Brevet FR2983532A1 — publié le 20130607

VANNE POUR UN CIRCUIT DE CIRCULATION DE GAZ DANS UN VEHICULE L'invention se rapporte à une vanne de régulation d'un débit de gaz 5 circulant dans un circuit de gaz d'un véhicule automobile. Généralement, les véhicules automobiles fonctionnant avec un moteur thermique mettent en oeuvre un circuit de gaz destiné à alimenter ledit moteur lors de certaines phases d'utilisation du véhicule. Un tel circuit dispose d'une entrée d'air capté à l'extérieur du véhicule, et comprend un circuit 10 d'alimentation en gaz situé en amont du moteur ainsi qu'un circuit d'échappement situé en aval dudit moteur pour évacuer les gaz brûlés. Il arrive assez fréquemment qu'un tel circuit soit doté d'au moins une boucle EGR (Exhaust Gas Recirculation), permettant de ponctionner au niveau du circuit d'échappement une partie des gaz brûlés pour les réinjecter dans le 15 circuit d'alimentation, afin que l'alimentation du moteur en gaz soit assurée par un mélange d'air frais incident et de gaz brûlés. Généralement, le débit des gaz dans ces boucles EGR est régulé au moyen d'une vanne couplée à un refroidisseur, pour refroidir lesdits gaz durant certaines phases temporaires et spécifiques d'utilisation du moteur. Ces vannes comprennent donc une entrée 20 de gaz et deux sorties de gaz. Une première sortie est prévue pour acheminer directement les gaz brûlés vers le circuit d'alimentation situé en amont du moteur, et une deuxième sortie est conçue pour orienter préalablement lesdits gaz brûlés vers le refroidisseur afin de les refroidir préalablement avant qu'ils n'arrivent dans ledit circuit d'alimentation. Ces vannes sont équipées d'un 25 volet rotatif, apte à pivoter entre une première position pour laquelle il obture la deuxième sortie et provoque le passage des gaz vers la première sortie, et une deuxième position pour laquelle il ferme la première sortie et entraîne le passage des gaz vers la deuxième sortie. La rotation du volet est commandée et s'effectue automatiquement à partir d'une unité centrale de calcul qui 30 envoie un signal électrique adapté, au moment opportun. Afin d'obtenir une bonne maîtrise des différents flux gazeux mis en oeuvre par la vanne, il est important que le volet assure une bonne étanchéité lorsqu'il occupe l'une ou l'autre de ses deux positions d'obturation au sein de ladite vanne. Les vannes actuelles possèdent un volet dimensionné de façon un peu limitée afin qu'il puisse pivoter aisément dans la vanne, si bien que le volet laisse subsister des interstices de passage des gaz au niveau du conduit qu'il est sensé obturer, lesdits interstices étant plutôt localisés autour dudit volet. Il en résulte un fonctionnement approximatif et peu contrôlé des boucles EGR, risquant d'affecter le fonctionnement du circuit d'alimentation en gaz du moteur. Les vannes selon l'invention mettent en oeuvre un volet associé à une structure interne particulière de ladite vanne, ledit volet et ladite structure interagissant pour assurer une parfaite étanchéité du volet dans au moins l'une de ses positions d'obturation. Les phases d'ouverture et de fermeture de la vanne sont donc propres, sans laisser échapper la moindre fraction de gaz résiduel, rendant ainsi le circuit d'alimentation en gaz parfaitement fiable et pleinement efficace. L'invention a pour objet une vanne de régulation d'un flux gazeux dans une boucle EGR d'un circuit d'alimentation en gaz d'un moteur de véhicule, comprenant une entrée de gaz, une première sortie de gaz pour acheminer directement les gaz dans le circuit d'alimentation, et une deuxième sortie de gaz permettant de faire passer lesdits gaz dans un conduit traversant un refroidisseur avant de les injecter dans ledit circuit d'alimentation, ladite vanne possédant un volet rotatif apte à pivoter entre une première position pour laquelle il obture la deuxième sortie tout en ouvrant la première sortie, et une deuxième position pour laquelle il obture la première sortie tout en ouvrant la deuxième sortie. Dans la vanne selon l'invention, le volet comprend un corps principal plan apte à ouvrir ou à fermer le conduit, la