FR2802973A1 - Moteur a combustion interne a cylindree et taux de compression variables - Google Patents

Abstract

L'invention propose un moteur (10) à combustion interne comportant un piston (14) décrivant un mouvement de va et vient entre le point mort haut (PMH2) et le point mort bas (PMB2) de sa course (Co2). Le moteur (10) comporte aussi un vilebrequin principal (26) et un vilebrequin secondaire (32) qui sont synchronisés en rotation et qui peuvent être déphasés angulairement.Le vilebrequin principal (26) est lié à rotation à une bielle (24) d'accouplement principale. Le vilebrequin secondaire (32) est lié à rotation à une bielle (30) d'accouplement secondaire. Un axe (A7) d'articulation de bielles relie les deux bielles d'accouplement (24, 30).Une bielle (16) de piston et des moyens (18, 20, 22, 28, A2, A3, A4, A5) de liaison transmettent le mouvement du piston (14) aux bielles d'accouplement (24, 30).Le moteur (10) selon l'invention permet de faire varier la hauteur du point mort haut (PMH2) et du point mort bas (PMB2) en fonction du déphasage (PSI) entre les deux vilebrequins (26, 32).

Description

"Moteur à combustion interne à cylindrée et taux de compression variables" L'invention concerne un moteur à combustion interne notamment pour un véhicule automobile.

L'invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne du type comportant au moins un cylindre dans lequel un piston décrit un mouvement alterné va et vient comprenant une course descendante du piston du point mort haut vers point mort bas et une course ascendante du piston du point mort bas vers le point mort haut, du type dans lequel le cylindre est délimité axialement vers le haut par face inférieure d'une culasse dans laquelle débouchent, chacun l'intermé diaire d'une soupape correspondante, au moins conduit d'admission et au moins un conduit d'échappement, et du type dans lequel chaque piston est lié par un axe transversal au pied d'une bielle de piston.

rappelle que le taux de détente est égal au rapport du volume final du cylindre à la fin du temps de détente des gaz brûlés sur le volume initial du cylindre à l'allumage du mélange.

Le taux de compression est égal au rapport volume total du cylindre au début du temps de compression du mélange sur le volume de la chambre de combustion du cylindre, lorsque le piston est au point mort haut.

moteur à combustion classiques sont embiellage fixe . C'est à dire que le piston est lié au vilebrequin par une bielle de piston qui a une longueur déterminée lors de la construction du moteur.

On connaît déjà des procédés de commande de moteurs à combustion classiques pour rendre le taux de détente supérieur au taux de compression en vue d'augmenter le rendement du moteur.

Par exemple on sait mettre en oeuvre un cycle thermodynamique, dit cycle d'Atkinson, qui consiste à retarder ou avancer l'instant de fermeture des soupapes d'admission au cours d'un cycle de fonctionnement du moteur en vue de diminuer la quantité d'air introduite dans chaque cylindre.

La diminution de la quantité d'air introduite dans un cylindre provoque une diminution du taux compression, puisque a diminué la masse du mélange -carburant à comprimer, alors que le taux de détente demeure identique.

rapport au fonctionnement classique moteur dans lequel taux de compression est sensiblement égal au taux de détente, dans le cas du cycle d'Atkinson, a un taux de compression inférieur au taux de détente ce qui augmente le rendement du moteur.

inconvénient du cycle d'Atkinson est qu'il nécessite un moteur taux de compression élevé, ce qui est incompatible avec les phénomènes d'auto-inflammation destructeurs des parois de chambre combustion dans le cas d'un moteur à allumage commande. Pour améliorer le rendement du cycle de fonctionnement d'un moteur à allumage commandé, il est nécessaire qu'à la fin de la phase d'admission la pression dans le cylindre soit égale à la pression atmosphérique d'une part, et que le taux de détente après combustion soit le plus élevé possible d'autre part.

Dans le cas des moteurs du type à embiellage fixe , on ne peut pas concilier ces deux contraintes.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient.

