Brevet FR2876747A1 — publié le 20060421

"Moteur thermique comportant un moyen de réchauffage électrique du conduit d'admission" L'invention concerne un moteur thermique, notamment pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un moteur thermique notamment pour un véhicule automobile, du type comporte au moins un conduit d'admission débouchant dans une chambre de combustion par l'intermédiaire d'au moins un moyen d'obturation. Io On connaît de nombreux exemples de moteurs thermiques de ce type. De manière connue, lors d'une étape de démarrage d'un moteur thermique, les émissions polluantes produites par le moteur lors du démarrage sont particulièrement élevées car le moteur est froid. En effet, le carburant qui circule dans le conduit d'admission a tendance à se condenser sur les parois du conduit d'admission, ce qui modifie le rapport volumétrique entre le carburant et l'oxygène de l'air. De ce fait, le mélange carburé qui est introduit dans la chambre de combustion n'est pas conforme à des spécifications permettant une combustion optimale, et il en résulte une émission importante de polluants tels que des suies ou des gaz comportant une forte proportion de monoxyde de carbone ou de monoxyde d'azote. Selon une conception connue de l'état de la technique concernant d'un moteur dans lequel le carburant est introduit dans la chambre de combustion par l'intermédiaire d'un dispositif d'injection, on a proposé, pour remédier à cet inconvénient, d'effectuer le démarrage du moteur selon un mode dégradé dans lequel au moins une unité de contrôle du moteur modifie les paramètres d'injection du moteur et/ou les paramètres d'allumage du moteur de manière à s'adapter aux conditions de température de celui-ci et limiter ainsi l'apparition des polluants précédemment cités. Toutefois, cette conception présente l'inconvénient, d'une part, de ne limiter qu'en partie l'apparition des polluants et, d'autre part, de n'autoriser qu'un fonctionnement imparfait du moteur. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une nouvelle conception d'un moteur thermique dans laquelle les émissions polluantes sont réduites sans intervenir sur les paramètres d'injection ou sur les paramètres d'allumage du moteur. to Dans ce but, l'invention propose un moteur thermique du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réchauffage électrique du conduit d'admission qui est susceptible au moins d'être activé lors d'une étape préalable au démarrage dudit moteur, pour réchauffer le conduit d'admission et limiter les émissions polluantes du moteur lors du démarrage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le moteur est un moteur dit alternatif dans lequel conduit d'admission est agencé dans une culasse du moteur et le moyen d'obturation comporte au moins une soupape d'admission qui est susceptible d'obturer le conduit d'admission, - le moyen de réchauffage électrique est agencé autour d'un siège de la soupape d'admission dans la culasse, - le moyen de réchauffage électrique comporte une bobine agencée autour du siège de la soupape d'admission qui est rapporté dans la culasse, - la bobine est parcourue par un courant continu de manière à former une résistance chauffant le siège de la soupape d'admission par conduction, - la bobine est parcourue par un courant variable provoquant l'apparition d'un champ magnétique variable dans ladite bobine pour former un dispositif de chauffage par induction de la soupape d'admission et de son siège, - le siège de la soupape d'admission est réalisé en deux parties dont une comporte un logement recevant la bobine, - le moteur comporte un dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape qui est susceptible, lors de l'étape préalable de démarrage, de maintenir la soupape d'admission en appui sur son siège tandis que la bobine est parcourue par un courant, - le moteur comporte des moyens de mesure du champ magnétique dans la bobine qui sont susceptibles, lors d'une étape de fonctionnement du moteur, de traduire une information représentative du champ magnétique régnant dans la bobine en io une information représentative de la levée de la soupape d'admission, laquelle information est susceptible d'être émise à l'attention d'une unité de pilotage du dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un moteur thermique alternatif conventionnel; - la figure 2 est une vue de détail d'un moteur comportant un moyen de réchauffage électrique du conduit d'admission réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue de détail d'un moteur comportant un moyen de réchauffage électrique du conduit d'admission réalisé selon un second mode de réalisation de l'invention; Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté sur les figures un moteur thermique 10 destiné notamment à la motorisation d'un véhicule automobile. De manière connue, le moteur thermique 10 est un moteur dit "alternatif" qui comporte un bloc cylindre 12 dans lequel est agencé un cylindre 14 dans lequel est monté coulissant un piston 16 qui est susceptible de transmettre une puissance motrice à un vilebrequin 18 par l'intermédiaire d'une bielle 20. Le bloc cylindre 12 est coiffé par une culasse 22 qui délimite au droit du cylindre 14, une chambre de combustion 24 s dans laquelle