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WO2013164535A1 - Vanne de controle moteur dotee d'une ouverture amelioree - Google Patents

Vanne de controle moteur dotee d'une ouverture amelioree Download PDF

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Publication number
WO2013164535A1
WO2013164535A1 PCT/FR2013/050941 FR2013050941W WO2013164535A1 WO 2013164535 A1 WO2013164535 A1 WO 2013164535A1 FR 2013050941 W FR2013050941 W FR 2013050941W WO 2013164535 A1 WO2013164535 A1 WO 2013164535A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
opening
seal
extension
flap
valve according
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/050941
Other languages
English (en)
Inventor
Grégory HODEBOURG
Samuel Leroux
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes De Controle Moteur filed Critical Valeo Systemes De Controle Moteur
Priority to KR1020147033528A priority Critical patent/KR20150008429A/ko
Priority to JP2015509473A priority patent/JP6157595B2/ja
Priority to CN201380029289.3A priority patent/CN104471294B/zh
Priority to EP13723890.3A priority patent/EP2844900A1/fr
Priority to US14/398,046 priority patent/US20150152755A1/en
Publication of WO2013164535A1 publication Critical patent/WO2013164535A1/fr

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    • 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
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
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    • F16K1/54—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an engine control valve.
  • This type of valve can, for example, equip a gas supply circuit of a vehicle engine, to regulate the flow of gas EGR (Exhaust Gas Recirculation) in a loop for puncturing a portion of the exhaust gases. exhaust at engine output, for reinjecting upstream of said engine.
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • the operating principle of this type of valve is based on the controlled rotation of a flap, which can pass from a full open position to let the fluid to a closed position to block this passage.
  • the invention relates to a fluid circulation valve whose opening mechanism has been improved.
  • An engine control valve therefore has a flap, which is pivotally mounted on an axis of rotation, so that said axis separates the flap into a first portion and a second portion. It should be noted that no physical limit materializes the boundary between the first and second part of the component. It is assumed that these two parts are fictitiously separated by a plane passing through the axis of rotation of the flap and intersecting said shutter perpendicularly.
  • the internal structure of the valve in which the flap is mounted has a seal. When said flap is in a closed position, the first portion of said flap comes into contact with this seal, while the second portion is flush with said seal, leaving a gap of a few tens of millimeters with said seal.
  • FIG. 1 is a diagram giving the mass flow rate of the gas as a function of the opening angle of the valve flap.
  • the curve 100 giving the mass flow rate of the gas passing through the valve as a function of the flap opening angle, firstly shows a first very steep zone 101 corresponding to a sudden increase in flow over an angular range of between about 0 and 5 °, su ivie of a uxie me zone 102 assi mila ble to a plateau and corresponding to an angular range between about 5 ° and 10 °, said cou rbe 100 ending in a third zone 103 approximately linear, showing a substantially proportional progression of said flow as a function of the opening of the flap over an upper angular range at about 10 °.
  • the two other curves 105, 106 shown in the diagram show a linear variation of the mass flow rate of gases passing through other types of valves, as a function of the opening angle of the flap of said valves, and this over the entire angular opening range. possible of said flap. These two curves materialize the variation of the gas flow that would be desirable to observe with a valve according to the invention.
  • An engine control valve according to the invention has a seam having undergone a structural modification, in order to mimic the gaseous flow rate for the small opening angles of this shutter.
  • the gas flow rate passing through said valve will be linear over the entire angular opening range of the flap, thus eliminating the abrupt rise phase of this flow observed for very small opening angles, as well as the stagnation phase of the flap. this flow after this sudden rise.
  • a valve according to the invention thus ensures a gradual increase of the gas flow, smoothly and smoothly, and therefore offers better control of this flow, compared to that proposed by the existing valves.
  • the subject of the invention is an engine control valve, having a body delimiting an internal duct and comprising a flap provided with an axis of rotation separating said flap in a first portion and a second portion, wherein said flap is pivotally mounted in a led it conducts between a fully open position allowing passage of the fluid in the conduit and a closed position preventing said passage, and for which the first portion abuts against a seal, said seal being provided with an opening for the passage gases in the duct.
  • the seal has an extension protruding into the opening, so as to partially mask said opening.
  • the purpose of such an extension of the seal is to reduce the section of passage of the gases as soon as the flap pivots to open, so as to soften the rise of the flow of gas on the first degrees of opening of said flap, and therefore to eliminate the phase of stagnation following this sudden rise in flow.
  • the seal may for example be annular or rectangular in shape, the opening of said seal corresponding approximately to the gas passage section in the conduit.
  • the term "approximately" means that the opening may be slightly smaller than the gas passage section in the conduit, without changing the flow characteristics of said gases in the valve.
  • the extension which is intended to reduce the size of the original opening of the seal, may be constituted by an added piece that is secured to the seal, or may be manufactured at the same time as said seal, to form with it only one and the same room.
  • the first part of the flap is shaped to ideally bear against the seal, to ensure a completely sealed closure of the valve.