Dans ce but, l'invention propose un moteur à combustion interne du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - parallèlement à l'axe transversal, un vilebrequin principal muni d'au moins un maneton principal qui est lié à rotation à la première extrémité d'une bielle d'accouplement principale ; - parallèlement à l'axe transversal, un vilebrequin secondaire muni d'au moins un maneton secondaire qui est lié à rotation à la première extrémité d'une bielle d'accouplement secondaire ; - parallèlement à l'axe transversal, un axe d'articulation de bielles qui relie la bielle d'accouplement principale à la bielle d'accouplement secondaire ; - des moyens de solidarisation en rotation entre les deux vilebrequins, principal et secondaire, en vue de synchroniser leurs vitesses de rotation ; - des moyens de déphasage angulaire qui sont interposés entre le vilebrequin principal et le vilebrequin secondaire en vue de régler le déphasage du vilebrequin secondaire par rapport au vilebrequin principal ; et - des moyens de liaison qui transmettent le mouvement de la tête de bielle de piston aux bielles principale et secondaire ; de manière qu'une variation du déphasage provoque une variation la hauteur du point mort haut et du point mort bas.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la seconde extrémité de la bielle principale est liée à la seconde extrémité de la bielle secondaire par l'axe d'articulation bielles ; - la seconde extrémité de la bielle principale est liée ' la bielle secondaire par un axe additionnel d'articulation de bielles ; - l'axe additionnel d'articulation de bielles n'est pas aligné avec les extrémités de la bielle secondaire ; - la tête de bielle de piston est montée à rotation la bielle principale autour d'un axe d'articulation de tête de bielle de piston ; - l'axe d'articulation de tête de bielle de piston n' pas aligné avec les extrémités de la bielle principale ; - l'axe d'articulation de tête de bielle de piston est confondu avec l'axe d'articulation de bielles ; - les moyens de liaison comportent # un levier de renvoi de mouvement qui est monté pivotant autour d'un axe de levier parallèle à l'axe transversal ; # un axe d'articulation de tête de bielle de piston monté le levier de renvoi de mouvement ; et # une bielle de liaison qui relie par ses extrémités un premier axe d'articulation de liaison monté à une extrémité mobile du levier de renvoi de mouvement à un second axe d'articulation de liaison de la bielle principale ; de manière que l'augmentation du déphasage provoque pour chaque cylindre un déplacement vers le haut du point mort bas et du point mort haut, et une augmentation du taux de compression ; - l'axe de levier est situé sur le maneton vilebrequin auxiliaire qui est solidaire en rotation du vilebrequin principal et qui comporte des moyens de déphasage angulaire, interposés entre le vilebrequin auxiliaire et le vilebrequin principal, en vue de régler le déphasage du vilebrequin auxiliaire rapport au vilebrequin principal pour modifier le taux de compression du cylindre sans modifier sa cylindrée ; - l'axe de levier est fixe ; - le second axe d'articulation de liaison confondu avec l'axe d'articulation de bielles ; - second axe d'articulation de liaison n'est pas aligné avec les extrémités de la bielle principale ; - l'axe d'articulation de tête de bielle de piston n'est pas aligné avec les extrémités du levier de renvoi de mouvement ; - l'axe d'articulation de tête de bielle de piston est situé sensiblement entre l'axe de levier et le premier axe d'articulation de liaison par exemple du côté du premier axe d'articulation de liaison ; - l'axe d'articulation de tête de bielle de piston est situé à l'extrémité mobile du levier de renvoi de mouvement opposée au premier axe d'articulation de liaison ; - le moteur comporte un dispositif d'admission variable permettant d'avancer et/ou de retarder l'instant de fermeture des soupapes d'admission ; - pour un moteur du type dans lequel le mouvement des soupapes est commandé par des cames portées par un arbre à cames, l'arbre à cames est entraîné en rotation par le vilebrequin secondaire de manière qu'une variation du déphasage provoque modification proportionnelle de l'instant de fermeture des soupapes d'admission ; - le moteur comporte une unité de pilotage qui, lorsque puissance demandée au moteur diminue, modifie le déphasage d'augmenter la hauteur du point mort haut et du point mort bas de chaque cylindre et qui, lorsque la puissance demandée au moteur augmente, modifie le déphasage en vue de diminuer la hauteur du point mort haut et du point mort bas de chaque cylindre ; - lorsque la puissance demandée au moteur diminue, l'unité de pilotage modifie l'instant de fermeture des soupapes d'admission en vue d'augmenter le taux de compression et, lorsque la puissance demandée au moteur augmente, l'unité pilotage modifie l'instant de fermeture des soupapes d'admission vue de diminuer le taux de compression.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe qui représente un moteur réalisé conformément aux enseignements l'invention et comportant un vilebrequin secondaire en phase angulairement par rapport au vilebrequin principal ; - la figure 2 est une vue similaire à la précédente qui représente le moteur de 1a figure 1 avec son vilebrequin secondaire déphasé angulairement par rapport au vilebrequin principal ; - la figure 3 est un schéma qui illustre la position de l'axe vilebrequin principal et de l'axe du cylindre dans le repère ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 qui représente un moteur selon une variante de réalisation de l'invention dans laquelle l'axe fixe est centré par rapport au levier renvoi de mouvement ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 1 qui représente un moteur selon une autre variante de réalisation de l'invention simplifiée dans laquelle la bielle de piston est articulée directement sur l'axe d'articulation de bielles ; - la figure 6 represente une variante de réalisation du moteur de la figure 5 ; et - la figure 7 représente une variante de réalisation du moteur des figures 1 à 3.

Dans la suite de description, des pièces identiques ou similaires porteront des références identiques.

