Brevet FR2901306A1 — publié le 20071123

les unes des autres, selon les modes de fonctionnement du moteur que l'on désire privilégier. Par exemple, la fermeture de toutes les soupapes d'un moteur thermique permet d'obtenir un frein moteur beaucoup plus efficace qu'un frein moteur obtenu à l'aide d'un dispositif conventionnel de commande par cames. Toutefois, les bénéfices des systèmes "camless" se heurtent à la construction conventionnelle des moteurs comportant des soupapes s'ouvrant vers l'intérieur des cylindres, c'est à dire des soupapes qui pénètrent dans la chambre de io combustion lors de leur ouverture. Pour les moteurs comportant un taux de compression élevé, cette conception interdit en effet par exemple de maintenir les soupapes ouvertes alors que les pistons sont dans leur position de point mort haut, les soupapes risquant en effet de heurter les pistons et d'être détruites. 15 Dans le cadre d'un moteur "camless", la solution d'un pilotage des soupapes qui soit indépendant de la position des pistons passe donc par l'utilisation de soupapes dites inversées du type décrit précédemment. Toutefois, afin de sécuriser le fonctionnement du moteur, il 20 importe de pouvoir bloquer l'élément d'obturation mobile au moins dans sa position ouverte et dans sa position fermée. Ainsi, l'invention propose un moteur du type décrit précédemment, comportant des moyens de blocage de l'élément d'obturation mobile. 25 Dans ce but, l'invention propose un moteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que des moyens de blocage hydraulique sont associés à l'élément d'obturation mobile ou "soupape inversée" pour le maintenir au moins dans sa position levée ou baissée. 30 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément d'obturation mobile comporte : • un corps sensiblement cylindrique tubulaire, qui est reçu dans un perçage complémentaire de la culasse 3 traversant un tronçon déterminé du conduit, qui comporte un tronçon de blocage de l'élément d'obturation, et qui comporte un tronçon d'obturation, qui est destiné à recevoir au moins une partie mobile de l'élément d'obturation et qui comporte un conduit interne dont les extrémités coïncident avec les extrémités du tronçon déterminé du conduit, • un piston mobile tubulaire formant la partie mobile de l'élément d'obturation, qui est monté coulissant dans io le corps cylindrique, dont un tronçon supérieur est agencé dans le tronçon de blocage et dont un tronçon inférieur est susceptible d'obturer au moins une des extrémités du conduit interne du tronçon d'obturation du corps pour obturer le conduit, 15 • un distributeur cylindrique, qui est lié au corps, et qui est reçu dans l'alésage du piston mobile tubulaire de manière à délimiter de manière étanche à l'intérieur dudit piston une première et une seconde chambres de pression hydraulique, et qui comporte un clapet, 20 formant le moyen de blocage hydraulique, qui est interposé hydrauliquement entre les première et seconde chambres de pression pour sélectivement mettre les première et seconde chambres en communication et permettre ainsi le mouvement du 25 piston mobile, ou bien pour isoler les première et seconde chambres l'une de l'autre et immobiliser ainsi le piston mobile. - le piston mobile tubulaire comporte dans son tronçon supérieur une paroi supérieure de fermeture qui comporte un 30 perçage qui est traversé de manière étanche par une barre de fixation du distributeur et dans son tronçon inférieur une paroi inférieure de fermeture, 4 - le clapet comporte une chambre interne de commande du distributeur, dans une partie intermédiaire de laquelle débouche au moins un premier conduit interne du distributeur relié à la première chambre de pression du piston mobile, dans une partie intermédiaire de laquelle débouche au moins un second conduit interne du distributeur relié à la seconde chambre de pression du piston mobile, et dans laquelle est monté coulissant un tiroir de commande qui est mobile entre : • une position de mise en communication dans laquelle io le tiroir est agencé en