EP3129626B1 - Vanne à plot de soutien d'une goulotte électrique - Google Patents

Vanne à plot de soutien d'une goulotte électrique Download PDF

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EP3129626B1
EP3129626B1 EP15718545.5A EP15718545A EP3129626B1 EP 3129626 B1 EP3129626 B1 EP 3129626B1 EP 15718545 A EP15718545 A EP 15718545A EP 3129626 B1 EP3129626 B1 EP 3129626B1
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valve
stud
valve body
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conduit
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Frédéric Ribera
Sylvain Gautier
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Valeo Electrification SAS
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1075—Materials, e.g. composites
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/72—Housings

Definitions

  • the invention relates to a valve, in particular a valve intended to be implemented in the automotive field.
  • the invention relates more particularly to an exhaust gas recirculation valve, or EGR valve, standing for “Exhaust Gas Recirculation”.
  • valves in particular EGR valves, electrically actuated, that is to say whose opening or closing is carried out by implementing an electric motor.
  • EGR valves are for example described in applications FR-A-2 914 975 Where FR-A-2 947 027 , on behalf of the Claimant and in the request US-A-5704585 on behalf of Siemens and Honda.
  • EGR recirculation valves intended to adapt the quantity of exhaust gas reintroduced to the intake of an internal combustion engine, to reduce polluting emissions, in particular emissions of nitrogen oxides, NOx.
  • Such an electric chute is usually fixed to the EGR valve by means of a bracket made of sheet metal fixed to the EGR valve on the one hand, and to the electric chute, on the other hand.
  • the object of the invention is to propose an EGR valve, and more generally, a valve, in particular for a motor vehicle, which does not have the aforementioned drawbacks.
  • the invention aims to provide an electrically powered valve allowing easy attachment of an electrical trunking.
  • an electrically actuated valve in particular a valve for a motor vehicle, in particular an exhaust gas recirculation valve, comprising a valve body forming a duct passing through the valve body, and a shutter of the duct, electrically actuated, the valve body further forming a stud adapted to support an electrical chute receiving at least one supply cable from the valve.
  • valve directly supports the electric chute. It is no longer necessary to put implements a separate piece like the sheet metal bracket used in the prior art.
  • the stud being made in one piece with the valve body, has increased mechanical strength compared to the sheet metal bracket and ensures that the electrical trunking is held in position in the vicinity of the valve.
  • the invention also relates to an assembly comprising a valve as described above in all its combinations, and an electric chute, the electric chute being supported by the stud.
  • an electrically controlled EGR valve 10 for a motor vehicle comprises a valve body 12 forming a conduit passing through the valve body 12 and an electrically actuated conduit shutter. By crossing the valve body 12, it is understood that the conduit has two separate outlets on the valve body.
  • the shutter can be of any type imaginable for an automobile valve. It may for example be a butterfly rotating in a duct, the rotation of which is controlled by the rotation of an electric motor. It can also be, according to another example, a valve whose translation relative to a valve seat, on which the valve rests to close the valve, is controlled by an electric motor via a movement transformation device, as for example described in the application FR-A-2 947 027 on behalf of the plaintiff.
  • the valve body here forms a housing for receiving the actuating motor of the valve (not visible) and a housing for receiving a cam to transform the rotational movement of the actuating motor into a translational movement of a valve blockage of the duct.
  • the electric motor may be a DC motor.
  • the valve can then comprise five electrical pins: two pins for controlling the electric motor, two pins for supplying a sensor making it possible to detect the degree of opening of the valve, and a pin for feedback of the degree of opening of the valve to an electronic control unit.
  • the degree of opening of the valve can be determined in a manner known per se by those skilled in the art, for example by an angular position sensor of a valve for closing the conduit or a sensor (for example all or nothing) position of the valve relative to the valve seat. Other means of determining the degree of opening of the valve are known and within the reach of those skilled in the art.
  • the valve body 12 also forms a stud 14.
  • the stud 14 is integral with the valve body 12, that is to say it is made by molding , at the same time as the valve body 12.
  • the stud 14 is adapted to support and hold in position an electric trunking receiving electric cables, in particular the electric cable(s) required to supply the valve.
  • Such an equipped chute can weigh several hundred grams, traditionally about 700-800 g. It is therefore understood that such a stud 14 integral with the valve body 12 has better support over time compared to the previous solution of the bracket made of sheet metal.
  • stud 14 preferably includes a threaded hole 16 to allow the chute to be screwed onto stud 14 and thus maintain the chute position relative to valve 10.
  • the latter preferably has a height equal to at least twice the diameter of the threaded hole, preferably a height at least equal to twice the diameter of the stud.
  • stud 14 preferably has a cross-section or a star-shaped cross-section.
  • the section of stud 14 may be annular with ribs 18, 20 extending along the height of the stud. These ribs allow a reinforcement of the stud 14, in particular vis-à-vis the screwing of the chute, while limiting the weight of the stud 14.
  • the ribs 18, 20 can have any desired shape. The shape of these ribs can also be chosen to facilitate demolding of the valve body 12, when the latter is, as is preferred, produced by molding, in particular by gravity molding or under pressure.
  • the two ribs 18 may have a square cross-section (that is to say with right angles at the tops of the ribs), while the ribs 20 may have a rounded section, for example in the shape of a half-disk.
  • the two half-shells of the mold can join at the level of the ribs 18.
  • This tab thus supports the stud 14.
  • it may be provided with a reinforcement relief 24, for example trapezium.
  • a reinforcement relief 24 for example trapezium.
  • the small base of the trapezoid is oriented towards the stud 14 (while the large base is oriented towards the mass part of the valve body 12) this in order to ensure that a sufficient quantity of material is projected into the stud 14, within the framework of a molding under pressure.
  • Such molding under pressure offers an appreciable saving in time compared to gravity molding.