Par souci de clarté, on utilisera à titre non limitatif une orientation de bas en haut et de gauche à droite qui correspond à l'orientation de la figure Les angles seront définis comme positifs dans le sens de rotation anti-horaire.

Pour faciliter la compréhension de l'invention on ne décrira par la suite que des moteurs comportant un seul cylindre. Bien entendu l'invention est applicable à des moteurs comportant plusieurs cylindres.

On a représenté à la figure 1 un moteur 10 selon le mode de réalisation préféré de l'invention.

Le moteur 10 comporte un cylindre 12 dans lequel un piston 14 coulisse suivant une direction correspondant à l'axe A-A du cylindre 12, selon un mouvement de va-et-vient entre un point mort bas PMB et un point mort haut PMH.

Le piston 14 est articulé sur le pied d'une bielle 16 de piston autour d'un axe A1 transversal au déplacement du piston 14 dans le cylindre 12.

On définit un plan de référence qui contient l'axe A-A du cylindre 12 et qui est perpendiculaire à l'axe transversal A1. Ici le plan de référence P correspond au plan de la figure.

On note que tous les axes de rotation ou d'articulation mentionnés dans la suite la description sont parallèles à l'axe transversal A1. La bielle 16 de piston est articulée par sa tête un axe A2 d'articulation de tête de bielle 16 de piston qui est solidaire en rotation d'un levier 18 de renvoi de mouvement.

levier 18 de renvoi de mouvement est articulé autour d'un fixe A3 par une première extrémité, et seconde extrémité opposée est articulée sur un premier A4 d'articulation de liaison avec la première extrémité d'une bielle 20 de liaison.

De préférence l'axe A2 d'articulation de tête de bielle 16 de piston n'est pas aligné avec l'axe fixe A3, ni avec le premier axe A4 d'articulation de liaison.

Ici, l'axe A2 d'articulation de tête de bielle 16 de piston se situe ' l'extrémité libre d'un bras 22 du levier 18 est perpendiculaire au levier 18 de renvoi de mouvement qui est contenu dans un plan parallèle au plan P de référence.

note que le levier 18 de renvoi de mouvement forme avec la droite D-D joignant l'axe A3 fixe à l'axe A2 d'articulation un angle ri.

La bielle 20 de liaison est articulée par sa deuxième extrémité sur un second axe A5 d'articulation de liaison qui est solidaire d'une bielle 24 d'accouplement principale.

La bielle 24 d'accouplement principale est articulee par sa première extrémité sur l'axe A6 du maneton d'un vilebrequin principal 26, et par sa seconde extrémité sur un axe A7 d'articulation de bielles.

De préférence le second axe A5 d'articulation de liaison n'est pas aligné avec l'axe A6 du maneton du vilebrequin principal 26, ni avec l'axe A7 d'articulation de bielles.

le second axe A5 d'articulation de liaison se situe à l'extrémité libre d'un bras 28 de la bielle d'accouplement principale 24 qui est contenu dans un plan parallèle au plan de référence P et qui est ici incliné vers la seconde extrémité de la bielle d'accouplement principale. Le bras 28 est ancré en un point fixe d'ancrage 29 sur la bielle d'accouplement principale 24.

On note que la bielle principale 24 peut se prolonger au delà de l'axe A7 d'articulation de bielles et que le point d'ancrage 29 peut être placé sur un tel prolongement de la bielle principale On note aussi que le bras 28 forme avec la bielle d'accouplement principale 24 un angle 0.

Ici l'axe A7 d'articulation de bielles relie de manière pivotante la seconde extrémité de la bielle 24 d'accouplement principale à la seconde extrémité d'une bielle 30 d'accouplement secondaire.

La première extrémité de la bielle 30 d'accouplement secondaire est articulée sur l'axe A8 du maneton d'un vilebrequin secondaire 32.

Le vilebrequin principal 26 et le vilebrequin secondaire 32 sont similaires aux vilebrequins de l'état de la technique.

Le vilebrequin principal 26 est monté à rotation autour fixe A9 et le vilebrequin secondaire 32 est monté à rotation autour d'un axe fixe A10.

Le vilebrequin principal 26 entraîne en rotation une poulie principale 34 qui est solidaire en rotation d'une poulie secondaire 36 grâce à un dispositif de synchronisation 38 des poulies, ici courroie principale de synchronisation.

Le vilebrequin secondaire 32 est lié en rotation à la poulie secondaire 36 par l'intermédiaire d'un dispositif déphaseur 40, manière que le vilebrequin secondaire 32 soit synchronisé sur la vitesse de rotation du vilebrequin principal 26, mais qu'il puisse être déphasé d'un angle y par rapport au vilebrequin principal On défint la direction B-B du vilebrequin principal par droite qui coupe perpendiculairement l'axe A6 du maneton et l'axe A9 du vilebrequin principal 26. De même on définit la direction C-C du vilebrequin secondaire par une droite qui coupe perpendiculairement l'axe A8 maneton et l'axe A10 du vilebrequin secondaire 32.