retrait des extrémités débouchantes des premier ou second conduits internes, pour permettre la mise en communication des première et seconde chambres de pression du piston mobile à travers la chambre interne du 15 distributeur, • une position d'isolation dans laquelle le tiroir obture au moins l'une des extrémités débouchantes des premier ou second conduits internes, pour interdire la communication des première et seconde chambres 20 de pression du piston mobile à travers la chambre interne du distributeur, - le tiroir de commande est d'une forme sensiblement cylindrique correspondant à celle de la chambre de commande, et en ce qu'il est fixé à une extrémité d'une tige de commande qui 25 est montée coulissante de manière étanche au travers de la barre de fixation du distributeur et dont l'autre extrémité est reliée à un actionneur, - les première et seconde chambres de pression hydraulique sont alimentées en huile provenant du moteur, 30 - l'extrémité du conduit interne du tronçon d'obturation du corps coïncide sensiblement avec l'extrémité du conduit et elle est conformée sous la forme d'un siège tronconique qui est s destiné à être obturé par l'extrémité chanfreinée complémentaire du tronçon inférieur du piston mobile, - le tronçon inférieur du piston mobile tubulaire comporte à son extrémité une paroi d'extrémité munie d'un perçage, et la s paroi inférieure de fermeture du piston mobile tubulaire est constituée d'une paroi rapportée qui est montée de manière étanche à l'intérieur du tronçon inférieur du piston mobile tubulaire, pour : • d'une part, délimiter avec le distributeur la seconde chambre de pression hydraulique, • d'autre part, délimiter avec la paroi d'extrémité du tronçon inférieur du piston mobile une chambre de pression gazeuse qui est susceptible, lorsqu'elle est soumise à la pression de gaz issus de la chambre de combustion, de soumettre le piston mobile à un effort additionnel de fermeture résultant de la différence de surface entre le côté interne de la paroi d'extrémité du tronçon inférieur du piston mobile et le côté externe chanfreiné de la paroi d'extrémité du tronçon inférieur du piston mobile. - le piston mobile est rappelé vers sa position d'obturation par l'intermédiaire d'un ressort qui est logé dans le corps et qui est destiné à favoriser la fermeture de l'extrémité chanfreinée du piston mobile sur le siège du corps pendant l'établissement de la 25 pression gazeuse dans la chambre de pression gazeuse, - le moyen d'actionnement de l'élément d'obturation mobile est un moyen d'actionnement électromagnétique, - le corps de l'élément d'obturation mobile est fixé dans le perçage de la culasse et il comporte une collerette supérieure qui 30 est destinée à prendre appui sur une face supérieure de la culasse pour déterminer la position du corps de l'élément d'obturation mobile dans ledit perçage. 10 15 20 6 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de détail en coupe d'un moteur selon l'invention représenté avec l'élément d'obturation en position baissée et les moyens de blocage activés ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe d'un moteur selon l'invention représenté avec l'élément d'obturation en io position levée et les moyens de blocage activés ; - la figure 3 est une vue de détail représentant les moyens de blocage désactivés ; Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions 15 similaires. On a représenté sur les figures le détail d'un moteur 10 thermique, notamment pour véhicule automobile. De manière connue, le moteur 10 comporte au moins une chambre 12 de combustion qui est susceptible d'être alimentée en 20 gaz frais et/ou d'évacuer des gaz brûlés par l'intermédiaire d'un conduit 14 associé d'admission et/ou d'échappement qui est agencé dans une culasse 16 du moteur et qui débouche dans ladite chambre 12 de combustion. De manière connue, le conduit 14 est susceptible d'être 25 obturé hors de la chambre de combustion par l'intermédiaire d'un élément 18 d'obturation mobile dit "soupape inversée" qui est susceptible d'être sélectivement