Brevet FR2884561A1 — publié le 20061020

couple résistif important, ce qui provoque notamment une consommation énergétique accrue du véhicule. A cet effet, on connaît, par le brevet US-B1-6 223 708, un moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride pourvu d'au moins un cylindre, d'une culasse obturant le cylindre et à l'intérieur de laquelle sont montées des soupapes d'admission et d'échappement, et d'un décaleur d'arbre à cames permettant l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission suivant différentes lois. Lorsque le véhicule fonctionne en mode électrique, le décaleur d'arbre à cames est également adapté pour commander le déplacement de l'ensemble des soupapes d'échappement de manière à permettre une évacuation de l'air présent à l'intérieur du moteur. Outre le fait de nécessiter l'adjonction d'un décaleur d'arbre à cames pour permettre une décompression du moteur lorsque le véhicule fonctionne selon un mode de fonctionnement électrique, cette solution présente l'inconvénient de ne pas permettre un pilotage indépendant des soupapes d'échappement des différents cylindres du moteur. On connaît également, par le brevet US 4 936 273, un moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride comprenant un circuit hydraulique monté, en partie, à l'intérieur d'une culasse du moteur et permettant de commander le déplacement d'une soupape d'échappement dudit moteur, lorsque le véhicule automobile hybride fonctionne selon un mode de fonctionnement électrique. Cette conception présente l'inconvénient de nécessiter une modification de la culasse pour l'implantation du circuit hydraulique de commande. En outre, l'utilisation d'un circuit hydraulique pourvu notamment d'une pompe, d'un réservoir, de conduites d'alimentation 2884561 3 et d'un actionneur accroît sensiblement les coûts de fabrication du moteur thermique et du véhicule automobile hybride. Le brevet US 4 543 927 prévoit un moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride comprenant un actionneur électromécanique rapporté sur une culasse du moteur pour permettre le déplacement d'une soupape d'échappement dudit moteur, lorsque le véhicule fonctionne en mode de fonctionnement électrique. D'une manière analogue, cette solution nécessite une modification de la culasse du moteur ainsi que l'adjonction d'un élément additionnel engendrant des coûts de fabrication élevés. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients pour permettre, par des moyens particulièrement simples et de coût relativement réduit, une évacuation de l'air présent à l'intérieur d'un moteur de combustion interne d'un véhicule automobile hybride. A cet effet, on utilise une bougie de moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et dudit moteur à combustion interne, la bougie étant pourvue d'un corps destiné à être monté au moins en partie à l'intérieur d'une chambre de combustion du moteur, d'un orifice d'entrée d'air ménagé au niveau d'une portion distale du corps, d'un orifice d'échappement d'air ménagé au niveau d'une portion proximale dudit corps, d'un conduit d'échappement d'air monté à l'intérieur du corps et reliant lesdits orifices, d'un élément mobile capable d'obturer ledit conduit et de moyens d'actionnement de l'élément mobile. L'utilisation d'une telle bougie permet de réaliser, de manière particulièrement économique, une évacuation de l'air présent à l'intérieur du moteur, notamment lorsque le véhicule hybride fonctionne selon un mode de fonctionnement électrique, permettant ainsi de réduire sensiblement le couple résistif dudit moteur. En effet, cette solution ne nécessite aucune modification de la culasse du moteur, la bougie selon l'invention étant adaptée pour être montée en lieu et place d'une bougie traditionnellement utilisée. Ainsi, cette solution offre l'avantage de ne pas nécessiter l'ajout d'éléments additionnels générant des contraintes de fabrication et de montage ainsi que des coûts de fabrication élevés, pour permettre une commande sûre et efficace de la décompression du moteur. Par ailleurs, il est également possible, avec de telles bougies, de prévoir l'arrêt de l'échappement d'air cylindre par cylindre, avantageusement dans l'ordre d'allumage du moteur, pour obtenir une meilleure optimisation de la consommation énergétique dudit moteur. En outre, l'utilisation