Brevet FR2902470A1 — publié le 20071221

SYSTEME DE RECHAUFFAGE DU SIEGE DE SOUPAPE D'UNE VANNE EGR [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les moteurs de véhicule automobile, et plus spécifiquement les vannes dites EGR, qui sont des vannes positionnées sur un conduit pneumatique reliant le circuit d'échappement des gaz au circuit d'admission du moteur. Une vanne EGR a pour fonction essentielle de réguler la quantité de gaz d'échappement à mélanger aux gaz d'admission, afin de réduire la quantité de particules polluantes émises par le moteur. Plus spécialement, l'invention se rapporte à une vanne EGR comprenant une soupape, un siège de soupape et un dispositif permettant à ladite vanne de ne pas s'encrasser au niveau de ladite soupape, et donc de fonctionner en routine sans se bloquer en position fermée. 2] Les dispositifs permettant à un conduit pneumatique comportant une vanne EGR de ne pas s'encrasser existent déjà et ont fait l'objet de brevets. On peut citer, par exemple, le brevet JP 2005016390 qui décrit un conduit pneumatique alignant successivement un réchauffeur électrique, un filtre à particules, un refroidisseur, lesdits éléments étant placés en amont d'une vanne EGR. Lesdits éléments coopèrent pour assainir ledit conduit et permettre à ladite vanne de fonctionner correctement. Aucun dispositif destiné à maintenir un bon niveau de propreté de la vanne n'est décrit dans ce brevet. [0003] Une vanne EGR selon l'invention fonctionne à partir d'une soupape et comprend un dispositif de chauffage local, destiné à augmenter la température du siège de soupape et donc de la soupape, pour éviter l'encrassement de ladite vanne. En effet, les vannes EGR sont traversées par des gaz polluants, porteurs de particules qui ont tendance à se déposer dans lesdites vannes, notamment au niveau de la soupape et du siège de soupape. Il se forme alors un vernis collant par accumulation de particules, qui risque de bloquer la soupape en position fermée, sans possibilité de la libérer sur commande. Le dispositif de chauffage agit directement sur le siège de soupape pour ramollir le vernis et empêcher ainsi l'immobilisation de ladite vanne en position fermée. [0004] La présente invention a pour objet une vanne destinée à réguler la quantité de gaz à prélever au niveau du conduit d'échappement d'un moteur de véhicule automobile pour la mélanger aux gaz d'admission dudit moteur, ladite vanne comprenant un corps, une soupape activée par un moteur, et un siège de soupape. La principale caractéristique de ladite vanne est qu'elle comprend un dispositif de chauffage du siège de la soupape. [0005] Avantageusement, la soupape comporte une tige et une tête, ladite tête étant apte à venir au contact du siège de la soupape constitué par une pièce annulaire faisant étranglement pour fermer ladite vanne, et le dispositif de chauffage est au contact de ladite pièce annulaire. En effet, la soupape est amenée à se déplacer dans le corps de la vanne et la fermeture hermétique de ladite vanne est assurée par la tête de la soupape qui vient au contact de ladite pièce annulaire. Le dépôt de particules polluantes sur la tête de la soupape s'effectuant lorsque la vanne est ouverte, le nettoyage de ladite tête par chauffage ne peut se réaliser qu'en position fermée. Dans ce contexte, les risques de voir la soupape coincée dans le corps de la vanne en position fermée deviennent nuls. [0006] De façon préférentielle, le dispositif de chauffage se présente sous la forme d'une résistance chauffante reliée à une source électrique. [0007] De façon avantageuse, la résistance chauffante a une forme annulaire. De cette manière, la résistance demeure au contact de la pièce annulaire sur toute sa périphérie, et permet d'assurer un chauffage homogène, non seulement de ladite pièce annulaire, mais également, par voie de conséquence, de la tête de la soupape. [0008] Préférentiellement, la vanne est pilotée par un moteur électrique. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, la vanne est pilotée par un actionneur pneumatique. [0009] Avantageusement, la source électrique de la résistance et le moteur électrique de la vanne ont un fonctionnement indépendant. Ce caractère d'indépendance permet une plus grande souplesse d'utilisation de la vanne, en ayant notamment la possibilité de chauffer la tête de la soupape au moment jugé le plus opportun en fonction des besoins circonstanciels. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le fonctionnement de la source électrique alimentant la résistance, et celui du moteur électrique sont couplés. Autrement dit, à chaque fois que la vanne se ferme, le dispositif de chauffage se déclenche automatiquement à un instant précis et systématique, pour empêcher tout début d'encrassement de la tête de la soupape. [0010] La présente invention porte également sur un moteur de véhicule automobile 5 comportant une vanne selon l'invention. 1] Une vanne selon l'invention présente l'avantage d'être d'encombrement réduit, puisque le dispositif de chauffage est inclus dans ladite vanne. Elle présente également l'avantage d'être fiable et économique dans la mesure où le dispositif de chauffage a une action ciblée, uniquement limitée à la tête de la soupape. 10 [0012] On donne ci-après la description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'une vanne selon l'invention en se référant aux figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en coupe d'une vanne selon l'invention ne comportant pas de dispositif de chauffage local. La figure 2 est une vue en coupe agrandie d'une soupape et de son environnement dans 15 une vanne selon l'invention, équipée de son dispositif de chauffage. 