commandé par un moyen d'actionnement (non représenté) entre une position levée, représentée figure 2, dans laquelle il est rétracté et une position 30 baissée, représentée figure 1, dans laquelle il fait saillie à l'intérieur du conduit 14 pour obturer ledit conduit 14. Conformément à l'invention, des moyens 20 de blocage hydraulique sont associés à l'élément 18 d'obturation mobile ou 7 "soupape inversée" pour le maintenir au moins dans sa position levée ou baissée. Plus particulièrement, l'élément 18 d'obturation mobile comporte un corps 22 sensiblement cylindrique tubulaire, qui est reçu dans un perçage 24 complémentaire de la culasse 16 traversant un tronçon déterminé du conduit 14. Le corps 22 comporte un tronçon 26 de blocage de l'élément d'obturation et qui comporte un tronçon 28 d'obturation, qui est destiné à recevoir au moins une partie mobile 32 de l'élément d'obturation io et qui comporte un conduit interne 30 dont les extrémités 34, 36 coïncident les extrémités du tronçon déterminé du conduit 14. Le corps 22 de l'élément 18 d'obturation mobile est par exemple fixé dans le perçage 24 de la culasse 16 et il comporte une collerette supérieure 25 qui est destinée à prendre appui sur is une face supérieure 27 de la culasse 16 pour déterminer la position du corps de l'élément d'obturation mobile dans ledit perçage 24. L'élément 18 d'obturation mobile comporte aussi un piston mobile 32 tubulaire formant la partie mobile de l'élément 20 d'obturation, qui est monté coulissant dans le corps 22 cylindrique, dont un tronçon supérieur 38 est agencé dans le tronçon 26 de blocage et dont un tronçon inférieur 40 est susceptible d'obturer au moins une des extrémités 36 du conduit interne 30 du tronçon d'obturation 28 du corps 22 pour obturer le 25 conduit 14. Les moyens d'actionnement du piston mobile 32 tubulaire ne faisant pas l'objet de la présente invention, ils ne seront pas décrits plus en détail dans la suite de la présente description. Il est toutefois possible d'envisager que de préférence ces moyens 30 d'actionnements sont des moyens d'actionnement électromagnétiques. L'élément 18 d'obturation mobile comporte encore un distributeur cylindrique 42, qui est lié au corps 22, et qui est reçu 8 dans un alésage 44 du piston 32 mobile tubulaire de manière à délimiter de manière étanche à l'intérieur dudit piston 32 une première chambre de pression hydraulique 46 et une seconde chambre 48 de pression hydraulique. L'élément 18 d'obturation mobile comporte enfin comporte un clapet 20, formant le moyen 20 de blocage hydraulique, qui est interposé hydrauliquement entre les première et seconde chambres de pression 46, 48 pour sélectivement mettre les première et seconde chambres 46, 48 en communication et io permettre ainsi le mouvement du piston mobile 32, ou bien pour isoler les première et seconde chambres 46, 48 l'une de l'autre et immobiliser ainsi le piston 32 mobile. Pour permettre la fixation du distributeur cylindrique 42 dans le corps 22, le piston 32 mobile tubulaire comporte dans son is tronçon supérieur 38 une paroi supérieure 50 de fermeture qui comporte un perçage 52 qui est traversé de manière étanche par une barre 54 de fixation du distributeur 42 qui est fixée à une paroi 56 de fermeture du corps 22. Il sera compris que le diamètre de la première chambre de 20 pression 46 sera prévu légèrement supérieur à celui de la chambre de pression 48, afin de compenser le volume occupé par la barre 54 de fixation du distributeur 42. Cette configuration permet que les volumes des chambres 46, 48 soient égaux. Le piston mobile 32 comporte par ailleurs dans son 25 tronçon inférieur 40 une paroi inférieure 58 de fermeture. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le clapet 20 comporte une chambre interne 60 de commande du distributeur 42, dans une partie intermédiaire de laquelle débouche au moins un premier conduit interne 62 du distributeur 30 relié à la première chambre 46 de pression du piston mobile 32 et au moins un second conduit interne 64 du distributeur relié à la seconde chambre 48 de pression du piston mobile 32, et dans laquelle est monté coulissant un tiroir 66 de commande. 