  • the extension may form a surface extending exclusively in a plane parallel to the joint.
  • the extension can be used to extend only in the plane of the point.
  • the extension can form a salient surface exclusively in the opening.
  • the extension may form a non-flexible surface.
  • the extension may define a protruding edge in the aperture and extending in a direction intersecting with two contiguous edges of the aperture.
  • the extension decreases the opening of the joint by at least 15%. Indeed, it is necessary that this imin ution opening is large enough to obtain a certain proportionality between the degree of opening of the shutter and the value of the flow, especially for the first degrees of opening thereof. But this iminution should not be too high, under penalty of creating a strangely in the valve, which could be detrimental and could compromise the flow conditions of gas in the valve.
  • the resulting opening of the seal in the presence of the extension, has a smoothed contour.
  • the resulting reduced opening must not have a rugged contour, made of points, raised edges or hollows in ang le, likely to locally disturb the gas flow in the van ne, creating tou local areas or heterogeneous areas of pressure.
  • the resulting opening of the joint, in the presence of the extension, may have the overall shape of a polygon having at least five sides and three consecutive right angles.
  • the resulting opening of the joint, in the presence of the extension may have the overall shape of a polygon having four sides and three consecutive right angles.
  • the opening is rectangular, the extension being triangular and originating on at least one edge of the seal surrounding said opening.
  • This is a simple form of extension to manufacture, and is perfectly suited to the problem to be solved.
  • the extension has the shape of a right triangle and is connected to at least two edges of the seal surrounding the opening. In this way, the extension contributes to reducing the opening of the joint, without creating fractures or asperities likely to affect the gas flow in the valve.
  • the extension and the joint constitute one single piece.
  • the resulting seal can be manufactured in a single operation with precision and control.
  • the first part when the flap is in a closed position for which it closes the duct, the first part must interact closely and ideally with the seal to ensure a full seal.
  • This removal of material in the first part of the shutter allows the extension of the seal to be placed in an optimized manner against said first part when the shutter closes the conduit of the valve.
  • Such a configuration for which the extension of the opening and the first part of the shutter cooperate closely solves in an optimized way the problem l ied to the sudden rise of the gas flow for the small opening angles of the flap.
  • the extension may engage, when the flap is in the closed position, a plane contact with the first part of the flap.
  • the seal has an extension intended to interact with the second part of the flap.
  • the second part of the flap is caused to come flush with the joint extension, when the flap is in a closed position, leaving a minimum clearance of a few tenths of a millimeter. It is assumed that the joint is generally flat and thin.
  • this extension corresponds to the second portion of the seal described in the detailed description.
  • the extension of the seal has a secondary opening.
  • the secondary opening located in the extension of the seal is intended to generate a depression behind the second part of the flap, which then tends to be sucked by said depression.
  • the movement initiated by this second part being opposite to that of the first part, it plays a compensating role to allow said shutter not to deform and maintain a linear resulting profile, to ensure a good seal when it is in a closed position.
  • the extension of the seal has a rib, the secondary opening being made in said rib.
  • the secondary opening is made within this rib will increase the vacuum surface thus created by said opening, and will contribute to ensure a particularly tight closure of the flap.
  • the secondary opening occupies a central position in the extension.
  • the valves according to the invention have the advantage of offering good control of the gas flow over the entire opening range of the flap, notably by proposing a linear and regular rise of the gas flow over a reduced angular opening range of the flap. .
  • the valves according to the invention have the advantage of being more efficient than the existing control valves, thanks to this improved control of the gas flow, while remaining of a constant bulk and easy to manufacture.
  • FIG. 1 already described, is a diagram giving the mass flow rate of the gas passing through a control valve of the state of the art as a function of the opening angle of its flap
  • FIG. 2 is a perspective view of a seal of an engine control valve according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a flap of an engine control valve according to the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a shutter and a seal of an engine control valve according to the invention.
  • a gas circuit of a motor vehicle engine comprises an upstream gas supply portion of said engine, in which fresh air circulates, and a downstream exhaust part in which flue gases circulate to be evacuated. out of the vehicle.
  • a gas circuit comprises at least one EGR loop (English Exhaust Gas Recirculation) joining the downstream exhaust portion to the upstream feed portion, to allow to mix exhaust gas to the air incidental expenses. Since these EGR loops must not be permanently open during all phases of engine operation, they are each equipped with an EGR valve for regulating the flow of exhaust gases flowing in the loop considered.
  • An EGR valve comprises a gas circulation duct and a shutter 1, pivotally mounted on an axis 2 of rotation, and able to move between a closed position for which it prevents the passage of the exhaust gas, and a fully open position for which it authorizes this passage with a maximum flow.
  • the control mechanism of the flap 1 makes it possible to fix said flap 1 in any intermediate position situated between these two extreme positions.
  • the flap 1 is mounted on the axis 2, so that said axis 2 separates said flap 1 into a first portion 3 and a second portion 4.
