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Moteur a combustion interne a rapport volumetrique et cylindree variables Download PDF

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Abstract

Moteur à combustion interne, comprenant au moins un cylindre (1) dans lequel peut se déplacer un piston (3) entre un point mort haut et un point mort bas, et un système articulé de liaison entre une tige (40) du piston et un actionneur (24) permettant de faire varier le rapport volumétrique du moteur. L'actionneur comporte un organe de réglage (25) articulé rotativement au moyen d'un tourillon (25a) sur une extrémité d'un levier (26) monté rotatif sur une bielle (27) d'un vilebrequin (28); l'autre extrémité de ce levier est articulée sur la tige du piston (3) par des dents (28) engrenant avec une crémaillère (29) formée sur la tige (40). Le cylindre (1) est fermé à sa partie inférieure par un fond (12) traversé à coulisse par la tige (40) du piston, et le bloc-cylindres (2) présente, au-dessous dudit fond, une paroi (16) également traversée à coulisse par la tige (4) qui est ainsi guidée par des paliers coaxiaux (14, 17). Ce dispositif ne nécessite que des efforts de fonctionnement faibles grâce au tourillonnement de la tige (25) de l'actionneur (24) sur le levier de commande (26) et permet une séparation des fonctions combustion, compression par le dessous du piston et entraînement mécanique.

Description

présente invention a pour objet un moteur à combustion interne à rapport volumétrique et cylindrée variables, du type comprenant au moins un cylindre dans lequel peut se déplacer un piston entre un point mort haut et un point mort bas, et un système articulé de liaison entre une tige du piston et un actionneur permettant de faire varier le rapport volumetrique du moteur.
sait que le rapport volumétrique d'un moteur défini comme le rapport entre les volumes de la chambre de combustion d'un cylindre au point mort bas et au point mort haut<B>;</B> le choix rapport volumétrique est un compromis entre le rendement à bas régime et basse charge (faible puissance demandée) et l'apparition de cliquetis dans des conditions de fonctionnement plus chargé.
Il est intéressant de faire varier le rapport volumétrique én fonction des conditions d'utilisation du moteur. Les dispositifs connus et mis en oeuvre jusqu'à présent concernent le déphasage de la distribution avec comme effet réduction du rapport effectif relativement au taux géométrique de base.
connaît par 1a demande de brevet internationale PCT/FR 98/00918 du 7 mai 1998 un moteur à combustion interne du type précité, comprenant un dispositif agencé pour contrôler le rapport volumétrique en modifiant le point de départ de la course du piston par rapport au cylindre sans modifier la longueur de cette course.
En particulier, le mode de réalisation représenté à la figure 5 de cette demande de brevet internationale comprend un vérin actionneur dont la tige porte une crémaillère engrenant avec des dents formées à l'une des extrémités d'un levier monté rotatif sur une bielle du vilebrequin. L'extrémité opposée de ce levier porte également des dents, qui engrènent avec une crémaillère solidaire de la tige du piston. Cette crémaillère, et par conséquent le piston, sont guidés par un patin fixé à la paroi intérieure du bloc moteur.
11 a été constaté que ces crémaillères subissent, en fonctionnement, des efforts importants, susceptibles de nuire à leur durée de vie.
L'invention a donc pour but de proposer un dispositif permettant un fonctionnement largement plus souple car ne nécessitant que des efforts considérablement réduits par rapport à ce dispositif à crémaillère.
Conformément à l'invention, l'actionneur comporte un organe de réglage articulé rotativement au moyen d'un tourillon sur une extrémité d'un levier monté rotatif sur une bielle d'un vilebrequin, l'autre extrémité ce levier étant articulée sur la tige du piston.
Une telle articulation par tourillon remplace avantageusement la crémaillère de la tige de l'actionneur, car son fonctionnement ne génère que des efforts de frottement faibles.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le cylindre est fermé à sa partie inférieure par un fond traversé à coulisse tige du piston qui délimite avec ce dernier une chambre de compression, le bloc- cylindres présente au-dessous de ce fond une paroi également traversée à coulisse par la tige du piston ; ce dernier est ainsi guidé par paliers ménages respectivement dans ledit fond et ladite paroi, le palier fond du cylindre assurant en outre une étanchéité aux gaz.
Le piston est donc guidé non plus en appui sur un patin solidaire du bloc moteur, mais par des paliers coaxiaux ménagés dans fond du cylindre et dans la partie inférieure du carter cylindre.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.
La figure unique annexée est une vue mi-coupe mi-élévation d'une forme de réalisation du moteur à combustion interne selon l'invention. Le moteur à combustion interne partiellement représenté au dessin comprend au moins un cylindre 1 monté dans un bloc moteur 2 et contenant un piston 3 équipé d'une tige 40. A la partie supérieure du cylindre 1 sont disposées deux soupapes 4, 5 pouvant obturer des conduits 6, 7 et actionnées par des culbuteurs 8, 9 associés à une came 11 d'un arbre à cames. cylindre 1 est également associée une bougie d'allumage non représentée.
A sa partie inférieure, le cylindre 1 est fermé par un fond 12 percé orifice central 13 de passage de la tige 40 du piston 3, cet orifice 13 délimitant un palier 14 de guidage du coulissement axial de la tige 40. L'extrémité de cette dernière traverse également un orifice 15 coaxial à l'orifice 13 et ménagé dans une paroi 16 du bloc moteur 2, l'orifice 15 délimitant un second palier 17 de guidage du coulissement de la tige 4. Au moins le palier 14 assure l'étanchéité aux gaz.
Le fond 12 délimite avec la tête 3a du piston 3 une chambre de compression v;nf qui communique, via une ouverture 18 réservée entre le fond 12 et la paroi du cylindre 1, avec deux conduits 19, 21 fermés par des clapets respectifs 22, 23. Le conduit 21 peut aspirer de l'air filtré à la pression atmosphérique (flèche F) vers l'intérieur du cylindre 1, tandis que le conduit 19 peut refouler l'air comprimé vers un échangeur non représenté (flèche G) puis vers l'admission du moteur.
Le moteur est équipé d'un actionneur 24, constitué par exemple par un vérin ou un moteur électrique, monté sur le bloc-cylindres 2 au voisinage du cylindre 1. Cet actionneur 24 comporte un organe de réglage 25 constitué d'une tige parallèle à la tige 40 du piston 3, articulée rotativement au moyen d'un tourillon 25a sur une extrémité d'un levier monté rotatif par un tourillon 20 sur une bielle 27 d'un vilebrequin 28. L'autre extrémité du levier 26 est articulée sur la tige 4 du piston 3. Dans la réalisation décrite, l'extrémité du levier 26 opposée à son articulation sur la tige 25 munie de dents 28 engrenant avec une crémaillère complémentaire 29 formée sur la tige 4 dû piston 3.
La chambre de compression formée entre tête 3a du piston 3 et le fond 12 délimite le volume vif qui est minimal pour la position point mort bas du piston 3.
Ce dispositif permet de faire varier le rapport volumétrique et la cylindrée du moteur en ajustant la position de la tige de l'actionneur 24 de façon à régler à la hauteur voulue l'articulation de la tige sur le levier 26. Ce réglage permet de modifier le point de départ de la course du piston 3 ainsi que cette course.
Grâce au remplacement de la crémaillère dispositif antérieur mentionné ci-dessus par le levier 26, non seulement les efforts d'actionnement sont considérablement réduits, mais l'engrènement du côté du piston 3 ne nécessite plus de patin de guidage la tige du piston, délimitant le jeu de la denture. Par contre le mouvement piston 3 n'est pas le même que dans la réalisation antérieure, lorsque levier 26 est déplacé verticalement au moyen de l'actionneur 24. En effet, il ensuit une dissymétrie des phases de compression et de détente.
Le dispositif selon l'invention assure suralimentation volumétrique intégrée et est rendu efficace par le débattement vertical du piston 3 et de son levier 26 de commande, permettant un double effet, à rapport de compression élevé et à séparation des zones de combustion- compression par rapport à la mécanique d'entrainement (denture 28, crémaillère 29, bielle 27, vilebrequin 28, levier 26, actionneur 24).

