WO2017182731A1 - Ensemble pour systeme de variation de taux de compression de moteur thermique - Google Patents
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- WO2017182731A1 WO2017182731A1 PCT/FR2017/050849 FR2017050849W WO2017182731A1 WO 2017182731 A1 WO2017182731 A1 WO 2017182731A1 FR 2017050849 W FR2017050849 W FR 2017050849W WO 2017182731 A1 WO2017182731 A1 WO 2017182731A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
- F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
Definitions
- the present invention relates to a set for thermal engine compression ratio system.
- the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application in the field of motor vehicles.
- Variation of the compression ratio is known as a function of the operating conditions of the engine.
- These compression ratio variation systems comprise a set of eccentric parts mounted on the crankshaft crank pins so as to cooperate each with a connecting rod end.
- a control device makes it possible to adjust the position of the eccentric pieces.
- the control device comprises an actuating shaft and a cascade of sprockets constituted by an actuating pinion integral with the actuating shaft, and intermediate pinions meshing on the one hand with the actuating pinion. and on the other hand with a toothed ring integral with the eccentric piece.
- the eccentric parts 1 are split into two half-shells 2 to allow their assembly on a one-piece crankshaft.
- each part 1 comprises an inner face 5, an eccentric outer face 6 with respect to the inner face 5, and two toothed rings 7 positioned on either side of said eccentric face 6.
- the cutting plane P1 of the eccentric pieces is made at an angle of 90 degrees by relative to an eccentricity plane P2 passing through the axis X1 of the inner face 5 and the axis X2 of the outer face 6 (see Figure 2a).
- pads 10 mounted between the inner face 5 of each eccentric part 1 and the corresponding pin have a junction zone Z located in the extension of the cutting plane P1.
- the system varies the eccentric adjustment at different angles, for example an angle of 90 degrees, 45 degrees, 0 degrees, and 45 degrees.
- the observable pressure peak M for each of these configurations is represented respectively in FIGS. 2a, 2b, 2c and 2d. It is recalled that the angle of eccentric adjustment corresponds to the angle between the eccentricity plane P2 and the crank arm at the moment of top dead center.
- the invention aims to remedy this disadvantage. It proposes an internal combustion engine comprising a crankshaft, and a system for varying a compression ratio of said having at least one assembly mounted on a crank pin of said crankshaft, said assembly comprising
- an eccentric piece having a body made from two half-shells joined together, said body comprising an inner face, an eccentric outer face with respect to said inner face of said body, two toothed crowns positioned on either side of said outer face, and an eccentricity plane passing through an axis of said inner face and an axis of said outer face, and
- the bushings are mounted on the eccentric part mounted co-axially to the crankpin of the crankshaft
- said zone for joining the bushings extends in a plane forming an angle A1 with respect to the eccentricity plane passing through the center of the eccentricity and the maximum eccentricity of the eccentric part, said angle A1 being between 0 ° and - 160 ° in reference to the clockwise direction corresponding conventionally to the direction of rotation of the crankshaft, said angle being in particular between 0 and -45 ° or between 0 and -40 °.
- the angle in question A1 is less than or equal to -1 °, in particular between -10 ° and -40 °, especially between -5 ° te- 25 °.
- the angle in question A1 is between -100 ° and-130 °.
- the two half-shells are positioned relative to each other along a cutting plane P1 forming an angle A2 with respect to the eccentricity plane P2 passing through the center of the eccentricity and by ⁇ maximum eccentricity of the eccentric part; said angle A2 being between 0 ° and -45 °, with reference to the clockwise direction corresponding conventionally to the direction of rotation ⁇ of the crankshaft (12), said angle A2 being in particular between 0 and -40 °, preferably less than -1 °.
- said angle A2 is between 0 and -30 °, especially between 0 and -23.7 °, preferably between -2 and -10 ° or between -3 and -6 °.
- the two half-shells are positioned relative to each other along a cutting plane P1 located in an extension of the junction area of the pads, said angles A1 and A2 being identical.
- the two half-shells are positioned relative to each other along a cutting plane P1 offset from the plane P3 of the junction area of the pads.
- Said cutting plane P1 can pass through diametrically opposite spaces between two successive teeth of said toothed crowns.
- Said angle A2 of the cutting plane P1 relative to the eccentricity plane P2 preferably depends on a number of teeth belonging to said ring gear and a combustion wedge on points of full load.
- the angle is here defined by an axis passing from the first tooth cavity in the clockwise direction from the axis passing through the center of the eccentric and the maximum eccentricity and the same axis.
- the teeth are not automatic aligned eccentricity.
- Z is in particular between 35 and 60 teeth.
