FR3063307A1 - Dispositif presseur pour exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission et moteur muni d’un tel dispositif. - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un dispositif presseur (10) pour exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur au cours d'un cycle moteur, le dispositif presseur (10) comprenant un piston (21) évoluant dans une chambre (22) emplie d'un fluide et définie par une chemise (23), un clapet anti-retour entre la chambre et une source de fluide, le fluide présentant une première pression et le clapet anti-retour permettant de maintenir le fluide de la chambre à une pression supérieure ou égale à la première pression, au moins un orifice de fuite calibré du fluide retenu dans la chambre. Selon l'invention, l'orifice de fuite calibré est muni d'un clapet de retenue taré à une seconde pression supérieure à la première pression. L'invention porte également sur un moteur muni d'un tel dispositif presseur.
Description
(57) L'invention porte sur un dispositif presseur (10) pour exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur au cours d'un cycle moteur, le dispositif presseur (10) comprenant un piston (21) évoluant dans une chambre (22) emplie d'un fluide et définie par une chemise (23), un clapet anti-retour entre la chambre et une source de fluide, le fluide présentant une première pression et le clapet anti-retour permettant de maintenir le fluide de la chambre à une pression supérieure ou égale à la première pression, au moins un orifice de fuite calibré du fluide retenu dans la chambre. Selon l'invention, l'orifice de fuite calibré est muni d'un clapet de retenue taré à une seconde pression supérieure à la première pression. L'invention porte également sur un moteur muni d'un tel dispositif presseur.
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DISPOSITIF PRESSEUR POUR EXERCER UN EFFORT DE MAINTIEN SUR UN DISPOSITIF DE TRANSMISSION ET MOTEUR MUNI D'UN TEL DISPOSITIF.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif presseur permettant d'exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur. Elle trouve une application toute particulière pour compenser les jeux de fonctionnement pouvant exister entre certaines pièces mobiles d'un moteur à rapport volumétrique variable.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
On connaît du document WO2016058724 un tel dispositif presseur, permettant d'ajuster dynamiquement l'effort de maintien à la vitesse instantanée de déplacement transversale d'un dispositif de transmission dans le bloc moteur. Ce document rappelle qu'au cours d'un cycle moteur différents phénomènes induisent des déplacements transversaux du dispositif de transmission selon deux modes différents :
- Un premier mode de déplacement lent, lié aux écarts existant entre la géométrie ou la position réelle des pièces et leur géométrie idéale, ces écarts pouvant être liés à des déformations sous effort, aux tolérances de fabrication, aux phénomènes de dilatations différentielles et d'usures. Ces mouvements ont une période égale à une révolution du vilebrequin.
- Un second mode de déplacement rapide, résultant principalement du pic d'effort correspondant à la combustion du mélange dans le cylindre de combustion, et résultant également de l'inertie des organes mobiles du dispositif de transmission en mouvement.
En ajustant l'effort de maintien à la vitesse de déplacement du dispositif de transmission, la solution proposée par le document précité permet donc de tolérer les déplacements lents du premier mode qui sont nécessaires au bon fonctionnement du moteur ; et de contrer efficacement les déplacements rapides du second mode qui pourraient aller à l'encontre du bon fonctionnement du moteur ou en dégrader les performances.
Selon un mode de mise en œuvre particulier présenté dans ce document, le dispositif presseur comprend un piston évoluant dans une chambre emplie d'un fluide, au moins un orifice de fuite calibré du fluide retenu dans la chambre, une source de fluide connectée à la chambre, et un clapet anti-retour entre la source de fluide et la chambre, de sorte à maintenir le fluide de la chambre à une pression supérieure ou égale à la pression de la source de fluide. Une pompe d'une centrale hydraulique du moteur peut être prévue pour ajuster la pression statique de la source de fluide, et par voie de conséquence, la pression statique du fluide dans la chambre (c'est à dire la pression régnant dans la chambre en l'absence d'effort appliqué sur le piston).
