WO2013045866A2 - Actionneur de soupape electro-hydraulique a came alternative - Google Patents

Actionneur de soupape electro-hydraulique a came alternative Download PDF

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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves

Definitions

  • the present invention relates to an electrohydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine.
  • the intake and exhaust valves of the reciprocating internal combustion engines open when the crankshaft of said engines reaches a certain angular position. This results from the ordinarily invariable angular position of the camshaft or camshafts of said engines relative to that of said crankshaft, the latter position being considered in 360 degrees on 2-stroke engines and su r 720 deg res sur r the moteu rs 4- times as imagined by Messrs. Nikolaus Otto and Alphonse Euffer Beau de Rochas. To make variable the moment when said valves open relative to the angular position of said crankshaft, the modern gasoline engines comprise at least one intake camshaft dephaser and, more and more often, a shaft phase shifter exhaust cams. These phase shifters are generally electro-hydraulic, sometimes electric, and allow to vary the angular position of said shafts relative to that of said crankshaft.
  • the parameters of opening time, opening speed, and valve lift height are permanently set by the profile of the cams that actuate said valves. Making these variable parameters is of great interest because of their high impact on cylinder filling and on the quality of combustion.
  • the variability of said parameters is a source of significant improvement in the energy performance of the engines and in controlling the polluting emissions of said engines. Said variability makes it possible in particular:
  • the first of these strategies is to close the intake valve early during the intake stroke of said engine, the intake duct being maintained at a pressure close to atmospheric pressure during said stroke, so that trapping in the cylinder of said engine the desired air or fuel mixture charge, then relax this air or mixture to the bottom dead center of the piston of said engine before re-compressing said air or mixture in the combustion chamber until at the top dead center of said piston.
  • the second strategy consists in closing the intake valve late during the compression stroke of the engine, the intake duct being maintained at a pressure close to atmospheric pressure during said stroke, a maximum air or fuel mixture being introduced into the engine. cylinder during the intake stroke of the engine, and then said load being partially discharged into said duct during the compression stroke until the charge remaining in the cylinder corresponds to the desired load, when the intake valve is closed again .
  • This last strategy operates an Atkinson cycle - more efficient with partial loads than that of Otto or Beau de Rochas - and finds all its interest on engines with variable compression ratio.
  • Said control also makes it possible to regulate the swirling or "swirl" movement of the air or gases commonly used in diesel engines, said movement being able, for example, to be adjusted by shifting the opening point of the two intake valves of a same cylinder;
  • Increasing the residual flue gas rate can also be achieved by early opening the intake valve to store flue gases in the intake duct before reintroducing them into the cylinder during the intake stroke of said engine.
  • increase the rate of flue gas Residuals can also be obtained by closing the exhaust valve early to trap exhaust gases in the cylinder before opening the intake valve. It is noted that the recycling of the exhaust gases of the preceding cycle in the current cycle is also a strategy which makes it possible to reduce the polluting emissions and particularly the nitrogen oxides of diesel engines;
  • camshaft dephasers are industrialized and tend to generalize, but they do not control the duration of opening n i the lift height of said valves.
  • phase shifters are more and more often associated with devices making the lift height of said valves variable.
  • continuously variable valve lift variators is the “Valvetronic ®” developed by BMW and based on a variable ratio lever, or the “Multiair ®” from FIAT, which provides a hydraulic transmission between the cam and the valve plunger with a solenoid valve back to the reservoir of the hydraulic fluid used to truncate more or less the lifting of said valve.
  • variable valve lift devices are most commonly applied to intake valves and in rare cases to exhaust valves. These devices generally equip only one of the camshafts of the motor, either ad u ission ad ission, or cet uid ec ditement, mainly for reasons of cost and / or congestion. It is noted that when they equip mass-produced passenger vehicles, these devices are always dependent on at least one cams and therefore, that their benefits depend directly on the profile of the cams that includes said tree.
  • camless devices These latter devices can in theory apply any law of opening, lifting and closing of the valves, within the limits allowed by physics and geometry.
  • camless devices in the prototype state such as the "electro-magnetic camless” of the company Valéo, the “Free Valve” of the company Cargine, the hydroelectric device is developed by the American company Sturman in collaboration with Siemens or the Active Valve Train (AVT TM) from Lotus.
  • At least one hydraulic cylinder connected to a high-pressure hydraulic circuit by a conduit, and ensuring the opening of at least one valve; at least one volumetric hydraulic pump comprising at least one output and at least one input, and whose rotational speed is proportional to that of the crankshaft of the engine; at least one pump outlet shutter which makes it possible to prevent the hydraulic fluid expelled at the outlet of the positive displacement hydraulic pump from opening into a low pressure circuit or into a tank, and to force it to move towards a high pressure circuit communicating with one or more hydraulic cylinder (s) ensuring the opening of one or more valve (s); at least one valve opening selector which makes it possible to direct, via the high-pressure circuit, the hydraulic fluid expelled at the outlet of the positive displacement hydraulic pump towards the hydraulic jack of at least one valve to be opened, while preventing said hydraulic fluid from being be directed to one or more other valve (s) to remain closed (s); at least one opening check valve placed on the high pressure circuit between the pump outlet and the hydraulic cylinder of at least one valve for retaining the hydraulic fluid in said hydraulic
  • At least one valve closing selector that directs the hydraulic fluid contained in the hydraulic cylinder of at least one valve held open by the opening non-return valve to the inlet or the inlet of the pump volumetric hydraulic system to ensure the closing of said valve (s), and to prevent the hydraulic fluid contained in their hydraulic jack from being introduced into the cylinder hydraulic of another or other valve (s) to remain in closed position;
  • At least one pump inlet check valve which allows the hydraulic fluid of the low pressure circuit or tank to be admitted to the inlet or the inlets of the positive displacement hydraulic pump when the pressure of said low pressure circuit or said tank is greater than that of said inlet (s) of the positive displacement hydraulic pump.
  • the actuator has a certain complexity of realization because of the multitude of precise parts of which it is constituted, said complexity and said parts potentially leading to a high cost price of said actuator;
  • the actuator requires precise electric motors to proportionally control the position of its lifting, opening, and valve closing (s) forks. These complex engines are potentially expensive.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the invention differs from the valve drive devices known from the prior art in that it inherits the advantages of the hydraulic actuator. of valves for an internal combustion engine described in the international patent WO 2004/01 1780 belonging to the applicant, but eliminates the disadvantages and pushes the im limits functional via a real isation mode and used means which are radically different.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises:
  • At least one hydraulic actuator valve actuator which comprises at least one valve actuator piston which opens at least one valve of an internal combustion engine or a piston compressor (s) when said cylinder is connected by a valve opening solenoid valve with at least one incoming high pressure hydraulic circuit, said cylinder closing said valve when it is connected by a valve closing solenoid valve with at least one outgoing high pressure circuit, and said cylinder ensuring the opening maintenance of said valve when it is connected neither with the circuit incoming high pressure, nor with the outgoing high pressure circuit; at least one volumetric hydraulic pump comprising at least one output connected to a low pressure circuit connected to at least one low pressure reservoir and at least one input connected to said low pressure circuit, said pump rotating at a speed proportional to that of a crankshaft of the internal combustion engine ;
  • At least one high pressure valve opening pipe connecting the output of the positive displacement hydraulic pump with the high pressure hydraulic circuit entering the hydraulic actuator valve actuator;
  • At least one high-pressure valve closing line connecting the inlet of the positive displacement hydraulic pump with the high-pressure hydraulic circuit coming out of the hydraulic actuator valve actuator;
  • At least one pump outlet shut-off solenoid valve which can prevent the hydraulic fluid expelled at the output of the positive displacement hydraulic pump from returning to the low pressure hydraulic circuit, so that said fluid is forced into the high pressure line; valve opening;
  • At least one pump inlet check valve which prevents the hydraulic fluid from the valve actuator hydraulic cylinder via the high pressure valve closing line from returning directly into the low pressure hydraulic circuit, so that said fluid is forced at the inlet of the volumetric hydraulic pump, but said valve allowing said pump to suck said fluid contained in the low pressure hydraulic circuit, when the pressure of the latter is greater than the pressure prevailing in the high pressure closing duct; valve; At least one valve opening cam connected firstly to the hydraulic actuator valve actuator by a mechanical transmission, and secondly to the valve of the internal combustion engine directly or via an intermediate transmission said cam moving in one direction during the opening maneuvers of said valve, then in opposite direction during closing operations of said valve;
  • At least one return spring of the valve opening cam which tends to return said cam to the position it has when the valve of the internal combustion engine is closed;
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve actuator hydraulic cylinder which is rotatable and a valve actuator piston which has a pallet shape, said piston separating at least a high pressure chamber of at least one low pressure chamber so that the pressure of the hydraulic fluid can rotate said piston which is rotatably connected directly or indirectly to the valve opening cam.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve actuator piston which can move in a cylinder and push on a guided valve opening rack in a cylinder head comprises the internal combustion engine or the piston compressor (s), said rack cooperating with a pinion arranged around an axis of the valve opening cam so as to drive said cam in rotation when said piston moves in translation longitudinal.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a valve opening rack which is guided in the cylinder head of the internal combustion engine by means of at least one compression bearing. balls or rollers.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve actuator piston moving in a cylinder and pushing a rod. valve opening with one of the ends of which it is articulated, said rod in turn pushing on a cam arm that directly or indirectly comprises the valve opening cam with which the other end of said stem is also articulated so as to drive said cam in rotation when said piston moves in longitudinal translation.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a valve opening rod which is articulated to at least one of its two ends by means of a ball joint. open or closed.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises a volumetric hydraulic pump comprising a plurality of compartments which each constitute an autonomous pump comprising at least one inlet and at least one outlet connected to at least one a hydraulic actuator valve actuator, said autonomous pumps being rotated by the same shaft and being housed in the same housing.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a position sensor on the valve of the internal combustion engine.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a cam angular position sensor on the valve opening cam.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve opening cam which cooperates with a cam stop limiting the maximum angular position of said cam when the valve of the internal combustion engine actuated by said cam is closed.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a cam stop which is mounted on a shock absorber or which comprises a shock absorber limiting the acoustic emissions when said cam comes into contact with the cam stop.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve opening cam which has two open or closed hinges and a lever cam contact surface, the first articulation being secured to the internal combustion engine while the second is connected to the valve actuator piston directly by a piston flap or indirectly by a push rod and said cam can roll and / or slip on a fitted rocker contact surface on a tilting latch hinged at one of its ends around at least one integral latch anchor of said motor, and provided at its other end with at least one pawl flap that can push directly or indirectly on a tail of at least one valve of said motor for opening said valve.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a ball joint on at least one of the two open or closed joints.
  • the actuator of electro-hydraulic valve with cylinder and reciprocating cam for internal combustion engine comprises a push rod which is articulated at each of its ends by a ball joint connection, the first ball joint being arranged in or at the end of the valve actuator piston while the second ball joint connection is arranged in or on the valve opening cam.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve opening cam having a lever cam contact surface and is rotated by means of least one rotational arm whose one end is integral with the axis of said cam while its other end is articulated by means of a pivot connection or ball joint with the first end of an arm push rod, the second end of said rod being articulated by means of a pivot connection or ball joint with the valve actuator piston and said cam being able to roll and / or slide on a tilting contact surface fitted on a rocker arm articulated to one of its ends around at least one pawl anchor integral with the internal combustion engine, and provided at its other end with at least one pawl flap that can push directly or indirectly on a tail that includes at least one valve of said engine to open said valve.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve actuator piston which moves in a cylinder provided with a piston end damping light, said light being completely or partially blocked by said piston when said piston reaches the vicinity of the position it has when the valve of the internal combustion engine that it actuates is closed.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a valve actuator piston which moves in a cylinder provided with a piston end stop which limits the depth of the piston. introducing said piston into said cylinder.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a low pressure reservoir which consists of at least one compensation pressure accumulator maintained under pressure by at least one replenishing pump. which supplies said accumulator with hydraulic fluid by sucking said fluid into at least one replenishing tank.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises a valve opening solenoid valve and / or valve closing solenoid valve and / or pump outlet solenoid valve which is a tube solenoid valve consisting of at least one rectilinear tube capable of moving in longitudinal translation in a valve housing comprising an upper chamber and a lower chamber, said rectilinear tube having a first end terminating in the upper chamber and a second end opening into the lower chamber, said second end being able to come into contact with at least one sealing surface integral with said valve housing so as to seal as tight as possible said second end.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a tube solenoid valve having sealing means between the outer surface of the straight tube and the valve housing which isolate the upper chamber of the lower lower chamber.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a tube solenoid valve comprising at least one closing spring which tends to keep the rectilinear tube in contact with the sealing surface. .
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a tube solenoid valve comprising at least one electric actuator capable of applying to the rectilinear tube a force that is antagonistic to that produced by the spring. shutter, said force being sufficient to detach the rectilinear tube from the sealing surface when said actuator is traversed by an electric current.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a tube solenoid valve whose electric actuator consists of a coil of conductive wire which attracts a magnetic core or paddle when said coil is crossed by an electric current.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises an electric actuator whose core or magnetic paddle is housed in the upper chamber.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises an electric actuator whose coil of conductive wire is accommodated in the upper chamber.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises an electric actuator whose coil of conductive wire is housed outside the upper chamber, the magnetic field generated by said coil when traversed by an electric current passing through the outer wall of said chamber so as to exert a force on the core or magnetic paddle.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a tube solenoid valve whose first end of the rectilinear tube is integral with the core or magnetic paddle.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a rectilinear tube whose first end comprises at least one radial and / or axial orifice opening into the upper chamber.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a rectilinear tube whose second end is troncospheric and has a line of contact with the closure surface similar to that achieved by a ball bearing on a seat.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a sealing surface which is arranged on an independent piece mounted floating in the valve housing, said part being able to align with the rectilinear tube when the second end of said tube comes into contact with said surface.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a valve housing having directly or indirectly via an intermediate plug a vented orifice which is closed by the independent room on which is fitted the sealing surface.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a valve housing which is fixed to the internal combustion engine and which has orifices and / or inlet ducts. outlet connecting the upper chamber and / or the lower chamber either with the valve actuator hydraulic cylinder or with the hydraulic pump volumetric via the incoming high pressure hydraulic circuit, the outgoing high pressure circuit or the low pressure hydraulic circuit.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a straight tube whose section at the level of the seal that said tube constitutes with the valve housing is slightly smaller than the section of said tube at its contact with the sealing surface.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a solenoid valve with a tube whose sealing means consist of the external surface of the rectilinear tube which cooperates with the internal one of the crankcase. valve.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a tube solenoid valve provided with an adjustable stop or not which is arranged on the rectilinear tube and which cooperates with a surface of axial stop arranged directly or indirectly in the valve housing, said stop determining the maximum distance between said tube and the sealing surface with which it cooperates.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a valve housing which can accommodate a plurality of solenoid valves with a tube.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing pump comprising a replenishing piston which can perform back and forth movements in a blind cylinder. arranged in a blind cylinder housing so as to define a variable volume inside said cylinder, said piston also cooperating with a replenishment inlet valve and a replenishment outlet valve, whose outlet and inlet respectively open in said volume, said inlet valve admitting hydraulic fluid from the replenishing tank while said outlet valve expels said fluid into the compensation pressure accumulator or the replenishing pressure accumulator.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing pump whose replenishing piston is actuated in translation in a first direction by an electric solenoid actuator mainly consisting of a magnetic replenishing core, a coil of conductive wire and a magnetic resupply cage, and in a second direction by a return spring of the replenishing piston.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing pump whose blind cylinder case is made in the same metal part as the magnetic replenishment cage.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing pump whose blind cylinder casing comprises a jacket in which the replenishing piston moves.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing pump whose blind cylinder comprises a discharge end-of-travel light which connects said cylinder to the replenishing outlet valve. so that the replenishing piston closes said light at the end of the discharge stroke and is braked and stopped in its discharge stroke.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing pump whose maximum neck of the replenishing piston is limited in the discharge direction by a discharge stop and / or or in the direction of suction by a suction stop.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises an electromagnetic solenoid action with an electromagnetic solenoid whose replenishing magnetic core is traversed by the replenishing piston. which it is rigidly mounted, said piston passing through the magnetic re-supply cage from one side to cooperate on one side of said cage with the blind cylinder and on the other side of said cage with the return spring of said piston.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing pump which includes a piston and the replenishment wax which can perform comes in an open cylinder arranged in an open cylinder casing which is integral body directly or indirectly with a pump casing so that said piston, said cylinder and said pump casing together define a variable volume within said lash cylinder, said replenishing tubular piston cooperating with a tubular piston inlet valve consisting of a ball and a spring, said ball bearing on a seat fitted at the end and inside of said piston and an open cylinder outlet valve consisting of a ball and a spring said ball bearing on a seat arranged at the end and outside said cylinder, said valve inlet admitting hydraulic fluid from the replenishing tank while said outlet valve expels said fluid into the compensation pressure accumulator or the replenishing pressure accumulator.
  • a replenishing pump which includes a piston and the replenishment wax which can perform comes in an open cylinder arranged in an open cylinder casing which is integral body directly or indirectly with a pump
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises an open cylinder casing which comprises a fluid conveying duct. hydraulic connecting directly or indirectly the tubular piston inlet valve with a pump inlet port that includes the pump housing.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a pump housing which has a hydraulic fluid outlet conduit directly or indirectly connecting the open cylinder outlet valve with an orifice. pump outlet that includes the pump housing.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing tubular piston which is actuated in translation in a first direction by an electric solenoid actuator consisting mainly of a magnetic core. replenishment integral with said piston, a coil of conductive wire and a magnetic resupply cage, and in a second direction by a return spring of the replenishing tubular piston.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a magnetic replenishing core which is provided with at least one core channel indirectly connecting the hydraulic fluid conveying conduit to the center of the replenishing tubular piston via the tubular piston inlet valve, the open cylinder housing, said core and said piston being commonly housed inside a sealed bushing while said bushing conveys the hydraulic fluid from the conduit to the said channel.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing tank which is supplied with hydraulic fluid by the lubricating oil circuit of the internal combustion engine.
  • the electro-hydraulic cylinder and reciprocating valve actuator for an internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing tank which contains a specific hydraulic fluid and is independent of the lubrication oil circuit of the internal combustion engine.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises a valve actuator hydraulic cylinder comprising at least one drain which recovers hydraulic fluid leaking from said cylinder, so that said fluid returns to the replenishment tank via at least one jack drain pipe.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a volumetric hydraulic pump comprising at least one drain which recovers hydraulic fluid leaking from said pump, so that said fluid returns to the replenishment tank via at least one pump drain pipe.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine according to the present invention comprises one or more purge valves placed on the hydraulic cylinder and / or on the volumetric hydraulic pump and / or at any point of the incoming high pressure hydraulic circuit and / or outgoing high pressure hydraulic circuit and / or low pressure hydraulic circuit.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a valve opening cam which is a wedge-shaped spool which can translate under the action of the hydraulic actuator actuator. valve in a guide or slideway in the cylinder head of the internal combustion engine so that the wedge shape of said drawer creates a local variation in thickness that can lift or remove from its seat the valve of the internal combustion engine.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises a guide or slide comprising at least one roller on which the wedge-shaped drawer rolls.
  • the actuator of electro-hydraulic valve with cylinder and reciprocating cam for internal combustion engine comprises a drawer in wedge shape which cooperates with a rocker arm articulated at one of its ends around at least one integral latch anchor of the internal combustion engine, and provided at its other end with at least one flange of the inguet that i can push directly or indirectly on the tail that includes the valve of said motor to open said valve.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for an internal combustion engine comprises a valve opening cam which consists of a cam follower hinged at one of its ends around an axis and which comprises at its other end a tangential lifting surface, said surface having a shape such that it radially exerts a thrust relative to said axis on a roller rocker latch when the cam follower rotates about its said axis under the action of the hydraulic valve actuator actuator and the pawl itself being articulated at one of its ends around at least one integral latch anchor of the engine, and being provided at its other end with at least one touch pawl so as to be able to push directly or indirectly on a tail that includes the valve of said motor to open said valve.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises a mechanical transmission connecting the cam follower to the hydraulic actuator valve which consists of a thrust rod comprising at each of its two ends a pivoting joint and / or ball joint, the first end bearing on or in the valve actuator piston, while the second end is supported on the body of the cam finger.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a cam finger return spring which is constituted by at least one helical spring which exerts a counterforce to that of the piston. valve actuator and which tends to move away from one another two pivoting and / or ball joints guided relative to each other by at least one slide connection, the first articulation bearing directly or not on the internal combustion engine while the second joint is supported on the body of the cam finger.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a tangential lifting surface which terminates in an abutment which can come into contact with the roller tilting latch so as to limit the angular displacement of the cam finger.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises at least one replenishing pressure accumulator which is interposed between the replenishing pump and the compensation pressure accumulator.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine according to the present invention comprises a replenishing pressure accumulator whose output comprises a locking valve.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a replenishing pressure accumulator which is connected to the compensation pressure accumulator by a duct comprising at least one anti-backflow valve. it allows the hydraulic fluid to flow from the re-supply pressure accumulator to the compensation pressure accumulator and not the reverse.
  • the electro-hydraulic cylinder actuator and reciprocating cam actuator for the internal combustion engine comprises a high pressure valve opening pipe which has at least one pressure retaining valve positioned towards its nearest end. the volumetric hydraulic pump, said valve allowing the hydraulic fluid from said pump to enter said conduit, but not to emerge.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam for an internal combustion engine comprises at the output of the positive displacement hydraulic pump a low-pressure reservoir check valve positioned between said outlet and the solenoid valve. exit shutter from pump, said valve allowing the hydraulic fluid to go from the output of the volumetric hydraulic pump to said low pressure reservoir, but not the opposite.
  • the actuator of electro-hydraulic valve with cylinder and reciprocating cam has for function:
  • the electrohydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam also comprises:
  • At least one cam position sensor and / or at least one valve position sensor At least one computer that controls the different solenoid valves of said actuator; ⁇ At least one sensor which measures the angular position of the crankshaft of the engine, which is taken into account by the computer to control the valve opening, closing valve and pump outlet shutoff solenoid valves so that the position actual value of the valve measured by the cam angular position sensor and / or the valve position sensor for each angular position of the crankshaft matches the actual opening, lifting height and closing point sought for the the valve (s) considered (s), these various sensors, the computer and these various solenoid valves providing a closed loop control device of the position of the valves.
