FR2860551A1 - HYDRAULIC ACTUATOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH HYDRAULIC ACTUATOR - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un actionneur hydraulique pour moteur àThe present invention relates to a hydraulic actuator for
combustion interne à rapport volumétrique et à cylindrée variables et un moteur à combustion interne équipé d'au moins un tel actionneur hydraulique. internal combustion with variable volumetric ratio and variable displacement and an internal combustion engine equipped with at least one such hydraulic actuator.
Le rapport volumétrique d'un moteur à combustion interne étant défini comme le rapport entre les volumes de chambre de combustion d'un cylindre au point mort bas et au point mort haut, le choix du rapport volumétrique est un compromis entre le rendement à bas régime et basse charge, c'est à dire à une faible puissance demandée, et l'apparition de cliquetis dans des conditions de fonctionnement plus chargé. The volumetric ratio of an internal combustion engine being defined as the ratio between the combustion chamber volumes of a cylinder at low dead point and top dead center, the choice of the volumetric ratio is a compromise between the low-end efficiency and low load, ie at a low demand power, and the occurrence of rattling under more loaded operating conditions.
Il est intéressant de faire varier le rapport volumétrique en fonction des conditions d'utilisation du moteur. A cet effet, on connaît des dispositifs qui concernent le déphasage de la distribution avec comme effet la réduction du rapport effectif relativement au taux géométrique de base. It is interesting to vary the volumetric ratio depending on the conditions of use of the engine. For this purpose, devices are known which concern the phase shift of the distribution with the effect of reducing the effective ratio relative to the basic geometric rate.
La variation de volume mort et/ou de volume balayé a fait l'objet de nombreuses propositions, mais qui n'ont pas été suivies d'exploitations industrielles en grande série connues. The variation in dead volume and / or swept volume has been the subject of numerous proposals, but which have not been followed by known large-scale industrial operations.
Les familles de solutions proposées sont en substance les suivantes: modification du volume mort côté culasse par un piston additionnel, longueur de bielle variable, - piston "gonflable", - distance axe de vilebrequin plan de joint de culasse variable, - course variable. The families of solutions proposed are substantially as follows: modification of dead volume on the cylinder head side by an additional piston, variable connecting rod length, - "inflatable" piston, - crankshaft distance variable head gasket plane, - variable stroke.
Ces diverses propositions aboutissent à une variation limitée de la cylindrée dans une proportion inférieure à 25% et présentent divers inconvénients. These various proposals result in a limited variation of the cubic capacity in a proportion of less than 25% and have various disadvantages.
Par ailleurs, on connaît dans le FR-A-2 807 105 un moteur à combustion interne, à rapport volumétrique et à cylindrée variables, qui comprend au moins un cylindre dans lequel peut se déplacer un piston entre un point mort haut et un point mort bas. Furthermore, FR-A-2 807 105 discloses an internal combustion engine with variable volumetric ratio and variable displacement, which comprises at least one cylinder in which a piston can move between a top dead center and a neutral position. low.
2860551 2 Ce moteur comprend également des moyens pour faire varier la position du point mort haut entre des limites prédéterminées, afin de faire varier simultanément la course du piston, la position du point mort bas et corrélativement le rapport volumétrique et la cylindrée en fonction des conditions d'utilisation du moteur. 2860551 2 This engine also comprises means for varying the position of the top dead center between predetermined limits, in order to simultaneously vary the piston stroke, the position of the bottom dead center and correlatively the volumetric ratio and the displacement according to the conditions. of use of the engine.
Ces moyens comprennent une bielle articulée d'une part sur le piston du moteur et d'autre part sur une bielle principale qui tourne sur un vilebrequin et qui est également articulée sur une bielle formant balancier, associée à un organe de réglage de la position de ladite bielle commandant les positions des points morts haut et bas. These means comprise a rod articulated on the one hand on the piston of the engine and on the other hand on a main connecting rod which rotates on a crankshaft and which is also articulated on a connecting rod forming a balance, associated with a member of adjustment of the position of said connecting rod controlling the positions of the dead centers up and down.
L'invention a pour but de proposer un actionneur hydraulique associé à cet ensemble de bielles articulées et qui permet de faire varier rapidement la position du point mort haut et la position du point mort bas ainsi que de maintenir ces points morts haut et bas à une position fixe, tout en consommant un minimum d'énergie. The object of the invention is to propose a hydraulic actuator associated with this set of articulated connecting rods, which makes it possible to rapidly vary the position of the top dead center and the position of the bottom dead center, as well as to maintain these top and bottom dead spots at a minimum. fixed position, while consuming a minimum of energy.