Dans certains cas, il peut être avantageux que cette pression statique soit relativement importante, par exemple de l'ordre de 30 bars, afin d'appliquer un effort de maintien suffisant sur le dispositif de transmission pour contrer son déplacement. Une solution proposée dans le document précité met en œuvre une pompe d'un circuit hydraulique, ce qui est encombrant, coûteux et consommateur d'énergie.
La présente invention vise à pallier tout ou partie de ce problème. En particulier, la présente invention vise à fournir un dispositif presseur permettant d'exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission, ne nécessitant pas de pompe hydraulique pour alimenter le dispositif en fluide à une pression relativement élevée.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de l'un de ces buts, l'objet de l'invention propose un dispositif presseur pour exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur au cours d'un cycle moteur, le dispositif presseur comprenant :
a. un piston évoluant dans une chambre définie par une chemise et destinée à être emplie d'un fluide ;
b. un clapet anti-retour entre la chambre et une source de fluide, le fluide présentant une première pression et le clapet anti-retour permettant d'alimenter la
| chambre | en | fluide | et | de maintenir | le | fluide | de | la |
| chambre | à | une pression supérieure | ou | égale | à | la | ||
| première | pression ; | |||||||
| c. au moins | un | orifice | de | fuite calibré | du | fluide | retenu |
dans la chambre.
Selon l'invention, l'orifice de fuite calibré est muni d'un clapet de retenue taré à une seconde pression supérieure à la première pression.
Selon un autre aspect, l'objet de l'invention propose également un moteur à rapport volumétrique variable comportant un dispositif de transmission susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur au cours d'un cycle du moteur, le moteur comportant au moins un dispositif presseur tel que précédemment présenté.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable :
- la première pression est comprise entre 2 et 7 bars ;
la seconde pression est supérieure à 20 bars ;
- le dispositif presseur comprend un ressort ;
- le dispositif de transmission comprend un dispositif de guidage à roulement prenant appui sur une paroi du bloc moteur ; un organe de transmission, solidaire d'un piston de combustion, coopérant d'une part avec le dispositif de guidage à roulement et d'autre part avec un premier côté d'une roue dentée ; une crémaillère de commande coopérant avec un second côté de la roue dentée, et apte à se déplacer longitudinalement sur une paroi opposée du bloc moteur; une bielle coopérant avec la route dentée et reliée à un vilebrequin du moteur ;
- le dispositif presseur est fixement assemblé au blocmoteur par des moyens d'attache comprenant une bride et des boulons ;
- une pluralité de dispositifs presseurs est fixement assemblée au bloc-moteur par l'intermédiaire de la bride ;
- la bride comprend une rampe de distribution pour amener de l'huile de lubrification du moteur dans la chambre ;
- la rampe de distribution est reliée à un circuit de lubrification du moteur, et dans lequel le circuit de lubrification et/ou le dispositif presseur est muni de moyens de purge de l'air qui pourrait être présent dans ce circuit.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles :
La figure 1 représente une coupe d'ensemble, et schématique, d'un dispositif de compensation des jeux fonctionnels d'un moteur mis en œuvre dans le cas d'un moteur à rapport volumétrique variable ;
Les figures 2 et 3 présentent respectivement en vue éclatée et en coupe un mode de réalisation particulier du dispositif presseur 10 conforme à l'invention ;
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Par souci de simplification de la description à venir, les mêmes références sont utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction dans l'état de la technique ou dans les différents modes de mise en œuvre exposés du procédé.
La figure 1 représente une coupe d'ensemble, et schématique, d'un dispositif de compensation des jeux fonctionnels d'un moteur mis en œuvre dans le cas d'un moteur à rapport volumétrique variable.
Sur cette figure 1, un bloc moteur 100 comprend au moins un cylindre 110 dans lequel se déplace en translation un piston de combustion 2 entraînant la rotation d'un vilebrequin 9 par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission 1.
