FR3083267A1 - Desactivation de cylindres de moteur thermique - Google Patents

Description

Titre de l’invention : Desactivation de cylindres de moteur thermique

Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif de distribution de moteur thermique.

[0002] La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de distribution de moteur thermique comprenant un arbre à cames et un système de désactivation partiel de la distribution.

[0003] La présente invention concerne également un véhicule automobile équipé de moteur thermique avec un dispositif de distribution.

Technique antérieure [0004] Les moteurs thermiques de véhicule automobile comportent un carter-cylindres surmonté d’une culasse où est agencé au moins un arbre à cames.

[0005] Dans le carter-cylindres sont disposés des cylindres. Dans chacun des cylindres, une chambre à combustion est délimitée par ledit cylindre, un piston mobile en coulissement selon l’axe du cylindre en va-et-vient et une paroi inférieure de la culasse. Le mouvement de coulissement des pistons permet un mouvement en rotation du vilebrequin.

[0006] Dans ladite culasse sont creusés des conduits d’admission d’air et d’alimentation de carburant, tous deux aptes à injecter de l’air et du carburant pour former un mélange de comburant destiné à être brûlé. Lesdits conduits présentent dans ouvertures dans la chambre de combustion de chacun des cylindres, dont l’obturation est contrôlée par des soupapes. Lesdites soupapes sont mobiles en coulissement selon leur axe, actionnées par des cames solidaires en rotation d’un arbre à cames agencé dans la culasse et relié en rotation à un vilebrequin via une chaîne ou une courroie de distribution. Ladite chaîne ou courroie de distribution entoure ainsi un piston d’entrainement fixé solidaire d’une extrémité du vilebrequin tournée vers la face de distribution du moteur, et une roue fixée solidaire de l’arbre à cames, le piston d’entrainement et la roue étant coplanaires. La rotation du vilebrequin entraîne donc la rotation de l’arbre à cames et les coulissements des soupapes pour amener de l’air et du carburant dans la chambre de combustion de chaque cylindre pour y être brûlé et permettre le coulissement des pistons qui entraîne le vilebrequin en rotation.

[0007] Pour réduire la consommation de carburant des moteurs, il est connu de désactiver des cylindres du moteur. La désactivation permet d'accéder à des gains de consommation par amélioration du rendement du moteur, du fait d'un fonctionnement dans des zones de rendement moteur plus vertueuses, et par réduction des pertes par pompage c'est à dire par moindre utilisation du papillon moteur pour réguler la charge. [0008] La désactivation de cylindres permet de charger davantage les cylindres nondésactivés ; le papillon des gaz s’ouvre davantage et les pertes par pompage sont donc réduites. Le rendement de cycle est meilleur, d’où une amélioration du rendement global et ainsi une moindre consommation de carburant.

[0009] La désactivation des cylindres peut d’une part concerner toujours les mêmes cylindres, d’autre part être une désactivation tournante.

[0010] Concernant un premier mode de désactivation, les dispositifs de désactivation, comme ils sont pensés actuellement, permettent de désactiver une moitié des cylindres d'un moteur ayant un nombre pair de cylindres, les cylindres désactivés étant toujours les mêmes. Cette désactivation est autorisée et possible sur des points de fonctionnement stabilisés et faiblement chargés du champ moteur. Ce mode de désactivation permet d'accéder à des gains de consommation par amélioration du rendement du moteur, du fait d'un fonctionnement dans des zones de rendement moteur plus vertueuses, et par réduction des pertes par pompage c'est à dire par moindre utilisation du papillon moteur pour réguler la charge.

[0011] La publication LR2988771-A1 divulgue une utilisation d'arbres à cames pour l'admission et l'échappement comportant chacun un premier jeu de cames doubles configuré pour actionner les soupapes associées à chaque cylindre deux fois par tour de l'arbre à cames associé. Chaque arbre comporte également un second jeu de cames simples configuré pour actionner les soupapes associées à chaque cylindre une fois par tour de l'arbre à cames associé. Chaque cylindre est alors désactivé partiellement pour empêcher une combustion sur deux. Toutefois, un tel système nécessite d'effectuer le passage du mode de fonctionnement normal au mode de désactivation partielle des cylindres uniquement lorsque les zones de levée de soupape des cames se situent l'une en face de l'autre, ce qui engendre un contrôle complexe du moteur.