L'angle y de déphasage correspond à l'angle que décrit direction C-C du vilebrequin secondaire 32 par rapport à direction B-B du vilebrequin principal 26.

L'angle y est égal à zéro sur la figure 1 puisque vilebrequins principal 26 et secondaire 32 sont en phase.

Un angle y non nul apparaît sur la figure 2 qui représente deux vilebrequins 26, 32 déphasés angulairement.

Le dispositif déphaseur 40 est connu de l'état de technique. On peut par exemple employer un dispositif déphaseur du type de ceux utilisés pour déphaser angulairement les arbres à cames.

Dans le mode de réalisation de la figure 1 le moteur 10 comporte aussi un arbre 42 à cames pour la commande des soupapes (non représentées) de type connu et d'axe fixe A11.

Sur la figure 1 on a représenté une came 44 qui est portée par l'arbre 42 à cames. La came 44 commande par exemple une soupape d'admission.

Classiquement, l'arbre 42 à cames est entraîné en rotation dans un rapport un demi, par le vilebrequin secondaire 32.

Cet entraînement est réalisé ici au moyen d'une poulie de distribution qui est solidaire en rotation du vilebrequin secondaire 32 et qui entraîne en rotation, par l'intermédiaire d'une courroie 48 de distribution, une poulie 50 d'arbre à cames qui est solidaire en rotation de l'arbre 42 à cames.

On remarque que le déphasage yr imprimé par le dispositif déphaseur 40 est répercuté immédiatement pour moitié sur l'arbre 42 à cames de manière à modifier proportionnellement l'instant fermeture de la soupape d'admission qui dépend de la position la came 44. On expliquera maintenant le fonctionnement du moteur selon l'invention.

On rappelle ici que lorsque le piston 14 se trouve au point mort bas PMB de sa course Co, il délimite avec la culasse (non représentée) qui coiffe le cylindre 12 le volume total Vt du cylindre 12, c'est à dire ici la cylindrée du moteur 10.

Lorsque le piston 14 se trouve au point mort haut PMH de sa course Co, il délimite avec la culasse le volume Vc de la chambre de combustion du cylindre 12.

Pour faciliter la compréhension de l'invention, on suppose que temps de compression commence à hauteur du point mort bas Ainsi, le taux de compression Tc du cylindre 12 est égal au rapport volume total Vt du cylindre 12 sur le volume Vc de la chambre combustion.

Le taux de compression Tc dépend à la fois de l'altitude des points morts haut PMH et bas PMB, et de la valeur de la course Co.

On a représenté à la figure 1 le vilebrequin principal 26 et le vilebrequin secondaire 32 sans déphasage angulaire, c'est à dire que l'angle y est égal à zéro, leurs directions respectives B-B et C-C étant parallèles.

Le piston 14 se déplace alors suivant une première course Co, qui correspond à la distance entre le premier point mort haut PMH, et le premier point mort bas PMB,.

Sur la figure 1 les éléments mobiles du moteur 10 ont eté représentés en trait plein lorsque le piston 14 est en position premier point mort haut PMH,, et en trait pointillé lorsque piston 14 est en position de premier point mort bas PMB,.

A cette première course Co, du piston 14 correspond première valeur de taux de compression Tc, qui est égale rapport du premier volume total Vt, sur le premier volume Vc, de chambre de combustion. A la figure 2 on a représenté le vilebrequin principal 26 le vilebrequin secondaire 32 avec un déphasage angulaire différent de zéro, On expliquera maintenant l'influence du déphasage y sur l'altitude du point mort haut PMH.

On a représenté en trait plein sur la figure l'axe A6 du maneton principal en position haute, ce qui correspond à la position de point mort haut PMH du piston 12.

vilebrequin secondaire 32 étant déphasé par rapport au vilebrequin principal 26, l'axe A8 du maneton secondaire est descendu et s'est écarté, ici vers la droite, de l'axe A6 du maneton principal.

bielles principale 24 et secondaire 30 étant articulées respectivement sur les axes A6 et A8 des manetons principal et secondaire, et articulées ensemble sur l'axe A7 d'articulation de bielles, le déphasage y provoque un déplacement de l'axe A7 d'articulation de bielles, ici vers le bas, ainsi qu'un déplacement de la bielle principale 24, ici vers le bas.

Le second axe A5 d'articulation de liaison étant monté sur la bielle principale 24, il se déplace dans le même sens que celle-ci, c'est à dire ici vers le bas, entraînant la bielle de liaison 20, ici vers le bas.

Le premier axe A4 d'articulation de liaison, sur lequel est articulée la première extrémité de la bielle de liaison 20, se déplace lui aussi, ici vers le bas, entraînant l'extrémité mobile du levier 18 de renvoi de mouvement qui pivote alors autour de l'axe fixe A3, ici vers le bas.

