FR3125574A1 - Vanne d’échappement - Google Patents

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Abstract

Vanne d’échappement La vanne d’échappement (1) comprend un corps (2) tubulaire selon un axe (A), définissant une section de passage perpendiculaire à l’axe (A), un volet (3) plan, disposé dans le corps (2) en travers de la section de passage, un arbre (4) solidaire du volet (3), rotatif entre une orientation fermée où le volet (3) obture la section de passage et une orientation ouverte où le volet (3) libère la section de passage, un logement proximal (6), respectivement distal (7), solidaire du corps (2), accueillant un palier proximal, respectivement distal, assurant l’interface rotative entre le corps (2) et une extrémité proximale, respectivement distale, de l’arbre (4), et un actionneur (5) rotatif, apte à mobiliser l’arbre (4) alternativement entre son orientation fermée et son orientation ouverte, disposé à l’extérieur du corps (2), solidaire de l’extrémité proximale de l’arbre (4), où un logement (6, 7) est séparé du corps (2). Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Vanne d’échappement
L’invention concerne une vanne d’échappement, telle que celle utilisée dans une canalisation d’échappement à l’aval d’un moteur à combustion interne. Une telle vanne peut typiquement être utilisée :
- en relation avec un piquage de ladite canalisation, pour sélectivement prélever au moins une partie des gaz d’échappement vers un circuit de recirculation ou EGR (de l’anglais « exhaust gas recirculation »),
- en bypass, afin de diriger tout ou partie des gaz d’échappement vers un dispositif de récupération de chaleur, un autre circuit, ou un dispositif d’atténuation acoustique,
- en tant que dispositif permettant de générer une contre-pression, dans un but acoustique.
Il est connu de réaliser une vanne d’échappement, comprenant un corps sensiblement tubulaire, s’étendant selon un axe d’extension, définissant une section de passage sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension. Une telle vanne comprend encore un volet, disposé dans le corps en travers de la section de passage. Une telle vanne comprend encore un arbre, solidaire du volet, rotatif autour d’un axe de rotation, traversant le corps, sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension, entre une orientation fermée où le volet est disposé de manière à obturer la section de passage et une orientation ouverte où le volet est disposé de manière à libérer, au moins partiellement, la section de passage. Une telle vanne comprend encore soit un logement proximal solidaire du corps, apte à accueillir un palier proximal assurant l’interface rotative entre le corps et une extrémité proximale de l’arbre, soit un logement distal solidaire du corps, apte à accueillir un palier distal assurant l’interface rotative entre le corps et une extrémité distale de l’arbre ou les deux. Une telle vanne comprend encore un actionneur rotatif, apte à mobiliser l’arbre alternativement entre son orientation fermée et son orientation ouverte, disposé à l’extérieur du corps, solidaire de l’extrémité proximale de l’arbre.
Une telle vanne présente généralement l’inconvénient de produire un bruit de grincement produit au niveau des paliers, notamment parce que ces derniers sont soumis à des températures très élevées. En effet, les températures rencontrées dans une canalisation d’échappement peuvent être de l’ordre de 600 °C à 1000 °C. Les logements des paliers étant classiquement réalisés de matière avec le corps de vanne, les paliers subissent ces mêmes températures.
Afin de résoudre le problème du grincement, il est connu d’utiliser des paliers graphite, PTFE ou bronze auto-lubrifié qui présentent l’avantage d’être silencieux. Cependant un tel palier est endommagé à partir de 600 °C.
Afin de refroidir au moins les paliers, il est connu de réaliser une circulation de fluide, gaz ou liquide, à leur proximité, au moyen d’un circuit dédié. Un tel équipement est cependant très coûteux et complexe, en ce qu’il ajoute un circuit et nécessite une connexion/déconnexion de la vanne à chaque pose/dépose.
Aussi, l’invention vise à proposer une solution alternative permettant de maintenir un palier dans une gamme de température acceptable.
Aussi, l’invention propose d’une part de protéger un palier contre les effets de la chaleur issus de la vanne d’échappement et d’autre part de refroidir le palier.
Pour cela, l’invention a pour objet une vanne d’échappement, comprenant un corps sensiblement tubulaire selon un axe d’extension, définissant une section de passage sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension, un volet, disposé dans le corps en travers de la section de passage, un arbre solidaire du volet, rotatif autour d’un axe de rotation, traversant le corps, sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension, entre une orientation fermée où le volet est disposé de manière à obturer la section de passage et une orientation ouverte où le volet est disposé de manière à libérer, au moins partiellement, la section de passage, un logement proximal solidaire du corps, apte à accueillir un palier proximal assurant l’interface rotative entre le corps et une extrémité proximale de l’arbre et/ou un logement distal solidaire du corps, apte à accueillir un palier distal assurant l’interface rotative entre le corps et une extrémité distale de l’arbre et un actionneur rotatif, apte à mobiliser l’arbre alternativement entre son orientation fermée et son orientation ouverte, disposé à l’extérieur du corps, solidaire de l’extrémité proximale de l’arbre, où un logement est séparé du corps et au moins un moyen de découplage thermique est intercalé entre un logement et le corps.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- l’écart entre logement et corps est compris entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement compris entre 3 mm et 6 mm et encore préférentiellement compris entre 3 mm et 5 mm,
- ledit au moins un moyen de découplage thermique comprend au moins une rondelle en matériau isolant thermique, résistant aux hautes températures, préférentiellement à base de mica,
- ledit au moins un moyen de découplage thermique comprend au moins un matériau isolant thermique, tel un tapis de fibre, préférentiellement de verre ou de céramique,
- ledit au moins un moyen de découplage thermique comprend une lame d’air dans laquelle ne circule pas de gaz d’échappement,
- le corps est aminci en regard d’un logement, relativement à son épaisseur moyenne, dans un rapport compris entre 20 et 80 %, préférentiellement entre 30 et 60 % et encore plus préférentiellement égal à 50 %,
- un logement est prolongé par une ailette de refroidissement, préférentiellement discoïde, encore préférentiellement perpendiculaire à l’axe de rotation,
- un logement est réalisé en un matériau hautement conducteur de la chaleur, préférentiellement de l’aluminium,
- le logement proximal présente une grande surface de contact avec l’actionneur et/ou avec un support de l’actionneur,
- l’arbre est creux et au moins une de ses extrémités débouche hors du corps,
- un logement présente une ouverture apte à permettre la mise en place d’un palier, ladite ouverture étant dirigée du côté opposé au corps,
- le palier proximal et/ou le palier distal comprend un palier graphite, PTFE ou bronze auto-lubrifié.
Dans un deuxième aspect de l’invention, une ligne d’échappement comprenant au moins une telle vanne d’échappement.
Dans un troisième aspect de l’invention, un véhicule comprenant au moins une telle ligne 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 :
La montre, en vue perspective, un mode de réalisation d’une vanne d’échappement selon l’invention,
La montre, en vue perspective, selon un autre point de vue, la vanne d’échappement de la ,
La montre, en vue perspective éclatée, la vanne d’échappement de la ,
La montre, en vue coupée, un mode de réalisation avec un arbre plein,
La montre, en vue coupée, un mode de réalisation avec un arbre creux,
La montre, en vue coupée, un mode de réalisation avec un corps aminci.