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Description

  • L'invention concerne une vanne, notamment une vanne destinée à être mise en œuvre dans le domaine automobile. L'invention vise plus particulièrement une vanne de recirculation des gaz d'échappement, ou vanne EGR, de l'anglais « Exhaust Gas Recirculation ».
  • Dans le domaine automobile, il est connu de mettre en œuvre des vannes, notamment des vannes EGR, actionnées électriquement, c'est-à-dire dont l'ouverture ou la fermeture est réalisée en mettant en œuvre un moteur électrique. De telles vannes sont par exemple décrites dans les demandes FR-A-2 914 975 ou FR-A-2 947 027 , au nom de la Demanderesse et dans la demande US-A-5704585 au nom de Siemens et Honda. Ces documents décrivent des exemples de vannes de recirculation « EGR » destinées à adapter la quantité de gaz d'échappement réintroduite à l'admission d'un moteur à explosion, pour réduire les émissions polluantes, notamment les émissions d'oxydes d'azote, NOx.
  • En outre, il est connu d'envoyer une information relative au degré d'ouverture ou de fermeture de la vanne, depuis la vanne vers une unité électronique de commande (UEC), laquelle gère entre autre, la recirculation des gaz d'échappement.
  • Il est donc nécessaire de réaliser une alimentation électrique de la vanne, depuis une batterie du véhicule automobile. Des câbles électriques sont ainsi amenés jusqu'au voisinage d'une prise d'alimentation et/ou de retour électrique de la vanne EGR, dans une goulotte électrique. Une telle goulotte électrique est un passe câble tubulaire, protégeant les câbles électriques dans l'environnement moteur.
  • Une telle goulotte électrique est habituellement fixée à la vanne EGR au moyen d'une équerre en tôle métallique fixée à la vanne EGR d'une part, et à la goulotte électrique, d'autre part.
  • Cependant, une telle fixation de la goulotte sur la vanne n'est pas optimale. Notamment l'équerre en tôle métallique qui doit supporter le poids de la goulotte et des câbles a tendance à se déformer. En outre, cette fixation de la goulotte sur la vanne EGR apparaît complexe.
  • L'invention a pour but de proposer une vanne EGR, et de manière plus générale, une vanne, notamment pour véhicule automobile, ne présentant pas les inconvénients susmentionnés. Notamment, l'invention vise à proposer une vanne à alimentation électrique permettant une fixation facilitée d'une goulotte électrique.
  • À cet effet, l'invention propose une vanne à actionnement électrique, notamment une vanne pour véhicule automobile, en particulier une vanne de recirculation des gaz d'échappement, comprenant un corps de vanne formant un conduit traversant le corps de vanne, et un obturateur du conduit, actionné électriquement, le corps de vanne formant en outre un plot adapté à soutenir une goulotte électrique recevant au moins un câble d'alimentation de la vanne.
  • Une telle vanne supporte directement la goulotte électrique. Il n'est plus nécessaire de mettre en œuvre une pièce séparée comme l'équerre en tôle utilisée dans l'art antérieur. En outre, le plot étant réalisé venu de matière avec le corps de vanne, présente une résistance mécanique accrue par rapport à l'équerre en tôle et assure le maintien en position de la goulotte électrique au voisinage de la vanne.
  • Selon des modes de réalisation préférés, la vanne peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
    • le plot présente un trou fileté de vissage de la goulotte électrique ;
    • le plot présente une section en croix ou en étoile ;
    • le corps de vanne forme une languette supportant le plot ;
    • le corps de vanne forme un relief, de section de préférence trapézoïdale, sur la languette, la petite base de la section trapézoïdale étant dirigée vers le plot, le cas échéant ;
    • le corps de vanne est réalisé par moulage, notamment par moulage sous pression ;
    • le plot a une hauteur égale à au moins deux fois le diamètre du trou fileté, de préférence au moins égale à deux fois le diamètre du plot ;
    • le corps de vanne forme un logement de réception d'un moteur d'actionnement de la vanne et/ou un logement de réception d'une came pour transformer le mouvement de rotation d'un moteur d'actionnement en mouvement de translation d'une soupape d'obturation du conduit ; et
    • la vanne comporte cinq broches d'alimentation électrique et de retour d'information vers une unité électronique de commande de la vanne.
  • L'invention se rapporte également à un ensemble comprenant une vanne telle que décrite ci-avant dans toutes ses combinaisons, et une goulotte électrique, la goulotte électrique étant soutenue par le plot.
  • L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
    • la figure 1 représente partiellement, en perspective, un exemple de vanne EGR ; et
    • la figure 2 représente schématiquement en perspective, un détail de la figure 1.
  • Telle qu'illustrée sur les figures, une vanne EGR 10 à commande électrique pour véhicule automobile comprend un corps de vanne 12 formant un conduit traversant le corps de vanne 12 et un obturateur du conduit actionné électriquement. Par traversant le corps de vanne 12, on comprend que le conduit présentent deux débouchés distincts sur le corps de vanne.