de telles bougies permet de réaliser d'éventuelles opérations de maintenance de manière particulièrement rapide et aisée. Avantageusement, les moyens d'actionnement comprennent une électrovanne. Préférentiellement, les moyens d'actionnement comprennent une bobine montée sur le corps et apte à créer un champ magnétique, et un organe monté à l'intérieur du conduit d'échappement et apte à exercer un effort permanent sur l'élément mobile, l'élément mobile, réalisé en matière métallique, étant disposé de manière à coopérer magnétiquement avec la bobine. Dans un mode de réalisation, l'élément mobile est guidé en translation à l'intérieur du conduit d'échappement et bloqué par au moins une butée ménagée au niveau dudit conduit. La bougie peut comprendre un élément chauffant, l'orifice d'entrée d'air pouvant être ménagé à proximité d'une extrémité supérieure dudit élément chauffant. Avantageusement, le conduit d'échappement présente une forme en T. La bougie comprend, de préférence, un moyen de fixation sur une culasse du moteur. L'invention concerne également un moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et dudit moteur à combustion interne, comprenant au moins un cylindre et une culasse obturant le cylindre et définissant une chambre de combustion, une bougie comprenant un corps monté en partie à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur. La bougie est pourvue, en outre, d'un orifice d'entrée d'air ménagé au niveau d'une portion distale du corps montée à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur, d'un orifice d'échappement d'air ménagé au niveau d'une portion proximale du corps, d'un conduit d'échappement d'air disposé à l'intérieur du corps et reliant lesdits orifices de manière à permettre une évacuation de l'air présent à l'intérieur de la chambre de combustion, d'un élément mobile capable d'obturer ledit conduit d'échappement, et de moyens d'actionnement de l'élément mobile suivant le fonctionnement du moteur. L'invention concerne enfin un procédé de compression d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile hybride dans lequel on réalise l'échappement de l'air à l'intérieur du moteur par l'intermédiaire d'une bougie dudit moteur suivant le mode de fonctionnement du véhicule automobile. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple nullement limitatif, et illustré par le dessin annexé. Sur la figure, une bougie, référencée 1 dans son ensemble, est montée sur une culasse 2 d'un moteur à combustion interne. La bougie 1 représentée ici est une bougie de préchauffage pour moteur de type Diesel. Toutefois, on conçoit aisément qu'une bougie d'allumage pour moteur à essence peut également être utilisée. La bougie 1 comprend un corps 3, de forme allongée s'étendant suivant un axe principal 4, et pourvu d'un élément 5 de fixation disposé sur la culasse 2 et d'un manchon 6 cylindrique monté à une extrémité inférieure dudit élément 5, et venant en partie à l'intérieur d'une chambre de combustion 7, formée par la surface supérieure d'un piston (non représenté) et la culasse 2. L'élément 5, de forme générale cylindrique, est pourvu d'un filetage 8 sur une partie de sa surface extérieure cylindrique, permettant la fixation de la bougie 1 sur la culasse 2, d'un alésage 9 et d'une saillie 10 radiale située axialement à proximité d'une face supérieure de la culasse 2. Une extrémité inférieure de l'élément 5 est légèrement en saillie à l'intérieur de la chambre de combustion 7. Le manchon 6, fixé à l'intérieur de l'alésage 9 de l'élément 5, est fermé à une extrémité inférieure. Le manchon 6 délimite un espace 11 intérieur prolongeant sensiblement verticalement vers le bas l'alésage 9. A l'intérieur de l'espace 11 et de l'alésage 9 est monté un corps lla, réalisé en céramique. Le corps 1 la s'étend à partir de l'extrémité inférieure du manchon 6 jusqu'à proximité de l'extrémité supérieure de l'élément 5. A l'intérieur du manchon 6 sont ici disposés un élément chauffant tel qu'une résistance électrique 12 de chauffage et un fil de résistance 13 relié à la résistance électrique 12. Ledit fil 13 s'étend à partir du manchon 6 jusqu'à proximité de l'extrémité supérieure du corps 3, et est relié, par l'intermédiaire d'un évidement (non représenté), à un connecteur 14 monté sur la surface cylindrique extérieure du