9 Ce tiroir 66 est avantageusement mobile entre une position de mise en communication, représentée dans la vue de détail de la figure 3, dans laquelle le tiroir 66 est agencé en retrait des extrémités débouchantes 68, 70 des premier ou second conduits 64, 66 internes, pour permettre la mise en communication des première et seconde chambres 46, 48 de pression du piston 32 mobile à travers la chambre interne 60 du distributeur 42, et une position d'isolation dans laquelle le tiroir 66 obture au moins l'une des extrémités débouchantes 68, 70 des premier ou second io conduits internes 64, 66, pour interdire la communication des première et seconde chambres 46, 48 de pression du piston mobile 32 à travers la chambre interne 60 du distributeur 42. Par exemple, dans la configuration d'obturation qui a été représentée aux figures 1 et 2, un épaulement supérieur 72 du is tiroir 66 obture l'extrémité débouchante 68 du premier conduit interne 62 pour interdire la communication des première et seconde chambres 46, 48 de pression du piston mobile 32. De manière non limitative de l'invention, le tiroir 66 de commande est d'une forme sensiblement cylindrique 20 correspondant à celle de la chambre 60 de commande, et en ce qu'il est fixé à une extrémité 76 d'une tige 74 de commande qui est montée coulissante au travers de la barre 54 de fixation du distributeur 42 et dont l'autre extrémité 78 est reliée à un actionneur (non représenté), par exemple un actionneur 25 électromagnétique. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention les première et seconde chambres 46, 48 de pression hydraulique sont alimentées en huile provenant du moteur. Cette configuration permet de se dispenser d'une alimentation indépendante de celle 30 du moteur. Par exemple, la chambre 46 est alimentée par un conduit 80 d'arrivée d'huile logé dans la barre 54 de fixation du distributeur 42. i0 Toute forme de conduit interne du tronçon 28 d'obturation du corps 22 de l'élément d'obturation mobile peut être envisagée pour la bonne réalisation de l'invention. Toutefois, de préférence, l'extrémité 36 du conduit 30 interne du tronçon 28 d'obturation du corps 22 coïncide sensible-ment avec l'extrémité du conduit 14 et en ce qu'elle est conformée sous la forme d'un siège 82 tronconique qui est destiné à être obturé par l'extrémité chanfreinée 84 complémentaire du tronçon inférieur 40 du piston mobile 32. io Pour assurer une fermeture optimale de l'élément 18 d'obturation mobile, le tronçon inférieur 40 du piston mobile tubulaire comporte à son extrémité une paroi 86 d'extrémité munie d'un perçage 88 et la paroi inférieure 58 de fermeture du piston 32 mobile tubulaire est constituée d'une paroi 58 rapportée qui is est montée de manière étanche à l'intérieur du tronçon inférieur 40 du piston 32 mobile tubulaire, pour : - d'une part, délimiter avec le distributeur 42 la seconde chambre 48 de pression hydraulique, -d'autre part, délimiter avec la paroi 86 d'extrémité du 20 tronçon inférieur 40 du piston mobile 32 une chambre 90 de pression gazeuse qui est susceptible, lorsqu'elle est soumise à la pression de gaz issus de la chambre 12 de combustion pénétrant par le perçage 88, de soumettre le piston 32 mobile à un effort additionnel de fermeture résultant de la différence de surface 25 entre le côté interne 92 de la paroi d'extrémité 86 du tronçon inférieur du piston mobile et le côté externe 94 chanfreiné de la paroi d'extrémité 86 du tronçon inférieur 40 du piston 32 mobile. Il sera compris à cet effet que l'effort additionnel de fermeture sera d'autant plus élevé que la différence de surface 30 entre le côté interne 92 de la paroi d'extrémité 86 du tronçon inférieur du piston mobile et le côté externe 94 chanfreiné de la paroi d'extrémité 86 sera élevée. Cette différence de surface est 2901306 Il directement liée aux dimensions de l'extrémité chanfreinée 84 du piston mobile 32. Avantageusement, le piston mobile 32 est rappelé vers