WO2018158540A1 - Dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur a rapport volumetrique variable comprenant une electrovanne a double sens presentant une fuite permanente maitrisee - Google Patents

Dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur a rapport volumetrique variable comprenant une electrovanne a double sens presentant une fuite permanente maitrisee Download PDF

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WO2018158540A1
WO2018158540A1 PCT/FR2018/050470 FR2018050470W WO2018158540A1 WO 2018158540 A1 WO2018158540 A1 WO 2018158540A1 FR 2018050470 W FR2018050470 W FR 2018050470W WO 2018158540 A1 WO2018158540 A1 WO 2018158540A1
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WO
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fluid
compression ratio
valve
controlling
circuit
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/050470
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Inventor
Sylvain Bigot
Benjamin TEYSSIER
François Besson
Original Assignee
MCE 5 Development
Rabhi, Vianney
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B31/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01B31/14—Changing of compression ratio
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the compression ratio of a variable volume variable ratio engine, comprising a control cylinder comprising a piston defining two chambers for receiving a fluid under pressure, an accumulator delivering a fluid under pressure to the two chambers via respectively two separate fluidic circuits, each fluidic circuit comprising a solenoid valve assembly.
  • the invention also relates to a variable volumetric ratio engine comprising such a device and a solenoid valve for the implementation of such a device.
  • Stopping a heat engine causes it to stop cooling while the temperature of some parts of the engine continues to increase. This is the case for example of the oil trapped in one of the chambers of the control cylinder of a variable volumetric ratio motor of the type described in application WO2016 / 097546 and whose actuator is illustrated in FIG.
  • the thermal expansion then induces a rise in pressure of the chamber in which the oil is trapped, depending on the difference between the initial temperature and the final temperature. When this pressure exceeds the maximum operating pressure related to the recovery of the combustion forces, the chamber containing the oil can be broken.
  • the usual solution implemented is the installation of a calibrated discharge valve in the lower chamber so as to evacuate the excess pressure. This solution, however, only works when the cylinder is not at the bottom stop. In addition, such a solution remains very intrusive on the design of the chamber lower.
  • the invention aims to remedy these problems by providing a compression rate control device for a variable volumetric ratio engine to overcome the effects associated with the rise in temperature after stopping the engine.
  • the invention proposes a device for controlling the compression ratio of a variable volumetric ratio engine comprising a control cylinder comprising a piston defining two chambers for receiving a fluid. under pressure, a pressure accumulator delivering the fluid under pressure, a first fluid circuit connecting the upper chamber to the accumulator and comprising a first valve assembly adapted to control the flow of fluid in said first fluid circuit, a second fluid circuit connecting the lower chamber to the accumulator and comprising a second valve assembly adapted to control the flow of a fluid in said second fluid circuit, said device being remarkable in that the first and / or the second fluidic circuit (s) at least one (s) comprises at least one calibrated leakage opening of the fluid.
  • the first and / or the second fluidic circuit comprises (s) a bypass duct, arranged to connect one of the chambers to the accumulator, comprising a blocking non-return valve. the flow of fluid from the chamber to the accumulator, said bypass duct being mounted in parallel on the one hand with the associated valve assembly and on the other hand with the leakage opening when the fluidic circuit comprises such an opening.
  • a bypass circuit comprising a non-return valve in parallel with the leak opening has the advantage of creating a controlled permanent leak of the fluid while avoiding any drift of the average pressure of the chambers.
  • the leak opening is calibrated to reduce the pressure in the control cylinder when the temperature rises while the motor is stopped.
  • the leakage opening is calibrated to reduce the pressure by discharging a fluid volume of between 10 and 30 cc / min at 240 bars Dp at 100 ° C, and preferably 20 cc / min. under 240 bars of Dp at 100 ° C.
  • the leak aperture consists of at least one calibrated orifice formed in the wall of a duct said leakage duct which is mounted in shunt in the or said duct (s) fluidic (s).
  • the leakage duct is arranged to form a circuit parallel to the fluid circuit of the chamber to which the leakage duct is connected.
  • the leak opening is provided at the valve or valves (s) of the associated valve assembly.
  • bypass duct is arranged to produce a circuit parallel to the fluid circuit of the chamber to which the bypass duct is connected.
  • bypass duct is arranged to connect the lower chamber to the accumulator.
  • each fluidic circuit comprises a leakage duct.
  • the first valve assembly and the second valve assembly are connected to the accumulator by a common conduit.
  • first and second fluid circuits and the first and second valve assemblies are arranged with a magnetic actuator to form a solenoid valve for simultaneous opening and closing of the upper and lower chambers to which the solenoid valve is connected.