[0012] La désactivation tournante des cylindres permet une désactivation cyclique des cylindres du moteur. Ce mode de désactivation permet de réduire les vibrations engendrées par la désactivation des cylindres, et également un gain supplémentaire de consommation. Il permet également de répartir les usures sur les différents cylindres [0013] La publication LR3005112-A1 divulgue un dispositif de désactivation tournante de cylindres avec un arbre à cames comportant deux cames pour une même soupape, ce qui accroît sensiblement la masse des éléments à entraîner en permanence, et réduit donc les bénéfices de gain de consommation.

[0014] La désactivation des cylindres du moteur de façon connue est effectuée en isolant des soupapes desdits cylindres par des ajouts d’éléments essentiellement des cames supplémentaires sur l’arbre à cames, ce qui augmente la masse de l’arbre à cames ainsi composé.

[0015] Un autre problème concerne les phases de réactivation des cylindres, notamment pour des dispositifs de désynchronisation passant par la déconnexion de l’arbre à cames ou d’une partie dudit arbre à cames. En effet, si la désynchronisation des cylindres peut être relativement simple, la resynchronisation peut être plus difficile pour pallier par exemple les mouvements des têtes de soupapes à l’encontre des mouvements des pistons pour éviter des heurts ou chocs entre lesdites pièces.

[0016] Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un dispositif de désactivation des cylindres avec une réduction de la masse entraînée lors de la phase de désactivation des cylindres en assurant une resynchronisation simplifiée et fiable des cylindres. Un gain supplémentaire de frottement est mis en avant. Le rendement mécanique est donc amélioré.

Exposé de l’invention [0017] La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de distribution d’un moteur thermique comprenant :

[0018] - un arbre à cames agencé dans une culasse du moteur, ledit arbre étant entouré de cames aptes à appuyer sur des soupapes de révolution et mobiles en coulissement selon leur axe de révolution, [0019] caractérisé en ce que le dispositif comprend un arbre primaire et un arbre secondaire coaxiaux formant l’arbre à cames, l’arbre primaire étant entraîné en rotation par un ensemble de distribution, et un système d’accouplement en rotation permanent de l’arbre primaire avec l’arbre secondaire apte à autoriser une libération de rotation de l’arbre secondaire qui est maintenu fixe en position longitudinale.

[0020] De manière avantageuse, le dispositif comprend un arbre à cames formé de deux arbres, primaire et secondaire, accouplés de façon permanente, c’est-à-dire que lesdits deux arbres peuvent d’une part être accouplés l’un à l’autre de façon permanente par un dispositif d’accouplement qui autorise d’une part un fonctionnement normal du moteur avec tous les cylindres, et d’autre part un désaccouplement des deux arbres l’un de l’autre, l’arbre primaire continuant sa rotation grâce au système d’entrainement de distribution et l’arbre secondaire arrêtant son mouvement de rotation. La masse en rotation de l’ensemble de distribution est diminuée lors de la désactivation de cylindres. Ainsi un gain en frottement, aussi appelé « PME » pour pression moyenne de frottement, est mis en avant avec pour effet une amélioration du rendement mécanique et une réduction de la consommation. En effet, pendant cette désactivation de cylindres, le moteur entraîne uniquement en rotation l’arbre primaire. Le maintien en connexion des deux arbres permet de faciliter la resynchronisation physique des deux arbres. Le maintien en position fixe selon l’axe longitudinal de l’arbre secondaire confondu avec l’axe de l’arbre à cames d’une part réduit l’encombrement longitudinal, d’autre part permet de maintenir ledit arbre secondaire à la culasse grâce à des paliers de fixation à faible frottement.

[0021] Selon d’autres caractéristiques de l’invention :

[0022] - le système d’accouplement comprend un train épicycloïdal [0023] De manière avantageuse, le système d’accouplement comprend un train épicycloïdal permettant de désynchroniser simplement l’arbre secondaire de l’arbre primaire sans àcoups, les deux arbres restant connectés l’un à l’autre physiquement en permanence.

[0024] - le train épicycloïdal est disposé entre l’arbre primaire et l’arbre secondaire coaxiaux de l’arbre à cames.