- the angle A2 is for example equal to -32.4 + cc, -28.8 + cc or -25.2 + cc or equal to -1 1 7.69 + cc, -1 14.23+ cc or -1 1 0.76 + cc for a number of teeth Z of 46.
- the angle A2 is for example equal to -21, 42 + cc, -1 7, 14 + cc or -1 2, 85 + cc for a number of teeth Z of 42.
- the body of each eccentric part comprises at least one lubricating liquid passage hole.
- the invention also relates to any motor vehicle comprising the engine as described above.
- the invention also proposes a set for a variation of the compression ratio of an internal combustion engine system comprising:
- An eccentric piece having a body made from two half-shells assembled together, the body comprising an inner face, an eccentric outer face relative to the inner face of the body, two toothed crowns positioned on either side of the outer face, and an eccentricity plane passing through an axis of the inner face and an axis of the outer face, and
- the two pads intended to be pressed against the internal face of the body, the two pads having a junction zone at their free ends, such that the junction zone of the pads extends in a plane forming an angle with respect to the plane eccentricity between 0 ° and -45 °, in particular between 0 and - 40 °.
- the angle (A1) is between 0 and -30 °, especially between 0 and -23.7 °, preferably between -2 and -10 ° or between -3 and -6 °.
- the invention thus minimizes junction constraints between the bushings for adjustments of the eccentric corresponding to operations under heavy load of the engine and to improve the mechanical strength of the bushings.
- the two half-shells are positioned relative to each other along a cutting plane located in an extension of the junction area of the pads. This makes it easier to assemble the assembly as far as it it will be possible to previously assembled a bearing with a corresponding half-shell before positioning the assembly around a crankpin of the crankshaft.
- the two half-shells are positioned relative to each other in a cutting plane offset from the plane of the junction area of the pads.
- the cutting plane passes through diametrically opposite spaces between two successive teeth of the toothed crowns.
- the angle depends on a number of teeth belonging to the ring gear and a combustion timing on points of full load.
- the angle is between -3 ° and -6 °, in particular about -4.2 ° for a number of teeth of 42.
- the body of each eccentric piece comprises at least one lubricating liquid passage hole. This ensures a lubrication of a hydrodynamic bearing formed by the bearings.
- the invention also relates to an internal combustion engine comprising:
- a system for varying a compression ratio of the engine comprising at least one assembly as defined previously mounted on a crankpin of the crankshaft.
- Figure 1 already described, is an exploded perspective view of an eccentric piece according to the state of the art
- Figures 2a to 2d are sectional views of an eccentric piece illustrating the observable pressure peaks for eccentric settings respectively worth 90 degrees, 45 degrees, 0 degrees, and -45 degrees;
- Figure 3 is a perspective view illustrating the integration of the compression ratio variation system of a heat engine according to the present invention along the entire length of the crankshaft;
- Figure 4 is a perspective view of the compression ratio variation system of a heat engine according to the present invention without the crankshaft;
- Figures 5a and 5b are sectional views of an eccentric piece with improved configuration according to the present invention. Identical elements, similar, or the like retain the same reference from one figure to another.
- FIG. 3 shows a perspective view of a system 1 1 for varying the compression ratio integrated in a crankshaft 12.
- the system 11 makes it possible to operate an internal combustion engine at a high compression ratio in low load conditions to improve its performance. Under high load operating conditions, the compression ratio may be decreased to reduce the risk of self-ignition of the mixture.
- crankshaft 12 of the X-axis motor is intended to be rotatably mounted on a motor housing by means of bearings.
- the crankshaft 12 comprises a plurality of crank pins 13, and journals 14 separated by flanges 15 extending substantially perpendicular to the X axis.
- the crankshaft 12 further has a front end intended to be rotatably connected with a pulley.
- An inertia flywheel (not shown) is rotatably connected to the rear end of the crankshaft 12.
- Eccentric pieces 18 are rotatably mounted on the crank pins 13.
- each eccentric part 18 comprises a body 19 made from two half-shells 22 assembled together.
- the body 19 comprises an external eccentric face 23 and two toothed rings 24 positioned on either side of the eccentric face 23 and concentric with an inner face 27.
- the external eccentric face 23 is intended to cooperate with a large end of a connecting rod, which further has a small end rotatably connected with a piston of the engine.
- Pads 40 are intended to be mounted between the inner face 27 of the body 19 and an outer periphery of the crankpin 13 to form a hydrodynamic bearing.
- the inner face 27 and the faces of the pads 40 have an axis substantially coincident with the axis of the crankpin 13, while the outer face 23 is eccentric with respect to the inner face 27 and therefore with respect to the crankpin 13.
