FR2626042A1 - Dispositif de detection de la position d'un segment de piston dans un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de détection de la position occupée par un piston dans un moteur à combustion interne. Le moteur à combustion interne comprend un bloc moteur présentant une paroi intérieure de forme générale cylindrique 18 qui définit un cylindre de combustion 20, un piston 36 mobile à va-et-vient dans ce cylindre entre une position de point mort haut et une position de point mort bas, un segment 36 fixé au piston et dont le pourtour extérieur glisse contre la paroi 18. Le segment 36 est en matériau magnétique et sa position est détectée par un moyen capteur magnétique 42. Application à la commande de la distribution.
Description
L'invention a trait à des systèmes de distribu-
tion pour moteurs à combustion interne et plus particuliè-
rement à un dispositif destiné à surveiller la position occupée par un piston dans un moteur à deux temps en détectant la présence d'un segment de piston. On sait l'intérêt qu'il y a à minuter les phases de fonctionnement d'un moteur d'après la position occupée par le piston. L'utilisation de systèmes de mesure hautement précis qui lient, dans un moteur, l'allumage par étincelle ou l'injection de carburant à la position occupée par le piston aide à mettre au point des moteurs plus
économiques en carburant et à meilleures performances.
Un mode connu de surveillance de la position du piston consiste à monter un noyau magnétique sur le volant du moteur en un emplacement lié à une position de référence du piston (brevet des Etats-Unis 4 471 652). En surveillant la position prise par l'aimant au cours de sa rotation pendant le fonctionnement du moteur, on peut calculer la position relative du piston. Couramment, la position de référence choisie du piston est le point mort haut. En variante, la position de référence peut être le point mort bas. Bien que cette méthode assure initialement une mesure
précise, l'usure du moteur entraîne une baisse de préci-
sion. Une autre technique de détection de la position du piston exige l'insertion d'une sonde dans un cylindre de combustion, à travers un orifice à bougie d'allumage ou à bougie de préchauffage ménagé dans la culasse. On a décrit en détail divers types différents de sondes, entre autres sondes de proximité mécaniques (brevet des Etats-unis 4 296
629). On connaît aussi des sondes qui rayonnent des micro-
ondes et calculent la position du piston d'après les motifs de microondes réfléchies qui résonnent pour des volumes de cylindre connus équidistants de part et d'autre du point mort haut (brevet des Etats-Unis 4 528 845). Ces méthodes ne donnent pas lieu à des imprécisions dues à l'usure du moteur, mais elles ne conviennent pas particulièrement bien
pour la surveillance du fonctionnement de moteurs ordi-
naires parce qu'elles obligent à déplacer une bougie d'allumage ou à ménager un trou supplémentaire dans la culasse.
Suivant une autre technique, on détecte l'empla-
cement d'un piston à l'aide d'un moyen capteur magnétique.
Dans un agencement connu, on fixe au piston une "ailette" magnétique (brevet des Etats-Unis 4 407 155). Quand' le piston approche du point mort bas, l'ailette passe entre
deux bobines électromagnétiques qui font saillie à l'inté-
rieur du cylindre de combustion. Des défauts propres à cette technique comportent la nécessité de modifier le
piston et l'obligation de choisir l'emplacement de réfé-
rence du moyen capteur du point mort bas ou auprès de lui.
Suivant une autre technique, on détermine la position du piston en détectant le passage d'un segment de
piston lorsqu'il franchit un capteur situé en un emplace-
ment connu (brevet des Etats-Unis 4 444 049). Une telle méthode connue dans le métier exige une source et un
récepteur d'ondes ultrasonores placés dans le bloc moteur.
Le capteur détecte des ondes ultrasonores réfléchies par le cylindre et décèle le passage du segment par détection de l'effet amortisseur exercé par le passage du segment sur
les ondes ultrasonores réfléchies.
L'attention est aussi attirée sur les brevets des Etats-unis suivants: 28 avril 1981 4 263 868 Fukui 24 mai 1983 4 384 480 Krage 28 février 1984 4 433 572 Sundeen 18 septembre 1984 4 471 653 Kawamura 3 avril 1979 4 147 054 Hohenberg 27 octobre 1981 4 296 629 Vuyovich 4 octobre 1983 4 407 155 Sundeen 24 avril 1984 4 444 049 Hitchcock 18 septembre 1984 4 471 652 Yasuhara 8 janvier 1985 4 492 114 Yamanaka 15 janvier 1985 4 493 208 Grover 16 juillet 1985 4 528 845 Esaki 8 octobre 1985 4 545 238 Kinoshita mai 1986 4 589 278 Ginns L'invention propose un moteur à- combustion interne comprenant un bloc moteur qui comporte une paroi intérieure de forme générale cylindrique définissant un cylindre de combustion, un piston situé dans le cylindre de combustion et coulissant à va-et-vient dans ce dernier entre des positions de point mort haut et de point mort
bas, un segment de piston fixé au piston et dont le pour-
tour extérieur glisse contre la paroi intérieure, le segment étant fabriqué en matériau magnétique, et un moyen
capteur magnétique de détection de la position du segment.