[0025] De manière avantageuse, le train épicycloïdal est disposé simplement entre l’arbre primaire solidaire en rotation du vilebrequin et l’arbre secondaire de l’arbre à cames, les arbres primaire et secondaire sont coaxiaux pour diminuer l’encombrement radial du dispositif de transmission.

[0026] - l’arbre primaire porte le porte-satellite du train épicycloïdal et l’arbre secondaire est relié à la couronne extérieure.

[0027] De manière avantageuse, l’arbre primaire porte ou est relié au porte satellite du train épicycloïdal et l’arbre secondaire est relié à une couronne extérieure dudit train. De ce fait, pour désynchroniser l’arbre secondaire de l’arbre primaire, il suffit d’agir sur le train épicycloïdal. L’arbre primaire étant toujours entraîné par la rotation du vilebrequin et l’arbre secondaire est basculé d’un état synchronisé avec l’arbre primaire à un état désynchronisé d’avec l’arbre primaire qui correspond facilement désynchronisé [0028] - le système d’accouplement comporte un dispositif de blocage réversible du satellite du train épicycloïdal.

[0029] - le système d’accouplement comporte un moteur électrique de synchronisation.

[0030] De manière avantageuse, le dispositif comprend un dispositif de blocage réversible du satellite du train épicycloïdal afin de désynchroniser les deux arbres primaire et secondaire et puis d’assurer leur synchronisation. Ledit dispositif de blocage peut comprendre un pion de blocage par exemple mobile selon un axe parallèle à l’axe de l’arbre primaire ou secondaire du train épicycloïdal et dont le déplacement peut être activé grâce à un moteur électrique de synchronisation commandé par une unité centrale de commande du moteur.

[0031] - le maintien de l’arbre secondaire à la culasse comporte des roulements.

[0032] De manière avantageuse, l’arbre secondaire est maintenu fixe en position longitudinale et tenu à la culasse par un dispositif de fixation comprenant des roulements. Lesdits roulements réduisent avantageusement les frottements lors de la rotation de l’arbre secondaire et permettent aussi de fiabiliser le fonctionnement de l’arbre secondaire en évitant tout contact entre les pistons et les soupapes actionnées par l’arbre secondaire.

[0033] L’invention concerne également un procédé de désactivation d’une partie des cylindres d’un moteur thermique avec le dispositif de désactivation de cylindres ciavant.

[0034] Selon les caractéristiques du procédé de désactivation de cylindres :

[0035] - le procédé de désactivation de cylindres d’un moteur thermique comprend :

[0036] - une étape de désactivation des cylindres en dessous d’un seuil de fonctionnement bas, [0037] - une étape de réactivation des cylindres au-dessus d’un seuil de fonctionnement haut, le seuil de fonctionnement haut est différent du seuil de fonctionnement bas.

[0038] De manière avantageuse, le procédé de désactivation/activation de cylindres du moteur thermique comprend :

[0039] - une étape de désactivation de cylindres en dessous d’un seuil de régime de fonctionnement avec un désaccouplement de l’arbre secondaire d’avec l’arbre primaire, les deux arbres formant l’arbre à cames. Il est aisé de désaccoupler lesdits deux arbres formant l’arbre à cames en libérant le satellite du train épicycloïdal. Cette libération ne comporte pas de déplacement axial selon l’axe de l’arbre à cames, ce qui diminue l’encombrement du moteur.

[0040] - une étape de réactivation de l’ensemble des cylindres au-dessus d’un autre seuil de fonctionnement haut qui est différent du seuil de fonctionnement bas.

[0041] De manière préférentielle, le seuil de fonctionnement pour une réactivation des cylindres est à un régime moteur supérieur au seuil de fonctionnement bas afin de valider la montée en régime.

[0042] Le procédé de désactivation de cylindres distingue deux seuils dont un seuil de fonctionnement bas pour lequel une étape de désactivation de cylindres est enclenchée pour optimiser le rendement du moteur thermique, et un seuil de fonctionnement haut pour lequel le moteur doit être dans sa configuration normale avec tous les cylindres actifs. Les deux seuils sont différents l’un de l’autre pour une optimisation des rendements du moteur et faciliter également la distinction entre les deux étapes de désactivation et de réactivation.

[0043] - l’étape de désactivation de cylindres comprend une libération de satellite et l’étape de réactivation de cylindres comprend un blocage de satellite du train épicycloïdal.

