Brevet FR2703400A1 — publié le 19941007

La présente invention concerne un agencement d'une pompe à vide sur un moteur à combustion interne pour véhicule automobile. I1 est connu d'équiper certains véhicules automobiles, notamment des véhicules à moteur Diesel, d'une pompe à vide destinée à alimenter une source de vide nécessaire au fonctionnement d'équipements divers, par exemple des dispositifs d'amplification de freinage, des dispositifs de climatisation, des dispositifs de recyclage de gaz d'échappement, des dispositifs de commande de toits ouvrants, etc... On connaît déjà dans l'état de la technique un agencement d'une pompe à vide sur un moteur à combustion interne dans lequel la pompe à vide est montée sur la partie supérieure du moteur, notamment sur la culasse, en étant entraînée par l'arbre à cames du moteur. En particulier, il est connu de monter une pompe à vide rotative sur la partie supérieure du moteur au voisinage d'une extrémité de l'arbre à cames reliée par des moyens de transmission à l'arbre de rotation de la pompe. I1 est également connu de monter sur la partie supérieure du moteur une pompe munie d'une tige d'actionnement entraînée suivant un mouvement rectiligne alternatif par un excentrique solidaire de l'arbre à cames. Ces agencements ont pour inconvénients d'augmenter l'encombrement de la partie supérieure du moteur, notamment suivant la longueur de celui-ci, et de compliquer les structures de la culasse et du circuit d'admission du moteur. Par ailleurs, les nouveaux véhicules automobiles comportent un nombre croissant d'équipements reliés à la source de vide si bien qu'il est nécessaire d'augmenter le débit de la pompe à vide pour permettre le fonctionnement de l'ensemble de ces équipements. L'invention a pour but de proposer un agencement d'une pompe à vide sur un moteur à combustion interne dans lequel l'encombrement de la partie haute du moteur soit réduit et les structures de la culasse et du circuit d'admission du moteur soient simplifiées, ceci en augmentant le débit de la pompe à vide par rapport aux agencements classiques. A cet effet, l'invention a pour objet un agencement d'une pompe à vide sur un moteur à combustion interne pour véhicule automobile, la pompe à vide étant actionnée par une tige à mouvement rectiligne alternatif, et le moteur étant muni d'un vilebrequin monté rotatif dans un carter du moteur, caractérisé en ce que la pompe à vide est fixée sur le carter, l'extrémité libre de la tige d'actionnement étant actionnée par une came tournante solidaire du vilebrequin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la tige d'actionnement s'étend dans un conduit de refoulement d'air de la pompe raccordé à une ouverture du carter formant, d'une part un conduit pour l'air refoulé par la pompe à vide vers l'intérieur du carter, et d'autre part un conduit d'alimentation en huile de lubrification approvisionné par des projections d'huile provenant de l'intérieur du carter. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'extrémité libre de la tige d'actionnement s'étend à travers l'ouverture et coopère directement avec la came ou par interposition d'un galet de contact porté par cette extrémité libre. Selon un second mode de réalisation de l'inven tion - une tige intermédiaire est interposée entre l'extrémité libre de la tige d'actionnement et la came, la tige intermédiaire étant montée coulissante dans un guide ménagé dans la paroi du carter - le conduit de refoulement est relié à un conduit ménagé dans la paroi du carter destiné au retour de l'huile de lubrification vers l'intérieur du carter par gravité. Selon le premier mode de réalisation de l'invention - la came est délimitée par une surface circulaire solidaire du vilebrequin et excentrée par rapport à l'axe de rotation de ce dernier - la surface circulaire est délimitée par le contour d'un bras de manivelle formant un disque d'axe excentré par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin; - le contour du disque est délimité par une couronne rapportée sur le disque. Selon le second mode de réalisation de l'invention - la came est délimitée par le contour de l'extrémité d'un bras de manivelle formant une masse d'équilibrage dynamique du vilebrequin - le contour de la masse d'équilibrage est délimitée par un secteur rapporté sur cette masse d'équilibrage - la came comporte deux parties d'extrémité respectivement d'établissement et de rupture de contact avec la tige d'actionnement, adaptées pour limiter les chocs et les bruits mécaniques entre ces pièces, séparées par une partie centrale de poussée de la tige d'actionnement. Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue, en coupe suivant la ligne 1-1 de la figure 2 et avec un arrachement, d'un agencement selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté, avec un arrachement, du vilebrequin de la figure 1 - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 d'un agencement selon un second mode de réalisation de l'invention. On a représenté à la figure 1 un agencement 10 d'une pompe à vide 12 sur un moteur à combustion interne 14 pour véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le moteur 14 comporte un vilebrequin 16 monté rotatif de façon connue en soi autour d'un axe X à l'intérieur d'un carter 18 du moteur 14. Sur la figure 1, on a représenté une partie du carter 18 prolongeant de façon classique la partie inférieure du bloc-cylindres du moteur (non représenté). De façon classique, la pompe 12 comporte un corps 20 raccordé à un conduit d'aspiration d'air 22 et à un conduit de refoulement d'air 24. Une tige 26 d'actionnement de la pompe 12, d'axe Y sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation X du vilebrequin 16, s'étend à l'intérieur du conduit de refoulement 24. L'extrémité libre 28 du conduit de refoulement 24 est raccordée de façon étanche, par des moyens connus, à une ouverture 30 ménagée dans la paroi du carter 18. L'ouverture 30 forme, d'une part un conduit pour l'air refoulé par la pompe à vide 12 vers l'intérieur du carter 18, et d'autre part un conduit d'alimentation en huile de lubrification approvisionné par des projections d'huile provenant de l'intérieur du carter 18. L'extrémité libre 28 du conduit de refoulement 24 est également reliée à un conduit 31 ménagé à travers la paroi du carter 18 et permettant le retour de l'huile de lubrification par gravité dans le carter 18. La pompe 12 est donc lubrifiée par l'huile projetée dans le conduit de refoulement d'air 24. La tige 26 est destinée à être entraînée suivant un mouvement rectiligne alternatif par le vilebrequin 16 qui sera décrit ci-dessous plus en détail en regard des figures 1 et 2. De façon classique, le vilebrequin 16 comporte des tourillons 32, dont un seul est représenté sur les figures, matérialisant son axe de rotation X, et des manetons 34,36, dont deux sont représentés sur la figure 2, destinés à l'articulation des bielles du moteur (non représentées). On a également représenté sur la figure 2 deux bras de manivelle 38,40 du vilebrequin. Le premier bras 38, reliant les manetons 34,36 entre eux, est de type connu. Le second bras 40, reliant le tourillon 32 au maneton 36, a une forme de disque d'axe Z excentré par rapport à l'axe de rotation X du vilebrequin 16. Une couronne 44 est rapportée sur la périphérie du disque 40, par exemple par frettage. Le contour de la couronne 44 délimite une came destinée à coopérer avec une extrémité d'une tige intermédiaire 46 interposée entre ce contour et l'extrémité libre 47 de la tige 26 d'actionnement de la pompe 12. La tige intermédiaire 46 est montée coulissante dans un perçage formant guide 48, ménagé dans la paroi du carter 18, aligné avec la tige 26 d'actionnement de la pompe 12. La tige intermédiaire 46 est maintenue en contact avec le contour de la couronne 44 sous l'effet d'un ressort de rappel 50 sollicitant la tige 26 d'actionnement de la pompe 12 vers la couronne 44. De préférence, le disque 40 est fabriqué dans un matériau habituellement utilisé pour la fabrication d'un bras de manivelle, par exemple en fonte, et la couronne 44 est fabriquée en acier traité résistant à l'usure due au contact entre cette couronne 44 et la tige intermédiaire 46. En variante, il est possible de fabriquer le disque 42 et la couronne 44 en une seule pièce. Suivant une autre variante, la tige intermédiaire 46 peut être supprimée, l'extrémité libre de la tige d'actionnement 26 étant directement en contact avec la couronne 44. Lorsque le moteur 14 est en fonctionnement, la rotation du vilebrequin 16 et de la couronne 44 excentrée entraîne la tige 26 d'actionnement de la pompe 12 suivant un mouvement rectiligne alternatif. L'air refoulé par la pompe 12 est envoyé dans le carter 18 lui même raccordé de façon classique au circuit d'admission des gaz du moteur. On décrira maintenant, en regard de la figure 3, un agencement selon un second mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence 10A. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Dans ce cas, la pompe à vide 12 comporte une tige d'actionnement 26A, s'étendant à travers l'ouverture 30 du carter 18, entraînée par l'extrémité d'un bras de manivelle 54 du vilebrequin 16 formant une masse 56 d'équilibrage dynamique du vilebrequin. De façon classique, le bras 54 est relié, d'une part à un tourillon (non représenté) matérialisant l'axe de rotation X du vilebrequin, et d'autre part à un maneton 58 porté par l'extrémité du bras 54 opposé à la masse d'équilibrage 56. La masse d'équilibrage 56 a une forme générale de croissant et comporte un secteur 60 rapporté, par exemple fixé par vis 61. Le contour du secteur 60 délimite une came destinée à coopérer avec l'extrémité libre de la tige d'actionnement 26A. De préférence, cette extrémité libre comporte un galet 62 de contact avec