structure interne de la vanne présentant un rebord plan, de sorte que le corps principal du volet vienne en appui plan contre ledit rebord lorsque ledit volet se retrouve dans sa deuxième position. Le volet de la vanne selon l'invention permet d'ouvrir une sortie et de fermer simultanément l'autre sortie, et inversement. La vanne selon l'invention a ainsi subi un double aménagement, au niveau à la fois du conduit et du volet, de manière à ce que le corps principal du volet vienne en contact plan avec le conduit, pour assurer une ouverture étanche de la deuxième sortie, sans perte de gaz vers la première sortie. De cette manière, la vanne peut acheminer de façon propre et donc sans perte, des gaz d'échappement vers le refroidisseur de la boucle EGR, avant de les envoyer dans le circuit d'alimentation principal en gaz du moteur. 5 En effet, il existe des phases d'utilisation du moteur nécessitant un refroidissement préalable des gaz EGR avant de les réinjecter dans le circuit d'alimentation du moteur, et d'autres phases pour lesquelles ce refroidissement préalable n'est pas utile. Il est donc particulièrement important de passer d'une configuration à l'autre, avec une bonne maîtrise, 10 sans occasionner de fuites résiduelles de gaz en raison d'une interaction approximative entre le volet et la structure interne de la vanne. Avantageusement, le conduit forme une boucle avec une entrée prolongeant la deuxième sortie de la vanne et une sortie débouchant au niveau de la première sortie de ladite vanne, et le volet peut présenter un 15 corps secondaire plan en continuité avec le corps principal, ledit volet étant positionné dans la vanne de sorte qu'il puisse pivoter autour d'un axe de rotation placé entre le corps principal et le corps secondaire, le corps secondaire étant apte à ouvrir ou à fermer la sortie dudit conduit. Il est supposé que le corps principal et le corps secondaire sont reliés rigidement 20 l'un à l'autre. Lorsque le corps principal du volet obture le conduit permettant le passage des gaz d'échappement vers le refroidisseur, le corps secondaire obture également la sortie dudit conduit, et lorsque ledit corps principal ouvre ledit conduit, le volet secondaire libère la sortie de ce conduit. Le corps principal et le corps secondaire du volet peuvent être représentés par deux 25 pièces séparées, ou bien peuvent constituer une seule et même pièce. De façon préférentielle, le corps principal s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation, tandis que le corps secondaire s'étend selon une direction parallèle audit axe de rotation. De façon avantageuse, les deux bords latéraux du corps principal 30 présentent chacun un relief, la structure interne de la vanne comportant des reliefs complémentaires, de sorte que les reliefs du corps principal viennent en appui contre les reliefs complémentaires de ladite structure pour assurer une obturation étanche du conduit. Il est à préciser que les bords latéraux du corps principal du volet sont situés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe longitudinal dudit corps principal. Cette complémentarité des reliefs 5 permet au volet d'assurer au niveau de son corps principal une fermeture du conduit avec une étanchéité maximisée. Une vanne selon l'invention possède ainsi un volet permettant d'assurer une fermeture étanche du conduit, ainsi qu'une ouverture étanche dudit conduit, sans perte de gaz vers la première sortie. Un relief peut tout aussi bien être matérialisé par un creux ou par un 10 élément en saillie. Préférentiellement, les reliefs complémentaires sont positionnés en périphérie d'un orifice de la structure interne de la vanne. Avantageusement, les reliefs du corps principal sont représentés par deux protubérances allongées s'étendant latéralement le long dudit corps, 15 chaque protubérance présentant une section arrondie, les reliefs complémentaires étant matérialisés par des parties creusées dans la structure interne de la vanne. L'essentiel pour cette configuration est que les protubérances viennent se placer dans lesdites parties creusées, afin d'assurer un contact étroit