- the pads 40 have a junction zone Z at their free ends extending in a plane P3 forming an angle A1 with respect to the eccentricity plane P2 of the eccentric piece 18.
- This eccentricity plane P2 is defined by the plane passing through an axis X1 of the inner face 27 and an axis X2 of the outer face 23.
- the eccentricity plane P2 corresponds to the plane passing through the extra thickness the largest between the inner periphery 27 and the outer periphery 23 of the eccentric part 18.
- the angle A1 is between 0 ° and -23.7 degrees.
- the positive values of the angle A1 are measured in a clockwise direction from the eccentricity plane P2 while the negative values of the angle A1 are measured in a counterclockwise direction, indicated by an arrow, in starting from the eccentricity plane P2.
- Such an angular range makes it possible to minimize junction stresses between the bearings 40 for eccentric adjustments corresponding to operations under heavy load of the heat engine.
- the junction zone Z is then subjected to a pressure peak M when the adjustment of the eccentric corresponds to the high compression rates of the engine used on points of low loads, so with low cylinder pressure levels.
- the two half-shells 22 are positioned relative to each other along a cutting plane P1 located in an extension of the junction zone Z of the pads 40.
- junction zone Z of the pads 40 is then aligned with the cutting plane P1. This makes it easier to assemble the assembly in so far as it is possible to assemble beforehand a bearing 40 with a corresponding half-shell 22 before positioning the assembly around the crankpin 13 of the crankshaft 12. In this case, each pad 40 is mounted constrained against the inner face 27 of a corresponding half-shell 22.
- the cutting of the eccentric part 18 is carried out according to the plane P1 passing between diametrically opposite spaces extending between two successive teeth of the rings 24.
- the angle A1 therefore depends on a number of teeth of the toothed crowns 24 and ignition timing on full load points.
- the rings 24 each comprise 42 teeth so that there are 21 possible fracturing positions.
- the two half-shells 22 are positioned relative to each other in a cutting plane P1 offset from the plane P3 of the Z-junction zone of the pads 40.
- the plane P1 can then be located in a plane perpendicular to the eccentricity plane P2, while the plane P3 of the junction zone Z forms an angle A1 with respect to the plane P2.
- the pads 40 are previously positioned on the crankpin 13 and the two half-shells 22 corresponding are positioned offset on the pads 40 around the crankpin 13 of the crankshaft 12.
- each eccentric part 18 may comprise at least one radially oriented lubricating liquid passage hole 41 to allow lubrication of the hydrodynamic bearing formed by the bearings 40.
- a control device 30 of the angular position of the eccentric parts 18 comprises an actuating shaft 31 and a cascade of sprockets constituted by an actuating pinion 32 mounted on the actuating shaft 31, and an intermediate gear 33, said satellite, to reverse the direction of rotation, meshing on the one hand with the actuating gear 32 and on the other hand with a ring gear 24 of the corresponding eccentric part 18 (see Figure 3).
- the device 30 In operation and when the actuating shaft 31 is fixed in rotation relative to the frame, the device 30 has a fixed compression ratio configuration. In transient rate, the angular position of the eccentric piece 18 located on the side of the pulley is controlled by the angular position of the actuating shaft 31 and thus pass to a new compression ratio point.
- the actuating shaft 31 can be actuated for example by means of a wheel and worm gear, or any other means of displacement adapted to the application.
- shafts 36 and pinions 37 through the journals 14 of the crankshaft 12, shafts 36 and pinions 37, called transfer, transmit the same kinematics of the eccentric part 18 located on the side of the actuating shaft 31 of close by. close to all the other eccentric parts 18 of the crankshaft 12.
- the pinions 37 mounted on the transfer shafts 36 meshing with a ring 24 of an eccentric piece 18 upstream and a ring 24 of a corresponding downstream eccentric piece 18 .
