WO2014096615A1 - Moteur a combustion de vehicule automobile - Google Patents

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WO2014096615A1
WO2014096615A1 PCT/FR2013/052968 FR2013052968W WO2014096615A1 WO 2014096615 A1 WO2014096615 A1 WO 2014096615A1 FR 2013052968 W FR2013052968 W FR 2013052968W WO 2014096615 A1 WO2014096615 A1 WO 2014096615A1
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WO
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hollow shaft
cam
shaft
control shaft
sliding
Prior art date
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PCT/FR2013/052968
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English (en)
Inventor
Marc JAN
Diego Rafael Veiga Pagliari
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Priority claimed from FR1262483A external-priority patent/FR3000166B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005—Deactivating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod

Definitions

  • the invention relates to motor vehicles with multiple combustion cylinders and more particularly the deactivation systems of some cylinders, in particular by deactivating the distribution for some engine valves.
  • a known system consists of actuating valves using a cam mounted on a sliding sleeve.
  • the cam is adjoined by a circular portion of the sleeve so that after sliding of the sleeve, an actuating rod of the valve cooperates only with the circular portion and the movement of the valve is neutralized.
  • the sliding of the sleeve is implemented using an electromagnetic actuator.
  • the deactivation systems make it possible to deactivate half of the cylinders of an engine having an even number of cylinders, the deactivated cylinders being always the same.
  • This deactivation is allowed and possible only on stabilized operating points and weakly loaded motor field. This gives access to a mode of deactivation equivalent to 50% of the load that can produce the engine in conventional operating mode.
  • This unique mode of deactivation allows access to consumption gains by improving the efficiency of the engine, due to operation in more virtuous engine performance zones, and by reducing pumping losses, ie by less use of the throttle valve to regulate the load.
  • the invention aims to enable the implementation of a rotating deactivation of the cylinders of a motor vehicle engine which deactivation is reliable and inexpensive by using essentially mechanical actuators.
  • an actuating device for combustion engine cylinder valves of a motor vehicle comprising at least less a moving cam between a position corresponding to a nominal mode of valve actuation and a position corresponding to a deactivation of the nominal mode of valve actuation, characterized in that it comprises a hollow shaft, cams driven in rotation by the hollow shaft, among which said at least one movable cam is slidably mounted in a longitudinal direction to the hollow shaft between a position corresponding to a nominal mode of valve actuation and a position corresponding to a deactivation of the nominal mode of valve actuation, a control shaft mounted within the hollow shaft, and a mechanical connection between the control shaft and said at least one sliding cam, said link transforming a relative rotation of the hollow shaft relative to to the control shaft in a sequence of sliding of the sliding cam so that the relative rotation of the hollow shaft relative to the control shaft activates. activate and deactivate the nominal mode of valve actuation by the sliding cam.
  • the term "deactivation of the nominal operation mode of the valve” is understood to mean either a complete deactivation of the valve concerned or an activation which differs from the nominal activation, for example an activation of the valve. concerned with a shorter valve stroke.
  • the hollow shaft and the control shaft are slidably mounted relative to each other in a longitudinal direction of the hollow shaft between a position where the control shaft generates a sequence of slidings. reference of the sliding cam during the relative rotation of the hollow shaft with respect to the control shaft and a position where the control shaft does not generate said reference slide sequence of the sliding cam during the rotation of the hollow shaft relative to the control shaft.
  • the sliding sequence of the sliding cam is a sequence where the cam takes different sliding positions during the rotation of the hollow shaft relative to the control shaft so that the cam operates. the valve opening and / or closing only for certain revolutions among the successive revolutions of the hollow shaft.
  • the position where the control shaft does not generate said reference slide sequence of the sliding cam during the rotation of the hollow shaft relative to the control shaft is a position of the control shaft relative to the hollow shaft where the cam maintains a position during the rotation of the hollow shaft where it generates no movement of the valve.
  • the nominal valve operating mode is a mode comprising a closure and a valve opening during a revolution of the hollow axis.
  • the position of the sliding cam corresponding to a deactivation of the nominal mode of valve actuation is a position where the cam does not produce any movement of the valve during a revolution of the hollow shaft.
  • the position of the sliding cam corresponding to a deactivation of the nominal mode of valve actuation is a position where the cam produces a movement of the valve without complete closure of the valve during a revolution of the valve. hollow tree.
  • the position of the sliding cam corresponding to a deactivation of the nominal mode of valve actuation is a position where the cam produces a different, and not zero, movement of the nominal operating mode of the valve. valve during a revolution of the hollow shaft.
  • the hollow shaft and the control shaft are driven with different speeds of rotation, and preferably non-zero.
  • control shaft has reliefs and the sliding cam has a connection adapted to be actuated by the reliefs of the control shaft so that the cooperation of the connection with the reliefs drives the sliding cam sliding in a longitudinal direction of the hollow shaft.
  • connection is a finger integral with the sliding cam and the hollow shaft has a longitudinal direction of light to the hollow shaft, the finger passing through the slot to cooperate with at least one relief of the control shaft. and the finger sliding in the light when it cooperates with the relief.
  • the device comprises a gear comprising a central sun gear, a ring gear and at least one satellite wheel disposed between the central sun gear and the ring gear and meshing with the central sun gear and the ring gear, the gear being arranged in such a manner that converting a rotation produced by a crankshaft of the engine into two rotations at different speeds respectively of the hollow shaft and the control shaft.
  • the hollow shaft is integral in rotation with the central sun gear.
  • the gear comprises a planet carrier and the control shaft is integral in rotation with the planet carrier.
  • the rotational speed of the camshaft is two times lower than the rotation speed of the crankshaft.
  • the speed of rotation of the additional shaft is four times smaller than the speed of rotation of the crankshaft.
  • the camshaft is a hollow shaft and the additional shaft is disposed inside the camshaft.
  • the gear comprises a planet carrier and one of the central sun gear, the ring gear and the planet carrier is a rotatably mounted member such that a rotational adjustment of this element generates a phase shift in rotation of at least one of the other elements among the central sun gear, the crown and the planet carrier.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a dispensing device according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a sliding sequence of a sliding cam according to this same embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation when the slide sequence of FIG. 2 is deactivated according to a first mode with activation of the cams.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when the slide sequence of FIG. 2 is deactivated according to a second mode with deactivation of the cams.
  • FIG. 5 shows a shaft drive gear according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 10 to 12 represent variants of FIG.
  • the dispensing device comprises a set of six cams divided into three groups, each group comprising two cams secured to one another.
  • the cam 10 is integral with the cam 20
  • the cam 30 is integral with the cam 40
  • the cam 50 is integral with the cam 60.
  • Each group of two cams is rotated by a shaft 100, each group of two cams being free to slide on the shaft 100 in a longitudinal sliding direction to the shaft 100.
  • the shaft 100 is here a hollow shaft.
  • a light 1 10 receives a finger 13 inside the pair of cams 10 and 20, and a light 150 receives a finger 53 inside the pair of cams 50 and 60.
  • the light 150 is elongate in a longitudinal direction to the shaft 100, at a distance corresponding to the freedom of sliding of the cam couple 50 and 60.
  • Each cam 10 to 60 is here adjoined by a circular ring 14 to 64 concentric with the shaft 100.
  • a valve rod 330 cooperates with the cam 30 or with the circular ring 34, so that when the cam is in the right position, the valve is no longer driven and remains here in the closed position.
  • Circular rings thus play the role of cam carrier, a ring bearing two cams.
  • references 34 and 44 are to be understood as constituting a single cam carrier common to both cams 30, 40.
  • a control shaft 200 which is here driven in rotation in the same direction as the shaft 100 but with a speed of rotation two times lower than that of the spindle.
  • hollow shaft 100 Different types of drive means are possible for driving the shafts 100 and 200 in rotation, for example a set of pulleys of diameters adapted and driven by the crankshaft of the engine, or a planetary gear device such as it will be described later.
  • the hollow shaft 100 is here driven at a rotational speed two times lower than the rotational speed of the crankshaft, and the control shaft 200 is driven at a rotational speed four times lower than the rotational speed of the crankshaft. crankshaft.