L'invention a donc pour objet un actionneur hydraulique pour moteur à combustion interne à rapport volumétrique et à cylindrée variables, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un corps, un piston relié à un ensemble de bielles articulées à un piston du moteur et délimitant dans ledit corps une chambre inférieure et une chambre supérieure remplies de fluide et des moyens de maintien du piston à une position fixe ou de réglage de la position de ce piston dans le corps par passage sélectif du fluide entre les deux chambres sous l'effet de la différence de pression dans lesdites chambres lors d'un effort exercé sur le piston de cet actionneur par l'ensemble de bielles, la surface active du piston dans la chambre inférieure étant inférieure à la surface active dudit piston dans la chambre supérieure. The subject of the invention is therefore a hydraulic actuator for an internal combustion engine with variable volumetric ratio and variable displacement, characterized in that it comprises, in a body, a piston connected to a set of rods articulated to a piston of the engine and defining in said body a lower chamber and an upper chamber filled with fluid and means for holding the piston at a fixed position or adjusting the position of this piston in the body by selective passage of the fluid between the two chambers under the effect the pressure difference in said chambers during a force exerted on the piston of this actuator by the assembly of connecting rods, the active surface of the piston in the lower chamber being less than the active surface of said piston in the upper chamber.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les moyens de réglage comprennent: - un premier passage ménagé dans le piston et comportant 30 une première extrémité débouchant dans la chambre inférieure et une seconde extrémité débouchant dans la chambre supérieure et munie d'un clapet taré, 2860551 3 - un second passage ménagé dans le piston et comportant une première extrémité débouchant dans la chambre inférieure et munie d'un clapet taré et une seconde extrémité débouchant dans le premier passage entre la première extrémité et le clapet du premier passage, et des organes de commande de l'écoulement du fluide entre les chambres par lesdits clapets, - les organes de commande comprennent: - une première tige disposée dans le premier passage et agissant sur le clapet du premier passage, ladite première tige comportant un canal axial de passage du fluide de la chambre inférieure vers la chambre supérieure, - une seconde tige disposée dans l'axe de la première tige et reliée à un système d'actionnement, et - un poussoir disposé entre lesdites tiges et déplaçable à l'encontre de ressorts de rappel par la seconde tige entre une position de fermeture du canal de la première tige et dans laquelle le clapet du premier passage est ouvert et une position d'ouverture de ce canal et dans laquelle le clapet du premier passage est fermé, - le clapet du premier passage est maintenu appliqué par un ressort de compression contre un siège ménagé dans ce premier passage pour commander l'écoulement du fluide de la chambre inférieure vers la chambre supérieure, - le clapet du second passage est maintenu appliqué par un ressort de compression contre un siège ménagé dans le second passage pour commander l'écoulement du fluide de la chambre supérieure vers la chambre inférieure, - les ressorts de rappel du poussoir comprennent un premier ressort interposé entre la face inférieure du piston et ce poussoir et un second ressort interposé entre le fond du canal de la tige et ledit poussoir, - la chambre inférieure est raccordée à une pompe de gavage en fluide. According to other features of the invention: the adjustment means comprise: a first passage formed in the piston and having a first end opening into the lower chamber and a second end opening into the upper chamber and provided with a calibrated valve, 2860551 3 - a second passage formed in the piston and having a first end opening into the lower chamber and provided with a calibrated valve and a second end opening into the first passage between the first end and the valve of the first passage, and control members for the flow of fluid between the chambers by said valves, - the control members comprise: - a first rod disposed in the first passage and acting on the valve of the first passage, said first rod comprising an axial channel passing fluid from the lower chamber to the upper chamber, - a second rod disposed in the axis of the a first rod and connected to an actuating system, and - a pusher disposed between said rods and movable against return springs by the second rod between a closed position of the channel of the first rod and in which the valve the first passage is open and an opening position of this channel and in which the valve of the first passage is closed, - the valve of the first passage is held applied by a compression spring against a seat formed in this first passage to control the flow of the fluid from the lower chamber to the upper chamber, - the valve of the second passage is held applied by a compression spring against a seat in the second passage to control the flow of fluid from the upper chamber to the lower chamber - The return springs of the pusher comprise a first spring interposed between the lower face of the piston and the pusher and a second spring interposed between the bottom of the channel of the rod and said pusher, - the lower chamber is connected to a fluid feeding pump.
