Brevet FR2726328A1 — publié le 19960503

l " Soupape de recyclage des gaz d'échappement pour régler son débit, actionnée par un mécanisme de commande " Etat de la technique L'invention concerne une soupape de recyclage des gaz d'échappement pour régler le débit du recyclage des gaz d'échappement qui sont amenés au côté aspiration d'un mo- teur à combustion interne, avec un ajutage pénétrant dans un tube, relié au système collecteur des gaz d'échappement et faisant partie d'une canalisation de recyclage des gaz d'échappement, ajutage dont l'embouchure située du côté frontal présente un siège de soupape avec lequel coopère un corps de soupape actionné par un mécanisme de commande qui présente une tige de soupape passant à travers la paroi du tube. Dans le cas d'une telle soupape de recyclage des gaz d'échappement, connue par le document DE-C-43 25 169 on prévoit comme servomoteur, une membrane de commande action- née par une pression de commande à l'encontre de la force d'un ressort. On ne peut toutefois concrétiser de tels sys- tèmes d'entraînement des soupapes de recyclage des gaz d'échappement que quand on dispose, sur le lieu d'utilisa- tion, d'une source d'air comprimé correspondante. La dispo- sition d'un tel agent sous pression est en soi très coûteuse. Il a déjà été proposé aussi des soupapes de recy- clage des gaz d'échappement actionnées par des électro- aimants, qui en règle générale sont conçues de telle façon que l'organe de commande agisse axialement sur la tige de soupape. De tels systèmes d'entraînement nécessitent des électro-aimants offrant une force importante de commande, pour permettre le fonctionnement sans entrave de la soupape de recyclage des gaz d'échappement. En particulier on doit aussi, à l'aide de ces électro-aimants, assurer la fonction de fermeture de la soupape de recyclage des gaz d'échappe- ment. Cela oblige à avoir, pour les électro-aimants de com- mande un mode de construction très grand, et il est nécessaire d'avoir une source d'énergie correspondante pour entraîner de tels électro-aimants. Avantages de l'invention La soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon l'invention est caractérisée en ce que l'organe mobile du mécanisme de commande est accouplé à la tige de soupape par une genouillère s'appuyant sur un point d'appui à poste fixe. Cette soupape de recyclage des gaz d'échappement selon l'invention a par rapport à l'état de la technique l'avantage que l'on diminue d'une manière simple la force de commande nécessaire pour actionner la soupape de recy- clage des gaz d'échappement en utilisant une genouillère. En conséquence on peut utiliser des électro-aimants et des systèmes d'entraînement sensiblement plus petits. Selon une autre caractéristique de l'invention, la genouillère se compose au moins d'une paire de leviers, le premier levier étant monté par l'une de ses extrémités à poste fixe sur le point d'appui prévu sur le carter, du mé- canisme de commande, et étant relié par son autre extrémité à l'une des extrémités de l'autre second levier, en étant en même temps couplé à cet endroit avec le mécanisme de commande, et le second levier étant relié par son autre ex- trémité à la tige de soupape, au moins indirectement. Dans un développement avantageux de la solution selon l'invention on a prévu, un bloc d'ajustage dans le- quel est vissé le corps de la soupape et au moyen duquel elle est reliée à la genouillère. En vissant et en dévis- sant la tige de soupape on peut régler la position exacte- ment nécessaire du corps de soupape par rapport à son siège de telle façon que, quand la soupape est fermée, la ge- nouillère peut être mise dans une position finale optimale correspondant à une position presque tendue. On fixe le ré- glage, une fois qu'il a été obtenu, par des moyens connus d'autoblocage. On peut d'une façon particulièrement avanta- geuse dans le cas d'une telle solution, utiliser un élec- tro-aimant de commande qui peut être réalisé de façon économique sous une forme petite compte tenu de la force de commande faible à déployer. De façon avantageuse un élec- tro-aimant à noyau plongeur convient pour cela. Dans ce cas l'électro-aimant de commande a son