Dans une réalisation, la paroi intérieure pré-
sente un évidement et le moyen capteur magnétique est logé
dans l'évidement.
Dans une réalisation, le moyen capteur magnétique est en retrait par rapport à la paroi intérieure de façon qu'il n'y ait pas interaction mécanique du fait du passage du segment lorsque le piston. coulisse à vaet-vient entre
les positions de point mort haut et de point mort bas.
L'invention propose aussi un moteur à combustion interne comprenant un bloc moteur qui comporte une paroi
intérieure de forme générale cylindrique, la paroi inté-
rieure définissant un cylindre de combustion et présentant un évidement, un piston situé à l'intérieur du cylindre de combustion et coulissant à va-et-vient dans celui-ci entre des positions de point mort haut et de point mort bas pendant le fonctionnement du moteur, un segment fixé au piston et dont le pourtour extérieur glisse contre la paroi intérieure, le segment étant situé en sorte de franchir l'évidement quand le piston coulisse à va-et-vient entre les positions de point mort haut et de point mort bas, et un moyen capteur situé dans l'évidement pour détecter la
position du segment.
Dans une réalisation, le segment est fabriqué en matériau magnétique et le moyen capteur est un moyen
capteur magnétique de détection de la position du segment.
Dans une réalisation, le moyen capteur est en retrait par rapport à la paroi intérieure de façon qu'il n'y ait pas interaction mécanique du fait du passage du segment lorsque le piston coulisse à va-et-vient entre les
positions de point mort haut et de point mort bas.
Un aspect principal de l'invention réside en ce qu'il est prévu un moyen capteur situé dans un évidement du cylindre de combustion et qui détecte le passage d'un
segment magnétique.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront au technicien qualifié à l'examen de la
description détaillée ci-dessous, des revendications et des
dessins, sur lesquels:
la figure 1 est une vue en élévation, partielle-
ment en coupe, d'un moteur à combustion interne matéria-
lisant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe droite grossie, suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant le piston au-dessous de la position de point mort haut; la figure 3 est une vue analogue à la figure 2
mais montrant le piston en position de point mort haut.
La description ci-dessous d'une réalisation de
l'invention est donnée à simple titre d'exemple dépourvu de
tout caractère limitatif.
La figure 1 représente un moteur à combustion interne à deux temps 10. Bien que dans la réalisation décrite à titre d'exemple, le moteur soit à deux temps, l'invention est également avantageuse dans son application
à des moteurs à quatre temps.
Le moteur 10 comprend un bloc moteur 12 qui
comporte une partie principale 14 et une partie-culasse 16.
La partie principale 14 présente une paroi intérieure de forme générale cylindrique 18 qui définit un cylindre de combustion 20. Dans la réalisation préférée, la paroi intérieure 18 est constituée par une chemise de cylindre 24, considérée comme faisant partie du bloc moteur 12 et montée dans la partie principale 14 du bloc moteur 12, d'une manière connue dans le métier. En variante, il n'est pas nécessaire que la -paroi intérieure 18 soit constituée
par une chemise de cylindre distincte 24. La partie prin-
cipale 14 présente un alésage taraudé 46 et la chemise de cylindre 24, un alésage 48 situé dans l'axe de l'alésage
46. Les alésages 46 et 48 définissent dans la paroi inté-
rieure 18 un évidement 22, ceci à une fin qu'on exposera plus loin. La partie principale 14 présente aussi une
sortie d'échappement 26 communiquant avec le cylindre 20.
La culasse 16 supporte une bougie d'allumage 27.
Le moteur 10 comporte aussi un carter 28 qui, dans la réalisation préférée, fait en partie corps avec la partie principale 14 du bloc moteur 12. Le carter 28 présente une entrée 30 et communique avec le cylindre 20 par un passage d'entrée ou de transfert 32. Cette structure est connue dans le métier. On peut faire appel à un moyen convenable, tel que carburateur (non représenté) pour régler la pénétration d'air, d'huile et de carburant dans
l'entrée 30.
Le moteur 10 comprend aussi un piston 34, situé dans le cylindre 20 et qui y coulisse à va-et-vient entre une position de point mort haut (représentée sur la figure 3) et une position de point mort bas (non représentée) pendant le fonctionnement du moteur. Le moteur 10 comporte encore'au moins un segment de piston 36. De préférence, le piston 34 porte deux segments 36 et chacun de ceux-ci porte à coulissement par son pourtour extérieur contre la paroi intérieure 18. Les segments 36 sont de préférence fabriqués
en matériau magnétique, par exemple ils sont ferr-
omagnétiques, et sont situés en sorte de franchir l'évide-
ment 22 pendant le déplacement du piston 34 entre les
positions de point mort haut et de point mort bas.
