Brevet FR2778209A1 — publié le 19991105

La présente invention concerne un dispositif pour fermer un canal d'écoulement notamment un volet d'arrêt et/ou d'étranglement pour ouvrir et fermer de manière variable une section d'aspiration d'une conduite d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne notamment d'un moteur diesel comportant un canal d'aspiration à paroi lisse à section ronde ou ovale, un volet basculant monté de façon basculante au milieu transversalement au canal d'aspiration, le volet étant susceptible de basculer d'une position d'ouverture maximale parallèle à l'écoulement jusque dans une position sensiblement perpendiculaire dans laquelle il ferme le canal d'aspiration. Etat de la technique: On connaît des volets de commande pour des tubu- lures d'aspiration de moteurs à combustion interne notamment des moteurs à combustion interne à allumage commandé (moteurs à essence). De tels volets d'étranglement peuvent s'ouvrir et se fermer par basculement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal d'un canal ou tubulure d'aspiration; ils permettent ainsi une ouverture variable et de réglage fin d'une section d'aspiration et ainsi un dosage précis de la quantité d'air aspiré par le moteur à combustion interne. Pour avoir une étanchéité aussi bonne que possible lorsque le volet d'étranglement est fermé, en général à la fois le canal d'aspiration et le volet d'étranglement sont fabriqués en mé- tal; l'effet d'étanchéité est obtenu par le contour du volet d'étranglement qui est rodé selon une forme elliptique et qui pour un angle d'environ 75 à 80 s'applique étroitement con- tre le corps en général en métal léger par exemple en alumi- nium et assure ainsi une fermeture étanche. Pour un ajustage autant que possible sans intervalle entre le volet d'étran- glement rodé et la surface interne du boîtier, il faut que cette surface du boîtier soit très lisse et nécessite en gé- néral une étape d'usinage supplémentaire. Il est connu d'utiliser des volets d'étranglement sur les moteurs diesel. Les volets d'étranglement servent dans ce cas essentiellement à une alimentation variable d'air dans la plage des charges partielles, pour soutenir une réin- jection des gaz d'échappement et augmenter la différence de pression entre la pression des gaz d'échappement et la pres- sion de l'air frais. Même lorsque le volet d'étranglement est fermé, il ne faut pas dans ce cas de fermeture étanche du vo- let, car l'alimentation en air frais n'est complètement coupé dans aucun mode de fonctionnement. En particulier, les moteurs diesel ont tendance à continuer à tourner avec les résidus auto-inflammables du carburant, même après la coupure du moteur, ce qui correspond aux secousses d'arrêt du moteur non souhaitées pour des rai- sons de confort. Pour éviter cette difficulté, il faut un vo- let qui puisse fermer de manière étanche le canal d'aspiration sans que ce volet n'ait à régler un dosage va- riable de l'ouverture. Au contraire, il suffit d'avoir une position ouverte qui se distingue de manière significative de la position fermée. Pour des raisons de coût, l'application de volet d'étranglement en matière plastique convient pour cette fonction. La grande liberté de conception permise pour le traitement de la matière synthétique permet d'aboutir à des réalisations très peu coûteuses. Un volet à fermeture étanche ne peut toutefois pas se réaliser sans prévoir des moyens supplémentaires, car lors du travail de la matière plastique, il y a généralement une déformation et/ou une pre- cision de mesure insuffisante à la fois pour le boîtier et le volet. On connaît également des volets de commande de résonance généralement en matière composite et élastomère qui ferment de manière étanche vis-à-vis de partie de boîtier du canal d'aspiration. Mais l'inconvénient est que pour soutenir les volets, il faut un épaulement dans le boîtier. De tels épaulements augmentent d'une part les pertes de charge de l'air aspiré et d'autre part, ils peuvent aboutir à des in- convénients de construction au démoulage à cause des parties en contredépouille généralement engendrées par les pièces réalisées en technique de moulage. Avantages de l'invention: La présente invention a pour de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif du type défini cidessus, caractérisé en ce que le volet comporte à sa périphérie en contact avec le boîtier du canal d'aspiration, une forme souple. Le dispositif d'obturation selon l'invention no- tamment le volet d'étranglement ou d'arrêt d'alimentation en air d'un moteur diesel présente l'avantage de permettre une fermeture étanche en utilisant un volet pivotant en matière plastique sans nécessiter par