Brevet FR3035682A1 — publié le 20161104

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN SYSTEME DE VARIATION DU TAUX DE COMPRESSION [0001] La présente invention porte sur un moteur à combustion interne de véhicule automobile muni d'un système de variation du taux de compression. [0002] Le document EP14163870.0 enseigne la réalisation d'un système de variation du taux de compression en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. Ce système comporte à cet effet un ensemble de pièces excentriques montées sur les manetons du vilebrequin de manière à coopérer chacune avec une extrémité de bielle. En outre, un système de commande de la position des pièces excentriques comporte un boîtier, un arbre de commande muni d'un pignon de commande, et un dispositif de transmission de mouvement installé entre le pignon de commande et un pignon de transfert monté sur un arbre de transfert lié mécaniquement aux pièces excentriques. [0003] L'invention vise à faciliter le montage du système de commande en proposant un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant: - un vilebrequin apte à entraîner en rotation une poulie, - un système de variation d'un taux de compression dudit moteur comportant au moins une pièce excentrique montée sur au moins un maneton de vilebrequin, et - un système de commande comportant un boîtier, un arbre de commande muni d'un pignon de commande, et un dispositif de transmission de mouvement installé entre ledit pignon de commande et un pignon de transfert monté sur un arbre de transfert lié mécaniquement à ladite pièce excentrique, caractérisé en ce que ledit arbre de transfert et ledit pignon de transfert correspondant sont assemblés sur ledit vilebrequin, et en ce qu'un diamètre externe dudit pignon de transfert est inférieur à un diamètre interne d'un élément de fixation apte à assurer une fixation entre ledit vilebrequin et une pièce liée en rotation avec ladite poulie. [0004] L'invention permet ainsi de faciliter l'assemblage du système de commande en autorisant un assemblage de l'arbre de transfert avec son pignon sur le vilebrequin préalablement à l'installation du système de commande sur la partie avant du vilebrequin. [0005] Selon une réalisation, ledit dispositif de transmission de mouvement comporte au moins un pignon intermédiaire engrenant d'une part avec ledit pignon de commande et 3035682 2 d'autre part avec un pignon satellite, ledit pignon stellite engrenant en outre avec ledit pignon de transfert. [0006] Selon une réalisation, une plaque de maintien axial dudit arbre de transfert est montée contre un fond de la poulie. Le maintien axial de l'arbre est ainsi réalisé 5 indépendamment du boîtier. [0007] Selon une réalisation, ladite plaque de maintien présente une ouverture plus grande que le diamètre externe dudit pignon de transfert. Ainsi, la plaque de maintien peut être montée contre la face interne de la poulie alors que le pignon de transfert et l'arbre correspondants sont déjà assemblés sur le vilebrequin. 10 [0008] Selon une réalisation, ledit arbre de transfert présente une extrémité montée dans une portion creuse dudit vilebrequin et une autre extrémité supportée dans une portion creuse dudit arbre de commande. Cela permet de garantir un l'alignement correct entre le pignon de commande et le pignon de transfert. [0009] Selon une réalisation, un circuit de lubrification comporte un conduit ménagé dans 15 ledit arbre de transfert pour prélever du liquide lubrifiant dudit moteur et acheminer ledit liquide lubrifiant jusqu'audit boîtier. [0010] Selon une réalisation, ledit conduit est configuré pour prélever du liquide lubrifiant dudit moteur au niveau d'un palier avant dudit vilebrequin. [0011] Selon une réalisation, ledit circuit de lubrification est configuré pour faire circuler 20 le liquide lubrifiant depuis une extrémité de l'arbre creux de commande jusqu'à des roulements des pignons intermédiaires et satellites. [0012] Selon une réalisation, ledit circuit de lubrification comporte des ouvertures ménagées dans un fond de la poulie aptes à autoriser un retour du liquide lubrifiant vers ledit moteur. 