3] En se référant à la figure 1, une vanne EGR 1 selon l'invention comprend un corps 2 coudé permettant de relier le circuit d'admission d'air du moteur au circuit d'échappement des gaz, une soupape 3 et un moteur électrique 4 destiné à piloter ladite vanne 1 en déplaçant ladite soupape 3 dans ledit corps 2. La soupape 3 comporte une tête 5 20 élargie de forme sensiblement discoïdale et prolongée par une tige 6 allongée prenant naissance au centre de ladite tête 5 et se terminant au niveau du moteur électrique 4. La tige 6 de la soupape 3 est logée dans une pièce 7 cylindrique creuse dont la longueur est inférieure à celle de ladite tige 6, de sorte que la surface latérale externe de ladite tige 6 soit au contact de la surface latérale interne de ladite pièce 7 cylindrique creuse. La pièce 7 25 cylindrique creuse est fixée sur le corps 2 de la vanne 1 et débouche dans ledit corps 2 au niveau de la partie coudée 12. Le moteur électrique 4 est placé à l'extérieur du corps 2 de la vanne 1, et permet le coulissement de la tige 6 dans la pièce cylindrique creuse 7. Par conséquent, ledit moteur 4 pilote le déplacement de la tête 5 de la soupape 3 dans le corps 2 de la vanne 1. De part et d'autre de sa partie coudée 12, le corps 2 présente un canal cylindrique de sortie 8 des gaz d'échappement vers le circuit d'admission d'air du moteur, et un canal cylindrique d'arrivée 9 des gaz d'échappement, les axes desdits canaux 8,9 étant sensiblement perpendiculaires. L'axe de la pièce 7 cylindrique creuse servant de guide à la soupape 3, est parallèle à l'axe du canal d'arrivée 9, si bien que la soupape 3 se déplace suivant l'axe dudit canal 9. Au niveau de la jonction entre le canal d'arrivée 9 et la partie coudée 12 du corps 2, est placée le siège 10 de la soupape 3, ledit siège 10 étant matérialisé par une couronne 10 permettant de rétrécir le passage dudit canal 9. En position fermée, qui est la position pour laquelle la vannel stoppe le passage des gaz d'échappement, la tête 5 de la soupape 3 se retrouve en contact étroit avec ladite couronne 10 pour assurer une fermeture hermétique de la vanne 1. Lorsque la vanne 1 s'ouvre pour laisser passer les gaz sous l'effet du moteur électrique 4, la soupape 3 se déplace pour désolidariser la tête 5 et la couronne 10. [0014] En se référant à la figure 2, une vanne 1 selon l'invention présente au niveau de son corps 2 et entourant la couronne 10, une résistance électrique 11 dont la fonction est de chauffer par effet joule ladite couronne 10. Ladite résistance 11 est annulaire et est au contact da la couronne 10 sur toute sa périphérie. La résistance 11 a une section en forme de L et vient enserrer la couronne 10 sur la totalité de son pourtour. Le chauffage de la couronne 10 est homogène et s'effectue donc par conduction. Lorsque la vanne 1 est fermée, la tête 5 de la soupape 3 vient au contact de la couronne 10 et peut ainsi être chauffée à son tour par conduction. [0015] Le principe de fonctionnement d'une vanne 1 selon l'invention s'effectue comme suit. La vanne EGR est initialement ouverte pour acheminer les gaz d'échappement vers la conduite d'admission d'air du moteur. En fonction des besoins requis, le moteur électrique 4 est déclenché pour amener la tête 5 de la soupape 3 au contact de la couronne 10 dans le but de fermer la vanne 1. La couronne 10 est alors chauffée au moyen de la résistance 11, et le chauffage se transmet aussitôt à la tête 5 par conduction thermique. Les particules amoncelées sur la tête 5 et formant un vernis collant, se détachent alors, préservant ainsi un état de propreté satisfaisant de ladite tête 5 pour assurer le bon fonctionnement de la vanne. Selon les besoins, le chauffage de la couronne 10 peut être systématiquement déclenché à chaque fois que la vanne se ferme, ou bien, selon une autre version, être déclenché seulement lorsque la vanne est bloquée. REVENDICATIONS 1. Vanne (1) destinée à réguler la quantité de gaz à prélever au niveau du conduit d'échappement d'un moteur de véhicule automobile pour la mélanger aux gaz d'admission dudit moteur, ladite vanne (1) comprenant un corps (2), une soupape (3) activée par un moteur (4), et un siège (10) de soupape, caractérisée en ce que ladite vanne (1) comprend un dispositif (11) de chauffage du siège (10) de la soupape (3). 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (3) comporte une tige (6) et une tête (5), ladite tête (5) étant apte à venir au contact du siège (10) de la soupape, constitué par une pièce annulaire (10) faisant étranglement pour fermer ladite vanne (1), et en ce que le dispositif (11) de chauffage est au contact de ladite pièce annulaire (10). 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (11) de chauffage se présente sous la forme d'une résistance chauffante reliée à une source électrique. 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la résistance chauffante (11) a une forme annulaire. 5. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite vanne (1) est pilotée par un moteur électrique (4). 6. Vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source électrique de la résistance (11) et le moteur électrique (4) de la vanne ont un fonctionnement indépendant. 7. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne (11) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.