  • Said portions 3,4 are flat and low thickness, and are located in continuity with one another. Preferably, they constitute one and the same piece.
  • These two portions 3,4 have an identical width, said width constituting their dimension taken along the axis of rotation 2, while the first part 3 has a length less than that of the second part 4, the length of which represents their dimension taken along an axis perpendicular to said axis 2 of rotation.
  • the first 3 and the second 4 parts are interconnected rigidly, so that they rotate simultaneously about the axis 2 being located 180 ° from one another.
  • the second part 4 of the shutter 1 is rectangular in shape and has a constant thickness.
  • the first part 3 of this shutter 1 comprises a support part 5 of substantially rectangular shape and constant thickness, surmounted by a connecting piece 6 of substantially rectangular shape, and having a profiled thickness, said connecting piece 6 connecting the second part 4 of the shutter 1 to the support part 5.
  • this connecting piece 6 in contact with the support part 5, ideally extends the second portion 4 of the shutter 1, having the same thickness at their junction plane 7 , the thickness of this connecting piece 6 decreasing progressively away from said junction plane 7, in a direction perpendicular to this plane 7.
  • the junction plane 7 is parallel to the axis of rotation 2 of the shutter 1.
  • the dimensions of the support part 5 are greater than those of the connecting piece 6 in its contact, so that the thickness of the U-shaped peripheral part of the first part 3 of u flap 1 corresponds to the thickness of this support part 5.
  • the second part 4 of the flap 1 and the connecting piece 6 constitute a single piece.
  • the concept of "connecting part” was introduced in order to describe part 1 as precisely as possible, without suggesting that this part is necessarily independent and autonomous. It is the same for the two parts 3, 4 of the shutter 1, which correspond to the two parts of the shutter 1 situated on either side of the axis, but which do not necessarily differ in a marked physical limit. and visible.
  • the gasket 8 is a flat piece, of small thickness, and which has a generally rectangular shape, to distinguish a first portion 9 and a second portion 10, said second portion 10 being termed extension in the claims.
  • the first portion is rectangular 9 and extends in a direction perpendicular to the longitudinal axis of said seal 8. In other words, the longitudinal axes of the gasket 8 and the first portion 9 are perpendicular.
  • This first portion 9 has an opening which, for a seal of the state of the art, is rectangular and whose dimensions are similar to those of the gas passage section in the conduit of the valve.
  • this opening li has been reduced by means of an extension 12 of the seal, which projects inside said opening 11, said extension 12 having the shape of a right triangle.
  • the two mutually perpendicular sides 13,14 of this extension 12 are in contact with two perpendicular edges 15,16 delimiting the opening, each of said sides 13,14 having a length less than the length of the edge 15,16 on which it take support.
  • this extension 12 and the seal 8 are constituted by the same material and form a single piece, said sides 13,14 and said edges 15,16 being in perfect continuity without being distinguishable.
  • the resulting opening 11 thus has an end 17 of constant width over a short length, said width decreasing progressively over the rest of the length of said opening 11, away from said end 17 of constant width, to reach a minimum value. not zero.
  • the second portion 10 of the gasket 8 is rectangular and extends in a direction perpendicular to the longitudinal axis of said gasket 8. In other words, the longitudinal axes of the gasket 8 and the second portion 10 are perpendicular.
  • This second portion 10 is generally solid, and has a recess 18 in the form of a rectangular groove, extending parallel to the second portion 10 of the gasket 8.
  • This groove 18 occupies a central position in the second portion 11 of the gasket 8
  • This second portion 10 has a secondary opening 19, similar to a circular orifice, said orifice 19 being placed in the center of the groove 18.
  • the dimensions of this orifice 19 are significantly smaller than those of the opening 11 of the first portion 9, the ratio between their area may vary from 10 to 20.
  • the connecting piece 6 of the shutter 1 has undergone a material removal, the contour of which is triangular and has the same dimensions as those of the extension 12 of the gasket 8. In this way , said piece of l ison 6 has an oblique edge 20.
  • the first part 3 of the flap 1 can be placed against the first portion 9 of the seal 8, so that that the extension 12 of the joint 8 can be expected to lodge in the trace of the ad ite first part 3 generated by this removal of material.
  • the flap 1 is mounted in the valve so that the first portion 3 cooperates with the first portion 9 of the seal 8, and so that the second portion 4 cooperates with the second portion 10 of the seal 8 , the axis of rotation 2 of said flap 1 embodying the separation between the two portions 9, 10 of the gasket 8.
  • the flap 1 When the flap 1 is in a closed position, the first part 3 comes into contact with the first portion 9 of the gasket 8, so that the extension 12 of the gasket 8 is in contact with said first portion 3 at the location generated by the removal of material.
  • the second portion 4 of the flap 1 comes flush with the second portion 10 of the joint 8, leaving a gap of a few millimeters.
  • the secondary opening 19 made in the second portion 10 of the seal 8 makes it possible to create a negative pressure so as to aspire the second portion 4 of the flap, in order to compensate for the movement of the first portion 3 of the flap 1.