  • the invention in another aspect, relates to a solenoid valve comprising two valve assemblies for controlling each the flow of a fluid delivered under pressure by a pressure accumulator, each valve assembly having a valve body comprising a longitudinal channel AA axis communicating with at least two fluidic circuits and an arrangement valve assembly comprising a piston movably mounted within the channel between an opening position of the fluidic circuits to allow the passage of fluid from one fluid circuit to another and a closed position of the fluid circuits relative to one another at the other, said piston comprising a magnetizable end portion and an end opposite the magnetizable end portion, forming a valve adapted to abut against a seat to cause the closed position, and a single electromagnetic actuator capable of simultaneously controlling the displacement of the piston of each valve assembly in the open position of the fluid circuits actuator, interposed between the two sets of valves, comprising an electromagnetic coil having a coil bore housing a fixed magnetizable target extending opposite the magnetizable end portions of the pistons of each valve assembly, ⁇ solenoid valve
  • the first and / or the second fluidic circuit comprises (a) a bypass duct, comprising a check valve blocking the flow of fluid towards the accumulator, said bypass duct being mounted in parallel on the one hand with the associated valve assembly and on the other hand with the leak opening when the fluidic circuit comprises such an opening.
  • a bypass circuit in parallel with a controlled permanent leak has the advantage of reducing the precision of parts to be machined and thus reducing manufacturing costs. This also has the advantage of increasing the wear tolerance by compensating leaks. It also reduces the number of parts and reduces cavitation in the lower chamber of a control cylinder to which the solenoid valve is connected.
  • the leakage opening is calibrated so as to make it possible to reduce the pressure by discharging a volume of fluid of between 10 and 30 cc / min at 240 bars of Dp at 100 ° C., and preferably of 20 cc / min at 240 bars of Dp at 100 ° C.
  • the leak opening consists of at least one calibrated orifice formed in the wall of a duct said leakage duct which is mounted in shunt in the fluid duct (s) (s).
  • the leakage duct is arranged to form a circuit parallel to the fluid circuit of the chamber to which the leakage duct is connected.
  • the leak opening is provided at the valve or valves (s) of the associated valve assembly.
  • each fluidic circuit comprises a leakage duct.
  • the first valve assembly and the second valve assembly are connected to the accumulator by a common conduit.
  • the calibrated leak opening may result from a scheduled periodic opening of the valve assemblies.
  • the leak opening is calibrated to reduce the pressure present in the control cylinder in case of temperature rise while the engine is stopped.
  • bypass duct is arranged to produce a circuit parallel to the fluid circuit of the chamber to which the bypass duct is connected.
  • bypass duct is arranged to connect the lower chamber to the accumulator.
  • the invention also relates to a variable volumetric ratio engine comprising a device for controlling the compression ratio as described above.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a rate control device of compression of the prior art implemented to control the compression ratio of a variable compression ratio engine
  • FIG. 2 represents a schematization of a compression ratio control device according to the invention.
  • identical or similar elements of the different embodiments are identified by identical reference signs throughout the figures.
  • a compression rate control device intended to be implemented for controlling the compression ratio of a variable volumetric ratio engine of the type for example of that described in FIG. WO2008 / 148948.
  • the compression ratio control device comprises a control cylinder 110 comprising a piston defining two chambers, a so-called upper chamber 113 and a so-called lower chamber 112, intended to be supplied with hydraulic fluid under pressure, in this case oil, from a pressure accumulator 33.
  • a first fluid circuit 31A, 32A connecting the upper chamber to the accumulator and comprising a first valve assembly 4A
  • a second fluid circuit 31B, 32B connecting the lower chamber to the accumulator and comprising a second valve assembly 4B.
  • the two fluid circuits and the two valve assemblies are arranged with a magnetic actuator to form a solenoid valve 1 of the type described in application WO2016 / 097546, and illustrated in FIG. allowing simultaneous opening and closing of the upper and lower chambers.
  • the solenoid valve 1 will not be described hereinafter in detail. However, it includes all the characteristics of the solenoid valve described in the aforementioned application. Of In general, however, the solenoid valve 1 comprises two fluid flow control valve assemblies 2A, 2B and a single electromagnetic actuator interposed between the two valve assemblies.
  • Each valve assembly 2A, 2B comprises a valve body comprising a channel 30A, 30B longitudinal axis A A communicating with at least two fluidic conduits 31A, 32A, 31B, 32B.
  • the channels 30A, 30B are opening on the actuator side 5 and closed on the opposite side to the actuator.
  • the fluidic conduits 31A, 32A, 31B, 32B are formed on the side walls of the channels 30A, 30B.
  • the fluid duct 31 A of the solenoid valve 1 is connected to the upper chamber 113 of the control cylinder while the fluid duct 31B is connected to the lower chamber 112 of the control cylinder.
  • the channel 32A is connected to the pressure accumulator 33 while the conduit 32B is closed at the end.
  • each valve assembly comprises in in addition to a valve arrangement.
  • the valve arrangement comprises a piston 4A, 4B having a tubular body movably mounted within the channel 30A, 30B between an opening position of the fluidic conduits 31A, 32A, 31B, 32B to allow fluid passage through a fluidic conduit to the other and a closed position of the fluid conduits 31A, 32A, 31B, 32B relative to each other.
  • each piston 4A, 4B has an end 41A, 41B adapted to bear against a seat 13A, 13B formed at the end of the channel 30A, 30B associated furthest from the actuator 5 (ie at the closed end of the channel), and thus close the fluid conduits.