  • the inner fingers 13 and 53 cooperate with the control shaft 200 so that the control shaft 200 moves the inner fingers 13 and 53 in successive sliding alternately to the right and to the left.
  • the control shaft 200 has a series of reliefs 210, 220, 230, 240 which define guides 250, 260, 270 which snake around the control shaft. 200 and in which each run an inner finger to a pair of cams such as the fingers 13 and 63.
  • the finger 13 is inside the guide 250 between two edges 21 1 and 221 respectively belonging to the relief 210 and the relief 220.
  • a not shown inner finger of the pair of cams 30 and 40 is in turn in the guide 260 delimited by two edges 222 and 231 respectively belonging to the reliefs 220 and 230.
  • the inner finger 63 is located it inside the guide 270 between two borders 232 and 241 respectively belonging to the reliefs 220 and 240.
  • Such an assembly is advantageously lubricated by injection of oil on the hollow shaft 100 by an orifice connected to a support ring of the hollow shaft 100, the control shaft 200 being lubricated by an orifice formed in this same support ring, which orifice opens directly into contact with the control shaft 200.
  • the borders 21 1, 221, 222, 231, 232, 241 of the guides 250, 260 and 270 are arranged such that the relative rotation of the hollow shaft 100 relative to the control shaft 200 produces a sequence of sliding cams, here called reference sequence, which is as shown in Figure 2.
  • FIG 2 there is shown by a first vertical line dashed each time a nominal position of each cam 10, 30, 50 in which the cam in question is active on the associated valve, that is to say say it produces a nominal actuation of the cam where the cam has a closure and an opening for each revolution of the hollow shaft 100.
  • a line 15 corresponds to the nominal position of the cam 10
  • a line 35 corresponds to the nominal position of the cam 30
  • a line 55 corresponds to the nominal position of the cam 50.
  • the successive lobes each represent a revolution of the hollow shaft 100.
  • the line 15 encounters no border of the guide 250.
  • the cam 10 remains in nominal position. active.
  • the inner fingers 33 and 53 of the cams 30 and 50 each meet a respective border 231 and 232 respectively of the guides 260 and 270.
  • the control finger 33 of the cam 30 is thus moved to the left causing the cam 30 to move from an inactive position to its active nominal position.
  • the finger 63 is moved to the right, passing the cam 50 from the active position to the inactive position.
  • the cam 30 drives the valve associated with it while the cam 50 no longer carries its associated valve, the cylinder corresponding to this valve being then deactivated.
  • the cam 10 becomes inactive during a third revolution of the hollow shaft 100.
  • the control shaft 200 has a longitudinal freedom of sliding between the position which has just been described with reference to FIG. 2 and a position which will now be described with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 FIG.
  • the control shaft 200 has been displaced to the left by longitudinal sliding in the hollow shaft 100.
  • sliding is effected by the action of an electromagnetic actuator disposed at one end of the shaft 200.
  • Relative displacement of the control shaft 200 with respect to the hollow shaft 100 can be implemented by displacement of the hollow shaft 100.
  • the reliefs 210, 220, 230 and 240 do not extend over the entire periphery of the control shaft 100 and the longitudinal movement of the control shaft 200 in the hollow shaft 100 is formed while the fingers 13, 33 and 63 are outside the guides 250, 260, 270 delimited by these reliefs.
  • the reliefs 210, 220, 230 and 240 here define additional guides 255, 265, and 275 which extend laterally respectively to the guides 250, 260 and 270, the guides 255, 265 and 275 being this time circularly around the control shaft and arranged here on the right of the guides 250, 260, and 270.
  • the fingers 13, 33 and 63 engage in these circular guides 255, 265, and 275 as symbolized by rectangles in FIG. 3, and whose width covers both the active position and the inactive position of the cam in question.
  • the cams 10 and 50 are well in their active nominal position they occupied this sixth revolution.
  • the cam 30 is in turn in the inactive position.
  • An edge 266 inside the circular guide 265 is thus formed to return the finger 33 to the active nominal position of its associated cam during the seventh revolution shown at the top of FIG. 3.
  • the cams 10, 30, and 50 therefore remain in their stable active position as long as no new relative sliding of the shafts 100 and 200 occurs again.
  • the associated valves at each of these cams then operate in such a way that they describe a closure and an opening at each revolution of the hollow shaft.
  • the present control shaft 200 is here slidably mounted to a third position in which it is offset this time to the right with respect to the hollow shaft 100.
  • This position shown in Figure 4, is adopted while the control fingers 13, 33 and 63 are outside the guides delimited by the reliefs 210, 220, 230 and 240 so that the fingers 13, 33 and 63 are free to flow on the control shaft 200 in the longitudinal direction of it.
  • the relative sliding of the shafts 100 and 200 is carried out during the third revolution of the hollow shaft 100 as represented in FIG. 4.
  • the present control shaft 200 has three circular peripheral guides arranged on the left respectively of the guides 240, 250 and 260 previously described and symbolized by vertical rectangles 247, 257, and 267 in FIG. 4.
  • the fingers 13, 33 and 63 engage in the guides 247, 257, and 267 without encountering a border of these guides which is capable of actuating the corresponding cam in sliding longitudinal.
  • the cams 10, 30 and 40 are each in an inactive stable position, so that the valves associated respectively with these three cams are no longer actuated and that the cylinders associated with these three valves are disabled.
  • Such a device makes it possible to deactivate cylinders with a 50% load mode on odd number of cylinder engines, without major problem of acyclism. It also makes it possible to deactivate all cylinders, particularly for driven motor operation. It also allows access to gains in terms of additional C02 emissions by controlling the engine load by additional deactivation modes in the 50% mode, allowing gains in terms of pump losses due to a lower fuel consumption. use of throttle. It makes it possible to keep a cylinder head architecture of low height with respect to a reference cylinder head, and it makes it possible not to modify the facade of distribution of the engine.
  • the circular periphery associated with the valve rod in the inactive position of the cams can be replaced by a cam having a different shape of the cam 10, 20, 30, 40, 50, 60.
  • the cam is operable to operate the valve in a partial lift motion where the valve oscillates between an open position and a partially open position without passing through a closed position during a motor cycle.
  • an alternative to the embodiment described above with respect to a valve deactivation is to control valve actuation in a partial lift in which the cylinder is used but in an operating mode allowing optimized fuel consumption in the valve. engine operating situation where we adopt this partial lift.
  • Figures 6 to 9 explain the relative movement of the shafts as previously described with Figure 2:
  • Figure 6 shows the hollow shaft 100 and the control shaft 200 provided reliefs 210,220,230 and 240 (which was also The control shaft slides in the hollow shaft longitudinally as indicated by the two-directional arrow.Three positions of the control shaft are shown: the position shown in the figure outside the hollow shaft for easy viewing. I corresponding to a valve deactivation mode, position II corresponding to the nominal mode for a three-cylinder engine, and position III corresponding to a mode without valve opening.These three modes I, II and III are found in FIG.
  • the cam 10 shown in Figure 8 exploded for easy viewing can rotate about its axis in an angular zone allowed of at most ⁇ , whose amplitude depends, in particular on the geometry of the cam.
  • the cams here have three lobes.
  • Figure 7 is a representation similar to Figure 8, in a simpler version where there is more than the modes II and III for the positioning of the cams, with cams with two lobes.
  • Figure 9 shows the hollow axis 100 with its associated control shaft 200, in a succession of relative positions between the hollow shaft and the control shaft according to Figure 7.
  • a fictitious x-point fixed on the periphery of the hollow shaft 100 black point
  • a fictitious point fixed on the periphery of the control shaft 200 white point
  • Figures 9b to 9m show at different instants the relative rotation between the two shafts leading, in Figure 9m to return to the relative positioning of Figures 7 and 9a.
  • the (black) point x of the hollow shaft 100 makes two turns while the (white) point y of the control shaft 200 is only one turn.
  • the control shaft rotates half as fast as the hollow shaft.
  • Such rotary shaft torque is for example driven by a device as illustrated in Figure 5, and that will now be described.
  • a gear comprises a central sun gear 410, a series of planet wheels, two wheels 421 and 422 are shown, and an outer ring gear or wheel 430.
