Qu’est-ce que c’est un boîtier papillon ?

Pendant le fonctionnement d’un moteur quatre temps, nous avons les phases d’admission, compression, combustion et d’échappement. Pour la première phase, on a l’ouverture de la (des) soupape(s) d'admission et le mouvement descente du piston, ce dernier aspire le mélange air-essence dans la chambre de combustion à une pression de 50 à 400 mbars (moteur non-suralimentés dits "atmosphériques") à 2500 mbars environ pour un moteur suralimenté d'automobile de série (exprimé en pression absolue), et c’est cette différence de pression qui permettra de créer un flux d'air dans la chambre de combustion.

En revanche, si on augmente la perte de charge entre la chambre de combustion et l’atmosphère, nous pouvons régler la quantité d’air qui va être aspiré, et donc la puissance du moteur.   Pour ce faire, on utilise une vanne qui va restreindre le débit d’air qu’est aspiré par le moteur, et ce composant est connu comme papillon.

La vanne plus commune est du type papillon et il est utilisé dans la quasi-totalité de la production mondiale de véhicules automobiles et non-automobiles.  La vanne est esquissée dans la figure ci-dessus :

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2: Illustration d'un boîtier papillon en 2D et 3D

Une information importante que nous devrions prendre en compte est l’angle de repos de la vanne. En fait le papillon n’est pas un cylindre avec une hauteur définie, il a un angle de 6° obtenu par usinage. Dans la figure ci-dessus, le papillon est fermé au maximum, et visuellement il a un angle proche de 6°, donc il touche l'alésage en "haut" et en "bas". 

Figure 3: Schéma 2D avec l'angle de repos α et l'angle d'ouverture Γ.

L’angle de repos a été définit comme α, l’angle d’ouverture Γ, l’épaisseur e et le diamètre du corps D.