débouche un conduit d'admission 26 et un conduit d'échappement 28. Le conduit d'admission 26 est susceptible d'être obturé par l'intermédiaire d'une soupape d'admission 30 dont une tige 34 est monte coulissante dans la culasse 22, et le conduit io d'échappement 28 est susceptible d'être obturé par une soupape d'échappement 32 dont la tige 36 est montée coulissante dans la culasse 22. II sera compris que le moteur thermique 10 dans le cadre duquel est décrit la présente invention, ne saurait être limité au mode de réalisation de ladite figure 1 qui représente un moteur alternatif à quatre temps. Notamment, l'invention trouve à s'appliquer à tout moteur thermique comportant au moins un conduit d'admission 26 débouchant dans une chambre de combustion 24 par l'intermédiaire d'un moyen d'obturation 30, notamment par exemple un moteur thermique dit "rotatif" comportant un rotor (non représenté) monté mobile à rotation dans un boîtier trochoïdal dont le rotor forme le moyen d'obturation, ou un moteur "alternatif" dit "sans soupape" dans lequel le moyen d'obturation est constitué d'une chemise qui est montée coulissante autour du piston 16 et dans laquelle des lumières (non représentées) forment les moyens d'obturation, ou encore un moteur "alternatif" à deux temps. Conformément à l'invention, comme représenté aux figures 2 et 3, le moteur thermique 10 comporte un moyen 38 de réchauffage électrique du conduit d'admission 26 qui est susceptible d'être activé lors d'une étape préalable au démarrage du moteur 10 pour réchauffer le conduit d'admission 26 et limiter les émissions polluantes dudit moteur 10 lors du démarrage. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le moyen 38 de réchauffage électrique est agencé autour d'un siège rapporté 40 de la culasse 22. De manière connue, ce siège 40 est monté serré dans un alésage 42 formé à l'extrémité du conduit s d'admission 26 lors de l'assemblage du moteur 10. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention, et le siège 40 pourrait être venu de matière avec la culasse 22 du moteur 10. Dans le mode réalisation préféré de l'invention, le moyen io 38 de réchauffage électrique comporte une bobine 44 qui est agencée autour du siège 40 de la soupape 30 dans la culasse 22. Selon un premier mode de réalisation qui a été représenté à la figure 2, la bobine 44 est parcourue par un courant continu de manière à former une résistance chauffant par conduction le siège 40 de la soupape 30. Ainsi, lors de l'étape préalable au démarrage du moteur, la bobine 44 est parcourue par un courant continu qui permet de réchauffer le siège 40 et la soupape 30 de manière que, lorsque le moteur démarre, les gaz d'admission traversant le conduit 26 soient réchauffés et que les émissions polluantes résultant de la combustion de ces gaz soient réduites. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, le moteur thermique 10 comporte de préférence un dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape qui est susceptible, lors de l'étape préalable de démarrage, de maintenir la soupape d'admission 30 en appui sur son siège 40 tandis que la bobine 44 est parcourue par un courant. Dans le cas d'un moteur 10 comportant plusieurs soupapes d'admission 30, cette configuration permet notamment de fermer toutes les soupapes 30 lors de l'étape préalable de démarrage, de manière à provoquer leur réchauffement. Il sera bien évidemment compris que le réchauffement du siège 40 peut intervenir alors que la ou les soupapes 30 sont ouvertes, moteur à l'arrêt, ou même se prolonger durant les premières minutes de fonctionnement du moteur 10. Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, la bobine 44 n'est pas nécessairement agencée au plus près de la soupape 30, puisque le réchauffage du siège 40 de la soupape 30 s'effectue par conduction thermique au sein du matériau du siège 40. De ce fait, comme on l'a représenté à la figure 2, la bobine 44 peut par exemple être montée dans une gorge 46 qui est io formée dans l'alésage 42 de la culasse 22 qui reçoit le siège 40 et ladite culasse 22. Avantageusement, la culasse 22 comporte un perçage 48 débouchant dans la gorge 46 pour permettre le passage de fils 50 d'alimentation de la bobine 44 vers une partie supérieure de la culasse 22 (non représentée) de manière à permettre le branchement électrique de la bobine 44. Selon un second mode de réalisation de l'invention qui a été représenté à la figure 3, la bobine 44 est parcourue par un courant variable provoquant l'apparition d'un champ magnétique variable dans la bobine 44 pour former un dispositif de chauffage par induction de la soupape 30. Dans ce second mode de réalisation, comme pour le mode de réalisation précédent, la bobine 44 reçoit le courant variable lors de l'étape préalable de démarrage du moteur. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, il sera compris que le moteur thermique 10 comporte aussi de préférence un dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape qui est susceptible, lors de l'étape préalable de démarrage, de maintenir la soupape d'admission 30 en appui sur son siège 40 tandis que la bobine 44 est parcourue par un courant. Le réchauffement du siège 40 peut aussi intervenir alors que la ou les soupapes 30 sont ouvertes, moteur à l'arrêt, ou même se prolonger durant les premières minutes de fonctionnement du moteur 10. Avantageusement, dans ce second mode de réalisation, moteur 10 peut aussi comporter des moyens (non représentés) de mesure du champ magnétique dans la bobine 44 qui sont susceptibles, lors d'une étape de fonctionnement du moteur 10, de traduire une information représentative du champ magnétique régnant dans la bobine 44 en une information représentative de la levée de la soupape 30 d'admission, laquelle information est susceptible d'être émise à l'attention d'une unité (non représentée) de pilotage du dispositif de commande io électromagnétique de la levée de la soupape 30. Ceci permet de contrôler la position exacte de la soupape 30 au cours du fonctionnement du moteur et d'ajuster au mieux les paramètres de levée de ladite soupape 30. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, il est nécessaire que la bobine 44 soit agencée au plus près de la soupape 30 de manière que le dispositif de chauffage par induction fonctionne de la manière la plus efficace possible. A cet effet, le siège 40 de la soupape 30 doit comporter un logement 56 agencé au plus près de la soupape 20 30, de manière à recevoir la bobine 44. Dans un but évident de simplifier la réalisation d'un tel siège 40 de soupape, le siège 40 de soupape est réalisé en deux parties, une partie inférieure 52 comportant la surface 58 d'appui de la soupape 30, et une partie supérieure 54 comportant une gorge 56 formant le logement qui reçoit la bobine 44. Cette configuration permet avantageusement de simplifier les usinages du siège 40, la surface d'appui 58 nécessitant le respect de tolérances de fabrication plus rigoureuses que celles de la gorge 56 recevant la bobine 44. II sera compris que les modes de réalisation qui ont été fournis à titre d'exemple aux figures 2 et 3 ne sauraient être en aucune façon limitatifs de l'invention. Notamment, le réchauffage du conduit d'admission 26 pourrait être effectué par des moyens électriques agencés à un endroit autre que le siège 40 de la soupape 30, notamment sur tout ou partie de la longueur du conduit d'admission 26. L'invention permet donc de réchauffer efficacement les gaz d'admission traversant le conduit d'admission 26 avant leur s introduction dans la chambre de combustion 24 et par conséquent de limiter les émissions polluantes du moteur 10 lors de son démarrage à froid. REVENDICATIONS 1. Moteur (10) thermique, notamment pour un véhicule automobile, du type comporte au moins un conduit (26) d'admission débouchant dans une chambre (24) de combustion par l'intermédiaire d'au moins un moyen (30) d'obturation, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (38) de réchauffage électrique du conduit (26) d'admission qui est susceptible d'être activé au moins lors d'une étape préalable au démarrage dudit moteur (10), pour réchauffer le conduit io d'admission (26) et limiter les émissions polluantes du moteur (10) lors du démarrage. 2. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est un moteur (10) dit alternatif dans lequel le conduit (26) d'admission est agencé dans une culasse (22) du moteur (10) et en ce que le moyen d'obturation comporte au moins une soupape (30) d'admission qui est susceptible d'obturer le conduit (26) d'admission. 3. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen (38) de réchauffage électrique est agencé autour d'un siège (40) de la soupape (30) d'admission dans la culasse (22). 4. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen (38) de réchauffage électrique comporte une bobine (44) agencée autour du siège (40) de la soupape (30) d'admission qui est rapporté dans la culasse (22). 5. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bobine (44) est parcourue par un courant continu de manière à former une résistance chauffant le siège (40) de la soupape (30) d'admission par conduction. 6. Moteur thermique (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bobine (44) est parcourue par un courant variable provoquant l'apparition d'un champ magnétique variable dans ladite bobine (44) pour former un dispositif de chauffage par induction de la soupape (30) d'admission et de son siège (40). 7. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le siège (40) de la soupape (30) d'admission est réalisé en deux parties (52, 54) dont une comporte un logement (46) recevant la bobine (44). 8. Moteur thermique (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape (30) qui est susceptible, lors de l'étape préalable de démarrage, de maintenir la soupape (30) d'admission en appui sur son siège (40) tandis que la bobine (44) est parcourue par un courant. 9. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec les revendications 6 et 7, caractérisé en qu'il comporte des moyens de mesure du champ magnétique dans la bobine (44) qui sont susceptibles, lors d'une étape de fonctionnement du moteur (10), de traduire une information représentative du champ magnétique régnant dans la bobine (44) en une information représentative de la levée de la soupape (30) d'admission, laquelle information est susceptible d'être émise à l'attention d'une unité de pilotage du dispositif de commande électromagnétique de la levée de la soupape (30).