Brevet FR2565632A1 — publié le 19851213

La présente invention se rapporte à une vanne pour répartir l'air aspiré préchauffé et non préchauffé dans un moteur à combustion interne, comprenant un corps de vanne muni d'un orifice d'admission pour l'air OS préchauffé, d'un orifice d'admission pour l'air non préchauffé, d'un orifice de sortie conduisant à un con- duit d'admission et un clapet à commande thermostatique, monté pivotant, qui peut être placé en des positions di- verses afin de faire varier les proportions du mélange entre l'air préchauffé et l'air non prêchauffé, à la sortie. Dans des vannes connues de ce type, un clapet tourillonne habituellement, autour d'un de ses bords latéraux, ce qui signifie que lorsque le clapet ferme l'une ou l'autre des admissions, il est soumis à un couple qui tend à faire pivoter le clapet dans la direc- tion de l'ouverture. Ceci est dû au fait qu'un côté du clapet est soumis à la pression atmosphérique et que l'autre côté est soumis à une pression inférieure à la pression atmosphérique, qui résulte de l'écoulement d'air entre l'orifice d'admission ouvert et l'orifice de sortie. Du fait que l'écoulement d'air vers le mo- teur est pulsatoire, la force résultante agissant sur le clapet est également pulsatoire. La force exercée, par le thermostat sur le clapet dans chaque direction de fermeture, dépend de la température dans le conduit de prélèvement. En conséquence, le clapet, à certaines températures et à basses pressions (charges du moteur), oscillera alternativement en s'éloignant et se rappro- chant de son siège à l'entrée, du fait que le couple pulsatoire agissant dans la direction de l'ouverture sera alternativement supérieur et inférieur au couple agissant dans la direction de la fermeture. La consé- quence en sera un bruit déplaisant en provenance de la vanne. A pleine charge, le couple causé par la dépres- sion peut dépasser le couple agissant dans la direction opposée, de telle manière que le moteur reçoit un mé- lange inadéquat d'air préchauffé et non préchauffé. Des essais ont, précédemment, été faits, pour résoudre le problème du bruit, a l'aide d'un clapet re- couvert de mousse de caoutchouc ou en munissant le cla- S05 pet d'un amortisseur hydraulique. Ces deux solutions présentent des inconvénients. Dans le premier cas, on n'obtient pas une élimination à 100 % du bruit. Dans le second cas, la réalisation est coûteuse et comDli- quée. Aucune de ces solutions ne peut empêcher le cla- pet d'être aspiré dans le sens l'éloignant de son siège lors du fonctionnement du moteur à pleine charge. Le but de la présente invention est de réali- ser une soupape du type décrit dans l'introduction, qui élimine tous les inconvénients cités ci-dessus. Ceci est réalisé selon l'invention par le fait que le clapet comprend des parties de sa surface situées de chaque côté de son axe de pivotement, les dites parties étant dimensionnées et étant disposées de telle sorte que les forces exercées sur le clapet résultant de l'écoulement d'air à travers le corps de soupape donnent naissance à des couples dirigés à l'opposé l'un de l'autre, d'am- plitude sensiblement égale. Au lieu d'essayer d'amortir le couple créé par la dépression pulsatoire en utilisant par exemple l'inertie de moyens d'amortissement hydraulique, l'in- vention est fondée sur l'idée consistant à créer un couple antagoniste correspondant, pulsatoire et de mê- me amplitude sur le clapet. Dans une forme de réalisation préférentielle de la vanne selon l'invention, le clapet constitue, d'une part un élément d'étanchéité, au moyen duquel les ouvertures d'admission peuvent alternativement être fermées et sur le bord latéral duquel l'axe de pivotement est situé, et, d'autre part, un élément d'équilibrage qui est un prolongement de l'élément d'étanchéité de l'autre côté de l'axe de pivotement et qui s'étend dans une chambre qui communique d'un côté de l'élément d'équilibrage avec une des admissions et de l'autre côté avec l'autre admission. L'avantage de cette forme de réalisation est qu'elle apporte une grande liberté d'adaptation aux installations existantes d'admission des moteurs. La conception rend possible de remplacer une source exis- tante de conception plus ancienne par une vanne selon l'invention, sans recourir à des modifications addition- nelles, du fait que' cette dernière peut avoir exacte- ment la même construction que la première, en ce qui concerne l'emplacement des orifices d'admission et de sortie, la forme des éléments de fermeture et l'emplace- ment de l'axe de pivotement. La seule différence exter- ne est que la vanne, selon l'invention, possède un pro- longement de la chambre définie par le corps de vanne. L'invention sera maintenant décrite plus en détails, en faisant référence aux exemples montrés dans les dessins annexes, dans lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'une vanne selon l'invention repré- sentée de façon schématique, la figure 2, une coupe lon- gitudinale d'une vanne selon l'invention dans une forme de réalisation préférentielle en pratique, et la figure 3, une vue suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure l montre une vanne, désignée dans son ensemble par le repère 1, comprenant un corps de vanne 2 muni d'un orifice d'admission 3, auquel un con- duit d'admission 4 pour l'air froid est relié, une ou- verture d'admission 5, à laquelle un conduit d'admis- sion 6 pour l'air préchauffé est relié, et un orifice de sortie 7 débouchant dans l'enveloppe d'un filtre à air 8. Un clapet de vanne 9 est monté pivotant dans le corps de vanne. Le clapet 9 est fixé à un