[0044] De manière avantageuse, l’étape de désactivation d’une partie des cylindres comprend une libération de satellite du train épicycloïdal grâce à une machine électrique commandée par une unité centrale de commande du moteur. Ladite libération est aisée par le désengagement d’un pion de blocage dudit satellite.

[0045] De manière opposée, la réactivation de l’ensemble des cylindres est effectuée par un blocage de satellite du train épicycloïdal reliant l’arbre primaire avec l’arbre secondaire formant l’arbre à cames.

[0046] - l’étape d’activation comprend :

[0047] - un arrêt temporaire du moteur thermique avec [0048] - une sollicitation simultanée en relai du moteur électrique.

[0049] De manière avantageuse, l’étape d’activation peut comprendre un arrêt temporaire du moteur thermique afin de contrôler les positions relatives entre les pistons coulissant dans les cylindres et les têtes des soupapes actionnées par l’arbre à cames. L’arrêt temporaire du moteur de l’ordre de quelques secondes permet une fermeture des conduits d’admission et d’échappement par les soupapes dont les têtes sont alors en contact avec la paroi de la culasse et donc éloignées des pistons. Ce procédé pourra s’inscrire dans un système de « sailing stop » ou roue libre, où l’arrêt moteur est demandé lors d’un levé de pied. Suivant la charge demandée par le client, le moteur redémarrera en mode avec des cylindres désactivés ou en mode normal ; le mode normal correspondant à une demande en forte charge.

[0050] De manière avantageuse, lors de l’arrêt du moteur thermique, l’unité centrale de commande sollicite un moteur électrique apte à déplacer le véhicule pendant quelques instants. La performance dudit moteur électrique peut être supérieure à la performance du moteur thermique lors de la montée en régime. Ce qui a pour avantage de ne pas procurer des sensations de manque de puissance au conducteur du véhicule.

Brève description des dessins [0051] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :

[0052] [fig. 1] est une vue schématique de moteur thermique.

[0053] [fig.2] est une vue schématique de moteur thermique.

[0054] [fig.3] est une vue schématique de désactivation de cylindres.

[0055] [fig.4] est une vue schématique de dispositif de désactivation des cylindres selon l’invention.

[0056] [fig.5] est une vue schématique de dispositif de désactivation des cylindres selon l’invention.

Description détaillée des figures [0057] Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

[0058] Afin de réduire la consommation d’un moteur thermique, la désactivation des cylindres est une solution bien connue. Ladite solution comprend généralement un dispositif de contrôle des gaz d’admission d’air et d’échappement des gaz brûlés dans et depuis les cylindres du moteur. Ledit dispositif de contrôle des gaz permet de désactiver des soupapes aptes à contrôler respectivement l’injection d’air et l’éjection de gaz brûlés dans des circuits d’admission d’air et d’échappement de gaz vers et depuis les cylindres dudit moteur. Ledit dispositif de contrôle de l’air et des gaz est couplé avec un dispositif de contrôle d’injection de carburant dans lesdits cylindres. [0059] L’arbre à cames est l’élément du moteur apte à contrôler les mouvements des soupapes. Selon un mode de réalisation connu, ledit arbre à cames peut avoir des formes de cames particulières qui permettent d’une part une désactivation des soupapes associées et d’autre part leur réactivation grâce à un coulissement de l’arbre à cames selon son axe de révolution.

[0060] Lesdites formes particulières de cames entraînent généralement une augmentation de la masse de l’arbre à cames et notamment de la masse tournante dudit arbre.

[0061] L’arbre à cames peut aussi être formé de deux arbres liés solidaires ensemble lors d’un fonctionnement normal nécessitant le fonctionnement de tous les cylindres du moteur et séparables lors de phases de fonctionnement à faible régime par exemple. [0062] La séparation des deux arbres selon l’axe de l’arbre à cames entraîne un encombrement plus important de l’arbre à cames et donc du moteur.

[0063] De plus lors de la réactivation de l’ensemble des cylindres, par un déplacement inverse des deux arbres l’un au contact de l’autre, on peut avoir des chocs et une transmission brusque ce qui peut être dommageable sur le plan de la fiabilité de ces éléments mécaniques du moteur.