exemple d'épaulement gênant pour l'écoulement de l'air et qui servirait à soutenir le vo- let souple dans le boîtier. Grâce à l'arête d'étanchéité élastique prévue sur le bord extérieur du volet, on réalise une fermeture étanche à l'air du canal d'aspiration. La forme de base elliptique du volet de préférence réalisé en matière thermoplastique ou thermodurcissable permet de réaliser une position fermée avec un angle obtus par rapport à l'axe lon- gitudinal du canal d'aspiration, ce qui permet un actionne- ment avec des forces d'actionnement très faibles. L'utilisation de matière plastique comme matière pour la fa- brication du volet permet une fabrication très avantageuse sur le plan du coût par exemple en injection sans nécessiter de travaux d'usinage coûteux. Le cas échéant, les déviations géométriques liées à la fabrication dans le boîtier de même que pour le volet en matière plastique se compensent de ma- nière simple par l'élasticité du volet résultant de cette construction. Il est particulièrement avantageux d'améliorer l'élasticité du volet et ainsi l'effet d'étanchéité par plu- sieurs fentes segmentées prévues à la périphérie dans les- quelles viennent prendre les languettes de l'arête d'étanchéité moulée sur pièce. Grâce à une telle segmenta- tion, le volet à l'état fermé peut encore mieux s'appliquer contre le contour intérieur du canal d'aspiration. L'élasti- cité est encore améliorée par une forme plus mince du volet au niveau du bord. Il est également avantageux qu'au niveau du bord, le volet présente une forme aérolique avantageuse pour oppo- ser au flux d'air aspiré aussi peu de résistance que possi- ble. D'autre part, par la conception géométrique, il faut éviter que l'élastomère ne soit détaché du volet par l'action du flux d'air pulsé. Par un choix approprié de la matière quant à sa dureté, on évite le grippage du volet en position de fermeture. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * le volet comporte à sa périphérie une arête d'étanchéité périphérique en matière élastique. * l'arête d'étanchéité est en une matière plastique élasto- mère. * le volet a un contour ovale et en position de fermeture, il n'est pas totalement perpendiculaire à la direction d'écoulement du canal d'aspiration. * l'arête d'étanchéité est réunie solidement au volet. * le volet comporte à sa périphérie deux fentes à segment re- cevant des languettes correspondantes appartenant à l'arête d'étanchéité. * le volet comporte à sa périphérie au moins quatre fentes à segment écartées axialement. * le volet présente une épaisseur de matière diminuant du centre en direction du bord extérieur. * le volet est en une matière essentiellement rigide. * le volet est réalisé en une matière thermoplastique ou thermodurcissable. * les segments de volet situés entre les fentes de segment sont souples et déformables élastiquement. * le volet à l'état fermé présente un angle de basculement inférieur à 90 par rapport à l'axe longitudinal du canal d'aspiration. * l'angle de basculement a une valeur comprise entre 70 et 85 . * l'angle de basculement a une valeur comprise entre 75 et . La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un canal d'aspiration susceptible d'être fermé, - la figure 2 est une vue de dessus schématique du canal d'aspiration selon la figure 1. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre en coupe schématique, un canal d'aspiration 4 avec en vue de côté un volet 2 fermant ce ca- nal d'aspiration 4, le volet étant en position de fermeture Le canal d'aspiration 4 de section de préférence circulaire dans son extension longitudinale, est entouré par un boîtier 6 en forme de tube et présente un tracé droit avec un axe longitudinal central 10 au moins dans le segment o se trouve le volet 2. Le volet 2 est pivotant entre sa position d'ouverture libérant la section du canal 4 jusqu'à une posi- tion de fermeture complète comme celle représentée dans l'exemple de réalisation. Dans la position ouverte, la sur- face du volet 2 est parallèle à l'axe longitudinal 10 du ca- nal d'aspiration 4. Un axe de basculement 8 du volet 2 est prévu au milieu du canal d'aspiration 4; cet axe coupe l'axe longitudinal 10 du volet sur l'angle droit. Pour faciliter l'ouverture du volet 2 sans grippage vis-à-vis de la position20 de fermeture, le volet 2 n'est pas complètement perpendicu- laire à l'axe lorsqu'il est en position de fermeture, mais fait un certain angle aigu (a) de l'ordre de 75 à 80 par rapport à l'axe longitudinal 10 du canal. Pour avoir une ap- plication régulière contre les parois du canal circulaire 4, il faut que le volet 2 présente un contour légèrement ovale, c'est-à-dire que le rayon du volet 2 dans