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Abstract
L'invention porte sur un moteur à combustion interne comportant un vilebrequin, et un système de variation d'un taux de compression dudit comportant au moins un ensemble monté sur un maneton dudit vilebrequin, ledit ensemble comprenant - une pièce excentrique (18) ayant un corps (19) réalisé à partir de deux demi-coquilles (22) assemblées entre elles, ledit corps (19) comprenant une face interne (27), une face externe excentrique (23) par rapport à ladite face interne (27) dudit corps (19), deux couronnes dentées (24) positionnées de part et d'autre de ladite face externe (23), et un plan (P2) d'excentricité passant par un axe (X1) de ladite face interne (27) et un axe (X2) de ladite face externe (23), et - deux coussinets (40) destinés à être plaqués contre ladite face interne (27) dudit corps (19), lesdits deux coussinets (40) présentant une zone de jonction (Z) au niveau e leurs extrémités libres, caractérisé en ce que - les coussinets (40) sont montés sur la pièce excentrique (18) montée co-axialement au maneton du vilebrequin - ladite zone de jonction (Z) des coussinets (40) s'étend dans un plan (P3) formant un angle (A1) par rapport au plan d'excentricité (P2) passant par le centre de l'excentricité et par l' excentricité maximale de la pièce excentrique (18), ledit angle (A1) étant compris entre 0° et - 160° en référence au sens horaire correspondant conventionnellement au sens de rotation (ω) du vilebrequin, ledit angle étant notamment compris entre 0 et - 45° ou entre 0 et - 40°.
Description
ENSEMBLE POUR SYSTEME DE VARIATION DE TAUX DE COMPRESSION DE MOTEUR THERMIQUE
[0001 ] La présente invention porte sur un ensemble pour système de variation de taux de compression de moteur thermique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine de véhicules automobiles.
[0002] On connaît des systèmes de variation du taux de compression en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. Ces systèmes de variation du taux de compression comportent un ensemble de pièces excentriques montées sur les manetons du vilebrequin de manière à coopérer chacune avec une extrémité de bielle. [0003] Un dispositif de commande permet de régler la position des pièces excentriques. A cet effet, le dispositif de commande comporte un arbre d'actionnement et une cascade de pignons constituée par un pignon d'actionnement solidaire de l'arbre d'actionnement, et des pignons intermédiaires engrenant d'une part avec le pignon d'actionnement et d'autre part avec une couronne dentée solidaire de la pièce excentrique. [0004] Comme cela est illustré par la figure 1 , les pièces excentriques 1 sont scindées en deux demi-coquilles 2 pour permettre leur assemblage sur un vilebrequin monobloc. A cet effet, les demi-coquilles 2 sont assemblées sur le vilebrequin par emmanchement d'éléments de verrouillage 3 à l'intérieur de logements 4 ménagés dans les demi-coquilles 2. Le corps 8 de chaque pièce 1 comprend une face interne 5, une face externe excentrique 6 par rapport à la face interne 5, et deux couronnes dentées 7 positionnées de part et d'autre de ladite face excentrique 6. Généralement, le plan de découpe P1 des pièces excentriques est réalisé selon un angle de 90 degrés par rapport à un plan d'excentricité P2 passant par l'axe X1 de la face interne 5 et l'axe X2 de la face externe 6 (cf. figure 2a). En outre, des coussinets 10 montés entre la face interne 5 de chaque pièce excentrique 1 et le maneton correspondant présentent une zone de jonction Z située dans le prolongement du plan de découpe P1 .
[0005] En cours de fonctionnement, le système fait varier le réglage de l'excentrique suivant différents angles, par exemple un angle de 90 degrés, 45 degrés, 0 degré, et 45 degrés. Le pic de pression M observable pour chacune de ces configurations est représenté respectivement sur les figures 2a, 2b, 2c et 2d. On rappelle que l'angle de
réglage de l'excentrique correspond à l'angle entre le plan d'excentricité P2 et le bras du vilebrequin au moment du point mort haut.
[0006] On remarque que pour un réglage d'excentrique de 90 degrés ou de -45 degrés, les pics de pression M sont éloignés de la zone de jonction Z entre les coussinets 10 et ne posent pas de problème de tenue mécanique du système (cf. figures 2a et 2d). Toutefois, la zone de jonction Z entre les deux coussinets 10 est soumise à un pic de pression M pour des réglages de l'excentrique compris entre 0 et 45 degrés (cf. figures 2b et 2c). Ces réglages correspondant à un fonctionnement à forte charge du moteur, un tel pic de pression est susceptible de détériorer l'assemblage entre les coussinets 10 et la pièce excentrique 1 .