[0064] L’invention propose un dispositif de distribution apte à la désactivation de cylindres avantageux pour réduire la masse tournante pendant les phases de désactivation des cylindres et réduisant notablement les problèmes dus à des déplacements d’éléments mécaniques du moteur.

[0065] Sur les figures 1 et 2, est représentée schématiquement un arbre à cames 10 d’un moteur thermique (non représenté). Ledit moteur thermique ou à combustion interne, comprend un carter-cylindres 11 dans lequel sont creusés des cylindres 12, surmonté d’une culasse 14. Dans chacun des cylindres 12 est monté mobile en coulissement suivant l’axe du cylindre un piston 50 selon un mouvement de va-et-vient, ledit piston est tenu en bout d’une bielle 51 qui elle-même est portée par un vilebrequin 52.

[0066] Une chambre de combustion 13 par cylindre 12 est délimitée par la paroi supérieure du piston 50, la paroi 53 du cylindre 12 et une paroi inférieure 54 de culasse 14. Le coulissement en va-et-vient du piston 50 entraîne le vilebrequin 52 dans un mouvement en rotation autour de son axe de rotation. Une roue d’entrainement est fixée solidaire en rotation du vilebrequin.

[0067] Un ensemble de transmission 15 de distribution relie ladite roue d’entrainement à l’arbre à cames 10. De manière courante, ledit ensemble de transmission comporte une chaîne ou courroie de transmission 16 et un pignon fixé solidaire 17 en rotation à une extrémité de distribution 18_a de l’arbre à cames 10. La roue et le pignon 17 sont co planaires et l’axe de l’arbre à cames 10 est parallèle à l’axe du vilebrequin 52. La rotation du vilebrequin 52 entraîne donc la rotation de l’arbre à cames 10 grâce à la chaîne ou courroie de distribution 16.

[0068] L’arbre à cames 10 est apte à actionner des soupapes 19 pour faire coulisser chacune des soupapes selon l’axe de ladite soupape. Chaque soupape présente généralement une tige 24 de soupape et une tête de soupape qui est introduite dans la chambre de combustion 13 de cylindres et dont la forme est adaptée pour obturer le conduit d’admission 20 d’air ou d’échappement 21 de gaz débouchant aussi dans ladite chambre à combustion. De manière générale, on a deux soupapes d’admission et deux soupapes d’échappement par cylindre 12 dans les moteurs actuels mais on peut en avoir plus ou moins sans changer l’invention. Chaque soupape 19 comprend un système de rappel formé par un ressort de rappel 22 pour ramener ladite soupape en position d’obturation des conduits d’admission 20 et d’échappement 21.

[0069] De la paroi inférieure de culasse débouche également un injecteur de carburant pour injecter du carburant qui vient se mélanger avec l’air d’admission avant la combustion du mélange.

[0070] L’arbre à cames 10 est sensiblement un bras cylindrique comportant des cames 23 s’étendant radialement ; chacune des cames présente une paroi d’appui pour appuyer sur une extrémité de la tige 24 de soupape, de manière préférentielle par l’intermédiaire d’un linguet qui est disposé entre la paroi d’appui de la came et la tête de la tige de soupape 19. L’appui d’une des cames sur la tête de la tige 24 de soupape 19 entraîne un coulissement de la soupape 19 et une intrusion de la tête de soupape dans la chambre à combustion 13 pour libérer le conduit d’admission d’air ou d’échappement des gaz brûlés ; ces libérations sont successives l’une à l’autre selon les différentes phases du cycle de combustion.

[0071] Sur les figures 4 et 5, est représenté un arbre à cames 10 selon l’invention. Ledit arbre à cames 10 est composé de deux arbres coaxiaux : un arbre primaire 30 et un arbre secondaire 40.

[0072] Pour faciliter la compréhension de l’invention, la description ci-après est faite avec un moteur à 4 cylindres en ligne mais il va de soi que ni ce nombre de « 4 cylindres », ni cette architecture « en ligne » n’est limitatif de l’invention.

[0073] On comprend également que le mode de réalisation décrit ci-après à titre d’exemple et pour faciliter la compréhension ne limite pas l’invention à cet unique mode de réalisation.

[0074] Afin de garder un fonctionnement du moteur avec un minimum de vibrations lors de la désactivation des cylindres selon l’invention, il convient de choisir au préalable les cylindres à désactiver. Une liste de configurations possibles est représentée en figure 3.