axe qui est perpendicu- laire à l'axe de la tige de soupape de telle sorte que le principe de la genouillère puisse être utilisé. Pour com- penser la position du point d'articulation de la ge- nouillère par rapport à son point d'appui à poste fixe, position qui varie en fonction de la position de l'armature du mécanisme d'entraînement, on rend la suspension de l'électro-aimant mobile. Dans une autre configuration avantageuse, on peut construire l'électroaimant de commande de façon rigide dans un carter. La modification de la position relative du point d'articulation de la genouillère par rapport au point d'appui est, dans le cas de cette solution, compensée grâce au fait que la fourche d'entraînement présente un évidement à l'intérieur duquel peut se déplacer l'axe inséré dans le point d'articulation de la genouillère. Dans une autre configuration avantageuse il est prévu une paire de genouillères avec chacune deux leviers, qui sont actionnés au moyen de fourches d'entraînement, dans lesquelles vient en prise un axe commun à chacun des deux leviers. De cette façon on obtient une construction symétrique qui empêche le bloc d'ajustage de tourner ou de se coincer dans le carter. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux modes de réalisa- tion représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un premier exemple de réali- sation de la soupape de recyclage des gaz d'échappement avec un électroaimant mobile dans une première position de fonctionnement; - la figure 2 montre l'exemple de réalisation se- lon la figure 1, dans une deuxième position de fonctionne- ment; - la figure 3 montre un second exemple de réali- sation en coupe longitudinale, avec un électro-aimant de commande monté à poste fixe dans un carter; - la figure 4 montre une coupe à travers l'exem- ple de réalisation selon la figure 3 le long de la ligne IV-IV, en ayant laissé de côté la tige de soupape; et - la figure 5 montre une représentation en pers- pective de la coupe selon la figure 3. Description des exemples de réalisation Sur la figure 1 on a représenté un tube 1 qui peut faire partie d'une conduite d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne ou même partie d'une conduite de recyclage des gaz d'échappement. Dans l'exemple présen- té, le tube est conçu comme une pièce intermédiaire d'une conduite d'aspiration amenant au moteur à combustion in- terne de l'air ou un mélange air-carburant, avec une bride de raccordement 3 à l'une des extrémités et un ajutage de liaison avec un tuyau 4 à l'autre extrémité. Le tube pré- sente un ajutage de raccordement 6 qui est fermé par une bride 7. La bride sert de support à un ajutage 8 qui est relié, d'une manière qui n'a pas été représentée, à une conduite de recyclage des gaz d'échappement. Cet ajutage pénètre librement dans le tube. Un côté frontal 10 est constitué en siège de soupape, siège sur lequel une tête de soupape d'un corps de soupape 12 vient en appui par sa face étanche. La tête de soupape 11 est guidée par une tige de soupape 14 qui à son tour est guidée dans un manchon d'étanchéité 15, à travers lequel elle passe hors du tube par son extrémité 16. Le manchon 15 repose dans un ajutage de guidage 17 qui se dresse à partir de la paroi interne du tube. L'extrémité de la tige de soupape qui se trouve à l'extérieur est accouplée à une genouillère 19. Celle-ci présente un premier levier 20 qui est monté par l'une de ses extrémités 21 à poste fixe sur un point d'appui sur un carter 23 dans lequel est logé un mécanisme de commande 22 de la soupape de recyclage des gaz d'échappement. Le carter 23 est dans ce cas réalisé de façon avantageuse d'une seule pièce avec le tube 1. L'autre extrémité 24 du premier le- vier est reliée à l'une des extrémités 25 d'un second le- vier 26 de la genouillère 19, ce second levier étant relié par son autre extrémité finalement à l'extrémité 16 de la tige de soupape, de façon articulée. A la liaison des ex- trémités 24 et 25 du premier et du second levier l'un avec l'autre, il y a un point d'articulation c'est-à-dire le point d'articulation de la genouillère, auquel est reliée une armature 29 d'un électro-aimant de commande 30. Cette armature est