  • the end 41 A, 41B thus forms a valve. We will talk about pilot flaps later.
  • An opening and orifices are formed respectively at the end 41A, 41B and the tubular body of the pistons 4A, 4B to allow the passage of the fluid inside the latter.
  • the fluidic conduits 31A, 31B are arranged to open into the channels 30A, 30B opposite the wall portion of the piston provided with the orifices while the fluidic conduits 32A, 32B are arranged to open into the channels 30A. , 30B near the closed end of the corresponding channel.
  • the electromagnetic actuator 5 comprises an electromagnetic coil 6 cylindrical having a coil bore and a piece constituting a magnetizable target 8, preferably ferrous magnetizable alloy, such as an iron / cobalt alloy, an iron / silicon alloy or the like, fixedly mounted in said bore.
  • a magnetizable target 8 preferably ferrous magnetizable alloy, such as an iron / cobalt alloy, an iron / silicon alloy or the like.
  • the solenoid valve 1 thus constitutes a two-way solenoid valve ensuring the opening or closing of the fluidic circuit of the two valve assemblies 2A, 2B by simultaneous displacement of the two pistons 4A, 4B under the impulsion of the magnetic field created in 6.
  • the path 36 of the fluid is similar to that of a control device as shown in Figure 1.
  • the control of the compression ratio of the engine is effected by means of the control of the passage of the fluid under pressure from one chamber to the other of the control cylinder 110, and vice versa using the solenoid valve 1.
  • the solenoid valve 1 In order to reduce the pressure during the rise in temperature while the engine is stopped, it is expected to equip the solenoid valve 1 with at least one leakage opening.
  • leakage opening 61 is formed at two additional ducts, hereinafter referred to as leakage ducts 60, which respectively constitute a bypass.
  • the leak opening 61 consists of at least one calibrated orifice formed in the wall of each of the ducts 60.
  • Each leakage duct 60 is arranged to form a circuit parallel to the fluid circuit 31 A, 32A, 31B, 32B of the chamber to which the leakage pipe is connected and more particularly with the associated valve assembly.
  • one at least one of the fluidic circuits is advantageously provided with a bypass duct 50 comprising a non-return valve 51.
  • the presence of a non-return valve thus allows the backflow of one of the chambers.
  • the bypass circuit thus makes it possible to guarantee an average pressure in the chambers at least equal to the pressure of the accumulator, and to optimize the operation of the motor.
  • the control device according to the invention may be devoid of any check valve.
  • the bypass duct 50 is arranged to connect the fluid duct 31B leading to the lower chamber 112 to the fluid duct 32B leading to the accumulator 33. It thus constitutes a bypass duct 50 of the second fluidic circuit (or lower fluidic circuit).
  • the bypass duct 50 is arranged to thereby provide a circuit parallel to the fluid circuit of the chamber to which the bypass duct 50 is connected, and more particularly with the associated valve assembly.
  • the control device comprises two leakage circuits 60 mounted in shunt on each of the fluidic circuits 31A, 32A, 31B, 32B, and a bypass duct 50 provided for re-gassing the lower chamber. 112 is connected in parallel with the leakage duct of the lower chamber 112.
  • a compression rate control device may be provided with a bypass circuit 50 provided for re-gassing the upper chamber 113.
  • the bypass duct 50 comprising the non-return valve 51 is arranged to connect the fluid duct 31 A leading to the upper chamber 113 to the fluid duct 32B leading to the accumulator 33.
  • a compression ratio control device comprising a combined arrangement of the two bypass circuits 50 previously described so as to allow the re-feeding of one or the other of the rooms. It can also be provided that only one of the fluidic circuits is provided with a leakage circuit 60.
  • This Arrangement may be made in lieu of or in addition to the leakage conduit (s) 60.
  • a periodic opening of the solenoid valve 1 for a period ensuring the temperature stabilization of the engine to limit the effects of the rise in temperature after stopping the engine.
  • a programmed opening of the solenoid valve twice per minute over a period of 15 minutes can be envisaged.
  • Such programming opening of the solenoid valve can be performed as a replacement or in combination with a permanent leak achieved via a leakage duct as described above and / or a clearance between the valve (s) and the associated seat .

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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumétrique variable, comprenant un vérin de commande comprenant un piston (111) délimitant deux chambres (112, 113) destinées à recevoir un fluide sous pression délivré par un accumulateur de pression (33), un premier circuit fluidique (31A, 32A) reliant la chambre supérieure à l'accumulateur et comprenant un premier ensemble de vanne (2A), un deuxième circuit fluidique (31B, 32B) reliant la chambre inférieure à l'accumulateur (33) et comprenant un deuxième ensemble de vanne (2B), caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) au moins comporte une ouverture de fuite calibrée du fluide.