  • the gases located upstream of the shutter 1 exert a pressure on the first part 3 of said shutter 1, which tends to be pushed back and thus to slightly open, allowing a small fraction of the gases.
  • the depression contributes to moving the second part 4 of the shutter 1, in a direction which is opposite to that of the first part 3, allowing said shutter 1 to maintain a linear profile and thus ensure a good seal of the closure.

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Abstract

L'invention se rapporte à une vanne de contrôle moteur, présentant un corps délimitant un conduit interne et comprenant un volet (1) doté d'un axe (2) de rotation séparant ledit volet (1) en une première partie (3) et une deuxième partie (4), ledit volet (1) étant monté pivotant dans ledit conduit entre une position de complète ouverture permettant le passage du fluide dans le conduit, et une position de fermeture empêchant ledit passage, et pour laquelle la première partie (3) vient en butée contre un joint (8) solidaire de la structure interne de la vanne, ledit joint (8) étant doté d'une ouverture (11) égale à la section de passage des gaz dans le conduit. Le joint (8) possède une extension (12) qui saille dans l 'ouverture (11), de manière à masquer partiellement ladite ouverture (11).

Description

VANNE DE CONTROLE MOTEUR DOTEE D'UNE OUVERTURE AMELIOREE
L'invention se rapporte à une vanne de contrôle moteur. Ce type de vanne peut, par exemple, équiper un circuit d'alimentation en gaz d'un moteur thermique de véhicule, pour rég uler le débit des g az EGR (Exhaust Gas Recirculation) dans une boucle permettant de ponctionner une partie des gaz d'échappement en sortie de moteur, pour les réinjecter en amont dudit moteur. Le principe de fonctionnement de ce type de vanne repose sur la rotation commandée d'un volet, pouvant passer d'une position d'ouverture complète pour laisser passer le fluide, à une position de fermeture pour bloquer ce passage. L'invention a pour objet une vanne de circulation de fluide dont le mécanisme d'ouverture a été amélioré.
Une vanne de contrôle moteur possède donc 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. Il est supposé que ces deux parties sont séparées fictivement par un plan passant par l'axe de rotation du volet et coupant ledit volet perpendiculairement. La structure interne de la vanne dans laquelle est monté le volet possède un joint. Lorsque ledit volet se retrouve dans une position de fermeture, la première partie dudit volet vient au contact de ce joint, tandis que la deuxième partie affleure ledit joint, en laissant subsister un jeu de quelques dizaines de millimètres avec ledit joint.
En se référant à la fig ure 1 , qui est un diagramme donnant le débit massique du gaz en fonction de l'angle d'ouverture du volet de la vanne, un problème souvent rencontré avec ce type de vanne est que pour des petits angles d'ouverture du volet, le débit de gaz monte d'abord trop vite, puis stagne quelques instants, avant de croître à nouveau régulièrement lorsque le volet poursuit son ouverture angulaire. En effet, la courbe 100, donnant le débit massique du gaz traversant la vanne en fonction de l'angle d'ouverture du volet, montre d'abord une première zone 101 très pentue correspondant à une montée brutale du débit sur une plage angulaire comprise entre environ 0 et 5° , su ivie d 'u ne de uxiè me zo n e 102 assi m i l a bl e à un plateau et correspondant à une plage angulaire comprise entre environ 5° et 10°, ladite cou rbe 100 se terminant par une troisième zone 103 approximativement linéaire, témoignant d'une progression sensiblement proportionnelle dudit débit en fonction de l'ouverture du volet sur une plage angulaire supérieure à environ 10°. Les deux autres courbes 105,106 inscrites dans le diagramme montrent une variation linéaire du débit massique des gaz traversant d'autres types de vannes, en fonction de l'angle d'ouverture du volet desdites vannes, et ce sur toute la plage d'ouverture angulaire possible dudit volet. Ces deux courbes matérialisent la variation du débit gazeux qu'il serait souhaitable d'observer avec une vanne selon l'invention.
Une vanne de contrôle moteur selon l'invention possède un joint ayant subi une modification structurelle, afin de l imiter le débit gazeux pour les petits angles d 'ouverture dud it volet. De cette manière, le débit gazeux traversant ladite vanne sera linéaire sur toute la plage d'ouverture angulaire du volet, éliminant ainsi la phase de montée brutale de ce débit observée pour les tout petits angles d'ouverture, ainsi que la phase de stagnation de ce débit postérieure à cette montée brutale. Une vanne selon l'invention assure ainsi une augmentation progressive du débit gazeux, de façon lissée et sans à- coup, et offre donc un meilleur contrôle de ce débit, comparativement à celui proposé par les vannes existantes.