2860551 4 L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne, comprenant au moins un cylindre dans lequel peut se déplacer un piston entre un point mort haut et un point mort bas et des moyens pour faire varier la position du point mort haut entre des limites prédéterminées afin de faire varier simultanément la course du piston, la position du point mort bas et corrélativement le rapport volumétrique et la cylindrée en fonction des conditions d'utilisation du moteur, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un actionneur hydraulique tel que précédemment mentionné, relié audit piston par un ensemble de bielles articulées. The invention also relates to an internal combustion engine, comprising at least one cylinder in which a piston can move between a top dead center and a bottom dead center and means for varying the position of the top dead center between predetermined limits for simultaneously varying the stroke of the piston, the position of the bottom dead center and correlatively the volumetric ratio and the displacement according to the conditions of use of the engine, characterized in that said means comprise a hydraulic actuator as above mentioned, connected to said piston by a set of articulated rods.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un piston d'un moteur à combustion interne équipé d'un actionneur hydraulique conforme à l'invention permettant de régler le rapport volumétrique et la cylindrée de ce moteur, - les Figs. 2 et 3 sont des vues schématiques en élévation similaires à la Fig. 1 montrant respectivement la position du point mort haut et la position du point mort bas du piston pour un taux de compression fort et une course faible de ce piston, - les Figs. 4 et 5 sont des vues schématiques en élévation similaires à la Fig. 2 montrant respectivement la position du point mort haut et la position du point mort bas du piston pour un taux de compression faible et une course forte de ce piston, - la Fig. 6 est une vue schématique en coupe axiale de l'actionneur hydraulique conforme à l'invention, - les Figs. 7, 8 et 9 sont des vues schématiques à plus grande échelle et en coupe axiale montrant le fonctionnement des clapets de cet actionneur hydraulique. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description given by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic elevational view of a piston of an internal combustion engine equipped with a hydraulic actuator according to the invention for adjusting the volumetric ratio and the displacement of this engine, - Figs. 2 and 3 are diagrammatic elevational views similar to FIG. 1 showing respectively the position of the top dead center and the position of the bottom dead center of the piston for a high compression ratio and a low stroke of this piston, - Figs. 4 and 5 are diagrammatic elevational views similar to FIG. 2 respectively showing the position of the top dead center and the position of the bottom dead center of the piston for a low compression ratio and a strong stroke of this piston; 6 is a diagrammatic view in axial section of the hydraulic actuator according to the invention; FIGS. 7, 8 and 9 are schematic views on a larger scale and in axial section showing the operation of the valves of this hydraulic actuator.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un cylindre 1 d'un moteur à combustion interne dans lequel un piston 2 peut exécuter des courses entre un point mort haut et un point mort bas. Le piston 2 est lié à une bielle 3 2860551 5 dite bielle esclave, articulée d'une part sur le piston 2 et d'autre part sur une bielle principale 4 qui tourne sur un vilebrequin 5. La bielle principale 4 est également articulée par un axe 6 sur une bielle 7 formant balancier, associée à un dispositif de réglage de la position de cette bielle 7 et qui comprend un actionneur hydraulique désigné dans son ensemble par la référence 20. In FIG. 1, schematically shows a cylinder 1 of an internal combustion engine in which a piston 2 can run races between a top dead center and a bottom dead center. The piston 2 is connected to a rod 3 2860551 5 called slave rod, articulated on the one hand on the piston 2 and on the other hand on a main rod 4 which rotates on a crankshaft 5. The main rod 4 is also articulated by a axis 6 on a rod 7 forming a rocker, associated with a device for adjusting the position of this rod 7 and which comprises a hydraulic actuator generally designated by the reference 20.