  • Figure 1 illustrates the block diagram of the electrohydraulic valve actuator with reciprocating jack and cam according to the present invention as it can be provided for actuating only one of the valves of a reciprocating internal combustion engine.
  • FIG. 2 illustrates the block diagram of the actuator according to the invention as it can be designed to actuate the eight intake or exhaust valves of a four-cylinder and four-valve reciprocating internal combustion engine. cylinder, each group of two valves of the same cylinder being actuated by the same hydraulic actuator valve actuator.
  • Figure 3 illustrates the block diagram of the actuator according to the invention as it can be provided for actuating the eight intake valves and the exhaust valves of a four-cylinder engine and four valves by cylinder each group of two valves of the same cyl rim being actuated by the same hydraulic actuator valve actuator.
  • Figure 4 is a schematic sectional view of an example of implantation on an alternative internal combustion engine of the actuator according to the invention.
  • Figure 5 is an exploded view of the volumetric hydraulic pump of the actuator according to the present invention when in a particular embodiment said pump is compartmentalized so as to constitute several autonomous pumps driven by the same shaft and housed in the same housing.
  • FIG. 6 is a diagrammatic sectional view of the valve opening cam, the hydraulic actuator valve actuator and the mechanical transmission between said actuator cylinder and said actuator cam according to the present invention when according to a particular embodiment of said embodiment transmission is a rack cooperating with a pinion integral with the axis of said cam.
  • FIG. 7 is a diagrammatic sectional view of the valve opening cam, of the hydraulic valve actuator cylinder and of the mechanical transmission between said jack and said cam of the actuator according to the present invention when according to a particular embodiment of said embodiment transmission is a valve opening rod articulated on a cam arm that includes said cam.
  • Figure 8 is a schematic sectional view of the valve opening cam, the valve actuator hydraulic cylinder and the mechanical transmission between said cylinder and said cam of the actuator according to the present invention when according to a particular embodiment of said cam takes the form of a wedge-shaped drawer that can translate between a roller slide and a roller latch.
  • FIG. 9 is a diagrammatic sectional view of the valve opening cam according to the present invention when according to a particular embodiment it is actuated by a rotary hydraulic jack mounted directly on the axis of said cam, the mechanical transmission between said cylinder and said cam being constituted of said axis.
  • Figures 10 and 1 1 are schematic sectional views, respectively open valve and closed valve, of the valve opening cam, the valve actuator hydraulic cylinder and the mechanical transmission between said cylinder and said cam of the actuator according to the invention, when according to a particular embodiment of said cam has two open or closed joints and a lever cam contact surface, and that said cam cooperates with a rocker latch.
  • Figure 12 is a schematic sectional view of a variant of the actuator components shown in Figures 10 and 11 which is distinguished in that the valve opening cam is rotated by means of a rotation arm one of whose ends is integral with the axis of said cam and which cooperates with an arm push rod which transmits the force produced by the valve actuator piston.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of the valve opening cam, the hydraulic valve actuator cylinder and the mechanical transmission between the said actuator cylinder and the said actuator cam according to the present invention, the said cam being constituted by a finger cam member hinged at one of its ends about an axis its other end having a tangential lifting surface cooperating with a rocker rocker latch.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrammatic sectional views of the valve opening solenoid valve and / or the valve closing solenoid valve and / or the pump outlet closing solenoid valve according to the present invention when the latter takes the form of a solenoid valve tube according to a particular embodiment, respectively in the closed position ( Figure 14) and in the open position ( Figure 15).
  • Figure 16 is a schematic view of the replenishing pump according to the present invention and according to a first embodiment providing a blind cylinder.
  • Figure 17 is a diagrammatic sectional view of the refilling pump according to the present invention and according to a second particular embodiment providing a replenishing tubular piston.
  • Figures 18 to 20 are three-dimensional exploded views of the replenishing pump according to the present invention and according to the second embodiment as shown in Figure 17.
  • Figure 21 illustrates the block diagram of the electrohydraulic valve actuator cylinder and cam alternative according to the present invention such that it can be provided to actuate u only the sou papes of an alternating internal combustion engine, the pump inlet check valve being replaced by a pump inlet solenoid valve mounted parallel to a pump inlet pressure limiter.
  • FIGS. 1 to 4 show an electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 for an internal combustion engine 100.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one valve actuator hydraulic cylinder 2 comprising at least one a valve actuator piston 3 which opens at least a valve 101 of the internal combustion engine 100 or a piston compressor (s) when said hydraulic cylinder 2 is connected by a valve opening solenoid valve 4 with at least a high pressure hydraulic system entering 5.
  • Said hydraulic cylinder 2 closes said valve 101 when it is connected by a valve closing solenoid valve 6 with at least one outgoing high pressure circuit 7.
  • the hydraulic high pressure incoming and outgoing 7 7 may include a flow divider known per se for sharing flow to or from a plurality of hydraulic actuators 2.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one volumetric hydraulic pump 8 comprising on the one hand at least one output connected to a low-pressure hydraulic circuit 9 connected to at least one low reservoir pressure 10 and on the other hand at least one input connected to said low pressure hydraulic circuit 9.
  • the low pressure reservoir 10 consists of at least one compensation pressure accumulator 51 maintained under pressure by at least one replenishing pump 52, which feeds said accumulator 51 with hydraulic fluid by means of suction fluid.
  • the compensation pressure accumulator 51 may be diaphragm, piston or any other type known to those skilled in the art, which can be housed in the housing 35. of the volumetric hydraulic pump 8 and whose particular function is to limit the effects of the compressibility of the hydraulic fluid on the operation of the actuator 1 according to the invention on the one hand, and to avoid any phenomenon of cavitation inside circuit of said actuator on the other hand.
  • the positive displacement hydraulic pump 8 rotates at a speed proportional to this l l e of a crankshaft 1 02 that includes the internal combustion engine 100.
  • the positive displacement hydraulic pump 8 can be fixed displacement or variable displacement, internal gear, external gear, piston (s), screw or paddle (s).
  • the displacement hydraulic pump 8 can be attached to the internal combustion engine 100 and can be driven by the crankshaft 102 of said engine by at least one pinion or at least one chain or at least one belt or via a fixed or variable ratio transmission.
  • the drive of the volumetric hydraulic pump 8 by said crankshaft 102 can operate only mechanically or also electrically via an alternator which drives an electric motor driving said pump.
  • the electrical energy produced by said alternator may or may not be previously stored in a battery and the low pressure hydraulic circuit 9 may comprise a pressure sensor which returns the value of the pressure in said circuit to a computer.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one high pressure valve opening pipe 1 1 relying on the output of the positive displacement hydraulic pump 8 with the incoming high pressure hydraulic circuit 5 of the hydraulic actuator valve 2.
  • the electrohydraulic valve actuator 1 comprises at least one high-pressure valve closing conduit 12 connecting the inlet of the positive displacement hydraulic pump 8 with the high-pressure hydraulic circuit exiting 7 of the hydraulic actuator valve 2.
  • the electrohydraulic valve actuator 1 comprises at least one pump outlet shutoff solenoid valve 13 which can prevent the expelled hydraulic fluid at the output of the positive displacement hydraulic pump 8 from returning to the low pressure hydraulic circuit 9, from so that said fluid is forced into the high pressure valve opening pipe 1 1.
  • a pressure limiter 144 may be mounted parallel to the pump outlet shutoff solenoid valve 13, said limiter allowing the hydraulic fluid to pass directly from the outlet of the pump. the hydraulic volumetric pump 8 to the low-pressure tank 1 0 without passing through said solenoid valve when the pressure rating is limited to the solenoid valve exceeds a certain value.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one pump inlet check valve 14 which prevents the hydraulic fluid from the valve actuator hydraulic cylinder 2 via the high pressure valve closing conduit 12 from returning directly to the valve. low pressure hydraulic circuit 9, so that said fluid is forced to the inlet of the positive displacement hydraulic pump 8.
  • Said nonreturn valve 14 allows said volumetric hydraulic pump 8 to suck said fluid contained in the low pressure hydraulic circuit 9, when the pressure of the latter is greater than the pressure prevailing in the high pressure valve closing duct 12.
  • Said nonreturn valve 14 may according to a non-limiting embodiment consist of a ball held on its seat by a spring.
  • the pump inlet check valve 14 can be replaced by a pump inlet solenoid valve 142, which can then be mounted in parallel with a pump inlet pressure limiter 143 which allows the hydraulic fluid to pass directly from the low pressure tank 1 0 to the inlet of the positive displacement hydraulic pump 8 without passing through said solenoid valve 142 when the pressure difference across the said solenoid valve exceeds a certain value.
  • This configuration can advantageously cooperate with a non-return valve 145 of high pressure valve closing conduit 12 to allow the pressure in the low pressure tank 10 to be greater than that required for the complete closure of the valve 101 of the engine 100, said configuration allowing in particular to reduce the average pressure difference applied across the volumetric hydraulic pump 8 to improve the energy efficiency of the electro-hydraulic valve actuator 1.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one valve opening cam 15 connected on the one hand to the hydraulic actuator valve 2 by a mechanical transmission 16, and on the other hand to the valve 101 of the engine to internal combustion 100 directly or through an intermediate transmission 17.
  • Said valve opening cam 15 moves in one direction during the opening maneuvers of said valve 101, then in the opposite direction during the closing maneuvers of said valve 101.
  • Said intermediate transmission 17 may be a pusher, a rocker or a roller inguet 18 known to those skilled in the art, the latter may optionally comprise an automatic device known per se of catching up between said cam 15 and said valve 101.
  • Said valve opening cam 15 is the moving parts with which it cooperates, said mechanical transmission 16 and the intermediate transmission 17 being designed so as to be as light as possible.
  • the electro-hydraulic valve actuator 1 comprises at least one return spring 19 of the valve opening cam 15 which tends to return said cam 15 to the position it has when the valve 101 of the internal combustion engine 100 is closed.
  • Said return spring 19 may be, according to a particular embodiment, the spring 103 ensuring the return to the closed position of said valve 101.
  • the valve 101 of the internal combustion engine 100 comprises an unillustrated position sensor which may be inductive, hall effect or any other type known to those skilled in the art.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the electrohydraulic valve actuator 1 comprises a valve actuator hydraulic cylinder 2 which is rotatable and a valve actuator piston 3 having a pallet shape.
  • Said valve actuator piston 3 separates at least one high-pressure chamber 20 from at least one low-pressure chamber 21 so that the pressure of the hydraulic fluid can rotate said piston 3, the latter being reliably connected in rotation directly to the valve opening cam 15.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the electrohydraulic valve actuator 1 comprises a valve actuator piston 3 which can move in a cylinder 22 and push on a valve opening rack 23 guided in a cylinder head 104 which is provided by the internal combustion engine 100 or piston compressor (s).
  • Said valve opening rack 23 cooperates with a pinion 24 arranged around an axis 25 of the valve opening cam 15 so as to driving said cam 15 in rotation when said piston 3 moves in longitudinal translation, said rack 23 and said pinion 24 constituting the mechanical transmission 16.
  • the pinion 24 may consist of a toothed sector of some degrees arranged directly on the periphery of the valve opening cam 15.
  • the valve opening rack 23 may be guided in the cylinder head 104 of the internal combustion engine 100 or by means of at least one ball or roller bearing 26.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the electrohydraulic valve actuator 1 comprises a valve actuator piston 3 which can move in a cylinder 22 and push a valve opening rod 27 with one end of which it is hinged.
  • valve opening rod 27 in turn pushes on a cam arm 28 which directly or indirectly comprises the valve opening cam 15 with which the other end of said rod 27 is also hinged so as to drive said cam In rotation when said valve actuator piston 3 moves in longitudinal translation.
  • valve opening rod 27 and the cam arm 28 constitute the mechanical transmission 16 of the electro-hydraulic valve actuator 1.
  • the valve opening rod 27 is articulated to at least one of its two ends by means of an open or closed ball joint 29.
  • the valve opening cam 15 includes a cam angular position sensor 30 which may be an encoder or any other type of angular sensor known to those skilled in the art (FIGS. 6, 7, 9 and 12).
  • the valve opening cam 15 cooperates with a cam stop, not shown, which limits the maximum angular position of said cam 15 when the valve 101 of the internal combustion engine 100 actuated by said cam 15 is closed.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the volumetric hydraulic pump 8 of the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the volumetric hydraulic pump 8 comprises several compartments 31 which each constitute a self-contained pump comprising at least one inlet 32 and at least one outlet 33 connected to at least one hydraulic actuator valve 2, said autonomous pumps being rotated by the same shaft 34 and being housed in the same casing 35.
  • Figures 10 and 1 1 another embodiment of the actuator electro-hydraulic cylinder actuator and cam alternative 1 according to the present invention.
  • the valve opening cam 15 has two open or closed hinges 36, 37 and a lever cam contact surface 38.
  • the first hinge 36 is integral with the internal combustion engine 100 while the second hinge 37 is connected to the valve actuator piston 3 directly by a piston flap or indirectly by a thrust rod 40.
  • the valve opening cam 15 can roll and / or slide on a tilting contact surface 41 arranged on a rocker latch 42 articulated at one of its ends around at least one latch anchor 43 integral with said motor 100 and provided at its other end with at least one pawl flap 44 which can push directly or indirectly on the shank 105 of at least one valve 101 of said motor 100 to open said valve.
  • the two joints 36, 37 of the valve opening cam 15, the lever cam contact surface 38, the tilting contact surface 41 and the positioning of the latch anchor 43 and the latch tab 44 being provided so as to provide the valve actuator piston 3 with a large lever arm to open the valve 101 of the internal combustion engine 100 when the latter is closed, said lever arm then becoming smaller as the lift height of said valve 101 is large.
  • the latch anchor 43 may consist of a hydraulic device known in itself to compensate for the clearance of said valve 101.
  • valve opening cam 15 the shape of the contact surface 41 provided on the rocker latch 42, the positioning of the joint integral with the internal combustion engine 100 of said cam 15 and the positioning the anchor latch 43 integral with said motor 100 are determined so as to promote the greatest possible rolling component and the smallest possible glissement component at the point of contact between said cam 15 and said contact surface 41 when said valve 101 is operated in opening or closing.
  • the valve opening cam 15 has two joints 36, 37 at least one of the two open or closed joints is a ball 45.
  • the push rod 40 is articulated at each of its ends by a ball joint, the first ball joint 46 being arranged in or at the end of the valve actuator piston 3 while the second ball joint 47 is arranged in or on the valve opening cam 15.
  • the opening cam valve 15 may be a wedge-shaped drawer 90 which can translate under the action of the valve actuator hydraulic cylinder 2 in a guide or slide 91 provided in the cylinder head 104 of the internal combustion engine 100 so that the shape corner of said drawer 90 creates a local variation of thickness that can lift or remove from its seat the valve 101 of the internal combustion engine.
  • the guide or slide 91 of the valve opening cam 15 may consist of at least one roller 92 on which rolls the wedge-shaped drawer.
  • the wedge-shaped drawer 90 cooperates with a tilting latch 18 articulated at one of its ends around at least one latch anchor 43 secured to said motor 100, and provided at its other end with at least one latch flap 44 which can push directly or indirectly on the tail 105 that includes a valve 101 of said motor 100 to open said valve.
  • the latch anchor 43 may consist of a hydraulic device known in itself to play back said valve.
  • valve opening cam 15 may consist of a cam follower 131 hinged at one of its ends about an axis 133 and having at its other end a tangential surface of 132, said surface having a shape such that it radially exerts a thrust relative to axis 1 33 on a roller tilt inguet 1 8 when the cam follower 131 rotates about its said axis 133 under the action of hydraulic cylinder valve actuator 2.
  • the pawl 18 is itself hinged at one of its ends around at least one pawl anchor 43 secured to the motor 100, while being provided at its other end with at least one pawl flap 44 so as to be able to push directly or indirectly on the tail 105 that includes the valve 101 of said motor to open said valve.
  • the mechanical transmission 1 connecting the cam follower 131 to the hydraulic actuator valve 2 may advantageously consist of a thrust rod 40 having at each of its two ends 135, 136 a pivoting joint and / or ball joint, the first end 135 bearing on or in the valve actuator piston 3, while the second end 136 bears on the body of the cam finger 131.
  • the return spring 19 of the cam finger 13 may consist of at least one helicoidal spring 1 34 that exerts a counterforce to that of the valve actuator piston 3, and tends to move away one of the other two swivel joints and / or ball joint 138, 139 guided relative to each other by at least one slide connection 137, the first hinge 138 bearing directly or not on the combustion engine internal 100 while the second articulation 139 is supported on the body of the cam finger 131.
  • the tangential lifting surface 132 may terminate in a stop 140 that can contact the roller tilt inguet 18 so as to limit the angular displacement of the cam finger 131.
  • FIG. 12 shows another embodiment of the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the valve opening cam 15 has a lever cam contact surface 38.
  • valve opening cam 15 is rotated by means of at least one rotation arm 48, one end of which is integral with the axis 25 of said cam 15 while its other end is articulated by means of a pivot or ball joint 49 with the first end of an arm push rod 40.
  • the second end of said rod 40 is articulated by means of a pivot connection or ball joint 47 with the valve actuator piston 3.
  • the valve opening cam 15 can roll and / or slide on a tilting contact surface 41 arranged on a rocker latch 42 articulated at one of its ends around at least one latch anchor 43 integral with the motor. internal combustion 100, and provided at its other end with at least one pawl flap 44 which can push directly or indirectly on a shank 105 that includes at least one valve 101 of said motor 100 to open said valve 101.
  • the axis 25 of the valve opening cam 15, the lever cam contact surface 38, the tilting contact surface 41 and the positioning of the latch anchor 43 and the latch tab 44 are provided. so to offer the valve actuator piston 3 a large lever arm to open the valve 101 of the internal combustion engine 100 when the latter is closed, said lever arm then becoming lower as the lifting height of said valve 101 is large .
  • the rotation arm 48 can rotate a plurality of valve opening cams 15.
  • latch anchor 43 may consist of a hydraulic device known in itself to compensate for play of said valve.
  • valve opening cam 15 the shape of the contact surface provided on the rocker latch 42, the positioning of the integral hinge of the internal combustion engine of said cam and the positioning of the anchoring of the idle ground rocker is determined so as to favor the largest possible rolling component and the smallest sliding component possible at the point of contact between said cam and said surface when said valve is operated in opening or in closing.
  • the valve actuator piston 3 moves in a cylinder 22 provided with a piston end-of-stroke damping light 50.
  • the damping lumen 50 is closed in whole or in part by said piston 3 when said piston 3 comes close to the position it has when the valve 101 of the internal combustion engine 100 which it actuates is closed.
  • Said damping light 50 braking said piston 3 by progressive reduction of the passage section of the hydraulic fluid which is expelled from said hydraulic cylinder 2 during the closing of said valve 101.
  • valve actuator piston 3 moves in a cylinder 22 provided with an end stop piston stroke the latter l im ing the depth of introduction of said piston 3 in said cylinder 22.
  • FIGS. 14 and 15 show an embodiment of the valve opening solenoid valve 4 and / or valve closing solenoid valve 6 and / or pump outlet solenoid valve 13 of the electro-hydraulic cylinder actuator actuator and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the valve opening solenoid valve 4 and / or the valve closing solenoid valve 6 and / or the pump outlet closing solenoid valve 13 is a tube solenoid valve 60 consisting of at least one rectilinear tube 61 capable of moving longitudinally in a valve housing 62 having an upper chamber 63 and a lower chamber 64.
  • the straight tube 61 has a first end 65 opening into the upper chamber 63 and a second end 66 opening into the lower chamber 64.
  • the second end 66 of the rectilinear tube 61 may come into contact with at least one closure surface 67 integral with said valve housing 62 so as to seal as tightly as possible said second end.
  • the tube solenoid valve 60 comprises sealing means 68 between the outer surface of the straight tube 61 and the valve housing 62 which isolate the upper chamber 63 from the lower chamber 64.
  • the solenoid valve 60 comprises at least one closing spring 69 which tends to keep the rectilinear tube 61 in contact with the sealing surface 67.
  • the solenoid valve 60 comprises at least one electric actuator 70 capable of applying rectilinear tube 61 a force opposite to that produced by the closing spring 69, said force being sufficient to detach the rectilinear tube 61 of the sealing surface 67 when said actuator is traversed by an electric current.
  • the electric actuator 70 consists of a coil of conductive wire 71 which attracts a core or magnetic paddle 72 when said coil 71 is traversed by an electric current.
  • the magnetic core or paddle 72 of the electric actuator 70 can be housed in the upper chamber 63 of the valve housing 62.
  • the conductive wire coil 71 of the electric actuator 70 can be housed in the upper chamber 63 of the valve housing 62.
  • the conductive wire coil 71 of the electric actuator 70 may be housed outside the upper chamber 63, the magnetic field generated by said coil 71 when an electric current passes through the outer wall of the coil. said chamber 63 so as to exert a force on the core or magnetic paddle 72.
  • the first end 65 of the rectilinear tube 61 may be integral with the core or magnetic paddle 72.
  • the core or magnetic pallet 72 can be made in the same metal part as the straight tube 61, or fixed on said core by gluing, screwing, crimping, or by any other means known to those skilled in the art.
  • the first end 65 of the rectilinear tube 61 comprises at least one radial and / or axial orifice 88 opening into the upper chamber 63.
  • the second end 66 of the rectilinear tube 61 is of troncospheric shape and has a line of contact with the sealing surface. 67 similar to that made by a ball bearing on a seat.
  • the sealing surface 67 is arranged on an independent piece 73 mounted floating in the valve housing 62, said part 73 being able to align with the rectilinear tube 61 when the second end 66 of said tube comes into contact with said sealing surface 67.
  • the valve casing 62 comprises directly, or indirectly via an intermediate plug 74, an orifice 75 placed in the open air which is closed by the independent part 73 on which the closure surface 67 is arranged so that the applied force by the closing spring 69 via the rectilinear tube 61 on said independent piece 73 and / or the force resulting from the pressure in the upper chamber 63 and / or the lower chamber 64 maintains said piece 73 under pressure on said orifice 75 to keep it closed.