  • the sun wheel 410 extends over the contour of the gear to form a pulley 41 1 driven by a flexible loop connection such as a timing belt or a timing chain.
  • the sun wheel then extends towards the front of the device to form a hollow camshaft 435.
  • the crown 430 is a fixed ring disposed inside the pulley 41 1.
  • the planetary wheels 421 and 422 are supported by a planet carrier 423 which extends towards the front of the device in the form of a control shaft 415 which extends inside the hollow shaft and coaxially with the hollow camshaft 435.
  • the dimensions of the crown 430, the central sun gear 410 and the satellites 421 and 422 are chosen so that the rotational speed of the central sun wheel 410 is twice as high as the speed of rotation of the planet carrier. 423.
  • the rotational speed of the inner shaft 415 is thus twice as high as the speed of rotation of the hollow camshaft 435.
  • the rotational speed of the pulley 41 1 and thus here of the central sun gear 410 being chosen two times lower than the speed of rotation of the crankshaft, the rotational speed of the hollow shaft 435 is thus two times lower than the rotation speed of the crankshaft and the rotational speed of the internal control shaft 415 is four less than the rotation speed of the crankshaft.
  • a rotation of the pulley 41 1 in a given angular range is found on the hollow shaft 435 in a rotation of the same angular range
  • a rotation of the planet carrier 423 in a given angular range is found on the internal control shaft 415 in a rotation of the same angular range.
  • the device described here makes it possible to apply two different speeds of rotation to two shafts 415 and 435 with a small increase in size compared with a single camshaft distribution device. It allows in particular to avoid the adoption of a game at least two juxtaposed pulleys which would be particularly difficult to accommodate in the engine space.
  • phase shifter disposed at a location 440 in which the phase shifter is in a disjunction between the pulley 41 1 and the hollow camshaft 435, thereby adjusting a phase shift between them.
  • phase shifter 440 is for example a hydraulic phase shifter, but any other type of phase shifter can be adopted.
  • a phase shift can be applied in the present embodiment by adopting a ring gear 430 mounted on a pivotal connection and by applying a chosen angular orientation to the ring gear 430.
  • a gear comprises a central sun gear 1 10, a series of satellite wheels, two wheels 121 and 122 are shown, and a wheel or wheel outer planet 130.
  • the ring 130 here forms a pulley 131 for a flexible loop connection such as a belt or a timing chain also circulating around a not shown crankshaft.
  • the diameter of the ring 130 is here chosen so that the ring 130 has a rotational speed four times lower than that of the crankshaft.
  • the planet wheels 121 and 122 are supported by a planet carrier 123 which is here held fixed, that is to say non-rotating.
  • the rotation applied to the ring gear 130 is transformed by the planet wheels 121 and 122 into a rotation of the central sun gear 1 10, according to a rotational speed ratio between the ring gear 130 and the central sun gear 1 10 selected.
  • the ratio of speeds of rotation between the ring gear 130 and the central sun gear 1 10 depends on the respective dimensions of the ring gear 130, the central sun gear 1 10 and the planet wheels 121 and 122, which are chosen here so that the speed of rotation of the central sun gear 1 10 is twice as high as the rotational speed of the ring gear 130, the central sun gear 1 10 thus having a rotation speed which is twice as slow as the speed rotation of the crankshaft.
  • the ring 130 is constituted by a case having a shape of revolution, whose contour forms the ring 130 and a front portion 131 extends from the ring 130 to a central area to form a shaft 135 of hollow form. This shaft 135 forms a camshaft.
  • the central sun gear 1 10 is integral with a control shaft 1 which extends inside and coaxially with the hollow camshaft 135.
  • a rotation of the ring 130 in a given angular range is found on the hollow shaft 135 in a rotation of the same angular range
  • a rotation of the central sun gear 1 10 according to a given angular range is found on the inner control shaft 1 15 in a rotation of the same angular range.
  • the device comprises a phase shifter 140, which is advantageously placed inside the pulley 131 so as to apply an adjustable phase shift between the ring 130 and the hollow camshaft 135.
  • the assembly consisting of the ring 130 and the camshaft 135 is then formed of two parts for example by a separation between these two parts, the separation being used to place the phase shifter 140 therein.
  • phase shifter 145 Under the reference 145, there is shown a possible alternative location for such a phase shifter, consisting of placing the phase shifter junction between a rear portion of the ring 130 cooperating with the timing belt and a front portion of the crown 130 connected to the hollow shaft 135.
  • the phase shifter 145 is here placed in junction between a portion of the ring 130 in contact with the timing belt and a portion of the ring gear 130 engaged with the planetary wheels 121 and 122 and then applies a phase adjustment to the hollow camshaft 135 and the internal control shaft 1 15.
  • the phase shift applied to the control shaft 1 15 is then twice the phase shift applied to the shaft to 135.
  • the phase shifter In the two possible locations 140 and 145, the phase shifter is respectively upstream or downstream of the epicyclic gear train.
  • a phase shift can be applied in the present embodiment by adopting a planet carrier 123 mounted on an adjustable pivotable connection and by applying a selected angular orientation to the planet carrier 123. By such a selected angular orientation , a phase shift is applied to the central sun gear 1 10 and therefore to the control shaft 1 15.
  • the timing belt cooperates with the internal control shaft 1 15 in an axial extension thereof disposed behind the epicyclic gear that is to say at the opposite of the main parts of the trees 1 15 and 135 with respect to the epicyclic gear, this extension not being shown here.
  • a phase shifter is advantageously placed at a location 146 on one side of the sun gear 1 10 located opposite the shafts 1 and 1 5 between the timing belt and the sun gear 1 10, the phase shifter then applying a phase adjustment to the internal control shaft 1 15 because it is placed in transmission between two common parts of the shaft 1 15.
  • the phase shifter is placed at a location 148 located on the inner shaft 1 15, on the same side of the sun gear 1 10 as the main parts of the shafts 1 15 and 135. In the two possible locations 146 and 148, the phase shifter is therefore respectively upstream or downstream of the epicyclic gear train.
  • a phase shift can be applied in the present embodiment by adopting a ring 30 mounted on a pivotal connection and by applying a selected angular orientation to the ring 30.
  • a selected angular orientation By such a selected angular orientation, a phase-shifted to the planet carrier 23 and thus to the control shaft 15, and a phase-shift to the central sun shaft 10 and thus to the camshaft 35.
  • FIG. 12 represents an alternative configuration of a gearing according to the invention, comprising a central sun gear 210, planet wheels 221 and 222 and a ring gear 230.
  • the ring gear 230 is here a rotating fixed ring gear.
  • a planet carrier 223 is here integral with a hollow camshaft 235 and also forms an outer pulley 226 which receives the timing belt.
  • the planet carrier 223 applies the rotation of the pulley 225 to the planet wheels 221 and 222 in the fixed ring gear 230.
  • the central sun gear 210 is integral with a control shaft 215 extending inside the hollow shaft 235 so that the rotation applied to the central sun gear 210 via the planet wheels 221 and 222 is in the form of a rotation of the control shaft 215.
  • the respective dimensions of the ring gear 230, the planet wheels 221 and 222 and the planet wheel 210 are chosen so that the rotation of the planet carrier 223 is twice as small as the rotation of the central sun gear 210.
  • hollow camshaft 235 thus has a rotation half as fast as the inner camshaft 215.
  • the size of the pulley 226 is chosen so that the pulley has an angular velocity four times lower than the angular speed of the crankshaft, the angular velocity of the hollow camshaft 235 is four times lower than the angular velocity of the crankshaft and the angular velocity of the inner shaft 215 is two times lower than the angular velocity of the crankshaft.
  • a phase shifter is adopted at a location referenced 240 in FIG. 4, where the phase shifter is placed at a disjunction between the part of the satellite gate forming the pulley 226 and the part of the planet carrier 223 cooperating with the satellites 221. and 222.
  • An angular adjustment is thus applied between the rotation of the crankshaft transmitted on the pulley 226 and the rotation of the hollow camshaft 225 transmitted by the planet carrier 223.