A son extrémité opposée à l'axe 6, la bielle 7 formant balancier est reliée à l'actionneur hydraulique 20 par une articulation 9. La bielle principale 4 comporte un bras court 4a et un bras long 4b solidaire d'un corps tubulaire 4c qui peut tourner sur un maneton 10 faisant partie intégrante du vilebrequin 5. Le bras court 4a assure la liaison entre le maneton 10 et l'axe 11 de la bielle 3, tandis que le bras long 4b assure la liaison entre le maneton 10 et l'axe 6 d'articulation sur la bielle 7 formant balancier. At its end opposite the axis 6, the connecting rod 7 forming a rocker is connected to the hydraulic actuator 20 by a hinge 9. The main rod 4 comprises a short arm 4a and a long arm 4b integral with a tubular body 4c which can rotate on a crankpin 10 forming an integral part of the crankshaft 5. The short arm 4a provides the connection between the crankpin 10 and the axis 11 of the rod 3, while the long arm 4b provides the connection between the crankpin 10 and the articulation axis 6 on the connecting rod 7 forming a balance.
L'ensemble de bielles 3, 4 et 7 ainsi que l'actionneur hydraulique 20 sont logés dans un carter de cylindres 12. The set of rods 3, 4 and 7 and the hydraulic actuator 20 are housed in a cylinder casing 12.
L'actionneur 20 doit permettre de maintenir le point d'articulation 9 de la bielle 7 formant balancier à une position fixe ainsi que de déplacer ce point d'articulation 9 rapidement vers un point de consigne prédéterminé dans les deux sens, c'est à dire vers le haut ou vers le bas, et selon une course partielle ou totale et une dynamique inférieure à une seconde. A chaque position du point d'articulation 9 commandé par l'actionneur 20 correspond une position de la bielle 7 formant balancier, de la bielle principale 4, du vilebrequin 5, de la bielle 3 et du piston 2. The actuator 20 must make it possible to maintain the articulation point 9 of the link rod 7 forming a rocker arm at a fixed position as well as to move this articulation point 9 rapidly towards a predetermined set point in both directions, ie say up or down, and in a partial or full stroke and a dynamic less than one second. At each position of the articulation point 9 controlled by the actuator 20 corresponds a position of the connecting rod 7 forming a balance, the main connecting rod 4, the crankshaft 5, the connecting rod 3 and the piston 2.
Les Figs. 2 et 3 illustrent les positions extrêmes du piston 2 pour un taux de compression fort et une course faible. La Fig. 2 montre l'état de l'ensemble de bielles 3, 4 et 7 et du piston 2 au point mort haut et la Fig. 3 montre les mêmes éléments au point mort bas de ce piston 2. Figs. 2 and 3 illustrate the extreme positions of the piston 2 for a high compression ratio and a low stroke. Fig. 2 shows the state of the assembly of rods 3, 4 and 7 and the piston 2 at the top dead center, and FIG. 3 shows the same elements at the bottom dead center of this piston 2.
Les Figs. 4 et 5 illustrent respectivement les positions extrêmes du piston 2 pour un taux de compression faible et une course forte du piston 2. La Fig. 4 montre l'état de l'ensemble de bielles 3, 4 et 7 et du piston 2 au point mort haut et la Fig. 5 montre les mêmes éléments au point mort bas de ce piston 2. Figs. 4 and 5 respectively illustrate the extreme positions of the piston 2 for a low compression ratio and a strong stroke of the piston 2. FIG. 4 shows the state of the assembly of rods 3, 4 and 7 and piston 2 at the top dead center and FIG. 5 shows the same elements at the bottom dead center of this piston 2.
2860551 6 En se reportant maintenant aux Figs. 6 et 7, on va décrire plus en détail l'actionneur hydraulique 20. Cet actionneur hydraulique 20 est formé par un corps 21 à l'intérieur duquel est monté déplaçable en translation un piston 22 relié à la bielle 7 formant balancier par le point d'articulation 9. Le piston 22 est muni à sa périphérie d'un joint d 'étanchéité 23 et il délimite à l'intérieur du corps 21 une chambre inférieure 24 et une chambre supérieure 25 qui sont remplies d'un fluide. Referring now to Figs. 6 and 7, the hydraulic actuator 20 will be described in greater detail. This hydraulic actuator 20 is formed by a body 21 inside which a piston 22 connected to the connecting rod 7 forming a rocker arm by means of the d-point is mounted to move in translation. The piston 22 is provided at its periphery with a seal 23 and delimits inside the body 21 a lower chamber 24 and an upper chamber 25 which are filled with a fluid.
La surface active 22a du piston 22 dans la chambre inférieure 24 est inférieure à la surface active 22b dudit piston 22 dans la chambre supérieure 10 25 (Fig. 6). The active surface 22a of the piston 22 in the lower chamber 24 is smaller than the active surface 22b of said piston 22 in the upper chamber 10 (Fig. 6).