  • the contact surface between said independent part 73 and said valve housing 62 may be provided with a seal, or with an edge which locally increases the contact pressure so as to improve the seal between said part 73 and said casing 62.
  • the valve housing 62 is fixed to the internal combustion engine 100 and has orifices and / or inlet-outlet conduits 89 connecting the upper chamber 63 and / or the lower chamber 64 with the actuator hydraulic cylinder. 2 or with the volumetric pump 8 via the incoming high-pressure hydraulic circuit 5, the outgoing high-pressure circuit 7 or the low-pressure hydraulic circuit 9.
  • the section of the straight tube 61 at the level of the tightness that led it tube constitutes with the valve housing 62 is slightly smaller than the section of said tube at its contact with the sealing surface 67.
  • the sealing means 68 consist of the outer surface of the rectilinear tube 61 which cooperates with the internal one of the valve housing 62.
  • the sealing means 68 may also be constituted by the external surface of the rectilinear tube 61 which cooperates with the internal one valve housing 62 in which can be accommodated at least one annular seal and / or at least one segment that can be advantageously replaced by a small clearance of a few microns left between the outer surface of the rectilinear tube 61 and the inner one of the valve housing 62 .
  • rectilinear tube 61 On the rectilinear tube 61 may be arranged an adjustable or non-adjustable stop which cooperates with an axial stop surface provided directly or indirectly in the valve housing 62, said stop determining the maximum distance between said tube and the sealing surface 67 with which it cooperates.
  • FIG. 16 shows an example of realisation of the replenishing pump 52 of the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam 1 according to the present invention.
  • the replenishing pump 54 is capable of reciprocating movements 54 in a blind cylinder 55 provided in a blind cylinder housing 56 so as to define a variable volume inside said cylinder.
  • the replenishing piston 54 cooperates with a replenishment inlet valve 57 and a replenishment outlet valve 58, whose outlet and inlet respectively open into said volume, said inlet valve 57 admitting hydraulic fluid from the reservoir while said outlet valve 58 expels said fluid in the compensation pressure accumulator 51 or in the replenishing pressure accumulator 85.
  • the replenishing piston 54 is actuated in translation in a first direction by an electric actuator solenoid 80 mainly consisting of a magnetic replenishing core 81, a coil of conductive wire 82 and a magnetic resupply cage 83, and in a second direction by a spring 84 for biasing said replenishing piston 54.
  • the blind cylinder housing 56 is made of the same metal part as the magnetic resupply cage 83 of the solenoid electric actuator 80.
  • the blind cylinder casing 56 comprises a jacket 59 in which the replenishing piston 54 of the replenishing pump 52 moves.
  • the blind cylinder 55 includes a discharge end-of-travel light 76 which connects said cylinder to the replenishment outlet valve 58 so that the replenishing piston 54 closes said light at the end of the delivery stroke and is braked and stopped in its course. of repression.
  • the maximum stroke of the replenishing piston 54 is limited in the direction of delivery by a discharge stop 77 and / or in the direction of suction by a suction stop 78.
  • the discharge stops 77 and suction 78 may consist of at least one piece of elastic material with damping properties.
  • the magnetic replenishing core 81 is traversed by the replenishing piston 54 on which it is rigidly mounted.
  • the replenishing piston 54 passes through the replenishment cage 83 from one end to the other to cooperate on one side of said cage with the blind cylinder 55 and on the other side of said cage with the return spring 84 of said piston. replenishment 54.
  • this replenishment pin 54 can be attached to the replenishing core 81.
  • said replenishing core 81 comprises connecting means with the return spring 84, the latter being rendered indirectly integral with said replenishing piston 54 so as to recall both said core and said spring.
  • the replenishing pump 52 may comprise a replenishing staple 1 07 which can reciprocate in an open cylinder 108 in a cylinder housing. open 109 which is integral body directly or indirectly with a pump housing 126.
  • said piston 107, said cylinder 108 and said pump casing 126 together define a variable volume 1 10 inside said cylinder 108, said replenishing tubular piston 107 cooperating with a tubular piston inlet valve 1 1 1 constituted of a ball 1 13 and a spring 1 14 said ball bearing on a seat 1 15 arranged at the end and inside of said piston 107 and an open cylinder outlet valve 1 12 consisting of a ball 1 16 and a spring 1 17 said ball bearing on a seat 1 18 arranged at the end and outside of said cylinder 109.
  • said inlet valve 1 1 1 admits hydraulic fluid from the replenishment tank 53 while the flap of output 1 12 expels said fluid into the compensation pressure accumulator 51 or the replenishment pressure accumulator 85.
  • the open cylinder housing 109 may comprise a hydraulic fluid conveyance conduit 1 24 which directly or indirectly connects the tubular piston inlet valve 1 1 1 with a pump inlet port 125 pump casing 126.
  • the pump casing 126 includes a hydraulic fluid outlet duct 127 directly or indirectly connecting the open cylinder outlet valve 1 12 with a pump outlet port 128 that includes the pump casing 126.
  • the replenishing tubular piston 107 can be actuated in translation in a first direction by an electric solenoid actuator 1 19 consisting mainly of a magnetic replenishing core 1 20 sol idaire dud it piston 1 07, d a coil of conductive wire 121 and a magnetic resupply cage 122, and in a second direction by a return spring 123 of the replenishing tubular piston 107.
  • an electric solenoid actuator 1 19 consisting mainly of a magnetic replenishing core 1 20 sol idaire dud it piston 1 07, d a coil of conductive wire 121 and a magnetic resupply cage 122, and in a second direction by a return spring 123 of the replenishing tubular piston 107.
  • the magnetic replenishing core 120 may be provided with at least one core channel 1 29 indirectly connecting the hydraulic fluid delivery conduit 124 to the center of the replenishing tubular piston 107 via the piston inlet valve 1 1 tubular 1, the open cylindrical casing 1 09, led it core 1 20 and led it piston 1 1 1 being commonly housed inside a sealed sleeve 130 while said sleeve 130 conveys the hydraulic fluid from the leads 124 to said channel 129.
  • the replenishing tank 53 is supplied with hydraulic fluid by the lubricating oil circuit of the internal combustion engine 100.
  • the replenishing tank 53 contains a specific hydraulic fluid and is independent of the lubricating oil circuit of the internal combustion engine 100.
  • Said hydraulic fluid may be specially formulated so that the efficiency, accuracy and durability of the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam 1 according to the invention are maximal, in particular thanks to a low viscosity of said fluid whatever the operating temperature of the heat engine, low compressibility, good lubricating and anti-wear characteristics or the absence of abrasive particles and corrosive or oxidizing agents.
  • the hydraulic valve actuator actuator 2 may comprise at least one drain, not shown, which recovers hydraulic fluid leaking from said cylinder, so that said fluid returns to the replenishing tank 53 via at least one jack drain pipe.
  • volumetric hydraulic pump 8 may comprise at least one drain, not shown, which recovers hydraulic fluid leaking from said pump, so that said fluid returns to the replenishing tank 53 via at least one pump drain pipe.
  • the electro-hydraulic valve actuator with jack and reciprocating cam 1 may comprise one or more purge valves placed on the hydraulic cylinder 2 and / or on the volumetric hydraulic pump 8 and / or at any point in the circuit. hydraulic high pressure entering 5 and / or outgoing high pressure hydraulic circuit 7 and / or low pressure hydraulic circuit 9.
  • the at least one valve may be of a type similar to those commonly used by those skilled in the art in any hydraulic application.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam 1 may comprise at least one replenishing pressure accumulator 85 which is interposed between the replenishing pump 52 and the compensation pressure accumulator 51.
  • the replenishing pressure accumulator 85 may supply a plurality of compensation pressure accumulators 51 which respectively supply a plurality of independent valve actuator circuits as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the replenishing pressure accumulator 85 supplies said compensation pressure accumulators 51 when the pressure in said circuits drops above a certain value.
  • the replenishing pressure accumulator 85 may be diaphragm, piston or any other type known to those skilled in the art.
  • the output of the replenishing pressure accumulator 85 includes a locking valve to maintain the pressure in said accumulator when the internal combustion engine 100 is at a standstill.
  • the replenishment accumulator 85 is connected to the compensation pressure accumulator 51 via a duct comprising at least one check valve 86, which valve allows the hydraulic fluid to flow from the replenishment accumulator. to the compensation pressure accumulator 51 and not the other way round.
  • the high pressure valve opening pipe 1 1 comprises at least one pressurization valve 87 positioned towards its end closest to the volumetric hydraulic pump 8.
  • the pressurizing valve 87 allows hydraulic fluid from said positive displacement hydraulic pump 8 to enter said conduit but not to exit.
  • the pressure retaining valve 87 makes it possible in particular to prevent the depressurization of said circuit between two valve leavings 101 in order to limit the acoustic emissions and to increase the efficiency of the actuator according to the invention.
  • the output of the displacement hydraulic pump 8 comprises a low-pressure tank check valve 141 positioned between said outlet and the pump outlet shut-off solenoid valve 13, said valve 141 allowing the hydraulic fluid to flow. to go from the output of the volumetric hydraulic pump 8 to said low pressure tank 10, but not the opposite.
  • the electro-hydraulic valve actuator with cylinder and reciprocating cam 1 may comprise at least one hydraulic circuit pressure limiter 146 placed at any point of the low-pressure hydraulic circuit 9 and / or the high-pressure valve opening pipe 1 1 and / or the high pressure valve closing duct 12, said limiter 146 allowing the hydraulic fluid contained in led it circu it 9 and / or its cond u its 1 1, 1 2 to return directly into the replenishing tank 53 when the pressure in said circuit 9 and / or said ducts 1 1, 12 exceeds a certain value.
  • FIG. 1 which illustrates the block diagram of a variant of the invention intended to control only one valve 101
  • FIG. 12 which proposes a particular embodiment thereof
  • the operation of the actuator according to the invention operates as follows:
  • the displacement hydraulic pump 8 is constantly driven by the crankshaft 102 of the internal combustion engine 100.
  • valve opening solenoid valve 4 and the valve closing solenoid valve 6 are closed while the pump outlet shutoff solenoid valve 13 is open and leaving the hydraulic fluid expelled at the output of the positive displacement hydraulic pump 8 to the low-pressure hydraulic circuit 9, the latter supplying the inlet of said pump 8 with hydraulic fluid with the same flow, via the non-return valve of pump inlet 14.
  • the differential pressure between the inlet and the outlet of said pump 8 being low, the latter consumes little energy.
  • the pump outlet shutoff solenoid valve 13 closes and prevents the hydraulic fluid expelled at the output of the positive displacement hydraulic pump 8 from returning to the circuit low hydraulic pressure 9, so that said fluid is naturally forced into the high pressure valve opening pipe 1 1.
  • valve actuator piston 3 pushes on the arm push rod 40, which pushes the rotation arm 48, which drives the valve opening cam 15 to rotate about its axis. 25.
  • the rotation of said cam 15 causes the lever-operated cam contact surface 38 provided on said cam 15 to exert pressure on the tilting contact surface 41 provided on the rocker latch 42.
  • This has the effect of to tilt said pawl 42 which, by resting on its pawl anchor 43 integral with the internal combustion engine 100, pushes on the shank 105 of the valve 101 of said engine via its pawl flap 44, which has the effect of opening said valve 101.
  • FIG. 12 shows that the lift height of the valve 101 of the internal combustion engine 100 can be deduced from the angular position of the valve opening cam 15 which is measured by the cam angular position sensor 30. measured value is returned to the management computer of the internal combustion engine 100.
  • said computer opens the pump outlet shutoff solenoid valve 13, which stops the opening of said valve 101 because the hydraulic fluid expelled at the output of the volumetric hydraulic pump 8 is no longer forced into the high pressure valve opening pipe 1 1 and therefore naturally goes to the low pressure hydraulic circuit 9.
  • valve opening solenoid valve 4 closes, which has the effect of stabilizing the valve 101 in its set position and of trapping a certain quantity of hydraulic fluid under pressure.
  • the pressure retaining valve 87 preventing said fluid from returning to the volumetric hydraulic pump 8.
  • valve may advantageously lead to lower acoustic emissions and / or to a better efficiency of the actuator according to the invention, in particular by reducing the volume of fluid which expands sharply in the air. compensation pressure accumulator 51.
  • valve 101 of the internal combustion engine 100 is kept open as long as the valve closing solenoid valve 6 is not actuated by the computer to open.
  • the opening time of said valve 101 is determined according to the objectives assigned to the control of the internal combustion engine 100, whether to improve the performance in torque and power of said engine, to improve energy efficiency, or to reduce polluting emissions.
  • the computer opens the valve closing solenoid valve 6. This action has the effect of allowing the hydraulic fluid contained in the hydraulic actuator valve 2 to escape through the high pressure hydraulic circuit outgoing 7 and then through the high pressure valve closure pipe 12 to be connected to the inlet of the positive displacement hydraulic pump 8.
  • This action instantly increases the pressure at the inlet of said pump so that said pressure becomes greater than that prevailing in the low pressure hydraulic circuit 9.
  • This pressure difference closes the pump inlet check valve 14 so that the hydraulic fluid from the hydraulic actuator valve actuator 2 is forced to pass through the inlet of said positive displacement hydraulic pump 8.
  • said volumetric hydraulic pump 8 becomes a motor and returns to the crankshaft 102 of the internal combustion engine 100 a part of the mechanical work that was previously allowed to compress the fuel.
  • valve closing solenoid valve 6 can be opened at one time, but also either proportionally or in several times. These latter strategies for opening said solenoid valve can contribute to minimizing the impact that the valve 101 of the internal combustion engine 100 experiences when it lands on its seat, in addition to the variable leverage effect produced by the mechanical transmission. and by the intermediate transmission 17 as shown in FIG. 12.
  • the proportional opening of said valve closing solenoid valve 6 may in particular be obtained by applying across its coil 71 a current modulated in pulse width, this method is also known by the acronym "PWM" (Pulse Width Modulation).
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the control of said solenoid valve is entrusted to the computer which cooperates with the cam angular position sensor 30 and / or the angular encoder of the crankshaft 102 of the internal combustion engine 100 to control the speed of said valve 101, particularly at the time of landing. on his seat.
  • the total volume of the hydraulic circuit of the actuator 1 varies as a function of the position of the valve actuator piston 3 in its cylinder 22. This variation of volume is absorbed by the compensation pressure accumulator 51 which maintains the pressure of the low pressure hydraulic circuit 9 between two values, a minimum and a maximum.
  • Said minimum pressure value is sufficient on the one hand, to allow the actuator 1 according to the invention to operate without cavitation phenomenon said phenomenon being deemed destructive, and secondly, to minimize the possible instabilities of position of the valve 101 of the internal combustion engine 100 induced by the compressibility of the hydraulic fluid.
  • said maximum pressure value must not exceed that which allows the valve actuator piston 3 to take off the valve 101 of the internal combustion engine 100 from its seat.
  • the replenishing pump 52 converts the compensation pressure accumulator 51 into hydraulic fluid by sucking said fluid into the replenishing reservoir 53 and discharging said fluid into said accumulator.
  • a replenishing pressure accumulator 85 may advantageously be interposed between the replenishing pump 52 and the compensation pressure accumulators 51 that each of said parallel circuits comprises.
  • only one Replenishment Pressure Accumulator 85 supplies hydraulic fluid to the compensation pressure accumulator 51 included in each low pressure hydraulic circuit 9 via the replenishment check valve 86 included in each of said low pressure hydraulic circuits.

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Abstract

L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la présente invention comprend : un vérin hydraulique actionneur de soupape (2) qui ouvre une soupape d'un moteur à combustion interne (100) au moyen d'une électrovanne d'ouverture de soupape (4), d'un conduit haute pression d'ouverture de soupape (11) et d'un circuit hydraulique haute pression entrant (5), et qui ferme ladite soupape au moyen d'une électrovanne de fermeture de soupape (6),d'un conduit haute pression de fermeture de soupape (12) et d'un circuit haute pression sortant (7), une pompe hydraulique volumétrique (8) coopérant avec un clapet anti retour d'entrée de pompe (14) et une électrovanne d'obturation de sortie de pompe (13) et dont la sortie est reliée à un circuit basse pression (9) et à un réservoir basse pression (10) alimenté par une pompe de réapprovisionnement (52) et un réservoir de réapprovisionnement (53).

Description

ACTIONNEUR DE SOUPAPE ELECTRO-HYDRAULIQUE
A CAME ALTERNATIVE
La présente invention a pour objet un actionneur de soupape électro- hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne.
Les soupapes d'admission et d'échappement des moteurs à combustion interne alternatifs s'ouvrent lorsque le vilebrequin desdits moteurs atteint une certaine position angulaire. Ceci résulte de la position angulaire ordinairement invariable du ou des arbres à cames desdits moteurs par rapport à celle dudit vilebrequin, cette dernière position étant considérée sur 360 degrés sur les moteurs 2- temps et su r 720 deg rés su r les moteu rs 4-temps tels qu'imaginés par Messieurs Nikolaus Otto et Alphonse Eugène Beau de Rochas. Pour rendre variable le moment où lesdites soupapes s'ouvrent relativement à la position angulaire dudit vilebrequin, les moteurs à essence modernes comportent au moins un déphaseur d'arbre à cames d'admission et, de plus en plus souvent, un déphaseur d'arbre à cames d'échappement. Ces dispositifs de déphasage sont généralement électro-hydrauliques, parfois électriques, et permettent de faire varier la position angulaire desdits arbres par rapport à celle dudit vilebrequin.
Pour la majorité des moteurs produits par l'industrie automobile, les paramètres que sont la durée d'ouverture, la vitesse d'ouverture, et la hauteur de levée des soupapes sont définitivement fixés par le profil des cames qui actionnent lesdites soupapes. Rendre lesdits paramètres variables présente un grand intérêt du fait de leur forte incidence sur le remplissage des cylindres et sur la qualité de la combustion. La variabilité desdits paramètres est une source d'amélioration significative des performances énergétiques des moteurs et de la maîtrise des émissions polluantes desdits moteurs. Ladite variabilité permet notamment :
• D'améliorer le remplissage des cylindres du moteur à combustion interne lorsque ce dernier est utilisé à pleine charge, pour augmenter le couple et la puissance dudit moteur sur toute sa plage de régime. Ce résultat est obtenu en déclenchant l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement au moment le plus propice audit remplissage, notamment en tenant compte du comportement aérodynamique et acoustique des gaz dans le cylindre et dans les conduits d'admission et d'échappement dudit moteur ;
De réduire les pertes par pompage du moteur à combustion interne lorsque celui-ci fonctionne à charge partielle en remplaçant le vannage à l'admission ordinairement opéré par un papillon des gaz par une loi d'ouverture et de fermeture appropriée de la soupape d'admission, selon deux stratégies principales : La première de ces stratégies consiste à refermer tôt la soupape d'admission durant la course d'adm ission dudit moteur le conduit d'admission étant maintenu à une pression proche de la pression atmosphérique durant ladite course, de sorte à piéger dans le cylindre dudit moteur la charge en air ou en mélange carburé recherchée, puis de détendre cet air ou mélange jusqu'au point mort bas du piston dudit moteur avant de re-comprimer ledit air ou mélange dans la chambre de combustion jusqu'au point mort haut dudit piston. La deuxième stratégie consiste à fermer tard la soupape d'admission durant la course de compression du moteur le conduit d'admission étant maintenu à une pression proche de la pression atmosphérique durant ladite course, une charge en air ou mélange carburé maximale étant introduite dans le cylindre durant la course d'admission du moteur, puis ladite charge étant partiellement refoulée dans ledit conduit durant la course de compression jusqu'à ce que la charge restante dans le cylindre corresponde à la charge recherchée, moment où la soupape d'admission est refermée. Cette dernière stratégie opère un cycle d'Atkinson - plus efficace à charges partielles que celui d'Otto ou de Beau de Rochas - et trouve tout son intérêt sur les moteurs à taux de compression variable.