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Moteur combustion interne, comprenant au moins un cylindre (1) dans lequel peut se déplacer un piston (3) entre un point mort haut et un point mort bas, et un système articulé de liaison entre une tige (40) du piston et un actionneur (24) permettant de faire varier le rapport volumétrique du moteur, caractérisé en ce que l'actionneur comporte un organe de réglage (25) articulé rotativement au moyen d'un tourillon (25a) sur une extrémité d'un levier (26) monté rotatif sur une bielle (27) d'un vilebrequin (28), l'autre extrémité de ce levier étant articulée sur la tige du piston (3).
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du levier (26) est munie de dents (28) engrenant avec une crémaillère (29) formée sur la tige (40) du piston (3).
3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le cylindre (1) est fermé à sa partie inférieure par un fond (12) traversé à coulisse par la tige (40) du piston (3), et qui délimite avec ce dernier une chambre de compression (v;,f), et le bloc-cylindres (2) présente au-dessous de ce fond une paroi (16) également traversée à coulisse par la tige (40) du piston (3), qui est ainsi guidée par des paliers (14, 17) ménagés respectivement dans ledit fond et ladite paroi, le palier (14) du fond du cylindre assurant en outre une étanchéité aux gaz.
4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre de compression (v;"f) communique avec deux conduits (19, 21) fermés par des clapets, le premier conduit (21) pouvant aspirer de l'air filtré à la pression atmosphérique tandis que le second conduit (19) peut refouler l'air comprimé vers un échangeur puis vers l'admission du moteur.
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