  • a phase shift can be applied in the present embodiment by adopting a ring gear 230 mounted on a pivotal connection and by applying a chosen angular orientation to the ring gear 230.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'actionnement de soupapes de moteur de véhicule automobile, comprenant un arbre creux (100), au moins une came (10,20...,60) coulissante dans une direction longitudinale à l'arbre creux (100) entre une position correspondant à un mode nominal d'actionnement de soupape et une position correspondant à une désactivation du mode nominal, un arbre de commande (200) monté à l'intérieur de l'arbre creux (100) de sorte que la rotation relative de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) active et désactive le mode nominal.

Description

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE
[0001 ] L'invention concerne les moteurs de véhicules automobiles à plusieurs cylindres de combustion et plus particulièrement les systèmes de désactivation de certains cylindres, notamment par désactivation de la distribution pour certaines soupapes du moteur.
[0002] Les systèmes de désactivation de cylindres en charge partielle existent depuis plusieurs années sur les moteurs V6 et V8, et plus récemment sur les moteurs à essence à quatre cylindres en ligne
[0003] Un système connu consiste à actionner des soupapes à l'aide d'une came montée sur un manchon coulissant. La came est jouxtée par une partie circulaire du manchon de sorte qu'après coulissement du manchon, une tringle d'actionnement de la soupape coopère seulement avec la partie circulaire et le mouvement de la soupape est neutralisé. Le coulissement du manchon est mis en œuvre à l'aide d'un actionneur électromagnétique.
[0004] Par ailleurs les systèmes de désactivation, comme ils sont pensés actuellement, permettent de désactiver la moitié des cylindres d'un moteur ayant un nombre pair de cylindres, les cylindres désactivés étant toujours les mêmes. Cette désactivation n'est autorisée et possible que sur des points de fonctionnement stabilisés et faiblement chargés du champ moteur. On accède ainsi à un mode de désactivation équivalent à 50% de la charge que peut produire le moteur en mode de fonctionnement classique. Ce mode de désactivation unique permet d'accéder à des gains de consommation par amélioration du rendement du moteur, du fait d'un fonctionnement dans des zones de rendement moteur plus vertueuses, et par réduction des pertes par pompage, c'est à dire par moindre utilisation du papillon moteur pour réguler la charge.
[0005] Des gains supplémentaires en termes de réduction d'émission de dioxyde de carbone sont accessibles si on considère pouvoir piloter la charge du moteur par des modes de désactivation additionnels à ceux à 50% de charge. Ainsi des solutions existent pour désactiver autrement en procédant à une désactivation de cylindre dite « tournante ». Autrement dit, sur un même cycle moteur et d'un cycle moteur à l'autre, ce n'est pas toujours le même cylindre qui est désactivé.
[0006] L'invention vise à permettre la mise en œuvre d'une désactivation tournante des cylindres d'un moteur de véhicule automobile laquelle désactivation soit fiable et peu coûteuse en faisant appel à des organes d'actionnement essentiellement mécaniques.
[0007] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un dispositif d'actionnement de soupapes de cylindres de combustion de moteur de véhicule automobile, comprenant au moins une came mobile entre une position correspondant à un mode nominal d'actionnement de soupape et une position correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre creux, des cames entraînées en rotation par l'arbre creux, parmi lesquelles ladite au moins une came mobile est montée coulissante dans une direction longitudinale à l'arbre creux entre une position correspondant à un mode nominal d'actionnement de soupape et une position correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape, un arbre de commande monté à l'intérieur de l'arbre creux, et une liaison mécanique entre l'arbre de commande et ladite au moins une came coulissante, ladite liaison transformant une rotation relative de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande en une séquence de coulissements de la came coulissante de sorte que la rotation relative de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande active et désactive le mode nominal d'actionnement de soupape par la came coulissante.
[0008] On comprend au sens de l'invention par « désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape » soit une désactivation complète de la soupape concernée, soit une activation qui diffère de l'activation nominale, par exemple une activation de la soupape concernée avec une course de soupape plus courte.
[0009] Avantageusement, l'arbre creux et l'arbre de commande sont montés coulissants l'un par rapport à l'autre dans une direction longitudinale de l'arbre creux entre une position où l'arbre de commande génère une séquence de coulissements de référence de la came coulissante au cours de la rotation relative de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande et une position où l'arbre de commande ne génère pas ladite séquence de coulissements de référence de la came coulissante au cours de la rotation de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande.
[0010] Avantageusement, la séquence de coulissements de la came coulissante est une séquence où la came prend des positions différentes en coulissement au cours de la rotation de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande de telle sorte que la came actionne la soupape en ouverture et/ou en fermeture seulement pour certaines révolutions parmi les révolutions successives de l'arbre creux.
[001 1 ] Avantageusement, la position où l'arbre de commande ne génère pas la dite séquence de coulissements de référence de la came coulissante au cours de la rotation de l'arbre creux par rapport à l'arbre de commande est une position de l'arbre de commande par rapport à l'arbre creux où la came conserve une position au cours de la rotation de l'arbre creux où elle ne génère aucun mouvement de la soupape. [0012] Avantageusement, le mode d'actionnement nominal de soupape est un mode comprenant une fermeture et une ouverture de soupape au cours d'une révolution de l'axe creux.
[0013] Avantageusement, la position de la came coulissante correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape est une position où la came ne produit aucun mouvement de la soupape au cours d'une révolution de l'arbre creux.
[0014] Avantageusement, la position de la came coulissante correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape est une position où la came produit un mouvement de la soupape sans fermeture complète de la soupape au cours d'une révolution de l'arbre creux.
[0015] De préférence, la position de la came coulissante correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape est une position où la came produit un mouvement de la soupape différent, et non nul, du mode nominal d'actionnement de la soupape au cours d'une révolution de l'arbre creux.
[0016] Avantageusement, l'arbre creux et l'arbre de commande sont entraînés avec des vitesses de rotation différentes, et de préférence non nulles.
[0017] Avantageusement, l'arbre de commande présente des reliefs et la came coulissante présente une liaison apte à être actionnée par les reliefs de l'arbre de commande de sorte que la coopération de la liaison avec les reliefs entraîne la came coulissante en coulissement selon une direction longitudinale de l'arbre creux.
[0018] Avantageusement, la liaison est un doigt solidaire de la came coulissante et l'arbre creux présente une lumière de direction longitudinale à l'arbre creux, le doigt traversant la lumière pour coopérer avec au moins un relief de l'arbre de commande et le doigt coulissant dans la lumière lorsqu'il coopère avec le relief.
[0019] Avantageusement, le dispositif comporte un engrenage comportant une roue planétaire centrale, une couronne et au moins une roue satellite disposée entre la roue planétaire centrale et la couronne et engrenant la roue planétaire centrale et la couronne, l'engrenage étant disposé de manière à transformer une rotation produite par un vilebrequin du moteur en deux rotations à des vitesses différentes respectivement de l'arbre creux et de l'arbre de commande.
[0020] Avantageusement, l'arbre creux est solidaire en rotation de la roue planétaire centrale.
[0021 ] Avantageusement, l'engrenage comporte un porte-satellites et l'arbre de commande est solidaire en rotation du porte-satellites. [0022] Avantageusement, la vitesse de rotation de l'arbre à cames est deux fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin.
[0023] Avantageusement, la vitesse de rotation de l'arbre additionnel est quatre fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin.
[0024] Avantageusement, l'arbre à cames est un arbre creux et l'arbre additionnel est disposé à l'intérieur de l'arbre à cames.
[0025] Avantageusement, l'engrenage comporte un porte-satellites et un élément parmi la roue planétaire centrale, la couronne et le porte-satellites est un élément monté réglable en rotation de telle sorte d'un réglage en rotation de cet élément génère un déphasage en rotation d'au moins un des autres éléments parmi la roue planétaire centrale, la couronne et le porte-satellites.
[0026] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de distribution selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est un diagramme illustrant une séquence de coulissements d'une came coulissante selon ce même mode de réalisation de l'invention.
- la figure 3 est un diagramme illustrant un fonctionnement lorsque la séquence de coulissements de la figure 2 est désactivée selon un premier mode à activation des cames.