Le dispositif de transmission 1 comprend un organe de transmission 3 solidaire du piston de combustion 2 et coopérant d'une part avec un dispositif de guidage à roulement 4 prenant appui sur une paroi du bloc moteur 100 et d'autre part avec un premier côté d'une roue dentée 5.
L'organe de transmission 3 est pourvu sur l'une de ses faces d'une première crémaillère de forte dimension dont les dents coopèrent avec celles de la roue dentée 5. L'organe de transmission 3 est également pourvu, à l'opposé de cette première crémaillère, d'une autre crémaillère dont les dents de faibles dimensions coopèrent avec celles du rouleau 40 du dispositif de guidage à roulement 4, solidaire du bloc-moteur 100 .
La roue dentée 5 coopère avec une bielle 6 reliée au vilebrequin 9 afin de réaliser la transmission du mouvement.
La roue dentée 5 coopère, sur un second côté à l'opposé de l'organe de transmission 3, avec une crémaillère de commande 7 apte à se déplacer longitudinalement le long d'une paroi opposée du bloc-moteur 100 et pilotée par un dispositif de contrôle 12 comportant un vérin de commande, dont le piston de vérin est guidé dans un cylindre de vérin 112 du bloc moteur 100 .
La crémaillère de commande 7 comporte des dents qui coopèrent avec celles de la roue dentée 5 et peut présenter une piste de roulement qui coopère avec une piste de roulement de la roue dentée 5. La crémaillère de commande 7 comporte également sur son côté opposé une surface d'appui 76 sur laquelle s'exerce, dans la configuration particulière représentée sur la figure 1, l'effort de maintien d'un dispositif presseur 10 solidaire du bloc-moteur 100.
Les figures 2 et 3 présentent respectivement en vue éclatée et en coupe un mode de réalisation particulier du dispositif presseur 10 conforme à l'invention. Le dispositif presseur comprend un piston 21 pouvant évoluer dans une chambre 22, définie par une chemise 23, par exemple de forme cylindrique. En fonctionnement, la chambre 22 est emplie d'un fluide hydraulique et un premier joint d'étanchéité 24 permet de retenir le fluide dans la chambre 22 même lorsque celui-ci présente une pression importante.
De manière optionnelle, on peut munir la chambre 22 d'un ressort 25 permettant d'appliquer un effort de rappel sur le piston 21 notamment pendant les phases de réapprovisionnement en fluide et de mise sous pression de ce fluide. Le ressort 25 forme également un élément de sécurité permettant de maintenir le fonctionnement, même dégradé, du dispositif presseur 10 en cas de panne ou de fuite dans la partie hydraulique du moteur. Avantageusement, le ressort 25 est disposé dans la chambre, en contact avec un côté du piston 21.
Le piston 21, le joint d'étanchéité 24, la chemise 23 et éventuellement le ressort 24 sont assemblés les uns aux autres comme cela est représenté sur la figure 2. Ils sont engagés dans un orifice aménagé dans le bloc moteur 100. Une collerette 23a de la chemise 23 permet de retenir l'ensemble contre une surface externe du bloc moteur 100. La surface extérieure du piston est quant à elle mise en butée contre la crémaillère de commande 7, au niveau de sa surface d'appui 76. Le dispositif presseur 10 est alors fixement assemblé au bloc-moteur 100 par des moyens d'attache comprenant une bride 26 et des boulons 27. La bride 26 est munie d'une rainure 26a dans laquelle peut venir se loger la collerette 23a de la chemise 23. Un second joint d'étanchéité 28 peut être prévu dans la rainure pour améliorer l'étanchéité de la chambre au niveau de cette liaison.
Comme cela est bien visible sur la figure 2 une unique bride 26 permet de positionner fixement une pluralité de dispositifs presseurs 10 dans le bloc moteur 100. La bride est avantageusement composée d'un métal léger, tel que de l'aluminium afin de limiter le poids du moteur.
