Brevet FR2818432A1 — publié le 20020621

L'invention concerne un actionneur électromagnétique de soupape de moteur à combustion interne, plus précisément à une seule bobine, comme l'enseignent par exemple FR-2784 222 et FR-2792765. Par cylindre, il peut y avoir une ou deux soupapes d'admission et une ou deux soupapes d'échappement. En référence à la figure 1 qui représente un actionneur de l'art antérieur, il comporte un circuit magnétique 1 à deux montants 2,3 réunis par une traverse 4, chaque montant 2 ; 3 portant deux dents décalées 5,6 ; 7,8 en saillie vers l'intérieur et en regard de celles 7,8 ; 5,6 de l'autre montant 3 ; 2 lui faisant face et espacées deux à deux par des entrefers 12,17. Une palette 9 d'entraînement de soupape, ici à l'extrémité d'une tige 10 portant la soupape, non représentée, est montée entre les quatre dents 5-8 mobile en translation sous l'action de la force magnétomotrice dont il va être question ci-après. Une bobine 11 est enroulée autour de la traverse 4. Quand la soupape est en position de fermeture, la palette 9 est vers le haut. La palette 9 participe au circuit magnétique 1 qui, au niveau de cette palette et des dents, est dissymétrique. Au démarrage, et en référence à la figure 2 du circuit électrique équivalent, quand on fait passer un courant dans la bobine 11, pour repousser la palette 9 contre les dents d'extrémité 6,8 et déplacer la soupape en position d'ouverture, il se crée une force magnétomotrice (source électrique équivalente V) aux bornes de la bobine 11 et un flux 0 dans une branche principale du circuit magnétique comprenant la traverse 4 et les portions des montants 2,3 comprises entre la traverse et les dents, flux 0 qui, au niveau des dents, se ramifie en deux branches secondaires selon un flux 01, traversant les dents 5,7 les plus proches de la traverse 4 et la partie supérieure de la palette 9, et un flux 02, traversant les dents d'extrémité 6,8 et la partie inférieure de la palette 9 adjacente à la tige 10. Du fait de la dissymétrie, le flux 02 est plus grand que le flux 01, et devrait entraîner la palette 9 contre les dents d'extrémité en position d'ouverture 6,8. En pratique, il n'en est pas toujours ainsi. La dissymétrie n'est pas assurée de façon satisfaisante au point que le flux 02 peut être insuffisant pour vaincre les frottements secs de la soupape, avec sa tige 10 et sa palette 9, et attirer la soupape vers le bas. On remarquera que le déplacement de la palette, au démarrage, s'effectue en fait par oscillations d'amplitude croissante jusqu'à ce qu'elle vienne frapper ou"coller"les dents d'extrémité. La présente invention vise à proposer un actionneur de soupape assurant un meille démarrage. A cet effet, l'invention concerne un actionneur électromagnétique à une seule bobine pour soupape de moteur à combustion interne comprenant un circuit magnétique à une branche principale ramifiée en deux branches secondaires dissymétriques d'ouverture et de fermeture, et une palette d'entraînement de la soupape montée entre les deux branches mobile en translation sous l'action d'une force magnétomotrice créée par la bobine dans la branche principale, caractérisé par le fait qu'un enroulement de démarrage est enroulé autour de la branche secondaire d'ouverture. Grâce à l'enroulement de démarrage sur la branche d'ouverture, on crée une force magnétomotrice d'appoint qui, au démarrage va faciliter le démarrage en assurant le déplacement de la palette et son impact rapide contre la branche d'ouverture du circuit magnétique. L'enroulement de démarrage peut être indépendant de la bobine de la branche principale du circuit magnétique, qui n'est alimenté qu'au démarrage du moteur ; la bobine principale peut aussi se prolonger par l'enroulement de démarrage qui, tout en continuant de pouvoir être qualifié d'enroulement de démarrage, reste toutefois alimenté pendant toute la durée de fonctionnement du moteur. Qu'il s'agisse d'un enroulement de démarrage, hors de fonctionnement après le démarrage, ou d'un prolongement de la bobine de fonctionnement normal, l'actionneur reste un actionneur à bobine unique en dehors des périodes de démarrage. Dans le cas où la branche secondaire d'ouverture du circuit magnétique comporte un entrefer (entre deux dents), l'enroulement de démarrage peut être disposé d'un côté ou des deux côtés de l'entrefer. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation de l'actionneur de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une représentation d'un actionneur à bobine unique de l'art antérieur ; - la figure 2 représente le circuit électrique équivalent du circuit électromagnétique de l'actionneur de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation de la première forme de réalisation de l'actionneur de l'invention ; - la figure 4 représente le circuit électrique équivalent du circuit électromagnétique de l'actionneur de la figure 3 et - la figure 5 est une représentation de la deuxième forme de réalisation de l'actionneur de l'invention. Les formes de réalisation de l'actionneur de l'invention ne se distinguent de celles de l'art antérieur que par les enroulements de démarrage. C'est pourquoi elles ne seront pas à nouveau décrites, pour ce qui concerne leur carcasse magnétique, et les mêmes moyens seront référencés de la même manière sur les figures représentant l'invention. Incidemment, c'est sur la figure 5 qu'a été représentée la soupape 20 au bout de sa tige, ou queue 10. En référence à la forme de réalisation de la figure 3, il est prévu, en plus de la bobine principale 11 autour de la traverse 4, deux enroulements de démarrage 15, 16, en série l'un avec l'autre, autour des portions des montants 2, 3 s'étendant ici entre les dents 5, 6 et 7, 8, c'est-à-dire autour de la branche secondaire d'ouverture comportant les dents d'extrémité 6, 8, entre ces dents d'ouverture et les dents de fermeture 7, 5. Les enroulements 15, 16 sont indépendants de la bobine 11 de la branche principale comprenant la traverse 4. On a ici prévu deux enroulements, mais un seul, d'un des deux côtés de l'entrefer 17 entre les dents 6, 8, pourrait aussi suffir. On notera que, le courant continu n'étant appliqué dans les enroulements 15, 16 que pendant la phase de démarrage, ces enroulements peuvent être communs à tous les actionneurs du moteur, avec une commande électronique relativement simple du fait du caractère continu du courant. Au plan électrique, et en référence au circuit équivalent de la figure 4, l'introduction des enroulements de démarrage 15,16 revient à introduire au démarrage, dans la seule branche secondaire d'ouverture 8,9, 6, une force magnétomotrice supplémentaire v qui va s'ajouter à la force principale V pour forcer la palette 9 contre les dents d'extrémité 6,8 et faciliter ainsi le démarrage du moteur. En référence à la figure 5, il est prévu, à la place des enroulements de démarrage indépendants de la bobine principale 11, des enroulements 18, 19 en série l'un avec l'autre et prolongeant en fait l'enroulement de la bobine principale 11, enroulés sur les mêmes portions de la carcasse magnétique. Tout comme précédemment, il ne pourrait y en avoir qu'un seul. Cette réalisation est peut-être plus simple que la précédente. Toutefois, l'inductance de l'ensemble reste modifiée tout au long du fonctionnement du moteur puisque le ou les enroulements de démarrage restent en permanence alimentés. REVENDICATIONS 1-Actionneur électromagnétique à une seule bobine pour soupape (20) de moteur à combustion interne comprenant un circuit magnétique à une branche principale (4) ramifiée en deux branches secondaires dissymétriques d'ouverture (8,9, 6) et de fermeture (7,9, 5), et une palette (9) d'entraînement de la soupape (20) montée entre les deux branches mobile en translation sous l'action d'une force magnétomotrice créée par la bobine (11) dans la branche principale, caractérisé par le fait qu'un enroulement (15,16 ; 18,19) de démarrage est enroulé autour de la branche secondaire d'ouverture (8,9, 6). 2-Actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'enroulement de démarrage (15,16) est indépendant de la bobine (11) de la branche principale du circuit magnétique. 3-Actionneur selon la revendication 1, dans lequel la bobine (11) de la branche principale est prolongée par l'enroulement de démarrage (18, 19). 4-Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la branche secondaire d'ouverture (8,9, 6) comporte un entrefer (17) et l'enroulement de démarrage s'étend d'un seul côté de l'entrefer. 5-Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la branche secondaire d'ouverture (8,9, 6) comporte un entrefer (17) et l'enroulement de démarrage s'étend des deux côtés de l'entrefer (17). 6-Actionneur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les branches secondaires d'ouverture et de fermeture comportent des dents (8, 6 ; 7,5) espacées par des entrefers (17 ; 12). 7-Actionneur selon la revendication 6, dans lequel l'enroulement de démarrage est disposé entre les dents d'ouverture (6,8) et les dents de fermeture (7,5).