Brevet FR2910696A1 — publié le 20080627

La présente invention concerne un actionneur électromagnétique de soupape utilisable notamment dans un moteur thermique tel que ceux utilisés pour mouvoir les véhicules automobiles. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un moteur thermique comprend des cylindres délimitant chacun une chambre de combustion fermée d'un côté par une culasse et de l'autre par un piston qui coulisse entre une position haute ou point mort haut et une posi- tion basse ou point mort bas et qui est reliée par une bielle à un vilebrequin. Un conduit d'alimentation de la chambre de combustion en combustible et un conduit d'échappement des gaz brûlés sont ménagés dans la culasse pour déboucher dans la chambre de combustion. Une soupape d'admission et une soupape d'échappement sont montées dans le conduit d'admission et dans le conduit d'échappement pour être mobiles entre une position d'ouverture et une position de fermeture de ces conduits. Les soupapes sont déplacées entre leur position d'ouverture et leur position de fermeture par un actionneur électromagnétique comportant un corps délimitant un logement dans lequel est monté pour coulisser un organe d'actionnement ayant une extrémité coopérant avec la queue de la soupape et une extrémité opposée pourvue d'une palette reçue entre deux électroaimants agencés pour attirer ladite palette et déplacer ainsi l'organe d'actionnement. Pour faciliter le coulissement de l'organe d'actionnement, il est prévu des moyens d'amenée d'un lubrifiant dans le logement sur toute la longueur duquel le corps et l'organe d'actionne- ment sont en contact. Une des préoccupations majeures des constructeurs automobiles est de limiter la consommation en énergie de leur véhicule. Or, les actionneurs du type précité ont une consommation relativement importante en énergie, en particulier à basse température lorsque le lubrifiant a 2910696 2 une viscosité élevée, ce qui pénalise le rendement et les performances de l'actionneur. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un ac- 5 tionneur présentant un meilleur rendement. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un actionneur électromagnétique, comportant un corps pourvu de portions de guidage qui coopèrent avec des portions de 10 guidage d'un organe d'actionnement coulissant et qui dé-limite une longueur de guidage de l'organe d'actionnement, longueur de guidage sur laquelle le corps et l'organe d'actionnement ont des parties de surface en regard ayant une surface globale supérieure à une surface totale 15 des portions de guidage. Ainsi, les portions en contact ont une surface relativement faible qui permet de limiter les frottements. Ceci contribue également à limiter le poids de l'actionneur par rapport à des portions de guidage qui 20 s'étendraient sur toute la longueur de guidage. Selon un premier mode de réalisation, les portions de guidage du corps comprennent deux paliers fixés de manière espacée dans un logement du corps. Ce mode de réalisation est particulièrement sim- 25 pie. Avantageusement alors, les paliers sont solidaires d'une douille et sont disposés de part et d'autre d'un évidement de la douille présentant une section transversale supérieure à une section transversale in- 30 terne des paliers. La mise en place, l'entretoisement et la fixation des paliers dans l'actionneur sont ainsi simplifiés. Avantageusement encore, au moins l'un des paliers comprend une surface extérieure en anneau sphérique pour 35 coopérer avec une surface de forme complémentaire du 2910696 3 corps de manière à former une rotule. L'alignement des paliers est ainsi facilité et cet agencement limite les zones de concentration de contraintes sur l'organe d'actionnement. 5 Selon un deuxième mode de réalisation, l'organe d'actionnement comporte des cannelures au niveau des portions de guidage et/ou l'organe d'ationnement comprend un tronçon de section réduite s'étendant entre les portions de guidage. 10 Les cannelures et le tronçon de section réduite permettent non seulement de limiter la surface en contact des portions de guidage mais également d'alléger l'organe d'actionnement. Ceci permet une diminution de la consommation énergétique de l'actionneur. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle, en coupe selon l'axe des pistons, d'une culasse de moteur thermique équipée d'un actionneur conforme à l'invention, 25 - les figures 2 à 5 sont des vues analogues à celle de la figure 1 de l'actionneur selon différents modes de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, l'actionneur de 30 l'invention est ici décrit en application à l'actionnement d'une soupape 1 d'un moteur thermique por- tant la référence générale 2. La soupape 1 possède une queue 3 et est montée sur une culasse 4 du moteur thermique 2 pour coulisser 35 entre une position de fermeture dans laquelle la soupape 2910696 4 est appliquée contre un siège 5 de la culasse 4 et une position d'ouverture dans laquelle la soupape 1 est dé-collée du siège 5 de la culasse 4. La soupape 1 est actionnée entre ces deux posi- 5 tions par l'intermédiaire d'un actionneur généralement désigné en 6 monté sur la culasse 4 du moteur thermique 2. L'actionneur comprend un corps 7 dans lequel est monté pour coulisser un organe mobile d'actionnement, généralement désigné en 8, comportant une tige 9 ayant une première extrémité 10 agencée pour prendre appui sur une extrémité libre de la queue 3 de la soupape 1 et une deuxième extrémité 11 solidaire d'une palette 12 reçue dans un logement 13 du corps 7 pour coulisser parallèle-15 ment à la tige 9. L'actionneur comprend des moyens de guidage relatif de l'organe mobile 8 dans le corps 7, portant la référence générale 16, qui seront décrits par la suite en référence plus particulièrement aux figures 2 à 5. 