[0007] L'invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle propose un moteur à combustion interne comportant un vilebrequin, et un système de variation d'un taux de compression dudit comportant au moins un ensemble monté sur un maneton dudit vilebrequin, ledit ensemble comprenant
- une pièce excentrique ayant un corps réalisé à partir de deux demi-coquilles assemblées entre elles, ledit corps comprenant une face interne, une face externe excentrique par rapport à ladite face interne dudit corps, deux couronnes dentées positionnées de part et d'autre de ladite face externe, et un plan d'excentricité passant par un axe de ladite face interne et un axe de ladite face externe, et
- deux coussinets destinés à être plaqués contre ladite face interne dudit corps, lesdits deux coussinets présentant une zone de jonction au niveau de leurs extrémités libres, tel que
- les coussinets sont montés sur la pièce excentrique montée co-axialement au maneton du vilebrequin
- ladite zone de jonction des coussinets s'étend dans un plan formant un angle A1 par rapport au plan d'excentricité passant par le centre de l'excentricité et par Γ excentricité maximale de la pièce excentrique, ledit angle A1 étant compris entre 0° et - 160 ° en référence au sens horaire correspondant conventionnellement au sens de rotation du vilebrequin, ledit angle étant notamment compris entre 0 et - 45° ou entre 0 et - 40° . [0008] De préférence, l'angle en question A1 est inférieur ou égal à - 1 ° , notamment compris entre - 1 0 et - 40° , notamment entre - 5° te- 25° .
[0009] Selon un autre mode de réalisation l'angle en question A1 est compris entre - 100° et - 130 ° .
[0010] Avantageusement, les deux demi-coquilles sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe P1 formant un angle A2 par rapport au plan d'excentricité P2 passant par le centre de l'excentricité et par Γ excentricité maximale de la pièce excentrique; ledit angle A2 étant compris entre 0 ° et - 45° , en référence au sens horaire correspondant conventionnellement au sens de rotation ω du vilebrequin (12), ledit angle A2 étant notamment compris entre 0 et - 40° , de préférence inférieur à - 1 ° .
[001 1 ] De préférence, ledit angle A2 est compris entre 0 et - 30° , notamment entre 0 et - 23,7° , de préférence entre -2 et -10° ou entre -3 è -6 ° .
[0012] Avantageusement selon un mode de réalisation, les deux demi-coquilles sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe P1 situé dans un prolongement de la zone de jonction des coussinets, lesdits angles A1 et A2 étant identiques.
[0013] Selon un autre mode de réalisation, les deux demi-coquilles sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe P1 décalé par rapport au plan P3 de la zone de jonction des coussinets.
[0014] Ledit plan de découpe P1 peut passer par des espaces diamétralement opposés entre deux dents successives desdites couronnes dentées.
[0015] Ledit angle A2 du plan de découpe P1 par rapport au plan d'excentricité P2 dépend de préférence d'un nombre de dents appartenant auxdites couronnes dentées et d'un calage de combustion sur des points de pleine charge.
[0016] Ledit angle A2 du plan de découpe P1 par rapport au plan d'excentricité P2 en référence au sens horaire correspondant conventionnellement au sens de rotation ω du vilebrequin est par exemple compris entre -130 ° et -160 ° ou -5 ° et -25 °et est en outre choisi dans l'un de ces intervalles en fonction du nombre total de dents suivant la formule A2 = n/2 x 360/Z + a avec Z le nombre total de dents et n un entier compris entre 1 et Z.
[0017] A noter que l'angle est ici défini par un axe passant du premier creux de dent dans le sens horaire en partant de l'axe passant par le centre de l'excentrique et l'excentricité maximum et ce même axe.
[0018] A noter que les dentures ne sont pas automatique alignées à l'excentricité. [0019] Z est notamment compris entre 35 et 60 dents.
[0020] L'angle A2 est par exemple égal à -32,4+cc, -28,8+cc ou -25,2+cc ou égal à -1 1 7,69+cc, -1 14,23+cc ou -1 1 0,76+cc pour un nombre de dents Z de 46. [0021 ] L'angle A2 est par exemple égal à -21 ,42+cc, -1 7, 14+cc ou -1 2,85+cc pour un nombre de dents Z de 42.
[0022] De préférence, le corps de chaque pièce excentrique comporte au moins un trou de passage de liquide de lubrification.
[0023] L'invention concerne également tout véhicule automobile comprenant le moteur tel que décrit plus haut.
[0024] L'invention propose aussi un ensemble pour système de variation du taux de compression d'un moteur à combustion interne comportant:
- une pièce excentrique ayant un corps réalisé à partir de deux demi-coquilles assemblées entre elles, le corps comprenant une face interne, une face externe excentrique par rapport à la face interne du corps, deux couronnes dentées positionnées de part et d'autre de la face externe, et un plan d'excentricité passant par un axe de la face interne et un axe de la face externe, et
- deux coussinets destinés à être plaqués contre la face interne du corps, les deux coussinets présentant une zone de jonction au niveau de leurs extrémités libres, tel que la zone de jonction des coussinets s'étend dans un plan formant un angle par rapport au plan d'excentricité compris entre 0 ° et- 45° , notamment entre 0 et - 40 ° .
[0025] De préférence, l'angle (A1 ) est compris entre 0 et - 30° , notamment entre 0 et - 23,7° , de préférence entre -2 et -10° ou entre -3 è -6 ° .