- la figure 4 est un diagramme illustrant un fonctionnement lorsque la séquence de coulissements de la figure 2 est désactivée selon un second mode à désactivation des cames.
- la figure 5 représente un engrenage d'entraînement d'arbres selon un mode de réalisation de l'invention.
- les figures 6 à 9 détaillent le fonctionnement du dispositif des figures 1 à 4.
- les figures 10 à 12 représentent des variantes de la figure 5.
[0027] Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1 , le dispositif de distribution comprend un jeu de six cames réparties en trois groupes, chaque groupe comprenant deux cames solidaires l'une de l'autre. Ainsi, la came 10 est solidaire de la came 20, la came 30 est solidaire de la came 40, la came 50 est solidaire de la came 60.
[0028] Chaque groupe de deux cames est entraîné en rotation par un arbre 100, chaque groupe de deux cames étant libre de coulisser sur cet arbre 100 dans un sens de coulissement longitudinal à l'arbre 100. [0029] L'arbre 100 est ici un arbre creux. Pour l'entraînement en rotation des cames 10 à 60 l'arbre 100 est muni, pour chaque couple de cames, d'une lumière dans laquelle est engagé un doigt émanant en face intérieure d'un couple de cames considéré. Ainsi sur la figure 1 une lumière 1 10 reçoit un doigt 13 intérieur au couple de cames 10 et 20, et une lumière 150 reçoit un doigt 53 intérieur au couple de cames 50 et 60.
[0030] La lumière 150 est allongée dans un sens longitudinal à l'arbre 100, selon une distance correspondant à la liberté de coulissement du couple de cames 50 et 60.
[0031 ] Chaque came 10 à 60 est ici jouxtée par une couronne circulaire 14 à 64 concentrique à l'arbre 100. Selon que la came considérée, par exemple la came 30, est dans sa position à droite ou dans sa position à gauche, une tringle de soupape 330 coopère avec la came 30 ou avec la couronne circulaire 34, de sorte que lorsque la came est en position à droite, la soupape n'est plus entraînée et reste ici en position fermée.
[0032] Les couronnes circulaires jouent donc le rôle de porte-came, une couronne portant deux cames. Ainsi, à titre d'exemple, les références 34 et 44 sont à comprendre comme constituant un unique porte-came commun aux deux cames 30,40.
[0033] A l'intérieur de l'arbre creux 100 est disposé un arbre de commande 200, lequel est ici entraîné en rotation dans le même sens que l'arbre 100 mais avec une vitesse de rotation deux fois plus faible que celle de l'arbre creux 100. Différents types de moyens d'entraînement sont possibles pour entraîner les arbres 100 et 200 en rotation, par exemple un jeu de poulies de diamètres adaptés et entraînées par le vilebrequin du moteur, ou encore un dispositif à engrenage planétaire tel qu'on le décrira par la suite.
[0034] L'arbre creux 100 est ici entraîné à une vitesse de rotation deux fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin, et l'arbre de commande 200 est entraîné à une vitesse de rotation quatre fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin.
[0035] Les doigts intérieurs 13 et 53 viennent coopérer avec l'arbre de commande 200 de telle sorte que l'arbre de commande 200 déplace les doigts intérieurs 13 et 53 selon des coulissements successifs alternativement vers la droite et vers la gauche.
[0036] Pour cela et tel que représenté sur la figure 1 , l'arbre de commande 200 présente une série de reliefs 210, 220, 230, 240 lesquels délimitent des guides 250, 260, 270 qui serpentent autour de l'arbre de commande 200 et dans lesquels circulent à chaque fois un doigt intérieur à un couple de cames tels que les doigts 13 et 63. Ainsi, sur la figure 1 , le doigt 13 se trouve à l'intérieur du guide 250 entre deux bordures 21 1 et 221 appartenant respectivement au relief 210 et au relief 220. Un doigt intérieur non représenté du couple de cames 30 et 40 se trouve quant à lui dans le guide 260 délimité par deux bordures 222 et 231 appartenant respectivement aux reliefs 220 et 230. Le doigt intérieur 63 se trouve lui à l'intérieur du guide 270 entre deux bordures 232 et 241 appartenant respectivement aux reliefs 220 et 240.
[0037] Un tel ensemble est avantageusement lubrifié par injection d'huile sur l'arbre creux 100 par un orifice relié à une couronne de support de l'arbre creux 100, l'arbre de commande 200 étant lui lubrifié par un orifice ménagé dans cette même couronne support, lequel orifice débouche directement au contact de l'arbre de commande 200.
[0038] Les bordures 21 1 , 221 , 222, 231 , 232, 241 des guides 250, 260 et 270 sont disposées de telle sorte que la rotation relative de l'arbre creux 100 par rapport à l'arbre de commande 200 produit une séquence de coulissements des cames, ici appelée séquence de référence, qui est telle que représentée sur la figure 2.
[0039] Sur la figure 2, on a représenté par une première ligne verticale en pointillés à chaque fois une position nominale de chaque came 10, 30, 50 dans laquelle la came considérée est active sur la soupape associée, c'est-à-dire qu'elle produit un actionnement nominal de la came où la came présente une fermeture et une ouverture pour chaque révolution de l'arbre creux 100. Ainsi une ligne 15 correspond à la position nominale de la came 10, une ligne 35 correspond à la position nominale de la came 30, et une ligne 55 correspond à la position nominale de la came 50.
[0040] Sur la partie gauche de la figure, les lobes successifs représentent chacun une révolution de l'arbre creux 100. Dans une première révolution, la ligne 15 ne rencontre aucune bordure du guide 250. Ainsi, la came 10 reste en position nominale active. Par contre, lors de cette révolution, les doigts intérieurs 33 et 53 des cames 30 et 50 rencontrent chacun une bordure respective 231 et 232 respectivement des guides 260 et 270. Le doigt de commande 33 de la came 30 se trouve donc déplacé vers la gauche, faisant passer la came 30 d'une position inactive à sa position nominale active. Le doigt 63 est lui déplacé vers la droite, faisant passer la came 50 de la position active à la position inactive.
[0041 ] Lors d'une deuxième révolution de l'arbre creux 100, la came 30 entraine la soupape qui lui est associée tandis que la came 50 n'entraine plus sa soupape associée, le cylindre correspondant à cette soupape étant alors désactivé.
[0042] Au cours de cette deuxième révolution, le doigt 13 de la came 10 vient rencontrer la bordure 21 1 du relief 210, laquelle le déplace vers la droite et rend inactive la came 10.
La came 10 devient donc inactive lors d'une troisième révolution de l'arbre creux 100.
[0043] Lors de la troisième révolution, les cames 10, 30 et 50 ne changent pas de position puis lors d'une quatrième révolution, la came 50 passe de sa position inactive à sa position nominale active par l'action de la bordure 241 . Lors de la cinquième révolution la came 10 est replacée dans son état actif par l'action de la bordure 221 et simultanément la came 30 passe dans son état inactif par l'action de la bordure 222. Ainsi, une séquence de coulissements successifs de référence est mise en œuvre laquelle correspond à une désactivation tournante des cylindres associés aux cames 10, 30 et 50.
[0044] L'arbre de commande 200 présente une liberté de coulissement longitudinale entre la position qui vient d'être décrite en référence à la figure 2 et une position qui sera décrite maintenant en référence à la figure 3. Sur la figure 3, l'arbre de commande 200 a été déplacé vers la gauche par coulissement longitudinal dans l'arbre creux 100. Un tel coulissement est ici réalisé sous l'action d'un actionneur électromagnétique disposé à une extrémité de l'arbre 200. En variante, ce déplacement relatif de l'arbre de commande 200 par rapport à l'arbre creux 100 peut être mis en œuvre par déplacement de l'arbre creux 100.
[0045] Dans le présent mode de réalisation, les reliefs 210, 220, 230 et 240 ne s'étendent pas sur l'ensemble de la périphérie de l'arbre de commande 100 et le mouvement longitudinal de l'arbre de commande 200 dans l'arbre creux 100 est réalisé alors que les doigts 13, 33 et 63 sont en dehors des guides 250, 260, 270 délimités par ces reliefs.
