Brevet FR3004752A1 — publié le 20141024

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A DESACTIVATION DE CYLINDRE HYDRAULIQUE [0001] L'invention concerne la désactivation d'une soupape commandée par linguet ou plus généralement par butée hydraulique sur un moteur à combustion de véhicule automobile. [0002] Actuellement plusieurs systèmes existent pour désactiver l'ouverture d'une soupape de cette façon. Dans le cas d'une commande par linguet on trouve des systèmes permettant l'enfoncement de la butée hydraulique via un déverrouillage mécanique comme dans le document US5720244 ou par maintien ouvert d'un clapet à bille de la butée comme dans le document US4546734 ou le document US4615307. [0003] On a également proposé, dans le document FR 2 975 133, de commander l'ouverture d'une vanne de sortie de fluide d'une chambre hydraulique de la butée hydraulique par une commande elle-même hydraulique de cette vanne. [0004] Dans le cas du déverrouillage mécanique de la butée hydraulique, le nombre d'activations et de désactivations est limité par la tenue mécanique du dispositif de déverrouillage. En particulier de tels systèmes ne permettent pas de réaliser des désactivations à l'échelle d'un cycle du moteur. [0005] Dans le cas du clapet à bille ou dans le cas des vannes commandées hydrauliquement, le passage d'huile en sortie de la butée hydraulique n'est pas suffisant pour permettre une commande complète entre deux cycles d'un cylindre. L'utilisation d'un clapet additionnel comme dans le brevet US4515121 peut nécessiter un volume d'huile de verrouillage nettement supérieur et ainsi poser des problèmes si l'huile est fortement aérée. [0006] Le but de l'invention est de résoudre ces inconvénients, en proposant une butée hydraulique qui soit désactivable de manière rapide, fiable, durable et efficace. [0007] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant une chambre de combustion, une soupape de cette chambre de combustion et un dispositif d'actionnement de la soupape comprenant une butée hydraulique laquelle butée hydraulique est disposée de telle sorte que la soupape ne peut être entrainée que lorsqu'une chambre hydraulique de la butée hydraulique est mise sous pression, ainsi qu'une vanne de sortie de fluide de la chambre hydraulique obturant un passage de sortie de fluide de la chambre hydraulique, caractérisé en ce que la vanne de sortie de fluide est une bague entourant la chambre hydraulique laquelle bague est mobile entre une position de d'obturation et une position d'ouverture du passage de sortie de fluide de la chambre hydraulique. [0008] Avantageusement, la butée hydraulique comprend un piston hydraulique disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation, et la bague est mobile en translation selon un même axe de translation que le piston hydraulique. [0009] Avantageusement, la butée hydraulique comprend un piston hydraulique disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation et la bague est mobile en rotation autour de la chambre selon un mouvement de rotation autour d'un axe géométrique de translation du piston hydraulique. [0010] Avantageusement, le moteur comprend un canal de sortie de fluide hors de la chambre lequel canal est disposé de manière à communiquer avec la chambre hydraulique, et la bague est disposée de manière à obturer ou libérer une communication entre le canal et la chambre hydraulique selon la position de la bague. [0011] Avantageusement, le canal de sortie de fluide est disposé de manière à déboucher dans la chambre hydraulique latéralement à celle-ci par rapport à un axe de coulissement de la butée hydraulique. [0012] Avantageusement, le canal de sortie de fluide est maintenu à une pression d'un circuit de lubrification du moteur. [0013] Avantageusement, la butée hydraulique comporte un canal d'arrivée de fluide sous pression lequel est disposé de manière à ce qu'un fluide sous pression arrivant par ce canal provoque un mouvement de la bague. [0014] Avantageusement, l'huile sous pression arrivant du canal d'arrivée d'huile sous pression provoque un mouvement de la bague vers sa position d'ouverture du passage de sortie de fluide de la chambre hydraulique. [0015] Avantageusement, le moteur comporte un logement recevant la butée hydraulique et le logement comporte au moins un orifice de circulation de fluide lequel fluide est déplacé par un mouvement de la bague. [0016] Avantageusement, la butée hydraulique comprend un piston hydraulique disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation, le piston hydraulique présentant une cavité intérieure formant réservoir d'huile et la butée hydraulique comprend un clapet anti-retour entre la cavité interne