L'invention a pour objet une vanne de contrôle moteur, présentant un corps délimitant un conduit interne et comprenant un volet doté d'un axe de rotation séparant ledit volet en une première partie et une deuxième partie, led it volet étant monté pivotant dans led it cond uit entre une position de complète ouverture permettant le passage du fluide dans le conduit et une position de fermeture empêchant ledit passage, et pour laquelle la première partie vient en butée contre un joint, ledit joint étant doté d'une ouverture pour le passage des gaz dans le conduit. Le joint possède une extension qui saille dans l'ouverture, de manière à masquer partiellement ladite ouverture. L'objectif d'une telle extension du joint est de réduire la section de passage des gaz dès que le volet pivote pour s'ouvrir, afin d'adoucir la montée du débit de gaz sur les premiers degrés d'ouverture dudit volet, et donc d'éliminer la phase de stagnation suivant cette montée brutale d ud it débit. De cette manière, durant toute la phase d'ouverture de la vanne correspondant à un pivotement progressif du volet depuis sa position de fermeture, la montée du débit de gaz dans ladite vanne est régulière, sans changement de pente. Le joint peut par exemple être annulaire ou de forme rectangulaire, l'ouverture dudit joint correspondant approximativement à la section de passage des gaz dans le conduit. Le terme « approximativement » signifie que l'ouverture peut être légèrement inférieure à la section de passage des gaz dans le conduit, sans toutefois modifier les caractéristiques d'écoulement desdits gaz dans la vanne. L'extension, qui a pour but de diminuer les dimensions de l'ouverture originelle du joint, peut être constituée par une pièce ajoutée venant se solidariser au joint, ou bien être fabriquée en même temps que ledit joint, pour ne former avec lui qu'une seule et même pièce. La première partie du volet est conformée pour venir idéalement en appui contre le joint, afin d'assurer une fermeture totalement étanche de la vanne. Lorsque le volet est en position de fermeture, l'extension va se retrouver au contact de la première partie d u volet, en étant située en amont de celle-ci par rapport au sens d 'écou lement du gaz, si bien q ue lad ite extension va protéger, au moins partiellement, ladite première partie du volet desdits gaz incidents.
L'extension peut former une surface s'étendant exclusivement dans un plan parallèle au joint.
En variante, l'extension peut fo rme r u n e s u rfa ce s'étendant exclusivement dans le plan du point.
L'extension peut former une surface saillant exclusivement dans l'ouverture.
L'extension peut former une surface non flexible.
L'extension peut définir un bord saillant dans l'ouverture et s'étendant selon une direction formant une intersection avec deux bords contigus de l'ouverture. Avantageusement, l'extension diminue l'ouverture du joint d'au moins 1 5% . En effet, i l est nécessaire q ue cette d imin ution d 'ouverture soit suffisamment importante pour obtenir une certaine proportionnalité entre le degré d'ouverture du volet et la valeur du débit, surtout pour les premiers degrés d'ouverture de celui-ci . Mais cette d iminution ne doit pas être trop élevée, sous peine de créer un étrang lement dans la vanne, q ui pou rrait s'avérer préjudiciable et qui pourrait compromettre les conditions d'écoulement des gaz dans la vanne.
Préférentiellement, l'ouverture résultante du joint, en présence de l'extension, possède un contour lissé. En effet, l'ouverture réduite résultante ne doit pas posséder un contour accidenté, fait de pointes, d'arêtes saillantes ou de creux en ang le, suscepti bles de perturber localement l'écoulement gazeux d ans la van ne, en créant des tou rbil lons local isés ou des zones hétérogènes de pression.
L'ouverture résultante du joint, en présence de l'extension, peut présenter globalement la forme d'un polygone ayant au moins cinq côtés et trois angles droits consécutifs.
En variante, l'ouverture résultante du joint, en présence de l'extension, peut présenter globalement la forme d'un polygone ayant quatre côtés et trois angles droits consécutifs.
De façon préférentielle, l'ouverture est rectangulaire, l'extension étant triang ulaire et prenant naissance sur au moins un bord du joint entourant ladite ouverture. Il s'agit d'une forme simple d'extension à fabriquer, et qui convient parfaitement au problème à résoudre.
De façon avantageuse, l'extension a la forme d'un triangle rectangle et est reliée à au moins deux bords d u joint entourant l 'ouverture. De cette manière, l'extension participe à la réduction de l'ouverture du joint, sans créer de cassures ou d'aspérités susceptibles de nuire à l'écoulement gazeux dans la vanne.
Préférentiellement, l 'extension et le joint constituent u ne seu le et même pièce. Le joint résultant peut ainsi être fabriqué en une seule opération, avec précision et maîtrise.
De façon préférentielle, l a prem ière pa rtie d u vo l et a s u b i u n enlèvement de matière sur une zone dont le contour correspond à celui de l'extension du joint, de manière à permettre à ladite extension de venir se placer dans ladite zone lorsque le volet est dans une position de fermeture. En effet, lorsq ue le volet est dans une position de fermeture pour laq uel le il obture le conduit, la première partie doit interagir étroitement et idéalement avec le joint pour assurer une pleine étanchéité. Cet enlèvement de matière dans la première partie d u volet permet à l'extension du joint de venir se placer de façon optimisée contre ladite première partie lorsque le volet obture le conduit de la vanne. Une telle configuration pour laquelle l'extension de l'ouverture et la première partie du volet coopèrent étroitement permet de résoudre de façon optimisée le problème l ié à la montée brutale d u débit gazeux pour les petits angles d'ouverture du volet.