entre la structure interne et le volet. Le fait que les 20 protubérances aient une forme arrondie privilégie les conditions d'étanchéité en évitant d'introduire des angles qui pourraient constituer des sources de passage de gaz. De façon préférentielle, l'extrémité libre de chaque protubérance et qui est la plus éloignée du corps secondaire est arrondie, pour s'adapter au mieux 25 aux parties creusées de la structure interne de la vanne. Ces parties arrondies supplémentaires accentuent encore les conditions d'étanchéité entre le volet et l'entrée du conduit. De façon avantageuse, le corps principal et les deux protubérances sont faits d'une seule pièce, lesdites protubérances correspondant à deux 30 zones embouties du corps principal. Cette configuration de volet est la plus simple et la plus rapide à fabriquer. L'emboutissage est une opération permettant également d'obtenir une pièce ayant une géométrie précise. Préférentiellement, l'extrémité libre du corps secondaire et qui est la plus éloignée du corps principal est délimitée par un rebord rectiligne s'étendant parallèlement à l'axe de rotation, ladite extrémité étant biseautée. Autrement dit, cette extrémité s'affine progressivement pour se terminer par une arête. Lorsque le volet est dans une position pour laquelle le corps principal ouvre le conduit et le corps secondaire obture la première sortie de la vanne, l'extrémité du volet secondaire est amenée à venir au contact d'une barrette implantée dans la structure interne de la vanne. Le fait de biseauter l'extrémité dudit corps secondaire permet au volet d'accroître son amplitude de rotation, en évitant à ladite extrémité de venir trop tôt au contact de ladite barrette. Ce biseau permet donc d'accroître l'amplitude de rotation du volet, afin que celui-ci occupe une position satisfaisante pour laquelle il va assurer l'ouverture du conduit sans perte de gaz et assurer une fermeture étanche de la première sortie. Avantageusement, le volet est réalisé en tôle. Ce matériau octroie une certaine souplesse au volet, qui peut ainsi se déformer légèrement au contact du conduit, afin d'assurer pleinement sa fonction d'étanchéité lors de 20 l'ouverture ou de la fermeture dudit conduit. Les vannes selon l'invention présentent l'avantage de fonctionner proprement, aussi bien lors de la phase de fermeture du conduit que lors de sa phase d'ouverture, en assurant une étanchéité accrue au moyen d'aménagements judicieux, simples et rapides à mettre en oeuvre, et donc peu 25 couteux. En effet, ces aménagements consistent à apporter de petites retouches d'usinage au niveau de l'entrée du conduit et à modifier légèrement la géométrie du volet, afin que l'interaction du volet avec le conduit soit optimisée. On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation 30 préféré d'une vanne selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 7. - La figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble constitué d'une vanne selon l'invention et d'un refroidisseur, le volet étant positionné pour faire passer les gaz vers le refroidisseur, - La figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble constitué d'une vanne selon l'invention et d'un refroidisseur, le volet étant positionné pour fermer la voie d'accès au refroidisseur, - La figure 3 est une vue en perspective d'un volet appartenant à une vanne selon l'invention, - La figure 4 est une vue en perspective de la structure interne d'une vanne selon l'invention, montrant un appui plan servant de butée au volet 7 dans sa deuxième position, - La figure 5a est une vue en perspective partielle de la structure interne d'une vanne selon l'invention, le volet étant dans une position d'ouverture du conduit vers le refroidisseur, - La figure 5b est une vue simplifiée de la structure interne et du volet de la vanne de la figure 5a, prise sous un autre angle, et montrant les points d'appui dudit volet, - La figure 6 est une vue simplifiée de la structure interne et du volet de la vanne de la figure 5b, le volet étant dans une position d'obturation du conduit vers le refroidisseur. - La figure 7 est une vue schématique montrant l'interaction du volet d'une vanne selon l'invention, avec une barrette séparant la vanne et le refroidisseur. En se référant aux figures 1 et 2, une vanne 1 selon l'invention est une vanne d'une boucle EGR implantée dans un circuit d'alimentation en gaz d'un moteur thermique de véhicule automobile. Une boucle EGR permet de dévier une partie des gaz d'échappement issus du moteur, pour les réacheminer dans la partie du circuit d'alimentation située en amont du moteur, de manière à ce que l'alimentation dudit moteur s'effectue avec un mélange d'air et de gaz brûlés. Une vanne EGR 1 est généralement couplée à un refroidisseur 2 de gaz, prévu pour refroidir préalablement les gaz d'échappement de ladite boucle avant de les acheminer dans le circuit d'alimentation en gaz du moteur, ce refroidissement n'étant recherché que sur certaines plages de fonctionnement du moteur. Autrement dit, il n'est pas nécessaire de refroidir en permanence les gaz de la boucle EGR. La vanne doit alors être conçue, soit pour acheminer directement les gaz EGR vers le circuit d'alimentation en gaz du moteur, soit pour les faire passer préalablement par le refroidisseur 2 avant de les convoyer vers ledit circuit d'alimentation. Une vanne 1 selon l'invention comprend une entrée 3 d'air, une première sortie 4 de gaz pour les acheminer directement dans le circuit d'alimentation, et une deuxième sortie 5 permettant de faire passer lesdits gaz dans un conduit 6 traversant le refroidisseur 2 avant de les injecter dans ledit circuit d'alimentation. Le conduit 6 définit une boucle de circulation de gaz traversant le refroidisseur 2, ledit conduit 6 possédant une entrée 19 prolongeant la deuxième sortie 5 de la vanne 1, et une sortie débouchant au niveau de la première sortie 4 de ladite vanne 1. La vanne 1 est dotée d'un volet 7 d'obturation monté pivotant, prévu pour adopter une première position pour laquelle il obture la deuxième sortie 5 de la vanne 1, tout en ouvrant la première sortie 4, et une deuxième position pour laquelle il obture la première sortie 4 tout en ouvrant la deuxième sortie 5 de ladite vanne. Le mouvement en rotation du volet 7 est commandé automatiquement par une unité centrale de calcul. La figure 1 montre le volet 7 dans sa deuxième position, pour laquelle il permet le passage des gaz dans le conduit 6 traversant le refroidisseur 2 dans le sens indiqué par les flèches 8. La figure 2 montre le volet 7 dans sa première position, pour laquelle il obture le conduit 6 pour acheminer directement les gaz vers le circuit 30 d'alimentation du moteur, dans le sens indiqué par les flèches 9. L'amplitude de rotation maximale du volet 7 entre la première et la deuxième position est inférieure ou égale à 90°. L'axe de rotation du volet 7 est représenté par deux ergots cylindriques 10 alignés se faisant face et implantés dans la structure interne de la vanne 1. En se référant à la figure 3, le volet 7 d'une vanne selon 1 l'invention comprend un corps principal 11 plan et un corps secondaire 12 plan, les deux corps 11,12 étant en continuité l'un de l'autre et reliés entre eux rigidement. Le corps principal 11 présente une paroi plane 13 et rectangulaire, de faible épaisseur, ainsi que deux protubérances 14 parallèles, s'étendant le long d'un axe longitudinal de la paroi 13, lesdites protubérances 14 matérialisant les deux bords latéraux du corps principal 11 par rapport à un axe longitudinal central de ladite paroi. Les deux protubérances 14 sont identiques et sont chacune assimilables à un bord ondulé ayant une section en forme de S. La paroi rectangulaire 13 ainsi que les deux protubérances 14 latérales constituent la même pièce, lesdites protubérances étant réalisées par emboutissage. Le corps secondaire 12 présente également une paroi 15 plane et rectangulaire, ayant la même épaisseur que celle de la paroi 13 du corps cylindrique principal 11, et est disposé perpendiculairement au corps principal 11. Autrement dit, un grand côté de la paroi 13 du corps principal 11 est perpendiculaire à un grand côté de la paroi 15 du corps secondaire 12. Le corps secondaire 12 est centré