Description

DISPOSITIF POUR PILOTER LE TAUX DE COMPRESSION D'UN MOTEUR A RAPPORT VOLUMETRIQUE VARIABLE COMPRENANT UNE ELECTROVANNE A DOUBLE SENS PRESENTANT UNE FUITE PERMANENTE MAITRISEE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[001] L'invention concerne un dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumé trique variable, comprenant un vérin de commande comprenant un piston délimitant deux chambres destinées à recevoir un fluide sous pression, un accumulateur délivrant un fluide sous pression aux deux chambres via respectivement deux circuits fluidiques distincts, chaque circuits fluidiques comprenant un ensemble d' électrovanne.
[002] L'invention concerne également un moteur à rapport volumétrique variable comprenant un tel dispositif ainsi qu'une électrovanne destinée à la mise en œuvre d'un tel dispositif. ETAT DE LA TECHNIQUE
[003] L'arrêt d'un moteur thermique entraine l'arrêt du refroidissement de celui-ci alors que la température de certaines parties du moteur continue d'augmenter. C'est le cas par exemple de l'huile emprisonnée dans une des chambres du vérin de commande d'un moteur à rapport volumétrique variable du type de celui décrit dans la demande WO2016/097546 et dont l'actionneur est illustré sur la figure 1. La dilation thermique induit alors une montée en pression de la chambre dans laquelle l'huile est emprisonnée, dépendant de la différence entre la température initiale et la température finale. Lorsque cette pression dépasse la pression maximale en service liée à la reprise des efforts de combustion, la chambre contenant l'huile peut être conduite à la rupture. [004] Afin de palier ce problème, la solution usuelle mise en œuvre est l'installation d'un clapet de décharge taré en chambre inférieure de sorte à évacuer le surplus de pression. Cette solution ne fonctionne cependant que lorsque le vérin n'est pas en butée inférieure. En outre, une telle solution reste très intrusive sur la conception de la chambre inférieure.
[005] L'invention vise à remédier à ces problèmes en proposant un dispositif de pilotage de taux de compression pour un moteur à rapport volumétrique variable permettant de s'affranchir des effets liés à la montée en température après arrêt du moteur. OBJET DE L'INVENTION
[006] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumétrique variable, comprenant un vérin de commande comprenant un piston délimitant deux chambres destinées à recevoir un fluide sous pression, un accumulateur de pression délivrant le fluide sous pression, un premier circuit fluidique reliant la chambre supérieure à l'accumulateur et comprenant un premier ensemble de vanne apte à commander l'écoulement du fluide dans ledit premier circuit fluidique, un deuxième circuit fluidique reliant la chambre inférieure à l'accumulateur et comprenant un deuxième ensemble de vanne apte à commander l'écoulement d'un fluide dans ledit deuxième circuit fluidique, ledit dispositif étant remarquable en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) au moins comporte(nt) au moins une ouverture de fuite calibrée du fluide.
[007] La présence d'une ouverture de fuite permet ainsi de créer une fuite permanente du fluide assurant l'évacuation de la pression lors de la montée en température du fluide alors même que le moteur est arrêté. [008] De préférence, le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) comporte(nt) un conduit de dérivation, arrangé pour raccorder l'une des chambres à l'accumulateur, comprenant un clapet anti-retour bloquant l'écoulement du fluide en provenance de la chambre vers l'accumulateur, ledit conduit de dérivation étant monté en parallèle d'une part de l'ensemble de vanne associé et d'autre part de l'ouverture de fuite lorsque le circuit fluidique comporte une telle ouverture. La présence d'un circuit de dérivation comprenant un clapet anti-retour en parallèle de l'ouverture de fuite a pour avantage de créer une fuite permanente maîtrisée du fluide tout en évitant toute dérive de la pression moyenne des chambres.
[009] Avantageusement, l'ouverture de fuite est calibrée pour permettre de réduire la pression présente dans le vérin de commande en cas de montée en température alors que le moteur est arrêté.
[0010] Avantageusement, l'ouverture de fuite est calibrée pour permettre de réduire la pression en évacuant un volume de fluide compris entre 10 et 30 cc/min sous 240 bars de Dp à 100°C, et de préférence de 20 cc/min sous 240 bars de Dp à 100°C.
[0011] Selon une première configuration, l'ouverture de fuite consiste en au moins un orifice calibré ménagé dans la paroi d'un conduit dit conduit de fuite lequel est monté en dérivation dans le ou lesdits conduit(s) fluidique(s).
[0012] Avantageusement, le conduit de fuite est arrangé pour former un circuit parallèle au circuit fluidique de la chambre auquel le conduit de fuite est raccordé.
[0013] Selon une autre configuration et en complément ou en remplacement de l'orifice calibré décrit précédemment, il peut être prévu que l'ouverture de fuite est ménagée au niveau du ou des clapet(s) de l'ensemble de vanne associé.
[0014] Avantageusement, le conduit de dérivation est arrangé pour réaliser un circuit parallèle au circuit fluidique de la chambre auquel le conduit de dérivation est raccordé.
[0015] Avantageusement, le conduit de dérivation est arrangé pour raccorder la chambre inférieure à l'accumulateur.
[0016] Selon une configuration avantageuse, chaque circuit fluidique comporte un conduit de fuite. [0017] Avantageusement, le premier ensemble de vanne et le deuxième ensemble de vanne sont reliés à l'accumulateur par un conduit commun.
