Brevet FR2901585A1 — publié le 20071130

transmission, par l'attelage mobile, des impulsions générées par les explosions de combustion. [0007] Ce but est atteint selon l'invention par l'utilisation d'une bielle articulée sur l'axe d'un piston et sur l'axe d'un maneton de vilebrequin, cette bielle comportant une chambre intérieure dans laquelle est disposée un noyau pouvant se déplacer relativement au corps de la bielle, ce noyau comportant un logement pour un des axes de liaison. La chambre intérieure est par ailleurs garnie de butées axiales qui limitent les mouvements du noyau selon l'axe du corps de la bielle et surtout sont susceptibles d'amortir au moins une partie de l'énergie dégagée par les impacts occasionnés par les explosions du moteur, tout en maintenant la fonction de transmission d'efforts de la bielle. [0008] Avec une telle bielle, l'attelage mobile peut ainsi participer à la maîtrise des vibrations du moteur, et donc à la réduction du claquement . [0009] L'invention s'applique tout particulièrement aux moteurs Diesel mais 15 peut être en fait appliqué à tout type de moteur équipé d'un attelage mobile comportant une bielle. [0010] D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent plus particulièrement de la description d'un mode de réalisation de l'invention faite ci-après en référence aux figures qui représentent : 20 • Figure 1 : un écorché montrant les principaux composants d'un équipage mobile associé à un moteur à combustion interne ; • Figure 2 : une vue en coupe d'une bielle selon le principe de l'invention. • Figure 3 : une vue en coupe d'une bielle selon un premier mode de réalisation de l'invention ; 25 • Figure 4 : une vue en coupe d'une bielle selon un second mode de réalisation de l'invention ; • Figure 5 : une vue en coupe d'une bielle selon un troisième mode de réalisation de l'invention. [0011] Un équipage mobile conventionnel, tel qu'illustré figure 1, permet la transmission du mouvement rectiligne alternatif du piston à l'arbre moteur. Cet équipage est principalement constitué d'une bielle 1. Le pied de bielle 2 est articulé sur l'axe 3 d'un piston 4. Eventuellement, une bague de bielle 5 est interposée entre l'axe 3 et le pied de bielle 2. La partie centrale de la bielle, typiquement amincie par rapport au pied de bielle 2 et surtout à la tête de bielle 6, constitue le corps de bielle, essentiellement oblong et admettant un axe longitudinal de symétrie encore appelé axe de bielle. [0012] La tête de bielle 6 est articulée autour d'un maneton 7 du vilebrequin 8. Un coussinet de vilebrequin 9 est intercalé entre la tête de bielle 6 et le 10 maneton 7. [0013] Sur cette figure 1, on a également représenté pour mémoire quelques masses d'équilibrage 10. A l'extrémité de l'arbre 11 est disposé un volant moteur, sur cette figure simplement évoqué par la fixation 12. [0014] Revenant sur la bielle 1, il peut être noté que la tête est en fait 15 constituée de deux parties, dont une partie rapportée 13, dite chapeau de tête, fixée au reste de la bielle par des vis de tête. [0015] La bielle est donc bien articulée sur deux axes de liaison, en l'occurrence, l'axe du piston et l'axe du maneton. De façon générale, la bielle, ou plus exactement tout l'attelage mobile, est conçu comme un 20 ensemble rigide mécaniquement, ceci pour répondre à sa fonction première de transmission des efforts du piston à l'arbre moteur, et ceci tout au long du cycle de vie du moteur. Dans ces conditions, il est clair que cet ensemble va également transmettre toutes les vibrations jugées parasites comme celles générées par les explosions à chaque cycle de combustion. 25 [0016] Tel n'est plus le cas avec une bielle selon l'invention qui permet de dissiper les tout premiers transferts solidiens occasionnés par les chocs dus aux explosions qui déterminent l'impulsivité du bruit de claquement, tout en maintenant une rigidité suffisante pour assurer la fonction première de l'attelage mobile, à savoir la transmission au vilebrequin des efforts créés par 30 la combustion sur le piston. [0017] La figure 2 illustre de façon schématique le principe d'une bielle selon l'invention. Cette bielle est essentiellement constituée par un corps oblong admettant un axe de symétrie longitudinal 21. La tête de bielle 22 est pourvue d'un logement 23 pour l'axe d'un piston et est donc très semblable à la tête de bielle conventionnelle illustrée figure 1. [0018] Par contre, au niveau du pied de bielle, la bielle selon l'invention comporte une chambre intérieure 24. Cette chambre 24 est garnie d'une part par un noyau 25 ù muni d'un logement 26 pour une articulation sur un maneton, et d'autre part de butées 27 qui limitent les mouvements du noyau 25 dans le sens de l'axe longitudinal 21. Dans le mode de réalisation ici représenté, des moyens de guidage en translation du noyau sont prévus, constitués par des rainure creusées dans le corps de la bielle dans lesquelles viennent coulisser des éléments du noyau formant des coulisses 28. [0019] Sur les figures suivantes, des références identiques à celles de la figure 2 ont été utilisées pour les éléments non modifiés dont la description ne sera pas reprise par souci de clarté. [0020] La figure 3 illustre un autre moyen permettant d'assurer le guidage en translation, consistant à prévoir des goujons 29, solidaires du corps de la bielle et associés à des fûts 30 ménagés dans le noyau. L'amplitude maximale de déplacement du noyau dans la chambre intérieure de la bielle peut être réglée en jouant sur la longueur des fûts, les goujons arrivant en butée dans le fond des fûts lorsque le noyau a atteint son amplitude maximale de translation. Avantageusement, les extrémités des goujons pénétrant dans les fûts ont la forme d'un cône pointu, permettant ainsi de créer une raideur de mise en contact progressive lorsque le goujon vient en contact avec le fond du fût, contribuant ainsi à une fonction d'amortissement des chocs. [0021] L'environnement de la bielle doit bien sûr être pris en compte pour la réalisation des butées