sa position d'obturation par l'intermédiaire d'un ressort 96 qui est 5 logé dans le corps 22 et qui est destiné à favoriser la fermeture de l'extrémité chanfreinée 84 du piston mobile 32 sur le siège 82 du corps 22 pendant l'établissement de la pression gazeuse dans la chambre 90 de pression gazeuse, ceci afin d'éviter tout risque de réouverture intempestive. Le ressort 96 peut notamment avoir io une raideur variable de sorte que l'effort de rappel qu'il fournit soit constant. L'invention propose donc un moteur 10 muni d'un élément 18 d'obturation mobile ou "soupape inversée" pouvant être efficacement bloqué par des moyens 20 de blocage hydraulique 15 de mise en oeuvre simple. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique (10), notamment pour véhicule automobile, du type qui comporte au moins une chambre (12) de combustion qui est susceptible d'être alimentée en gaz frais et/ou d'évacuer des gaz brûlés par l'intermédiaire d'un conduit (14) associé d'admission et/ou d'échappement qui est agencé dans une culasse (16) du moteur et qui débouche dans ladite chambre (12) de combustion, du type dans lequel le conduit (14) est susceptible d'être obturé hors de la chambre (12) de combustion lo par l'intermédiaire d'un élément (18) d'obturation mobile dit "soupape inversée" qui est susceptible d'être sélectivement commandé par un moyen d'actionnement entre une position levée dans laquelle il est rétracté et une position baissée dans laquelle il fait saillie à l'intérieur du conduit (14) pour obturer ledit conduit 15 (14), caractérisé en ce que des moyens (20) de blocage hydraulique sont associés à l'élément (18) d'obturation mobile ou "soupape inversée" pour le maintenir au moins dans sa position levée ou baissée. 20 2. Moteur thermique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (18) d'obturation mobile comporte : - un corps (22) sensiblement cylindrique tubulaire, qui est reçu dans un perçage (24) complémentaire de la culasse (16) 25 traversant un tronçon déterminé du conduit (14), qui comporte un tronçon (26) de blocage de l'élément d'obturation, et qui comporte un tronçon (28) d'obturation, qui est destiné à recevoir au moins une partie mobile (32) de l'élément (18) d'obturation et qui comporte un conduit interne (30) dont les extrémités (34, 36) 30 coïncident avec les extrémités du tronçon déterminé du conduit (14), - un piston (32) mobile tubulaire formant la partie mobile de l'élément d'obturation, qui est monté coulissant dans le corps(22) cylindrique, dont un tronçon supérieur (38) est agencé dans le tronçon de blocage et dont un tronçon inférieur (40) est susceptible d'obturer au moins une des extrémités (36) du conduit (30) interne du tronçon d'obturation (28) du corps (22) pour obturer le conduit (14), - un distributeur cylindrique (42), qui est lié au corps (22), et qui est reçu dans un alésage (44) du piston (32) mobile tubulaire de manière à délimiter de manière étanche à l'intérieur dudit piston (32) une première et une seconde chambres de lo pression (46, 48) hydraulique, et qui comporte un clapet (20), formant le moyen de blocage hydraulique, qui est interposé hydrauliquement entre les première et seconde chambres (46, 48) de pression pour sélectivement mettre les première et seconde chambres (46, 48) en communication et permettre ainsi le 15 mouvement du piston (32) mobile, ou bien pour isoler les première et seconde chambres (46.48) l'une de l'autre et immobiliser ainsi le piston mobile (32). 3. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le piston (32) mobile tubulaire 20 comporte dans son tronçon supérieur (38) une paroi supérieure (50) de fermeture qui comporte un perçage (52) qui est traversé de manière étanche par une barre (54) de fixation du distributeur et dans son tronçon inférieur (40) une paroi inférieure (58) de fermeture. 