[0018] Avantageusement, les premier et deuxième circuits fluidiques et les premier et deuxième ensembles de vanne sont arrangés avec un actionneur magnétique pour former une électrovanne permettant une ouverture et une fermeture simultanée des chambres supérieure et inférieure auxquelles Γ électrovanne est raccordée.
[0019] Selon un autre aspect, l'invention concerne une électrovanne comprenant deux ensembles de vanne destinées à commander chacune l'écoulement d'un fluide délivré sous pression par un accumulateur de pression, chaque ensemble de vanne comportant un corps de vanne comprenant un canal longitudinal d'axe A A communiquant avec au moins deux circuits fluidiques et un arrangement formant soupape comprenant un piston monté mobile à l'intérieur du canal entre une position d'ouverture des circuits fluidiques pour permettre le passage du fluide d'un circuit fluidique à l'autre et une position de fermeture des circuits fluidiques l'un par rapport à l'autre, ledit piston comprenant une portion d'extrémité magnétisable et une extrémité, opposée à la portion d'extrémité magnétisable, formant un clapet apte à s'appuyer contre un siège pour provoquer la position de fermeture, et un actionneur électromagnétique unique apte à commander de manière simultanée le déplacement du piston de chaque ensemble de vanne dans la position d'ouverture des circuits fluidiques, Γ actionneur, interposé entre les deux ensembles de vannes, comportant une bobine électromagnétique présentant un alésage de bobine logeant une cible magnétisable fixe s'étendant en vis-à-vis des portions d'extrémité magnétisables des pistons de chaque ensemble de vanne, Γ électrovanne étant remarquable en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) au moins comporte(nt) au moins une ouverture de fuite calibrée du fluide.
[0020] Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de Γ électrovanne, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement réalisables : - le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) comporte(nt) un conduit de dérivation, comprenant un clapet anti-retour bloquant l'écoulement du fluide en direction de l'accumulateur, ledit conduit de dérivation étant monté en parallèle d'une part de l'ensemble de vanne associé et d'autre part de l'ouverture de fuite lorsque le circuit fluidique comporte une telle ouverture. La présence combinée d'un circuit de dérivation en parallèle d'une fuite permanente maîtrisée a pour avantage ainsi de réduire la précision de pièces à usiner et donc de réduire les coûts de fabrication. Cela a également pour avantage d'augmenter la tolérance à l'usure par compensation des fuites. Cela permet également de réduire le nombre de pièces et de réduire la cavitation en chambre inférieure d'un vérin de commande auquel l'électrovanne est raccordée.
- l'ouverture de fuite est calibrée pour permettre de réduire la pression en évacuant un volume de fluide compris entre 10 et 30 cc/min sous 240 bars de Dp à 100°C, et de préférence de 20 cc/min sous 240 bars de Dp à 100°C. - l'ouverture de fuite consiste en au moins un orifice calibré ménagé dans la paroi d'un conduit dit conduit de fuite lequel est monté en dérivation dans le ou lesdits conduit(s) fluidique(s).
- le conduit de fuite est arrangé pour former un circuit parallèle au circuit fluidique de la chambre auquel le conduit de fuite est raccordé.
- l'ouverture de fuite est ménagée au niveau du ou des clapet(s) de l'ensemble de vanne associé.
- chaque circuit fluidique comporte un conduit de fuite.
- le premier ensemble de vanne et le deuxième ensemble de vanne sont reliés à Γ accumulateur par un conduit commun .
- l'ouverture de fuite calibrée peut résulter d'une ouverture périodique programmée des ensembles de vannes.
Et lorsque Γ électrovanne est raccordée à un vérin de commande comprenant deux chambres délimitées par un piston :
- l'ouverture de fuite est calibrée pour permettre de réduire la pression présente dans le vérin de commande en cas de montée en température alors que le moteur est arrêté.
- le conduit de dérivation est arrangé pour réaliser un circuit parallèle au circuit fluidique de la chambre auquel le conduit de dérivation est raccordé.
- le conduit de dérivation est arrangé pour raccorder la chambre inférieure à l'accumulateur.
- les premier et deuxième circuits fluidiques et les premier et deuxième ensembles de vanne sont arrangés avec un actionneur magnétique pour former une électrovanne permettant une ouverture et une fermeture simultanée des chambres supérieure et inférieure auxquelles Γ électrovanne est raccordée. [0021] L'invention concerne également un moteur à rapport volumétrique variable comprenant un dispositif pour piloter le taux de compression tel que décrit précédemment.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0022] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de pilotage de taux de compression de l'art antérieur mis en œuvre pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumétrique variable ;
- la figure 2 représente une schématisation d'un dispositif de pilotage de taux de compression selon l'invention. [0023] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
[0024] En relation avec la figure 2, il est décrit un dispositif de pilotage de taux de compression destiné à être mis en œuvre pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumétrique variable du type par exemple de celui décrit dans la demande WO2008/148948.