Afin d'alimenter la chambre 22 en fluide hydraulique, celle-ci est fluidiquement reliée à une source de fluide. Le fluide de la source présente une première pression relativement faible.
Selon un mode de mise en œuvre particulièrement avantageux de l'invention, on utilise l'huile de lubrification du moteur comme fluide hydraulique. Comme cela est usuel, le moteur est équipé d'une pompe permettant de faire circuler l'huile de lubrification dans des conduits aménagés dans le bloc-moteur 100. Sa pression est typiquement comprise entre 2 et 7 bars. Les conduits débouchent dans le bloc moteur 100 à proximité des organes devant être lubrifiés : chambres et pistons de combustion, palier du vilebrequin, liaison biellesroue dentée.
Dans ce mode de mise en œuvre, l'huile de lubrification est amenée à une première pression au niveau de la chambre 22 du dispositif presseur 10 par l'intermédiaire d'une rampe de distribution formée dans la bride 26. Un clapet anti retour 30, placé entre la chambre 22 et la rampe de distribution 29, permet d'alimenter la chambre 22 en huile de lubrification et de maintenir la pression de cette huile dans la chambre 22 à une pression supérieure ou égale à la première pression.
Revenant à la description générale de l'invention, et comme cela est schématiquement représenté sur la figure 3, le dispositif presseur 10 est également muni un orifice de fuite calibrée 31. Comme cela est bien décrit dans le document cité de l'état de la technique, cet orifice de fuite calibré permet d'ajuster l'effort de maintien appliqué sur le dispositif de transmission lorsque celui-ci entre en contact et déplace le piston 21 du dispositif presseur 10.
Selon l'invention, de manière à compenser la relative basse pression de la source de fluide hydraulique, l'orifice de fuite calibré est muni d'un clapet de retenue, taré à une seconde pression supérieure à la première pression. Cette seconde pression peut être de l'ordre de 20 à 30 bars, voire même supérieure à 30 bars.
En fonctionnement, le fluide hydraulique présente une pression statique dans la chambre 22 du dispositif presseur 10 égale la première pression, c'est dire la pression délivrée par la source de fluide. Par pression statique on désigne la pression du fluide en l'absence de tout effort appliqué sur la surface externe du piston. Cette pression statique est assurée par le clapet anti retour 30 qui permet l'écoulement du fluide dans la chambre 22 tant que la pression qui y règne est inférieure à celle de la source.
Lorsque le dispositif de transmission 1 se déplace dans le bloc moteur 100 et vient en contact du piston 21 pour le déplacer dans la chambre 22, le clapet anti retour bloque l'écoulement du fluide de la chambre 22 vers la source. La chambre 22 devient alors parfaitement étanche, notamment grâce aux joints d'étanchéité 24, 28 prévus. La pression du fluide hydraulique croit jusqu'à ce qu'elle excède la pression de tarage du clapet de retenue 31, qui peut être de l'ordre de 20 bars ou plus. Dès que le fluide excède cette pression, l'orifice de fuite calibré qui n'est alors plus bloquée par le clapet de retenue 31, permet au fluide de s'écouler en dehors de la chambre 22, et on retrouve un dispositif presseur 10 ayant le même fonctionnement et les mêmes bénéfices que celui exposé dans le document de l'état de la technique.
L'orifice de fuite calibrée muni de son clapet de retenue 31 peut-être placé dans la bride 26 de manière à ce que le fluide qui s'en échappe puisse s'écouler dans la rampe de distribution et permettre ainsi son recyclage. Cette disposition est celle représentée schématiquement sur la figure 3. On peut alternativement prévoir que l'orifice et le clapet de retenue 31 soient placés du côté du piston 21 afin d'utiliser le fluide qui s'écoule pour lubrifier les surfaces en contact du piston 21 et de la crémaillère de commandes 7. Alternativement encore, l'orifice et le clapet de retenue 31 peuvent être aménagés sur la chemise 23.