Il résulte de ces stratégies de réduction des pertes par pompage une amélioration significative du rendement dudit moteur à charges partielles ;
D'amél iorer la stabil ité et la q ual ité de la combustion d u moteur à combustion interne, notamment via une meilleure maîtrise de la turbulence des gaz dans la chambre de combustion obtenue, par exemple, en contrôlant finement la hauteur de levée de la soupape d'admission. Ladite meilleure maîtrise permet par exemple d'améliorer l'homogénéité du mélange air/carburant des moteurs à injection multi points en prévoyant une faible levée des soupapes d'admission à basses charges ce qui a pour effet de générer des turbulences plus fines lors du passage des gaz au travers de la soupape d'admission, lesdites turbulences étant favorables à ladite homogénéité. Ladite maîtrise permet également de régler le mouvement de « tumble » de l 'air ou des gaz dans le cylindre, ledit mouvement se transformant ensuite en turbulence fine lorsque le piston du moteur arrive au point mort haut, de sorte à améliorer la propagation de la flamme lors du développement de la combustion. Ladite maîtrise permet aussi de régler le mouvement tourbillonnaire ou « swirl » de l'air ou des gaz communément utilisé dans les moteurs Diesel, ledit mouvement pouvant par exemple être réglé en décalant le point d'ouverture des deux soupapes d'admission d'un même cylindre;
De réduire à la fois les pertes par pompage et les pertes thermiques du moteur à combustion interne lorsque celui-ci fonctionne à charge partielle en augmentant le taux de gaz brûlés résiduels chauds contenus dans la charge au moment de la combustion. Lesdits gaz ne contenant pas d'oxygène, ils ne participent pas à la combustion mais captent la chaleur dégagée par ladite combustion ce qui limite les pertes thermiques aux parois et donc la consommation de carburant. Etant chauds, lesdits gaz sont volumineux et réduisent le rendement volumétrique dudit moteur avec à la clé une réduction du besoin en vannage du conduit d'admission au moyen d'un papillon, ce qui limite les pertes par pompage dudit moteur lorsque celui-ci est utilisé à charge partielle. Augmenter le taux de gaz brûlés résiduels est notamment obtenu en augmentant le croisement des soupapes d'admission et d'échappement, c'est-à-d ire le temps durant lequel les soupapes d'admission et d'échappement d ' u n même cyl ind re sont ouvertes simultanément. Ceci permet au piston dudit moteur d'aspirer simultanément des gaz frais et des gaz brûlés. Augmenter le taux de gaz brûlés résiduels peut également être obten u en ouvrant précocement la soupape d'admission pour stocker des gaz brûlés dans le conduit d'admission avant de les réintroduire dans le cylindre durant la course d'admission dudit moteur. A titre d'autre exemple non limitatif, augmenter le taux de gaz brûlés résiduels peut aussi être obtenu en fermant précocement la soupape d'échappement pour piéger des gaz d'échappement dans le cylindre avant d'ouvrir la soupape d'admission. On note q ue l e recycl ag e des g az d'échappement du cycle précédent dans le cycle en cours est également une stratég ie qui permet de réduire les ém issions polluantes et particulièrement les oxydes d'azote des moteurs Diesel ;
De prévoir un rapport volumétrique plus élevé pour le moteur quand ce dernier est à taux de compression fixe, avec à la clé un meilleur rendement moyen dudit moteur lorsqu'il est utilisé par exemple pour propulser un véhicule automobile dont l'une des principales caractéristiques est d'être utilisé à puissance continûment variable sur de fortes amplitudes. Ceci est obtenu en contrôlant le taux de compression effectif du moteur par le retard à la fermeture de la soupape d'admission de sorte qu'à fortes charges et bas régimes, seule une partie de la course du piston dudit moteur soit utilisée pour comprimer les gaz tandis que la quasi-entièreté de la course dudit piston est utilisée pour détendre lesdits gaz. Selon cette stratégie, certains points de fonctionnement dudit moteur peuvent toutefois utiliser la quasi-entièreté de la course dudit piston à la fois pour comprimer et pour détendre lesdits gaz dans la mesure où les conditions de charge et de régime dudit moteur n'engendrent ni cliquetis ni combustion destructive ;
D'améliorer le rendement et la puissance des moteurs multicylindres suralimentés par turbocompresseur notamment en évitant ou en limitant le « back-flow » des gaz à l'échappement sous fortes charges. Ceci est obtenu en évitant dans la mesure du possible d'ouvrir la soupape d'échappement tant que la pression régnant dans le cylindre du moteur est inférieure à la pression régnant dans le collecteur d'échappement dudit moteur ;
D'améliorer le rendement des moteurs multicylindres lorsqu'ils sont utilisés à faible puissance en désactivant un ou plusieurs cylindre(s) desdits moteurs. Ceci peut être obtenu en laissant fermées la ou les soupape(s) d'admission et d'échappement du ou des cylindre(s) désactivé(s), le ou les cylindre(s) a insi désactivé(s) opérant des séries de com pression-détente peu consommatrice d'énergie cependant que les cylindres restés actifs délivrent un meilleur rendement du fait d'un fonctionnement à charge plus élevée. On note que selon cette stratégie, il est possible d'insérer des cycles inactifs dans une série de cycles actifs d'un même cylindre, de sorte à obtenir un fonctionnement pl us souple du moteur à combustion interne, chaque cyl i nd re n 'éta nt a lors pl u s d ésactivé q u ' u n e pa rtie d u tem ps d e fonctionnement dudit moteur, tandis que ledit cylindre fonctionne normalement l'autre partie du temps ;
D'amél iorer l'efficacité des moteurs à combustion interne 2-temps en optimisant le balayage des gaz brûlés par l'air d'admission opérée en fin de course de détente desdits gaz. Ceci est obtenu en optimisant le point d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement relativement à la position angulaire du vilebrequin desdits moteurs de sorte à piéger la charge en air souhaitée dans le ou les cylindre(s) desdits moteurs, et à conserver la quantité de gaz brûlés résiduels souhaitée dans lesdits cylindres. Cette stratégie permet potentiellement d'éviter de recourir à une lumière d'admission et/ou d'échappement, ladite lumière présentant divers inconvénients pour le fonctionnement et pour l'architecture desdits moteurs ;
D'améliorer l'efficacité des dispositifs de post-traitement des polluants des moteurs à combustion interne, qu'il s'agisse d'un catalyseur 2 ou 3-voies, ou d'un filtre à particules. Ces dispositifs ne fonctionnant à plein rendement et/ou n'étant régénérés qu'à partir d'une certaine température, une ouverture précoce de la soupape d'échappement desdits moteurs permet de tronquer la détente des gaz de sorte à produire moins de travail sur le piston desdits moteurs afin d'élever la température de leurs gaz d'échappement. Cette stratégie permet notamment d'accélérer la montée à température de service desdits dispositifs et/ou de leur apporter l'énerg ie therm ique nécessaire à leur régénération ;
De faciliter la conception de la chambre de combustion des moteurs à combustion interne alternatifs à taux de compression variable en permettant de réduire la profondeur des embrèvements ordinairement aménagés sur la calotte des pistons desdits moteurs, voire d'éliminer lesdits embrèvements, ces derniers ayant pour fonction d'éviter toute collision entre les pistons et les soupapes desdits moteurs. Ceci est obtenu en réduisant volontairement la hauteur de levée des soupapes desdits moteurs lorsque le rapport volumétrique de ces derniers est élevé, ce qui correspond en général à un fonctionnement à charges partielles desdits moteurs ;
Diverses technologies permettent de contrôler en tout ou partie le moment de l'ouverture, la durée de l'ouverture et la hauteur de levée des soupapes des moteurs à combustion interne alternatifs. Les déphaseurs d'arbre à cames sont industrialisés et tendent à se généraliser, mais ils ne contrôlent ni la durée d'ouverture n i la hauteur de levée desdites soupapes. Toutefois, lesdits déphaseurs sont de plus en plus souvent associés à des dispositifs rendant variable la hauteur de levée desdites soupapes.
Ces derniers dispositifs sont commercialisés sous diverses marques et/ou appellations commerciales. I l existe des variateurs de levée de soupape discrets qui comportent au moins deux profils de came, et des variateurs de levée en continu.
Parmi les variateurs de levée discrets, on trouve notamment le dispositif «VTec ®» de la société Honda, le «Variocam Plus ®» de la société Porsche, le « Valvelift System » de la société Audi ou encore le « WTL-i » de la société Toyota.
Parmi les variateurs de levée de soupape à variation continue, on trouve le « Valvetronic ® » développé par la société BMW et basé sur un levier de rapport variable, o u l e « Multiair ® » de la société FIAT, qui prévoit une transmission hydraulique entre la came et le poussoir de soupape avec une électrovanne de retour au réservoir du fluide hydraulique utilisé permettant de tronquer plus ou moins la levée de ladite soupape.
On note que les dispositifs de levée variable de soupape s'appliquent le plus souvent aux soupapes d'admission et dans de rares cas aux soupapes d'échappement. Ces dispositifs n'équipent en général qu'un seul des arbres à cames d u moteu r, soit cel u i d 'ad m iss ion , soit cel u i d 'éch appement, principalement pour des raisons de coût et/ou d'encombrement. On remarque que lorsqu'ils équipent des véhicules de tourisme produits en grande série, ces dispositifs sont toujours tributaires d'au moins un arbre à cames et donc, que leurs prestations dépendent directement du profil des cames que comporte ledit arbre.
Il y aurait un intérêt évident à s'affranchir de la contrainte qu'induit le profil de came. Ceci est l'objectif des dispositifs dits « camless ». Ces derniers dispositifs peuvent en théorie appliquer n'importe quel loi d'ouverture, de levée et de fermeture des soupapes, dans les limites autorisées par la physique et la géométrie. II existe de nombreux dispositifs camless à l'état de prototype comme le « camless électro-magnétique » de la société Valéo, le « Free Valve » de la société Cargine, le d ispositif hydro-électrique développé par la société américaine Sturman en collaboration avec à la société Siemens ou encore le « Active Valve Train (AVT™) » de la société Lotus.
Ces systèmes présentent le plus souvent une consommation énergétique et/ou des émissions acoustiques et/ou un encombrement et/ou un coût excessifs voire prohibitifs. D'autres défauts ou limites liés à ces dispositifs en interdisent ou en repoussent la production à l'échelle industrielle, comme une fiabilité et/ou une durabilité difficiles à garantir sur toute la durée de vie d'un véhicule automobile et/ou une contrôlabilité potentiellement insuffisante pouvant conduire à l'affolement des soupapes à régimes élevés et/ou un manque de progressivité lors de la repose des soupapes sur leur siège et/ou un fonctionnement en mode balistique conduisant à des lois d'ouverture difficiles à maîtriser.
Ces constats sont à l 'origine du brevet international WO 2004/01 1780 appartenant au demandeur, qui décrit un actionneur hydraulique « camless » permettant le contrôle de la levée, de l'Avance à l'Ouverture et/ou du Retard à la Fermeture des soupapes des moteurs à combustion interne alternatifs. Ledit actionneur autorise potentiellement l a m ise en œuvre d e la plupart des stratégies permettant d'augmenter la puissance et le rendement des moteurs à combustion interne, ainsi que cel les permettant de mieux maîtriser les émissions polluantes desdits moteurs. En outre, ledit brevet revendique pour ledit actionneur une fiabilité et un coût de production potentiellement compatibles avec les spécifications d'un moteur à combustion interne automobile produ it en grande série. Ledit actionneur comporte notamment :
• au moins un vérin hydraulique raccordé à un circuit hydraulique haute pression par un conduit, et assurant l'ouverture d'au moins une soupape ; au moins une pompe hydraulique volumétrique comprenant au moins une sortie et au moi n s u ne entrée, et dont la vitesse de rotation est proportionnelle à celle du vilebrequin du moteur ; au moins un obturateur de sortie de pompe qui permet d'empêcher le fluide hydraulique expulsé à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique de déboucher dans un circuit basse pression ou dans un réservoir, et de le contraindre à se diriger vers un circuit haute pression communiquant avec un ou plusieurs vérin(s) hydraulique(s) assurant l'ouverture d'une ou plusieurs soupape(s) ; au moins un sélecteur d'ouverture de soupapes qui permet de diriger via le circuit haute pression le fluide hydraulique expulsé en sortie de la pompe hydraulique volumétrique vers le vérin hydraulique d'au moins une soupape devant être ouverte, tout en interdisant audit fluide hydraulique d'être dirigé vers une ou plusieurs autres soupape(s) devant rester fermée(s) ; au moins un clapet anti-retour d'ouverture placé sur le circuit haute pression entre la sortie de pompe et le vérin hydraulique d'au moins une soupape qui permet de retenir le fluide hydraulique dans ledit vérin hydraulique de ladite soupape afin de la maintenir ouverte ;
• au moins un sélecteur de fermeture de soupapes qui permet de diriger le fluide hydraul ique contenu dans le vérin hydraul ique d'au moins une soupape maintenue ouverte par le clapet anti-retour d'ouverture vers l'entrée ou les entrées de la pompe hydraulique volumétrique afin d'assurer la fermeture de la ou desdites soupape(s), et d'empêcher le fluide hydraulique contenu dans leur vérin hydraulique d'être introduit dans le vérin hydraulique d'une autre ou d'autres soupape(s) devant rester en position fermée ;
• et au moins un clapet anti-retour d'entrée de pompe qui permet au fluide hydraulique du circuit basse pression ou du réservoir d'être admis à l'entrée ou aux entrées de la pompe hydraulique volumétrique lorsque la pression dudit circuit basse pression ou dudit réservoir est supérieure à celle de ladite ou desdites entrée(s) de la pompe hydraulique volumétrique. Malgré ses avantages potentiels, l'actionneur hydraulique de soupapes pour moteu r à combustion interne décrit da ns l e brevet international WO 2004/01 1780 appartenant au demandeur présente d iverses l im ites et inconvénients, parmi lesquels : · il n 'est pas possibl e d'obtenir simultanément une loi d'ouverture de soupapes pour un cylindre qui soit différente de celle d'un autre cylindre d'un même moteur à combustion interne, à ce titre, il n'est par exemple pas possible de désactiver les soupapes de l'un des cylindres dudit moteur ; · il n'est pas possible de prévoir pour une même soupape plus d'une levée par cycle moteur, ni de passer d'un cycle 4-temps à un cycle 2-temps ;
• les vérins hydrauliques des soupapes du moteur à combustion interne attaquant directement lesdites soupapes, la levée desdites soupapes génère un violent coup de bélier dans les conduits de l'actionneur car la pression monte brutalement dans lesdits conduits lors de la mise en circuit desdits vérins avec la pompe hydraulique volumétrique dudit actionneur, ledit coup de bélier résultant de l'inertie desdites soupapes qui conduit à des efforts d'accélération importants, lesdits efforts étant majorés de l'effort antagoniste que produit le ressort de rappel desdites soupapes ;
• il est difficile de reposer en douceur les soupapes du moteur à combustion interne sur leur siège du fait d'une relation constante entre le débit de la pompe hydraul ique dud it actionneu r et la vitesse d'ouvertu re et de fermeture desdites soupapes. Ceci conduit potentiellement à des émissions acoustiques excessives résultant du choc produit entre lesdites soupapes et leur siège et à une usure prématurée dudit siège et desdites soupapes ; • les conduits qui relient l'actionneur aux vérins hydrauliques qui ouvrent et ferment les soupapes sont de grande longueur et renferment un volume d'huile important qui est comprimé puis décomprimé à chaque manœuvre desdites soupapes. Ceci peut conduire à une position instable et difficilement contrôlable desdites soupapes ;
• l'actionneur présente une certaine complexité de réalisation du fait de la multitude de pièces précises dont il est constitué, ladite complexité et lesdites pièces conduisant potentiellement à un prix de revient élevé dudit actionneur ;
• l'actionneur nécessite des moteurs électriques précis pour piloter de façon proportionnelle la position de ses fourchettes de levée, d'avance ouverture, et de retard fermeture de soupape(s). Ces moteurs complexes sont potentiellement chers.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne selon l'invention se distingue des dispositifs d'entraînement de soupapes connus de l'art antérieur en ce qu'il hérite des avantages de l'actionneur hydraulique de soupapes pour moteur à combustion interne décrit dans le brevet international WO 2004/01 1780 appartenant au demandeur, mais en élimine les inconvénients et en repousse les l imites fonctionnelles via un mode de réal isation et des moyens utilisés qui sont radicalement différents.
En conséquence, l'actionneur de soupape électro-hydraulique selon l'invention :
• permet de prévoir une loi d'ouverture des soupapes pour un cylindre du moteur à combustion interne simultanément différente de celle d'un autre cylindre dudit moteur ;
• permet de prévoir une loi d'ouverture pour une soupape d'admission ou d'éch a ppe m e nt d ' u n cyl i n d re d u m ote u r à com b u st ion i nte rn e simultanément différente de celle d'une autre soupape du même cylindre ayant la même fonction soit d'admission soit d'échappement ; • permet la désactivation des soupapes d'un ou plusieurs cylindres d'un même moteur à combustion interne ; autorise plusieurs levées par cycle moteur d'une même soupape ; permet à un même moteur à combustion interne ou à l'un quelconque des cyl i nd res d ' u n m êm e moteu r à com bustion i nterne d'exécuter indifféremment un cycle 2-temps ou un cycle 4-temps ; évite ou atténue fortement les coups de bélier dans les conduits dudit actionneur, en rédu isant les efforts d' inertie générés par les pièces attaquées directement par le vérin hydraulique et en assurant une progressivité de levée et de dépose des soupapes du moteur à combustion interne, avec à la clé une réd uction d u bru it et des instabil ités de positionnement desdites soupapes ; permet de reposer en douceur sur leur siège les soupapes du moteur à combustion interne, évitant ainsi toute émission acoustique excessive, et toute usure prématurée desdits sièges et/ou desdites soupapes ; réduit fortement les effets de la compressibilité de l'huile sur la stabilité de la position des soupapes du moteur à combustion interne ;
• présente un coût et une complexité significativement réduits.