[0025] Le dispositif de pilotage de taux de compression comprend un vérin de commande 110 comprenant un piston délimitant deux chambres, une chambre dite supérieure 113 et une chambre dite inférieure 112, destinées à être alimentées en fluide hydraulique sous pression, en l'espèce de l'huile, en provenance d'un accumulateur de pression 33. Pour ce faire, un premier circuit fluidique 31 A, 32A reliant la chambre supérieure à l'accumulateur et comprenant un premier ensemble de vanne 4A, un deuxième circuit fluidique 31B, 32B reliant la chambre inférieure à l'accumulateur et comprenant un deuxième ensemble de vanne 4B.
[0026] Selon un exemple de réalisation particulier, les deux circuits fluidiques et les deux ensembles de vanne sont arrangés avec un actionneur magnétique pour former une électrovanne 1 du type de celle décrite dans la demande WO2016/097546, et illustrée sur la figure 1 , permettant l'ouverture et la fermeture simultanée des chambres supérieure et inférieure.
[0027] L' électrovanne 1 ne sera pas décrite ci-après en détail. Elle reprend cependant l'ensemble des caractéristiques de l'électrovanne décrite dans la demande susvisée. De manière générale cependant, l'électrovanne 1 comprend deux ensembles de vanne 2A, 2B de commande de l'écoulement d'un fluide et un actionneur 5 électromagnétique unique interposé entre les deux ensembles de vannes.
[0028] Chaque ensemble de vanne 2A, 2B comporte un corps de vanne comprenant un canal 30 A, 30B longitudinal d'axe A A communiquant avec au moins deux conduits fluidiques 31 A, 32A, 31B, 32B. Les canaux 30A, 30B sont débouchant du côté de Γ actionneur 5 et fermés du côté opposé à Γ actionneur. Les conduits fluidiques 31 A, 32A, 31B, 32B sont ménagés sur les parois latérales des canaux 30 A, 30B. Le conduit fluidique 31 A de l'électrovanne 1 est relié à la chambre supérieure 113 du vérin de commande tandis que le conduit fluidique 31B est relié à la chambre inférieure 112 du vérin de commande. Le canal 32A est relié quant à lui à l'accumulateur de pression 33, tandis que le conduit 32B est fermé en extrémité. Afin d'assurer le passage du fluide de la chambre inférieure 112 à la chambre supérieure 113 du vérin de commande et inversement, les conduits fluidiques 32A, 32B sont reliés entre eux par un canal commun 34. [0029] Chaque ensemble de vanne comprend en outre un arrangement formant soupape. L'arrangement formant soupape comprend un piston 4A, 4B présentant un corps tubulaire monté mobile à l'intérieur du canal 30A, 30B entre une position d'ouverture des conduits fluidiques 31A, 32A, 31B, 32B pour permettre le passage du fluide d'un conduit fluidique à l'autre et une position de fermeture des conduits fluidiques 31 A, 32A, 31B, 32B l'un par rapport à l'autre. Plus particulièrement, chaque piston 4A, 4B présente une extrémité 41 A, 41B apte à s'appuyer contre un siège 13 A, 13B ménagé au niveau de l'extrémité du canal 30 A, 30B associé la plus éloignée de Γ actionneur 5 (i.e. au niveau de l'extrémité fermée du canal), et ainsi fermer les conduits fluidiques. L'extrémité 41 A, 41B forme ainsi un clapet. On parlera par la suite de clapets pilotés. Une ouverture et des orifices sont ménagés respectivement au niveau de l'extrémité 41 A, 41B et du corps tubulaire des pistons 4A, 4B pour permettre le passage du fluide à l'intérieur de ces derniers. Les conduits fluidiques 31 A, 31B sont arrangés pour déboucher dans les canaux 30A, 30B en vis-à-vis de la portion de paroi du piston pourvue des orifices tandis que les conduits fluidiques 32A, 32B sont arrangés pour déboucher dans les canaux 30 A, 30B à proximité de l'extrémité fermée du canal correspondant.
[0030] L' actionneur électromagnétique 5 comprend une bobine électromagnétique 6 cylindrique présentant un alésage de bobine et une pièce constituant une cible magnétisable 8, avantageusement en alliage magnétisable ferreux, comme par exemple un alliage fer/cobalt, un alliage fer/silicium ou autres, montée fixe dans ledit alésage. Lorsque chaque piston se déplace sous la commande de actionneur électromagnétique pour passer de la position de fermeture des conduits fluidiques à la position d'ouverture desdits conduits fluidiques, chaque piston 4A, 4B se déplace dans le canal correspondant en direction de la pièce cible pour venir en butée contre la face d'extrémité correspondante de la pièce cible 8.
[0031] L' électrovanne 1 constitue ainsi une électrovanne à double sens assurant l'ouverture ou la fermeture du circuit fluidique des deux ensembles de vanne 2A, 2B par déplacement simultané des deux pistons 4A, 4B sous l'impulsion du champ magnétique créé dans la bobine 6. Le chemin 36 du fluide est similaire à celui d'un dispositif de pilotage tel qu'illustré sur la figure 1. Le pilotage du taux de compression du moteur s'effectue par le biais de la commande du passage du fluide sous pression d'une chambre à l'autre du vérin de commande 110, et inversement à l'aide de l'électrovanne 1.