Le moteur 10 comporte aussi un vilebrequin 38 tourillonnant dans le carter 28 et une bielle 40 reliant le piston 34 et le vilebrequin 38 pour provoquer une rotation de celui-ci en réponse au déplacement à va-etvient du
piston 34.
Le moteur 10 comporte encore un moyen capteur de détection de la position des segments 26. Bien qu'on puisse avoir recours à divers moyens capteurs convenables, dans la structure présentée à titre d'exemple, ce moyen capteur est situé dans l'évidement 22 et est en retrait par rapport à
la paroi intérieure 18 de façon qu'il n'y ait pas interac-
tion mécanique lorsque les segments 36 franchissent l'évi-
dement 22. De plus, dans la réalisation préférée, le moyen capteur est un moyen capteur magnétique 42 qui comporte un électro-aimant 44 signalant une interruption de champ de flux magnétique engendré par l'électroaimant 44 lorsqu'un segment 36 franchit ce dernier. De tels moyens capteurs électromagnétiques sont bien connus dans le métier et engendrent un signal électrique utilisable par un moyen de
commande connu. Dans la réalisation préférée, l'élec-
tro-aimant 44 est vissé dans le taraudage 46 du bloc moteur 12. Dans la structure choisie à titre d'exemple, l'aimant 44 pénètre partiellement dans l'alésage 48 de la chemise de cylindre 24 mais se trouve en retrait par rapport à la
paroi 18, comme décrit ci-dessus.
Le signal que l'électro-aimant 44 engendre lorsqu'il est franchi par les segments 36 peut servir, par exemple, à commander l'injection de carburant dans le cylindre 20. Des systèmes de commande convenables aptes à utiliser le signal engendré par l'électro-aimant 44 sont
connus dans le métier.
Divers aspects de l'invention sont indiqués dans
les revendications ci-dessous.
Claims (8)
1. Moteur à combustion interne (10) caractérisé en ce qu'il comprend un bloc moteur (12) comportant une paroi intérieure de forme générale cylindrique (18) qui définit un cylindre de combustion (20), un piston (34) situé dans le cylindre de combustion et y coulissant à va-et-vient entre une position de point mort haut et une position de point mort bas, un segment (36) fixé audit piston et dont le pourtour extérieur coulisse contre ladite
paroi intérieure (18), ce segment étant fabriqué en maté-
riau magnétique, et un moyen capteur magnétique (42) de
détection de la position du segment (36).
2. Moteur à combustion interne selon la revendi-
cation 1, caractérisé en ce que la paroi intérieure (18) présente un évidement (22) et en ce que le moyen capteur
magnétique (42) est logé dans cet évidement.
3. Moteur à combustion interne selon la revendi-
cation 2, caractérisé en ce que le moyen capteur magnétique
(42) est en retrait par rapport à la paroi intérieure (18).
4. Moteur à combustion interne (10) caractérisé en ce qu'il comprend un bloc moteur (12) comportant une paroi intérieure de forme générale cylindrique (18), cette paroi intérieure définissant un cylindre de combustion (20) et présentant un évidement (22), un piston (34) situé dans le cylindre de combustion et qui y coulisse à va-et-vient entre une position de point mort haut et une position de point mort bas pendant le fonctionnement du moteur, un segment de piston (36) fixé au piston et dont le pourtour extérieur coulisse contre ladite paroi intérieure (18), ce segment étant situé en sorte de franchir ledit évidement (22) lorsque le piston (34) se déplace entre lesdites positions de point mort haut et de point mort bas, et un moyen capteur (42) logé dans ledit évidement (22) pour
détecter la position du segment (36).
5. Moteur à combustion interne selon la revendi-
cation 4, caractérisé en ce que le segment est en matériau magnétique et en ce que le moyen capteur (42) est un moyen capteur magnétique (42) de détection de la position du
segment (36).
6. Moteur à combustion interne selon la revendi-
cation 5, caractérisé en ce que le moyen capteur (42) est
en retrait par rapport à ladite paroi intérieure (18).
7. Moteur à combustion interne selon la revendi-
cation 4, caractérisé en ce que le moyen capteur (42) est
en retrait par rapport à ladite paroi intérieure (18).
8. Moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comprend un bloc moteur (12) comportant une paroi intérieure de forme générale cylindrique (18), cette-paroi intérieure définissant un cylindre de combustion (20) et présentant un évidement (22), un piston (341 situé dans le cylindre de combustion et qui y coulisse à va-et-vient entre une position de point mort haut et une position de point mort bas pendant le fonctionnement du moteur, un segment de piston (36) fixé au piston et dont le pourtour extérieur glisse contre ladite paroi intérieure (18), ce segment étant fabriqué en matériau magnétique et situé en sorte de franchir ledit évidement (22) lorsque le piston (34) se déplace à va-et-vient entre lesdites positions de point mort haut et de point mort bas, et un moyen capteur magnétique (42) de détection de la position du segment (36), ce moyen capteur étant logé dans l'évidement (22) et
en retrait par rapport à ladite paroi intérieure (18).
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