Claims (14)

  1. Vanne d’échappement (1), comprenant un corps (2) sensiblement tubulaire selon un axe d’extension (A), définissant une section de passage, sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension (A), un volet (3), disposé dans le corps (2) en travers de la section de passage, un arbre (4) solidaire du volet (3), rotatif autour d’un axe de rotation (B), traversant le corps (2) sensiblement perpendiculaire à l’axe d’extension (A), entre une orientation fermée où le volet (3) est disposé de manière à obturer la section de passage et une orientation ouverte où le volet (3) est disposé de manière à libérer, au moins partiellement, la section de passage, un logement proximal (6) solidaire du corps (2), apte à accueillir un palier proximal (8) assurant l’interface rotative entre le corps (2) et une extrémité proximale de l’arbre (4) et/ou un logement distal (7) solidaire du corps (2), apte à accueillir un palier distal (9) assurant l’interface rotative entre le corps (2) et une extrémité distale de l’arbre (4) et un actionneur (5, 14) rotatif, apte à mobiliser l’arbre (4) alternativement entre son orientation fermée et son orientation ouverte, disposé à l’extérieur du corps (2), solidaire de l’extrémité proximale de l’arbre (4), caractérisée en ce qu’un logement (6, 7) est séparé du corps (2) et au moins un moyen de découplage thermique (10, 11) est intercalé entre un logement (6, 7) et le corps (2).
  2. Vanne d’échappement (1) selon la revendication précédente, où l’écart entre logement (6, 7) et corps (2) est compris entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 3 mm et 6 mm et encore préférentiellement entre 3 mm et 5 mm.
  3. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, où ledit au moins un moyen de découplage thermique (10, 11) comprend au moins une rondelle (10) en matériau isolant thermique, résistant aux hautes températures, préférentiellement à base de mica.
  4. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, où ledit au moins un moyen de découplage thermique (10, 11) comprend au moins un matériau isolant thermique, tel un tapis de fibre (11), préférentiellement de verre ou de céramique.
  5. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes, où ledit au moins un moyen de découplage thermique (10, 11) comprend une lame d’air dans laquelle ne circule pas de gaz d’échappement.
  6. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le corps (2) est aminci en regard d’un logement (6, 7), relativement à son épaisseur moyenne, dans un rapport compris entre 20 et 80 %, préférentiellement entre 30 et 60 % et encore plus préférentiellement égal à 50 %.
  7. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un logement (6, 7) est prolongé par une ailette de refroidissement (12), préférentiellement discoïde, encore préférentiellement perpendiculaire à l’axe de rotation (B).
  8. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un logement (6, 7) est réalisé en un matériau hautement conducteur de la chaleur, préférentiellement de l’aluminium.
  9. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le logement proximal (6) présente une grande surface de contact avec l’actionneur (5) et/ou avec un support (14) de l’actionneur (5).
  10. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où l’arbre (4) est creux et au moins une de ses extrémités débouche hors du corps (2).
  11. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un logement (6, 7) présente une ouverture apte à permettre la mise en place d’un palier (8, 9), ladite ouverture étant dirigée du côté opposé au corps (2).
  12. Vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le palier proximal (8) et/ou le palier distal (9) comprend un palier graphite, PTFE ou bronze auto-lubrifié.
  13. Ligne d’échappement comprenant au moins une vanne d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  14. Véhicule comprenant au moins une ligne d’échappement selon la revendication précédente.
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