Avantageusement, l'extension peut engager, lorsque le volet est en position de fermeture, un contact plan avec la première partie du volet.
De façon avantageuse, le joint possède un prolongement destiné à interagir avec la deuxième partie du volet. En effet, la deuxième partie du volet est amenée à venir affleurer ce prolongement de joint, lorsque le volet est dans une position de fermeture, en laissant subsister un jeu minime de quelques dixièmes de millimètres. Il est supposé que le joint est globalement plan et de faible épaisseur. Afin de faciliter la compréhension de l'invention, ce prolongement correspond à la deuxième portion du joint décrite dans la description détaillée.
Avantageusement, le prolongement du joint possède une ouverture secondaire. Lorsque le volet est en position de fermeture contre le joint, il se crée un déséquilibre de pression autour de la première partie dudit volet en raison du flux gazeux impactant ladite première partie, si bien que ladite première partie a tendance à être repoussée et à légèrement s'ouvrir. L'ouverture secondaire située dans le prolongement du joint a pour objectif d'engendrer une dépression derrière la deuxième partie du volet, qui a alors tendance à être aspirée par ladite dépression. Le mouvement amorcé par cette deuxième partie étant opposé à celui de la première partie, il joue un rôle de compensation pour permettre audit volet de ne pas se déformer et de conserver un profil résultant linéaire, afin d'assurer une bonne étanchéité lorsqu'il est dans une position de fermeture.
Préférentiellement, le prolongement du joint possède une nervure, l'ouverture secondaire étant pratiquée dans ladite nervure. Le fait que l'ouverture secondaire soit pratiquée au sein de cette nervure va augmenter la surface de dépression ainsi créée par ladite ouverture, et va contribuer à assurer une fermeture particulièrement étanche du volet. De façon préférentielle, l'ouverture secondaire occupe une position centrale dans le prolongement.
Les vannes selon l'invention présentent l'avantage d'offrir un bon contrôle du débit gazeux sur toute la plage d'ouverture du volet, en proposant notamment une montée linéaire et régulière du débit gazeux sur une plage d'ouverture angulaire réduite du volet. Les vannes selon l'invention ont l'avantage d'être plus performantes que les vannes de régulation déjà existantes, grâce à ce contrôle amélioré du débit gazeux, tout en demeurant d'un encombrement constant et faciles à fabriquer.
On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'une vanne selon l'invention, en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1, déjà décrite, est un diagramme donnant le débit massique du gaz traversant une vanne de régulation de l'état de la technique en fonction de l'angle d'ouverture de son volet, - La figure 2 est une vue en perspective d'un joint d'une vanne de contrôle moteur selon l'invention,
- La figure 3 est une vue en perspective d'un volet d'une vanne de contrôle moteur selon l'invention,
- La figure 4 est une vue en perspective d'un volet et d'un joint d'une vanne de contrôle moteur selon l'invention,
Un circuit de gaz d'un moteur thermique de véhicule automobile comprend une partie amont d'alimentation en gaz dudit moteur, dans laquelle circule notamment de l'air frais, et une partie aval d'échappement dans laquelle circulent des gaz brûlés pour être évacués hors du véhicule. Généralement, un tel circuit de gaz comprend au moins une boucle EGR (de l'anglais Exhaust Gas Recirculation) joignant la partie aval d'échappement à la partie amont d'alimentation, pour permettre de mélanger des gaz d'échappement à l'air frais incident. Puisque ces boucles EGR ne doivent pas être ouvertes en permanence lors de toutes les phases de fonctionnement du moteur, elles sont équipées chacune d'une vanne EGR permettant de réguler le flux des gaz d'échappement circulant dans la boucle considérée.
Une vanne EGR selon l'invention comprend un conduit de circulation de gaz et un volet 1, monté pivotant sur un axe 2 de rotation, et apte à se déplacer entre une position de fermeture pour laquelle il empêche le passage des gaz d'échappement, et une position de complète ouverture pour laquelle il autorise ce passage avec un débit maximal. Le mécanisme de pilotage du volet 1 permet de figer ledit volet 1 dans n'importe quelle position intermédiaire située entre ces deux positions extrêmes.
