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FR2965296A1 - Vanne pour un silencieux de ligne d'echappement d'un vehicule automobile - Google Patents

Vanne pour un silencieux de ligne d'echappement d'un vehicule automobile Download PDF

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FR2965296A1
FR2965296A1 FR1057851A FR1057851A FR2965296A1 FR 2965296 A1 FR2965296 A1 FR 2965296A1 FR 1057851 A FR1057851 A FR 1057851A FR 1057851 A FR1057851 A FR 1057851A FR 2965296 A1 FR2965296 A1 FR 2965296A1
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Djafar Larbi
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Abstract

La vanne (10) comprend un support (12), comprenant une ouverture (14) de passage de gaz d'échappement, un obturateur (16), mobile par basculement entre une position d'obturation et une position de libération du passage (14), et une lame élastique (26) de rappel de l'obturateur (16) vers sa position d'obturation, comprenant une première extrémité (26A) fixée au support (12), et une seconde extrémité (26B) en appui sur l'obturateur (16), la seconde extrémité (26B) étant susceptible de glisser sur l'obturateur (16) entre une première position, dans laquelle l'obturateur (16) est dans sa position d'obturation, et une seconde position, dans laquelle l'obturateur (16) est dans sa position de libération. L'obturateur (16) comporte une butée (32) formant point dur, coopérant avec la seconde extrémité (26B) de la lame élastique (26) lorsque cette lame élastique (26) est dans sa première position, de telle sorte que cette butée (32) forme un obstacle pour le passage de la seconde extrémité (26B) depuis la première position vers la seconde position de la lame élastique (26).

Description

Vanne pour un silencieux de ligne d'échappement d'un véhicule automobile La présente invention concerne une vanne perfectionnée notamment pour un silencieux de ligne d'échappement d'un véhicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment d'après WO 2008/102093, une vanne pour ligne d'échappement de véhicule automobile, du type comprenant : - un support, comportant une ouverture de passage de gaz d'échappement, - un obturateur, mobile par basculement entre une position d'obturation et une position de libération du passage, - une lame élastique de rappel de l'obturateur vers sa position d'obturation, comprenant une première extrémité fixée au support, et une seconde extrémité en appui sur l'obturateur, la seconde extrémité étant susceptible de glisser sur l'obturateur entre une première position, dans laquelle l'obturateur est dans sa position d'obturation, et une seconde position, dans laquelle l'obturateur est dans sa position de libération. Une telle vanne est pilotée par les gaz d'échappement qui circulent dans la ligne d'échappement, en fonction du débit de ces gaz. En effet, ces gaz génèrent un effort de poussée sur l'obturateur, opposé à un effort de rappel généré par la lame élastique de rappel. Lorsque le débit de gaz est suffisamment élevé, l'effort de poussée est supérieur à l'effort de rappel, si bien que l'obturateur passe dans sa position de libération de façon à autoriser le passage des gaz à travers l'ouverture de passage.
Cette vanne présente à la fois une fonction acoustique de réduction de bruit et une fonction de perméabilité. Ainsi, pour une efficacité optimale, la vanne devrait rester fermée lorsque le débit de gaz d'échappement est faible, afin de garantir un niveau de bruit relativement bas, et la vanne devrait s'ouvrir rapidement de façon importante lorsque le débit de gaz est plus fort, afin de faciliter le passage des gaz d'échappement pour ne pas entraver le bon fonctionnement du moteur. Généralement, une vanne de l'état de la technique ne permet pas de réaliser parfaitement ces deux fonctions. Par exemple, si la raideur de la lame élastique est trop élevée, générant donc un effort de rappel élevé, la vanne reste dans sa position d'obturation à bas débit de gaz, mais ne s'ouvre pas avec un angle suffisant à haut débit.
En revanche, si la raideur de la lame élastique est trop faible, générant donc un faible effort de rappel, la vanne s'ouvre correctement à haut débit, mais s'ouvre généralement également pour un débit de gaz faible pour lequel elle devrait rester en position d'obturation. La présente invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant une vanne apte à réaliser de manière optimale les deux fonctions précitées.