Le pivotement, ici vers le bas, du levier 18 de renvoi de mouvement provoque le déplacement de la tête de bielle 16 de piston, ici vers le bas.

bielle 16 de piston se déplace alors avec le pied bielle, vers le bas, entraînant le piston 14 par son transversal 18, ici vers le bas. Par conséquent, le déphasage yl a provoqué un déplace ment du point mort haut , ici vers le bas.

On appelle ce nouveau point mort haut PMH second point mort haut PMH2.

On expliquera maintenant l'influence du déphasage y sur l'altitude du point mort PMB.

On a représenté trait pointillé sur la figure l'axe A6 du maneton principal en position basse, ce qui correspond à la position de point mort bas du piston 12.

De manière similaire déplacement du point mort haut PMH, le déphasage y provoque un déplacement du point mort bas PMB du piston 14, ici vers le haut.

On appelle ce nouveau point mort bas PMB second point mort bas PMB2.

Le piston 14 se déplace alors suivant une seconde course Col qui correspond à la distance entre le second point mort haut PMHZ et le second point mort bas PMB2.

A cette seconde course Col du piston 14 correspond une seconde valeur de taux compression Tc2 qui est égale au rapport du second volume total Vt2 sur le second volume Vc2 de chambre de combustion.

Comme on a déplacé point mort haut PMH vers le bas et le point mort bas PMB vers haut, on a diminué la course Co du piston 14. La seconde course Col est donc inférieure à la première course Col.

Comme on a déplacé point mort bas PMB vers le haut, on a diminué la cylindrée du moteur 10, puisque le second volume total Vt2 du cylindre 12 est inférieur à son premier volume total Vti.

Parallèlement on a diminué le taux de compression Tc puisque le second volume Vc2 de chambre de combustion est supérieur au premier volume Vc, de chambre de combustion. Ainsi en déphasant le vilebrequin secondaire 32 par rapport au vilebrequin principal 26 d'un angle y on modifie simultanément le taux de compression Tc, la course Co et la cylindrée du cylindre 12.

De préférence, on maintient le déphasage y constant pour régime stabilisé du moteur 10.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention on dimensionne et on agence les éléments qui composent le moteur selon l'invention de manière que le déphasage angulaire y permette de modifier la cylindrée du cylindre 12 en raison inverse du taux de compression Tc.

On note que le dimensionnement et l'agencement de la bielle 16 de piston par rapport au levier 18 de renvoi de mouvement sont tels qu'ils limitent l'inclinaison de la bielle 16 de piston par rapport à l'axe A-A du piston 14 pendant mouvement de va-et-vient du piston 14.

En limitant cette inclinaison, on diminue la vitesse d'usure du couple piston 14 et chemise du cylindre 12.

On donne ci-dessous un exemple de valeurs distances en millimètres et d'angles en degrés pour réaliser moteur 10 selon l'invention qui permette de modifier la cylindrée du cylindre 12 en raison inverse du taux de compression Tc au moyen du déphasage angulaire y, tout en limitant l'inclinaison de la bielle 16 de piston par rapport à l'axe A-A du cylindre 12.

On définit pour cela un repère cartésien orthonormé R qui est contenu dans le plan de référence P et qui est représenté sur la figure 3.

L'origine du repère est l'axe A9 du vilebrequin principal 26. L'axe y-y' des ordonnées décrit un angle 8 avec l'axe A-A du cylindre 12 et l'axe A-A du cylindre 12 coupe l'axe x-x' des abscisses au point d'intersection 11. On donne maintenant les coordonnées des points fixes dans repère R, la première valeur correspondant à l'abscisse et la seconde à l'ordonnée point d'intersection 11 : -20 ; 0 ; - axe fixe A3 : 65 ; 150 ; - axe A10 du vilebrequin secondaire 32 : 140 ; 45. La valeur de l'angle 8 est : - 5 degrés.

donne maintenant les dimensions des éléments composent le moteur selon l'invention distance entre l'axe A9 du vilebrequin principal et l'axe A6 du maneton principal : 44 ; - distance entre l'axe A10 du vilebrequin secondaire l'axe A8 du maneton secondaire : 40 ; - distance entre l'axe A6 du maneton principal et l'axe A7 d'articulation de bielles : 34 ; - distance entre l'axe A8 du maneton secondaire et l'axe A7 d'articulation de bielles : 144 ; - distance entre l'axe A1 transversal du piston 14 : 110 ; - distance entre l'axe A6 du maneton principal et le point d'ancrage 29 : 85 ; - distance entre le premier axe A4 d'articulation de liaison et le second axe A5 d'articulation de liaison : 100 ; - distance entre l'axe A3 fixe et le premier axe A4 d'articulation de liaison : 120 ; - distance entre le point d'ancrage 29 et le second axe A5 d'articulation de liaison : 10 ; - distance entre l'axe A3 fixe et l'axe A2 d'articulation tête de bielle : 100 ; - valeur de l'angle 6 : 15 ; - valeur de l'angle r1 : 30.