et du noyau. Tout d'abord, ces éléments doivent être à même de supporter les températures auxquelles les bielles sont soumises, ce qui suppose des matériaux capables de résister à une température de l'ordre de 150 C, ce qui en pratique exclut les matériaux de type élastomère sans pour autant exclure toutes les matières plastiques. Par ailleurs, il faut souligner que les contraintes subies par une bielle sont considérables, la pression dans les cylindres pouvant atteindre, par exemple, des valeurs de l'ordre de 180 bars. [0022] Un matériau comme l'aluminium peut convenir, notamment pour la réalisation du noyau. Pour la réalisation des butées, il est possible d'utiliser des matières plastiques dites rigides, ayant un module d'Young d'environ 10 GPa qui présentent avantageusement une limite élastique plus élevée que l'aluminium. Il est encore possible, selon un autre mode de réalisation de l'invention, de réaliser des butées en composites à base d'aluminium ou en tresses métalliques. [0023] Les butées peuvent encore être constituées par un assemblage de ressorts, de rondelles de Belleville, de cales hydroélastiques selon le principe de celles utilisées par exemple pour la suspension d'un moteur à une caisse de véhicule automobile. [0024] Dans un mode de réalisation illustré figure 4, les butées sont constituées par une série d'ailettes s'enfourchant les unes dans les autres, les unes 31 associées au noyau et les autres 32 au corps de la bielle, comme pour un assemblage à enture. Les faces des ailettes sont liées entre elles par un matériau de type colle 33 qui va se cisailler lorsque le noyau bouge en translation par rapport au corps de bielle, permettant ainsi l'amortissement du choc et des vibrations dues aux explosions du moteur. La colle est par exemple constituée par un matériau à comportement élastique, ou de préférence viscoélastique, comme un élastomère, un polymère ou un polyamide, dont les propriétés seront adaptées à la température moteur. [0025] Ce mode de réalisation permet également d'introduire une raideur globale forte entre le noyau et le corps de bielle lorsque le cadre mobile est en fin de course et que les couches viscoélastiques ont un cisaillement maximum. En effet, lorsque ce cas se produit, les extrémités des ailettes associées au noyau entrent en contact le corps de bielle (et réciproquement, les ailettes du corps de bielle viennent en butée sur le noyau) et c'est donc la rigidité des ailettes qui caractérise la raideur globale de la bielle. Pour rendre cette raideur plus progressive en fonction de la position en butée du noyau les ailettes peuvent avoir des longueurs légèrement différentes ce qui permet un meilleur amortissement des chocs. [0026] Un autre mode de réalisation est illustré figure 5, dans lequel les butées sont essentiellement constituées par des amortisseurs à friction. [0027] Dans ce cas, les butées sont essentiellement constituées par des plaques 34, solidaires du noyau et se déplaçant à l'intérieur de la chambre 35, pour venir en butée sur des éléments tampon 36. La chambre est par ailleurs remplie d'un fluide visqueux qui circule autour de la plaque 33 et au travers de perçages 36. Les éléments tampons 36 permettent de maintenir une raideur importante mais progressive entre le noyau et le corps de la bielle, raideur nécessaire à la transmission de l'effort du piston. [0028] Le fluide visqueux utilisé est par exemple de l'huile ou tout autre fluide visqueux compatible avec cet environnement. Il peut être souligné que la taille et le nombre des perçages 36 permettent d'optimiser la capacité d'amortissement visqueux des butées, de même que la viscosité du fluide. [0029] Dans toute la description faite ci-dessus, le noyau est disposé autour du logement prévu pour le maneton. Pour autant, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et il est aussi possible d'avoir les moyens amortisseurs selon l'invention disposés autour du logement prévu pour l'axe d'un piston. Enfin, il est aussi possible de disposer ces moyens en tête et en pied de bielle, même si à l'évidence, la réalisation est alors plus complexe.25 REVENDICATIONS 1. Bielle pour attelage mobile d'un groupe motopropulseur, ladite bielle étant articulée entre un premier axe de liaison associé à un piston et un second axe de liaison associé à un maneton d'un vilebrequin, et comportant une chambre intérieure garnie de butées bordant les faces de la chambre perpendiculaires à l'axe longitudinal de la bielle, dans laquelle est disposé un noyau pourvu d'un logement pour un desdits axes de liaison, et susceptible d'un déplacement relatif par rapport au corps de la bielle. 2. Bielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau est disposé au niveau de la tête de bielle, le logement étant pour l'articulation sur un maneton du vilebrequin. 3. Bielle mobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau est disposé au niveau du pied de bielle, le logement étant pour l'articulation d'un axe de piston. 4. Bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par des moyens de guidage en translation du noyau. 5. Bielle selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage sont constitués par un système de rainures creusées dans le corps de la bielle. 6. Bielle selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage sont constitués par des goujons. 7. Bielle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées sont constituées par des ressorts. 8. Bielle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées sont constituées par amortisseurs à friction. 9. Bielle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées sont constituées par amortisseurs à amortissement fluide. 10. Bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées comportent par des cales hydroélastiques. 11. Bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées comportent des moyens viscoélastiques. 12. Attelage mobile d'un moteur à combustion d'un véhicule automobile comportant au moins une bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes.