Brevet FR3135770A1 — publié le 20231124

Vanne d’échappement L’invention concerne une vanne d’échappement (1) comprenant un corps (2) sensiblement tubulaire définissant une section de passage (S), s’étendant selon un axe d’extension (A), au moins un palier (4, 5) solidaire du corps (2), un arbre (3) rotatif relativement au corps (2) au moyen dudit au moins un palier (4, 5), autour d’un axe de rotation (B) sécant à l’axe d’extension (A), un volet (6), sensiblement plan, disposé dans le corps (2), solidaire de l’arbre (3), la rotation de l’arbre (3) permettant une rotation du volet (6) alternativement entre une orientation fermée où le volet (6) obture la section de passage (S) et une orientation ouverte où le volet (6) libère, au moins partiellement, la section de passage (S), où l’arbre (3) comprend un creux (7), au moins au droit dudit au moins un palier (4, 5), le creux (7) de l’arbre (3) étant intégré dans un circuit de fluide refroidissant, circulé par un moyen de pression (P). Figure pour l'abrégé : Figure 1 Vanne d’échappement L’invention concerne une vanne d’échappement. Il est connu de disposer une vanne d’échappement sur une ligne d’échappement de manière à réaliser différentes fonctions de régulation du flot de gaz d’échappement. Une telle vanne est typiquement une vanne à volet disposée sur un arbre rotatif. La rotation de l’arbre/du volet est rendue possible par la présence, à l’interface entre le corps de vanne et l’arbre, d’au moins un palier. Une vanne d’échappement, du fait des gaz d’échappement la traversant, est soumise à des températures très élevées pouvant atteindre 900 °C. Ces températures se transmettent au dit au moins un palier de manière préjudiciable pour sa durée de vie et/ou pour son coût. Afin de supporter de telles températures, il est connu d’utiliser un roulement à billes. Cependant une telle solution est trop couteuse pour une vanne d’échappement. Des paliers à coussinets bronze nécessitent une lubrification peu compatible avec ces températures. Une solution viable est l’utilisation de paliers graphites. Cependant le graphite ne doit pas subir de température supérieure à 650°C. Aussi, il est recherché une méthode pour refroidir, au moins ledit au moins un palier, qui est préférentiellement un palier graphite. Pour cela, l’invention a pour objet une vanne d’échappement comprenant un corps sensiblement tubulaire définissant une section de passage, s’étendant selon un axe d’extension, au moins un palier solidaire du corps, un arbre rotatif relativement au corps au moyen dudit au moins un palier, autour d’un axe de rotation sécant à l’axe d’extension, un volet, sensiblement plan, disposé dans le corps, solidaire de l’arbre, la rotation de l’arbre permettant une rotation du volet alternativement entre une orientation fermée où le volet obture la section de passage et une orientation ouverte où le volet libère, au moins partiellement, la section de passage, où l’arbre comprend un creux, au moins au droit dudit au moins un palier, le creux de l’arbre étant intégré dans un circuit de fluide refroidissant, circulé par un moyen de pression. Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : - le fluide refroidissant est un liquide de refroidissement moteur et le circuit est une dérivation du circuit de refroidissement du moteur, - le fluide refroidissant est de l’air, prélevé à l’extérieur de la vanne d’échappement, - le moyen de pression est un turbocompresseur, - le moyen de pression est une prise d’air disposée dans une zone de dépression aérodynamique, - le moyen de pression est une prise d’air comprenant une écope faisant face à la direction avant, - le moyen de pression est une dépression créée par la circulation de gaz d’échappement, - la dépression est obtenue par au moins un orifice de sortie 8 du creux 7 percé dans l’arbre 3 à l’aval du volet 6, - la dépression est obtenue par une canalisation issue du creux et débouchant dans un obstacle disposé dans la circulation de gaz d’échappement, - la dépression est obtenue par une canalisation issue du creux et débouchant dans un venturi disposé dans la circulation de gaz d’échappement, - la dépression est obtenue par une canule divergente, - la vanne d’échappement comprend un unique palier et la dépression est obtenue par une coupure de l’arbre disposée dans le corps, selon un biseau faisant face à l’aval et présentant un angle compris entre 10 ° et 60 °, préférentiellement entre 20 ° et 45 ° et encore préférentiellement entre 30 ° et 40 °, - une entrée d’air extérieur vers l’arbre est protégée par un clapet anti-retour, - le fluide refroidissant est du gaz d’échappement, issu d’un piquage en amont de la vanne d’échappement. Selon un deuxième aspect de l’invention, une ligne d’échappement comprenant une telle vanne d’échappement. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : montre, en vue perspective coupée, une vanne et un circuit de refroidissement, montre, en vue schématique, une vanne refroidie par le turbocompresseur, montre, en vue schématique, un moyen de pression obtenu par une prise d’air en dépression aérodynamique, montre, en vue schématique, un moyen de pression obtenu par une prise d’air en écope, montre, en vue perspective coupée, un moyen de pression obtenu par une dépression issue d’un orifice percé dans l’arbre, montre, en vue perspective coupée, un moyen de pression obtenu par une dépression issue d’un obstacle, montre, en vue perspective coupée, un moyen de pression obtenu par une dépression issue d’un venturi, montre, en vue perspective, un moyen de pression obtenu par une dépression issue d’une canule divergente, montre, en vue coupée, une vanne d’échappement à un seul palier, et un moyen de pression obtenu par une dépression issue d’une coupe en biseau de l’arbre, montre, en vue schématique, un moyen de pression obtenu par un piquage sur la ligne d’échappement. Vanne d’échappement (1) comprenant un corps (2) sensiblement tubulaire définissant une section de passage (S), s’étendant selon un axe d’extension (A), au moins un palier (4, 5) solidaire du corps (2), un arbre (3) rotatif relativement au corps (2) au moyen dudit au moins un palier (4, 5), autour d’un axe de rotation (B) sécant à l’axe d’extension (A), un volet (6), sensiblement plan, disposé dans le corps (2), solidaire de l’arbre (3), la rotation de l’arbre (3) permettant une rotation du volet (6) alternativement entre une orientation fermée où le volet (6) obture la section de passage (S) et une orientation ouverte où le volet (6) libère, au moins partiellement, la section de passage (S), caractérisée en ce que l’arbre (3) comprend un creux (7), au moins au droit dudit au moins un palier (4, 5), le creux (7) de l’arbre (3) étant intégré dans un circuit de fluide refroidissant, circulé par un moyen de pression (P). Vanne d’échappement (1) selon la revendication 1, où le fluide refroidissant est un liquide de refroidissement moteur et où le circuit est une dérivation du circuit de refroidissement du moteur (M). Vanne d’échappement (1) selon la revendication 1, où le fluide refroidissant est de l’air, prélevé à l’extérieur de la vanne d’échappement (1). Vanne d’échappement (1) selon la revendication 3, où le moyen de pression (P) est un turbocompresseur. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 3, où le moyen de pression (P) est une prise d’air (17) disposée dans une zone de dépression aérodynamique. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 3, où le moyen de pression (P) est une prise d’air comprenant une écope (18) faisant face à la direction avant. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 3, où le moyen de pression (P) est une dépression créée par la circulation de gaz d’échappement. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 7, où la dépression est obtenue par au moins un orifice de sortie (8) du creux (7) percé dans l’arbre (3) à l’aval du volet (6). Vanne d’échappement (1) selon la revendication 7, où la dépression est obtenue par une canalisation (9) issue du creux (7) et débouchant dans un obstacle (10) disposé dans la circulation de gaz d’échappement. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 7, où la dépression est obtenue par une canalisation (11) issue du creux (7) et débouchant dans un venturi (12) disposé dans la circulation de gaz d’échappement. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 7, où la dépression est obtenue par une canule (13) divergente. Vanne d’échappement (1) selon la revendication 7, comprenant un unique palier (4) et où la dépression est obtenue par une coupure de l’arbre (3) disposée dans le corps (2), selon un biseau faisant face à l’aval et présentant un angle compris entre 10 ° et 60 °, préférentiellement entre 20 ° et 45 ° et encore préférentiellement entre 30 ° et 40 °. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, où une entrée d’air extérieur vers l’arbre (3) est protégée par un clapet anti-retour (14). Vanne d’échappement (1) selon la revendication 2, où le fluide refroidissant est du gaz d’échappement, issu d’un piquage (15) en amont de la vanne d’échappement (1). Ligne d’échappement (L) caractérisée en ce qu’elle comprend une vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.