FR2560290A1

FR2560290A1 - Moteur a combustion interne multicylindres

Info

Publication number: FR2560290A1
Application number: FR8502814A
Authority: FR
Inventors: Wolfgang Schmid
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1985-02-27
Publication date: 1985-08-30
Also published as: DE3407000C1; US4637363A; GB2155997A; GB8505046D0; JPS60204931A; SE8500938D0; IT1184853B; IT8519253A0; SE8500938L

Abstract

IL COMPREND DEUX GROUPES DE CYLINDRES DONT L'UN FONCTIONNE EN PERMANENCE, TANDIS QUE LE SECOND EST INACTIF DANS LES REGIMES DE RALENTI. DES PAPILLONS DES GAZ DES DEUX GROUPES DE CYLINDRES SONT COMMANDES AU MOYEN D'UN DISQUE A CAME 9. POUR QUE, LORSQUE LE VEHICULE DEMARRE ET QUE LE MOTEUR CHAUFFE, CE DERNIER DISPOSE D'UN COUPLE SUFFISANT, UNE CAME DE COMMANDE POUVANT ETRE DEPLACEE AU MOYEN D'UN MECANISME D'ACTIONNEMENT 38 EST LIEE AU DISQUE A CAME; ELLE PROVOQUE L'ACTIVATION DU SECOND GROUPE DE CYLINDRES EN FONCTION DE PARAMETRES.

Description

Moteur à combustion interne multicylindres.

La présente invention concerne un moteur à combustion interne multicylindres, destiné notamment à propulser un véhicule comportant une boite de vitesses,

qui comprend au moins deux groupes de cylindres à cha-

cun desquels correspond un dispositif d'amenée du mé- lange carburant-air comportant des soupapes d'injection

de carburant soumises à l'action d'un appareil de com-

mande, chaque groupe de cylindres se voyant attribuer

un papillon des gaz ou obturateur placé dans un collec-

teur d'admission, dont la position peut %tre modifiée à partir de la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un disque à came, et le disque à came coopérant avec

des leviers de commande placés sur les arbres des papil-

lons en en étant solidaires en rotation, de telle façon que, lorsque lemoteur à combustion interne a atteint sa température de fonctionnement, jusqu'à la fin d'un régime de ralenti prédéterminé,un premier groupe de cylindres reçoit un mélange air-carburant et un second groupe de cylindres de l'air, de telle façon

que la quantité d'air se réduit dans une partie du ré-

gime de ralenti restante faisant suite à une première partie, jusqu'à une valeur sensiblement nulle, et qu'en

outre, après le parcours du régime de ralenti prédéter-

miné, les deux groupes de cylindres reçoivent du mélange

carburant-air jusqu'au régime de pleine charge.

On connaît, par la DE-A 29 07 934, un moteur à combustion interne du type de l'invention dans lequel, à chaud, la connexion et la déconnexion du second

groupe de cylindres ont lieu pratiquement sans à-coups.

Cependant, on ne tient pas compte de la phase de chauf-

fage du moteur à combustion interne dans cette réalisa-

tion. On connait certes, par la DE-B 11 09 947, un moteur à combustion interne multicylindres dans lequel, selon le couple demandé, les groupes de cylindres sont alimentés en carburant séparément ou tous ensemble et qui, au cours de la phase de chauffage, fonctionne avec tous les cylindres à tous les régimes. Il ne ressort pas de cette DE-B 11 09 947, d'indication sur le fait que l'alimentation en mélange carburant-air des différents cylindres des groupes de cylindres a

lieu différemment en fonction du régime du moteur.

On connaît, par la publication "Possibility of Saving fuel by switching off cylinders"' Schellmann et

autres, 1. Int. Automotive fuel economy research con-

ference 31/10-1/11/79, un moteur à combustion interne à deux groupes de cylindres selon le préambule de la

revendication 1, à chacun desquels correspond un papil-

lon des gaz placé dans un collecteur d'admission. La position du papillon peut être modifiée à partir de la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un disque à came, le disque à came coopérant avec des leviers de

commande calés en rotation sur les arbres des papillons.

On connaît, par le brevet japonais 557 913, un moteur à combustion interne à six cylindres dont

les cylindres 1 à 3 sont déconnectés aux bas régimes.