[0032] Afin de permettre de réduire la pression lors de la montée en température alors que le moteur est arrêté, il est prévu d'équiper l'électrovanne 1 d'au moins une ouverture de fuite.
[0033] Dans la schématisation du dispositif de pilotage de taux de compression illustrée sur la figure 2, l'ouverture de fuite 61 est ménagée au niveau de deux conduits additionnels, désignés par la suite de conduits de fuite 60, lesquels constituent respectivement une dérivation des premier et deuxième circuits fluidiques 31 A, 32A, 31B, 32B.
[0034] L'ouverture de fuite 61 consiste en au moins un orifice calibré ménagé dans la paroi de chacun des conduits 60. Chaque conduit de fuite 60 est arrangé pour former un circuit parallèle avec le circuit fluidique 31 A, 32A, 31B, 32B de la chambre auquel le conduit de fuite est raccordé et plus particulièrement avec l'ensemble de vanne associé.
[0035] Afin de pallier la chute de pression des chambres en dessous de la pression de l'accumulateur 33 résultant de la fuite permanente créée au sein de l'électrovanne 1 , l'un au moins des circuits fluidiques est pourvu avantageusement d'un conduit de dérivation 50 comprenant un clapet anti-retour 51. La présence d'un clapet anti-retour permet ainsi le regavage d'une des chambres. Le circuit de dérivation permet ainsi de garantir une pression moyenne dans les chambres au moins égale à la pression de l'accumulateur, et d'optimiser le fonctionnement du moteur. Il s'agit bien entendu d'un exemple de réalisation, le dispositif de contrôle selon l'invention pouvant être dépourvu de tout clapet anti-retour.
[0036] Dans le mode de réalisation illustré, le conduit de dérivation 50 est arrangé pour raccorder le conduit fluidique 31B menant à la chambre inférieure 112 au conduit fluidique 32B menant à l'accumulateur 33. Il constitue ainsi un conduit de dérivation 50 du deuxième circuit fluidique (ou circuit fluidique inférieur). Le conduit de dérivation 50 est arrangé pour réaliser ainsi un circuit parallèle au circuit fluidique de la chambre auquel le conduit de dérivation 50 est raccordé, et plus particulièrement avec l'ensemble de vanne associé.
[0037] Dans l'exemple illustré, le dispositif de pilotage comporte deux circuits de fuite 60 montés en dérivation sur chacun des circuits fluidique 31 A, 32A, 31B, 32B, et un conduit de dérivation 50 prévu pour re-gaver la chambre inférieure 112 monté en parallèle du conduit de fuite de la chambre inférieure 112. Il s'agit d'un mode de réalisation préférentiel. Il est bien entendu évident que l'invention ne se limite pas à un tel arrangement, et qu'il peut être prévu un dispositif de pilotage de taux de compression avec un circuit de dérivation 50 prévu pour re-gaver la chambre supérieure 113. Ainsi, le conduit de dérivation 50 comprenant le clapet anti-retour 51 est arrangé pour raccorder le conduit fluidique 31 A menant à la chambre supérieure 113 au conduit fluidique 32B menant à l'accumulateur 33. Il constitue ainsi un conduit de dérivation 50 du premier circuit fluidique (ou circuit fluidique supérieur). De même, il peut être prévu, sans sortir du cadre de l'invention, un dispositif de contrôle de taux de compression comprenant un arrangement combiné des deux circuits de dérivation 50 précédemment décrits de sorte à permettre le re-gavage de l'une ou l'autre des chambres. Il peut être prévu également que seul l'un des circuits fluidiques soit pourvu d'un circuit de fuite 60.
[0038] Il peut être prévu également d'arranger une fuite permanente en prévoyant un jeu entre le clapet 41B, 41 A de l'ensemble de vanne 2B et/ou de l'ensemble de vanne 2A et le siège associé 13B, 13A lorsque l'électrovanne est en position fermée. Cet arrangement peut être réalisé en remplacement ou en complément du/des conduit(s) de fuite 60.
[0039] Selon un autre mode de réalisation, il peut être prévu de programmer une ouverture périodique de électrovanne 1 pendant une période garantissant la stabilisation en température du moteur afin de limiter les effets de la montée en température après arrêt du moteur. A titre d'exemple, il peut être envisagé une ouverture programmée de Γ électrovanne deux fois par minute sur une période de 15 minutes. Une telle programmation d'ouverture de l'électrovanne peut être réalisée en remplacement ou en combinaison avec une fuite permanente réalisée via un conduit de fuite tel que décrit précédemment et/ou un jeu entre le(les) clapet(s) et le siège associés.