par rapport au corps principal 11, de sorte que l'axe longitudinal central du corps principal 11 coupe les deux grands cotés du corps secondaire 12 en leur milieu. Le corps secondaire 12 est prolongé par une avancée rectangulaire 16, dont la plus grande dimension est égale à la largeur du corps principal 11, le corps secondaire 12 étant relié au corps principal 11 par l'intermédiaire de cette avancée 16. L'extrémité libre 17 du corps secondaire 12, et qui est délimitée par le grand coté opposé à l'avancée 16, se termine en biseau. Autrement dit, cette extrémité 17 diminue progressivement d'épaisseur pour se terminer par une arête 18. L'extrémité libre 21 de chaque protubérance 14, qui est l'extrémité la plus éloignée du corps secondaire 12, est de forme arrondie. Le volet 7 est placé dans la vanne 1, de sorte que les deux ergots cylindriques 10 matérialisant son axe de rotation se retrouvent entre le corps principal 11 et le corps secondaire 12 du volet 7. Lorsque le volet 7 se retrouve dans sa deuxième position, correspondant à une occultation du conduit 6, le corps secondaire permet d'obturer la sortie dudit conduit 6 débouchant au niveau de la première sortie 4 de la vanne 1. En se référant à la figure 4, la structure interne 19 de la vanne 1 permettant de faire passer les gaz de la vanne 1 vers le refroidisseur 2 a été usinée de manière à présenter un rebord plan 20 permettant au corps principal 11 du volet 7 de venir en appui plan contre ledit rebord 20, lorsque le volet 7 se retrouve dans sa deuxième position pour laquelle il ouvre entièrement la deuxième sortie 5 de la vanne 1 et obture la première sortie 4. Cet appui plan du corps principal 11 du volet 7 sur le rebord plan 20 de la structure interne 19 de la vanne 1, est visible sur les figures 5a et 5b. Le contact avec ledit rebord plan 20 est assuré avec la paroi 13 du corps principal 11 du volet 7. De cette manière, lorsque le volet 7 est figé dans sa deuxième position, l'interface de liaison entre ladite paroi 13 et ledit rebord 20 est plane et étalée, permettant d'assurer un contact étanche entre ledit volet 7 et la structure interne 19. En se référant à la figure 5b, on observe un chevauchement entre la paroi 13 du corps principal 11 du volet 7 et le rebord plan 20 de la structure interne 19 de la vanne 1, ledit chevauchement interdisant tout passage de gaz entre lesdits éléments 13,20 au contact l'un de l'autre. En se référant à la figure 5b, la périphérie de la structure interne de la vanne 1, contre laquelle est destinée à venir se plaquer le corps principal 11 du volet 7 lorsque ledit volet 7 se retrouve dans sa première position 4 correspondant à une obturation du conduit 6, a également été usinée pour laisser apparaitre des éléments de surface 22 travaillés, légèrement creusés, ayant sensiblement une géométrie complémentaire de celle des protubérances 14 du volet 7. En effet, comme le montre la figure 6, lorsque le volet 7 se retrouve 30 dans sa première position, pour laquelle son corps principal 11 occulte le conduit 6 vers le refroidisseur 2, ledit corps principal 11 vient se plaquer contre les éléments de surface 22 creusés de la structure interne de la vanne 1. Plus exactement, ce sont les protubérances 14 de ce corps principal 11, dont les formes sont complémentaires de celles des éléments 22 de surface, qui vont venir se plaquer dans lesdits éléments de surface 22, sans laisser subsister d'interstices de passage pour les gaz. Ce contact est d'autant plus étroit que le volet 7 est apte à se déformer élastiquement pour permettre aux protubérances 14 d'établir un contact amélioré avec lesdits éléments de surface 22. En se référant aux figures 1, 2 et 7, la vanne 1 et le refroidisseur 2 sont séparés par une paroi comprenant une barrette 23 en saillie. Lorsque le volet 7 se déplace en rotation de sa première position vers sa deuxième position, l'extrémité 17 en biseau du corps secondaire 12 du volet 7 est amenée, en fin de course, à venir au contact de ladite barrette 23. Le fait que cette extrémité se termine par un biseau délimité par une arête fine 18 permet de prolonger de quelques