En se référant à la figure 3, le volet 1 est monté sur l'axe 2, de sorte que ledit axe 2 sépare ledit volet 1 en une première partie 3 et une deuxième partie 4. Lesdites parties 3,4 sont planes et de faible épaisseur, et sont situées en continuité l'une de l'autre. Préférentiellement, elles constituent une seule et même pièce. Ces deux parties 3,4 ont une largeur identique, ladite largeur constituant leur dimension prise le long de l'axe de rotation 2, tandis que la première partie 3 possède une long ueur inférieure à cel le de la deuxième partie 4, la long ueur représentant leur dimension prise le l o n g d 'un axe perpendiculaire audit axe 2 de rotation. La première 3 et la deuxième 4 parties sont reliées entre elles rigidement, si bien qu'elles pivotent simultanément autour de l'axe 2 en étant situées à 180° l'une de l'autre. La deuxième partie 4 d u volet 1 est de forme rectangulaire et a une épaisseur constante. La première partie 3 de ce volet 1 comporte une pièce support 5 de forme sensiblement rectangulaire et d'épaisseur constante, surmontée par une pièce de liaison 6 de forme sensiblement rectangulaire, et possédant une épaisseur profilée, ladite pièce de liaison 6 reliant la deuxième partie 4 du volet 1 à la pièce support 5. En effet, cette pièce de liaison 6 située au contact de la pièce support 5, prolonge idéalement la deuxième partie 4 du volet 1, en ayant la même épaisseur au niveau de leur plan de jonction 7, l'épaisseur de cette pièce de liaison 6 décroissant progressivement en s'éloignant dudit plan de jonction 7, suivant une direction perpendiculaire à ce plan 7. Il est à préciser que le plan de jonction 7 est parallèle à l'axe de rotation 2 du volet 1. Les dimensions de la pièce support 5 sont supérieures à celles de la pièce de liaison 6 à son contact, si bien que l'épaisseur de la partie périphérique en forme de U de la première partie 3 du volet 1 correspond à l'épaisseur de cette pièce support 5. Préférentiellement, la deuxième partie 4 du volet 1 et la pièce de liaison 6 constituent une seule et même pièce . En effet, le concept de « pièce de liaison » a été introd uit dans le but de décrire le volet 1 aussi précisément que possible, sans laisser supposer que cette pièce est forcément indépendante et autonome. Il en est de même pour les deux parties 3,4 du volet 1 , q ui correspondent aux deux parties d u volet 1 situées de part et d'autre de l'axe, mais q ui ne se distinguent pas forcément par une limite physique marquée et visible.
En se référant à la figure 2, une fois que le volet 1 a été placé à l'intérieu r de l a van ne, il coopère avec u n joint 8 q u i est sol id aire de l a structure interne de ladite vanne, pour assurer une bonne étanchéité de celle- ci, lorsque le volet 1 est en position de fermeture. Le joint 8 est une pièce plane, de faible épaisseur, et q u i a une forme globalement rectangulaire, permettant de distinguer une première portion 9 et une deuxième portion 10, ladite deuxième portion 10 étant dénommée prolongement dans les revendications. La première portion est rectangulaire 9 et s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit joint 8. Autrement dit, les axes longitudinaux du joint 8 et de la première portion 9 sont perpendiculaires. Cette première portion 9 comporte une ouverture qui, pour un joint de l'état de la technique, est rectangulaire et dont les dimensions sont voisines de celles de la section de passage des gaz dans le conduit de la vanne. Pour une vanne EGR selon l'invention, cette ouverture li a été réduite au moyen d'une extension 12 du joint, qui saille à l'intérieur de ladite ouverture 11, ladite extension 12 ayant la forme d'un triangle rectangle. Plus précisément, les deux côtés 13,14 perpendiculaires de cette extension 12 sont au contact de deux bords 15,16 perpendiculaires délimitant l'ouverture, chacun desdits côtés 13,14 ayant une longueur inférieure à la longueur du bord 15,16 sur lequel il prend appui. De façon avantageuse, cette extension 12 et le joint 8 sont constitués par le même matériau et forment une seule et même pièce, lesdits côtés 13,14 et lesdits bords 15,16 étant dans une parfaite continuité sans pouvoir être distingués. L'ouverture résultante 11 possède ainsi une extrémité 17 de largeur constante sur une faible longueur, ladite largeur décroissant progressivement sur le reste de la longueur de ladite ouverture 11, en s'éloignant de ladite extrémité 17 de largeur constante, pour atteindre une valeur minimale non nulle. La deuxième portion 10 du joint 8 est rectangulaire et s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit joint 8. Autrement dit, les axes longitudinaux du joint 8 et de la deuxième portion 10 sont perpendiculaires. Cette deuxième portion 10 est globalement pleine, et possède un évidement 18 sous la forme d'une rainure rectangulaire, s'étendant parallèlement à la deuxième portion 10 du joint 8. Cette rainure 18 occupe une place centrale dans la deuxième portion 11 du joint 8. Cette deuxième portion 10 est dotée d'une ouverture secondaire 19, assimilable à un orifice circulaire, ledit orifice 19 étant placé au centre de la rainure 18. Les dimensions de cet orifice 19 sont nettement inférieures à celles de l'ouverture 11 de la première portion 9, le rapport entre leur surface pouvant varier de 10 à 20. En se référant à la figure 2, la pièce de liaison 6 du volet 1 a subi un en lèvement de matière, dont le contour est triang u laire et a les mêmes dimensions que celles de l'extension 12 du joint 8. De cette manière, ladite pièce de l ia ison 6 présente u n bord obl iq ue 20. Une fois en position de fermeture dans la vanne, la première partie 3 du volet 1 pourra venir se placer contre la première portion 9 du joint 8, de manière à ce que l'extension 12 du joint 8 pu isse ven ir se loger d ans l a trace de l ad ite prem ière partie 3 engendrée par cet enlèvement de matière.