Les autres caractéristiques de la présente invention ont été décrites dans la description et dans les revendications secondaires dépendantes directement ou indirectement de la revendication principale.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend :
• au moins un vérin hydraul ique actionneur de soupape qui comporte au moins un piston actionneur de soupape lequel ouvre au moins une soupape d'un moteur à combustion interne ou d'un compresseur à piston(s) lorsque ledit vérin est mis en relation par une électrovanne d'ouverture de soupape avec au moins un circuit hydraulique haute pression entrant, ledit vérin fermant ladite soupape lorsqu'il est mis en relation par une électrovanne de fermeture de soupape avec au moins un circuit haute pression sortant, et ledit vérin assurant le maintien en ouverture de ladite soupape lorsqu'il n'est mis en relation ni avec le circuit haute pression entrant, ni avec le circuit haute pression sortant ; au moins une pompe hydraulique volumétrique comprenant au moins une sortie reliée à un circuit basse pression relié à au moins un réservoir basse pression et au moins une entrée reliée audit circuit basse pression, ladite pompe tournant à une vitesse proportionnelle à celle d'un vilebrequin du moteur à combustion interne ;
• au moins un conduit haute pression d'ouverture de soupape reliant la sortie de la pompe hydraulique volumétrique avec le circuit hydraulique haute pression entrant du vérin hydraulique actionneur de soupape ;
• au moins un conduit haute pression de fermeture de soupape reliant l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique avec le circuit hydraulique haute pression sortant du vérin hydraulique actionneur de soupape ;
• au moins une électrovanne d'obturation de sortie de pompe qu i peut empêcher le fluide hydraulique expulsé à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique de retourner dans le circuit hydraulique basse pression, de sorte que ledit fluide soit forcé dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape ;
• au moins un clapet anti retour d'entrée de pompe qui interdit au fluide hydraulique provenant du vérin hydraulique actionneur de soupape via le conduit haute pression de fermeture de soupape de retourner directement dans le circuit hydraulique basse pression, de sorte que ledit fluide soit forcé à l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique, mais ledit clapet permettant à ladite pompe d'aspirer ledit fluide contenu dans le circu it hydraulique basse pression, lorsque la pression de ce dernier est supérieure à la pression régnant dans le conduit haute pression de fermeture de soupape ; • au moins une came d'ouverture de soupape rel iée d'une part au vérin hydraulique actionneur de soupape par une transmission mécanique, et d'autre part à la soupape du moteur à combustion interne directement ou par le biais d'une transmission intermédiaire, ladite came se déplaçant dans un sens lors des manœuvres d'ouverture de ladite soupape, puis en sens inverse lors des manœuvres de fermeture de ladite soupape ;
• au moins un ressort de rappel de la came d'ouverture de soupape qui tend à rappeler ladite came dans la position qu'elle a lorsque la soupape du moteur à combustion interne est fermée ;
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un vérin hydraulique actionneur de soupape qui est rotatif et un piston actionneur de soupape qui a une forme en palette, ledit piston séparant au moins une chambre haute pression d'au moins une chambre basse pression de sorte que la pression du fluide hydraulique puisse entraîner en rotation ledit piston ce dernier étant relié en rotation directement ou indirectement à la came d'ouverture de soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un piston actionneur de soupape qui peut se déplacer dans un cylindre et pousser sur une crémaillère d'ouverture de soupape guidée dans une culasse que comporte le moteur à combustion interne ou le compresseur à piston(s), ladite crémaillère coopérant avec un pignon aménagé autour d'un axe de la came d'ouverture de soupape de sorte à entraîner ladite came en rotation quand ledit piston se déplace en translation longitudinale. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une crémaillère d'ouverture de soupape qui est guidée dans la culasse du moteur à combustion interne au moyen d'au moins un roulement à billes ou à rouleaux.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un piston actionneur de soupape se déplaçant dans un cylindre et poussant une tige d'ouverture de soupape avec l'une des extrémités de laquelle il est articulé, ladite tige poussant à son tour sur un bras de came que comporte directement ou indirectement la came d'ouverture de soupape avec lequel l'autre extrémité de ladite tige est également articulée de sorte à entraîner ladite came en rotation quand ledit piston se déplace en translation longitudinale.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une tige d'ouverture de soupape qu i est articulée à l 'une au moins de ses deux extrémités au moyen d'une rotule ouverte ou fermée.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe hydraulique volumétrique comportant plusieurs compartiments qui constituent chacun une pompe autonome comprenant au moins une entrée et au moins une sortie reliées à au moins un vérin hydraulique actionneur de soupape, lesdites pompes autonomes étant entraînées en rotation par le même arbre et étant logées dans le même carter. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un capteur de position sur la soupape du moteur à combustion interne.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un capteur de position angulaire de came sur la came d'ouverture de soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une came d'ouverture de soupape qu i coopère avec une butée de came limitant la position angulaire maximale de ladite came lorsque la soupape du moteur à combustion interne actionnée par ladite came est fermée.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une butée de came qui est montée sur un amortisseur ou qui comporte un amortisseur limitant les émissions acoustiques lorsque ladite came entre en contact avec la butée de came.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une came d'ouverture de soupape qui comporte deux articulations ouvertes ou fermées et une surface de contact de came à effet levier, la première articulation étant solidaire du moteur à combustion interne tandis que la seconde est reliée au piston actionneur de soupape directement par un toucheau de piston ou indirectement par une tige de poussée et ladite came pouvant rouler et/ou gl isser sur une surface de contact de basculeur aménagée sur un linguet basculeur articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet solidaire dudit moteur, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet qui peut pousser directement ou indirectement sur une queue d'au moins une soupape dudit moteur pour ouvrir ladite soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une rotule sur l'une au moins des deux articulations ouvertes ou fermées.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une tige de poussée qui est articulée à chacune de ses extrémités par une liaison rotule, la première liaison rotule étant aménagée dans ou à l'extrémité du piston actionneur de soupape tandis que la deuxième liaison rotule est aménagée dans ou sur la came d'ouverture de soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une came d'ouverture de soupape comportant une surface de contact de came à effet levier et est entraînée en rotation au moyen d'au moins un bras de rotation dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe de ladite came tandis que son autre extrémité est articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule avec la première extrémité d'une tige de poussée de bras, la deuxième extrémité de ladite tige étant articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule avec le piston actionneur de soupape et ladite came pouvant rouler et/ou glisser sur une surface de contact de basculeur aménagée sur un linguet basculeur articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet solidaire du moteur à combustion interne, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet qui peut pousser directement ou indirectement sur une queue que comporte au moins une soupape dudit moteur pour ouvrir ladite soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un piston actionneur de soupape qui se déplace dans un cylindre muni d'une lumière d'amortissement de fin de course de piston, ladite lumière étant obturée en tout ou partie par ledit piston lorsque ledit piston arrive au voisinage de la position qu'il a lorsque la soupape du moteur à combustion interne qu'il actionne est fermée.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un piston actionneur de soupape qui se déplace dans un cylindre muni d'une butée de fin de course de piston cette dernière limitant la profondeur d'introduction dudit piston dans ledit cylindre. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un réservoir basse pression qui est constitué d'au moins un accumulateur de pression de compensation maintenu sous pression par au moins une pompe de réapprovisionnement laquelle alimente ledit accumulateur en fluide hydraulique en aspirant ledit fluide dans au moins un réservoir de réapprovisionnement.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne d'ouverture de soupape et/ou électrovanne de fermeture de soupape et/ou électrovanne d'obturation de sortie de pompe qui est une électrovanne à tube constituée d'au moins un tube rectil igne pouvant se déplacer en translation longitudinale dans un carter de vanne comportant une chambre supérieure et une chambre inférieure, ledit tube rectiligne comportant une prem ière extrém ité débouchant dans la chambre supérieure et une deuxième extrémité débouchant dans la chambre inférieure, ladite deuxième extrémité pouvant entrer en contact avec au moins une surface d'obturation solidaire dudit carter de vanne de sorte à boucher de façon la plus étanche possible ladite deuxième extrémité.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube comportant des moyens d'étanchéité entre la surface externe du tube rectil igne et le carter de vanne qu i isolent la chambre supérieure de la chambre basse inférieure. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube comprenant au moins un ressort d'obturation qui tend à maintenir le tube rectiligne en contact avec la surface d'obturation. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube comportant au moins un actionneur électrique capable d'appliquer au tube rectiligne un effort antagoniste à celui produit par le ressort d'obturation, ledit effort étant suffisant pour décoller le tube rectiligne de la surface d'obturation lorsque ledit actionneur est traversé par un courant électrique.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube dont l'actionneur électrique est constitué d'une bobine de fil conducteur qui attire un noyau ou palette magnétique lorsque ladite bobine est traversée par un courant électrique.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un actionneur électrique dont le noyau ou palette magnétique est logé dans la chambre supérieure.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un actionneur électrique dont la bobine de fil conducteur est logée dans la chambre supérieure. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un actionneur électrique dont la bobine de fil conducteur est logée à l'extérieur de la chambre supérieure, le champ magnétique généré par ladite bobine lorsqu'elle est traversée par un courant électrique passant au travers de la paroi externe de ladite chambre de sorte à exercer un effort sur le noyau ou palette magnétique. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube dont la première extrémité du tube rectiligne est solidaire du noyau ou palette magnétique. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un tube rectiligne dont la première extrémité comporte au moins un orifice radial et/ou axial débouchant dans la chambre supérieure. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un tube rectiligne dont la deuxième extrémité est troncosphérique et présente une ligne de contact avec la surface d'obturation similaire à celle réalisée par une bille portant sur un siège.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une surface d'obturation qui est aménagée sur une pièce indépendante montée flottante dans le carter de vanne, ladite pièce pouvant s'aligner avec le tube rectiligne lorsque la deuxième extrémité dudit tube entre en contact avec ladite surface.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un carter de vanne comportant directement, ou indirectement via un bouchon intermédiaire, un orifice mis à l'air libre qui est fermé par la pièce indépendante sur laquelle est aménagée la surface d'obturation. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un carter de vanne qui est fixé sur le moteur à combustion interne et qui comporte des orifices et/ou des conduits d'entrée-sortie mettant en relation la chambre supérieure et/ou la chambre inférieure soit avec le vérin hydraulique actionneur de soupape soit avec la pompe hydraul ique volumétrique via le circu it hydraulique haute pression entrant, le circuit haute pression sortant ou le circuit hydraulique basse pression.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un tube rectiligne dont la section au niveau de l'étanchéité que ledit tube constitue avec le carter de vanne est légèrement plus petite que la section dudit tube au niveau de son contact avec la surface d'obturation.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube dont les moyens d'étanchéité sont constitués par la surface externe du tube rectiligne qui coopère avec celle interne du carter de vanne.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une électrovanne à tube pourvue d'une butée réglable ou non qui est aménagée sur le tube rectiligne et qui coopère avec une surface d'arrêt axial aménagée directement ou indirectement dans le carter de vanne, ladite butée déterminant la distance maximale entre ledit tube et la surface d'obturation avec laquelle il coopère. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un carter de vanne qui peut loger plusieurs électrovannes à tube.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement comportant un piston de réapprovisionnement qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre borgne aménagé dans un carter de cylindre borgne de sorte à définir un volume variable à l'intérieur dudit cylindre, ledit piston coopérant également avec un clapet d'entrée de réapprovisionnement et un clapet de sortie de réapprovisionnement, dont respectivement la sortie et l'entrée débouchent dans ledit volume, ledit clapet d'entrée admettant du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement tandis que ledit clapet de sortie expulse ledit fluide dans l'accumulateur de pression de compensation ou dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement dont le piston de réapprovisionnement est actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement, d'une bobine de fil conducteur et d'une cage magnétique de réapprovisionnement, et dans un deuxième sens par un ressort de rappel du piston de réapprovisionnement.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement dont le carter de cylindre borgne est réalisé dans la même pièce métallique que la cage magnétique de réapprovisionnement. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement dont le carter de cylindre borgne comporte une chemise dans laquelle évolue le piston de réapprovisionnement. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement dont le cylindre borgne comporte une lumière de fin de course de refoulement qui relie ledit cylindre au clapet de sortie de réapprovisionnement de sorte que le piston de réapprovisionnement obture ladite lumière en fin de course de refoulement et soit freiné puis arrêté dans sa course de refoulement. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovisionnement dont la cou rse maximale du piston de réapprovisionnement est limitée dans le sens du refoulement par une butée de refoulement et/ou dans le sens de l'aspiration par une butée d'aspiration.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un action n eu r él ectriq u e à sol énoïd e dont le noyau magnétique de réapprovisionnement est traversé par le piston de réapprovisionnement sur lequel il est monté rigidement, ledit piston traversant la cage magnétique de réapprovisionnement de part en part pour coopérer d'un coté de ladite cage avec le cylindre borgne et de l'autre coté de ladite cage avec le ressort de rappel dudit piston.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe de réapprovision nement qu i com prend u n piston tu bu la ire de réapprovisionnement qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre ouvert aménagé dans un carter de cylindre ouvert lequel fait corps directement ou indirectement avec un carter de pompe de sorte que ledit piston, ledit cylindre et ledit carter de pompe définissent ensemble un volume variable à l'intérieur dudit cyl indre, ledit piston tubulaire de réapprovisionnement coopérant avec un clapet d'entrée de piston tubulaire constitué d'une bille et d'un ressort, ladite bille prenant appui sur un siège aménagé au bout et à l'intérieur dudit piston et un clapet de sortie de cylindre ouvert constitué d'une bille et d'un ressort ladite bille prenant appui sur un siège aménagé au bout et à l'extérieur dudit cylindre, ledit clapet d'entrée admettant du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement tandis que ledit clapet de sortie expulse ledit fluide dans l'accumulateur de pression de compensation ou dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un carter de cyl indre ouvert qu i comporte un conduit d'acheminement de fluide hydraulique reliant directement ou indirectement le clapet d'entrée de piston tubulaire avec un orifice d'entrée de pompe que comporte le carter de pompe.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un carter de pompe qui comporte un conduit de sortie de fluide hydraulique reliant directement ou indirectement le clapet de sortie de cylindre ouvert avec un orifice de sortie de pompe que comporte le carter de pompe. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un piston tubulaire de réapprovisionnement qui est actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement solidaire dudit piston, d'une bobine de fil conducteur et d'une cage magnétique de réapprovisionnement, et dans un deuxième sens par un ressort de rappel du piston tubulaire de réapprovisionnement.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un noyau magnétique de réapprovisionnement qui est pourvu d'au moins un canal de noyau reliant indirectement le conduit d'acheminement de fluide hydraulique au centre du piston tubulaire de réapprovisionnement via le clapet d'entrée de piston tubulaire, le carter de cylindre ouvert, ledit noyau et ledit piston étant communément logés à l'intérieur d'une douille étanche tandis que ladite douille achemine le fluide hydraulique depuis le conduit jusqu'au dit canal.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un réservoir de réapprovisionnement qui est alimenté en fluide hydraulique par le circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un réservoir de réapprovisionnement qui contient un fluide hydraulique spécifique et est indépendant du circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un vérin hydraulique actionneur de soupape comportant au moins un drain qui récupère le fluide hydraulique fuyant dudit vérin, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement via au moins un conduit draineur de vérin.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une pompe hydraulique volumétrique comportant au moins un drain qui récupère le fluide hydraulique fuyant de ladite pompe, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement via au moins un conduit draineur de pompe. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un ou plusieurs robinets de purge placés sur le vérin hydraulique et/ou sur la pompe hydraulique volumétrique et/ou en un point quelconque du circuit hydraulique haute pression entrant et/ou du circuit hydraulique haute pression sortant et/ou du circuit hydraulique basse pression.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une came d'ouverture de soupape qui est un tiroir en forme de coin qui peut translater sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape dans un guide ou une glissière aménagé dans la culasse du moteur à combustion interne de sorte que la forme de coin dudit tiroir crée une variation locale d'épaisseur qui permet de lever ou de déposer de son siège la soupape du moteur à combustion interne.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un guide ou glissière comprenant au moins un rouleau sur lequel roule le tiroir en forme de coin.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un tiroir en forme de coin qui coopère avec un linguet basculeur articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet solidaire du moteur à combustion interne, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de l inguet qu i peut pousser directement ou indirectement sur la queue que comporte la soupape dudit moteur pour ouvrir ladite soupape.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une came d'ouverture de soupape qui est constituée d'un doigt à came articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe et qui comporte en son autre extrémité une surface tangentielle de levée, ladite surface ayant une forme telle qu'elle exerce radialement une poussée par rapport audit axe sur un linguet basculeur à rouleau lorsque le doigt à came tourne autour de son dit axe sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape et le linguet étant lui-même articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet solidaire du moteur, et étant muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet de sorte à pouvoir pousser directement ou indirectement sur une queue que comporte la soupape dudit moteur afin d'ouvrir ladite soupape. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une transmission mécanique reliant le doigt à came au vérin hydraulique actionneur de soupape qui est constituée d'une tige de poussée comportant à chacune de ses deux extrémités une articulation pivotante et/ou à rotule, la prem ière extrémité prenant appui sur ou dans le piston actionneur de soupape, tandis que la seconde extrémité prend appui sur le corps du doigt à came .
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un ressort de rappel de doigt à came qui est constitué d'au moins un ressort hélicoïdal qui exerce un effort antagoniste à celui du piston actionneur de soupape et qui tend à éloigner l'une de l'autre deux articulations pivotantes et/ou à rotule guidées l'une par rapport à l'autre par au moins une liaison glissière, la première articulation prenant appui directement ou non sur le moteur à combustion interne tandis que la deuxième articulation prend appui sur le corps du doigt à came. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend une surface tangentielle de levée qui se termine par une butée qui peut entrer en contact avec le linguet basculeur à rouleau de sorte à limiter le déplacement angulaire du doigt à came.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend au moins un accumulateur de pression de réapprovisionnement qui est intercalé entre la pompe de réapprovisionnement et l'accumulateur de pression de compensation.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un accumulateur de pression de réapprovisionnement dont la sortie comporte une vanne de verrouillage.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne su ivant la présente invention comprend un accumulateur de pression de réapprovisionnement qui est relié à l'accumulateur de pression de compensation par un conduit comprenant au moins un clapet anti-retou r led it clapet permettant au fl u ide hyd rau l iq ue d'al ler depu is l'accumulateur de pression de réapprovisionnement vers l'accumulateur de pression de compensation et non l'inverse.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend un conduit haute pression d'ouverture de soupape qui comporte au moins un clapet de maintien en pression positionné vers son extrémité la plus proche de la pompe hydraulique volumétrique, ledit clapet permettant au fluide hydraulique en provenance de ladite pompe de pénétrer dans ledit conduit, mais non d'en ressortir.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne suivant la présente invention comprend à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique un clapet anti-retour de réservoir basse pression positionné entre ladite sortie et l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe, ledit clapet permettant au fluide hydraulique d'aller de la sortie de la pompe hydraulique volumétrique audit réservoir basse pression, mais non le contraire. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative a pour fonction :
- De forcer le fluide hydraulique refoulé à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique dans le vérin hydraulique actionneur de soupape d'au moins une soupape du moteur thermique à combustion interne afin de lever ladite soupape avec progressivité et ceci, au moment souhaité, et durant le temps nécessaire pour lever ladite soupape à la hauteur souhaitée ; puis,
- de mainten ir le fl u ide hydraul ique enfermé dans le vérin hydraulique actionneur de soupape de ladite soupape afin de maintenir ladite soupape ouverte durant le temps recherché, ledit temps s'exprimant en nombre de degrés de rotation de vilebrequin dudit moteur; puis,
- de forcer le fluide hydraulique contenu dans le vérin hydraulique actionneur de sou pape de lad ite sou pape à l 'entrée de la pom pe hydraulique volumétrique de sorte à reposer en douceur ladite soupape sur son siège au moment recherché tout en récupérant la majeure partie de l'énergie mécanique emmagasinée par le ressort de rappel de ladite soupape lors de l'ouverture de celle-ci, e t l a majeure partie de l'énergie cinétique emmagasinée par ladite soupape, par ledit ressort et par les composants mécaniques qui concourent à actionner ladite soupape pendant sa course de fermeture.
Selon un mode particulier de réalisation, l'actionneur de soupape électrohydraulique à vérin et came alternative selon l'invention comporte également :
• au moins un capteur de position de came et/ou au moins un capteur de position de soupape ; • au moins un calculateur qui pilote les différentes électrovannes dudit actionneur; · au moins un capteur qui mesure la position angulaire du vilebrequin du moteur, laquelle est prise en compte par le calculateur pour commander les électrovannes d'ouverture de soupape, de fermeture de soupape et d'obturation de sortie de pompe de sorte que la position effective de la soupape mesurée par le capteur de position angulaire de came et/ou le capteur de position de soupape pour chaque position angulaire du vilebrequin corresponde bien à l'ouverture, à la hauteur de levée et au point de fermeture effectifs recherchés pour la ou les soupape(s) considérée(s), ces différents capteurs, l e calculateur et ces diverses électrovannes réalisant un dispositif d'asservissement en boucle fermée de la position des soupapes.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
Figure 1 illustre le schéma de principe de l'actionneur de soupape électrohydraulique à vérin et came alternative suivant la présente invention tel qu'il peut être prévu pour actionner une seule des soupapes d 'u n moteu r à combustion interne alternatif.
Figure 2 illustre le schéma de principe de l'actionneur selon l'invention tel qu'il peut être prévu pour actionner les huit soupapes d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne alternatif à quatre cylindres et à quatre soupapes par cylindre, chaque groupe de deux soupapes d'un même cylindre étant actionné par un même vérin hydraulique actionneur de soupape.
Figure 3 illustre le schéma de principe de l'actionneur selon l'invention tel qu'il peut être prévu pour actionner les huit soupapes d'admission et les h u it soupapes d'échappement d'un moteur à quatre cylindres et à quatre soupapes par cylindre chaque groupe de deux soupapes d'un même cyl indre étant actionné par un même vérin hydraulique actionneur de soupape. Figure 4 est une vue en coupe schématique d'un exemple d'implantation sur un moteur à combustion interne alternatif de l'actionneur selon l'invention. Figure 5 est une vue en éclaté de la pompe hydraulique volumétrique de l'actionneur selon la présente invention lorsque selon un mode particulier de réalisation ladite pompe est compartimentée de sorte à constituer plusieurs pompes autonomes entraînées par le même arbre et logées dans le même carter.
Figure 6 est une vue en coupe schématique de la came d'ouverture de soupape, du vérin hydraulique actionneur de soupape et de la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came de l'actionneur suivant la présente invention lorsque selon un mode particulier de réalisation ladite transmission est une crémaillère coopérant avec un pignon solidaire de l'axe de ladite came.
Figure 7 est une vue en coupe schématique de la came d'ouverture de soupape, du vérin hydraulique actionneur de soupape et de la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came de l'actionneur suivant la présente invention lorsque selon un mode particulier de réalisation ladite transmission est une tige d'ouverture de soupape articulée sur un bras de came que comporte ladite came.
Figure 8 est une vue en coupe schématique de la came d'ouverture de soupape, du vérin hydraulique actionneur de soupape et de la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came de l'actionneur suivant la présente invention lorsque selon un mode particulier de réalisation ladite came prend la forme d'un tiroir en forme de coin qui peut translater entre une glissière à rouleau et un linguet à rouleau.
Figure 9 est une vue en coupe schématique de la came d'ouverture de soupape suivant la présente invention lorsque selon un mode particulier de réalisation elle est actionnée par un vérin hydraulique rotatif monté directement sur l'axe de ladite came, la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came étant constituée dudit axe. Figures 10 et 1 1 sont des vues en coupe schématique, respectivement soupape ouverte et soupape fermée, de la came d'ouverture de soupape, du vérin hydraulique actionneur de soupape et de la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came de l'actionneur selon l'invention, lorsque selon un mode particulier de réalisation ladite came comporte deux articulations ouvertes ou fermées et une surface de contact de came à effet levier, et que ladite came coopère avec un linguet basculeur.
Figure 12 est une vue en coupe schématique d'une variante des composants de l'actionneur représentés en figures 10 et 1 1 qui se distingue en ce que la came d'ouverture de soupape est entraînée en rotation au moyen d'un bras de rotation dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe de ladite came et qui coopère avec une tige de poussée de bras qui lui transmet l'effort produit par le piston actionneur de soupape.
Figures 13 est une vue en coupe schématique de la came d'ouverture de soupape, du vérin hydraulique actionneur de soupape et de la transmission mécanique entre ledit vérin et ladite came de l'actionneur suivant la présente invention ladite came étant constituée d'un doigt à came articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe son autre extrémité comportant une surface tangentielle de levée coopérant avec un linguet basculeur à rouleau.
Figures 14 et 15 sont des vues en coupe schématique de l'électrovanne d'ouverture de soupape et/ou l'électrovanne de fermeture de soupape et/ou l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe suivant la présente invention lorsque celle-ci prend la forme d'une électrovanne à tube selon un mode particulier de réalisation, respectivement en position fermée (figure 14) et en position ouverte (figure 15). Figure 16 est u n e vu e en cou pe schématiq ue de la pompe de réapprovisionnement suivant la présente invention et selon un premier mode particulier de réalisation prévoyant un cylindre borgne.
Figure 17 est une vue en coupe sch ém at i q u e d e l a pomp e d e réapprovisionnement suivant la présente invention et selon un deuxième mode particulier de réalisation prévoyant un piston tubulaire de réapprovisionnement. Figures 18 à 20 sont des vues tridimensionnelles éclatées de la pompe de réapprovisionnement suivant la présente invention et selon le deuxième mode de réalisation tel que montré en figure 17. Figure 21 illustre le schéma de principe de l'actionneur de soupape électrohydraulique à vérin et came alternative suivant la présente invention tel qu'il peut être prévu pour actionner u ne seule des sou papes d'un moteur à combustion interne alternatif, le clapet anti retour d'entrée de pompe étant remplacé par une électrovanne d'entrée de pompe montée parallèlement à un limiteur de pression d'entrée de pompe.
On a montré en figures 1 à 4 un actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 pour moteur à combustion interne 100. L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins un vérin hydraulique actionneur de soupape 2 comprenant au moins un piston actionneur de soupape 3 lequel ouvre au moins une soupape 101 du moteur à combustion interne 100 ou d'un compresseur à piston(s) lorsque ledit vérin hydraulique 2 est mis en relation par une électrovanne d'ouverture de soupape 4 avec au moins un circuit hydraulique haute pression entrant 5.
Ledit vérin hydraulique 2 ferme ladite soupape 101 lorsqu'il est mis en relation par une électrovanne de fermeture de soupape 6 avec au moins un circuit haute pression sortant 7.
Ledit vérin hydraulique 2 assure le maintien en ouverture de ladite soupape 101 lorsqu'il n'est mis en relation ni avec le circuit haute pression entrant 5, ni avec le circuit haute pression sortant 7. Les circuits hydrauliques haute pression entrant 5 et sortant 7 peuvent comporter un diviseur de débit connu en soi afin de partager le débit vers ou en provenance de plusieurs vérins hydrauliques actionneurs de soupape 2.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins une pompe hydraulique volumétrique 8 comprenant d'une part au moins une sortie reliée à un circuit hydraulique basse pression 9 relié à au moins un réservoir basse pression 10 et d'autre part au moins une entrée reliée audit circuit hydraulique basse pression 9.
Le réservoir basse pression 10 est constitué d'au moins un accumulateur de pression de compensation 51 maintenu sous pression par au moins une pompe de réapprovisionnement 52 laquelle alimente ledit accumulateur 51 en fluide hyd ra u l iq u e en aspi ra nt l ed it fl u id e d a n s au mo i n s u n réservoi r d e réapprovisionnement 53. On note que l'accumulateur de pression de compensation 51 peut être à membrane, à piston ou de tout autre type connu de l'homme de l'art, pouvant être logé dans le carter 35 de la pompe hydraulique volumétrique 8 et ayant notamment pour fonction de limiter les effets de la compressibilité du fluide hydraulique sur le fonctionnement de l'actionneur 1 selon l'invention d'une part, et d'éviter tout phénomène de cavitation à l'intérieur du circuit dudit actionneur d'autre part.
On note que la pompe hydraulique volumétrique 8 tourne à une vitesse proportionnell e à ce l l e d'un vilebrequin 1 02 q ue com porte l e moteu r à combustion interne 100.
La pompe hydraulique volumétrique 8 peut être à cylindrée fixe ou à cylindrée variable, à engrenage intérieur, à engrenage extérieur, à piston(s), à vis ou à palette(s).