manchon 5, à proximité de la face supérieure de la culasse 2. La bougie 1 comprend également une bobine 15, de forme annulaire, montée à une extrémité supérieure de l'élément 5 en appui contre le corps lla, et un support 16 cylindrique monté à l'extrémité supérieure de l'élément 5. La bobine 15 est montée en partie à l'intérieur de l'alésage 9 de l'élément 5 et en partie à l'intérieur d'un évidemment du support 16. La bobine 15 peut être alimentée en tension, par l'intermédiaire de fils de connexion 17, ici au nombre de deux, et traversant le support 16 pour venir en saillie par rapport à une extrémité supérieure dudit support. Le manchon 6 comprend également, à proximité de l'extrémité inférieure de l'élément 5, un orifice d'entrée d'air 18 traversant l'épaisseur dudit manchon. A partir dudit orifice 18, un conduit d'échappement d'air 19 est ménagé à l'intérieur du corps lla. Le conduit 19 comprend un premier évidement 19a cylindrique s'étendant radialement à partir de l'orifice 18, vers l'intérieur du corps 11a, qui est prolongé axialement vers le haut, en direction de la bobine 15, par un second évidement 19b cylindrique s'étendant jusqu'à l'extrémité supérieure dudit corps Il a. Le second évidemment 19b est ici sensiblement centré sur l'axe 4 du corps 3. Toutefois, il est également envisageable de disposer cet évidement de façon excentrée, par exemple dans le cas d'une application à un moteur essence pourvu d'une bougie comprenant une électrode centrale. Un troisième évidement 19c cylindrique s'étendant radialement se raccorde au voisinage de l'extrémité supérieure de la seconde partie 19b, et s'étend jusqu'à un orifice de sortie 20, ou d'échappement, ménagé au niveau de la saillie 10 de l'élément 5. En d'autres termes, le corps 3 comprend un orifice d'entrée 18 ménagé au niveau d'une portion distale dudit corps en saillie à l'intérieur de la chambre de combustion 7, un orifice de sortie 20 ménagé au niveau d'une portion proximale dudit corps situé à l'extérieur de la culasse 2, et d'un conduit d'échappement 19 s'étendant entre lesdits orifices 18, 20. Le conduit d'échappement 19 comprend, au niveau de l'évidement 19b, des excroissances radiales dirigées vers l'intérieur formant butées 21 et 22. Les butées 21, 22 sont situées à proximité de l'évidement 19c du conduit d'échappement 19. Bien entendu, il est également envisageable de prévoir, en remplacement desdites butées, un bourrelet annulaire radial continu et dirigé vers l'intérieur. La bougie 1 est pourvue également d'un élément mobile 23, avantageusement réalisé en matière métallique, monté en partie à l'intérieur de l'évidement 19b du conduit d'échappement 19 et en partie à l'intérieur d'un espace délimité par la bobine 15. La bougie 1 est pourvue d'un actionneur tel qu'un ressort 24 monté ici dans ledit espace, une extrémité du ressort 24 étant accrochée sur une surface inférieure du support 16, l'autre extrémité du ressort 24 étant accrochée sur l'élément mobile 23. Le ressort 24 est ainsi apte à exercer un effort permanent sur l'élément mobile 23. L'élément mobile 23 est apte à se déplacer entre une position rétractée par rapport à l'évidement 19c du conduit d'échappement 19 de manière à permettre une circulation entre les orifices d'entrée 18 et de sortie 20, et une position déployée dans laquelle ledit élément mobile 23 vient en appui contre les butées 21 et 22 de manière à couper la circulation d'air entre lesdites orifices 18 et 20. Dans la position déployée, l'élément mobile 23 obstrue l'extrémité intérieure de l'évidement 19c du conduit d'échappement 19. Le mode de fonctionnement d'un véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et d'un moteur à combustion interne comprenant une telle bougie est le suivant. Lorsque le véhicule automobile hybride fonctionne en mode électrique, une unité de contrôle du moteur commande l'alimentation de la bobine 15, par l'intermédiaire des fils de connexion 17, ce qui génère un flux magnétique attirant l'élément mobile 23 dans sa position rétractée, ce qui comprime le ressort 24. Cette opération permet ainsi de mettre la chambre de combustion du moteur à la pression atmosphérique. Lors du fonctionnement du véhicule automobile selon un mode hybride, l'unité de contrôle stoppe l'alimentation de la bobine 15, ce qui provoque un déplacement de l'élément