[0026] L'invention permet ainsi de minimiser des contraintes de jonctions entre les coussinets pour des réglages de l'excentrique correspondant à des fonctionnements sous forte charge du moteur thermique et d'améliorer la tenue mécanique des coussinets.
[0027] Selon une réalisation, les deux demi-coquilles sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe situé dans un prolongement de la zone de jonction des coussinets. Cela permet de faciliter le montage de l'ensemble dans la mesure où il
sera possible d'assemblé préalablement un coussinet avec une demi-coquille correspondante avant de positionner l'ensemble autour d'un maneton du vilebrequin.
[0028] Selon une réalisation, les deux demi-coquilles sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe décalé par rapport au plan de la zone de jonction des coussinets.
[0029] Selon une réalisation, le plan de découpe passe par des espaces diamétralement opposés entre deux dents successives des couronnes dentées.
[0030] Selon une réalisation, l'angle dépend d'un nombre de dents appartenant aux couronnes dentées et d'un calage de combustion sur des points de pleine charge. [0031 ] De préférence, l'angle est compris entre - 3° et - 6° , notamment d'environ - 4,2° pour un nombre de dents de 42.
[0032] Selon une réalisation, le corps de chaque pièce excentrique comporte au moins un trou de passage de liquide de lubrification. Cela permet d'assurer une lubrification d'un palier hydrodynamique formé par les coussinets. [0033] L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne comportant:
- un vilebrequin, et
- un système de variation d'un taux de compression du moteur comportant au moins un ensemble tel que défini précédemment monté sur un maneton du vilebrequin.
[0034] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
[0035] La figure 1 , déjà décrite, est une vue en perspective éclatée d'une pièce excentrique selon l'état de la technique;
[0036] Les figures 2a à 2d, déjà décrites, sont des vues en coupe d'une pièce excentrique illustrant les pics de pression observables pour des réglages d'excentrique valant respectivement 90 degrés, 45 degrés, 0 degré, et -45 degrés;
[0037] La figure 3 est une vue en perspective illustrant l'intégration du système de variation de taux de compression d'un moteur thermique selon la présente invention suivant toute la longueur du vilebrequin;
[0038] La figure 4 est une vue en perspective du système de variation de taux de compression d'un moteur thermique selon la présente invention sans le vilebrequin;
[0039] Les figures 5a et 5b sont des vues en coupe d'une pièce excentrique à configuration améliorée selon la présente invention. [0040] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
[0041 ] La figure 3 montre une vue en perspective d'un système 1 1 de variation du taux de compression intégré dans un vilebrequin 12. Le système 1 1 permet de faire fonctionner un moteur à combustion interne à un taux de compression élevé dans des conditions de faible charge afin d'améliorer son rendement. Dans des conditions de fonctionnement à fortes charges, le taux de compression peut être diminué afin de réduire les risques d'auto-allumage du mélange.
[0042] Plus précisément, le vilebrequin 12 du moteur d'axe X est destiné à être monté rotatif sur un carter du moteur par l'intermédiaire de paliers. Le vilebrequin 12 comporte une pluralité de manetons 13, et de tourillons 14 séparés par des flasques 15 s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe X.
[0043] Le vilebrequin 12 présente en outre une extrémité avant destinée à être liée en rotation avec une poulie. Un volant d'inertie (non représenté) est lié en rotation à l'extrémité arrière du vilebrequin 12. [0044] Des pièces excentriques 18 sont montées de manière rotative sur les manetons 13. Comme cela est mieux visible sur les figures 3 et 4, chaque pièce excentrique 18 comporte un corps 19 réalisé à partir de deux demi-coquilles 22 assemblées entre elles. Le corps 19 comprend une face externe 23 excentrique et deux couronnes dentées 24 positionnées de part et d'autre de la face excentrique 23 et concentriques d'une face interne 27. La face externe 23 excentrique est destinée à coopérer avec une grande extrémité d'une bielle, laquelle présente en outre une petite extrémité liée en rotation avec un piston du moteur thermique.
[0045] Des coussinets 40 sont destinés à être monté entre la face interne 27 du corps 19 et une périphérie externe du maneton 13 pour former un palier hydrodynamique. La face interne 27 et les faces des coussinets 40 présentent un axe sensiblement confondu avec
l'axe du maneton 13, tandis que la face externe 23 est excentrique par rapport à la face interne 27 et donc par rapport au maneton 13.