La pompe hydraulique volumétrique 8 peut être fixée su r l e moteu r à combustion interne 100 et peut être entraînée par le vilebrequin 102 dudit moteur par au moins un pignon ou par au moins une chaîne ou par au moins une courroie ou par l'intermédiaire d'une transmission à rapport fixe ou variable.
L'entraînement de la pompe hydraulique volumétrique 8 par ledit vilebrequin 102 peut s'opérer seulement mécaniquement ou aussi électriquement via un alternateur qui entraîne un moteur électrique entraînant ladite pompe. L'énergie électrique produite par ledit alternateur peut être ou non préalablement stockée dans une batterie et le circuit hydraulique basse pression 9 pouvant comporter un capteur de pression qui retourne la valeur de la pression régnant dans ledit circuit à un calculateur. L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins un conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 rel iant la sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 avec le circuit hydraulique haute pression entrant 5 du vérin hydraulique actionneur de soupape 2.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins un conduit haute pression de fermeture de soupape 12 rel iant l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique 8 avec le circuit hydraulique haute pression sortant 7 du vérin hydraulique actionneur de soupape 2.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins u ne électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 qui peut empêcher le fluide hydraulique expulsé à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 de retourner dans le circuit hydraulique basse pression 9, de sorte que ledit fluide soit forcé dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 .
Selon un mode particulier de réalisation de l'actionneur de soupape électrohydraulique 1 , un limiteur de pression 144 peut être monté parallèlement à l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13, ledit limiteur permettant au fluide hydraulique de passer directement de la sortie de la pompe hydraulique vol umétrique 8 au réservoir basse pression 1 0 sans passer par ladite électrovanne lorsque l a d ifféren ce de press ion a ux born es d e l ad ite électrovanne dépasse une certaine valeur.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins un clapet anti retour d'entrée de pompe 14 qui interdit au fluide hydraulique provenant du vérin hydraulique actionneur de soupape 2 via le conduit haute pression de fermeture de soupape 12 de retourner directement dans le circuit hydraulique basse pression 9, de sorte que ledit fluide soit forcé à l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique 8.
Ledit clapet anti retour 14 permet à ladite pompe hydraulique volumétrique 8 d'aspirer ledit fluide contenu dans le circuit hydraulique basse pression 9, lorsque la pression de ce dernier est supérieure à la pression régnant dans le conduit haute pression de fermeture de soupape 12. Ledit clapet anti retour 14 peut selon un exemple de réalisation non limitatif être constitué d'une bille maintenue sur son siège par un ressort.
Selon un mode particulier de réalisation de l'actionneur de soupape électro- hydraulique 1 montré en figure 21 , le clapet anti retour d'entrée de pompe 14 peut être remplacé par une électrovanne d'entrée de pompe 142, cette dernière pouvant alors être montée parallèlement à un limiteur de pression d'entrée de pompe 143 qui permet au fluide hydraulique de passer directement du réservoir basse pression 1 0 à l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique 8 sans passer par ladite électrovanne 142 lorsque la différence de pression aux bornes de ladite électrovanne dépasse une certaine valeur. Cette configuration peut avantageusement coopérer avec un clapet anti-retour 145 de conduit haute pression de fermeture de soupape 12 afin de permettre que la pression régnant dans le réservoir basse pression 10 puisse être supérieure à celle nécessaire à la fermeture complète de la soupape 101 du moteur 100, ladite configuration permettant notamment de réduire la différence de pression moyenne appliquée aux bornes de la pompe hydraul ique volumétrique 8 afin d'améliorer l e rendement énergétique de l'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 . L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins une came d'ouverture de soupape 15 reliée d'une part au vérin hydraulique actionneur de soupape 2 par une transmission mécanique 16, et d'autre part à la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 directement ou par le biais d'une transmission intermédiaire 17.
Ladite came d'ouverture de soupape 15 se déplace dans un sens lors des manœuvres d'ouverture de ladite soupape 101 , puis en sens inverse lors des manœuvres de fermeture de ladite soupape 101 . Ladite transmission intermédiaire 17 peut être un poussoir, un culbuteur ou un l inguet à rouleau 18 connus de l'homme de l 'art, ces dern iers pouvant éventuellement comporter un dispositif automatique connu en soi de rattrapage du jeu entre ladite came 15 et ladite soupape 101 . Ladite came d'ouverture de soupape 15 est les pièces mobiles avec lesquelles elle coopèrent, ladite transmission mécanique 1 6 et lad ite transmission intermédiaire 17 étant conçues de sorte à être les plus légères possibles. L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte au moins un ressort de rappel 19 de la came d'ouverture de soupape 15 qui tend à rappeler ladite came 15 dans la position qu'elle a lorsque la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 est fermée.
Ledit ressort de rappel 19 peut être, selon un mode particulier de réalisation, le ressort 103 assurant le rappel en position fermée de ladite soupape 101 . La soupape 101 du moteur à combustion interne 100 comporte un capteur de position non illustré qui peut être inductif, à effet hall ou de tout autre type connu de l'homme de l'art.
On a montré en figure 9 un exemple de réalisation de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte un vérin hydraulique actionneur de soupape 2 qui est rotatif et un piston actionneur de soupape 3 présentant une forme en palette.
Ledit piston actionneur de soupape 3 sépare au moins une chambre haute pression 20 d'au moins une chambre basse pression 21 de sorte que la pression du fluide hydraulique puisse entraîner en rotation ledit piston 3, ce dernier étant rel ié en rotation d irectement ou ind irectement à la came d'ouverture de soupape 15.
On a représenté en figure 6 un autre exemple de réalisation de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte un piston actionneur de soupape 3 qui peut se déplacer dans un cylindre 22 et pousser sur une crémaillère d'ouverture de soupape 23 guidée dans une culasse 104 que comporte le moteur à combustion interne 100 ou du compresseur à piston(s).
Ladite crémaillère d'ouverture de soupape 23 coopère avec un pignon 24 aménagé autour d'un axe 25 de la came d'ouverture de soupape 15 de sorte à entraîner ladite came 15 en rotation quand ledit piston 3 se déplace en translation longitudinale, ladite crémaillère 23 et ledit pignon 24 constituant la transmission mécanique 16. On note que selon un mode particulier de réalisation, le pignon 24 peut consister en un secteur denté de quelques degrés aménagé directement sur le pourtour de la came d'ouverture de soupape 15.
La crémaillère d'ouverture de soupape 23 peut être guidée dans la culasse 104 du moteur à combustion interne 100 ou au moyen d'au moins un roulement à billes ou à rouleaux 26.
On a représenté en figure 7 un autre exemple de réalisation de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 comporte un piston actionneur de soupape 3 qui peut se déplacer dans un cylindre 22 et pousser une tige d'ouverture de soupape 27 avec l'une des extrémités de laquelle il est articulé.
Ladite tige d'ouverture de soupape 27 pousse à son tour sur un bras de came 28 que comporte directement ou indirectement la came d'ouverture de soupape 15 avec lequel l'autre extrémité de ladite tige 27 est également articulée de sorte à entraîner ladite came 15 en rotation quand ledit piston actionneur de soupape 3 se déplace en translation longitudinale.
La tige d'ouverture de soupape 27 et le bras de came 28 constituent la transmission mécanique 16 de l'actionneur de soupape électro-hydraulique 1 . La tige d'ouverture de soupape 27 est articulée à l'une au moins de ses deux extrémités au moyen d'une rotule ouverte ou fermée 29.
La came d'ouverture de soupape 15 comporte un capteur de position angulaire de came 30 qui peut être un codeur ou tout autre type de capteur angulaire connu de l'homme de l'art (figures 6, 7, 9 et 12). La came d'ouverture de soupape 15 coopère avec une butée de came, non représentée, qui limite la position angulaire maximale de ladite came 15 lorsque la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 actionnée par ladite came 15 est fermée.
La butée de came est montée sur un amortisseur ou comporte un amortisseur limitant les émissions acoustiques lorsque ladite came d'ouverture de soupape 15 entre en contact avec la butée de came. On a représenté en figure 5 un exemple de réalisation de la pompe hydraulique volumétrique 8 de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
La pompe hydraulique volumétrique 8 comporte plusieurs compartiments 31 qui constituent chacun une pompe autonome comportant au moins une entrée 32 et au moins une sortie 33 reliées à au moins un vérin hydraulique actionneur de soupape 2, lesdites pompes autonomes étant entraînées en rotation par le même arbre 34 et étant logées dans le même carter 35. On a représenté en figures 10 et 1 1 un autre exemple de réalisation de l'actionneur de soupape électro-hydraul ique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
La came d'ouverture de soupape 15 comporte deux articulations 36, 37 ouvertes ou fermées et une surface de contact de came à effet levier 38.
La première articulation 36 est solidaire du moteur à combustion interne 100 tandis que la seconde articulation 37 est reliée au piston actionneur de soupape 3 directement par un toucheau de piston ou indirectement par une tige de poussée 40.
La came d'ouverture de soupape 15 peut rouler et/ou glisser sur une surface de contact de basculeur 41 aménagée sur un linguet basculeur 42 articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet 43 solidaire dudit moteur 100, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet 44 qui peut pousser directement ou indirectement sur la queue 105 d'au moins une soupape 101 dudit moteur 100 pour ouvrir ladite soupape. Les deux articulations 36, 37 de la came d'ouverture de soupape 15, la surface de contact de came à effet levier 38, la surface de contact de basculeur 41 et le positionnement de l'ancrage de linguet 43 et du toucheau de linguet 44 étant prévus de sorte à offrir au piston actionneur de soupape 3 un grand bras de levier pour ouvrir la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 lorsque cette dernière est fermée, ledit bras de levier devenant ensuite d'autant plus faible que la hauteur de levée de ladite soupape 101 est grande. On note que l'ancrage de linguet 43 peut être constitué d'un dispositif hydraulique connu en soi de rattrapage de jeu de ladite soupape 101 .
On constate que la forme de la came d'ouverture de soupape 15, la forme de la surface de contact 41 aménagée sur le linguet basculeur 42, le positionnement de l'articulation solidaire du moteur à combustion interne 100 de ladite came 15 et le positionnement de l'ancrage de linguet 43 solidaire dudit moteur 100 sont déterm inés de sorte à favoriser la plus grande composante de roulement possible et la plus petite composante de gl issement possible au point de contact entre ladite came 15 et ladite surface de contact 41 lorsque ladite soupape 101 est manœuvrée en ouverture ou en fermeture.
La came d'ouverture de soupape 15 comporte deux articulations 36, 37 dont l'une au moins des deux articulations ouvertes ou fermées est une rotule 45. La tige de poussée 40 est articulée à chacune de ses extrémités par une liaison rotule, la première liaison rotule 46 étant aménagée dans ou à l'extrémité du piston actionneur de soupape 3 tandis que la deuxième liaison rotule 47 est aménagée dans ou sur la came d'ouverture de soupape 15. En figure 8 on à illustré que la came d'ouverture de soupape 15 peut être un tiroir en forme de coin 90 qui peut se translater sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape 2 dans un guide ou une glissière 91 aménagé dans la culasse 104 du moteur à combustion interne 100 de sorte que la forme de coin dudit tiroir 90 crée une variation locale d'épaisseur qui permet de lever ou de déposer de son siège la soupape 101 du moteur à combustion interne. Le guide ou glissière 91 de la came d'ouverture de soupape 15 peut être constitué d'au moins un rouleau 92 sur lequel roule le tiroir en forme en de coin.
Le tiroir en forme de coin 90 coopère avec un linguet basculeur 18 articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet 43 solidaire dudit moteur 100, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet 44 qui peut pousser directement ou indirectement sur la queue 105 que comporte une soupape 101 dudit moteur 100 pour ouvrir ladite soupape. On note que l'ancrage de linguet 43 peut être constitué d'un dispositif hydraulique connu en soi de rattrapage de jeu de ladite soupape.
Comme on a montré en figure 13, la came d'ouverture de soupape 15 peut être constituée d'un doigt à came 131 articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe 133 et comportant en son autre extrémité une surface tangentielle de levée 132, ladite surface ayant une forme telle qu'elle exerce radialement une poussée par rapport aud it axe 1 33 sur un l inguet basculeur à rouleau 1 8 lorsque le doigt à came 131 tourne autour de son dit axe 133 sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape 2.
Selon cette configuration, le linguet 18 est lui-même articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet 43 solidaire du moteur 100, tout en étant muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet 44 de sorte à pouvoir pousser directement ou indirectement sur la queue 105 que comporte la soupape 101 dudit moteur afin d'ouvrir ladite soupape.
En observant la figure 13, on remarque que la transmission mécanique 1 reliant le doigt à came 131 au vérin hydraulique actionneur de soupape 2 peut être avantageusement constituée d'une tige de poussée 40 comportant à chacune de ses deux extrémités 135, 136 une articulation pivotante et/ou à rotule, la première extrémité 135 prenant appui sur ou dans le piston actionneur de soupape 3, tandis que la seconde extrémité 136 prend appui sur le corps du doigt à came 131 . On remarque également que le ressort de rappel 19 du doigt à came 13 peut être constitué d'au moins un ressort hél icoïdal 1 34 qu i exerce un effort antagoniste à celui du piston actionneur de soupape 3, et qui tend à éloigner l'une de l'autre deux articulations pivotantes et/ou à rotule 138, 139 guidées l'une par rapport à l'autre par au moins une liaison glissière 137, la première articulation 138 prenant appui directement ou non sur le moteur à combustion interne 100 tandis que la deuxième articulation 139 prend appui sur le corps du doigt à came 131 .
Aussi et à titre de variante, la surface tangentielle de levée 132 peut se terminer par une butée 140 pouvant entrer en contact avec le l inguet basculeur à rouleau 18 de sorte à limiter le déplacement angulaire du doigt à came 131 .
On a représenté en figure 12 un autre exemple de réalisation de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention. La came d'ouverture de soupape 15 comporte une surface de contact de came à effet levier 38.
La came d'ouverture de soupape 15 est entraînée en rotation au moyen d'au moins un bras de rotation 48 dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe 25 de ladite came 15 tandis que son autre extrémité est articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule 49 avec la première extrémité d'une tige de poussée de bras 40.
La deuxième extrémité de ladite tige 40 est articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule 47 avec le piston actionneur de soupape 3.
La came d'ouverture de soupape 15 peut rouler et/ou glisser sur une surface de contact de basculeur 41 aménagée sur un linguet basculeur 42 articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet 43 solidaire du moteur à combustion interne 100, et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet 44 qui peut pousser directement ou indirectement sur une queue 105 que comporte au moins une soupape 101 dudit moteur 100 pour ouvrir ladite soupape 101 . L'axe 25 de la came d'ouverture de soupape 15, la surface de contact de came à effet levier 38, la surface de contact de basculeur 41 et le positionnement de l'ancrage de linguet 43 et du toucheau de linguet 44 sont prévus de sorte à offrir au piston actionneur de soupape 3 un grand bras de levier pour ouvrir la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 lorsque cette dernière est fermée, ledit bras de levier devenant ensuite d'autant plus faible que la hauteur de levée de ladite soupape 101 est grande.
On note que selon un mode particulier de réalisation, le bras de rotation 48 peut entraîner en rotation plusieurs cames d'ouverture de soupape 15.
On note aussi que l'ancrage de linguet 43 peut être constitué d'un dispositif hydraulique connu en soi de rattrapage de jeu de ladite soupape.
On note que la forme de la came d'ouverture de soupape 15, la forme de la surface de contact aménagée sur le linguet basculeur 42, le positionnement de l'articulation solidaire du moteur à combustion interne de ladite came et le position nement de l'ancrage d u basculeur sol ida ire d ud it moteur sont déterminés de sorte à favoriser la plus grande composante de roulement possible et la plus petite composante de glissement possible au point de contact entre ladite came et ladite surface lorsque ladite soupape est manœuvrée en ouverture ou en fermeture.
Le piston actionneur de soupape 3 se déplace dans un cylindre 22 muni d'une lumière d'amortissement de fin de course de piston 50.
La lumière d'amortissement 50 est obturée en tout ou partie par ledit piston 3 lorsque ledit piston 3 arrive au voisinage de la position qu'il a lorsque la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 qu'il actionne est fermée.
Ladite lumière d'amortissement 50 freinant ledit piston 3 par réduction progressive de la section de passage du fluide hydraulique qui est expulsé hors dudit vérin hydraulique 2 lors de la fermeture de ladite soupape 101 .
Le piston actionneur de soupape 3 se déplace dans un cylindre 22 muni d'une butée de fin de cou rse de piston cette dern ière l im itant la profondeur d'introduction dudit piston 3 dans ledit cylindre 22.
On a représenté en figures 14 et 15 un exemple de réalisation de l'électrovanne d'ouverture de soupape 4 et/ou électrovanne de fermeture de soupape 6 et/ou électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention.
L'électrovanne d'ouverture de soupape 4 et/ou l'électrovanne de fermeture de soupape 6 et/ou l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 est une électrovanne à tube 60 constituée d'au moins un tube rectiligne 61 pouvant se déplacer en translation longitudinale dans un carter de vanne 62 comportant une chambre supérieure 63 et une chambre inférieure 64. Le tube rectiligne 61 comporte une première extrémité 65 débouchant dans la chambre supérieure 63 et une deuxième extrémité 66 débouchant dans la chambre inférieure 64.
La deuxième extrémité 66 du tube rectiligne 61 peut entrer en contact avec au moins une surface d'obturation 67 solidaire dudit carter de vanne 62 de sorte à boucher de façon la plus étanche possible ladite deuxième extrémité.
L'électrovanne à tube 60 comporte des moyens d'étanchéité 68 entre la surface externe du tube rectiligne 61 et le carter de vanne 62 qui isolent la chambre supérieure 63 de la chambre inférieure 64.
L'électrovanne à tube 60 comprend au moins un ressort d'obturation 69 qui tend à maintenir le tube rectiligne 61 en contact avec la surface d'obturation 67. L'électrovanne à tube 60 comporte au moins un actionneur électrique 70 capable d'appliquer au tube rectiligne 61 un effort antagoniste à celui produit par le ressort d'obturation 69, ledit effort étant suffisant pour décoller le tube rectiligne 61 de la surface d'obturation 67 lorsque ledit actionneur est traversé par un courant électrique.
L'actionneur électrique 70 est constitué d'une bobine de fil conducteur 71 qui attire un noyau ou palette magnétique 72 lorsque ladite bobine 71 est traversée par un courant électrique. Le noyau ou palette magnétique 72 de l'actionneur électrique 70 peut être logé dans la chambre supérieure 63 du carter de vanne 62. La bobine de fil conducteur 71 de l'actionneur électrique 70 peut être logée dans la chambre supérieure 63 du carter de vanne 62.
La bobine de fil conducteur 71 de l'actionneur électrique 70 peut être logée à l'extérieur de la chambre supérieure 63, le champ magnétique généré par ladite bobine 71 lorsqu'elle est traversée par un courant électrique passant au travers de la paroi externe de ladite chambre 63 de sorte à exercer un effort sur le noyau ou palette magnétique 72. La première extrémité 65 du tube rectiligne 61 peut être solidaire du noyau ou palette magnétique 72.
Le noyau ou palette magnétique 72 peut être réalisé dans la même pièce métallique que le tube rectiligne 61 , ou bien fixé sur ledit noyau par collage, vissage, sertissage, ou par tout autre moyen connu de l'homme de l'art.
La première extrémité 65 du tube rectiligne 61 comporte au moins un orifice radial et/ou axial 88 débouchant dans la chambre supérieure 63. La deuxième extrémité 66 du tube rectiligne 61 est de forme troncosphérique et présente une ligne de contact avec la surface d'obturation 67 similaire à celle réalisée par une bille portant sur un siège.
La surface d'obturation 67 est aménagée sur une pièce indépendante 73 montée flottante dans le carter de vanne 62, ladite pièce 73 pouvant s'aligner avec le tube rectiligne 61 lorsque la deuxième extrémité 66 dudit tube entre en contact avec ladite surface d'obturation 67.
Le carter de vanne 62 comporte directement, ou indirectement via un bouchon intermédiaire 74, un orifice 75 mis à l'air libre qui est fermé par la pièce indépendante 73 sur laquelle est aménagée la surface d'obturation 67 de sorte que l'effort appliqué par le ressort d'obturation 69 via le tube rectiligne 61 sur ladite pièce indépendante 73 et/ou l'effort résultant de la pression régnant dans la chambre supérieure 63 et/ou la chambre inférieure 64 maintienne ladite pièce 73 en pression sur ledit orifice 75 pour le maintenir fermé. La surface de contact entre ladite pièce indépendante 73 et ledit carter de vanne 62 peut être prévue avec un joint, ou avec une arête qui augmente localement la pression de contact de sorte à améliorer l'étanchéité entre ladite pièce 73 et ledit carter 62.
Le carter de vanne 62 est fixé sur le moteur à combustion interne 100 et comporte des orifices et/ou des conduits d'entrée-sortie 89 mettant en relation la chambre supérieure 63 et/ou la chambre inférieure 64 soit avec le vérin hydraul ique actionneur de soupape 2 soit avec la pom pe hyd raul iq ue volumétrique 8 via le circuit hydraulique haute pression entrant 5, le circuit haute pression sortant 7 ou le circuit hydraulique basse pression 9.
La section du tube rectiligne 61 au n iveau de l'étanchéité que led it tube constitue avec le carter de vanne 62 est légèrement plus petite que la section dudit tube au niveau de son contact avec la surface d'obturation 67.
Les moyens d'étanchéité 68 sont constitués par la surface externe du tube rectiligne 61 qui coopère avec celle interne du carter de vanne 62. Les moyens d'étanchéité 68 peuvent également être constitués par la surface externe du tube rectiligne 61 qui coopère avec celle interne du carter de vanne 62 dans lesquelles peuvent être logés au moins un joint annulaire et/ou au moins un segment pouvant être avantageusement remplacés par un jeu faible de quelques microns laissé entre la surface externe du tube rectiligne 61 et celle interne du carter de vanne 62.
Sur le tube rectiligne 61 peut être aménagé une butée réglable ou non qui coopère avec une surface d'arrêt axial prévue directement ou indirectement dans le carter de vanne 62, ladite butée déterminant la distance maximale entre ledit tube et la surface d'obturation 67 avec laquelle il coopère.
On note que le carter de vanne 62 peut loger plusieurs électrovannes à tube 60 telles que décrites précédemment. On a montré en figure 16 un exemple de réal isation de la pompe de réapprovisionnement 52 de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant la présente invention. La pom pe d e réa pp rov is ion n em ent 52 co m p re n d u n p i sto n d e réapprovisionnement 54 qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre borgne 55 aménagé dans un carter de cylindre borgne 56 de sorte à définir un volume variable à l'intérieur dudit cylindre.
Le piston réapprovisionnement 54 coopère avec un clapet d'entrée de réapprovisionnement 57 et un clapet de sortie de réapprovisionnement 58, dont respectivement la sortie et l'entrée débouchent dans ledit volume, ledit clapet d'entrée 57 admettant du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement 53 tandis que ledit clapet de sortie 58 expulse ledit fluide dans l'accumulateur de pression de compensation 51 ou dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85. Le piston de réapprovisionnement 54 est actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde 80 principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement 81 , d'une bobine de fil conducteur 82 et d'une cage magnétique de réapprovisionnement 83, et dans un deuxième sens par un ressort 84 permettant le rappel dudit piston de réapprovisionnement 54.
Le carter de cylindre borgne 56 est réalisé dans la même pièce métallique que la cage magnétique de réapprovisionnement 83 de l'actionneur électrique à solénoïde 80.
Le carter de cylindre borgne 56 comporte une chemise 59 dans laquelle évolue le piston de réapprovisionnement 54 de la pompe de réapprovisionnement 52.
Le cylindre borgne 55 comporte une lumière de fin de course de refoulement 76 qui relie ledit cylindre au clapet de sortie de réapprovisionnement 58 de sorte que le piston de réapprovisionnement 54 obture ladite lumière en fin de course de refoulement et soit freiné puis arrêté dans sa course de refoulement.
On note que la course maximale du piston de réapprovisionnement 54 est limitée dans le sens du refoulement par une butée de refoulement 77 et/ou dans le sens de l'aspiration par une butée d'aspiration 78. Les butées de refoulement 77 et d'aspiration 78 peuvent être constituées d'au moins une pièce de matière élastique offrant des propriétés d'amortissement.
Le noyau magnétique de réapprovisionnement 81 est traversé par le piston de réapprovisionnement 54 sur lequel il est monté rigidement.
Le piston réapprovisionnement 54 traverse l a cag e m ag n éti q u e d e réapprovisionnement 83 de part en part pour coopérer d'un coté de ladite cage avec le cylindre borgne 55 et de l'autre coté de ladite cage avec le ressort de rappel 84 dudit piston de réapprovisionnement 54.
Selon une première a lte rn at ive à cet ag e n cem en t , l e p i sto n de réapprovisionnement 54 peut être fixé sur le noyau de réapprovisionnement 81 . Pour cela, ledit noyau de réapprovisionnement 81 comporte des moyens de liaison avec le ressort de rappel 84, ce dernier étant rendu indirectement solidaire dudit piston de réapprovisionnement 54 de sorte à rappeler à la fois ledit noyau et ledit ressort. A titre de variante et comme illustré en figures 17 à 20, la pompe de réapprovisionnement 52 peut comprendre u n p i sto n t u b u l a i re d e réapprovisionnement 1 07 qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre ouvert 108 aménagé dans un carter de cylindre ouvert 109 lequel fait corps directement ou indirectement avec un carter de pompe 126.
Ainsi, ledit piston 107, ledit cylindre 108 et ledit carter de pompe 126 définissent ensemble un volume variable 1 10 à l'intérieur dudit cylindre 108, ledit piston tubulaire de réapprovisionnement 107 coopérant avec un clapet d'entrée de piston tubulaire 1 1 1 constitué d'une bille 1 13 et d'un ressort 1 14 ladite bille prenant appui sur un siège 1 15 aménagé au bout et à l'intérieur dudit piston 107 et un clapet de sortie de cylindre ouvert 1 12 constitué d'une bille 1 16 et d'un ressort 1 17 ladite bille prenant appui sur un siège 1 18 aménagé au bout et à l'extérieur dudit cylindre 109. On remarque ainsi que ledit clapet d'entrée 1 1 1 admet du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement 53 tandis que le clapet de sortie 1 12 expulse ledit fluide dans l'accumulateur de pression de compensation 51 ou dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85.
Selon un mode particulier de réalisation, le carter de cylindre ouvert 109 peu comporter un conduit d'acheminement de fluide hydraulique 1 24 qui relie directement ou indirectement le clapet d'entrée de piston tubulaire 1 1 1 avec un orifice d'entrée de pompe 125 que comporte le carter de pompe 126.
On note aussi que le carter de pompe 126 comporte un conduit de sortie de fluide hydraulique 127 reliant directement ou indirectement le clapet de sortie de cylindre ouvert 1 12 avec un orifice de sortie de pompe 128 que comporte le carter de pompe 126.
Selon le mode de réalisation choisi, le piston tubulaire de réapprovisionnement 107 peut être actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde 1 19 principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement 1 20 sol idaire dud it piston 1 07, d'une bobine de fil conducteur 121 et d'une cage magnétique de réapprovisionnement 122, et dans un deuxième sens par un ressort de rappel 123 du piston tubulaire de réapprovisionnement 107.
Selon cette configuration, le noyau magnétique de réapprovisionnement 120 peut être pourvu d'au moins un canal de noyau 1 29 reliant indirectement le conduit d'acheminement de fluide hydraulique 124 au centre du piston tubulaire de réapprovisionnement 107 via le clapet d'entrée de piston tubulaire 1 1 1 , le carter de cyl indre ouvert 1 09, led it noyau 1 20 et led it piston 1 1 1 étant communément logés à l'intérieur d'une douille étanche 130 tandis que ladite douille 130 achemine le fluide hydraulique depuis le conduit 124 jusqu'au dit canal 129.
Le réservoir de réapprovisionnement 53 est alimenté en fluide hydraulique par le circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne 100.
Le réservoir de réapprovisionnement 53 contient un flu ide hydraul ique spécifique et est indépendant du circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne 100. Ledit fluide hydraulique peut être spécialement formulé pour que le rendement, la précision et la durabilité de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant l'invention soient maximaux, notamment grâce à une viscosité faible dudit fluide quelle que soit la température de fonctionnement du moteur thermique, à une faible compressibilité, à de bonnes caractéristiques lubrifiantes et anti-usure ou à l'absence de particules abrasives et d'agents corrosifs ou oxydants.
On remarque que le vérin hydraulique actionneur de soupape 2 peut comporter au moins un drain, non représenté, qui récupère le fluide hydraulique fuyant dudit vérin, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement 53 via au moins un conduit draineur de vérin.
On note que la pompe hydraulique volumétrique 8 peut comporter au moins un drain, non représenté, qui récupère le fluide hydraulique fuyant de ladite pompe, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement 53 via au moins un conduit draineur de pompe.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant l'invention peut comprendre un ou plusieurs robinets de purge placés sur le vérin hydraulique 2 et/ou sur la pompe hydraulique volumétrique 8 et/ou en un point quelconque du circuit hydraulique haute pression entrant 5 et/ou du circuit hydraulique haute pression sortant 7 et/ou du circuit hydraulique basse pression 9.
Le ou lesdits robinets, non représentés, peuvent être d'un type analogue à ceux communément utilisés par l'homme de l'art dans toute application hydraulique.
L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 suivant l'invention peut comprendre au moins un accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 qui est intercalé entre la pompe de réapprovisionnement 52 et l'accumulateur de pression de compensation 51.
L'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 peut alimenter plusieurs accumulateurs de pression de compensation 51 qui alimentent respectivement plusieurs circuits indépendants d'actionneurs de soupape tels que représentés en figures 2 et 3. L'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 al imente lesdits accumulateurs de pression de compensation 51 lorsque la pression dans lesdits circuits chute au delà d'une certaine valeur.
L'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 peut être à membrane, à piston ou de tout autre type connu de l'homme de l'art.
La sortie de l'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 comporte une vanne de verrouillage garantissant le maintien de la pression dans ledit accumulateur lorsque le moteur à combustion interne 100 est à l'arrêt.
L'accumulateur de pressi o n d e réapprovisionnement 85 e st re l i é à l'accumulateur de pression de compensation 51 par un conduit comprenant au moins un clapet anti-retour 86 ledit clapet permettant au fluide hydraulique d'aller depuis l'accumulateur de réapprovisionnement 85 vers l'accumulateur de pression de compensation 51 et non l'inverse.
Le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 comporte au moins un clapet de maintien en pression 87 positionné vers son extrémité la plus proche de la pompe hydraulique volumétrique 8.
Le clapet de maintien en pression 87 permet au fluide hydraulique en provenance de ladite pompe hydraulique volumétrique 8 de pénétrer dans ledit conduit mais non d'en ressortir.
Le clapet de maintien en pression 87 permet notamment d'éviter la dépressurisation dudit circuit entre deux levées de soupape 101 afin de limiter les émissions acoustiques et d'augmenter le rendement de l'actionneur selon l'invention
A titre de variante, la sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 comporte un clapet anti-retour 141 de réservoir basse pression 10 positionné entre ladite sortie et l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13, ledit clapet 141 permettant au fluide hydraulique d'aller de la sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 audit réservoir basse pression 10, mais non le contraire. L'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 peut comporter au moins un limiteur de pression de circuit hydraulique 146 placé en un point quelconque du circuit hydraulique basse pression 9 et/ou du conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 et/ou du conduit haute pression de fermeture de soupape 12, ledit limiteur 146 permettant au fluide hydraulique contenu dans led it circu it 9 et/ou lesd its cond u its 1 1 , 1 2 de retou rner directement dans le réservoir de réapprovisionnement 53 lorsque la pression régnant dans ledit circuit 9 et/ou lesdits conduits 1 1 , 12 dépasse une certaine valeur.
A partir de la description qui précède, on comprend le fonctionnement de l'actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative 1 selon la présente invention. En relation avec la figure 1 qui illustre le schéma de principe d'une variante de l'invention prévue pour ne commander qu'une seule soupape 101 , et en relation avec la figure 1 2 q u i en propose un mode particul ier de réal isation , le fonctionnement de l'actionneur selon l'invention s'opère comme suit : La pompe hydraulique volumétrique 8 est constamment entraînée par le vilebrequin 102 du moteur à combustion interne 100.
Lorsque la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 doit rester fermée, l'électrovanne d'ouverture de soupape 4 et l'électrovanne de fermeture de soupape 6 sont fermées tandis que l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 est ouverte et laisse le fluide hydraulique expulsé en sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 al ler vers le circuit hydraulique basse pression 9, ce dernier alimentant en retour l'entrée de ladite pompe 8 en fluide hydraulique avec le même débit, via le clapet anti retour d'entrée de pompe 14. La pression différentielle entre l'entrée et la sortie de ladite pompe 8 étant faible, cette dernière consomme peu d'énergie.
Lorsque la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 doit être manœuvrée en ouverture, l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 se ferme et empêche le flu ide hydraul ique expulsé en sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 de retourner dans le circuit hydraulique basse pression 9, de sorte que ledit fluide soit naturellement forcé dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 .
Une fois l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13 fermée, la pression en sortie de pompe hydraulique volumétrique 8 monte rapidement et atteint cel le qu i a été précédem ment stockée dans le condu it haute pression d'ouverture de soupape 1 1 par le clapet de ma intien en pression 87. Approximativement à cet instant, l'électrovanne d'ouverture de soupape 4 s'ouvre de sorte que le fluide hydraulique pénètre dans le vérin hydraulique actionneur de soupape 2 et pousse sur le piston actionneur de soupape 3.
Comme illustré en figure 12, en se déplaçant, le piston actionneur de soupape 3 pousse sur la tige de poussée de bras 40, laquelle pousse le bras de rotation 48, lequel entraîne la came d'ouverture de soupape 15 en rotation autour de son axe 25. La rotation de ladite came 15 conduit à ce que la surface de contact de came à effet levier 38 aménagée sur ladite came 15 exerce une pression sur la surface de contact de basculeur 41 aménagée sur le linguet basculeur 42. Ceci a pour effet de faire basculer ledit linguet 42 qui, en prenant appui sur son ancrage de linguet 43 solidaire du moteur à combustion interne 100, pousse sur la queue 105 de la soupape 101 dudit moteur via son toucheau de linguet 44, ce qui a pour effet d'ouvrir ladite soupape 101 .
On remarque, au vu de l'agencement illustré en figure 12, que l'axe 25 de la came d'ouverture de soupape 15, la surface de contact de came à effet levier 38, la surface de contact de basculeur 41 et le positionnement de l'ancrage de linguet 43 et du toucheau de linguet 44 sont prévus de telle sorte qu'ils offrent au piston actionneur de soupape 3 un grand bras de levier pour ouvrir la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 lorsque cette dernière est fermée, ledit bras de levier devenant ensuite d'autant plus faible que la hauteur de levée de ladite soupape 101 est grande.
Cette configuration permet d'accélérer progressivement ladite soupape 101 et d'éventuellement décomprimer une chambre de combustion 106 que comprend le moteur à combustion interne 100, de sorte que la pression dans ledit vérin 2, dans le circuit hydraulique haute pression entrant 5 et dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 augmente progressivement sans risque ni de coup de bélier, ni d'excitation en compression et/ou décompression du fluide hydraulique conduisant à une instabilité de la position angulaire de la came d'ouverture de soupape 15 et de la position longitudinale de la soupape 101 dudit moteur. On voit en figure 12 que la hauteur de levée de la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 peut être déduite de la position angulaire de la came d'ouverture de soupape 15 laquelle est mesurée par le capteur de position angulaire de came 30. La valeur mesurée est retournée au calculateur de gestion du moteur à combustion interne 100.
Lorsque la hauteur de levée recherchée pour ladite soupape 101 est atteinte, ledit calculateur ouvre l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe 13, ce qui stoppe l'ouverture de ladite soupape 101 car le fluide hydraulique expulsé en sortie de la pompe hydraulique volumétrique 8 n'est plus forcé dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 et donc, se dirige naturellement vers le circuit hydraulique basse pression 9.
Quasi simultanément, l'électrovanne d'ouverture de soupape 4 se ferme ce qui a pour effet d'une part, de stabiliser la soupape 101 dans sa position de consigne et d'autre part, de piéger une certaine quantité de fluide hydraulique sous pression dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape 1 1 et dans le circuit hydraulique haute pression entrant 5, le clapet de maintien en pression 87 interdisant audit fluide de retourner vers la pompe hydraulique volumétrique 8.
On note que le piégeage dudit fluide dans lesdits conduits par ledit clapet peut avantageusement conduire à de moindres émissions acoustiques et/ou à un meilleur rendement de l'actionneur selon l'invention, notamment en réduisant le volume de fluide qui se détend brutalement dans l'accumulateur de pression de compensation 51 .
On remarque que la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 est maintenue ouverte tant que l'électrovanne de fermeture de soupape 6 n'est pas actionnée en ouverture par le calculateur. Le temps d'ouverture de ladite soupape 101 est déterminé en fonction des objectifs assignés au contrôle du moteur à combustion interne 100, qu'il s'agisse d'améliorer les performances en couple et en puissance dudit moteur, d'en améliorer le rendement énergétique, ou d'en réduire les émissions polluantes.
Pour refermer ladite soupape 101 au moment recherché, le calculateur ouvre l'électrovanne de fermeture de soupape 6. Cette action a pour effet de permettre au fluide hydraulique contenu dans le vérin hydraulique actionneur de soupape 2 de s'échapper par le circuit hydraulique haute pression sortant 7 puis par le conduit haute pression de fermeture de soupape 12 pour être mis en relation avec l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique 8.
Cette action hausse instantanément la pression à l'entrée de ladite pompe de sorte que ladite pression devient supérieure à celle régnant dans le circuit hydraulique basse pression 9. Cette différence de pression ferme le clapet anti retour d'entrée de pompe 14 de sorte que le fluide hydraulique provenant du vérin hydraulique actionneur de soupape 2 se trouve forcé à passer par l'entrée de ladite pompe hydraulique volumétrique 8.
Entraînée en rotation par le fluide expulsé par le vérin hydraulique actionneur de soupape 2, ladite pompe hydraulique volumétrique 8 devient motrice et restitue au vilebrequin 102 du moteur à combustion interne 100 une partie du travail mécan iq ue qu i a préalablement perm is de comprimer le fl u ide hydraulique et le ressort 103 de la soupape 101 dudit moteur et de tendre le ressort de rappel 19 de la came d 'ouvertu re de soupape 15 et q u i a préalablement permis d'accélérer ladite soupape, ledit ressort, et l'ensemble de la chaîne de transmission mécanique 16 et hydraulique animé d'un mouvement alternatif de l'actionneur selon l'invention.
On remarque que l'électrovanne de fermeture de soupape 6 peut être ouverte en une seule fois, mais aussi soit de façon proportionnelle soit en plusieurs fois. Ces dernières stratégies d'ouverture de ladite électrovanne peuvent contribuer à minimiser le choc que subit la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 lorsque celle-ci atterrit sur son siège, en complément de l'effet de levier variable produit par la transmission mécanique 16 et par la transmission intermédiaire 17 telles que représentées en figure 12.
L'ouverture proportionnelle de ladite électrovanne de fermeture de soupape 6 peut notamment être obtenue en appliquant aux bornes de sa bobine 71 un courant modulé en largeur d'impulsion, cette méthode étant également connue sous l'acronyme anglophone « PWM » (Puise Width Modulation). Le pilotage de ladite électrovanne est confié au calculateur qui coopère avec le capteur de position angulaire de came 30 et/ou le codeur angulaire du vilebrequin 102 du moteur à combustion interne 100 pour maîtriser la vitesse de ladite soupape 101 , particulièrement au moment de son atterrissage sur son siège.
On constate que le volume total du circuit hydraulique de l'actionneur 1 varie en fonction de la position du piston actionneur de soupape 3 dans son cylindre 22. Cette variation de volume est absorbée par l'accumulateur de pression de compensation 51 qui maintient la pression du circuit hydraulique basse pression 9 entre deux valeurs, une minimale et une maximale.
Ladite valeur minimale de pression est suffisante d'une part, pour permettre à l'actionneur 1 selon l'invention de fonctionner sans phénomène de cavitation ledit phénomène étant réputé destructeur, et d'autre part, pour minimiser les possibles instabilités de position de la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 induites par la compressibilité du fluide hydraulique. En tout état de cause, ladite valeur maximale de pression ne doit pas excéder celle qui permet au piston actionneur de soupape 3 de décoller la soupape 101 du moteur à combustion interne 100 de son siège.
On remarque que si la valeur minimale de pression du circuit hydraulique basse pression 9 descend en dessous d'un certain seuil - ladite valeur étant surveillée par un calculateur au moyen d'un capteur de pression placé en un point quelconque du circuit hydraulique basse pression 9 - l a pom pe d e réapprovisionnement 52 réa l i m ente l ' accu m u l ateu r de press ion d e compensation 51 en fluide hydraulique en aspirant ledit fluide dans le réservoir de réapprovisionnement 53 et en refoulant ledit fluide dans ledit accumulateur.
En figures 2 et 3, on voit que lorsque l'actionneur 1 selon l'invention prévoit plusieurs circuits parallèles alimentant chacun plusieurs soupapes 101 ou groupes de soupapes ne s'ouvrant pas au même moment mais appartenant à un même moteur à combustion interne 100, un accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 peut avantageusement être intercalé entre la pompe de réapprovisionnement 52 et les accumulateurs de pression de compensation 51 que comporte chacun desdits circuits parallèles. En ce cas, un seul accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 al imente en fluide hydraulique l'accumulateur de pression de compensation 51 que comporte chaque circuit hydraulique basse pression 9 via le clapet anti-retour de réapprovisionnement 86 que comporte chacun desdits circuits hydrauliques basse pression.
Selon cette configuration, c'est la valeur minimale de la pression qui règne dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement 85 qui est surveillée par le calculateur au moyen d'un capteur de pression , la valeur minimale de la pression qui règne dans chacun des circuits hydrauliques basse pression 9 étant automatiquement maintenue à la valeur recherchée par leur clapet antiretour de réapprovisionnement 86.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et quelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent.

Claims

REVENDICATIONS
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative pour moteur à combustion interne (100), caractérisé en ce qu'il comprend :
• au moins un vérin hydraulique actionneur de soupape (2) qui comporte au moins un piston actionneur de soupape (3) lequel ouvre au moins une soupape (101 ) d'un moteur à combustion interne (100) ou d'un compresseur à piston(s) lorsque ledit vérin (2) est mis en relation par une électrovanne d'ouverture de soupape (4) avec au moins un circuit hydraulique haute pression entrant (5), ledit vérin (2) fermant ladite soupape (101 ) lorsqu'il est mis en relation par une électrovanne de fermeture de soupape (6) avec au moins un circuit haute pression sortant (7), et ledit vérin (2) assurant le maintien en ouverture de ladite soupape (101 ) lorsqu'il n'est mis en relation ni avec le circuit haute pression entrant (5), ni avec le circuit haute pression sortant (7) ;
• au moins une pompe hydraulique volumétrique (8) comprenant au moins une sortie reliée à un circuit hydraulique basse pression (9) relié à au moins un réservoir basse pression (10) et au moins une entrée reliée audit circuit hydraulique basse pression (9), ladite pompe (8) tournant à une vitesse proportionnel le à cel le d'un vilebrequin (102) du moteur à combustion interne (100) ;
• au moins un conduit haute pression d'ouverture de soupape (1 1 ) reliant la sortie de la pompe hydraulique volumétrique (8) avec le circuit hydraulique haute pression entrant (5) du vérin hydraulique actionneur de soupape (2) ;
• au moins un conduit haute pression de fermeture de soupape (12) reliant l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique (8) avec le circuit hydraulique haute pression sortant (7) du vérin hydraulique actionneur de soupape (2) ;
• au moins une électrovanne d'obturation de sortie de pompe (13) qui peut empêcher le fluide hydraulique expulsé à la sortie de la pompe hydraulique volumétrique (8) de retourner dans le circuit hydraulique basse pression (9), de sorte que ledit fluide soit forcé dans le conduit haute pression d'ouverture de soupape (1 1 ) ;
• au moins un clapet anti retour d'entrée de pompe (14) qui interdit au fluide hydraulique provenant du vérin hydraulique actionneur de soupape (2) via le conduit haute pression de fermeture de soupape (12) de retourner directement dans le circuit hydraulique basse pression (9), de sorte que ledit fluide soit forcé à l'entrée de la pompe hydraulique volumétrique (8), mais ledit clapet (14) permettant à ladite pompe (8) d'aspirer ledit fluide contenu dans le circuit hydraulique basse pression (9), lorsque la pression de ce dernier est supérieure à la pression régnant dans le conduit haute pression de fermeture de soupape (12) ;
• au moins une came d'ouverture de soupape (15) reliée d'une part au vérin hydraulique actionneur de soupape (2) par une transmission mécanique (16), et d'autre part à la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100) directement ou par le biais d'une transmission intermédiaire (17), lad ite came (15) se déplaçant dans u n sens lors des manœuvres d'ouverture de ladite soupape (101 ), pu is en sens i nverse lors des manœuvres de fermeture de ladite soupape (101 ) ;
• au moins un ressort de rappel (19) de la came d'ouverture de soupape (15) qui tend à rappeler ladite came (15) dans la position qu'elle a lorsque la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100) est fermée ;
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le vérin hydraulique actionneur de soupape (2) est rotatif et le piston actionneur de soupape (3) a une forme en palette, ledit piston (3) séparant au moins une chambre haute pression (20) d'au moins une chambre basse pression (21 ) de sorte que la pression du fluide hydraulique puisse entraîner en rotation ledit piston (3) ce dernier étant relié en rotation directement ou indirectement à la came d'ouverture de soupape (15).