Ce moteur à combustion interne comprend une installation électronique soumise à l'influence d'un transmetteur

de signaux à basse température.

On connaît en outre un système de déconnexion de certains cylindres d'un moteur à combustion interne multicylindres (brevet US 41 53 053) dans lequel les

cylindres sont déconnectés à bas régime, tous les cy-

lindres étant actifs en cours de chauffage.

On connaît enfin un moteur à combustion interne multicylindres (brevet allemand 30 44 248) comportant deux groupes de cylindres dont un groupe est, lorsque le moteur est chaud, inactif sur un régime de ralenti prédéterminé; l'autre groupe de cylindres fonctionne dans la mesure prévue. Lorsque le moteur est froid, un levier de commande du papillon des gaz du groupe de cylindres en général inactif coopère avec une zone en forme de came d'un disque à came, de façon que ce groupe

de cylindres reçoive aussi du mélange carburant-air.

Cela améliore le démarrage d'un véhicule comportant ce moteur. L'alimentation en mélange carburant-air est assurément considérablement réduite àla fin du régime de ralenti prédéterminé (en raison de la cinématique du disque à came pour le fonctionnement déconnecté ce qui entraîne une diminution de couple qui peut faire

mourir" le moteur.

En conséquence, l'invention a pour objet d'a-

gencer un moteur à combustion interne pouvant être monté dans un véhicule automobile de façon qu'au démarrage de ce véhicule comme au cours de la phase de chauffage du moteur, on dispose d'un couple suffisant des deux groupes de cylindres dont l'un peut être connecté et déconnecté. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, de façon connue en soi, le second groupe de cylindres est alimenté en mélange carburant-air en fonction de paramètres dans tout le régime de ralenti prédéterminé, le levier de commande du papillon du second groupe de cylindres coopérant avec une came de commande articulée sur le disque à came, qui peut passer d'une position en repos à une position de fonctionnement sous l'action

d'un mécanisme d'actionnement.

Selon une réalisation de l'invention, le méca-

nisme d'actionnement est soumis à l'action d'un trans-

metteur de température et/ou d'un transmetteur de démarrage.

Le transmetteur peut être manoeuvrable manuel-

lement. Le mécanisme d'actionnement comprend une boîte

à dépression soumise à l'action d'une soupape électro-

magnétique reliée à un appareil de commande d'injection, l'appareil de commande d'injection étant en liaison avec les transmetteurs. Une tringlerie de transmission comprenant deux leviers coudés est placée entre la boite à dépression et la came de commande. Celle-ci est discoïde et sensiblement parallèle au disque

cames. Elle peut pivoter autour d'un tourillon perpen-

diculaire au disque à cames et est maintenue dans la

position de repos au moyen d'un ressort.

La forme de la came de commande est choisie de façon que sur tout le régime de ralenti prédéterminé le papillon du second groupe de cylindres laisse passer

à peu près la moitié du mélange carburant-air du pre-

mier groupe de cylindres.

Les principaux avantages que permet d'obtenir l'invention consistent en ce qu'au démarrage (en marche avant et en marche arrière) du véhicule et pendant le chauffage du moteur (éventuellement en fonction d'un transmetteur ou d'un bouton manoeuvrable manuellement), les deux groupes de cylindres de ce moteur sont mis en action de telle façon qu'on est certain d'un bon fonctionnement, c'est-à-dire avec un couple suffisant (le moteur ne "meurt" pas), sur un régime de ralenti prédéterminé. On y parvient grâce à la came de commande et au mécanisme d'actionnement qui coopèrent au moyen de

deux leviers coudés réalisés sous la forme d'une trin-

glerie de transmission. La came de commande est facile à fabriquer, du fait qu'elle est discorde et étroite, et elle peut également être facilement fixée au disque