25 [0013] Selon une réalisation, chaque trou est positionné entre deux pignons adjacents tournant dans des sens opposés en sorte que lesdits pignons forment une pompe pour pomper le liquide lubrifiant en direction du vilebrequin. [0014] L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant: 30 - un vilebrequin apte à entraîner en rotation une poulie, 3035682 3 - un système de variation d'un taux de compression dudit moteur comportant au moins une pièce excentrique montée sur au moins un maneton de vilebrequin, et - un système de commande comportant un boîtier, un arbre de commande muni d'un pignon de commande, et un dispositif de transmission de mouvement installé entre ledit 5 pignon de commande et un pignon de transfert monté sur un arbre de transfert lié mécaniquement à ladite pièce excentrique, caractérisé en ce que ledit arbre de transfert présente une extrémité montée dans une portion creuse dudit vilebrequin et une autre extrémité supportée dans une portion creuse dudit arbre de commande. 10 [0015] L'invention concerne en outre un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant: - un vilebrequin apte à entraîner en rotation une poulie, - un système de variation d'un taux de compression dudit moteur comportant au moins une pièce excentrique montée sur au moins un maneton de vilebrequin, et 15 - un système de commande comportant un boîtier, un arbre de commande muni d'un pignon de commande, et un dispositif de transmission de mouvement installé entre ledit pignon de commande et un pignon de transfert monté sur un arbre de transfert lié mécaniquement à ladite pièce excentrique, caractérisé en ce qu'un circuit de lubrification comporte un conduit ménagé dans ledit 20 arbre de transfert pour prélever du liquide lubrifiant du moteur et acheminer le liquide lubrifiant jusqu'audit boîtier. [0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. 25 [0017] La figure 1 est une vue en perspective illustrant une coupe d'un moteur à combustion interne équipé d'un système de variation de taux de compression selon la présente invention; [0018] La figure 2 est une vue en perspective suivant une coupe longitudinale d'un système de variation de taux de compression du moteur selon la présente invention; 30 [0019] La figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un système de commande du système de variation du taux de compression du moteur selon la présente invention; 3035682 4 [0020] La figure 4 montre des vues en perspective illustrant le montage de la poulie sur la partie avant du vilebrequin ainsi que la mise en place de la plaque de maintien axial de l'arbre de transfert; [0021] La figure 5 est une vue en perspective de la plaque de maintien axial de l'arbre de 5 transfert selon la présente invention; [0022] La figure 6 est une vue de face du système de variation de taux de compression selon la présente invention sans le capot. [0023] Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre. 10 [0024] La figure 1 montre une vue en perspective partielle d'un moteur à combustion interne 10 selon la présente invention. Ce moteur 10 comporte un système 11 de variation du taux de compression permettant de faire fonctionner le moteur 10 à un taux de compression élevé dans des conditions de faible charge afin d'améliorer son rendement. Dans des conditions de fonctionnement à fortes charges, le taux de compression 15 peut être diminué afin d'éviter les à-coups. [0025] Plus précisément, le moteur 10 comporte un carter 12 supportant un vilebrequin 15 par l'intermédiaire de paliers. Le vilebrequin 15 présente un axe X et est mobile en rotation par rapport au carter 12 autour de cet axe X. Le vilebrequin 15 comporte un maneton 16, une portion centrale 17, et un flasque 18 positionné axialement entre la 20 portion centrale 17 et le maneton 16. Il est à noter que sur la figure 1, la partie gauche correspond au côté avant du moteur 10. [0026] La portion centrale 17 du vilebrequin 15 s'étendant en saillie depuis le carter 12 du côté avant du moteur 10 est liée en rotation à une poulie 21. Du côté opposé arrière, un volant d'inertie (non représenté) est lié en rotation au vilebrequin 15. Bien que la figure 1 25 montre un moteur 10 à cylindre unique pour faciliter la lisibilité, le moteur 10 comporte a priori plusieurs cylindres, typiquement trois ou quatre cylindres. [0027] Le moteur 10 comporte une pièce excentrique 22 montée de manière rotative sur le maneton 16. La pièce excentrique 