la direction de l'axe de pivotement 8 soit inférieur au rayon perpendicu- laire. De même, il est possible toutefois d'avoir également un canal d'aspiration 4 de section ovale et le volet doit alors présenter une forme ovale adaptée pour permettre en po- sition de fermeture pour un angle (a) environ 75 à 80 , une étanchéité parfaite du canal d'aspiration Les figures montrent également la diminution de l'épaisseur du volet 2, à partir de l'axe de basculement 8 dans le sens du bord supérieur et inférieur appelé périphé- rie. Le volet 2 est de préférence en une matière thermoplas- tique ou thermodurcissable; au niveau du bord, c'est-à-dire à proximité du boîtier 6, le canal d'aspiration 4 est légère- ment souple pour réaliser une bonne application contre le corps 10 et ainsi une étanchéité. La périphérie du volet 2 laisse apparaître un élastomère 12 réuni à la matière du volet 2; cet élastomère déborde du contour extérieur du volet 2 et forme ainsi une arête d'étanchéité 14 qui touche le volet 6 qui constitue un joint élastique en position fermée. Il apparaît en outre une languette 16 qui pénètre dans une fente en forme de segment 18 (n'apparaissant pas dans le dessin) en direction de l'axe de basculement 8 et qui permet d'avoir une plus grande sou- plesse de l'arête d'étanchéité 14. La figure 2 est une vue de dessus du volet 2 dans le canal d'aspiration en position d'ouverture. L'entraînement de l'axe de rotation 8 se fait par exemple de manière pneuma- tique ou par commande par moteur électrique. Le volet 2 ne possède pas de contour fermé, mais il est interrompu par plu- sieurs fentes, si bien que plusieurs segments de volet 20 peuvent former la périphérie. L'élastomère 12 et ses languet- tes 16 pénétrant dans les fentes 18 en forme de segments réa- lisent ainsi une bonne liaison avec le volet 2; les minces segments de volet ont un léger effet de ressort ou d'élasticité et garantissent une meilleure étanchéité à l'état fermé. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif pour fermer un canal d'écoulement notamment un volet d'arrêt et/ou d'étranglement pour ouvrir et fermer de manière variable une section d'aspiration d'une conduite d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne notam- ment d'un moteur diesel comportant un canal d'aspiration à paroi lisse à section ronde ou ovale, un volet basculant mon- té de façon basculante au milieu transversalement au canal d'aspiration, le volet étant susceptible de basculer d'une10 position d'ouverture maximale parallèle à l'écoulement jusque dans une position sensiblement perpendiculaire dans laquelle il ferme le canal d'aspiration, caractérisé en ce que le volet (2) comporte à sa périphérie en contact avec le boî- tier (6) du canal d'aspiration (4), une forme souple. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet (2) comporte à sa périphérie une arête d'étanchéité périphérique (14) en matière élastique. 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arête d'étanchéité (14) est en une matière plastique élas- tomère. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volet (2) a un contour ovale et en position de fermeture, il n'est pas totalement perpendiculaire à la direction d'écoulement du canal d'aspiration (4). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'arête d'étanchéité (14) est réunie solidement au volet (2). 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le volet (2) comporte à sa périphérie deux fentes à segment (18) recevant des languettes (16) correspondantes appartenant à l'arête d'étanchéité (14). 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volet (2) comporte à sa périphérie au moins quatre fentes à segment (18) écartées axialement. 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le volet (2) présente une épaisseur de matière diminuant du centre en direction du bord extérieur. 9 0) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (2) est en une matière essentiellement rigide. ) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (2) est réalisé en une matière thermoplastique ou thermodurcissable. 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les segments de volet (20) situés entre les fentes de segment (18) sont souples et déformables élastiquement. 12 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le volet (2) à l'état fermé présente un angle de basculement (x) inférieur à 90 par rapport à l'axe longitudinal (10) du canal d'aspiration (4). 13) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'angle de basculement (x) a une valeur comprise entre 70 et 85 . 14 ) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'angle de basculement (a) a une valeur comprise entre 75 et 80 .