constituée sous la forme d'un noyau plongeur qui, lors de l'excitation de la bobine 31 de l'électro- aimant est attiré dans son guidage à l'encontre de la force d'un ressort 32 et, ce faisant, tend la genouillère 19. De cette manière le corps de la soupape se met dans sa posi- tion de fermeture, comme représenté à la figure 1. Pour ouvrir la soupape de recyclage des gaz d'échappement on cesse d'exciter l'électro-aimant de com- mande de telle façon que l'armature 29 soit déplacée vers l'extérieur par le ressort 32 et, ce faisant, fasse passer la genouillère 19 de sa position tendue dans sa position pliée. Ceci a été représenté à la figure 2. Comme l'une des extrémités 21 du premier levier 20 de la genouillère 19 est monté à poste fixe sur le carter 23, le point d'articula- tion de la genouillère 19 se déplace dans ce cas vers le haut. Pour pouvoir accompagner ce mouvement sans entrave, l'électro-aimant de commande 22 est monté de façon à pou- voir pivoter dans le carter 23 à l'aide d'un palier de pi- votement 33. La figure 3 montre une configuration améliorée dans laquelle on a en particulier renoncé à faire pivoter l'électro-aimant de commande, pour obtenir une réalisation compacte avec si possible moins de masses en mouvement. La configuration selon la figure 3 permet dans ce cas d'avoir en particulier une encapsulation étanche de la bobine de l'électro- aimant de commande dans le carter, de telle sorte que la partie qui amène la tension électrique soit isolée et fixée en position d'une manière optimale. Dans le cas de cette réalisation on a prévu, comme dans le cas de la fi- gure 1, un corps de soupape 12 avec une tige de soupape 114. Celle-ci entre par un manchon étanche 35 dans le car- ter 123 du mécanisme de commande et quitte celui-ci égale- ment par un manchon 36 sur le côté opposé. A l'intérieur du carter, la tige de soupape 114 présente un filetage exté- rieur 37, au moyen duquel elle vient en prise dans le file- tage intérieur correspondant d'un bloc d'ajustage 38 qui est guidé sur la tige de soupape. Le bloc d'ajustage est pour cela pourvu d'un alésage 39 qui passe de bout en bout et qui présente pour partie le filetage. Le bloc d'ajustage a un contour extérieur sensi- blement rectangulaire en section transversale et présente, du côté de l'entrée de la tige de soupape dans le carter 123, un pied 40 qui a un alésage s'étendant perpendiculai- rement à l'alésage 39 allant d'un bout à l'autre et qui sert à recevoir un axe 41. Sur celui-ci on a monté des deux côtés sur le bloc d'ajustage, de façon adjacente, deux le- viers 126 de la genouillère 19 ici réalisée sous forme d'une paire. Ces leviers sont guidés entre la surface plane latérale 42 du bloc d'ajustage et respectivement d'une pa- roi 54 du carter 123 parallèle à celle-ci. Les extrémités 43 de l'axe 41 qui font saillie au-delà du levier sont gui- dées dans des fentes 44 du carter parallèles à l'axe de la tige de soupape et empêchent de cette façon le bloc d'ajus- tage 38 de tourner sur la tige de soupape. Les premiers leviers 120 de la paire de ge- nouillères sont reliés aux seconds leviers 126 de façon ar- ticulée par un axe commun 45, et les extrémités 121 des premiers leviers 120 sont montées sur un axe commun à poste fixe 46 qui est monté dans un alésage transversal 47 du carter. La liaison des genouillères avec leur mécanisme d'entraînement a lieu au moyen, pour chacun, d'une fourche d'entraînement 48 qui présente un évidement 49 représenté clairement à la figure 5. Celui-ci, dans une réalisation présentée à titre d'exemple, est constitué avec une forme sensiblement en Y et est ouvert vers le haut en direction du côté de la sortie de la tige de soupape, avec une paroi de délimitation antérieure 50 qui se trouve parallèle à l'axe de la tige de soupape et une paroi de délimitation 51 oblique postérieure opposée. Dans cet évidement pénètre respectivement l'extrémité de l'axe commun 45. Les fourches d'entraînement 48 sont reliées l'une à l'autre par une en- tretoise 52, l'entretoise étant reliée à son tour à la face frontale 53 de l'armature 129. Dans l'exemple de réalisa- tion l'entretoise est constituée sous la forme d'un flasque annulaire qui est