le secteur 60. De façon analogue au premier mode de réalisation, le bras 54 est fabriqué dans un matériau habituellement utilisé pour la fabrication d'un bras de manivelle, par exemple en fonte, et le secteur 60 est fabriqué en acier traité résistant à l'usure due au contact entre ce secteur 60 et la tige d'actionnement 26A. De préférence, le contour du secteur 60 comporte deux parties d'extrémité 66,68 respectivement d'établissement et de rupture de contact avec le galet 62, adaptées pour limiter les chocs et les bruits mécaniques entre les pièces, séparées par une partie centrale 70 de poussée de la tige 26A à l'encontre de la force élastique de rappel exercé par le ressort 50. En variante, le bras 54 et le secteur 60 peuvent être fabriqués en une seule pièce, la came étant usinée directement sur le contour du bras de manivelle 54. De même que dans le premier mode de réalisation, la pompe 12 est lubrifiée par les projections d'huile provenant de l'intérieur du carter et s'écoulant, à travers l'ouverture 30 du carter 18, à l'intérieur du conduit d'aspiration 24. L'invention comporte de nombreux avantages. La pompe à vide étant fixée sur le carter disposé dans la partie inférieure du moteur à combustion interne, l'encombrement de la partie haute du moteur est réduit et les structures de la culasse et du circuit d'admission du moteur sont simplifiées. La pompe à vide est fixée entre les deux extrémités du vilebrequin s'étendant longitudinalement dans le carter du moteur si bien que l'on évite un encombrement de ce moteur suivant la longueur de celui-ci. La vitesse de rotation du vilebrequin est double de celle de l'arbre à cames utilisé pour entraîner la pompe à vide dans les agencements classiques, si bien que le débit de la pompe à vide est multiplié par deux par rapport aux agencements classiques. REVENDICATIONS 1. Agencement d'une pompe à vide (12) sur un moteur (14) à combustion interne pour véhicule automobile, la pompe à vide (12) étant actionnée par une tige (26;26A) à mouvement rectiligne alternatif, et le moteur (14) étant muni d'un vilebrequin (16) monté rotatif dans un carter (18) du moteur, caractérisé en ce que la pompe à vide (12) est fixée sur le carter (18), l'extrémité libre de la tige d'actionnement (26;26A) étant actionnée par une came tournante (44;60) solidaire du vilebrequin (16). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige d'actionnement (26;26A) s'étend dans un conduit (24) de refoulement d'air de la pompe (12) raccordé à une ouverture (30) du carter (18) formant, d'une part un conduit pour l'air refoulé par la pompe à vide (12) vers l'intérieur du carter (18), et d'autre part un conduit d'alimentation en huile de lubrification approvisionné par des projections d'huile provenant de l'intérieur du carter (18). 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la tige d'actionnement (26A) s'étend à travers l'ouverture (30) et coopère directement avec la came (60) ou par interposition d'un galet de contact (62) porté par cette extrémité libre. 4. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une tige intermédiaire (46) est interposée entre l'extrémité libre de la tige d'actionnement (26) et la came (44), la tige intermédiaire (46) étant montée coulissante dans un guide (48) ménagé dans la paroi du carter (18). 5. Agencement selon les revendications 2 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le conduit de refoulement (24) est relié à un conduit (31) ménagé dans la paroi du carter (18) destiné au retour de l'huile de lubrification vers l'intérieur du carter par gravité. 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la came (44) est délimitée par une surface circulaire solidaire du vilebrequin (16) et excentrée par rapport à l'axe de rotation (X) de ce dernier. 7. Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface circulaire est délimitée par le contour d'un bras de manivelle (40) formant un disque d'axe (Z) excentré par rapport à l'axe de rotation (X) du vilebrequin (16). 8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le contour du disque (40) est délimité par une couronne (44) rapportée sur le disque (40). 9. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la came (60) est délimitée par le contour de l'extrémité d'un bras de manivelle (54) formant une masse d'équilibrage dynamique (56) du vilebrequin (16). 10. Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le contour de la masse d'équilibrage (56) est délimitée par un secteur (60) rapporté sur cette masse d'équilibrage (56). 11. Agencement selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la came (60) comporte deux parties d'extrémité (66,68) respectivement d'établissement et de rupture de contact avec la tige d'actionnement (26A), adaptées pour limiter les chocs et les bruits mécaniques entre ces pièces, séparées par une partie centrale (70) de poussée de la tige d'actionnement (26A).