du piston hydraulique et la chambre hydraulique. [0017] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : [0018] - la figure 1 représente une butée hydraulique selon un mode de réalisation de l'invention, [0019] - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un distributeur hydraulique selon un mode de réalisation de l'invention, [0020] - la figure 3 est une vue de dessus d'un rotor de ce même distributeur hydraulique, [0021] - la figure 4 est une vue en coupe transversale de ce même distributeur 10 hydraulique. [0022] La butée hydraulique représentée sur la figure 1 est composée d'un corps 1 dans lequel coulisse un axe 2 formant à son extrémité supérieure un point d'appui pour un linguet 3 en formant simultanément une rotule 4 avec ce dernier. [0023] L'axe 2 constitue un piston hydraulique et le corps 1 forme une chambre 15 hydraulique dans laquelle circule un piston hydraulique constitué par l'axe 2. [0024] L'axe 2 présente une cavité interne laquelle sert de réservoir à basse pression alimenté en huile par un canal 5 lequel débouche dans l'axe 2 après avoir traversé latéralement le corps 1. Le canal 5 permet à la fois de lubrifier la rotule d'extrémité de l'axe 2 ainsi que d'alimenter la chambre à haute pression formée dans le corps 1, via un 20 clapet à bille 6 faisant jonction entre le réservoir à basse pression formé par l'axe 2 et la chambre à haute pression formée par le corps 1. Afin de maintenir l'ensemble en contact et de rappeler l'axe 2 en position initiale en mode désactivé, un ressort 7 est installé dans la chambre à haute pression. [0025] Une bague 8 entoure le corps de la butée hydraulique, laquelle bague est montée 25 libre en déplacement selon une direction de coulissement longitudinale à la butée hydraulique. Un canal d'évacuation d'huile 9 est ménagé en bordure de la chambre hydraulique et obturé ou libéré par la bague 8 selon la position de celle-ci. Ainsi, la bague 8 peut prendre ici une position effacée qui vient mettre la chambre hydraulique à haute pression en communication avec le canal d'évacuation d'huile 9 ou une position 30 d'obturation laquelle ferme le canal 9 et confine l'huile sous pression dans la chambre hydraulique. Pour cela, la bague 8 présente ici un perçage latéral lequel vient en vis-à-vis du canal 9 et d'un perçage correspondant de la chambre 1 lorsque la bague est déplacée vers sa position effacée, mettant ainsi la chambre 1 et le canal d'évacuation 9 en liaison hydraulique. Ainsi l'activation et la désactivation de la butée hydraulique sont 35 commandées par le déplacement de la bague 8. [0026] Un canal 10 débouche en partie inférieure de la bague 8 et applique une pression d'huile sur une extrémité inférieure de celle-ci, laquelle pression d'huile provoque un déplacement de la bague 8 vers le haut. Ainsi la bague 8 est ici commandée en ouverture par la pression d'huile venant du canal 10. Un ressort 11 est disposé entre la bague 8 et une collerette du corps 1 de sorte que le ressort 11 rappelle la bague 8 vers le bas en fermeture du canal 9 lorsque la pression dans le canal 10 est supprimée. Une canalisation 12 est disposée en extrémité inférieure du corps 1 et une canalisation 13 est disposée en partie supérieure de la bague 8 afin de permettre d'évacuer l'huile qui pourrait s'accumuler respectivement au fond du logement de la butée hydraulique et au-dessus de la bague 8 et ainsi freiner la bague 8 dans ses déplacements. [0027] Le passage d'un mode à l'autre se fait en pilotant la pression dans le canal 10. En mode activé, le canal 10 est à la pression atmosphérique. La bague 8 est donc maintenue en position fermée par le ressort 11. [0028] Lorsque la came vient appuyer sur le linguet 3, la chambre hydraulique formée par le corps 1 monte en pression et empêche donc la présente butée hydraulique de s'enfoncer. Lorsque le linguet revient dans sa position où il coopère avec le dos de la came, le clapet 6 s'ouvre afin de remplir la chambre hydraulique qui s'est faiblement vidée du fait de fuites dans diverses liaisons de la chambre hydraulique. [0029] En mode désactivé, le canal 10 est mis à la pression du circuit d'huile du moteur. Le tarage du ressort 11 est tel que sous cette pression la bague 8 coulisse et met en communication la chambre hydraulique avec le canal 9. Si celui-ci est à la pression atmosphérique, on a alors une ouverture du clapet 6 et donc une consommation d'huile inutile. C'est pourquoi il est plus intéressant de relier le canal 9 avec le circuit sous pression du moteur et donc avec le canal 5. Lorsque la came vient appuyer sur le linguet 3, la chambre hydraulique ne monte plus en pression et donc la butée hydraulique s'enfonce. Elle est rappelée