[0075] On peut voir ainsi une désactivation possible de 2 cylindres sur 4 ou de manière pré férentielle d’un cylindre sur 4 pour éviter de générer des vibrations en phase de désactivation. La figure 5 représente ainsi un mode de réalisation avec une désactivation de 2 cylindres sur 4.

[0076] La figure 4 représente un autre mode de réalisation avec une désactivation de 1 cylindre sur 4.

[0077] La liste présente également des configurations possibles avec un moteur à 6 cylindres de désactivation de 3 cylindres sur 6 ou de 2 cylindres sur 6.

[0078] Le dispositif de distribution 100 selon l’invention comprend donc l’arbre à cames 10 composé de deux arbres primaire 30 et secondaire 40 qui seront successivement accouplés en rotation et désaccouplés en rotation tout en restant connecté l’un à l’autre.

[0079] Pour faciliter la compréhension de l’invention, la description concerne un moteur 4 cylindres avec un arbre à cames en deux parties sensiblement égales avec l’arbre primaire 30 et l’arbre secondaire 40.

[0080] L’arbre primaire 30 comporte l’extrémité 18_a de distribution et est apte à actionner les soupapes 19 d’admission et d’échappement de 2 cylindres sur 4 du moteur. Lesdits deux cylindres sont les premiers depuis l’extrémité 18a de distribution qui porte le pignon 17 entraîné en rotation de manière préférentielle en phase par la rotation du vilebrequin. L’arbre primaire 30 est entraîné en rotation par le système de transmission de distribution 15 et les cames fixées solidaires de l’arbre primaire continuent à appuyer sur les soupapes qui contrôlent les ouvertures/fermetures des conduits d’admission et d’échappement des 2 cylindres associés à l’arbre primaire. Lesdits 2 cylindres associés à l’arbre primaire sont toujours activés.

[0081] L’arbre secondaire 40 dans le présent mode de réalisation actionne un jeu de soupapes 19 d’admission d’air et d’échappement de gaz brûlés pour les 2 des 4 cylindres restants. Lesdits 2 cylindres sont les plus éloignés de l’extrémité 18_ade distribution ou du pignon 17.

[0082] L’arbre secondaire 40 est monté mobile en rotation, fixé à une culasse (non représentée) de manière préférentielle par des roulements (non représentés) afin de limiter les forces de frottement et de réaction, par exemple à chacune de ses extrémités longitudinales respectivement dites intérieure 41, et extérieure extrémité extérieure 42 tournée vers l’extérieur du moteur.

[0083] De manière avantageuse, en position désactivée, l’arbre secondaire 40 est laissé libre et n’appuie plus par les cames fixées solidaires dudit arbre secondaire, sur les tiges 24 de soupapes 19. Lesdites soupapes sont alors ramenées en position d’obturation par les ressorts de rappel 22. La tête de chacune des soupapes est ainsi rangée pour ne pas risquer de contact avec le piston 50.

[0084] L’arbre primaire 30 comprend également une extrémité d’accouplement 18_b opposée à l’extrémité de distribution 18_a, l’extrémité d’accouplement 18_b est donc tournée vers l’intérieur du moteur et plus précisément vers l’extrémité d’accouplement 41 de l’arbre secondaire 40.

[0085] L’extrémité d’accouplement 18_b de l’arbre primaire 30 est connectée en permanence à l’extrémité d’accouplement 41 de l’arbre secondaire par un système d’accouplement 60 débrayable. De manière préférentielle, ledit système d’accouplement comprend des engrenages, l’arbre primaire est ainsi connecté en permanence à l’arbre secondaire pour entraîner en rotation l’arbre secondaire, grâce à des roues dentées. Ledit système d’accouplement 60 comporte deux états extrêmes : un premier état dit « embrayé » pour permettre une jonction solidaire des deux arbres primaire 30 et secondaire 40 solidaires en rotation l’un de l’autre pour un fonctionnement normal du moteur avec tous les cylindres 1 à 4 en fonctionnement, et un état débrayé pour permettre un désaccouplement en rotation du deuxième arbre 40 d’avec le premier arbre 30, le premier arbre reste toujours entraîné en rotation par la rotation du vilebrequin et le deuxième arbre 40 est libre et revient à une position d’équilibre d’arrêt de fonctionnement, ladite position d’équilibre d’arrêt étant par exemple obtenue par les ressorts de rappel des soupapes 19 qui repoussent les soupapes vers la position de fermeture ou d’obturation des conduits d’admission ou d’échappement et donc poussent en conséquence sur les cames 23 du deuxième arbre 40; le moteur fonctionne alors avec uniquement les cylindres 1 et 2 associés avec l’arbre primaire 30.

