Brevet FR2897896A1 — publié le 20070831

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les attelages mobiles des moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un attelage mobile d'un moteur à combustion interne à taux de compression variable comportant un vilebrequin pourvu d'au moins deux flasques dont les faces latérales intérieures sont liées l'une à l'autre par un maneton sur lequel est monté pivotant une noix, ladite noix comporte une ouverture dans laquelle est positionné un axe de bielle qui est arrêté axialement à chacune de ses extrémités par une portion d'appui desdites faces latérales intérieures. Elle concerne également un moteur à combustion interne à taux de compression variable comprenant un bloc-cylindres. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les moteurs à combustion interne à taux de compression variable comprenant un attelage mobile du type précité se différencient des moteurs à combustion interne classiques en particulier par le fait que leur bielle de piston est raccordée à un des manetons du vilebrequin non pas directement, mais par l'intermédiaire d'une seconde bielle, communément appelée noix, qui est fixée sur le maneton et qui porte un axe de bielle auquel est raccordée la bielle de piston. L'axe de bielle est alors prévu pour subir de fortes contraintes mécaniques induites par la rotation de la bielle de piston par rapport à la noix. On connaît différents systèmes de fixation pour maintenir axialement l'axe de bielle par rapport à la noix. Un système de fixation axiale classique consiste en deux rainures disposées à chacune des extrémités de l'axe de bielle et destinées à accueillir des circlips prenant appui de part et d'autre de la noix. L'emploi de circlips nécessite cependant l'utilisation d'un axe de bielle suffisamment long qui dépasse de part et d'autre de la noix, ce qui augmente l'encombrement global du moteur. Le montage des circlips sur l'axe de bielle est en outre difficile et coûteux à mettre en oeuvre. Un autre système de fixation axial de l'axe de bielle sur la noix est décrit dans le document EP 1 510 675. Ce système de fixation utilise les faces latérales intérieures des flasques pour maintenir à chacune de ses extrémités l'axe de bielle. Pour cela, ces faces latérales intérieures sont ajustées l'une par rapport à l'autre de manière à ce qu'une fois la noix fixée sur le maneton, les deux extrémités de l'axe de bielle soient en contact avec les faces latérales intérieures des deux flasques qui le maintiennent axialement. Lorsque le moteur fonctionne, les extrémités de l'axe de bielle glissent alors chacune sur une portion d'appui desdites faces latérales intérieures à une vitesse élevée. L'inconvénient principal d'un tel système de fixation est que le glissement à haute vitesse de l'axe de bielle sur les faces latérales intérieures des flasques chasse l'huile de lubrification des portions d'appui, ce qui non seulement provoque l'usure à moyen terme des portions d'appui des deux flasques, dégradant ainsi les performances du moteur, mais aussi risque d'engendrer le grippage de l'axe de bielle sur les flasques et par conséquent la destruction du moteur. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un attelage mobile dans lequel la portion d'appui de chacune des faces latérales des flasques du vilebrequin est autolubrifiée. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un attelage mobile tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu que chaque portion d'appui forme une saillie circulaire sur une des faces latérales intérieures des flasques adaptée à s'appliquer contre une partie seulement d'une des extrémités de l'axe de bielle. Ainsi, grâce à l'invention, chaque portion d'appui est décalée axialement par rapport au restant de la face latérale intérieure du flasque correspondant si bien que la surface de chaque extrémité de l'axe de bielle n'est jamais totalement au contact d'une face latérale d'un des deux flasques. La surface de contact entre la portion d'appui de la face latérale de chaque flasque et la surface de chaque extrémité de l'axe de bielle forme alors une ellipse pointue de surface faible et constante quelle que soit la position angulaire du vilebrequin, ce qui diminue les frottements néfastes vis-à-vis des performances et de la durée de vie du moteur. Cette surface de contact est en outre décalée par rapport à l'axe géométrique de l'axe de bielle si bien que la rotation de la noix autour d'un des manetons du vilebrequin induit un mouvement de rotation de l'axe de bielle dans l'ouverture de la noix. Ce mouvement de rotation permet alors de créer un appel de lubrifiant entre les extrémités de l'axe de bielle et les portions d'appui associées. Par ailleurs, cette solution technique est peu coûteuse à mettre en oeuvre et facilite le montage de l'axe de bielle dans l'ouverture de la noix. Selon une première caractéristique avantageuse de l'attelage mobile conforme à l'invention, la saillie circulaire présente un axe confondu avec l'axe du 5 maneton. Avantageusement, chaque saillie circulaire est un disque qui forme un épaulement sur au moins une partie de son contour, à sa jonction avec le restant de la face latérale intérieure correspondante. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, chacune 10 desdites saillies circulaires présente un rayon supérieur à la plus petite distance séparant l'axe du maneton du contour de l'ouverture de la noix et chacune desdites saillies circulaires présente un rayon inférieur à la distance séparant l'axe du maneton du centre de l'ouverture de la noix. Ainsi, l'ellipse pointue formée par la surface de contact est intégralement 15 positionnée d'un côté de l'axe géométrique de l'axe de bielle si bien que le mouvement de rotation de l'axe induit par la rotation de la noix autour du maneton du vilebrequin est fortement amplifié. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'attelage mobile selon l'invention sont les suivantes : 20 - chaque flasque comporte une paroi supérieure arrondie dont la tranche suit une portion du contour de ladite saillie circulaire ; et - la noix comporte une autre ouverture, d'axe parallèle à l'axe de ladite première ouverture, qui accueille un axe de contrôle lié à l'extrémité d'une bielle de contrôle montée à pivotement sur un excentrique d'un arbre de contrôle dont 25 la position angulaire est commandée par un actionneur. L'invention concerne également un moteur à combustion interne tel que défini dans l'introduction, dans lequel le bloc cylindres comporte intérieurement un tel attelage mobile. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION 30 La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un attelage mobile selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue partielle en coupe transversale de l'attelage mobile de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un attelage mobile 1 d'un bloc cylindres d'un moteur à combustion interne à taux de compression variable. Cet attelage mobile 1 comprend en particulier quatre pistons 10 (dont un seul est ici représenté) destinés à coulisser chacun dans un cylindre distinct du bloc cylindres. Chaque piston 10 présente la forme d'un cylindre creux dont la face supérieure est fermée pour former, avec le cylindre dans lequel il coulisse, une chambre de corbustion, dont la face inférieure est ouverte pour permettre le montage d'une bielle de piston 20, et dont la face latérale est percée de deux ouvertures coaxiales qui débouchent de part et d'autre du piston 10 et qui sont destinées à accueillir un axe de piston 11. Ce dernier est bloqué axialement dans ces ouvertures d'un côté par un circlip 12, et, de l'autre par un épaulement réalisé dans l'une des deux ouvertures coaxiales du piston 10. De manière connue en soi, la bielle de piston 20, de forme allongée, comprend à une de ses extrémités une ouverture montée sur l'axe de piston 11 dans le piston 10, et, à l'autre de ses extrémités, une ouverture montée sur un axe de bielle 21. L'axe de piston 11 permet à la bielle de piston 20 de tourner librement par rapport au piston 10. L'attelage mobile du bloc cylindres comprend également un vilebrequin 60 comprenant sur sa longueur une suite de quatre paires de flasques 62A, 62B. Les paires de flasques sont raccordées les unes aux autres par des tourillons d'axe V confondu avec l'axe du vilebrequin 60. Les deux flasques 62A, 62B d'une même paire sont en revanche raccordés l'un à l'autre par un maneton 61 cylindrique d'axe W parallèle et distinct de l'axe V du vilebrequin 60. Les flasques 62A, 62B présentent tous une forme identique avec une première partie, sur laquelle est fixé un des manetons 61, dont la tranche suit un contour arrondi autour de l'axe W du maneton 61 correspondant, et une deuxième partie plus épaisse et de plus grande superficie communément appelée balourd et destinée à équilibrer le vilebrequin 60. Deux coussinets 32 en forme de demi-coques s'appliquent sur la face latérale cylindrique de chaque maneton 61 pour les recouvrir intégralement. Ces coussinets 32 présentent une longueur égale à la distance séparant les faces latérales intérieures en vis-à-vis des deux flasques 62A, 62B de chaque paire si bien que ces flasques forment des arrêts axiaux pour ces coussinets 32. Une noix 30, sorte de bielle pourvue d'une ouverture centrale et d'ouvertures latérales 36, 37 d'axes parallèles, est engagée au niveau de son ouverture centrale sur un des manetons 61, au-dessus des coussinets 32. Plus précisément, cette noix 30 comporte