Brevet FR2948433A1 — publié le 20110128

ELECTROVANNE, MOTEUR EQUIPE D'UNE TELLE ELECTROVANNE POUR LA COMMANDE D'UN DEPHASEUR ET VEHICULE EQUIPE D'UN TEL MOTEUR [0001 La présente invention concerne une électrovanne, et plus spécialement une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur équipant un véhicule automobile. [0002 Le déphaseur d'arbre à cames permet, sur la base de la charge et du régime 10 du moteur, le réglage optimal du temps d'ouverture et de fermeture des soupapes. Ainsi peut-on, en fonction du type de moteur et du nombre de déphaseurs, réduire sensiblement la consommation de carburant et les émissions de gaz d'échappement tout en augmentant performance et couple. [0003] Lorsqu'elle est proportionnelle, l'électrovanne de commande de déphaseur 15 d'arbre à cames dispose de quatre raccordements servant respectivement la liaison avec la pompe à huile, le retour au bac d'huile, et la connexion avec les deux chambres du déphaseur d'arbre à cames. Mis sous tension, l'électroaimant pousse le tiroir de distribution qui se trouve dans le corps tiroir monté dans la culasse et gère ainsi la pression d'huile entre les chambres de travail. La chambre n'étant pas mise 20 sous pression d'huile est reliée au retour au bac d'huile. Afin de fixer un temps de commande, la soupape est maintenue en position dite � intermédiaire � ; c'est à dire que tous les raccords sont isolés les uns des autres. [0004 Les électrovannes de déphaseur d'arbre à cames sont logées dans la culasse du moteur sur le circuit d'huile. Les logements de ces électrovannes sont 25 complexes du fait des différents raccordements rappelés ci-dessus. Les procédés de fabrication actuels des culasses, en particulier les procédés de fonderie utilisant un modèle en polystyrène expansé dits � procédés à moulage perdu �, ont pour conséquence d'entraîner des imperfections, d'une part, sous forme de porosités, de criques ou de copeaux sur les états de surface, et d'autre part, sous forme de 30 bavures ou de copeaux dans les intersections entre les logements précités et les circuits d'huile. De telles imperfections peuvent avoir des conséquences négatives sur le fonctionnement de l'électrovanne, en contraignant celle-ci à s'arc-bouter, par5 exemple, ou en bloquant tout le mécanisme interne de l'électrovanne. Un fort pourcentage des défaillances liées aux électrovannes de déphaseur d'arbre à cames est aujourd'hui constaté par les fabricants automobiles et/ou de moteurs à combustion interne. [0005i Il y a, par conséquent, nécessité de contrecarrer les pollutions provoquées notamment par les résidus d'usinage des culasses. [0006i On a déjà cherché à traiter le problème de la présence de copeaux et, plus généralement, de corps étrangers dans une électrovanne de déphasage d'arbre à cames. [000n Ainsi, à titre l'exemple, le document JP 08-004509 décrit une électrovanne de déphasage d'arbre à cames avec des moyens d'empêcher les corps étrangers d'entrer à l'intérieur de l'électrovanne. En cas de présence de corps étrangers, de copeaux par exemple, une cavité pourvue d'une ouverture d'entrée est prévue pour recevoir, stocker et interdire l'évacuation de ces corps étrangers dans le circuit d'huile, même lorsque la bobine de l'électrovanne se déplace. [0008] A titre d'exemple également, le document FR 2 857 720 décrit une valve de permutation de passages d'huile, qui comprend un manchon cylindrique ayant des ouvertures par lesquelles passe de l'huile, et un corps de valve disposé de manière coulissante dans le manchon cylindrique, lequel corps de valve est déplacé dans le manchon de façon que les ouvertures du manchon soient ouvertes ou fermées d'une manière sélective pour ainsi permuter les passages d'huile. La valve de permutation comprend également un filtre à huile entourant de très près le pourtour extérieur du manchon cylindrique pour couvrir l'ouverture de façon que les corps étrangers présents dans l'huile ne puissent pas entrer dans le manchon. Le filtre à huile de cette valve est doté d'une forme cylindrique en enroulant une bande ayant une première extrémité et une deuxième extrémité. La deuxième extrémité est amenée à chevaucher la première extrémité, la première extrémité formant une partie intérieure de chevauchement et la deuxième extrémité formant une partie extérieure de chevauchement. Au moins l'une ou l'autre des parties intérieure et extérieure de chevauchement comporte une partie de contact faisant saillie vers l'autre partie de chevauchement. [0009] Un autre exemple est donné par le document EP 1 568 855 B1, qui décrit un déphaseur d'arbre à cames pour moteur à combustion interne de véhicule, avec un stator et un rotor pouvant tourner l'un par rapport à l'autre et présentant respectivement des pales éloignées dans le plan radial reposant avec leurs faces avant de façon étanche contre une contre-surface du rotor et/ou du stator et comportant des surfaces latérales, une ou plusieurs pales du rotor ayant leur plus grande largeur dans la zone de leur face avant et les surfaces latérales des pales de rotor étant incurvées de façon concave sur une partie de leur longueur. Les surfaces latérales des pales de rotor sont rattachées à la face avant de la pale de rotor par l'intermédiaire des segments s'étendant au moins en partie transversalement par rapport à la direction longitudinale des pales de rotor, afin de former des cavités réceptrices ou des évidements. [0010] Le but de la présente invention est de fournir une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames qui perfectionne les électrovannes de commande d'arbre à cames connues de l'art antérieur et mentionnées ci-dessus, en permettant, au moment du montage de l'électrovanne en particulier, l'ébavurage et l'évacuation efficace des corps étrangers, notamment des copeaux et résidus résultant de l'usinage de la culasse dans laquelle est logée l'électrovanne. [0011] Un autre but de la présente invention est de fournir une telle électrovanne de commande de déphaseur d'arbre à cames, qui soit de conception et de réalisation simple, qui soit fiable, et qui soit économique, en particulier en supprimant ou limitant l'emploi de filtres additionnels sur les sorties d'huile vers le déphaseur et en supprimant ou limitant des opérations d'usinage et de nettoyage dans la fabrication des moteurs équipés de telles électrovannes. [0012] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une électrovanne comportant un corps tiroir pouvant coulisser sous l'action de la tête électromagnétique dans un logement formé dans un carter pour permettre d'ouvrir ou fermer sélectivement un circuit d'arrivée en fluide, des au moins un circuit d'alimentation en fluide et un circuit de retour du fluide à un réservoir de fluide, caractérisée en ce qu'il est prévu, à l'extrémité libre du corps tiroir, un organe de raclage qui, lors du montage dudit corps tiroir, permet à ce dernier d'assurer l'ébavurage de la surface interne du logement formé dans le carter et d'évacuer les corps étrangers dans le circuit de retour au réservoir de fluide. [0013] Par corps étrangers, il est entendu tout particulièrement les particules et autres résidus de l'usinage du logement dans le carter. [0014] La présente invention s'applique tout particulièrement aux électrovannes de commande, le fluide étant alors typiquement un fluide tel que de l'huile. En particulier, l'électrovanne selon l'invention peut avantageusement être une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbres à cames d'un moteur à combustion interne, ledit carter pouvant alors être constitué par la culasse du moteur, les circuits d'alimentation alimentant en huile les chambres d'avance et de retard du déphaseur. [0015] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'organe de raclage est constitué par un ciseau circonférentiel, coupant, qui peut coulisser dans ledit logement formé dans le carter avec un jeu dimensionnel très petit et par une gorge d'évacuation des corps étrangers dans le circuit de retour au réservoir de fluide. [0016] De préférence, le ciseau circonférentiel est réalisé dans un matériau adapté au matériau du carter de façon à permettre l'ébavurage de la surface interne du logement et le sectionnement desdits corps étrangers côté carter sans rayer et/ou déformer le corps tiroir mobile de l'électrovanne. [0017] Selon un second mode de réalisation de l'invention, l'organe de raclage est 20 constitué par au moins un segment racleur et par une gorge d'évacuation des corps étrangers dans le circuit de retour au réservoir de fluide. [0018] De préférence, dans ce second mode de réalisation de l'invention, l'extrémité libre du corps tiroir est pourvue à sa périphérie d'un biseau d'aide au montage de l'électrovanne. 25 [0019] Quelque soit le mode de réalisation de l'invention, la gorge d'évacuation des corps étrangers est une gorge annulaire qui entoure le circuit de retour au réservoir de fluide dans la zone d'extrémité libre du corps tiroir. [0020] La présente invention a également pour objet un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à essence, dont la culasse est munie d'un logement dans lequel est inséré une électrovanne telle que définie ci-dessus, ladite électrovanne commandant un déphaseur d'arbre à cames. [0021] La présente invention a enfin pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile léger, qui comprend un tel moteur. [0022] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de modes de réalisation préférés, non limitatifs