[0046] Comme cela est visible sur les figure 5a et 5b, les coussinets 40 présentent une zone de jonction Z au niveau de leurs extrémités libres s'étendant dans un plan P3 formant un angle A1 par rapport au plan d'excentricité P2 de la pièce excentrique 18. Ce plan d'excentricité P2 est défini par le plan passant par un axe X1 de la face interne 27 et un axe X2 de la face externe 23. Ainsi, le plan d'excentricité P2 correspond au plan passant par la surépaisseur la plus grande entre la périphérie interne 27 et la périphérie externe 23 de la pièce excentrique 18. [0047] L'angle A1 est compris entre 0° et -23,7 degés. On note que les valeurs positives de l'angle A1 sont mesurées suivant un sens horaire en partant du plan d'excentricité P2 alors que les valeurs négatives de l'angle A1 sont mesurées suivant un sens anti-horaire, indiqué par une flèche, en partant du plan d'excentricité P2. Une telle plage angulaire permet de minimiser des contraintes de jonctions entre les coussinets 40 pour des réglages de l'excentrique correspondant à des fonctionnements sous forte charge du moteur thermique. En effet, la zone de jonction Z est alors soumise à un pic de pression M lorsque le réglage de l'excentrique correspond aux taux de compression élevés du moteur thermique utilisés sur des points de faibles charges, donc avec des niveaux de pression cylindre faibles. [0048] Dans le mode de réalisation de la figure 5a, les deux demi-coquilles 22 sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe P1 situé dans un prolongement de la zone de jonction Z des coussinets 40. La zone de jonction Z des coussinets 40 est alors alignée avec le plan de découpe P1 . Cela permet de faciliter le montage de l'ensemble dans la mesure où il est possible d'assembler préalablement un coussinet 40 avec une demi-coquille 22 correspondante avant de positionner l'ensemble autour du maneton 13 du vilebrequin 12. Dans ce cas, chaque coussinet 40 est monté contraint contre la face interne 27 d'une demi-coquille 22 correspondante.
[0049] La découpe de la pièce excentrique 18 est effectuée suivant le plan P1 passant entre des espaces diamétralement opposés s'étendant entre deux dents successives des couronnes 24. L'angle A1 dépend donc d'un nombre de dents des couronnes dentées 24 et d'un calage de combustion sur des points de pleine charge. Dans un exemple de réalisation, les couronnes 24 comportent chacune 42 dents en sorte qu'il existe 21 positions de fracturation possibles.
[0050] Dans le mode de réalisation de la figure 5b, les deux demi-coquilles 22 sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe P1 décalé par rapport au plan P3 de la zone de jonction Z des coussinets 40. Le plan P1 pourra alors se situer dans un plan perpendiculaire au plan d'excentricité P2, tandis que le plan P3 de la zone de jonction Z forme un angle A1 par rapport au plan P2. Dans cette configuration, les coussinets 40 sont préalablement positionnés sur le maneton 13 et les deux demi- coquilles 22 correspondantes sont positionnées de manière décalée sur les coussinets 40 autour du maneton 13 du vilebrequin 12.
[0051 ] Le corps 19 de chaque pièce excentrique 18 pourra comporter au moins un trou 41 de passage de liquide de lubrification d'orientation radiale pour permettre une lubrification du palier hydrodynamique formé par les coussinets 40.
[0052] Par ailleurs, un dispositif de commande 30 de la position angulaire des pièces excentriques 18 comporte un arbre d'actionnement 31 et une cascade de pignons constituée par un pignon d'actionnement 32 monté sur l'arbre d'actionnement 31 , et un pignon intermédiaire 33, dit satellite, pour inverser le sens de rotation, engrenant d'une part avec le pignon d'actionnement 32 et d'autre part avec une couronne dentée 24 de la pièce excentrique 18 correspondante (cf. figure 3).
[0053] En fonctionnement et lorsque l'arbre d'actionnement 31 est fixe en rotation par rapport au bâti, le dispositif 30 présente une configuration de taux de compression fixe. En transitoire de taux, la position angulaire de la pièce excentrique 18 située du côté de la poulie est pilotée par la position angulaire de l'arbre d'actionnement 31 pour ainsi transiter vers un nouveau point de taux de compression. A cet effet, l'arbre d'actionnement 31 peut être actionné par exemple au moyen d'un engrenage à roue et vis sans fin, ou tout autre moyen de déplacement adapté à l'application. [0054] En outre, à travers les tourillons 14 du vilebrequin 12, des arbres 36 et des pignons 37, dits de transfert, transmettent la même cinématique de la pièce excentrique 18 située du côté de l'arbre d'actionnement 31 de proche en proche sur toutes les autres pièces excentriques 18 du vilebrequin 12. A cette fin, les pignons 37 montés sur les arbres de transfert 36 engrènent avec une couronne 24 d'une pièce excentrique 18 amont et une couronne 24 d'une pièce excentrique 18 aval correspondante.