20 Le corps 7 incorpore de façon connue en elle-même des moyens électromagnétiques de déplacement de l'organe mobile 8. Les moyens électromagnétiques comportent un électroaimant 14 de maintien de la palette 12 dans une position dite position extrême de fermeture de la soupape 25 et un électroaimant 15 de maintien de la palette 12 dans une position dite position extrême d'ouverture de la sou-pape qui débouchent sur deux faces opposées du logement 13 du corps 7. La palette 12 est ici en contact avec l'électroaimant 14, 15 lorsqu'elle est dans la position 30 extrême correspondante. Les électroaimants 14, 15 sont commandés de façon connue en elle-même via des moyens non représentés d'asservissement par exemple à partir d'un courant de consigne et d'une vitesse de déplacement de l'organe mobile 8 obtenue par dérivation d'un signal de 35 position fourni par un capteur de position de la tige 9. 2910696 5 L'actionneur comprend également, de façon connue en soi, des moyens élastiques de déplacement comprenant de façon connue en elle-même un ressort 17 intercalé entre une face 18 du corps 7 et un épaulement 19 de la tige 5 9 pour rappeler la palette 12 en position extrême d'ouverture et un ressort 20 intercalé entre une face 21 de la culasse 4 et un épaulement 22 de la queue de sou-pape 3 pour rappeler la soupape 1 en position de fermeture. 10 En référence plus particulièrement à la figure 2, les moyens de guidage 16 conformes au premier mode de réalisation de l'invention comprennent une douille généralement désignée en 17 fixée dans un logement 18 du corps 7. Deux paliers 19 sont ménagés aux extrémités de la 15 douille 17 de part et d'autre d'un évidement 20 ayant une section de passage supérieure à une section de passage des paliers 19. Les paliers 19 définissent une longueur de guidage L et ont un diamètre sensiblement égal au dia-mètre de portions de guidage 21 ménagées sur la tige 9 de 20 part et d'autre d'un tronçon 22 de section réduite. Des cannelures 23 s'étendent axialement sur les portions de guidage 21 de la tige 9. La longueur du tronçon 22 de section réduite est inférieure à la longueur de guidage L diminuée de la course de la tige 9 et des longueurs des 25 paliers 19. A un instant t du fonctionnement de l'actionneur, on comprend que, sur la longueur de guidage L, les portions de guidage 19 et 21 coopérant ensemble ont une sur-face totale active (ne tenant pas compte des cannelures) 30 inférieure à la surface totale des parties de surface de la douille 17 et de la tige 9 en regard (incluant les portions de guidage 19 et 31, les cannelures 23, la sur-face de l'évidement 20, et la surface du tronçon 22. Selon le deuxième mode de réalisation, les moyens 35 de guidage 16 comprennent un palier 24 à surface externe 2910696 6 cylindrique et un palier 25 à surface externe en anneau sphérique. Le palier 24 est emmanché à force dans un la-mage d'extrémité 26.1 d'un logement 26 étagé du corps 7. Le palier 25 a sa surface externe coopérant avec une sur- 5 face de forme complémentaire d'un lamage d'extrémité 26.2 du logement 26. Le palier 25 est retenu dans le lamage d'extrémité 26.2 par une rondelle 27 obturant le lamage d'extrémité 26.2 et présentant sur sa circonférence intérieure une manchette tronconique pour coopérer avec la 10 surface externe du palier 25. La rondelle 27 est fixée au corps 7 par exemple par emmanchement à force, ou par tout autre moyen tels que le vissage, le sertissage, le soudage.... Le palier 25 est ainsi susceptible de pivoter à la manière d'une rotule. Le logement 26 a un diamètre, entre 15 les paliers 24, 25, supérieur au diamètre interne des paliers 24, 25. La tige 9 a la même structure que dans le premier mode de réalisation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux 20 modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Ainsi, en variante, la tige 9 de l'organe mobile 8 peut ne pas comporter de tronçon 22 à section réduite 25 et/ou de cannelures 23. Ou alors, comme dans la variante représentée sur la figure 4, la douille 17 peut ne pas comporter d'évidement 20. Le palier peut en outre ne pas exercer de fonc- 30 tion de rotule, comme dans le mode de réalisation représenté à la figure 5 ou les moyens de guidage comprennent alors deux paliers identiques au palier 24. REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique (6), comportant un corps (7) pourvu de portions de guidage (19 ; 24, 25) qui coopèrent avec des portions de guidage (21) d'un organe d'actionnement (8) coulissant et qui délimitent une longueur de guidage (L) de l'organe d'actionnement, caractérisé en ce que, sur la longueur de guidage, le corps et l'organe d'actionnement ont des parties de surface en regard (19, 21, 20, 22 ; 24, 25, 21, 26, 22) ayant une surface globale supérieure à une surface totale des portions de guidage. 2. Actionneur selon la revendication 1, dans le-quel les portions de guidage du corps (7) comprennent deux paliers (19 ; 24, 25) fixés de manière espacée dans un logement (26) du corps. 3. Actionneur selon la revendication 2, dans le-quel les paliers (18) sont solidaires d'une douille (17) et sont disposés de part et d'autre d'un évidement (20) présentant une section transversale supérieure à une sec-tion transversale interne des paliers. 4. Actionneur selon la revendication 2, dans le-quel au moins l'un des paliers (25) comprend une surface extérieure en anneau sphérique pour coopérer avec une surface de forme complémentaire du corps (7) de manière à former une rotule. 5. Actionneur selon la revendication 1, dans le-quel l'organe d'actionnement (8) comporte des cannelures (23) au niveau des portions de guidage (21). 6. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe d'actionnement (8) comprend une portion de section réduite (22) s'étendant entre les portions de guidage (21).