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston actionneur de soupape (3) se déplace dans un cylindre (22) et pousse sur une crémaillère d'ouverture de soupape (23) guidée dans une culasse (104) que comporte le moteur à combustion interne (100) ou le compresseur à piston(s), ladite crémaillère (23) coopérant avec un pignon (24) aménagé autour d'un axe (25) de la came d'ouverture de soupape (15) de sorte à entraîner ladite came (15) en rotation quand ledit piston (3) se déplace en translation longitudinale.
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la crémaillère d'ouverture de soupape (23) est guidée dans la culasse (104) du moteur à combustion interne (100) au moyen d'au moins un roulement à billes ou à rouleaux (26).
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston actionneur de soupape (3) se déplace dans un cylindre (22) et pousse une tige d'ouverture de soupape (27) avec l'une des extrémités de laquelle il est articulé, ladite tige (27) poussant à son tour sur un bras de came (28) que comporte directement ou indirectement la came d'ouverture de soupape (15) avec lequel l'autre extrémité de ladite tige (27) est également articulée de sorte à entraîner ladite came (15) en rotation quand ledit piston (3) se déplace en translation longitudinale.
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la tige d'ouverture de soupape (27) est articulée à l'une au moins de ses deux extrémités au moyen d'une rotule ouverte ou fermée (29).
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la pompe hydraulique volumétrique (8) comporte plusieurs compartiments (31 ) qui constituent chacun une pompe autonome comportant au moins une entrée (32) et au moins une sortie (33) reliées à au moins un vérin hydraulique actionneur de soupape (2), lesdites pompes autonomes étant entraînées en rotation par le même arbre (34) et étant logées dans le même carter (35).
Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100) comporte un capteur de position.
9. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape (15) comporte un capteur de position angulaire de came (30). 10. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape (15) coopère avec une butée de came qui limite la position angulaire maximale de ladite came (15) lorsque la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100) actionnée par ladite came (15) est fermée.
1 1 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la butée de came est montée sur un amortisseur ou comporte un amortisseur limitant les émissions acoustiques lorsque ladite came (15) entre en contact avec la butée de came.
12. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape (15) comporte deux articulations (36, 37) ouvertes ou fermées et une surface de contact de came à effet levier (38), la première articulation (36) étant solidaire du moteur à combustion interne (100) tandis q u e la seconde articulation (37) est reliée au piston actionneur de soupape (3) directement par un toucheau de piston ou indirectement par une tige de poussée (40) et ladite came (15) pouvant rouler et/ou glisser sur une surface de contact de basculeur (41 ) aménagée sur un linguet basculeur (42) articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet (43) solidaire dudit moteur (100), et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet (44) qui peut pousser directement ou indirectement sur une queue (105) d'au moins une soupape (101 ) dudit moteur (100) pour ouvrir ladite soupape (101 ). 13. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'une au moins des deux articulations (36, 37) ouvertes ou fermées est une rotule.
14. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la tige de poussée (40) est articulée à chacune de ses extrémités par une liaison rotule, la première liaison rotule (46) étant aménagée dans ou à l'extrémité du piston actionneur de soupape (3) tandis que la deuxième liaison rotule (47) est aménagée dans ou sur la came d'ouverture de soupape (15).
15.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape (15) comporte une surface de contact de came à effet levier (38) et est entraînée en rotation au moyen d'au moins un bras de rotation (48) dont l'une des extrémités est solidaire de l'axe (25) de ladite came (15) tandis que son autre extrémité est articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule (49) avec la première extrémité d'une tige de poussée de bras (40), la deuxième extrémité de ladite tige (40) étant articulée au moyen d'une liaison pivot ou rotule (47) avec le piston actionneur de soupape (3) et ladite came (15) pouvant rouler et/ou glisser sur une surface de contact de basculeur (41 ) aménagée sur un linguet basculeur (42) articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet (43) solidaire du moteur à combustion interne (100), et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet (44) qui peut pousser directement ou indirectement sur une queue (105) que comporte au moins une soupape (101 ) dudit moteur (100) pour ouvrir ladite soupape (101 ). 16.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston actionneur de soupape (3) se déplace dans un cylindre (22) muni d'une lumière d'amortissement de fin de course de piston (50), ladite lumière étant obturée en tout ou partie par ledit piston (3) lorsque ledit piston arrive au voisinage de la position qu'il a lorsque la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100) qu'il actionne est fermée.
17. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston actionneur de soupape (3) se déplace dans un cylindre (22) muni d'une butée de fin de course de piston cette dernière limitant la profondeur d'introduction dudit piston (3) dans ledit cylindre (22).
18. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le réservoir basse pression (10) est constitué d'au moins un accumulateur de pression de compensation (51 ) maintenu sous pression par au moins une pompe de réapprovisionnement (52) laquelle alimente ledit accumulateur en fluide hydraulique en aspirant ledit fluide dans au moins un réservoir de réapprovisionnement (53).
19. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'électrovanne d'ouverture de soupape (4) et/ou l'électrovanne de fermetu re de sou pape (6) et/ou l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe (13) est une électrovanne à tube (60) constituée d'au moins un tube rectiligne (61 ) pouvant se déplacer en translation longitudinale dans un carter de vanne (62) comportant une chambre supérieure (63) et une chambre inférieure (64), ledit tube rectil igne (61 ) comportant une première extrémité (65) débouchant dans la chambre supérieure (63) et une deuxième extrémité (66) débouchant dans la chambre inférieure (64), ladite deuxième extrémité (66) pouvant entrer en contact avec au moins une surface d'obturation (67) solidaire dudit carter de vanne (62) de sorte à boucher de façon la plus étanche possible ladite deuxième extrémité (66).
20. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que l'électrovanne à tube (60) comporte des moyens d'étanchéité (68) entre la surface externe du tube rectiligne (61 ) et le carter de vanne (62) qui isolent la chambre supérieure (63) de la chambre inférieure (64).
21 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que l'électrovanne à tube (60) comprend au moins un ressort d'obturation (69) qui tend à maintenir le tube rectiligne (61 ) en contact avec la surface d'obturation (67).
22. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 19 et 21 , caractérisé en ce que l'électrovanne à tube (60) comporte au moins un actionneur électrique (70) capable d'appliquer au tube rectiligne (61 ) un effort antagoniste à celui produit par le ressort d'obturation (69), ledit effort étant suffisant pour décoller le tube rectiligne (61 ) de la surface d'obturation (67) lorsque ledit actionneur est traversé par un courant électrique.
23. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 22, caractérisé en ce que l'actionneur électrique (70) est constitué d'une bobine de fil conducteur (71 ) qui attire un noyau ou palette magnétique (72) lorsque ladite bobine est traversée par un courant électrique.
24. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 23, caractérisé en ce que le noyau ou palette magnétique
(72) est logé dans la chambre supérieure (63).
25. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 23, caractérisé en ce que la bobine de fil conducteur (71 ) est logée dans la chambre supérieure (63).
26. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 23, caractérisé en ce que la bobine de fil conducteur (71 ) est logée à l'extérieur de la chambre supérieure (63), le champ magnétique généré par ladite bobine lorsqu'elle est traversée par un courant électrique passant au travers de la paroi externe de ladite chambre de sorte à exercer un effort sur le noyau ou palette magnétique (72).
27. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 19 et 23, caractérisé en ce que la première extrémité (65) du tube rectiligne (61 ) est solidaire du noyau ou palette magnétique (72).
28. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la première extrémité (65) du tube rectiligne (61 ) comporte au moins un orifice radial et/ou axial (88) débouchant dans la chambre supérieure (63).
29. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (66) du tube rectiligne (61 ) est troncosphérique et présente une ligne de contact avec la surface d'obturation (67) similaire à celle réalisée par une bille portant sur un siège.
30. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la surface d'obturation (67) est aménagée sur une pièce indépendante (73) montée flottante dans le carter de vanne (62), ladite pièce pouvant s'aligner avec le tube rectiligne (61 ) lorsque la deuxième extrémité (66) dudit tube entre en contact avec ladite surface.
31 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 19, 21 et 30, caractérisé en ce que le carter de vanne (62) comporte directement, ou indirectement via un bouchon intermédiaire (74), un orifice (75) mis à l'air libre qui est fermé par la pièce indépendante (73) sur laquelle est aménagée la surface d'obturation (67). 32. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant des revendications 1 et 19, caractérisé en ce que le carter de vanne (62) est fixé sur le moteur à combustion interne (100) et comporte des orifices et/ou des conduits d'entrée-sortie (89) mettant en relation la chambre supérieure (63) et/ou la chambre inférieure (64) soit avec le vérin hydraulique actionneur de soupape (2) soit avec la pompe hydraulique volumétrique (8) via le circuit hydraulique haute pression entrant (5), le circuit haute pression sortant (7) ou le circuit hydraulique basse pression (9).
33. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la section du tube rectiligne (61 ) au niveau de l'étanchéité que ledit tube constitue avec le carter de vanne (62) est légèrement plus petite que la section dudit tube au niveau de son contact avec la surface d'obturation (67). 34. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (68) sont constitués par la surface externe du tube rectiligne (61 ) qui coopère avec celle interne du carter de vanne (62). 35. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce qu'une butée (79) réglable ou non est aménagée sur le tube rectiligne (61 ) qui coopère avec une surface d'arrêt axial (93) aménagée directement ou indirectement dans le carter de vanne (62), ladite butée déterminant la distance maximale entre ledit tube et la surface d'obturation (67) avec laquelle il coopère.
36.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le carter de vanne (62) peut loger plusieurs électrovannes à tube (60). 37.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la pompe de réapprovisionnement (52) comprend un piston de réapprovisionnement (54) qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre borgne (55) aménagé dans un carter de cylindre borgne (56) de sorte à définir un volume variable à l'intérieur dudit cylindre, ledit piston de réapprovisionnement (54) coopérant également avec un clapet d'entrée de réapprovisionnement (57) et un clapet de sortie de réapprovisionnement (58), dont respectivement la sortie et l'entrée débouchent dans ledit volume, ledit clapet d'entrée (57) admettant du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement (53) tandis que ledit clapet de sortie (58) expulse ledit flu ide dans l'accumulateur de pression de compensation ( 5 1 ) o u d a n s l ' a c c u m u l a t e u r d e pression de réapprovisionnement (85).
38. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 37, caractérisé en ce que le piston de réapprovisionnement
(54) est actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde (80) principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement (81 ), d'une bobine de fil conducteur (82) et d'une cage magnétique de réapprovisionnement (83), et dans un deuxième sens par un ressort de rappel (84) du piston de réapprovisionnement (54).
39. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 37 et 38, caractérisé en ce que le carter de cylindre borgne (56) est réalisé dans la même pièce métallique que la cage magnétique de réapprovisionnement (83).
40. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 37, caractérisé en ce que le carter de cylindre borgne (56) com porte u ne chem ise (59) dans laquelle évolue le piston de réapprovisionnement (54).
41 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 37 et 38, caractérisé en ce que le cylindre borgne (55) comporte une lumière de fin de course de refoulement (76) qui relie ledit cylindre au clapet de sortie de réapprovisionnement (58) de sorte que le piston de réapprovisionnement (54) obture ladite lumière en fin de course de refoulement et soit freiné puis arrêté dans sa course de refoulement.
42. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 37, caractérisé en ce que la course maximale du piston de réapprovisionnement (54) est limitée dans le sens du refoulement par une butée de refoulement (77) et/ou dans le sens de l'aspiration par une butée d'aspiration (78).
43. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 37 et 38, caractérisé en ce que le noyau magnétique de réapprovisionnement (81 ) est traversé par le piston de réapprovisionnement (54) sur lequel il est monté rigidement, ledit piston traversant la cage magnétique de réapprovisionnement (83) de part en part pour coopérer d'un coté de ladite cage avec le cylindre borgne (55) et de l'autre coté de ladite cage avec le ressort de rappel (84) dudit piston (54).
44. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la pompe de réapprovisionnement (52) comprend un piston tubulaire de réapprovisionnement (107) qui peut effectuer des mouvements de va-et-vient dans un cylindre ouvert (108) aménagé dans un carter de cylindre ouvert (109) lequel fait corps directement ou indirectement avec un carter de pompe (1 26) de sorte que ledit piston (107), ledit cylindre (108) et ledit carter de pompe (126) définissent ensemble un volume variable (1 10) à l'intérieur dudit cylindre (108), ledit piston tubulaire de réapprovisionnement (107) coopérant avec un clapet d'entrée de piston tubulaire (1 1 1 ) constitué d'une bille (1 13) et d'un ressort (1 14) ladite bille prenant appui sur un siège (1 15) aménagé au bout et à l'intérieur dudit piston (107) et un clapet de sortie de cylindre ouvert (1 12) constitué d'une bille (1 16) et d'un ressort (1 17) ladite bille prenant appui sur un siège (1 18) aménagé au bout et à l'extérieur dudit cylindre (109), ledit clapet d'entrée (1 1 1 ) admettant du fluide hydraulique en provenance du réservoir de réapprovisionnement (53) tandis que ledit clapet de sortie (1 12) expulse ledit fluide dans l'accumulateur de pression de compensation (51 ) ou dans l'accumulateur de pression de réapprovisionnement (85).
45.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 44, caractérisé en ce que le carter de cylindre ouvert (109) comporte un conduit d'acheminement de fluide hydraulique (124) reliant directement ou indirectement le clapet d'entrée de piston tubulaire (1 1 1 ) avec un orifice d'entrée de pompe (125) que comporte le carter de pompe (126). 46.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 44, caractérisé en ce que le carter de pompe (126) comporte un conduit de sortie de fluide hydraulique (127) reliant directement ou indirectement le clapet de sortie de cylindre ouvert (1 12) avec un orifice de sortie de pompe (128) que comporte le carter de pompe (126).
47.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revend ication 44, caractérisé en ce q u e le piston tubulaire de réapprovisionnement (107) est actionné en translation dans un premier sens par un actionneur électrique à solénoïde (1 19) principalement constitué d'un noyau magnétique de réapprovisionnement (120) solidaire dudit piston (107), d'une bobine de fil conducteur (121 ) et d'une cage magnétique de réapprovisionnement (122), et dans un deuxième sens par un ressort de rappel (123) du piston tubulaire de réapprovisionnement (107). 48. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 47, caractérisé en ce q ue le noyau magnétique de réapprovisionnement (120) est pourvu d'au moins un canal de noyau (129) reliant indirectement le conduit d'acheminement de fluide hydraulique (124) au centre du piston tubulaire de réapprovisionnement (107) via le clapet d'entrée de piston tubulaire (1 1 1 ), le carter de cylindre ouvert (109), ledit noyau (120) et ledit piston (1 1 1 ) étant communément logés à l'intérieur d'une douille étanche (130) tandis que ladite douille (130) achemine le fluide hydraulique depuis le conduit (124) jusqu'au dit canal (129). 49. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 1 et 18, caractérisé en ce q ue le réservoir de réapprovisionnement (53) est alimenté en fluide hydraulique par le circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne (100).
50.Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant l es revend ications 1 et 18, caractérisé en ce q ue le réservoir de réapprovisionnement (53) contient un fluide hydraulique spécifique et est indépendant du circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne (100). 51 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 1 et 18, caractérisé en ce que le vérin hydraulique actionneur de soupape (2) comporte au moins un drain qui récupère le fluide hydraulique fuyant dudit vérin, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement (53) via au moins un conduit draineur de vérin.
52. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 1 et 18, caractérisé en ce que la pompe hydraulique volumétrique (8) comporte au moins un drain qui récupère le fluide hydraulique fuyant de ladite pompe, de sorte que ledit fluide retourne dans le réservoir de réapprovisionnement (53) via au moins un conduit draineur de pompe.
53. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs robinets de purge placés sur le vérin hydraulique actionneur de soupape (2) et/ou sur la pompe hydraulique volumétrique (8) et/ou en un point quelconque du circuit hydraulique haute pression entrant (5) et/ou du circuit hydraulique haute pression sortant (7) et/ou du circuit hydraulique basse pression (9). 54. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape (15) est un tiroir en forme de coin (90) qui peut translater sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape (2) dans un guide ou une glissière (91 ) aménagé dans la culasse (104) du moteur à combustion interne (100) de sorte que la forme de coin dudit tiroir (90) crée une variation locale d'épaisseur qui permet de lever ou de déposer de son siège la soupape (101 ) du moteur à combustion interne (100).
55. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 54, caractérisé en ce que le guide ou glissière (91 ) comporte au moins un rouleau (92) sur lequel roule le tiroir en forme de coin (90).
56. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 54, caractérisé en ce que le tiroir en forme de coin (90) coopère avec un linguet basculeur à rouleau (18) articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet (43) solidaire du moteur (100), et muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet (44) qui peut pousser directement ou indirectement sur la queue (105) que comporte la soupape (101 ) dudit moteur pour ouvrir ladite soupape.
57. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la came d'ouverture de soupape
(15) est constituée d'un doigt à came (131 ) articulé par l'une de ses extrémités autour d'un axe (1 33) et comportant en son autre extrémité une surface tangentielle de levée (132), ladite surface ayant une forme telle qu'elle exerce radialement une poussée par rapport audit axe (133) sur un linguet basculeur à rouleau (18) lorsque le doigt à came (131 ) tourne autour de son dit axe (133) sous l'action du vérin hydraulique actionneur de soupape (2) et le linguet (18) étant lui-même articulé à l'une de ses extrémités autour d'au moins un ancrage de linguet (43) solidaire du moteur (100), et étant muni à son autre extrémité d'au moins un toucheau de linguet (44) de sorte à pouvoir pousser directement ou indirectement sur une queue (105) que comporte la soupape (101 ) dudit moteur afin d'ouvrir ladite soupape.
58. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 1 et 57, caractérisé en ce que la transmission mécanique (16) reliant le doigt à came (131 ) au vérin hydraulique actionneur de soupape (2) est constituée d'une tige de poussée (40) comportant à chacune de ses deux extrémités (135, 136) une articulation pivotante et/ou à rotule, la première extrémité (135) prenant appui sur ou dans le piston actionneur de soupape (3), tandis que la seconde extrémité (136) prend appui sur le corps du doigt à came (131 ).
59. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant les revendications 1 et 57, caractérisé en ce que le ressort de rappel (19) du doigt à came (1 31 ) est constitué d'au moins un ressort hélicoïdal (134) qui exerce un effort antagoniste à celui du piston actionneur de soupape (3), et qui tend à éloigner l'une de l'autre deux articulations pivotantes et/ou à rotule (138, 139) guidées l'une par rapport à l'autre par au moins une liaison glissière (137), la première articulation (138) prenant appui directement ou non sur le moteur à combustion interne (100) tandis que la deuxième articulation (139) prend appui sur le corps du doigt à came (131 ).
60. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 57, caractérisé en ce que la surface tangentielle de levée (132) se termine par une butée (140) qui peut entrer en contact avec le linguet basculeur à rouleau (18) de sorte à limiter le déplacement angulaire du doigt à came (131 ).
61 .Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 8, caractérisé en ce qu'au moins un accumulateur de pression de réapprovisionnement (85) est intercalé entre la pompe de réapprovisionnement (52) et l'accumulateur de pression de compensation (51 ).
62. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 61 , caractérisé en ce que la sortie de l'accumulateur de pression de réapprovisionnement (85) comporte une vanne de verrouillage.
63. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 61 , caractérisé en ce que l'accumulateur dé pression de réapprovisionnement (85) est relié à l'accumulateur de pression de compensation (51 ) par un conduit comprenant au moins un clapet anti-retour (86), ledit clapet permettant au fluide hydraulique d'aller depuis l'accumulateur de pression de réapprovisionnement (85) vers l'accumulateur de pression de compensation (51 ) et non l'inverse.
64. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le conduit haute pression d'ouverture (1 1 ) comporte au moins un clapet de maintien en pression (87) positionné vers son extrémité la plus proche d e la pompe hydraulique volumétrique (8), ledit clapet permettant au fluide hydraulique en provenance de ladite pompe de pénétrer dans ledit conduit, mais non d'en ressortir. Actionneur de soupape électro-hydraulique à vérin et came alternative suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la sortie de la pompe hydraulique volumétrique (8) comporte un clapet anti-retour (141 ) de réservoir basse pression (10) positionné entre ladite sortie et l'électrovanne d'obturation de sortie de pompe (13), ledit clapet (141 ) permettant au fluide hydraulique d'aller de la sortie de la pompe hydraulique volumétrique (8) audit réservoir basse pression (10), mais non le contraire.
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