Avec un moteur 10 selon l'invention présentant de telles caractéristiques dimensionnelles on peut calculer les valeurs course Co du piston 14 dans le cylindre 12 en fonction déphasage angulaire yr.

Pour cela on prend à titre d'exemple un cylindre 12 dont chambre de combustion est définie par une hauteur uniforme de 6,66 millimètres entre la face supérieure du piston 14 et face inferieure de la culasse.

calculs permettent de déterminer la valeur de première course Col du piston 14 lorsque le déphasage yr égal à zero.

obtient : Co, = 73,27 millimètres.

peut alors calculer le premier taux de compression en rapportant la somme de la première course Col avec hauteur H1 de la chambre de combustion sur la hauteur H1.

On obtient : Tc, = 12.

En effectuant des calculs similaires on détermine la valeur de la seconde course Col du piston 14 et la valeur du second taux de compression Tc2, par exemple lorsque le déphasage y est égal à quarante degrés.

obtient : Col = 115,57 millimètres et Tc2 = 9,83. constate que l'augmentation du déphasage a permis d'augmenter la valeur de la course Co et la cylindrée du cylindre 12 en diminuant simultanément le taux de compression Tc.

Cette variation du taux de compression Tc en raison inverse la cylindrée permet de supprimer le risque de cliquetis. rappelle ici que le cliquetis est un phénomène de combustion anormale par détonation qui apparaît généralement lorsqu'un moteur fonctionne à pleine charge, c'est à dire lorsque l'utilisateur réclame plus de couple.

Le phénomène de cliquetis est favorisé par les hauts taux de compression Tc.

Par conséquent le moteur 10 selon l'invention permet d'augmenter le couple en augmentant la cylindrée tout en diminuant le taux de compression Tc ce qui supprime le risque de cliquetis.

Cette propriété est utile notamment dans le cas moteur suralimenté, par exemple suralimenté par turbocompresseur, qui peut alors accepter de fortes pressions suralimentation.

l'opposé, lorsque le moteur 10 fonctionne à faible charge, période pendant laquelle le risque de cliquetis est absent on diminue la cylindrée du moteur 10 tout en augmentant le taux de compression Tc, ce qui permet d'augmenter le rendement du moteur afin de favoriser notamment une faible consommation.

De préférence, une unité de pilotage (non représentée) moteur 10 détermine les valeurs optimales de déphasage yr fonction par exemple du régime du moteur 10.

figure 7 représente une variante du mode préféré réalisation de l'invention dans laquelle le moteur 10 comporte vilebrequin auxiliaire 54 qui est similaire au vilebrequin secondaire 32.

vilebrequin auxiliaire 54 est monté à rotation autour d'un fixe A13.

préférence, le vilebrequin auxiliaire 54 entraîne en rotation poulie auxiliaire 56 qui est solidaire en rotation de la poulie principale 34 grâce à un dispositif de synchronisation 58 des poulies, ici une courroie auxiliaire de synchronisation.

vilebrequin auxiliaire 54 est lié en rotation à la poulie auxiliaire 56 par un dispositif déphaseur 60, de manière que le vilebrequin auxiliaire 54 soit synchronisé sur la vitesse de rotation du vilebrequin principal 26, mais qu'il puisse être déphasé d'un angle par rapport au vilebrequin principal 26.

L'axe A3 de levier qui était fixe est alors monté à l'extrémité du maneton du vilebrequin auxiliaire 54.

définit la direction D-D du vilebrequin auxiliaire 54 par une droite qui coupe perpendiculairement l'axe A3 de levier et l'axe A13 du vilebrequin auxiliaire 54. L'angle y' de déphasage correspond à l'angle que décrit la direction D-D du vilebrequin auxiliaire 54 par rapport à la direction B-B vilebrequin principal 26.

Le vilebrequin auxiliaire 54 permet, en modifiant son déphasage angulaire y' par rapport au vilebrequin principal 26, d'ajuster la valeur du taux de compression sans modifier la valeur de la cylindrée du moteur 10.

On note que, de préférence, le maneton du vilebrequin auxiliaire 54 est très court. Ainsi, l'axe A3 décrit une trajectoire circulaire de faible diamètre de manière que déplacement de l'axe ait une influence négligeable sur la cylindrée du moteur 10.

On a représenté sur la figure 4 une variante de réalisation du moteur 10 selon l'invention.

Selon cette variante, on a placé l'axe fixe A3 à égale distance de l'axe A2 d'articulation de tête de bielle et du premier axe A4 d'articulation de liaison.

L'axe A2 d'articulation de tête de bielle le premier axe A4 d'articulation de liaison sont placés ici à chacune des extrémités libres du levier 18 de renvoi de mouvement.