D'une manière générale, l'actionneur hydraulique 20 comporte des moyens de maintien du piston 22 à une position fixe ou de réglage de la position de ce piston 22 dans le corps 21 par passage sélectif du fluide entre les deux chambres 24 et 25 sous l'effet de la différence de pression dans lesdites chambres 24 et 25 lors d'un effort exercé sur le piston 22 de cet actionneur 20 par l'ensemble de bielles 3, 4 et 7. In general, the hydraulic actuator 20 comprises means for holding the piston 22 at a fixed position or for adjusting the position of this piston 22 in the body 21 by selective passage of the fluid between the two chambers 24 and 25 under the effect of the pressure difference in said chambers 24 and 25 during a force exerted on the piston 22 of this actuator 20 by the set of rods 3, 4 and 7.
Les moyens comprennent un premier passage 30 ménagé dans le piston 22 et qui comporte une première extrémité 30a débouchant dans la chambre inférieure 24 et une seconde extrémité 30b débouchant dans la chambre supérieure 25. Cette seconde extrémité 30b est pourvue d'un clapet taré 31. The means comprise a first passage 30 formed in the piston 22 and which has a first end 30a opening into the lower chamber 24 and a second end 30b opening into the upper chamber 25. This second end 30b is provided with a calibrated valve 31.
Ces moyens comprennent aussi un second passage 32 ménagé dans le piston 22 et qui comporte une première extrémité 32a débouchant dans la chambre inférieure 24 et munie d'un clapet taré 33. Ce passage 32 comporte une seconde extrémité 32b débouchant dans le premier passage 30 entre la première extrémité 30a et le clapet 31. Enfin, les moyens comprennent également des organes de commande de l'écoulement du fluide entre les chambres 24 et 25 par les clapets 31 et 33 et qui sont désignés par la référence générale 40. These means also comprise a second passage 32 formed in the piston 22 and which has a first end 32a opening into the lower chamber 24 and provided with a calibrated valve 33. This passage 32 has a second end 32b opening into the first passage 30 between the first end 30a and the valve 31. Finally, the means also comprise control members of the flow of the fluid between the chambers 24 and 25 by the valves 31 and 33 and which are designated by the general reference 40.
Les organes de commande 40 sont formés par une première tige 41 disposée dans le premier passage 30 et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre dudit passage 30. Cette première tige 41 comporte un 2860551 7 canal axial 42 de passage du fluide de la chambre inférieure 24 vers la chambre supérieure 25, comme on le verra ultérieurement. La première tige 41 est destinée à agir sur le clapet 31. The control members 40 are formed by a first rod 41 disposed in the first passage 30 and whose outer diameter substantially corresponds to the diameter of said passage 30. This first rod 41 comprises a 2860551 7 axial channel 42 for passage of the fluid from the lower chamber 24 to the upper room 25, as will be seen later. The first rod 41 is intended to act on the valve 31.
Les organes de commande 40 comprennent, d'une part, une seconde tige 43 disposée dans l'axe de la première tige 41 et reliée à un système d'actionnement, non représenté, et, d'autre part, un poussoir 44 disposé entre les tiges 41 et 43 et qui est déplaçable à l'encontre de ressorts de rappel 35 et 46 par ladite seconde tige 43 entre une position de fermeture du canal 42 de la première tige 41 et une position d'ouverture de ce canal 42. The control members 40 comprise, on the one hand, a second rod 43 disposed in the axis of the first rod 41 and connected to an actuation system, not shown, and, on the other hand, a pusher 44 disposed between the rods 41 and 43 and which is movable against return springs 35 and 46 by said second rod 43 between a closed position of the channel 42 of the first rod 41 and an open position of this channel 42.
La seconde tige 43 est guidée dans un orifice 45 ménagé dans le corps 21 et le système d'actionnement de cette seconde tige 43 pour la déplacer verticalement vers le haut ou vers le bas est constitué par tout système approprié, comme par exemple un système à pignon et crémaillère, commandé par un moteur électrique. The second rod 43 is guided in an orifice 45 formed in the body 21 and the actuating system of the second rod 43 to move it vertically upwards or downwards is constituted by any suitable system, such as a pinion and rack, controlled by an electric motor.
