Brevet FR3021071A1 — publié le 20151120

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne avec une phase de détente prolongée, notamment pour véhicules automobiles. Le type de moteurs concerné est un moteur à injection directe ou indirecte à allumage commandé ou à allumage par compression et comportant au moins un cylindre avec une chambre de combustion à l'intérieur de laquelle est placé un piston relié à un système bielle(s)-manivelle(s) et qui se déplace en un mouvement de translation alternative. Comme cela est mieux décrit dans le document FR 2 828 910, le moteur visé par la présente invention est un moteur à double vilebrequin qui a un cycle de fonctionnement qui permet d'augmenter la course du piston lors de la phase de détente de manière à récupérer une quantité plus importante d'énergie générée par la détente des gaz de combustion. Comme cela est bien connu, notamment par le document JP 2003314237, l'un des vilebrequins de ce type de moteurs est utilisé pour entrainer en rotation, via une chaîne ou une courroie, l'arbre à cames (ou les arbres à cames) qui contrôle les séquences d'ouverture et de fermeture des soupapes portées par ce moteur. Le demandeur se propose d'améliorer ce type de moteur en utilisant toutes les capacités disponibles des vilebrequins. Notamment, ce type de moteurs a pour avantage de pouvoir générer une vitesse déterminée pour l'un des vilebrequins alors que l'autre des vilebrequins tourne à une vitesse moindre. La présente invention se propose d'utiliser les vitesses différentes des vilebrequins pour entraîner tout composant lié au fonctionnement du moteur en tenant compte du rapport d'entraînement afin de limiter les inerties, les masses ainsi que l'encombrement et de minimiser la puissance nécessaire à leur entraînement. A cet effet, l'invention concerne un moteur à combustion interne avec une phase de détente prolongée, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins un cylindre, un piston coulissant dans ce cylindre et relié à deux vilebrequins par un embiellage à trois bielles, caractérisé en ce que l'un et/ou l'autre des vilebrequins est relié à la partie tournante d'au moins un composant lié au fonctionnement du moteur. Le composant peut être est un moyen de circulation de fluide. Le moyen de circulation de fluide peut être une pompe à eau, une pompe à huile, une pompe de direction assistée, ... Le composant peut être un moyen de compression de fluide. Le moyen de compression de fluide peut être un compresseur de fluide un compresseur d'air de suralimentation, un compresseur de fluide de circuit de climatisation, ... Le composant peut être un organe électrique. L'organe électrique peut être une machine électrique, comme une génératrice de courant, une machine de démarrage de "Stop and Start" pour l'arrêt et le démarrage du moteur,... Dans la configuration où le moteur à combustion interne comprend un mécanisme de liaison entre les vilebrequins permettant d'entraîner les vilebrequins avec des vitesses de rotation différentes, l'axe du vilebrequin tournant à grande vitesse peut être relié à la partie tournante d'au moins un composant nécessitant une grande vitesse de rotation. Similairement, l'axe du vilebrequin tournant à moindre vitesse peut être relié à la partie tournante d'au moins un autre composant nécessitant une vitesse de rotation moindre. Chaque axe de vilebrequin peut être relié par une bande fermée sur elle-même à la partie tournante d'au moins un composant. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées : - la figure 1 qui illustre un moteur à combustion interne à double vilebrequin et - la figure 2 qui illustre une coupe locale partielle selon la ligne 2-2 de la figure 1. Sur la figure 1, le moteur à combustion interne comprend au moins un cylindre 10 à l'intérieur duquel se déplace un piston 12 en un mouvement de translation alternative. Ce piston est relié à deux vilebrequins 14a, 14b sensiblement parallèles l'un avec l'autre et animés d'un mouvement de rotation par un embiellage 16 à trois bielles. Cet embiellage comprend une bielle 18 reliée à l'axe de pivotement 20 du piston, une autre bielle 22 reliée à un maneton 24 du vilebrequin 14a et une dernière bielle 26 reliée à un maneton 28 de l'autre vilebrequin 14b. Les extrémités libres de ces trois bielles s'articulent sur un même pivot 30 à un noeud de bielles 32. Avantageusement, les deux vilebrequins portent chacun une roue dentée 34a et 34b reliée entre elles par tout mécanisme de liaison connu 36 permettant d'entraîner les vilebrequins dans un même sens de rotation ou dans un sens contraire avec des vitesses de rotation différentes ainsi que de pouvoir réaliser un déphase angulaire d'un vilebrequin par rapport à l'autre. Tel qu'illustré à titre d'exemple sur la figure 1, les vilebrequins ont un sens de rotation contraire avec des vitesses de rotation différentes. Le vilebrequin 14a, dit vilebrequin lent, a une vitesse de