A cet effet, l'invention a notamment pour objet une vanne pour ligne d'échappement, notamment pour véhicule automobile, du type comprenant : - un support, comprenant une ouverture de passage de gaz d'échappement, - un obturateur, mobile par basculement entre une position d'obturation et une position de libération du passage, - une lame élastique de rappel de l'obturateur vers sa position d'obturation, comprenant une première extrémité fixée au support, et une seconde extrémité en appui sur l'obturateur, la seconde extrémité étant susceptible de glisser sur l'obturateur entre une première position, dans laquelle l'obturateur est dans sa position d'obturation, et une seconde position, dans laquelle l'obturateur est dans sa position de libération, caractérisée en ce que l'obturateur comporte une butée formant point dur, coopérant avec la seconde extrémité de la lame élastique lorsque cette lame élastique est dans sa première position, de telle sorte que cette butée forme un obstacle pour le passage de la seconde extrémité depuis la première position vers la seconde position de la lame élastique. Grâce à la butée formant point dur, la vanne reste obturée en cas de faible débit de gaz d'échappement. En effet, l'effort de poussée généré par le gaz d'échappement doit être supérieur à une valeur prédéterminée, dépendant notamment de la butée, pour permettre à la lame élastique de surpasser cette butée et permettre ainsi l'ouverture de l'obturateur. Par ailleurs, en cas de haut débit de gaz d'échappement, l'effort de poussée généré par ce gaz dépasse ladite valeur prédéterminée, si bien que la lame élastique surpasse la butée formant point dur. Dans ce cas, seul l'effort de rappel généré par la lame élastique s'oppose ensuite à l'effort généré par les gaz d'échappement, si bien que, en choisissant une lame élastique de raideur relativement faible, cette lame élastique ne s'oppose pas à la bonne ouverture de l'obturateur. Ainsi, la vanne selon l'invention reste correctement fermée à bas débit de gaz, et s'ouvre suffisamment à haut débit de gaz. Une vanne selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la lame élastique comporte, entre ses première et seconde extrémités, une ligne de courbure autour de laquelle la lame élastique est susceptible de fléchir, et le support comporte, à proximité de cette ligne de courbure, une butée d'appui de la lame élastique, s'opposant à la flexion de cette lame élastique ; - l'obturateur comporte une cavité borgne, comportant une paroi de fond avec laquelle la seconde extrémité de la lame élastique coopère lorsque cette lame élastique est dans sa seconde position ; - le support comporte une butée de limitation du basculement de l'obturateur, délimitant la position de libération de cet obturateur ; - le support comporte une première partie plane, comprenant l'ouverture de passage, et une seconde partie plane, solidaire de la première partie et formant un angle obtus avec cette première partie, la seconde partie portant la première extrémité de la lame élastique ; - la vanne comporte une charnière pour guider le basculement de l'obturateur, la charnière comportant une première languette, solidaire de l'obturateur, repliée de manière sensiblement circulaire, enveloppée par une seconde languette, solidaire du support, également repliée de manière sensiblement circulaire ; - la seconde languette porte la butée d'appui de la lame élastique ; - la seconde languette porte la butée de limitation du basculement de l'obturateur, la butée de limitation étant de préférence formée par une extrémité de la seconde languette ; - le support comporte une première partie plane, comprenant l'ouverture de passage, et une seconde partie plane, solidaire de la première partie et formant un angle aigu avec cette première partie, la seconde partie portant la première extrémité de la lame élastique ; - la seconde partie comporte une section repliée vers l'obturateur, portant la lame élastique, et dont l'extrémité forme la butée de limitation du basculement de l'obturateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une vanne selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de profil de la vanne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une vanne selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue de profil de la vanne de la figure 3, dans laquelle l'obturateur est en position de libération du passage de gaz d'échappement. On a représenté sur les figures 1 et 2 une vanne 10 selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention, destinée à équiper une ligne d'échappement de véhicule automobile.
La vanne 10 comprend un support 12, comprenant une ouverture 14 de passage de gaz d'échappement. Conformément à ce premier mode de réalisation, le support 12 comporte une première partie plane 12A, dans laquelle est ménagée l'ouverture de passage 14, et une seconde partie plane 12B, solidaire de la première partie, et formant un angle obtus avec cette première partie 12A. Par exemple, le support est formé par une tôle repliée de façon à former les première 12A et seconde 12B parties. La vanne 10 comporte également un obturateur 16, mobile par basculement entre une position d'obturation du passage 14, telle que représentée sur les figures 1 et 2, et une position de libération de ce passage 14 (non représentée). Afin de guider le basculement de l'obturateur 16 par rapport au support 12, cet obturateur 16 est relié à ce support 12 par l'intermédiaire d'une charnière 18. Par exemple, la charnière 18 comporte une première languette 20, solidaire de l'obturateur 16, repliée de manière sensiblement circulaire, et enveloppée par une seconde languette 22, solidaire du support 12, également repliée de manière sensiblement circulaire. Par exemple, la seconde languette 22 prolonge la première partie 12A du support en étant formée par découpe dans la seconde partie 12B du support. Avantageusement, l'extrémité de la seconde languette 22 forme une butée 24 de limitation du basculement de l'obturateur 16, délimitant la position de libération. En variante, une telle butée de limitation pourrait être formée par d'autres moyens classiques. La vanne 10 comporte également une lame élastique 26 de rappel de l'obturateur 16 vers sa position d'obturation. La lame élastique 26 peut être réalisée en matériaux de différentes natures. Par exemple, la lame élastique 26 peut être réalisée dans un matériau métallique ou dans un matériau composite. Dans le cas d'un matériau métallique, la lame élastique 26 peut être réalisée dans tout type de métaux ou alliages pouvant être destinés aux applications haute température, tels que : des alliages à base de fer, de Nickel, de Cobalt Molybdène, de Tantale, de Niobium, ou de Tungstène, des alliages intermétalliques, ou des alliages renforcés par dispersion d'oxydes (O.D.S.). Da,s me cas d'un matériau composite, la lame élastique 26 peut être réalisée dans tout type de matériaux composites à matrice organique, métallique ou céramique.