ensuite en position initiale par le ressort de rappel 7. Lorsque le linguet 3 revient en position où il est en contact avec le dos de la came, le clapet 6 peut s'ouvrir afin de remplir la chambre hydraulique en plus du retour de l'huile par le canal 9. [0030] Dans le présent mode de réalisation, on utilise donc une bague coulissante qui permet de fermer la chambre hydraulique ou chambre à haute pression de la présente butée hydraulique ou bien d'ouvrir la chambre hydraulique et respectivement l'activer ou la désactiver. [0031] La bague décrite permet, par son efficacité de vidange et sa rapidité d'actionnement, de faire de la désactivation de cylindre de type tournante, c'est-à-dire dans laquelle le ou les cylindres désactivés sont variables selon les cycles successifs du moteur. Elle permet en outre de mettre en oeuvre un plus grand nombre de désactivations et d'activations de cylindres et de s'affranchir au maximum de l'aération de l'huile en plaçant l'ouverture de la chambre à haute pression au plus près de celle -ci. [0032] Le déplacement de cette bague peut être réalisé comme dans le présent exemple par une pression d'huile, cette pression d'huile étant pilotée par exemple par une vanne de commande. On obtient de cette façon une section de vidange la plus importante possible dans un volume de chambre hydraulique dimensionné au juste nécessaire. [0033] Bien que la commande de la bague soit de nature hydraulique dans le présent exemple, la bague peut en variante être déplacée par un autre type d'actionnement. On peut ainsi actionner une telle bague avec un actionneur mécanique ou avec un actionneur électromagnétique. En outre, la bague décrite ici est une bague à déplacement axial. En variante, la communication entre la chambre hydraulique et le canal 9 peut être obturée ou libérée par une bague mobile en rotation autour de l'axe principal de la butée hydraulique. [0034] On décrira maintenant un distributeur alimentant différents actionneurs de désactivation de cylindre, les actionneurs de désactivation de cylindre étant ici de telles bagues mobiles de désactivation d'une butée hydraulique respective. [0035] Une électrovanne non représentée, laquelle est disposée en amont du distributeur, permet d'alimenter en huile ou non le circuit de désactivation. En mode fonctionnement normal, c'est-à-dire sans désactivation de cylindre, l'électrovanne est fermée. Le distributeur n'est pas alimenté en huile et les butées hydrauliques fonctionnent alors comme des butées hydrauliques conventionnelles. En mode de fonctionnement à désactivation tournante de cylindres, l'électrovanne s'ouvre, le distributeur est alimenté en huile. [0036] Le distributeur sera décrit maintenant en référence à la figure 2. [0037] Le distributeur permet de commander cycliquement chacun des actionneurs. Un tel distributeur est entrainé par le moteur du véhicule, ici par un système à pignons ou en variante par une courroie ou une chaine, lequel système est ici en liaison avec l'arbre à cames du moteur. La vitesse du distributeur est déterminée par cette liaison. Dans le présent exemple le distributeur est entrainé en rotation selon une vitesse de rotation quatre fois moins rapide que le vilebrequin, pour obtenir un fonctionnement du moteur à 50% de charge. La charge du moteur en mode de désactivation est obtenue en sommant le nombre de combustions effectives sur le nombre total de combustions potentielles avec tous les cylindres actifs. [0038] Le présent distributeur est composé d'une chemise 110 et d'un rotor 120 monté dans la chemise 110. Le rotor 120 est alimenté en huile quand l'électrovanne est ouverte. L'alimentation du rotor 120 est ici réalisée par une arrivée de l'huile sous pression au sein d'une rainure circonférentielle 121 de ce dernier, laquelle entoure celui-ci de manière centrale en référence à l'étendue axiale du rotor 120. Une telle arrivée d'huile est par exemple réalisée sous forme d'une conduite traversant la chemise 110 au droit de la rainure circonférentielle 121. Tel que représenté sur la figure 3, le rotor 120 présente deux méplats 122 et 123 disposés de part et d'autre de la rainure circonférentielle 121 lesquels forment un espacement 124 entre le rotor 120 et la paroi interne de la chemise 110. L'huile sous pression arrivant dans la rainure circonférentielle 121 circule également dans l'espacement délimité par les méplats 122 et 123. [0039] Telle que représentée sur la coupe longitudinale de la figure 2, la chemise 110 présente des perçages traversant 112, 113 sensiblement radiaux. La chemise 110 présente de tels perçages répartis par couples de telle sorte que les perçages d'un même couple sont sensiblement en un même positionnement