rotation plus petite que celle du vilebrequin 14b, dit vilebrequin rapide, et a un sens de rotation R contraire à celui R' du vilebrequin rapide. Comme mieux visible sur la figure 2 à titre d'exemple, l'axe de rotation 38a, 38b de l'un et/ou l'autre des vilebrequins 14a, 14b est relié, ici directement, à la partie tournante 40a, 40b d'au moins un composant 42, 44 lié au fonctionnement du moteur. Ce composant peut être un moyen de circulation de fluide, comme une pompe à eau, une pompe à huile, une pompe de direction assistée,... Ce composant peut être également être un moyen de compression de fluide, comme un compresseur de fluide de circuit de climatisation, un compresseur d'air de suralimentation, ... Ce composant peut aussi être un organe électrique sous la forme d'une machine électrique, comme une génératrice de courant, une machine de démarrage de "Stop and Start" pour l'arrêt et le démarrage du moteur. Comme déjà mentionné, les vilebrequins de ce moteur peuvent avoir des vitesses de rotation différentes et, dans ce cas, l'implantation d'un composant sur l'un ou l'autre des axes de vilebrequin dépend du choix du rapport d'entrainement et de la puissance nécessaire à son fonctionnement. Ainsi, pour un composant nécessitant une grande vitesse de rotation, comme un compresseur, l'axe 38b du vilebrequin rapide est relié à la partie tournante de ce composant. Similairement, lorsqu'un composant nécessite une vitesse de rotation moindre, comme une pompe, l'axe 38a du vilebrequin est sera relié à la partie tournante de ce composant. Avantageusement, il peut être prévu que l'axe de chaque vilebrequin puisse entraîner en rotation un groupe de même catégorie de composants. Pour cela, l'axe de rotation du vilebrequin est relié par une bande fermée sur elle-même, comme une chaîne ou une courroie, aux parties tournantes des 30 composants de ce groupe. Plus précisément, pour un groupe de composants nécessitant une grande vitesse de rotation, comme des compresseurs (d'air de suralimentation ou de circuit de climatisation), l'axe 38b du vilebrequin rapide est relié par une chaîne ou une courroie aux parties tournantes de ces compresseurs. De même, pour un groupe de composants nécessitant une vitesse de rotation moindre que celle des compresseurs, comme des pompes (à eau ou à huile, de direction assistée), l'axe 38a du vilebrequin rapide est relié par une chaîne ou une courroie aux parties tournantes de ces pompes. Bien entendu, dans ce cas, les axes des vilebrequins et des parties tournantes des composants sont munis de poulies, dentées ou en V, pour assurer la transmission du mouvement de rotation. Grâce à cela, l'encombrement et la masse de l'ensemble moteur/composant sont réduits ainsi que le nombre de pièce et il est possible de limiter la puissance du moteur pour l'entraînement de ces composants. REVENDICATIONS1) Moteur à combustion interne avec une phase de détente prolongée, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins un cylindre (10), un piston (12) coulissant dans ce cylindre et relié à deux vilebrequins (14a, 14b) par un embiellage (16) à trois bielles (18, 22, 26), caractérisé en ce que l'un et/ou l'autre des vilebrequins est relié à la partie tournante (40a, 40b) d'au moins un composant (42) lié au fonctionnement du moteur. 2) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est un moyen de circulation de fluide. 3) Moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de circulation de fluide est une pompe à eau, une pompe à huile, une pompe de direction assistée. 4) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est un moyen de compression de fluide. 5) Moteur à combustion interne selon la revendication 4, caractérisé en ce 20 que le moyen de compression de fluide est un compresseur d'air de suralimentation, un compresseur de fluide de circuit de climatisation. 6) Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est un organe électrique. 7) Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe électrique est une machine électrique, comme une génératrice de courant, une machine de démarrage de "Stop and Start" pour l'arrêt et le démarrage du moteur. 8) Moteur à combustion interne comprenant un mécanisme de liaison entre les vilebrequins permettant d'entraîner les vilebrequins avec des vitesses de rotation différentes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 25 30que l'axe du vilebrequin tournant à grande vitesse est relié à la partie tournante d'au moins un composant nécessitant une grande vitesse de rotation. 9) Moteur à combustion interne selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe du vilebrequin tournant à moindre vitesse est relié à la partie tournante d'au moins un autre composant nécessitant une vitesse de rotation moindre. 10) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque axe (38a, 38b) de vilebrequin est relié par une bande fermée sur elle-même à la partie tournante d'au moins un composant.