Le clapet 31 du premier passage 30 est maintenu appliqué contre un siège 36 ménagé dans le premier passage 30 par un ressort de compression 37 pour commander l'écoulement du fluide de la chambre inférieure 24 vers la chambre supérieure 25. The valve 31 of the first passage 30 is held pressed against a seat 36 formed in the first passage 30 by a compression spring 37 to control the flow of fluid from the lower chamber 24 to the upper chamber 25.
Le clapet 33 du second passage 32 est maintenu appliqué contre 20 un siège 47 ménagé dans le second passage 32 par un ressort de compression 48 pour commander l'écoulement du fluide de la chambre supérieure 25 vers la chambre inférieure 24. The valve 33 of the second passage 32 is held pressed against a seat 47 formed in the second passage 32 by a compression spring 48 to control the flow of fluid from the upper chamber 25 to the lower chamber 24.
Les ressorts de rappel associés au poussoir 44 comprennent un premier ressort 35 interposé entre la face 22a du piston 22 et ce poussoir 44 pour maintenir ledit poussoir 44 contre l'extrémité de la seconde tige 43 et un second ressort 46 interposé entre le fond du canal 42 et le poussoir 44 de façon à maintenir l'extrémité supérieure de la tige 41 contre le clapet 31. The return springs associated with the pusher 44 comprise a first spring 35 interposed between the face 22a of the piston 22 and this pusher 44 to hold said pusher 44 against the end of the second rod 43 and a second spring 46 interposed between the bottom of the channel 42 and the pusher 44 so as to maintain the upper end of the rod 41 against the valve 31.
En position de repos, comme montré à la Fig. 7, un espace est ménagé entre l'extrémité inférieure de la tige 41 et le poussoir 44. In the rest position, as shown in FIG. 7, a space is provided between the lower end of the rod 41 and the pusher 44.
Ainsi que montré à la Fig. 6, la chambre inférieure 24 est raccordée à une pompe 50 de gavage en fluide de cette chambre inférieure 24. As shown in FIG. 6, the lower chamber 24 is connected to a fluid-feeding pump 50 of this lower chamber 24.
2860551 8 L'actionneur 20 maintient le point d'articulation 9 ou déplace ce point d'articulation 9 et de ce fait la position du point mort haut et la position du point mort bas du piston 2 dans le cylindre 1 par l'intermédiaire de l'ensemble de bielles 3, 4 et 7 selon deux directions opposées, ce point d'articulation 9 étant soumis à un effort alternatif fortement dissymétrique par ledit ensemble. The actuator 20 maintains the hinge point 9 or moves this hinge point 9 and thus the position of the top dead center and the position of the bottom dead center of the piston 2 in the cylinder 1 via the set of rods 3, 4 and 7 in two opposite directions, this hinge point 9 being subjected to a highly asymmetrical alternating force by said assembly.
Pour cela, pour maintenir le piston 22 ou pour commander indifféremment en montée ou en descente la position du piston 22 dans le corps 21 lors d'un effort exercé sur ce piston 22 par l'ensemble de bielles 3, 4 et 7, différents cas de fonctionnement de cet actionneur 20 peuvent se présenter. To do this, to maintain the piston 22 or to order indifferently upward or downward the position of the piston 22 in the body 21 during a force exerted on the piston 22 by the set of connecting rods 3, 4 and 7, different cases of operation of this actuator 20 may occur.
Pour déplacer le piston 22 vers le haut, c'est à dire dans le sens de la montée, le système d'actionnement, non représenté, soulève la seconde tige 43 qui elle-même soulève la première tige 41 par l'intermédiaire du poussoir 44 qui obture le canal axial 42 ainsi que montré à la Fig. 8. Cette première tige 41 ouvre le clapet 31 qui se soulève de son siège 36. To move the piston 22 upwards, that is to say in the upward direction, the actuation system, not shown, raises the second rod 43 which itself raises the first rod 41 via the pusher 44 which closes the axial channel 42 as shown in FIG. 8. This first rod 41 opens the valve 31 which lifts from its seat 36.