à came. La boîte à dépression du mécanisme d'actionne-

ment peut avantageusement être soumise à l'action d'une

soupape électromagnétique qui est montée dans une con-

duite à dépression reliée au collecteur d'admission et reçoit des signaux d'un appareil de commande d'injection présent. On va décrire à présent l'invention avec davantage de détails dans des exemples de réalisation non limitatifs représentés sur le dessin annexé dont: la figure 1 représente la commande de papillons des gaz d'un moteur à combustion interne comprenant deux groupes de cylindres;

la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-

II de la figure 1;

la figure 3 est un schéma de montage du pilo-

tage d'un mécanisme d'actionnement selon l'invention;

la figure 4 est un diagramme représentant l'a-

limentation en mélange carburant-air et respectivement

en air des deux groupes de cylindres.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un collecteur d'admission rattaché au premier groupe de cylindres I et la référence 2 un collecteur d'admission rattaché au second groupe de cylindres II; ils font partie d'un moteur à combustion interne non représenté en détail. Le collecteur d'admission 1 contient un papillon des gaz (obturateur) 4 placé sur un arbre 3 et le collecteur d'admission 2 contient un papillon des gaz 6 placé sur un arbre 5; les deux papillons 4 et 6 sont solidaires des arbres 3 et 5. En outre, les arbres 3 et 5 comportent des leviers de commande 7 et 8

qui coopèrent avec un disque à came 9.

Le disque à came 9 est monté de façon à pouvoir tourner, en 10, sur un plan de symétrie longitudinal passant entre les collecteurs d'admission 1 et 2, il comporte une poulie de renvoi 11 entourée en partie par un cable d'accélérateur 12. Le câble 12 comporte en 13 un ressort de rappel 14 et en 15 un dispositif de réglage 16 suivi par une pédale d'accélérateur non représentée.

Le disque à came 9 comprend une première cou-

lisse 17 et une seconde coulisse 18. La première coulisse 17 comporte un chemin 19 en forme de came qui coopère, à tous les régimes (marche à vide, ralenti, pleine charge) avec un élément coulissant 20 du levier de commande 16 au cours du chauffage et lorsque le moteur a atteint sa température de fonctionnement. La seconde coulisse 18 comporte un chemin en forme de came 21 qui présente un profil parallèle à peu près jusqu'au B-B. Ensuite, la section intérieure 22 du chemin est conformée de façon que le levier de commande 8 passe, avec interposition d'un élément coulissant 23, d'une position légèrement ouverte (point C du chemin) à une position fermée (point D) pour revenir immédiatement

après dans une position ouverte (à partir du point E).

L'autre section 24 du chemin opposée, donc à l'extérieur, limite la position d'ouverture du papillon 6 lors de la déconnexion du second groupe du cylindre

II, c'est-à-dire lorsqu'il n'est pas activé.

Une boite à dépression, comprenant une chambre supérieure 26 et une chambre inférieure 27, est reliée au levier de commande 8 du second groupe de cylindres

II. Les deuxchambres sont séparées par une membrane 26'.

La chambre supérieure 26 est reliée à l'atmosphère par une ouverture 28. Par contre, la chambre inférieure 27 est reliée au collecteur d'admission 2 par une conduite de commande 29. En outre, la chambre inférieure 27

est rattachée à une soupape de ventilation électromagné-

tique 33 comportant un ressort de compression 30, une tige de soupape 31 et une ouverture de ventilation 32 et elle commande, par la tige de soupape 31, la section

de passage d'une ouverture d'échappement 34 de la cham-

bre inférieure 27. Du côté de la chambre inférieure, la membrane 26' est soumise à l'action d'un ressort de compression 35 et, du côté de la chambre supérieure, cette membrane est reliée au levier de commande 8 par

une tringle 36.

Pour que, lors du démarrage avec le véhicule (en marche avant et en arrière) et au cours phase de chauffage du moteur, ce dernier délivre un couple suffisant, les deux groupes de cylindres I et IIsont activés en fonction de paramètres (rapport enclenché, température du moteur). Autrement dit le second groupe de cylindres II, inactif lorsque le moteur est chaud, fonctionne. Pour cela, le disque à came 9 comporte une came de commande 37 qui peut passer d'une position de repos G à une position de fonctionnement H, grâce à un mécanisme d'actionnement 38. La came de commande

37 est forméepar un disque oblong de section rectangu-

laire aplatie et elle est parallèle au disque à came 9, à une distance J de celui-ci (figure 2). En outre, la came de commande 37 peut pivoter à une extrémité

autour d'un tourillon 39 perpendiculaire au disque 9.