[0086] Le système d’accouplement 60 débrayable à engrenages selon les modes de réalisation présenté en figures 4 et 5 comporte un train épicycloïdal 70. Ledit train épicycloïdal est disposé entre les extrémités d’accouplement 18_b, 41 des arbres primaire 30 et secondaire 40 et il comprend un porte-satellite 71 et une couronne extérieure 40.

[0087] Selon la figure 5, par exemple, l’arbre primaire 30 est connecté à un porte-satellite 71 et l’arbre secondaire 40 est connecté à la couronne extérieure 72 du train épicycloïdal 70. L’arbre primaire 30 est mobile en rotation autour de son axe confondu avec l’axe X de l’arbre à cames et entraîne en rotation le porte-satellite 71 autour du même axe. L’arbre secondaire 40 est solidaire en rotation de la couronne extérieure 72 et il est entraîné en rotation par la rotation de ladite couronne extérieure 72. Un dispositif de blocage 61 comportant un pion d’accouplement 73 et un moteur électrique de synchronisation 74, est apte à lier de façon solidaire notamment en rotation autour de l’axe X le porte-satellite 71 et la couronne extérieure 72. Ledit dispositif de blocage 61 autorise aussi de défaire la liaison en rotation du porte-satellite et de la couronne extérieure. Par exemple, ledit pion 73 peut être mobile en coulissement selon un premier sens pour venir bloquer la couronne extérieure 72 avec le porte-satellite 71, l’arbre primaire 30 étant alors solidaire en rotation avec l’arbre secondaire 40 grâce à l’ensemble formé par le porte-satellite et la couronne extérieure solidaires en rotation autour de l’axe X par ledit blocage. On obtient alors un fonctionnement du moteur avec tous les cylindres actifs. Ledit pion 73 peut aussi coulisser en sens opposé au premier sens pour débloquer ladite couronne extérieure 72 d’avec le porte-satellite 71 ; ladite couronne extérieure est alors libérée et n’est plus entraînée en rotation par le porte-satellite, l’arbre secondaire 40 est alors désaccouplé de l’arbre primaire 30, pour désactiver seulement les cylindres associés à l’arbre secondaire 40.

[0088] Ledit pion est déplacé grâce au moteur électrique 74 de synchronisation contrôlé par une unité centrale de commande 75.

[0089] Le moteur comprend de manière préférentielle un deuxième moteur électrique (non représenté) pour déplacer le véhicule. Ledit moteur électrique est également commandé par l’unité centrale de commande 75.

[0090] Le système d’accouplement 60 comprend aussi un dispositif de mesures (non représenté) connecté à l’unité de contrôle. Le dispositif de mesures permet par exemple de connaître les régimes de fonctionnement du moteur.

[0091] Les étapes de désactivation et de réactivation vont être présentées dans le paragraphe qui suit.

[0092] Pour la désactivation du cylindre, l’unité de contrôle vérifie la charge du moteur et notamment son rendement. En dessous d’un seuil de fonctionnement bas, ladite unité de commande 75 peut décider la désactivation des cylindres. La phase de désactivation comprend les étapes suivantes :

[0093] - une commande est alors passée au premier moteur de synchronisation 74 apte à faire coulisser le pion d’accouplement 73 en vue de la libération de la couronne d’avec le porte-satellite du train épicycloïdal. La couronne extérieure 72 alors libérée et le deuxième arbre 40 lié solidairement à ladite couronne extérieure n’est plus entraîné. Le deuxième arbre 40 est alors libre. Les soupapes 19 reviennent d’elles-mêmes vers leur position d’équilibre de fermeture ou d’obturation des conduits d’admission et d’échappement et n’interfèrent pas avec le piston 50 dans la chambre à combustion du cylindre désactivé. Lesdites têtes de soupapes ne risquent donc pas d’être heurtées par les pistons 50 dans les cylindres.

[0094] - une commande de non injection de carburant dans le cylindre désactivé est passée.

[0095] Pour la réactivation du cylindre, par exemple lors d’une montée en régime, l’unité de contrôle 76 vérifie la charge du moteur et son régime. Au-dessus d’un seuil de réactivation, une commande de réactivation du cylindre peut être lancée. De préférence, le seuil de réactivation est plus élevé que le seuil de désactivation. La phase de réactivation de cylindres comprend :

[0096] - un arrêt temporaire du moteur thermique [0097] - une commande de démarrage du deuxième moteur électrique pour prendre le relai du moteur thermique, [0098] - une commande d’enclenchement du pion d’accouplement du train épicycloïdal. Le premier moteur électrique de synchronisation effectue alors une poussée sur le pion d’accouplement pour l’amener en position de blocage de la couronne et du portesatellite du train épicycloïdal.

[0099] Le rapport entre l’entrée dudit train connectée avec le premier arbre et la sortie connectée avec le deuxième arbre de l’arbre à cames est de 1.

[0100] - une commande de démarrage du moteur thermique est effectuée par l’unité centrale avec sensiblement simultanément une commande d’arrêt du moteur électrique.

[0101] L’objectif est atteint : le dispositif de distribution 100 permet d’une part la désactivation des cylindres grâce au débrayable de la couronne par rapport au porte-satellite du train épicycloïdal entraînant le désaccouplement des arbres primaire 30 et secondaire 40, et d’autre part l’embrayage de ladite couronne vis-à-vis du porte-satellite entraînant le blocage en rotation de la couronne avec le porte-satellite et donc la réactivation des cylindres. Il permet une réduction de la masse rotative à entraîner lors d’une désactivation de cylindres, ladite masse rotation concerne uniquement pendant la désactivation de cylindres, l’arbre primaire qui reste en permanence entraîné en rotation par le vilebrequin.

[0102] Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Par exemple, l’invention peut être adaptée à des moteurs d’engins nautiques.

Claims (9)

1. Dispositif de distribution (100) d’un moteur thermique d'un groupe motopropulseur comprenant :

- un arbre à cames (10) agencé dans une culasse du moteur, ledit arbre étant entouré de cames (23) aptes à appuyer sur des soupapes (19) de révolution et mobiles en coulissement selon leur axe de révolution, caractérisé en ce que le dispositif (100) comprend un arbre primaire (30) et un arbre secondaire (40) coaxiaux formant l’arbre à cames (10), l’arbre primaire étant entraîné en rotation par un ensemble de distribution (15), et étant connecté en permanence à l’arbre secondaire par un système d’accouplement (60) en rotation apte à autoriser une libération de rotation de l’arbre secondaire (40) qui est maintenu fixe en position longitudinale.

2. Dispositif de distribution (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d’accouplement (60) comprend un train épicycloïdal (70).

3. Dispositif de distribution (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’arbre primaire (30) porte le porte-satellite (71) du train épicycloïdal (70) et l’arbre secondaire (40) est relié à la couronne extérieure (72) dudit train.

4. Dispositif de distribution (100) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le système d’accouplement (60) comporte un dispositif de blocage (61) réversible du train épicycloïdal pour lier solidairement en rotation le premier arbre et ie deuxième arbre et pour libérer en rotation le deuxième arbre (40) du premier arbre (30).

5. Dispositif de distribution (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (61) comporte un moteur électrique de synchronisation (74).

6. Dispositif de distribution (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le maintien de l’arbre secondaire à la culasse comporte des roulements.

7. Dispositif de distribution (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le groupe de motorisation comprend un moteur électrique contrôlé par une unité de commande (75).

8. Procédé de désactivation et activation de cylindres (12) d’un moteur thermique d'un groupe de motorisation hybride équipé d’un moteur électrique et d’un dispositif de distribution selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit procédé comprend :

- une étape de désactivation des cylindres (12) en dessous d’un seuil de fonctionnement bas,

- une étape de réactivation des cylindres au-dessus d’un seuil de fonctionnement haut, le seuil de fonctionnement haut est différent du seuil de fonctionnement bas.

9. Procédé de désactivation et activation de cylindres (12) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’étape de réactivation comprend :

- un arrêt du moteur thermique avec

- une sollicitation simultanée du moteur électrique en reiais.