mobile 23, sous l'effet du ressort 24, jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec les butées 21 et 22, de manière à arrêter l'échappement d'air en direction de l'extérieur. L'unité de contrôle peut ensuite commander l'injection du gasoil par des injecteurs (non représentés). La bobine 15 et le ressort 24 constituent des moyens d'actionnement de l'élément mobile 23, lesdits éléments formant ainsi une électrovanne. Bien entendu, il est également envisageable de prévoir, comme mentionné précédemment, une conception similaire pour des bougies d'allumage de moteurs thermiques à essence pourvues d'une manière analogue d'orifices d'entrée et de sortie d'air, d'un conduit d'échappement, et d'un élément mobile actionnable. La présente invention permet ainsi d'obtenir une bougie de construction particulièrement simple et efficace, pour réaliser l'échappement de l'air compris à l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur, de manière à pouvoir améliorer la consommation énergétique d'un véhicule automobile hybride, lors d'un fonctionnement selon un mode électrique, tout en permettant, lors d'un mode de fonctionnement hybride, d'arrêter l'échappement d'air vers l'extérieur progressivement cylindre par cylindre dans l'ordre d'allumage du moteur thermique. REVENDICATIONS 1. Bougie de moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et dudit moteur à combustion interne, la bougie comprenant un corps (3) destiné à être monté au moins en partie à l'intérieur d'une chambre de combustion du moteur, caractérisée en ce qu'elle est pourvue, en outre, d'un orifice d'entrée d'air (18) ménagé au niveau d'une portion distale du corps, d'un orifice d'échappement d'air (20) ménagé au niveau d'une portion proximale dudit corps, d'un conduit d'échappement d'air (19) monté à l'intérieur du corps et reliant lesdits orifices, d'un élément mobile (23) capable d'obturer ledit conduit, et de moyens d'actionnement de l'élément mobile. 2. Bougie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent une électrovanne. 3. Bougie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent une bobine (15) montée sur le corps et apte à créer un champ magnétique, et un organe (24) monté à l'intérieur du conduit d'échappement et apte à exercer un effort permanent sur l'élément mobile, et en ce que l'élément mobile, réalisé en matière métallique, est disposé de manière à coopérer magnétiquement avec la bobine. 4. Bougie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément mobile est guidé en translation à l'intérieur du conduit (19) d'échappement et bloqué par au moins une butée (21, 22) ménagée au niveau dudit conduit. 5. Bougie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément chauffant, l'orifice d'entrée d'air étant ménagé à proximité d'une extrémité supérieure dudit élément chauffant. 6. Bougie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce le conduit d'échappement présente une forme en T. 7. Bougie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de fixation sur une culasse du moteur. 8. Moteur à combustion interne pour véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et dudit moteur à combustion interne, comprenant au moins un cylindre et une culasse (2) obturant le cylindre et définissant une chambre de combustion, une bougie comprenant un corps (3) monté en partie à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur, caractérisé en ce que la bougie est pourvue, en outre, d'un orifice d'entrée d'air (18) ménagé au niveau d'une portion distale du corps montée à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur, d'un orifice d'échappement d'air (20) ménagé au niveau d'une portion proximale du corps, d'un conduit d'échappement d'air (19) disposé à l'intérieur du corps et reliant lesdits orifices de manière à permettre une évacuation de l'air présent à l'intérieur de la chambre de combustion, d'un élément mobile (23) capable d'obturer ledit conduit d'échappement, et de moyens d'actionnement de l'élément mobile suivant le fonctionnement du moteur. 9. Procédé de décompression d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile hybride pourvu d'un moteur électrique et dudit moteur, dans lequel on réalise l'échappement de l'air à l'intérieur du moteur par une bougie du moteur suivant le mode de fonctionnement du véhicule automobile.