[0040] L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif pour piloter le taux de compression d'un moteur à rapport volumétrique variable, comprenant un vérin de commande (110) comprenant un piston (111) délimitant deux chambres (112, 113) destinées à recevoir un fluide sous pression, un accumulateur de pression (33) délivrant le fluide sous pression, un premier circuit fluidique (31A, 32A) reliant la chambre supérieure (113) à l'accumulateur et comprenant un premier ensemble de vanne (2 A) apte à commander l'écoulement du fluide dans ledit premier circuit fluidique, un deuxième circuit fluidique (31B, 32B) reliant la chambre inférieure (112) à l'accumulateur (33) et comprenant un deuxième ensemble de vanne (2B) apte à commander l'écoulement d'un fluide dans ledit deuxième circuit fluidique, caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) au moins comporte(nt) au moins une ouverture de fuite (61) calibrée du fluide.
Dispositif pour piloter le taux de compression selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) (31 A, 32A, 31B, 32B) comporte(nt) un conduit de dérivation (50) arrangé pour raccorder l'une des chambres (112, 113) à l'accumulateur (33) et comprenant un clapet anti-retour (51) bloquant l'écoulement du fluide en provenance de la chambre vers l'accumulateur, ledit conduit de dérivation (50) étant monté en parallèle de l'ensemble de vanne associé et en parallèle de l'ouverture de fuite lorsque le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) (31 A, 32A, 31B, 32B) comporte une telle ouverture.
Dispositif pour piloter le taux de compression selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture de fuite (61) est calibrée pour permettre de réduire la pression présente dans le vérin de commande en cas de montée en température alors que le moteur est arrêté.
Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de fuite (61) est calibrée pour permettre de réduire la pression en évacuant un volume de fluide compris entre 10 et 30 cc/min sous 240 bars de Dp à 100°C.
5. Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de fuite (61) consiste en au moins un orifice calibré ménagé dans la paroi d'un conduit, dit conduit de fuite (60), lequel est monté en dérivation dans le ou lesdits conduit(s) fluidique(s) (31A, 32A, 31B, 32B).
6. Dispositif pour piloter le taux de compression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit de fuite (60) est arrangé pour former un circuit parallèle au circuit fluidique (31A, 32A, 31B, 32B) de la chambre auquel le conduit de fuite est raccordé.
7. Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de fuite (61) est ménagée au niveau du ou des clapet(s) de l'ensemble de vanne associé.
8. Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque circuit fluidique (31 A, 32A, 31B, 32B) comporte un conduit de fuite.
9. Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier ensemble de vanne (2A) et le deuxième ensemble de vanne (2B) sont reliées à l'accumulateur (33) par un conduit commun (34).
10. Dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que en ce que les premier et deuxième circuits fluidiques (31 A, 32A, 31B, 32B) et les premier et deuxième ensembles de vanne (2A, 2B) sont arrangées avec un actionneur magnétique (8) pour former une électrovanne (1) permettant une ouverture et une fermeture simultanée des chambres supérieure et inférieure auxquelles Γ électrovanne (1) est raccordée.
11. Electrovanne (1) comprenant deux ensembles de vanne (2A, 2B) destinée à commander chacune l'écoulement d'un fluide délivré sous pression par un accumulateur de pression, chaque ensemble de vanne (2A, 2B) comportant un corps de vanne comprenant un canal (30A, 30B) longitudinal d'axe AA communiquant avec au moins deux circuits fluidiques (31 A, 32A, 31B, 32B) et un arrangement formant soupape comprenant un piston (4A, 4B) monté mobile à l'intérieur du canal (30 A, 30B) entre une position d'ouverture des circuits fluidiques (31 A, 32A, 31B, 32B) pour permettre le passage du fluide d'un circuit fluidique à l'autre et une position de fermeture des circuits fluidiques (31 A, 32A, 31B, 32B) l'un par rapport à l'autre, ledit piston (4A, 4B) comprenant une portion d'extrémité magnétisable (40A, 40B) et une extrémité, opposée à la portion d'extrémité magnétisable (40 A, 40B), formant un clapet apte à s'appuyer contre un siège (13A, 13B) pour provoquer la position de fermeture, et un actionneur électromagnétique (5) unique apte à commander de manière simultanée le déplacement du piston (4A, 4B) de chaque ensemble de vanne dans la position d'ouverture des circuits fluidiques (31 A, 32A, 31B, 32B), l'actionneur, interposé entre les deux ensembles de vannes, comportant une bobine électromagnétique (6) présentant un alésage de bobine logeant une cible magnétisable (8) fixe s 'étendant en vis-à-vis des portions d'extrémité magnétisables (40A, 40B) des pistons (4A, 4B) de chaque ensemble de vanne (2A, 2B), caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) au moins comporte une ouverture de fuite calibrée du fluide.
12. Electrovanne (1) selon la revendication 11 , caractérisée en ce que le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) comporte(nt) un conduit de dérivation (50) comprenant un clapet anti-retour (51) bloquant l'écoulement du fluide en direction de l'accumulateur, ledit conduit de dérivation (50) étant monté en parallèle de l'ensemble de vanne associé et en parallèle de l'ouverture de fuite lorsque le premier et/ou le deuxième circuit(s) fluidique(s) (31 A, 32A, 31B, 32B) comporte une telle ouverture.
13. Moteur à rapport volumétrique variable comprenant un dispositif pour piloter le taux de compression selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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