Brevet FR2699466A1 — publié le 19940624

SYSTEME D'ENTRAINEMENT DES APPAREILS AUXILIAIRES D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un système d'entraînement des appareils auxiliaires d'un moteur à combustion interne équipant notamment les véhicules automobiles. L'invention concerne plus précisément un système d'entraînement hydraulique des appareils auxiliaires d'un moteur à combustion interne. Les appareils auxiliaires d'un moteur à combustion interne, tels que la pompe à eau du circuit de refroidissement, l'alternateur, la pompe à huile du circuit de lubrification, mais aussi certains appareillages du véhicule automobile tels que la pompe d'assistance de direction ou encore le compresseur de conditionnement d'air, sont traditionnellement entraînés à partir de l'arbre de sortie du moteur à combustion interne, directement ou par des descentes d'engrenages ou de poulies plus ou moins complexes. Un tel entraînement direct des appareils auxiliaires présente de nombreux inconvénients. Ces périphériques suivent l'évolution de vitesse du moteur--t donc subissent les accélérations et les décélérations de ce dernier, ce qui compte tenu de leur inertie propre, augmente 11 inertie du moteur et donc affecte sa puissance et sa souplesse. De plus les appareils auxiliaires travaillent dans toute la plage de vitesse du moteur quelque soit le rapport de réduction ou de surmultiplication existant entre l'arbre moteur et ces appareils. I1 est difficile d'optimiser le rendement de ces appareils sur une telle plage de fonctionnement. Par ailleurs les périphériques sont dimensionnés de manière à obtenir un certain niveau de performances dès les bas régimes, ceux-ci sont donc surdimensionnés dans les hauts régimes ce qui dégrade le rendement global du moteur. Pour pallier à ces inconvénients, différents dispositifs mécaniques ont été développés pour entraîner les appareils auxiliaires à des vitesses prédéterminées indépendantes du régimes moteur. on peut citer la demande de brevet EP-A-204.205 qui a trait à un système d'entraînement d'accessoires à deux vitesses utilisant un tambour rotatif équipé de freins actionnés par la force centrifuge ou encore le variateur décrit dans la demande de brevet FR-A2.484.927. Ces différents dispositifs ont pour inconvénients d'être relativement compliqués et de nécessiter une transmission mécanique par courroie qui impose la proximité de ces appareils auxiliaires au voisinage immédiat du moteur, ce qui constitue une gêne pour réaliser l'architecture du moteur-- et en réduire les dimensions dans la perspective des véhicules à capot plongeant. De plus, le fait que ces différents appareils auxiliaires soient reliés mécaniquement avec le moteur constitue un frein au lancement de ce dernier et impose donc un surdimensionnement du démarreur. L'objet de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système d'entraînement des appareils auxiliaires de réalisation simple, apte à entraîner ces derniers à vitesse constante et à déconnecter ceux-ci du bloc moteur. Le système d'entraînement selon l'invention concerne au moins un appareil auxiliaire, tel qu'un alternateur ou une pompe à eau, d'un moteur à combustion interne équipant notamment un véhicule automobile. Selon l'invention le système d'entraînement est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble moteur spécifique tournant à vitesse sensiblement constante entraînant l'appareil auxiliaire. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention, le moteur d'entraînement de l'appareil auxiliaire est un moteur actionné par un fluide sous pression. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention l'alimentation en fluide sous pression du moteur d'entraînement est assuréeoeà partir d'une pompe actionnée à partir de l'arbre de sortie du moteur à combustion interne. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention la pompe est une pompe à cylindrée variable assurant un débit sensiblement constant à destination du moteur d'entraînement, quelque soit le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention le moteur d'entraînement est un moteur hydraulique. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention le moteur d'entraînement est un moteur pneumatique. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention le moteur d'entraînement pneumatique est alimenté en air depuis un réservoir sous pression alimenté par un compresseur entraîné directement par l'arbre de sortie du moteur à combustion interne. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention la pompe est entraînée directement à partir d'un arbre à cames du moteur à combustion interne. Selon une autre caractéristique du système d'entraînement selon l'invention la pompe alimente en fluide sous pression le moteur d'entraînement lorsque le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne a dépassé une valeur de seuil prédéterminée. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, appliqué à un moteur à combustion interne du type multicylindrique, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue schématique du système d'entraînement des appareils auxiliaires du moteur selon l'invention. Conformément au dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. Le moteur à combustion interne référencé 1, plus particulièrement destiné à la propulsion d'un véhicule automobile, comporte un arbre de sortie ou vilebrequin 2 qui fournit le couple utile après conversion de la force due au mélange carburé générée pendant la combustion par l'équipage mobile bielle-manivelle non figuré. Une partie du couple disponible à l'arbre de sortie 2 est utilisée pour entraîner certains systèmes nécessaires au bon fonctionnement du moteur ou du véhicule, il s'agit notamment de l'arbre à cames 4 commandant la distribution entraîné à la vitesse moitié du vilebrequin 2 à partir d'une courroie 3, il s'agit encore des système de refroidissement ou de lubrification et leurs pompes correspondantes. Conformément à l'invention, les appareils auxiliaires non directement liés à la vitesse de rotation du moteur ne sont plus entraînés directement à partir de l'arbre de sortie du moteur 2 mais à partir d'un moteur spécifique hydraulique ou pneumatique qui lui est actionné à partir de l'arbre de sortie du moteur 2. Pour ce faire, l'arbre de sortie 2 ou comme dans l'exemple représenté l'arbre à cames 4 entraîne une pompe hydraulique 5 à cylindrée variable, cette pompe hydraulique 5 alimente par la liaison hydraulique un moteur hydraulique 8 à cylindrée fixe qui entraîne différents appareils auxiliaires. Le réservoir 7, disposé sur la liaison hydraulique, constitue une capacité de filtrage de la pression de façon à amortir les fluctuations de débit. La cylindrée de la pompe 5 est pilotée en fonction de la vitesse de rotation du moteur 1 par un asservissement mécanique du type centrifuge ou encore électronique par lecture de la vitesse de rotation. Çet agencement assure un débit sensiblement constant de la pompe 5 dans la plage de régimes considérés du moteur 1. Suivant les plages de fonctionnement de la pompe hydraulique, le mouvement peut être pris sur l'arbre de sortie 2, sur l'arbre à cames 2 ou sur toute autre pièce tournante du moteur pouvant supporter le couple résistant. Le moteur hydraulique 8 alimenté par un débit sensiblement constant à partir de la pompe 5 à cylindrée variable, à son arbre de sortie 9 qui 1 tourne également à une vitesse donnée également sensiblement constante. Les différents appareils auxiliaires du moteur 1 sont alors entraînés par la rotation de l'arbre 9 soit directement, soit par des descentes de mouvement associées. Ces appareils sont composés dans l'exemple représenté, de la pompe à eau 10 du circuit de refroidissement, d'un compresseur de climatiseur 11, de la pompe à huile 12 du circuit de lubrification, d'un alternateur 13 et d'une pompe de direction assistée 14. Ainsi grâce à l'invention, les appareils auxiliaires tournent à vitesse constante avec une vitesse identique ou non à celle de l'arbre. Il en résulte la suppression des problèmes d'inertie de ces appareils rencontrés lors des changements de régimes du moteur 1. Par ailleurs l'invention permet à chaque appareil d'être optimisé pour une vitesse donnée de fonctionnement de cet appareil, ce qui permet d'en améliorer le rendement et les dimensions. De plus, du fait que les appareils auxiliaires tournent à une vitesse donnée quelque soit le régime du moteur, il n'est plus nécessaire de surdimensionner ces appareils pour obtenir de bonnes performances pour les fonctionnements à bas régimes du moteur. Par ailleurs la pompe hydraulique à cylindrée variable 5 est adaptée pour entrer en action à partir d'un régime seuil de fonctionnement du moteur. Le fait de maintenir la cylindrée de la pompe à zéro et donc de ne pas entraîner les appareils auxiliaires lors du démarrage, permet de diminuer la puissance nécessaire au lancement du moteur, ce qui permet de diminuer la puissance du démarreur et de sa source d'énergie. Par ailleurs, grâce à la liaison hydraulique entre la pompe 5 et le moteur 8, il est possible d'implanter assez librement les appareils auxiliaires, ce qui facilite les combinaisons d'architecture du véhicule. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, il est possible d'utiliser comme moteur 8 d'entraînement des appareils auxiliaires, un moteur pneumatique. La pompe 5 est alors une pompe à air, le circuit étant alors couplé avec une réserve d'air sous pression. REVENDICATIONS tl] Système d'entraînement d'au moins un appareil auxiliaire, tel qu'un alternateur (13) ou une pompe à eau (10), d'un moteur à combustion interne (1) équipant notamment un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (8) spécifique tournant à une vitesse sensiblement constante pour entraîner ledit appareil auxiliaire (10,11,12,13,14). 2 Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (8) de l'appareil auxiliaire (10,11,12) est un moteur actionné par un fluide sous pression. [33 Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation en fluide sous pression du moteur d'entraînement (8) est assurée à partir d'une pompe (5) actionnée à partir de l'arbre de sortie (2) du moteur à combustion interne (1). [4] Système d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pompe est une pompe à cylindrée variable (5) assurant un débit-sensiblement constant à destination du moteur d'entraînement (8), quelque soit le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne (1). 5 Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit moteur d'entraînement est un moteur hydraulique (8). [6] Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit moteur d'entraînement (8) est un moteur pneumatique. [7] Système d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moteur d'entraînement (8) pneumatique est alimenté en air depuis un réservoir sous pression alimenté par un compresseur (5) entraîné directement par l'arbre de sortie du moteur à combustion interne (1). 8 Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce queXladite pompe (5) est entraînée directement à partir d'un arbre à cames (4) du moteur à combustion interne (1). [9] Systeme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ladite pompe (5) alimente en fluide sous pression ledit moteur d'entraînement (8) lorsque le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) a dépassé une valeur de seuil prédéterminée.