replié ou encliqueté dans une rainure ex- térieure 55 sur l'armature 129 (assemblage à enclenchement) et constitue en même temps une butée de profondeur pour l'armature, tandis que la pièce de forme annulaire peut être mise en appui sur une partie plane du carter 56 ser- vant de contrebutée. Les fourches d'entraînement entourent les pre- miers leviers 120 respectivement de l'extérieur, d'une fa- çon telle que ceux-ci soient guidés entre les fourches d'entraînement et les seconds leviers 126. L'armature 129 est, comme dans le cas de l'exem- ple de réalisation précédent, un noyau plongeur qui est ra- mené à sa position initiale par un ressort 132, d'une manière telle que, sous l'action du ressort, la genouillère soit amenée dans sa position tendue. Le ressort procure dans ce cas la force de fermeture pour la soupape de recy- clage des gaz d'échappement d'une manière telle que la po- sition de fermeture puisse être compensée élastiquement. De façon avantageuse la paire de genouillères se trouve aussi, dans cet exemple de réalisation, quand la soupape de recy- clage des gaz d'échappement est dans sa position de ferme- ture, dans la position la plus tendue possible dans laquelle on obtient la plus grande transmission des forces. Pour régler la position de la tige de soupape par rapport au bloc d'ajustage 38 la tige de soupape 114 pré- sente sur son extrémité sortante 57 des surfaces d'adhé- rence au moyen desquelles on peut la faire tourner et on peut régler de cette façon sa position axiale par rapport au bloc d'ajustage 38. Quand le réglage a été effectué, on peut fermer l'accès à cette extrémité 57 par un couvercle 59, que l'on écarte de l'extrémité 57 jusqu'à ce que la tige de soupape puisse exécuter son mouvement d'ouverture. Cette forme de réalisation de la soupape de recy- clage des gaz d'échappement permet aussi, d'une manière simple, d'effectuer une répétition de position. Dans ce cas on prévoit sur le pied 40 un curseur 62 qui glisse sur la piste opposée d'une résistance 64 fixée sur une partie du carter 123. Naturellement on peut encore utiliser dans le présent cas d'autres détecteurs de déplacement car on peut en particulier fermer le carter 123 de façon sensiblement étanche de telle sorte que l'intérieur du carter, qui n'est pas encapsulé, soit protégé de façon sûre contre les sale- tés et les liquides. De façon avantageuse le carter est dans ce cas doté d'une forme en pot avec un pot métallique 65, enrobé de plastique par injection, qui présente des ouvertures 67 pour laisser passer la masse de plastique injecté à diffé- rents intervalles et qui est essentiellement réalisé par pulvérisation. La pulvérisation a lieu après l'insertion de l'électro-aimant en maintenant libres des espaces nécessai- res pour les genouillères et le capteur de déplacement. Du côté de la tige de soupape 114 on a alors prévu un couver- cle 68 qui ferme de façon étanche le carter 123, mais aussi une ouverture dans le carter qui permet d'effectuer d'éven- tuelles corrections ou réparations. La pulvérisation du carter permet d'une façon simple, de réaliser par exemple dans le carter les fentes 44 qui servent à guider le bloc d'ajustage. R E V E N D I C A T I 0 N S 1) Soupape de recyclage des gaz d'échappement pour régler le débit du recyclage des gaz d'échappement qui sont amenés au côté aspiration d'un moteur à combustion in- terne, avec un ajutage (8) pénétrant dans un tube (1), re- lié au système collecteur des gaz d'échappement et faisant partie d'une canalisation de recyclage des gaz d'échappe- ment, ajutage dont l'embouchure située du côté frontal pré- sente un siège de soupape (10) avec lequel coopère un corps de soupape (12) actionné par un mécanisme de commande (22) qui présente une tige de soupape (14, 114) passant à tra- vers la paroi du tube (1), soupape de recyclage des gaz d'échappement caractérisée en ce que l'organe mobile (29, 129) du mécanisme de commande (22) est accouplé à la tige de soupape (14, 114) par une genouillère (19) s'appuyant sur un point d'appui (46) à poste fixe. 2) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 1, caractérisée en ce que la ge- nouillère (14, 114) se compose au moins d'une paire de leviers, le premier levier (20, 120) étant monté par l'une de ses extrémités (21) à poste fixe sur le point d'appui (46) prévu sur le carter (23, 123) du mécanisme de commande (22), et étant relié par son autre extrémité (24) à l'une des extrémités (25) de l'autre second levier (26, 126), en étant en même temps couplé à cet endroit avec le mécanisme de commande (22), et le second levier (26, 126) étant relié par son autre extrémité (27) à la tige de soupape (14, 114), au moins indirectement. 3) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre ex- trémité (27) du second levier (126) est montée sur un bloc d'ajustage (38) qui présente, perpendiculairement à l'axe de palier du second levier (126), un alésage qui va d'un bout à l'autre (39), qui a sur au moins une partie de sa longueur un filetage dans lequel on peut visser un filetage extérieur correspondant (37) prévu sur la tige de soupape (114) de façon à régler la position axiale du corps de la soupape. 4) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 3, caractérisée en ce que la liaison filetée entre la tige de soupape (114) et le bloc d'ajus- tage (38) est pourvue d'un dispositif autobloquant. ) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le mé- o10 canisme de commande est un électro-aimant de commande (30). 6) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 5, caractérisée en ce que l'électro- aimant de commande est un électro-aimant à noyau plongeur. 7) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'arma- ture (29, 129) de l'électro-aimant de commande (30, 130) se déplace perpendiculairement à l'axe de la tige de soupape (14, 114) sous l'action de l'électro-aimant de commande. 8) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 7, caractérisée en ce que l'électro- aimant de commande (30) est disposé dans un carter (23) dans lequel est logée la tige de soupape (14) de façon à pouvoir pivoter en direction de l'axe de celle-ci. 9) Soupape de recyclage des gaz d'échappement se- lon la revendication 7, caractérisée en ce que l'électro- aimant de commande (130) est disposé à poste fixe dans un carter (123) recevant celui-ci, et l'armature (129) de l'électro-aimant présente au moins une fourche d'entraîne- ment (48), avec un évidement (49) qui s'étend dans le sens de l'axe de la tige de soupape (114) avec au moins une pa- roi de délimitation (50) s'étendant perpendiculairement à la position de commande de l'armature (129), évidement dans lequel on peut encliqueter une extrémité (43) d'un axe (45) commun reliant le premier levier (120) au second levier (126), la profondeur de l'évidement (49) ayant une dimen- sion telle que l'axe reste en prise avec l'évidement indé- pendamment de la position de commande de l'armature. ) Soupape de recyclage des gaz d'échappement selon les revendications 5 à 9, caractérisée en ce qu'il est prévu une butée (52, 56) pour le mouvement de commande de l'armature (129) et de la genouillère (19), butée grâce à laquelle on détermine une étendue déterminée de la ge- nouillère (19) comme position régulière, définissant la po- sition de fermeture de la soupape de recyclage des gaz d'échappement. 11) Soupape de recyclage des gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on prévoit un détecteur de déplacement (62, 64) qui détecte le déplacement de la tige de soupape (114) par rapport au carter (123) du mécanisme de commande. 12) Soupape de recyclage des gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes 3 à 10, caracté- risée en ce que l'on prévoit un détecteur de déplacement (62, 64) avec une partie mobile (62) et une partie fixe (64), et dont la partie mobile est reliée au bloc d'ajus- tage (38). 13) Soupape de recyclage des gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes 9 à 11, caracté- risée en ce que la genouillère consiste en une paire de le- viers et en ce qu'à chaque extrémité de l'axe (45) commun à cette paire, au moyen duquel les leviers sont reliés res- pectivement de façon articulée l'un à l'autre, une fourche d'entraînement (48) vient en prise, les fourches d'entraî- nement étant reliées l'une à l'autre au moyen d'une entre- toise (52) reliée du côté frontal à l'armature.