En se référant à la figure 4, le volet 1 est monté dans la vanne de sorte que la première partie 3 coopère avec la première portion 9 du joint 8, et de sorte que la deuxième partie 4 coopère avec la deuxième portion 10 du joint 8, l'axe de rotation 2 dudit volet 1 matérialisant la séparation entre les deux portions 9,10 du joint 8. Lorsque le volet 1 se retrouve dans une position de fermeture, la première partie 3 vient au contact de la première portion 9 du joint 8, de manière à ce que l'extension 12 du joint 8 soit au contact de ladite première partie 3 au niveau de l'emplacement généré par l'enlèvement de matière. Simultanément, la deuxième partie 4 du volet 1 vient affleurer la deuxième portion 10 d u joint 8, en laissant subsister un jeu de quelq ues millimètres. L'ouverture secondaire 19 pratiquée dans la deuxième portion 10 d u joint 8 permet de créer u ne dépression aya nt pou r but d 'aspi rer l a deuxième partie 4 du volet, afin de compenser le mouvement de la première partie 3 du volet 1. En effet, lorsque la vanne est dans une configuration de fermeture, les gaz situés en amont du volet 1 exercent une pression sur la première partie 3 dudit volet 1 , q ui a tendance à être repoussée et donc à légèrement s'entrouvrir, laissant passer une petite fraction des gaz . La dépression contribue à déplacer la deuxième partie 4 du volet 1, dans un sens qui est opposé à celui de la première partie 3, permettant audit volet 1 de conserver un profil linéaire et d 'assurer ainsi une bon ne étanchéité de la fermeture.
Ainsi, une telle réduction de l'ouverture 12 de la première portion 9 du joint 8, associée à un profil adapté de la première partie 3 du volet 1, permet de limiter le passage des gaz sur les premiers degrés d'ouverture du volet 3, à partir de sa position de fermeture. Par conséq uent, le débit de gaz croît linéairement avec le degré d 'ouverture du volet 1 , et ce sur toute la plage d'ouverture angulaire dudit volet 1. Une telle vanne rend proportionnel le débit de gaz avec le deg ré d 'ouvertu re angulaire du volet, su r toute l a plage possible d'ouverture du volet 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vanne de contrôle moteur, présentant un corps délimitant un conduit interne et comprenant un volet ( 1 ) d oté d 'un axe (2) de rotation séparant ledit volet (1) en une première partie (3) et une deuxième partie (4), ledit volet (1) étant monté pivotant dans ledit conduit entre une position de complète ouverture permettant le passage du fluide dans le conduit, et une position de fermeture empêchant ledit passage, et pour laquelle la première partie (3) vient en butée contre un joint (8), ledit joint (8) étant doté d'une ouverture (11) pour le passage des gaz dans le conduit, le joint (8) possédant une extension (12) qui saille dans l'ouverture (11), d e m a n iè re à masquer partiellement ladite ouverture (11).
2. Vanne selon la revendication 1, le joint (8) s'étendant dans un seul plan.
3. Vanne selon la revendication 2, l'extension (12) définissant un bord saillant dans l'ouverture et s'étendant selon une direction formant une intersection avec deux bords contigus de l'ouverture (11).
4. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, l'extension (12) engageant, lorsque le volet est en position de fermeture, un contact plan avec la première partie (3) du volet (1).
5. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'ouverture (11) étant rectangulaire, et l'extension (12) étant triangulaire et prenant naissance sur au moins un bord (14,15) du joint (8) entourant ladite ouverture (11).
6. Vanne selon la revendication 5, l'extension (12) ayant la forme d'un triangle rectangle et étant reliée à au moins deux bords (14,15) du joint (8) entourant l'ouverture (11).
7. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, l'extension (12) et le joint (8) constituant une seule et même pièce.
8. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, la première partie (3) du volet (1) ayant subi un enlèvement de matière sur une zone, dont le contour correspond à celui de l'extension (12) du joint (8), de manière à permettre à ladite extension (12) de venir se placer dans ladite zone lorsque le volet (1) est dans une position de fermeture.
9. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le joint (8) possédant un prolongement (10) destiné à interagir avec la deuxième partie (4) du volet (1).
10. Vanne selon la revendication 9 le prolongement (10) du joint (8) possédant une ouverture secondaire (19).
11. Vanne selon la revendication 10, le prolongement (10) du joint (8) possédant une nervure (18), et en l'ouverture secondaire ( 19) étant pratiquée dans ladite nervure (19).
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