[0046] En outre, Les reliefs 210, 220, 230 et 240 délimitent ici des guides additionnels 255, 265, et 275 qui s'étendant latéralement respectivement aux guides 250, 260 et 270, les guides 255, 265 et 275 étant cette fois circulaires autour de l'arbre de commande et disposés ici à droite des guides 250, 260, et 270. Après le coulissement relatif des arbres 100 et 200, les doigts 13, 33 et 63 s'engagent dans ces guides circulaires 255, 265, et 275 tels que symbolisés par des rectangles sur la figure 3, et dont la largeur couvre aussi bien la position active que la position inactive de la came considérée.
[0047] Le coulissement relatif des deux arbres 100 et 200 étant réalisé au cours de la sixième révolution précédemment décrite de l'arbre creux 100, les cames se trouvent alors dans la position qu'elles occupaient au cours de cette sixième révolution.
[0048] Les cames 10 et 50 se trouvent bien dans leur position nominale active qu'elles occupaient à cette sixième révolution. La came 30 est quant à elle en position inactive. Une saille 266 intérieure au guide circulaire 265 est ainsi ménagée pour rappeler le doigt 33 vers la position nominale active de sa came associée au cours de la septième révolution représentée en haut de la figure 3. Dans cette position relative en coulissement de l'arbre de commande 200 par rapport à l'arbre creux 100, les cames 10, 30, et 50 restent donc dans leur position nominale active de manière stable tant qu'aucun nouveau coulissement relatif des arbres 100 et 200 ne survient à nouveau. Les soupapes associées à chacune de ces cames fonctionnent alors d'une manière telle qu'elles décrivent une fermeture et une ouverture à chaque révolution de l'arbre creux.
[0049] Le présent arbre de commande 200 est ici monté libre en coulissement vers une troisième position dans laquelle il se trouve décalé cette fois vers la droite par rapport à l'arbre creux 100. Cette position, représentée sur la figure 4, est adoptée alors que les doigts de commande 13, 33 et 63 se trouvent en dehors des guides délimités par les reliefs 210, 220, 230 et 240 de sorte que les doigts 13, 33 et 63 sont libres de circuler sur l'arbre de commande 200 dans le sens longitudinal de celui-ci. Dans le présent exemple, le coulissement relatif des arbres 100 et 200 est réalisé au cours de la troisième révolution de l'arbre creux 100 telle que représentée sur la figure 4.
[0050] Le présent arbre de commande 200 présente trois guides périphériques circulaires disposés à gauche respectivement des guides 240, 250 et 260 précédemment décrits et symbolisés par des rectangles verticaux 247, 257, et 267 sur la figure 4.
[0051 ] Dans cette position relative des arbres 100 et 200, les doigts 13, 33 et 63 s'engagent dans les guides 247, 257, et 267 sans rencontrer de bordure de ces guides qui soit susceptible d'actionner la came correspondante en coulissement longitudinal.
[0052] Le passage des doigts 13, 33 et 63 dans les guides circulaires 257, 267, et 277 étant ici réalisé alors les cames 10 et 50 sont dans une position inactive, ces cames restent en position inactive au cours des révolutions ultérieures de l'arbre creux 100. Par contre, la came 30 étant dans sa position nominale active au moment du coulissement relatif des arbres 100 et 200, on adopte ici une saillie 268 intérieure au guide 267 laquelle repousse le doigt 33 vers la droite de sorte que la came 30 est déplacée vers sa position inactive. Cette saillie 268 est ici disposée de telle sorte que la came 30 rejoint sa position inactive une révolution après le coulissement relatif des arbres 100 et 200.
[0053] Ainsi, dans cette position de l'arbre de commande 200, les cames 10, 30 et 40 se trouvent chacune en position stable inactive, de sorte que les soupapes associées respectivement à ces trois cames ne sont plus actionnées et que les cylindres associés à ces trois soupapes sont désactivés.
[0054] Un tel dispositif permet de procéder à des désactivations de cylindres avec un mode à 50% de charge sur des moteurs à nombre impair de cylindres, sans problème majeur d'acyclisme. Il permet en outre de procéder à la désactivation de toutes les cylindres notamment pour un fonctionnement à moteur entraîné. Il permet en outre d'accéder à des gains en termes d'émissions de C02 supplémentaires en pilotant la charge moteur par des modes de désactivation supplémentaires au mode à 50%, permettant des gains en termes de pertes par pompage du fait d'une moindre utilisation du papillon moteur. Il permet de garder une architecture de culasse de faible hauteur par rapport à une culasse de référence, et il permet de ne pas modifier la façade de distribution du moteur.
[0055] On notera que la périphérie circulaire associée à la tringle de soupape dans la position inactive des cames peut être remplacée par une came ayant une forme différente de la came 10, 20, 30 ,40, 50, 60. En adoptant une forme de came adéquate, on actionne la soupape selon un mouvement de levée partielle où la soupape oscille entre une position ouverte et une position partiellement ouverte, sans passer par une position fermée au cours d'un cycle moteur. Ainsi, une variante au mode de réalisation décrit ci-dessus en rapport à une désactivation de soupape consiste à commander un actionnement de soupape selon une levée partielle dans lequel on utilise le cylindre mais dans un mode de fonctionnement permettant une consommation de carburant optimisée dans la situation de fonctionnement du moteur où l'on adopte cette levée partielle.
[0056] Les figures 6 à 9 explicitent le mouvement relatif des arbres tel que précédemment décrit avec la figure 2 : la figure 6 représente l'arbre creux 100 et l'arbre de commande 200 munie des reliefs 210,220,230 et 240 (qui a été également représenté à la figure hors de l'arbre creux pour en faciliter la visualisation. L'arbre de commande coulisse dans l'arbre creux longitudinalement comme indiqué par la flèche à deux directions. Trois positions de l'arbre de commande sont représentées : la position I correspondant à un mode de désactivation de soupape, la position II correspondant au mode nominal pour un moteur trois cylindres, et la position III correspondant à un mode sans ouverture de soupape. On retrouve ces trois modes I, Il et III sur la figure 8 qui représente l'arbre creux, dans lequel est inséré l'arbre de commande. La came 10 représentée à la figure 8 en éclaté pour faciliter sa visualisation peut tourner autour de son axe dans une zone angulaire autorisée d'au plus Φ, dont l'amplitude dépend, notamment de la géométrie de la came. Les cames ont ici trois lobes.
[0057] La figure 7 est une représentation analogue à la figure 8, dans une version plus simple où il n'y a plus que les modes II et III pour le positionnement des cames, avec des cames à deux lobes.
[0058] La figure 9 représente l'axe creux 100 avec son arbre de commande 200 associé, selon une succession de positions relatives entre l'arbre creux et l'arbre de commande selon la figure 7. Si par convention, on part d'une position relative où un point x fictif fixé sur le pourtour de l'arbre creux 100 (point noir), et un point y fictif fixé sur le pourtour de l'arbre de commande 200 (point blanc) sont tous les deux en regard en position haute (position de la figure 7 et reprise en figure 9a), la suite des figures 9b à 9m montrent à différents instants la rotation relative entre les deux arbres conduisant, en figure 9m à revenir au positionnement relatif des figures 7 et 9a. On vérifie que le point (noir) x de l'arbre creux 100 fait deux tours pendant que le point (blanc) y de l'arbre de commande 200 ne fait qu'un seul tour. L'arbre de commande tourne deux fois moins vite que l'arbre creux.
[0059] Un tel couple d'arbre rotatifs est par exemple entraîné par un dispositif tel qu'illustré sur la figure 5, et que l'on décrira maintenant.
[0060] Sur la figure 5, un engrenage comporte une roue planétaire centrale 410, une série de roues satellites dont deux roues 421 et 422 sont représentées, et une couronne ou roue planétaire extérieure 430.
[0061 ] Dans ce mode de réalisation, la roue planétaire 410 s'étend sur le contour de l'engrenage pour former une poulie 41 1 entraînée par une liaison souple en boucle telle qu'une courroie de distribution ou une chaîne de distribution. La roue planétaire se prolonge ensuite vers l'avant du dispositif pour constituer un arbre à cames creux 435. La couronne 430 est une couronne fixe, disposée à l'intérieur de la poulie 41 1 . Les roues planétaires 421 et 422 sont supportées par un porte-satellites 423 lequel s'étend vers l'avant du dispositif sous la forme d'un arbre à de commande 415 lequel s'étend à l'intérieur de l'arbre creux et de manière coaxiale avec l'arbre à cames creux 435.