angulaire autour de l'axe de rotation du rotor 120. Ainsi, sur la figure 4, deux perçages 114 et 115 sont représentés, lesquelles appartiennent à deux autres couples de tels perçages. Au sein de chaque couple de perçages, un perçage est en liaison avec un actionneur de désactivation d'une soupape d'admission et un perçage est en liaison avec un actionneur de désactivation d'une soupape d'échappement d'un cylindre donné. Dans le cas de la butée hydraulique de la figure 1, un tel actionneur de désactivation est constitué par la bague 8. Pour cela des conduites de transmission de pression d'huile s'étendent depuis chaque perçage jusqu'à l'actionneur associé. [0040] Ainsi, au sein du couple de perçages 112, 113 représenté à la figure 2, le perçage 112 est associé avec l'actionneur de désactivation de la soupape d'admission d'un cylindre donné et le perçage 113 est associé avec un actionneur de désactivation de la soupape d'échappement de ce même cylindre. Ainsi, lorsque l'espacement 124 délimité par les méplats 122 et 123 vient en regard d'un couple de perçages donné, il alimente en huile sous pression les deux actionneurs associés respectivement à ces perçages. [0041] Les méplats 122 et 123 du distributeur sont donc réalisés pour mettre en communication l'arrivée d'huile et les actionneurs par l'intermédiaire des conduites de transmission de pression d'huile. Les conduites transmettent l'huile sous pression aux actionneurs de désactivation, afin de désactiver une soupape d'admission ou une soupape d'échappement. Chaque conduite peut en variante commander plusieurs actionneurs. L'usinage des méplats 122 et 123 présente une étendue angulaire correspondant à la durée souhaitée pour la commande de désactivation envoyée par le distributeur. [0042] Le rotor 120 comporte une cavité 125 en son centre. De cette cavité 125 s'étendent des passages radiaux dont deux sont représentés sous les références 126 et 127 sur la figure 2 et deux sont représentés sous les références 127 et 128 sur la figure 4. Ces passages radiaux 126, 127, 128 débouchent en périphérie du rotor 120. Les passages radiaux 126, 127, 128 sont disposés de telle sorte qu'ils viennent rejoindre les perçages de transmission de pression 112, 113 des actionneurs au cours de la rotation du rotor. La cavité centrale 125 est en communication avec un circuit d'évacuation d'huile. Ainsi, lorsqu'un passage radial 126, 127, 128 vient en vis-à-vis d'un perçage de transmission de pression, il se produit une dépressurisation de la conduite de transmission de pression correspondante par circulation d'huile vers la cavité centrale 125 puis vers le circuit d'évacuation. Plus précisément, dans le présent exemple de réalisation, les passages radiaux 126, 127, 128 débouchent en périphérie du rotor 120 au sein d'une gorge 129 laquelle s'étend en arc de cercle autour de l'axe de rotation du rotor 120 sur une étendue angulaire d'environ 180 degrés. Cette gorge 129 forme un collecteur dont l'étendue est telle qu'une conduite de transmission de pression reste en liaison avec la cavité centrale 125 et le circuit d'évacuation via cette gorge 129 pendant environ un demi-tour du rotor 120, assurant ainsi un maintien en position d'activation de la butée hydraulique et de l'actionneur correspondant pendant ce demi-tour. Afin d'améliorer encore la dépressurisation de la ou des conduite(s) débouchant dans la gorge 129 pendant ce demi- tour, on adopte ici deux passages radiaux reliant la gorge 129 à la cavité centrale 125, ici les passages 127 et 128, lesquels passages radiaux 127 et 128 sont séparés entre eux d'un angle d'environ 120 degrés. [0043] Ainsi, quand le rotor 120 est en rotation, il met en communication cycliquement les conduites de transmission de pression soit avec l'arrivée d'huile sous pression soit avec le circuit d'évacuation, de façon indépendante entre ces conduites. Les configurations des méplats 122 et 123 et de la gorge 129 déterminent la séquence de commande des actionneurs de manière assujettie au cycle moteur. [0044] Ainsi, une phase de désactivation d'un cylindre est ici la suivante. Le premier cycle quatre-temps est en mode fonctionnement normal, puis le deuxième cycle est en mode désactivation. La soupape d'échappement s'ouvre puis le distributeur alimente l'actionneur de désactivation des soupapes d'admission. Les soupapes d'admission restent alors fermées. L'injection et l'allumage de la bougie sont alors désactivés. Après la phase de désactivation, le cylindre concerné reprend son cycle normal. [0045] Grace à la configuration du rotor et la commande elle-même hydraulique de la butée hydraulique ou plus généralement la commande hydraulique de l'actionneur de modification