulaires.
  6. 6. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une vanne selon l'une des revendications précédentes.
  7. 7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication 7.5
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