[0062] Les dimensions de la couronne 430, de la roue planétaire centrale 410 et des satellites 421 et 422 sont choisies pour que la vitesse de rotation de la roue planétaire centrale 410 soit deux fois plus élevée que la vitesse de rotation du porte-satellites 423. La vitesse de rotation de l'arbre intérieur 415 est donc deux fois plus élevée que la vitesse de rotation de l'arbre à cames creux 435. La vitesse de rotation de la poulie 41 1 et donc ici de la roue planétaire centrale 410 étant choisie deux fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin, la vitesse de rotation de l'arbre creux 435 est donc deux fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin et la vitesse de rotation de l'arbre de commande intérieur 415 est quatre fois inférieure à la vitesse de rotation du vilebrequin.
[0063] Ainsi, une rotation de la poulie 41 1 selon une plage angulaire donnée se retrouve sur l'arbre creux 435 en une rotation d'une même plage angulaire, et une rotation du porte- satellites 423 selon une plage angulaire donnée se retrouve sur l'arbre de commande intérieur 415 en une rotation d'une même plage angulaire.
[0064] Le dispositif décrit ici permet d'appliquer deux vitesses de rotation différentes à deux arbres 415 et 435 avec un faible surcroît d'encombrement par rapport à un dispositif de distribution à un seul arbre à cames. Il permet notamment d'éviter l'adoption d'un jeu d'au moins deux poulies juxtaposées lesquelles seraient particulièrement difficiles à loger dans l'espace moteur.
[0065] On adopte avantageusement un déphaseur disposé en un emplacement 440 dans lequel le déphaseur se trouve en une disjonction entre la poulie 41 1 et l'arbre à cames creux 435, permettant ainsi de régler un déphasage entre eux.
[0066] L'ensemble constitué de la poulie 41 1 et de l'arbre à cames 435 est alors constitué de deux pièces par exemple par une séparation entre la poulie 41 1 et l'arbre à cames 435, la séparation étant mise à profit pour y placer le déphaseur 440. Un tel déphaseur est par exemple un déphaseur de type hydraulique, mais tout autre type de déphaseur peut être adopté.
[0067] Selon une variante, un déphasage peut être appliqué dans le présent mode de réalisation en adoptant une couronne 430 montée sur une liaison pivotante et en appliquant une orientation angulaire choisie à la couronne 430. Par une telle orientation angulaire choisie, on applique un déphasage au porte-satellites 423 et donc à l'arbre de commande 415, et un déphasage à l'arbre planétaire central 410 et donc à l'arbre à cames 435.
[0068] Un deuxième mode de réalisation est représenté sur la figure 10. Dans ce mode de réalisation, un engrenage comporte une roue planétaire centrale 1 10, une série de roues satellites dont deux roues 121 et 122 sont représentées, et une couronne ou roue planétaire extérieure 130. La couronne 130 forme ici une poulie 131 pour une liaison souple en boucle telle qu'une courroie ou une chaîne de distribution circulant également autour d'un vilebrequin non représenté. Le diamètre de la couronne 130 est ici choisi de manière à ce que la couronne 130 présente une vitesse de rotation quatre fois plus faible que celle le vilebrequin.
[0069] Les roues satellites 121 et 122 sont supportées par un porte-satellites 123 lequel est ici maintenu fixe, c'est-à-dire non rotatif. Ainsi, la rotation appliquée à la couronne 130 est transformée par les roues satellites 121 et 122 en une rotation de la roue planétaire centrale 1 10, selon un rapport de vitesses de rotation entre la couronne 130 et la roue planétaire centrale 1 10 choisi. De manière connue en soi, le rapport de vitesses de rotation entre la couronne 130 et la roue planétaire centrale 1 10 dépend des dimensions respectives de la couronne 130, de la roue planétaire centrale 1 10 et des roues satellites 121 et 122, lesquelles sont choisies ici de telle sorte que la vitesse de rotation de la roue planétaire centrale 1 10 soit deux fois plus élevée que la vitesse de rotation de la couronne 130, la roue planétaire centrale 1 10 ayant donc une vitesse de rotation deux fois plus faible que la vitesse de rotation du vilebrequin. [0070] La couronne 130 est ici constituée par un boîtier ayant une forme de révolution, dont le contour forme la couronne 130 et dont une partie avant 131 s'étend de la couronne 130 jusqu'à une zone centrale pour former un arbre 135 de forme creuse. Cet arbre 135 forme un arbre à cames. La roue planétaire centrale 1 10 est monobloc avec un arbre de commande 1 15 lequel s'étend à l'intérieur et de manière coaxiale avec l'arbre à cames creux 135.
[0071 ] Ainsi, une rotation de la couronne 130 selon une plage angulaire donnée se retrouve sur l'arbre creux 135 en une rotation d'une même plage angulaire, et une rotation de la roue planétaire centrale 1 10 selon une plage angulaire donnée se retrouve sur l'arbre de commande intérieur 1 15 en une rotation d'une même plage angulaire.
[0072] Selon une disposition avantageuse, le dispositif comprend un déphaseur 140, lequel est avantageusement placé à l'intérieur de la poulie 131 de manière à appliquer un déphasage réglable entre la couronne 130 et l'arbre à cames creux 135. L'ensemble constitué de la couronne 130 et l'arbre à cames 135 est alors constitué de deux pièces par exemple par une séparation entre ces deux pièces, la séparation étant mise à profit pour y placer le déphaseur 140.
[0073] Sous la référence 145, on a représenté une variante d'emplacement possible pour un tel déphaseur, consistant à placer le déphaseur en jonction entre une partie arrière de la couronne 130 coopérant avec la courroie de distribution et une partie avant de la couronne 130 reliée à l'arbre creux 135. Le déphaseur 145 est ici placé en jonction entre une partie de la couronne 130 en contact avec la courroie de distribution et une partie de la couronne 130 engrenée avec les roues planétaires 121 et 122 et il applique alors un réglage de phase à l'arbre à cames creux 135 ainsi qu'à l'arbre de commande intérieur 1 15. Le déphasage appliqué à l'arbre de commande 1 15 est alors de deux fois supérieur au déphasage appliqué à l'arbre à cames creux 135. Dans les deux emplacements possibles 140 et 145, le déphaseur se trouve donc respectivement en amont ou en aval de l'engrenage à train épicycloïdal.
[0074] Selon une variante, un déphasage peut être appliqué dans le présent mode de réalisation en adoptant un porte-satellites 123 monté sur une liaison pivotante réglable et en appliquant une orientation angulaire choisie au porte-satellites 123. Par une telle orientation angulaire choisie, on applique un déphasage à la roue planétaire centrale 1 10 et donc à l'arbre de commande 1 15.
[0075] En variante représentée à la figure 1 1 , la courroie de distribution coopère avec l'arbre de commande intérieur 1 15 en un prolongement axial de celui-ci disposé en arrière de l'engrenage épicycloïdal c'est-à-dire à l'opposé des parties principales des arbres 1 15 et 135 par rapport à l'engrenage épicycloïdal, ce prolongement n'étant pas représenté ici. Tel que représenté sur la figure 3, on place alors avantageusement un déphaseur en un emplacement 146 sur un côté de la roue planétaire 1 10 situé à l'opposé des arbres 1 15 et 135 entre la courroie de distribution et la roue planétaire 1 10, le déphaseur appliquant alors un réglage de phase à l'arbre de commande intérieur 1 15 du fait qu'il est placé en transmission entre deux parties courantes de l'arbre 1 15. Selon une variante représentée également à la figure 3, la courroie de distribution coopérant avec l'arbre de commande intérieur 1 15 ou avec la couronne 130, le déphaseur est placé en un emplacement 148 situé sur l'arbre intérieur 1 15, du même côté de la roue planétaire 1 10 que les parties principales des arbres 1 15 et 135. Dans les deux emplacements possibles 146 et 148, le déphaseur se trouve donc respectivement en amont ou en aval de l'engrenage à train épicycloïdal.