Un tel agencement du levier 18 de renvoi de mouvement permet notamment d'inverser le sens de déplacement de la bielle 16 de piston avec le sens de déplacement de la bielle 20 de liaison en vue de faire varier, par le déphasage y, le taux de compression Tc du cylindre 12 en raison inverse de sa cylindrée.

On note que la variante de la figure 4 peut comporter un dispositif similaire à celui de la figure 7 dans lequel l'axe A3 de levier est monté à l'extrémité du maneton d'un vilebrequin auxiliaire.

On a représenté sur la figure 5 une autre variante de réalisation du moteur 10 selon l'invention.

Selon ce mode de réalisation simplifié, la tête de bielle 16 de piston est articulée directement sur l'axe A7 d'articulation de bielles. Par conséquent l'axe A2 d'articulation de tête de bielle est confondu avec l'axe A7 d'articulation de bielles.

Ce mode de réalisation simplifié permet de supprimer l'axe A3 fixe, le levier 18 de renvoi de mouvement, et la bielle 20 de liaison. On note cependant que ce mode de réalisation ne permet pas de faire varier le taux de compression Tc cylindre 12 en raison inverse de sa cylindrée.

La figure 6 représente une variante du mode de réalisation de la figure Selon cette variante, la seconde extrémite de la bielle 24 d'accouplement principale est articulée avec la bielle 30 d'accou plement secondaire sur un axe additionnel A12 d'articulation de bielles qui est pas aligné avec l'axe A7 d'articulation de bielles et l'axe A8 du maneton secondaire.

Ici l'axe additionnel A12 d'articulation de bielles se situe à l'extrémité libre d'un bras 53 de la bielle 30 d'accouplement secondaire qui est contenu dans un plan parallèle au plan de référence P et qui est ici perpendiculaire la bielle 30 d'accouplement secondaire.

Le bras 53 est ancré en un point fixe d'ancrage 52 sur la bielle 30 d'accouplement secondaire.

On note que la bielle 30 d'accouplement secondaire peut se prolonger au-delà de l'axe A7 d'articulation de bielles et que le point d'ancrage 52 peut être placé sur un tel prolongement de la bielle 30 d'accouplement secondaire.

Sur la figure 6 on a représenté un arbre 42 à cames identique à celui du mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3.

Sur figures 4 et 5, dans le but simplifier les schémas, n'a pas représenté l'arbre à cames comme sur les figures 1 et 2.

On comprendra que les variantes de réalisation des figures 4 et 5 peuvent comporter un arbre 42 à cames similaire à celui des figures 1 et 2, et le déphasage y peut alors être répercuté sur l'arbre 42 à cames.

Bien entendu les enseignements de invention sont applicables à un moteur comportant au moins deux cylindres. Dans le cas d'un tel moteur chaque cylindre comporte ses propres éléments mobiles, excepté les vilebrequins principal, secondaire et auxiliaire qui sont commun à tous cylindres. conséquent, le déphasage appliqué au vilebrequin secondaire et/ou au vilebrequin auxiliaire par un dispositif déphaseur se répercute sur tous les cylindres à la fois.

Bien entendu, si le moteur comporte un arbre à cames, celui-ci commun à tous les cylindres.

Claims (1)