de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : • la figure 1A représente, de manière schématique, une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames, de type classique et connue de l'art antérieur, • la figure 1B est une vue agrandie de l'extrémité libre du corps tiroir de l'électrovanne de la figure 1, • la figure 2 représente, de manière schématique, le principe de l'organe de raclage situé à l'extrémité du corps tiroir de l'électrovanne, selon la présente invention, et • la figure 3 représente, de manière schématique également, une variante de réalisation de l'organe de raclage de la figure 2. [0023] La présente invention concerne une électrovanne comportant un corps tiroir pouvant coulisser sous l'action de la tête électromagnétique dans un logement formé dans un carter, un organe de raclage étant prévu à l'extrémité libre du corps tiroir de façon à assurer l'ébavurage de la surface interne du logement lors du montage de l'électrovanne dans le logement. [0024] Sans être limiter à ce mode de réalisation, l'invention s'applique tout particulièrement à des électrovannes telles que les électrovannes de commande d'un déphaseur d'arbre à cames, la culasse du moteur faisant alors office de carter logeant l'électrovanne, le fluide étant alors de l'huile, exemple de réalisation repris aux figures. . [0025] En référence au dessin des figures 1A et 1B, on a représenté une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames, de référence générale 10, logée dans la culasse 2 d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par exemple d'un moteur à essence de moyenne cylindrée destiné à un véhicule léger. [0026] L'électrovanne 10 comprend, de manière classique, deux parties, à savoir une tête électromagnétique constituée principalement d'une bobine 12 associée au connecteur 11 et un corps tiroir 13, cylindrique, de faible magnétisme résiduel, déplacé par la force électromagnétique créée par la bobine 12. La référence 21 désigne la canalisation formée dans la culasse 2 du circuit d'arrivée de l'huile en provenance d'une pompe à huile (non représentée), la référence 24 le circuit de retour d'huile vers un réservoir d'huile (non représenté) et les références 22 et 23 désignent les canalisations, également formées dans la culasse 2, des deux circuits, respectivement d'avance et de retard, en liaison avec les chambres respectives du déphaseur d'arbre à cames. Mis sous tension électrique, le déplacement du corps tiroir 13 selon l'axe longitudinal XX' gère la pression d'huile entre les deux chambres du déphaseur. [0027] Par ailleurs, comme représenté dans la partie droite seulement de la figure pour plus de clarté, au coeur de la bobine 12 se trouve un noyau mobile.5 qui termine par une aiguille 6 qui appuie sur un tiroir 7 qui coulisse dans le corps tiroir 13 proportionnellement à la commande transmise à par le noyau 5, le tiroir étant maintenu en position de repos par un ressort 8. [0028] L'extrémité du corps tiroir 13, par conséquent de l'électrovanne 10, est pourvue d'un biseau 13a, comme mieux représenté sur la figure 1B, qui a pour fonction d'aider le centrage et le montage de l'électrovanne dans le logement 2a formé dans la culasse 2. [0029] Comme mentionné précédemment, le fonctionnement d'une telle électrovanne implantée dans la culasse peut être perturbé par des particules ou des copeaux, plus généralement des corps étrangers, qui peuvent être, par exemple, des résidus d'aluminium si la culasse est réalisée dans cette matière. Ces résidus se détachent de la culasse et constituent alors des risques de blocage du mécanisme. [0030] La présente invention propose un organe de raclage à l'extrémité de l'électrovanne, de manière à permettre, notamment au cours du montage de cette dernière, l'ébavurage efficace du logement de l'électrovanne et l'évacuation des corps étrangers. [0031] La figure 2 représente, de manière schématique, le principe de cet organe de raclage, qui vient remplacer l'extrémité biseautée 2a de l'électrovanne des figures précédentes. [0032] L'organe de raclage est constitué par un ciseau circonférentiel 30, coupant, qui peut coulisser dans le logement 2a de la culasse 2 avec un jeu dimensionnel � j � très petit et par une gorge d'évacuation 35 des corps étrangers dans le circuit de retour 24 au réservoir d'huile. Le jeu � j � est petit afin de pouvoir racler des résidus ou corps étrangers de très faible volume. [0033] L'ensemble des particules et résidus d'usinage du logement 2a de la culasse 2 ébavurés par le ciseau 30 sont récupérés dans la gorge d'évacuation 35 avant de retourner par gravité, mélangés avec l'huile circulante, vers le réservoir d'huile par le circuit de retour d'huile 24. [0034] On notera que le ciseau circonférentiel 30 est réalisé dans un