Le matériau sera choisi en fonction de la température visée pour cette application, pour un maximum de 1200°C.
La lame élastique 26 comporte une première extrémité 26A fixée au support 12, par exemple à la seconde partie 12B du support 12. La lame élastique 26 comporte également une seconde extrémité 26B, en appui sur l'obturateur 16. Cette seconde extrémité 26B est susceptible de glisser sur l'obturateur 16 entre une première position, telle que représentée sur les figures 1 et 2, dans laquelle l'obturateur 16 est dans sa position d'obturation, et une seconde position (non représentée), dans laquelle l'obturateur 16 est dans sa position de libération. De préférence, la lame élastique 26 présente une ligne de courbure 28 entre ses première 26A et seconde 26B extrémités, autour de laquelle la lame 26 est susceptible de fléchir. Avantageusement, le support 12 comporte, à proximité de cette ligne de courbure 28, une butée 30 d'appui de la lame élastique 26, s'opposant à la flexion de la lame élastique 26. De préférence, la butée d'appui 30 est portée par la seconde languette 22 de la charnière 18. Afin de maintenir l'obturateur 16 en position d'obturation lorsque le débit de gaz d'échappement est faible, cet obturateur 16 comporte une butée 32 formant point dur, coopérant avec la seconde extrémité 26B de la lame élastique 26 lorsque cette lame élastique 26 est dans sa première position, comme cela est représenté sur les figures 1 et 2. La butée 32 formant point dur est réalisée par emboutissage de l'obturateur 16. En variante, cette butée 32 pourrait être rapportée sur l'obturateur 16. Cette butée 32 formant point dur définit un effort de résistance prédéterminé, qui dépend de l'inclinaison de cette butée 32 par rapport à l'obturateur 16. Lorsque l'effort de poussée généré par les gaz d'échappement est inférieur à cet effort de résistance prédéterminé, cet effort de poussée n'est pas suffisant pour permettre à la seconde extrémité 26B de la lame élastique 26 de surpasser la butée 32 depuis la première position vers la seconde position de la lame élastique 26. On notera que, du fait de la butée 30 d'appui de la lame élastique 26, qui s'oppose à la flexion de la lame élastique 26, l'effort de poussée généré par les gaz d'échappement n'entraîne pas la flexion de la lame élastique 26, mais uniquement la poussée de cette lame élastique 26 relativement à la butée 32. Après que la butée 32 formant point dur soit surpassée par la lame élastique 26, seul l'effort élastique de rappel généré par cette lame élastique 26 s'oppose à l'ouverture de l'obturateur 16. Ainsi, l'obturateur 16 passe rapidement et facilement dans sa position de libération, ou du moins s'ouvre suffisamment pour permettre un passage optimal des gaz d'échappement à travers l'ouverture 14.
Avantageusement, l'obturateur 16 comporte une cavité borgne 34 dans laquelle la seconde extrémité 26B de la lame 26 est susceptible de passer après avoir surmonté la butée 32. Cette cavité borgne 34 comporte une paroi de fond 36, avec laquelle la seconde extrémité 26B de la lame 26 est destinée à coopérer lorsque cette lame élastique 26 est dans sa seconde position. Ainsi, cette cavité borgne 34 permet une augmentation de débattement de l'obturateur 16, équivalente à la profondeur de la cavité 36, par rapport au débattement d'un obturateur ne comportant pas une telle cavité. On a représenté sur les figures 3 et 4 une vanne 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Conformément à ce deuxième mode de réalisation, le support 12 comporte une première partie plane 12A, comprenant l'ouverture de passage 14, et une seconde partie plane 12B, solidaire de la première partie et formant un angle aigu avec cette première partie 12A. Ainsi, la seconde partie 12B s'étend en vis-à-vis de la première partie 12A.
Par exemple, le support 12 est formé par une tôle pliée de façon à former les première 12A et seconde 12B parties. La seconde partie 12B comporte une section d'extrémité 12C repliée vers l'obturateur 16, portant la première extrémité 26A de la lame élastique 26. Par ailleurs, l'extrémité de cette section 12C forme une butée 24 de limitation du basculement de l'obturateur 16, destinée à coopérer avec cet obturateur 16 dans la position de libération, comme cela est représenté sur la figure 4. Conformément à ce mode de réalisation, l'articulation de l'obturateur 16 est réalisée à l'aide d'une languette élastique 38 solidaire d'une part du support 12 et d'autre part de l'obturateur 16.