Quelle que soit la position retenue, le dispositif presseur 10 conforme à l'invention ne nécessite pas une source de fluide à haute pression pour établir une pression importante dans la chambre 21 au cours de son fonctionnement. Cette configuration permet d'utiliser l'huile de lubrification, qui présente typiquement une pression de quelques bars, pour alimenter le dispositif presseur, et obtenir néanmoins un fonctionnement similaire au dispositif de l'état de la technique pouvant nécessiter l'emploi d'une source de fluide à haute pression.
ίο
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de mise en œuvre décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
On peut ainsi prévoir de munir le circuit d'alimentation en huile du dispositif presseur ou ce dispositif lui-même de moyens de purge permettant d'évacuer l'air éventuellement présent dans ce circuit, notamment au cours de la première mise en route du moteur.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Dispositif presseur (10) pour exercer un effort de maintien sur un dispositif de transmission (1) susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur (100) au cours d'un cycle moteur, le dispositif presseur (10) comprenant :a. un piston (21) évoluant dans une chambre (22) définie par une chemise (23) et destinée à être emplie d'un fluide ;b. un clapet antiretour (30) entre la chambre et une source de fluide (29), le fluide présentant une première pression et le clapet antiretour (30) permettant d'alimenter la chambre en fluide et de maintenir le fluide de la chambre à une pression supérieure ou égale à la première pression ;c. au moins un orifice de fuite calibré du fluide retenu dans la chambre ;le dispositif étant caractérisé en ce que l'orifice de fuite calibré est muni d'un clapet de retenue (31) taré à une seconde pression supérieure à la première pression.
- 2. Dispositif presseur (10) selon la revendication précédente dans lequel la première pression est comprise entre 2 et 7 bars.
- 3. Dispositif presseur (10) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la seconde pression est supérieure à 20 bars.
- 4. Dispositif presseur (10) selon l'une des revendications précédentes comprenant un ressort.
- 5. Moteur à rapport volumétrique variable comportant un dispositif de transmission (1) susceptible de se déplacer transversalement dans un bloc moteur (100) au cours d'un cycle du moteur, le moteur comportant au moins un dispositif presseur (10) conforme à l'une des revendications précédentes.
- 6. Moteur à rapport volumétrique variable selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de transmission (1) comprend :a. un dispositif de guidage à roulement (4) prenant appui sur une paroi du bloc moteur (100) ;b. un organe de transmission (3), solidaire d'un piston de combustion, coopérant d'une part avec le dispositif de guidage à roulement (4) et d'autre part à avec un premier côté d'une roue dentée (5) ;c. une crémaillère de commande (7) coopérant avec un second côté de la roue dentée (5), et apte à se déplacer longitudinalement sur une paroi opposée du bloc moteur (100) ;d. une bielle (6) coopérant avec la route dentée (5) et reliée à un vilebrequin (9) du moteur.
- 7. Moteur à rapport volumétrique variable selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel le dispositif presseur est fixement assemblé au bloc-moteur (100) par des moyens d'attache comprenant une bride (26) et des boulons (27).
- 8. Moteur à rapport volumétrique variable selon la revendication précédente dans lequel une pluralité de dispositifs presseurs (10) est fixement assemblée au bloc-moteur (100) par l'intermédiaire de la bride (26).
- 9. Moteur à rapport volumétrique variable selon l'une des deux revendications précédentes dans lequel la bride (26) comprend une rampe de distribution pour amener de l'huile de lubrification du moteur dans la chambre (22).
- 10. Moteur à rapport volumétrique variable selon la revendication précédente dans lequel la rampe de distribution est reliée à un circuit de lubrification du moteur, et dans lequel le circuit de lubrification et/ou le dispositif presseur (10) est muni de moyens de purge de l'air qui pourrait être présent dans ce circuit.1/2
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