25 4. Moteur thermique (10) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le clapet (20) comporte une chambre (60) interne de commande du distributeur (42), dans une partie intermédiaire de laquelle débouche au moins un premier conduit (62) interne du distributeur (42) relié à la première chambre (46) 30 de pression du piston mobile (32), dans une partie intermédiaire de laquelle débouche au moins un second conduit interne (64) du distributeur (42) relié à la seconde chambre (48) de pression dupiston mobile (32), et dans laquelle est monté coulissant un tiroir (66) de commande qui est mobile entre : - une position de mise en communication dans laquelle le tiroir (66) est agencé en retrait des extrémités débouchantes (68, 70) des premier ou second conduits internes (64, 66), pour permettre la mise en communication des première et seconde chambres de pression (46, 48) du piston mobile (32) à travers la chambre interne (62) du distributeur, - une position d'isolation dans laquelle le tiroir obture au moins l'une des extrémités débouchantes (68, 70) des premier ou second conduits internes (64, 66), pour interdire la communication des première et seconde chambres (46, 48) de pression du piston mobile à travers la chambre interne (62) du distributeur. 5. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tiroir (66) de commande est d'une forme sensiblement cylindrique correspondant à celle de la chambre de commande, et en ce qu'il est fixé à une extrémité (76) d'une tige (74) de commande qui est montée coulissante au travers de la barre (54) de fixation du distributeur (42) et dont l'autre extrémité (78) est reliée à un actionneur. 6. Moteur thermique (10) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les première et seconde chambres (46, 48) de pression hydraulique sont alimentées en huile provenant du moteur. 7. Moteur thermique (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité (36) du conduit (30) interne du tronçon (28) d'obturation du corps (22) coïncide sensiblement avec l'extrémité du conduit (14) et en ce qu'elle est conformée sous la forme d'un siège tronconique (82) qui est destiné à être obturé par l'extrémité chanfreinée (84) complémentaire du tronçon inférieur (40) du piston mobile (32). 8. Moteur thermique selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ceque le tronçon inférieur (40) du piston mobile tubulaire (32) comporte à son extrémité une paroi d'extrémité (86) munie d'un perçage (88), et en ce que la paroi inférieure (58) de fermeture du piston mobile tubulaire est constituée d'une paroi (58) rapportée s qui est montée de manière étanche à l'intérieur du tronçon inférieur (40) du piston mobile (32) tubulaire, pour : - d'une part, délimiter avec le distributeur (42) la seconde chambre (48) de pression hydraulique, - d'autre part, délimiter avec la paroi (86) d'extrémité du 10 tronçon inférieur (40) du piston mobile (32) une chambre (90)de pression gazeuse qui est susceptible, lorsqu'elle est soumise à la pression de gaz (12) issus de la chambre de combustion, de soumettre le piston mobile (32) à un effort additionnel de fermeture résultant de la différence de surface entre le côté interne (92) 15 de la paroi d'extrémité (86) du tronçon inférieur (40) du piston mobile (32) et le côté externe (94) chanfreiné de la paroi d'extrémité (86) du tronçon inférieur (40) du piston (32) mobile. 9. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le piston mobile (32) est 20 rappelé vers sa position d'obturation par l'intermédiaire d'un ressort (96) qui est logé dans le corps (22) et qui est destiné à favoriser la fermeture de l'extrémité chanfreinée (84) du piston mobile (32) sur le siège (82) du corps (22) pendant l'établissement de la pression gazeuse dans la chambre (90) de 25 pression gazeuse. 10. Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement de l'élément d'obturation mobile est un moyen d'actionnement électromagnétique. 30 11. Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le corps de l'élément d'obturation mobile est fixé dans le perçage de la culasse et en ce qu'il comporte une collerette supérieure qui est destinée àprendre appui sur une face supérieure de la culasse pour déterminer la position du corps de l'élément d'obturation mobile dans ledit perçage.