deux parties 31A, 31B distinctes séparées selon un plan médian longitudinal de son ouverture centrale et destinées à être vissées l'une sur l'autre, autour du maneton 61 correspondant, par des vis de fixation 35. La bordure de l'ouverture centrale de la noix 30 présente, sur chacune des faces de la noix, une couronne dont l'extrémité libre prend appui sur la face latérale intérieure d'un des flasques 62A, 62B de sorte que la noix 30 est arrêtée axialement sur le maneton 61 par ces flasques. En outre, le diamètre de l'ouverture centrale de la noix 30 est ajusté par rapport au diamètre extérieur des coussinets 32 de telle sorte que la noix 30 est libre en rotation autour du maneton 61. La noix 30 comporte par ailleurs, sur une première partie 31A, deux oreilles s'étendant dans des plans orthogonaux à l'axe W du maneton 61. Ces deux oreilles sont espacées l'une par rapport à l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur des extrémités percées de la bielle de piston 20. Ces oreilles sont percées de deux desdites ouvertures latérales 36. Ces deux ouvertures latérales 36 sont coaxiales et présentent un diamètre égal au diamètre de l'ouverture d'extrémité correspondante de la bielle de piston 20. L'axe de bielle 21, sur lequel est montée la bielle de piston 20, est engagé dans les deux ouvertures latérales 36 des deux oreilles de la première partie 31A de la noix 30. Il est arrêté axialement par rapport à la noix 30 à chacune de ses extrémités par une portion d'appui des faces latérales intérieures des flasques 62A, 62B. L'axe de bielle 21 permet donc à la bielle de piston 20 et à la noix 30 de pivoter librement l'un par rapport à l'autre autour de son axe géométrique. Ainsi, le mouvement alternatif rectiligne du piston 10 peut être transformé, par l'intermédiaire de la bielle de piston 20 et de la noix 30, en un mouvement de rotation continu du vilebrequin 60. La noix 30 comporte par ailleurs, sur une deuxième partie 31B, deux autres oreilles parallèles semblables aux oreilles de sa première partie 31A et également pourvues de deux desdites ouvertures latérales 37 qui sont adaptées à recevoir un axe de contrôle 33. Cet axe de contrôle 33 présente, pour son arrêt axial par rapport à la noix 30, deux rainures disposées sur le pourtour de ses deux extrémités et destinées à accueillir deux circlips adaptés à prendre appui de part et d'autre des oreilles de la deuxième partie 31B de la noix 30. Une biellette de contrôle 40 de forme allongée est pourvue à une de ses extrémités d'une ouverture engagée sur l'axe de contrôle 33, entre les deux oreilles de la deuxième partie 31 B de la noix 30. La biellette de contrôle 40 porte, sur son autre extrémité, deux bras en arc de cercle définissant intérieurement une première portion d'une ouverture circulaire. Cette autre extrémité de la biellette de contrôle est en outre adaptée à accueillir une tête de biellette 41 présentant également deux bras en arc de cercle définissant intérieurement une seconde portion de l'ouverture circulaire. Cette ouverture circulaire, formée par la biellette de contrôle 40 et la tête de biellette 41, est engagée sur un excentrique d'un arbre de contrôle 50. Deux coussinets 42 sont disposés sur cet excentrique, à l'intérieur de l'ouverture circulaire de la biellette de contrôle 40. L'arbre de contrôle 50 porte par ailleurs en son centre une came 51 venant de formation avec lui qui est reliée à des moyens de commande (non représentés) adaptés à faire varier sa position angulaire. De tels moyens de contrôle peuvent par exemple être constitués d'un bras raccordé d'un côté à ladite came 51, et de l'autre, à une tige d'un vérin pneumatique. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, chaque portion d'appui des faces latérales intérieures des flasques 62A, 62B forme une saillie circulaire 64A, 64B sur ces faces latérales intérieures adaptée à s'appliquer contre une partie seulernent d'une des extrémités 21A, 21B de l'axe de bielle 21. Plus précisément, comme le montre la figure 2, chaque saillie circulaire 64A, 64B forme ici un disque en saillie des faces latérales intérieures des flasques 62A, 62B dont l'axe est confondu avec l'axe W du maneton 61. Avantageusement, chaque disque comporte une partie de sa tranche confondue avec celle du flasque 62A, 62B correspondant et une autre partie de sa tranche qui forme un épaulement 63A, 63B à sa jonction avec le restant de la face latérale intérieure dudit flasque, c'est-à- dire avec le balourd. Cet épaulement permet en particulier de s'assurer que, lorsque l'axe de bielle 21 est disposé entre les balourds des flasques, seule une partie de ses extrémités 21A, 21B est en contact avec les portions d'appui des faces latérales intérieures des flasques. Chaque disque formé par