Par ailleurs, la butée 32 formant point dur est rapportée sur l'obturateur 16 par des moyens classiques, par exemple par collage ou par soudage. Sur la figure 3, l'obturateur 16 est dans sa position d'obturation, et la lame élastique 26 est dans sa première position. La seconde extrémité 26B de la lame élastique 26 coopère avec la butée 32 de façon à empêcher une ouverture de l'obturateur 16 lorsque l'effort généré par les gaz d'échappement est inférieur à l'effort prédéterminé définit par la butée 32. Sur la figure 4, l'obturateur 16 est dans sa position de libération du passage 14, la languette 26 ayant surpassé la butée 32 formant point dur, après que l'effort de poussée généré par les gaz d'échappement ait dépassé l'effort prédéterminé.
On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications.
En particulier, on pourrait prévoir différentes formes pour le support 12 ou pour l'articulation de l'obturateur 16.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Vanne (10) pour ligne d'échappement, notamment pour véhicule automobile, du type comprenant : - un support (12), comprenant une ouverture (14) de passage de gaz d'échappement, - un obturateur (16), mobile par basculement entre une position d'obturation et une position de libération du passage (14), - une lame élastique (26) de rappel de l'obturateur (16) vers sa position d'obturation, comprenant une première extrémité (26A) fixée au support (12), et une seconde extrémité (26B) en appui sur l'obturateur (16), la seconde extrémité (26B) étant susceptible de glisser sur l'obturateur (16) entre une première position, dans laquelle l'obturateur (16) est dans sa position d'obturation, et une seconde position, dans laquelle l'obturateur (16) est dans sa position de libération, caractérisée en ce que l'obturateur (16) comporte une butée (32) formant point dur, coopérant avec la seconde extrémité (26B) de la lame élastique (26) lorsque cette lame élastique (26) est dans sa première position, de telle sorte que cette butée (32) forme un obstacle pour le passage de la seconde extrémité (26B) depuis la première position vers la seconde position de la lame élastique (26).
  2. 2. Vanne (10) selon la revendication 1, dans laquelle la lame élastique (26) comporte, entre ses première (26A) et seconde (26B) extrémités, une ligne de courbure (28) autour de laquelle la lame élastique (26) est susceptible de fléchir, et le support (12) comporte, à proximité de cette ligne de courbure (28), une butée (30) d'appui de la lame élastique (26), s'opposant à la flexion de cette lame élastique (26).
  3. 3. Vanne (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'obturateur (16) comporte une cavité borgne (34), comportant une paroi de fond (36) avec laquelle la seconde extrémité (26B) de la lame élastique (26) coopère lorsque cette lame élastique (26) est dans sa seconde position.
  4. 4. Vanne (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support (12) comporte une butée (24) de limitation du basculement de l'obturateur (16), délimitant la position de libération de cet obturateur (16).
  5. 5. Vanne (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le support (12) comporte une première partie plane (12A), comprenant l'ouverture de passage (14), et une seconde partie plane (12B), solidaire de la première partie (12A) et formant un angle obtus avec cette première partie (12A), la seconde partie (12B) portant la première extrémité (26A) de la lame élastique (26).
  6. 6. Vanne (10) selon la revendication 5, comportant une charnière (18) pour guider le basculement de l'obturateur (16), la charnière (18) comportant une première languette (20), solidaire de l'obturateur (16), repliée de manière sensiblement circulaire, enveloppée par une seconde languette (22), solidaire du support (12), également repliée de manière sensiblement circulaire.
  7. 7. Vanne (10) selon les revendications 2 et 6 prises en combinaison, dans laquelle la seconde languette (22) porte la butée (30) d'appui de la lame élastique (26).
  8. 8. Vanne (10) selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 6 ou 7, dans laquelle la seconde languette (22) porte la butée (24) de limitation du basculement de l'obturateur (16), la butée de limitation (24) étant de préférence formée par une extrémité de la seconde languette (22).
  9. 9. Vanne (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle dans laquelle le support (12) comporte une première partie plane (12A), comprenant l'ouverture de passage (14), et une seconde partie plane (12B), solidaire de la première partie (12A) et formant un angle aigu avec cette première partie (12A), la seconde partie (12B) portant la première extrémité (26A) de la lame élastique (26).
  10. 10. Vanne (10) selon la revendication 9 prise en combinaison avec la revendication 4, dans laquelle la seconde partie (12B) comporte une section (12C) repliée vers l'obturateur (16), portant la lame élastique (26), et dont l'extrémité forme la butée (24) de limitation du basculement de l'obturateur (16).
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