  • L'obturateur peut être de tout type imaginable pour une vanne pour automobile. Il peut par exemple s'agir d'un papillon tournant dans un conduit, dont la rotation est commandée par la rotation d'un moteur électrique. Il peut également s'agir, selon un autre exemple, d'une soupape dont la translation par rapport à un siège de soupape, sur lequel la soupape repose pour fermer la vanne, est commandée par un moteur électrique via un dispositif de transformation de mouvements, comme par exemple décrit dans la demande FR-A-2 947 027 au nom de la demanderesse.
  • Le corps de vanne forme ici un logement de réception du moteur d'actionnement de la vanne (non visible) et un logement de réception d'une came pour transformer le mouvement de rotation du moteur d'actionnement en mouvement de translation d'une soupape d'obturation du conduit.
  • Le moteur électrique peut être un moteur à courant continu. La vanne peut alors comporter cinq broches électriques : deux broches de commande du moteur électrique, deux broches d'alimentation d'un capteur permettant de détecter le degré d'ouverture de la vanne, et une broche de retour d'information du degré d'ouverture de la vanne vers une unité électronique de commande. Le degré d'ouverture de la vanne peut être déterminé de manière connue en soi par l'homme du métier, par exemple par un capteur de position angulaire d'un papillon d'obturation du conduit ou un capteur (par exemple tout ou rien) de position de la soupape par rapport au siège de soupape. D'autres moyens de déterminer le degré d'ouverture de la vanne sont connus et à la portée de l'homme du métier.
  • Cependant, ici, le corps de vanne 12 forme en outre un plot 14. En d'autres termes, le plot 14 est venu de matière avec le corps de vanne 12, c'est-à-dire qu'il est réalisé par moulage, en même temps que le corps de vanne 12. Le plot 14 est adapté à supporter et maintenir en position une goulotte électrique recevant des câbles électriques, notamment le ou les câbles électriques nécessaires à l'alimentation de la vanne. Par alimentation de la vanne, on comprend ici à la fois l'alimentation électrique de la vanne, l'alimentation d'un capteur dans la vanne permettant de déterminer le degré d'ouverture de la vanne et le retour d'information éventuel sur le degré d'ouverture ou de fermeture de la vanne vers une unité électronique de commande d'un véhicule automobile.
  • Une telle goulotte équipée peut peser plusieurs centaines de grammes, traditionnellement environ 700 à 800 g. On comprend dès lors qu'un tel plot 14 venu de matière avec le corps de vanne 12 présente un meilleur soutien dans le temps par rapport à solution antérieure de l'équerre en tôle métallique.
  • Comme illustrée, le plot 14 comporte de préférence un trou fileté 16 pour permettre le vissage de la goulotte sur le plot 14 et ainsi maintenir la position de goulotte par rapport à la vanne 10.
  • Par assurer la résistance mécanique du plot 14, celui-ci présente de préférence une hauteur égale à au moins deux fois le diamètre du trou fileté, de préférence une hauteur au moins égale à deux fois le diamètre du plot.
  • En outre, le plot 14 présente de préférence une section transversale en croix ou en étoile. En d'autres termes, la section du plot 14 peut être annulaire avec des nervures 18, 20 s'étendant selon la hauteur du plot. Ces nervures permettent un renfort du plot 14, notamment vis-à-vis du vissage de la goulotte, tout en limitant le poids du plot 14. Les nervures 18, 20 peuvent présenter toute forme souhaitée. La forme de ces nervures peut également être choisie pour faciliter le démoulage du corps de vanne 12, lorsque celui-ci est, comme cela est préféré, réalisé par moulage, notamment par moulage gravitaire ou sous pression. Ainsi, les deux nervures 18 peuvent présenter une section transversale carrée (c'est-à-dire avec des angles droits aux sommets des nervures), tandis que les nervures 20 peuvent présenter une section arrondie, par exemple en forme de demi-disque. Dans ce cas, les deux demi-coquilles du moule peuvent se rejoindre au niveau des nervures 18.
  • Pour assurer la stabilité du plot 14, celui-ci peut être issu d'une languette 22 formée par le corps de vanne 12. Cette languette supporte ainsi le plot 14. Pour assurer la résistance mécanique de cette languette 22, celle-ci peut être munie d'un relief 24 de renfort, par exemple en trapèze. Dans le cas d'un relief en trapèze, il est intéressant que la petite base du trapèze soit orientée vers le plot 14 (alors que la grande base est orientée vers la partie massique du corps de vanne 12) ceci afin d'assurer qu'une quantité de matière suffisante est projetée dans le plot 14, dans le cadre d'un moulage sous pression. Un tel moulage sous pression présente un gain de temps appréciable par rapport à un moulage gravitaire. Par exemple, il est possible de réaliser un corps de vanne tel qu'illustré en alliage d'aluminium en quelques dizaines de millisecondes par moulage sous pression, par exemple en 30 ms.
  • Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la description ci-dessus. De nombreuses variantes de réalisation sont accessibles à l'homme de l'art, dans le cadre de l'invention définie par le jeu de revendications ci-joint.