degrés l'amplitude de rotation dudit volet 7, en évitant que ladite extrémité 17 ne vienne trop tôt se bloquer contre ladite barrette 23. De cette manière, le volet 7 peut effectuer une rotation complète lui permettant d'occuper sa deuxième position en assurant une étanchéité totale, sans fuite de gaz vers la première sortie 4 de la vanne 1.25 REVENDICATIONS1. Vanne de régulation (1) d'un flux gazeux dans une boucle EGR d'un circuit d'alimentation en gaz d'un moteur de véhicule, comprenant une entrée de gaz (3), une première sortie (4) de gaz pour acheminer directement les gaz dans le circuit d'alimentation, et une deuxième sortie (5) de gaz permettant de faire passer lesdits gaz dans un conduit (6) traversant un refroidisseur (2), avant de les injecter dans ledit circuit d'alimentation, ladite vanne (1) possédant un volet rotatif (7) apte à pivoter entre une première position pour laquelle il obture la deuxième sortie (5) tout en ouvrant la première sortie (4), et une deuxième position pour laquelle il obture la première sortie (4) tout en ouvrant la deuxième sortie (5), caractérisée en ce que le volet (7) comprend un corps principal (11) plan apte à ouvrir ou à fermer le conduit (6), et en ce que ledit conduit (6) présente un rebord plan (20), de sorte que le corps principal (11) du volet (7) vienne en appui plan contre ledit rebord (20) lorsque ledit volet (7) se retrouve dans sa deuxième position. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conduit (6) forme une boucle avec une entrée prolongeant la deuxième (5) sortie de la vanne (1) et une sortie débouchant au niveau de la première sortie (4) de ladite vanne (1), et en ce que le volet (7) présente un corps secondaire (12) plan en continuité avec le corps principal (11), ledit volet (7) étant positionné dans la vanne (1) de sorte qu'il puisse pivoter autour d'un axe de rotation (10) placé entre le corps principal (11) et le corps secondaire (12), le corps secondaire (12) étant apte à ouvrir ou à fermer la sortie dudit conduit (6). 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le corps principal (11) s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation (10), tandis que le corps secondaire (12) s'étend selon une direction parallèle audit axe de rotation (10). 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux bords latéraux (14) du corps principal (11) présentent chacun un relief, et en ce que la structure interne de la vanne (1) comporte des reliefs complémentaires (22), de sorte que les reliefs (14) du corps principal (11) viennent en appui contre les reliefs complémentaires (22) de ladite structure pour assurer une obturation étanche dudit conduit (6). 5. Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les reliefs complémentaires (22) sont positionnés en périphérie d'un orifice de la structure interne de la vanne (1). 6. Vanne selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que les reliefs du corps principal sont représentés par deux protubérances (14) allongées s'étendant latéralement le long dudit corps (11), chaque protubérance (14) présentant une section arrondie, et en ce que les reliefs complémentaires sont matérialisés par des parties creusées (22) dans la structure interne de la vanne (1). 7. Vanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'extrémité libre (21) de chaque protubérance (14) et qui est la plus éloignée du corps secondaire (12) est arrondie, pour s'adapter au mieux aux parties creusées (22) de la structure interne de la vanne (1). 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le corps principal (11) et les deux protubérances (14) sont faits d'une seule pièce, lesdites protubérances (14) correspondant à deux zones embouties du corps principal (11). 9. Vanne selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que l'extrémité libre (17) du corps secondaire (12) et qui est la plus éloignée du corps principal (11) est délimitée par un rebord rectiligne s'étendant parallèlement à l'axe de rotation (10), ladite extrémité (17) étant biseautée. 10.Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le volet (7) est réalisé en tôle.