matériau adapté au matériau de la culasse 2 (aluminium, par exemple), de façon à permettre l'ébavurage de la surface interne du logement 2a formé dans la culasse 2 et le sectionnement desdits corps étrangers côté culasse sans rayer et/ou déformer le corps tiroir 13 de l'électrovanne. [0035] Avec cette forme particulière d'organe de raclage, l'extrémité de l'électrovanne n'est plus biseautée, mais coupante. [0036] La figure 3 représente, de manière schématique, une variante de réalisation de l'organe de raclage de la figure 2. Selon cette variante, l'organe de raclage est constitué par un segment racleur 40, une gorge d'évacuation 35 des corps étrangers dans le circuit de retour 24 au réservoir d'huile étant également prévue. [0037] En variante également, le segment racleur 40 peut être remplacé par une pluralité de segments racleurs. [0038] L'extrémité libre du corps tiroir 13 est pourvue à sa périphérie d'un biseau 45 d'aide au montage. [0039] La solution de cette variante, illustrée par le dessin de la figure 3, présente deux avantages : Ainsi, elle permet de conserver le principe d'un � biseau � à l'extrémité de l'électrovanne, ce qui facilite le montage et le centrage de cette dernière. De plus, la conception de la fonction � racleur � sous forme d'un segment racleur (ou de plusieurs segments racleurs) permet d'avoir un alésage adaptatif en fonction de la chaîne des cotes de diamètre de l'électrovanne avec le diamètre � D � du logement 2a, et cela sur toute la profondeur. [0040] Dans l'un et l'autre des deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, la gorge d'évacuation 35 des corps étrangers est une gorge annulaire qui entoure le circuit de retour 24 au réservoir d'huile. [0041] L'électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames décrite ci- dessus dans son principe et ses différents modes de réalisation présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : • - elle permet un gain important en qualité du moteur qu'elle équipe, parce qu'elle limite fortement les risques de pollution dus aux résidus d'usinage de la culasse, • - elle permet d'éviter ou de limiter l'emploi de filtres additionnels sur les deux sorties d'huile vers le déphaseur, et par conséquent elle permet de réaliser une économie substantielle, • - elle permet aussi de supprimer des opérations d'usinage et de nettoyage supplémentaires, mises classiquement en oeuvre dans les usines de fabrication des moteurs dites � usines moteurs �. [0042] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Electrovanne comportant un corps tiroir (13) pouvant coulisser sous l'action de la tête électromagnétique dans un logement (2a) formé dans un carter (2) pour permettre d'ouvrir ou fermer sélectivement un circuit d'arrivée en fluide (21), des au moins un circuit d'alimentation en fluide (22, 23) et un circuit de retour (24) du fluide à un réservoir de fluide, caractérisée en ce qu'il est prévu, à l'extrémité libre du corps tiroir (13), un organe de raclage (30; 40) qui, lors du montage dudit corps tiroir (13), permet à ce dernier d'assurer l'ébavurage de la surface interne du logement (2a) formé dans le carter (2) et d'évacuer les corps étrangers dans le circuit de retour (24) au réservoir de fluide. 2. Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de raclage est constitué par un ciseau circonférentiel (30), coupant, qui peut coulisser dans le logement (2a) avec un jeu dimensionnel (� j �) très petit et par une gorge d'évacuation (35) des corps étrangers dans le circuit de retour (24) au réservoir de fluide. 3. Electrovanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ciseau circonférentiel (30) est réalisé dans un matériau adapté au matériau du carter (2) de façon à permettre l'ébavurage de la surface interne du logement (2a) formé dans le carter (2) et le sectionnement desdits corps étrangers côté carter sans rayer et/ou déformer le corps tiroir (13) de l'électrovanne. 4. Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de raclage est constitué par au moins un segment racleur (40) et par une gorge d'évacuation (35) des corps étrangers dans le circuit de retour (24). 5. Electrovanne selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre du corps tiroir (13) est pourvue à sa périphérie d'un biseau (45) d'aide au montage. 6. Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ladite gorge d'évacuation (35) des corps étrangers est une gorge annulaire qui entoure le circuit de retour (24) dans la zone d'extrémité de l'électrovanne. 7. Moteur à combustion interne, en particulier moteur à essence, caractérisé en ce qu'il comporte une électrovanne de commande d'un déphaseur d'arbre à cames conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un 5 moteur conforme à la revendication 7.