<U>REVENDICATIONS</U>

1. Moteur (10) à combustion interne, du type comportant au moins un cylindre (12) dans lequel un piston (14) décrit un mouvement de va et vient comprenant une course descendante du piston (14) du point mort haut (PMH) vers le point mort bas (PMB) et une course ascendante du piston (14) du point mort bas (PMB) vers point mort haut (PMH), du type dans lequel le cylindre (12) est délimité axialement vers le haut par la face inférieure d'une culasse dans laquelle débouchent, chacun par l'intermédiaire d'une soupape correspondante, au moins un conduit d'admission et moins un conduit d'échappement, et du type dans lequel chaque piston (14) est lié par un axe (A1) transversal au pied d'une bielle (16) de piston, caracterisé en ce qu'il comporte en outre - parallèlement à l'axe (A1) transversal un vilebrequin principal (26) muni d'au moins un maneton principal qui est lié à rotation à la première extrémité d'une bielle (24) d'accouplement principale ; parallèlement à l'axe transversal (A1 un vilebrequin secondaire (32) muni d'au moins un maneton secondaire qui est lié à rotation à la première extrémité d'une bielle (30) d'accou plement secondaire ; - parallèlement à l'axe transversal (A1), axe (A7, A12) d'articulation de bielles qui relie la bielle (24) d'accouplement principale à la bielle (30) d'accouplement secondaire ; - des moyens (38) de solidarisation en rotation entre les deux vilebrequins, principal (26) et secondaire (32), en vue de synchroniser leurs vitesses de rotation ; - des moyens (40) de déphasage angulaire qui sont interposés entre le vilebrequin principal (26) le vilebrequin secondaire (32) en vue de régler le déphasage du vilebrequin secondaire (32) par rapport au vilebrequin principal (26) ; et - des moyens (18, 20, 22, 28, A2, A3, A4, A5) de liaison qui transmettent le mouvement de la tête de bielle (16) de piston aux bielles principale (24) et secondaire (30) ; de manière qu'une variation du déphasage (y) provoque une variation de la hauteur du point mort haut (PMH) et du point mort bas (PMB). Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde extrémité de la bielle principale (24) est liée à la seconde extrémité de la bielle secondaire (30) par l'axe (A7) d'articulation de bielles. . Moteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde extrémité de la bielle principale (24) liée à la bielle secondaire (30) par un axe additionnel (A12) d'articulation de bielles. Moteur (10) selon la revendication précédente, carac térisé ce que l'axe additionnel (A12) d'articulation bielles n'est pas aligné avec les extrémités de la bielle secondaire (30). 5. Moteur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de bielle (16) de piston est montée à rotation sur la bielle principale (24) autour d'un axe (A2) d'articulation tête de bielle (16) de piston. 6. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe (A2) d'articulation de tête de bielle (16) de piston n'est pas aligné avec les extrémités de la bielle principale (24). 7. Moteur (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe (A2) d'articulation de tête de bielle (16) piston est confondu avec l'axe (A7) d'articulation de bielles. 8. Moteur (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent - un levier (18) de renvoi de mouvement est monté pivotant autour d'un axe (A3) de levier parallèle l'axe (A1) transversal ; - un axe (A2) d'articulation de tête de bielle 6) de piston monté le levier (18) de renvoi de mouvement ; - bielle (20) de liaison qui relie par extrémités un premier (A4) d'articulation de liaison monté extrémité mobile levier (18) de renvoi de mouvement à second axe (A5) d'articulation de liaison de la bielle principale (24) ; de maniere que l'augmentation du déphasage (W) provoque pour chaque cylindre (12) un déplacement vers le haut point mort bas (PMB) et du point mort haut (PMH), et une augmentation du taux compression (Tc). Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe (A3) de levier est situé le maneton d'un vilebrequin auxiliaire (54) qui est solidaire rotation du vilebrequin principal (26) et qui comporte des moyens de déphasage angulaire (60), interposés entre le vilebrequin auxiliaire (54) et le vilebrequin principal (26), en vue de régler le déphasage (W') du vilebrequin auxiliaire (54) rapport au vilebrequin principal (26) pour modifier le taux compression (Tc) du cylindre (12) sans modifier sa cylindrée. 10. Moteur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe (A3) de levier est fixe. 11. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le second axe (A5) d'articulation de liaison est confondu avec l'axe (A7) d'articulation de bielles. . Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le second axe (A5) d'articulation de liaison est pas aligné avec les extrémités de la bielle principale (24). 13. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à caractérisé en ce que l'axe (A2) d'articulation de tête de bielle de piston n'est pas aligné avec les extrémités du levier (18) renvoi de mouvement. . Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que l'axe (A2) d'articulation de tête de bielle (16) de piston est situé sensiblement entre l'axe (A3) de levier et le premier axe (A4) d'articulation de liaison, par exemple du côté du premier axe (A4) d'articulation de liaison. 15. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que l'axe (A2) d'articulation de tête de bielle (16) de piston situé à l'extrémité mobile du levier (18) de renvoi de mouvement opposée au premier axe (A4) d'articulation de liaison. 16. Moteur (1 selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce qu'il comporte un dispositif d'admission variable permettant d'avancer et/ou de retarder l'instant de fermeture des soupapes d'admission. 17. Moteur (1 selon la revendication précédente, du type dans lequel le mouvement des soupapes est commandé par des cames (44) portées un arbre (42) à cames, caractérisé en ce que l'arbre (42) à cames est entraîné en rotation par le vilebrequin secondaire (32) de manière qu'une variation du déphasage (y) provoque une modification proportionnelle de l'instant de fermeture soupapes d'admission. 18. Moteur (1 selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage qui, lorsque puissance demandée au moteur (10) diminue, modifie le déphasage (y) en vue d'augmenter la hauteur du point mort haut (PMH) et du point mort bas (PMB) de chaque cylindre (12) et qui, lorsque la puissance demandée au moteur (10) augmente, modifie déphasage (y) en vue de diminuer la hauteur du point mort haut (PMH) et du point mort bas (PMB) de chaque cylindre (12). 19. Moteur (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que, lorsque la puissance demandée au moteur (10) diminue, l'unité pilotage modifie l'instant de fermeture des soupapes d'admission vue d'augmenter le taux de compression (Tc) lorsque la puissance demandée au moteur 0) augmente, l'unite de pilotage modifie l'instant de fermeture soupapes d'admission en vue de diminuer le taux de compression (Tc).