Dans le cas où l'effort sur le piston 22 est positif, c'est à dire dirigé vers le haut par l'intermédiaire de l'ensemble de bielles 3, 4 et 7, la pression dans la chambre supérieure 25 augmente et devient supérieure à la pression dans la chambre inférieure 24. Sous l'effet de la différence de pression créée par cet effort entre les chambres 24 et 25, le fluide passe de la chambre supérieure 25 vers la chambre inférieure 24 par le clapet 31 qui est ouvert et par le clapet 33 qui s'ouvre sous l'effet de la pression du fluide exercée dans le second passage 32. Durant cette phase, le piston 22 remonte dans le corps 21, permettant ainsi de déplacer la position du piston 2 dans le cylindre 1 par l'intermédiaire de l'ensemble de bielles 3, 4 et 7. In the case where the force on the piston 22 is positive, that is to say directed upwardly through the set of rods 3, 4 and 7, the pressure in the upper chamber 25 increases and becomes greater at the pressure in the lower chamber 24. Under the effect of the pressure difference created by this force between the chambers 24 and 25, the fluid passes from the upper chamber 25 to the lower chamber 24 by the valve 31 which is open and by the valve 33 which opens under the effect of the pressure of the fluid exerted in the second passage 32. During this phase, the piston 22 rises in the body 21, thus moving the position of the piston 2 in the cylinder 1 through the set of rods 3, 4 and 7.
Lorsque l'effort exercé sur le piston 22 est négatif, c'est à dire dirigé vers le bas, la pression dans la chambre inférieure 24 augmente. Comme la pression dans cette chambre inférieure 24 est supérieure à celle de la chambre supérieure 25, le clapet 33 reste plaqué sur son siège 47, ce qui empêche le passage du fluide entre la chambre inférieure 24 et la chambre supérieure 25. When the force exerted on the piston 22 is negative, that is to say directed downwards, the pressure in the lower chamber 24 increases. Since the pressure in this lower chamber 24 is greater than that of the upper chamber 25, the valve 33 remains plated on its seat 47, which prevents the passage of fluid between the lower chamber 24 and the upper chamber 25.
Le piston 22 reste donc dans sa position. The piston 22 remains in its position.
Ainsi, un effort alternatif sur le piston 22 permet de faire monter ce piston 22 par saccades. Thus, an alternating force on the piston 22 makes it possible to raise this piston 22 by saccades.
2860551 9 Pour déplacer le piston 22 vers le bas, c'est à dire dans le sens de la descente, le système d'actionnement, non représenté, descend la seconde tige 43, ce qui a pour effet de libérer le poussoir 44 et l'entrée du canal 42. Le clapet 31 est plaqué sur son siège 36 sous l'effet du ressort de compression 37. 2860551 9 To move the piston 22 downwards, that is to say in the direction of descent, the actuation system, not shown, down the second rod 43, which has the effect of releasing the pusher 44 and the the inlet of the channel 42. The valve 31 is pressed onto its seat 36 under the effect of the compression spring 37.
Lorsque l'effort exercé par l'ensemble de bielles 3, 4 et 7 sur le piston 22 est positif, c'est à dire dirigé vers le haut, le clapet 31 reste plaqué sur son siège 36 car la pression dans la chambre supérieure 25 est supérieure à celle régnant dans la chambre inférieure 24. Le piston 22 ne se déplace pas. When the force exerted by the assembly of rods 3, 4 and 7 on the piston 22 is positive, that is to say directed upwards, the valve 31 remains pressed on its seat 36 because the pressure in the upper chamber 25 is greater than that prevailing in the lower chamber 24. The piston 22 does not move.
Lorsque l'effort sur le piston 22 est négatif, c'est à dire dirigé vers le bas, la pression dans la chambre inférieure 24 augmente, si bien que le fluide passe par le canal axial 42 de la première tige 41, soulève le clapet 31 de son siège 36 et débouche dans la chambre supérieure 25 (Fig. 9). L'augmentation de la pression dans la chambre supérieure 25 et la différence des surfaces actives 22a et 22b du piston 22 font que la force exercée sur la surface 22b est supérieure à celle exercée sur la surface 22a provoquant la descente du piston 22 dans le corps 21. When the force on the piston 22 is negative, that is to say directed downwards, the pressure in the lower chamber 24 increases, so that the fluid passes through the axial channel 42 of the first rod 41, lifts the valve 31 of its seat 36 and opens into the upper chamber 25 (Figure 9). The increase of the pressure in the upper chamber 25 and the difference of the active surfaces 22a and 22b of the piston 22 cause the force exerted on the surface 22b to be greater than that exerted on the surface 22a causing the piston 22 to descend into the body 21.