Claims (9)

  1. Vanne à actionnement électrique (10), notamment vanne pour véhicule automobile, en particulier vanne de recirculation des gaz d'échappement, comprenant un corps de vanne (12) formant un conduit traversant le corps de vanne (12), et un obturateur du conduit, actionné électriquement, le corps de vanne (12) formant en outre un plot (14) adapté à soutenir une goulotte électrique recevant au moins un câble d'alimentation de la vanne (10), caracterisée en ce que le plot (14) présente une section en croix ou en étoile.
  2. Vanne selon la revendication 1, dans laquelle le plot (14) présente un trou fileté (16) de vissage de la goulotte électrique.
  3. Vanne selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle le corps de vanne (12) forme une languette (22) supportant le plot (14).
  4. Vanne selon la revendication 3, dans laquelle le corps de vanne forme un relief (24), de section de préférence trapézoïdale, sur la languette (22), la petite base de la section trapézoïdale étant dirigée vers le plot (14), le cas échéant.
  5. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps de vanne (12) est réalisé par moulage, notamment par moulage sous pression.
  6. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le plot (14) a une hauteur égale à au moins deux fois le diamètre du trou fileté (16), de préférence au moins égale à deux fois le diamètre du plot (14).
  7. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps de vanne (12) forme un logement de réception d'un moteur d'actionnement de la vanne (10) et/ou un logement de réception d'une came pour transformer le mouvement de rotation d'un moteur d'actionnement en mouvement de translation d'une soupape d'obturation du conduit.
  8. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant cinq broches d'alimentation électrique et de retour d'information vers une unité électronique de commande de la vanne (10).
  9. Ensemble comprenant une vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes et une goulotte électrique, la goulotte électrique étant soutenue par le plot (14).
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