de comportement de soupape, d'autres actions sur la distribution peuvent être mises en oeuvre outre le maintien en position ouverte ou en position fermée d'une soupape. Ainsi, un tel dispositif permet de commander une ouverture partielle de soupape, une double levée de soupape, une variation de l'angle d'ouverture ou de fermeture de soupape, ou une loi alternative d'actionnement de soupape. [0046] Un tel mode de réalisation permet de faire de la désactivation de cylindre avec un mode 50% de charge sur des moteurs ayant un nombre impair de cylindres tels que des moteurs à trois cylindres, sans problème majeur d'acyclisme. Il permet en outre de faire de la désactivation de tous les cylindres, d'accéder à des gains supplémentaires en termes d'émissions de dioxyde de carbone en pilotant la charge moteur par des modes de désactivation supplémentaires au mode 50%, permettant de diminuer les pertes par pompage du fait d'une moindre utilisation du papillon moteur. Un tel mode de réalisation permet en outre de garder une architecture de culasse de faible hauteur, et de ne pas modifier la façade de distribution du moteur.15 REVENDICATIONS1. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant une chambre de combustion, une soupape de cette chambre de combustion et un dispositif d'actionnement de la soupape comprenant une butée hydraulique laquelle butée hydraulique est disposée de telle sorte que la soupape ne peut être entrainée que lorsqu'une chambre hydraulique (1) de la butée hydraulique est mise sous pression, ainsi qu'une vanne de sortie de fluide (8) de la chambre hydraulique (1) obturant un passage de sortie de fluide (9) de la chambre hydraulique (1), caractérisé en ce que la vanne de sortie de fluide est une bague (8) entourant la chambre hydraulique (1) laquelle bague (8) est mobile entre une position de d'obturation et une position d'ouverture du passage de sortie de fluide (9) de la chambre hydraulique (1). 2. Moteur à combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée hydraulique comprend un piston hydraulique (2) disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique (1) lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation, et la bague (8) est mobile en translation selon un même axe de translation que le piston hydraulique (2). 3. Moteur à combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée hydraulique comprend un piston hydraulique (2) disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique (1) lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation et la bague (8) est mobile en rotation autour de la chambre (1) selon un mouvement de rotation autour d'un axe géométrique de translation du piston hydraulique (2). 4. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un canal de sortie de fluide (9) hors de la chambre (1) lequel canal (9) est disposé de manière à communiquer avec la chambre hydraulique (1), et la bague (8) est disposée de manière à obturer ou libérer une communication entre le canal (9) et la chambre hydraulique (1) selon la position de la bague (8). 5. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le canal de sortie de fluide (9) est disposé de manière à déboucher dans la chambre hydraulique (1) latéralement à celle-ci par rapport à un axe de coulissement de la butée hydraulique. 6. Moteur à combustion selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le canal de sortie de fluide (9) est maintenu à une pression d'un circuit de lubrification du moteur. 7. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que la butée hydraulique comporte un canal d'arrivée de fluide sous pression (10) lequel est disposé de manière à ce qu'un fluide sous pression arrivant par ce canal (10) provoque un mouvement de la bague (8). 8. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'huile sous pression arrivant du canal d'arrivée d'huile sous pression (10) provoque un mouvement de la bague (8) vers sa position d'ouverture du passage de sortie de fluide (9) de la chambre hydraulique (1). 9. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un logement recevant la butée hydraulique et le logement comporte au moins un orifice de circulation de fluide (12,13) lequel fluide est déplacé par un mouvement de la bague (8). 10. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée hydraulique comprend un piston hydraulique (2) disposé de manière à pressuriser la chambre hydraulique (1) lorsqu'il est actionné selon un mouvement de translation, le piston hydraulique (2) présentant une cavité intérieure formant réservoir d'huile et la butée hydraulique comprend un clapet anti-retour (6) entre la cavité interne du piston hydraulique (2) et la chambre hydraulique (1).