axe 10 qui divise le clapet en des parties de même dimension et qui est monté pivotant dans le logement 2, L'axe est relié à l'extérieur du corps à un dispositif thermosta- tique (non représenté), qui détecte la température à la sortie du corps de soupape et règle l'angle du cla- pet en conséquence. La figure 1 montre la position du clapet lorsque le moteur est froid, quand seul l'air préchauf- fé est amené au filtre à air 8. La dépression résul- tant de l'écoulement d'air donne naissance à des for- ces sur le clapet, qui sont distribuées également de chaque côté de l'axe 10, ce qui signifie que le clapet est soumis à des couples dirigés à l'opposé l'un de l'autre, d'amplitude égale, et qui, en conséquence, s'annulent, quelque soit le débit. La figure 2 montre une vanne 20 selon l'in- vention qui résulte d'une modification d'une construc- tion de vanne connue dans la pratique. La vanne com- prend un corps de vanne 21 avec des raccords d'admis- sion 22 et 23 reliés à des conduits d'admission 24 et pour respectivement l'air préchauffé et l'air non préchauffé, et un conduit de sortie 26, auquel est re- lié un filtre à air 27. Un clapet 28 est monté dans le corps, afin de pivoter autour d'un axe de pivote- ment 29. Le clapet 28 est rigidement relié à une paire de leviers courts 30 auxquels est reliée de manière pivotante une fourchette en U 31 avec une bielle de commande 32. Un thermostat 33 est disposé dans le con- duit de sortie 26. L'organe de commande du thermostat est réuni, par l'intermédiaire de ressorts antagonis- tes à la bielle 32. Jusqu'ici, la construction est conforme à la construction connue. L'élément caractéristique nouveau de la van- ne 20 est que le corps 21 possède une partie de corps 34 en avancée qui définit une chambre 35 ayant la for- me d'un secteur circulaire, dans la coupe longitudina- le représentée, et qui contient un clapet d'équilibra- ge 36,rigidement,fixé au clapet 28. La chambre 35 est divisée par le clapet d'équilibrage 36 en deux parties, dont l'une communique librement avec l'un des conduits d'ad- mission 24, l'autre communiquant avec l'autre conduit d'admission 25. La dépression dans le corps de soupape donnera ainsi naissance à des forces sur le clapet d'équilibrage produisant un couple antagoniste par rapport au couple produit par les forces agissant sur le clapet de la vanne. La surface du clapet d'é- quilibrage est adaptée à la surface du clapet de la vanne, de telle sorte que ces couples dirigés à l'op- posé l'un de l'autre s'annulent. Le corps 21 ainsi que la partie de corps 34 sont fabriqués de manière appropriée en une seule pièce en matière plastique moulée par injection, à laquelle les conduits existants peuvent être directe- ment reliés lorsqu'on remplace une vanne de concep- tion plus ancienne par une vanne selon l'invention. La forme de réalisation, décrite ci-dessus, possède une commande thermostatique purement mécani- que. Une commande thermostatique électronique peut également être utilisée, cette commande peut alors prendre également en considération, si cela s'avère nécessaire, des paramètres additionnels, tels que l'humidité, la pression atmosphérique ainsi que la température. REVENDICATIONS 1. Vanne pour répartir l'air préchauffé et l'air non préchauffé dans un moteur à combustion in- terne, comprenant un corps de vanne ayant un orifice d'admission pour l'air préchauffé, un orifice d'ad- mission pour l'air non préchauffé, un orifice de sor- tie menant à un conduit de prélèvement et un clapet nonté pivotant, à commande thermostatique, qui peut prendre différentes positions, afin de faire varier les proportions du mélange entre l'air préchauffé et l'air non préchauffé à la sortie, caractérisée en ce que le clapet (9; 28, 36) comporte des parties de sa surface situées des deux côtés de son axe de pivotement (10; 29), lesdites parties étant dimensionnées et étant disposées de telle sorte que les forces exer- cées sur le clapet résultant de l'écoulement d'air à travers le corps de soupape (2; 21) donnent naissan- ce à des couples dirigés à l'opposé l'un de l'autre et d'amplitude sensiblement égale. 2. Vanne suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que le clapet forme, d'une part, un élément d'étanchéité (28) au moyen duquel les orifi- ces d'admission (22, 23) peuvent alternativement être fermées, et, sur le bord latéral duquel, est situé l'axe de pivotement (29), et, d'autre part, un élément d'équilibrage (36) qui est un prolongement de l'élé- ment d'étanchéité du côté opposé de l'axe de pivote- ment, et qui s'étend dans une chambre (35) qui commu- nique d'un côté de l'élément d'équilibrage avec l'un (22) des orifices d'admission et de l'autre côté avec l'autre orifice d'admission (23). 3. Vanne suivant la revendication 2, carac- térisée en ce que la chambre (35) est un prolongement (34) du corps de soupape lui-même (21) et a essentiel- lement la forme d'un secteur circulaire en coupe lon- gitudinale. 4. Vanne suivant la revendication 3, carac- térisée en ce que le corps de vanne (21, 34) est un corps en matière plastique moulée par injection qui possède des raccords (22, 23, 26) pour le conduit de prélèvement et pour les conduits d'admission (24, 25) d'air préchauffé et d'air non préchauffé. 5. Vanne suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un thermo- stat (33) est disposé dans la sortie (26) du corps de vanne et possède une bielle qui constituée par une fourchette en forme de U (31) qui entoure le clapet, chaque branche de ladite fourchette étant reliée de manière pivotante à un court levier individuel (30) qui est relié au clapet.