Claims
1. Moteur à combustion interne comportant un vilebrequin (12), et un système (1 1 ) de variation d'un taux de compression dudit comportant au moins un ensemble monté sur un maneton (13) dudit vilebrequin (12), ledit ensemble comprenant
- une pièce excentrique (18) ayant un corps (19) réalisé à partir de deux demi-coquilles
(22) assemblées entre elles, ledit corps (19) comprenant une face interne (27), une face externe excentrique (23) par rapport à ladite face interne (27) dudit corps (19), deux couronnes dentées (24) positionnées de part et d'autre de ladite face externe
(23) , et un plan (P2) d'excentricité passant par un axe (X1 ) de ladite face interne (27) et un axe (X2) de ladite face externe (23), et
- deux coussinets (40) destinés à être plaqués contre ladite face interne (27) dudit corps (19), lesdits deux coussinets (40) présentant une zone de jonction (Z) au niveau e leurs extrémités libres, caractérisé en ce que
- les coussinets (40) sont montés sur la pièce excentrique (18) montée co-axialement au maneton (13) du vilebrequin (12)
- ladite zone de jonction (Z) des coussinets (40) s'étend dans un plan (P3) formant un angle (A1 ) par rapport au plan d'excentricité (P2) passant par le centre de l'excentricité et par Γ excentricité maximale de la pièce excentrique (18), ledit angle (A1 ) étant compris entre 0° et - 160° en référence au sens hoaire correspondant conventionnellement au sens de rotation (ω) du vilebrequin (12), ledit angle étant notamment compris entre 0 et - 45° ou entre 0 et -40° .
2. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle (A1 ) est inférieur ou égal à - 1 ° .
3. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle (A1 ) est compris entre - 1 0 et - 40° , notamment entre - 5° te- 25° .
4. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle (A1 ) est compris entre - 100° et - 130° .
5. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles (22) sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe (P1 ) formant un angle (A2) par rapport au plan d'excentricité (P2) passant par le centre de l'excentricité et par Γ excentricité maximale de la pièce excentrique (18) ; ledit angle (A2) étant compris entre 0° et - 45° , en référence au sens horaire
correspondant conventionnellement au sens de rotation (ω) du vilebrequin (12), ledit angle (A2) étant notamment compris entre 0 et - 40 °, de préférence inférieur à - 1 ° .
6. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit angle (A2) est compris entre 0 et - 30 ° , notamment entre 0 et - 23,7° , de préférence entre -2 et -10° ou entre -3 et -6 ° .
7. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles (22) sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe (P1 ) situé dans un prolongement de la zone de jonction (Z) des coussinets (40), lesdits angles (A1 ,A2) étant identiques.
8. Moteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux demi- coquilles (22) sont positionnées l'une par rapport à l'autre suivant un plan de découpe (P1 ) décalé par rapport au plan (P3) de la zone de jonction (Z) des coussinets (40).
9. Moteur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit plan de découpe (P1 ) passe par des espaces diamétralement opposés entre deux dents successives desdites couronnes dentées (24).
10. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit angle (A2) du plan de découpe (P1 ) par rapport au plan d'excentricité (P2) dépend d'un nombre de dents appartenant auxdites couronnes dentées (24) et d'un calage de combustion sur des points de pleine charge.
11. Moteur selon la revendication 5 ou la revendication 1 0, caractérisé en ce que ledit angle (A2) du plan de découpe (P1 ) par rapport au plan d'excentricité (P2) en référence au sens horaire correspondant conventionnellement au sens de rotation (ω) du vilebrequin (12) est compris entre -130 ° et -1 60 ° ou -5 ° et -25 ° et est en outre choisi dans l'un de ces intervalles en fonction du nombre total de dents suivant la formule A2 = n/2 x 360/Z + a avec Z le nombre total de dents et n un entier compris entre 1 et Z.
12. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit angle (A2) est égal à -32,4+cc, -28,8+cc ou -25,2+cc ou égal à -1 1 7,69+cc, -1 14,23+cc ou -1 10,76+cc pour un nombre de dents Z de 46.
13. Moteur selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ledit angle (A2) est égale à -21 ,42+cc, -1 7, 14+cc ou -1 2,85+cc pour un nombre de dents Z de 42.
14. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps (19) de chaque pièce excentrique (18) comporte au moins un trou (41 ) de passage de liquide de lubrification.
15. Véhicule automobile comprenant le moteur selon l'une des revendications précédentes.
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