[0076] Selon une variante, un déphasage peut être appliqué dans le présent mode de réalisation en adoptant une couronne 30 montée sur une liaison pivotante et en appliquant une orientation angulaire choisie à la couronne 30. Par une telle orientation angulaire choisie, on applique un déphasage au porte-satellites 23 et donc à l'arbre de commande 15, et un déphasage à l'arbre planétaire central 10 et donc à l'arbre à cames 35.
[0077] La figure 12 représente une variante de configuration d'un engrenage selon l'invention, comprenant une roue planétaire centrale 210, des roues satellites 221 et 222 et une couronne 230. La couronne 230 est ici une couronne fixe en rotation. Un porte- satellites 223 est ici monobloc avec un arbre à cames creux 235 et forme également une poulie externe 226 laquelle reçoit la courroie de distribution. Ainsi, le porte-satellites 223 applique la rotation de la poulie 225 aux roues satellites 221 et 222 dans la couronne fixe 230.
[0078] La roue planétaire centrale 210 est monobloc avec un arbre de commande 215 s'étendant à l'intérieur de l'arbre creux 235 de sorte que la rotation appliquée à la roue planétaire centrale 210 par l'intermédiaire des roues satellites 221 et 222 se retrouve sous la forme d'une rotation de l'arbre de commande 215.
[0079] Les dimensions respectives de la couronne 230, des roues satellites 221 et 222 et de la roue planétaire 210 sont choisies pour que la rotation du porte-satellites 223 soit deux fois plus faible que la rotation de la roue planétaire centrale 210. L'arbre à cames creux 235 a donc une rotation deux fois moins rapide que l'arbre à cames intérieur 215. La dimension de la poulie 226 étant choisie pour que la poulie ait une vitesse angulaire quatre fois plus faible que la vitesse angulaire du vilebrequin, la vitesse angulaire de l'arbre à cames creux 235 est quatre fois plus faible que la vitesse angulaire du vilebrequin et la vitesse angulaire de l'arbre intérieur 215 est deux fois plus faible que la vitesse angulaire du vilebrequin.
[0080] Avantageusement, on adopte un déphaseur en un emplacement référencé 240 sur la figure 4, où le déphaseur est placé à une disjonction entre la partie du porte satellite formant la poulie 226 et la partie du porte-satellites 223 coopérant avec les satellites 221 et 222. On applique ainsi un réglage angulaire entre la rotation du vilebrequin transmise sur la poulie 226 et la rotation de l'arbre à cames creux 225 transmise par le porte- satellites 223.
[0081 ] Selon une variante, un déphasage peut être appliqué dans le présent mode de réalisation en adoptant une couronne 230 montée sur une liaison pivotante et en appliquant une orientation angulaire choisie à la couronne 230. Par une telle orientation angulaire choisie, on applique un déphasage au porte-satellites 223 et donc à l'arbre à cames 235, et un déphasage à l'arbre planétaire central 210 et donc à l'arbre de commande 215.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'actionnement de soupapes de cylindres de combustion de moteur de véhicule automobile pour la désactivation tournante desdits cylindres, comprenant au moins une came (10,20,...,60) mobile entre une position correspondant à un mode nominal d'actionnement de soupape et une position correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre creux (100), des cames (10,20,...,60) entraînées en rotation par l'arbre creux (100), parmi lesquelles la dite au moins une came (10,20,...,60) mobile est montée coulissante dans une direction longitudinale à l'arbre creux (100) entre une position correspondant à un mode nominal d'actionnement de soupape et une position correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape, un arbre de commande (200) monté à l'intérieur de l'arbre creux (100), et une liaison mécanique (13,33,53) entre l'arbre de commande (100) et ladite au moins une came coulissante (10,20,...,60), ladite liaison (13,33,53) transformant une rotation relative de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) en une séquence de coulissements des cames coulissantes (10, 20,..., 60) de sorte que la rotation relative de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) active et désactive le mode nominal d'actionnement de soupape par la came coulissante (10,20,...,60).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'arbre creux (100) et l'arbre de commande (200) sont montés coulissants l'un par rapport à l'autre dans une direction longitudinale de l'arbre creux (100) entre une position où l'arbre de commande (200) génère une séquence de coulissements de référence de la came coulissante (10,20,...,60) au cours de la rotation relative de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) et une position où l'arbre de commande (200) ne génère pas la dite séquence de coulissements de référence de la came coulissante (10,20,...,60) au cours de la rotation de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la séquence de coulissements de la came coulissante (10,20,...,60) est une séquence où la came (10,20,...,60) prend des positions différentes en coulissement au cours de la rotation de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) de telle sorte que la came (10,20, ...,60) actionne la soupape en ouverture et/ou en fermeture seulement pour certaines révolutions parmi les révolutions successives de l'arbre creux (100).
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position où l'arbre de commande (200) ne génère pas la dite séquence de coulissements de référence des cames coulissantes (10,20, ...,60) au cours de la rotation de l'arbre creux (100) par rapport à l'arbre de commande (200) est une position de l'arbre de commande (200) par rapport à l'arbre creux (100) où la came (10,20, ...,60) conserve une position au cours de la rotation de l'arbre creux (100) où elle ne génère aucun mouvement de la soupape.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode d'actionnement nominal de soupape est un mode comprenant une fermeture et une ouverture de soupape au cours d'une révolution de l'axe creux (100).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position de la came coulissante (10,20, ..,60) correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape est une position où la came (10,20, ..,60) ne produit aucun mouvement de la soupape au cours d'une révolution de l'arbre creux (100).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la position de la came coulissante (10,20, ..,60) correspondant à une désactivation du mode nominal d'actionnement de soupape est une position où la came (10,20, ..,60) produit un mouvement de la soupape différent, et non nul, du mode nominal d'actionnement de la soupape au cours d'une révolution de l'arbre creux (100).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre creux (100) et l'arbre de commande (200) sont entraînés avec des vitesses de rotation différentes.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre de commande (200) présente des reliefs (210,220,230,240) et la came coulissante (10,20, ..,60) présente une liaison (13,33,53) apte à être actionnée par les reliefs (210,220,230,240) de l'arbre de commande (200) de sorte que la coopération de la liaison (13,33,53) avec les reliefs (210,220,230,240) entraine la came coulissante (10,20, ..,60) en coulissement selon une direction longitudinale de l'arbre creux (100).
10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la liaison (13,33,53) est un doigt (13,33,53) solidaire de la came coulissante (10,20, ..,60) et l'arbre creux (100) présente une lumière (150) de direction longitudinale à l'arbre creux (100), le doigt (13,33,53) traversant la lumière (150) pour coopérer avec au moins un relief (210,220,230,240) de l'arbre de commande (200) et le doigt (13,33,53) coulissant dans la lumière (150) lorsqu'il coopère avec le relief (210,220,230,240).
1 1 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un engrenage comportant une roue planétaire centrale (410), une couronne (430) et au moins une roue satellite (421 ,422) disposée entre la roue planétaire centrale (410) et la couronne (430) et engrenant la roue planétaire centrale (410) et la couronne (430), l'engrenage étant disposé de manière à transformer une rotation produite par un vilebrequin du moteur en deux rotations à des vitesses différentes respectivement de l'arbre creux (435) et de l'arbre de commande (415).
12. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'arbre creux (435) est solidaire en rotation de la roue planétaire centrale (410).
13. Dispositif selon la revendication 1 1 ou la revendication 12, caractérisé en ce que l'engrenage comporte un porte-satellites (423) et l'arbre de commande (415) est solidaire en rotation du porte-satellites (423).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 1 ou 12, caractérisé en ce que l'engrenage comporte un porte-satellites (23,123,223) et un élément parmi la roue planétaire centrale (10,1 10,210), la couronne (30,130,230) et le porte-satellites (23,123,223) est un élément monté réglable en rotation de telle sorte qu'un réglage en rotation de cet élément génère un déphasage en rotation d'au moins un des autres éléments parmi la roue planétaire centrale (10,1 10,210), la couronne (30,130,230) et le porte-satellites (23,123,223).
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