une des saillies circulaires 64A, 64B présente un rayon compris entre, d'une part, la plus petite distance séparant l'axe W du maneton du contour de l'ouverture 36 de la noix 30, et, d'autre part, la distance séparant l'axe W de l'axe de l'ouverture 36 de la noix 30. En fonctionnement, les pistons 10 du bloc cylindres selon l'invention montent et descendent dans leur cylindre ce qui provoque un mouvement de translation de l'axe de piston 11 et de rotation alternatif de la bielle de piston 20 autour de l'axe de piston 11. L'arbre de commande 50 est quant à lui fixe si bien que la bielle de 25 commande 40 ne peut présenter qu'un mouvement de rotation alternatif autour de l'axe de commande 50. Par conséquent, la noix 30 qui est liée, d'une part, à la bielle de piston 20, et, d'autre part, à la biellette de commande 40, présente un mouvement permettant d'entraîner en rotation le vilebrequin 60 autour de son axe V. 30 L'axe de bielle 21 glisse donc le long du contour de chaque disque en saillie 64A, 64B des faces latérales intérieures des flasques 62A, 62B. La surface de contact entre chacune des extrémités 21A, 21B de l'axe de bielle 21 et chaque disque en saillie 64A, 64B présente une forme d'ellipse pointue. Ainsi, les frottements engendrés par les flasques 62A, 62B sur l'axe de bielle 21 possèdent un point d'application décentré par rapport à l'axe géométrique de l'axe de bielle 21, ce qui provoque la rotation de l'axe de bielle 21 dans l'ouverture 36 de la noix 30. Cette rotation crée alors un appel de lubrifiant entre chacune des extrémités 21A, 21B de l'axe de bielle 21 et chaque disque en saillie 64A, 64B qui permet d'autolubrifier ladite surface de contact. Afin de modifier le taux de compression du moteur à combustion interne, les moyens de commande corrigent la position angulaire de l'arbre de commande 50, ce qui change la position de ses excentriques et par conséquent la position de l'axe de pivotement de chaque biellette de commande 40. La trajectoire de la noix 30 étant par conséquent modifiée, la course du piston 10 dans les cylindres du bloc moteur varie, ce qui modifie le taux de compression du moteur. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Attelage mobile (1) d'un moteur à combustion interne à taux de compression variable comportant un vilebrequin (60) pourvu d'au moins deux flasques (62A, 62B) dont les faces latérales intérieures sont liées l'une à l'autre par un maneton (61) sur lequel est monté pivotant une noix (30), ladite noix (30) comporte une ouverture (36) dans laquelle est positionné un axe de bielle (21) qui est arrêté axialement à chacune de ses extrémités (21A, 21B) par une portion d'appui (64A, 64B) desdites faces latérales intérieures, caractérisé en ce que chaque portion d'appui forme une saillie circulaire (64A, 64B) sur une des faces latérales intérieures des flasques (62A, 62B) adaptée à s'appliquer contre une partie seulement d'une des extrémités (21A, 21B) de l'axe de bielle (21). 2. Attelage mobile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie circulaire (64A, 64B) présente un axe confondu avec l'axe du maneton (W). 3. Attelage mobile (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque saillie circulaire (64A, 64B) est un disque qui forme un épaulement (63A, 63B) sur au moins une partie de son contour, à sa jonction avec le restant de la face latérale intérieure correspondante. 4. Attelage mobile (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune desdites saillies circulaires (64A, 64B) présente un rayon supérieur à la plus petite distance séparant l'axe du maneton (W) du contour de l'ouverture (36) de la noix (30). 5. Attelage mobile (1) selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que chacune desdites saillies circulaires (64A, 64B) présente un rayon inférieur à la distance séparant l'axe du maneton (W) du centre de l'ouverture (36) de la noix (30). 6. Attelage mobile (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque flasque (62A, 62B) comporte une paroi supérieure arrondie dont la tranche suit une portion du contour de ladite saillie circulaire (64A, 64B). 7. Attelage mobile (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la noix (30) comporte une autre ouverture (37), d'axe parallèle à l'axe de ladite première ouverture (36), qui accueille un axe de contrôle (33) lié à l'extrémité d'une bielle de contrôle (40, 41) montée à pivotement sur unexcentrique d'un arbre de contrôle (50) dont la position angulaire est commandée par un actionneur. 8. Moteur à combustion interne à taux de compression variable comprenant un bloc-cylindres pourvu d'une chambre de combustion, caractérisé 5 en ce que le bloc cylindres comporte intérieurement un attelage mobile (1) selon l'une des revendications précédentes.