L'extrémité opposée est attaquée par un ressort de traction 40 fixé en 41 au disque 9 et tendant à amener la came de commande 37 dans la position de repos G en la faisant tourner. Dans la position de fonctionnement H, la came de commande 37 dépasse, par un profil de came 42, de la section de chemin 22 de la coulisse 1.8, l'élément coulissant 22 du levier de commande 8 suivant

ce profil de came 42; ce processus ouvre le papillon 6.

Le dispositif d'actionnement 38 comprend une boite à dépression 43 et une tringlerie de transmission 44. La tringlerie de transmission 44 agit entre la botte 43 et la came de commande 37 et elle est formée par deux leviers coudés 45, 46 (figure 2). Les leviers coudés comportent des branches horizontales 47, 48 et

des branches verticales 49, 50. Les branches horizon-

tales et verticales de chaque levier sont disposées perpendiculairement. En 51, le levier coudé 45 est articulé à la botte à dépression 43, tandis que le levier coudé 46 est maintenu de façon à pouvoir se déplacer sur une sorte de console 52 du disque à came 9. Les branches

horizontales 47, 48 sont superposées et se touchent.

La branche verticale 50 du levier coudé 46 coopère avec la came de commande 37. L'autre branche verticale 49 est reliée, par une tringlerie 53, à une membrane 54 de la boîte à dépression 43. La boîte à dépression 43 est reliée à une conduite à dépression de collecteur d'admission 57, avec une chambre à dépression 55, par

l'intermédiaire d'une conduite 56 (Figure 3).

La conduite à dépression 57 contient une sou-

pape électromagnétique 58 qui est en liaison, avec in-

terposition d'un appareil de commande d'injection 59,

avec un transmetteur de température 60 et un transmet-

teur de démarrage 61, qui capte la position K et la position L (première vitesse et marche arrière) d'une boite de vitesse 62. Un autre transmetteur 63 est

constitué par un bouton manoeuvrable manuellement.

On a représenté sur la figure 4, à l'aide d'un

diagramme de commande, l'alimentation en mélange carbu-

rant-air ou en air provoqué par le disque à came 9 ou la came de commande 37. On a porté en abscisses 64 la position de la pédale d'accélérateur et en ordonnées les positions des papillons des gaz. Un régime de ralenti prédéterminé est désigné par la référence 66,

sa terminaison par la référence 67. Une courbe 68 in-

dique l'alimentation en mélange carburant-air du pre-

mier groupe de cylindres I dans tous les régimes de fonctionnement du moteur; une courbe 69 correspondant au second groupe de cylindres II indique l'alimentation en air, lorsque le moteur est chaud. Une autre courbe indique l'alimentation en mélange carburant-air du second groupe de cylindres II, lorsque la came de commande 37 est dans la position de fonctionnement H en fonction des paramètres. Une courbe 71 indique l'alimentation en mélange carburant-air du second groupe de cylindres dans tous les régimes du moteur, de la terminaison 67 du régime de ralenti prédéterminé à la pleine charge; une ligne 72 indique l'alimentation en carburant du second groupe de cylindres II, lorsque

le moteur est chaud.

Sur l'axe des ordonnées 65, le point 73 sym-

bolise l'état de l'alimentation de carburant interrompue; le point 74 l'état de l'alimentation en carburant du second groupe de cylindres II ouverte lorsque le moteur est chaud; le point 75 la position du papillon 4 fermé; le point 76 la position du papillon 4 du premier groupe

de cylindres I entièrement ouvert; le point 77 la posi-

tion théorique du papillon 6 du second groupe de cylin-

dres II fermé et le point 78 la position du papillon 6

entièrement ouvert. A ce propos, on se référera égale-

ment au brevet allemand 30 44 248 faisant partie de

l'état actuel de la technique.

La courbe 70 montre clairement que, dans la position de fonctionnement H de la came de commande 37 (en raison du profil de came 42) le second groupe de cylindres II reçoit à peu près la moitié du mélange carburantair du premier groupe de cylindres I, ce qui est obtenu par une ouverture correspondante du papillon

6. On l'indique par la confrontation de Dk et Dk/2.

La courbe 70 montre également que le second groupe de

cylindres II fonctionne sans perte de couple.