Mais, le plus souvent, les efforts exercés sur le piston 22 vers le bas sont inférieurs aux efforts exercés sur ledit piston 22 vers le haut. But, most often, the forces exerted on the piston 22 downward are lower than the forces exerted on said piston 22 upwards.
La pompe de gavage 50 fonctionne pratiquement en permanence et agit comme un ressort de pré-charge. The booster pump 50 operates substantially continuously and acts as a pre-charge spring.
Pour faciliter la descente du piston 22 dans le cas où les efforts sont dirigés vers le bas, le meilleur compromis sera choisi entre le rapport des sections, la pression de gavage et le tarage du clapet 23. To facilitate the descent of the piston 22 in the case where the forces are directed downwards, the best compromise will be chosen between the ratio of the sections, the pressure of feeding and the taring of the valve 23.
C'est également en agissant sur ces paramètres que le meilleur compromis sera trouvé entre la vitesse de montée et la vitesse de descente du piston 22 et de la bielle 7, car si l'on favorise l'une, on dégrade l'autre et réciproquement. It is also by acting on these parameters that the best compromise will be found between the speed of rise and the speed of descent of the piston 22 and the connecting rod 7, because if one favors one, it degrades the other and reciprocally.
Pour maintenir le piston 22 dans le corps 21 dans une position fixe, lorsque l'effort exercé sur ce piston 22 est dirigé vers le haut, le clapet 31 est maintenu plaqué sur son siège 36 par la pression du fluide dans la chambre supérieure 25 si bien qu'aucun fluide ne passe entre les chambres 24 et 25 et le piston 22 demeure dans la même position. To maintain the piston 22 in the body 21 in a fixed position, when the force exerted on the piston 22 is directed upwards, the valve 31 is held pressed against its seat 36 by the pressure of the fluid in the upper chamber 25 if although no fluid passes between the chambers 24 and 25 and the piston 22 remains in the same position.
2860551 10 Lorsque l'effort exercé sur le piston 22 est dirigé vers le bas, le clapet 33 est maintenu plaqué sur son siège 47 par la pression du fluide dans la chambre inférieure 24 et le poussoir 44 obture le canal axial 42 de la première tige 41 et dans ce cas également aucun fluide ne circule entre les chambres 24 et 25 et le piston 22 demeure dans la même position. 2860551 10 When the force exerted on the piston 22 is directed downwards, the valve 33 is held pressed against its seat 47 by the pressure of the fluid in the lower chamber 24 and the pusher 44 closes the axial channel 42 of the first rod 41 and in this case also no fluid flows between the chambers 24 and 25 and the piston 22 remains in the same position.
L'actionneur hydraulique selon l'invention permet de maintenir le piston de cet actionneur dans une position fixe, et de ce fait le point d'articulation dudit piston avec l'ensemble de bielles, ou de faire varier la position de ce piston et la position de ce point d'articulation vers un point de consigne déterminé selon une dynamique inférieure à une seconde afin de faire varier la position du point mort haut du piston du moteur à combustion interne entre des limites prédéterminées et par conséquent de faire varier simultanément la course de ce piston, la position du point mort bas et corrélativement le rapport volumétrique et la cylindrée en fonction des conditions d'utilisation du moteur. The hydraulic actuator according to the invention makes it possible to maintain the piston of this actuator in a fixed position, and thus the point of articulation of said piston with the set of connecting rods, or to vary the position of this piston and the position of this articulation point towards a set point determined with a dynamic less than one second in order to vary the position of the top dead center of the piston of the internal combustion engine between predetermined limits and consequently to vary the stroke simultaneously of this piston, the position of the bottom dead center and correlatively the volumetric ratio and the displacement according to the conditions of use of the engine.
Par ailleurs, l'énergie dépensée par cet actionneur ne sert que pour le gavage du système et non pour faire un travail et compte tenu de la faible section des tiges de commande, l'énergie dépensée pour le déplacement de ces tiges de commande est très faible. Moreover, the energy expended by this actuator is only for the feeding of the system and not for work and given the small section of the control rods, the energy spent for the movement of these control rods is very high. low.
L'actionneur hydraulique selon l'invention peut s'appliquer à tout 20 système mécanique subissant le même type d'efforts et plus particulièrement à toute architecture de moteur. The hydraulic actuator according to the invention can be applied to any mechanical system undergoing the same type of forces and more particularly to any engine architecture.
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