Le dispositif décrit est actif dans les états suivants: 1. Le transmetteur de température 60 indique:

le moteur a atteint sa température de fonctionnement.

2. Le transmetteur de démarrage 61 indique:

on s'est mis en première ou en marche arrière.

3. Le bouton manuel (transmetteur 61) est con-

necté (par exemple pour tirer des remorques).

L'appareil de commande d'injection 59 envoie alors un signal à la soupape électromagnétique 58 et l'ouvre. De ce fait, la membrane 54 de la boîte à

dépression 43 subit l'action de la dépression du col-

lecteur d'admission, la tringlerie 53 actionne le levier coudé 45, 46 et la came de commande 37 est amenée dans sa position de fonctionnement H. Le second groupe de cylindres II est alors alimenté en mélange carburant- air dans le régime ralenti prédéterminé, et cela de telle façon qu'il n'y a pas de perte de couple

sensible, qui ferait "mourir" le moteur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moteur à combustion interne multicylindres, destiné notamment à propulser un véhicule comportant une botte de vitesses, qui comprend au moins deux groupes de cylindres à chacun desquels correspond un dispositif

d'amenée du mélange carburant-air comportant des sou-

papes d'injection de carburant soumises à tl'action d'un appareil de commande, chaque groupe de cylindres se voyant attribuer un papillon des gaz ou obturateur placé dans un collecteur d'admission, dont la position peut être modifiée à partir de la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un disque à came, et le disque à came coopérant avec des leviers de commande placés sur les arbres des papillons en en étant solidaires en rotation,

de telle façon que, lorsque le moteur a atteint sa tem-

pérature de fonctionnement, jusqu'à la fin d'un régime de ralenti prédéterminé un premier groupe de cylindres reçoit un mélange aircarburant et un second groupe de cylindres de l'air, de telle façon que la quantité d'air se réduit dans une partie du régime de ralenti restante faisant suite à une première partie, jusqu'à une valeur sensiblement nulle, et qu'en outre, après le parcours du régime de ralenti prédéterminée les deux groupes de cylindres reçoivent du mélange carburant-air jusqu'au régime de pleine charge, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, le second groupe de cylindres {Il) est

alimenté en mélange carburant-air en fonction de para-

mètres dans tout le régime de ralenti prédeterminé, le levier de commande (8) du papillon des gaz (6) du second groupe de cylindres (Il) coopérant avec une came de commande (37) articulée sur le disque à came (9),

qui peut passer d'une position de repos G) à une posi-

tion de fonctionnement (H) sous l'action d'un mécanisme

d'actionnement (38).

2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (38) est soumis à l'action d'un transmetteur de température (60) et/ou

d'un transmetteur de démarrage (61).

3. Moteur selon l'ensemble des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement

(38) est soumis à l'action d'un transmetteur (63) manoeu-

vrable manuellement.

4. Moteur selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (38) comprend une boite à dépression (43) soumise à l'action d'une soupape électromagnétique (58) reliée à un appareil de commande d'injection (59), l'appareil de commande d'injection (59) étant en liaison avec les

transmetteurs (60, 61, 63).

5. Moteur selon l'une quelconque des revendications

1 et 4, caractérisé en ce qu'une tringlerie de transmis-

sion (44) comprenant deux leviers coudés (45, 46) est placée entre la boite à dépression (43) et la came de

commande (37).

6. Moteur selon l'ensemble des revendications 1 et

2, caractérisé en ce que la came de commande (37) est discorde et est sensiblement parallèle au disque à came (9).

7. Moteur selon l'ensemble des revendications 1, 5

et 6, caractérisé en ce que la came de commande (37) peut pivoter autour d'un tourillon (39) perpendiculaire au disque à came (9) et est maintenue dans la position de

repos (G) au moyen d'un ressort (40).

8. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de la came de commande (37) est choisie de façon que, sur tout le régime de ralenti prédéterminé, le papillon (6) du second groupe de cylindres (II) laisse passer à peu près la moitié du mélange carburant-air du

premier groupe de cylindres (I).