22 présente une face externe excentrique 221 par rapport à la face interne coopérant avec une grande extrémité d'une bielle 25. La pièce 30 excentrique 22 comporte également deux roues dentées 222 positionnées de part et 3035682 5 d'autre de la face externe excentrique 221. La bielle 25 présente en outre une petite extrémité liée en rotation avec un piston 26 du moteur 10. [0028] La pièce excentrique 22 appartient au système 11 de variation du taux de compression qui comprend en outre un système de commande 29 de la position angulaire 5 de la pièce excentrique 22. Ce système de commande 29 est positionné à l'intérieur d'un creux délimité par la poulie 21. Comme cela est bien visible sur les figures 2 et 3, le système de commande 29 comporte un boîtier 31, un arbre de commande 32 muni d'un pignon de commande 33, et un dispositif de transmission de mouvement 34 monté entre le pignon de commande 33 et un pignon de transfert 35. Le pignon de transfert 35 est monté 10 sur un arbre de transfert 36 lié mécaniquement à la pièce excentrique 22. A cet effet, l'arbre de transfert 36 comporte un deuxième pignon de transfert 35' engrenant avec une roue dentée de la pièce excentrique 22. [0029] De préférence, l'arbre de transfert 36 présente une extrémité montée dans une portion creuse du vilebrequin 15 et une autre extrémité supportée dans une portion creuse 15 de l'arbre de commande 32. Cela permet de garantir un l'alignement correct entre le pignon de commande 33 et le pignon de transfert 35. [0030] Comme illustré sur la figure 3, le dispositif de transmission de mouvement 34 comporte un ensemble de pignons intermédiaires 41 engrenant chacun d'une part avec le pignon de commande 33 et d'autre part avec un pignon satellite 42 d'inversion du sens de 20 rotation. Chaque pignon satellite 42 engrène en outre avec le pignon de transfert 35. [0031] Chacun des pignons intermédiaires 41 et satellites 42 est monté rotatif sur un arbre 43 fixé sur le boîtier 31 au moyen de vis 44. De préférence, pour plus de compacité, les pignons 41, 42 sont montés dans des creux arrondis du boîtier 31 de forme complémentaire. En variante, le dispositif de transmission 34 de mouvement pourra 25 comporter un dispositif à courroie comme décrit dans le document EP14163870.0. [0032] L'arbre de commande 32 est monté à l'intérieur d'un manchon tubulaire 47 d'un capot 48 par l'intermédiaire d'un roulement 50. Le capot 48 est destiné à fermer le boîtier 31. Un joint 49 assure la fermeture du circuit de lubrification 71 décrit plus en détail ci-après. 30 [0033] La position angulaire des pièces excentriques 22 est pilotée par la position angulaire de l'arbre de commande 32 de manière à pouvoir faire varier le taux de 3035682 6 compression du moteur thermique 10. A cet effet, l'arbre de commande 32 pourra être actionné par exemple au moyen d'un engrenage à roue et vis sans fin (non représenté), ou tout autre moyen de déplacement adapté à l'application. [0034] Le pignon de transfert 35 et l'arbre de transfert 36 sont assemblés sur le 5 vilebrequin 15. Comme visible sur la figure 2, un diamètre externe D1 du pignon de transfert 35 est inférieur au diamètre interne D2 d'un élément de fixation 51, tel qu'un écrou, apte à assurer une fixation entre le vilebrequin 15 et une pièce 52 destinée à être liée en rotation avec la poulie 21. Le diamètre externe D3 d'une collerette 53 de l'arbre de transfert 36 en appui contre une face d'extrémité de la portion centrale 17 du vilebrequin 10 est également inférieur au diamètre interne D2 de l'écrou 51. On facilite ainsi l'assemblage du système de commande 29 en autorisant un assemblage préalable entre le pignon de transfert 35 et l'arbre de transfert 36 sur le vilebrequin 15. [0035] En outre, une plaque 61 de maintien axial de l'arbre 36 est montée contre le fond de la poulie 21. La collerette 53 vient en appui contre un bord de la plaque de maintien 61. 15 Le maintien de l'arbre 36 est ainsi réalisé indépendamment du boîtier 31. A cet effet, la plaque de maintien 61 comporte une ouverture 62 plus grande que le diamètre externe D1 du pignon de transfert 35. La plaque de maintien 61 peut ainsi être montée contre le fond de la poulie 21 alors que le pignon de transfert 35 et l'arbre 36 correspondant sont déjà assemblés sur le vilebrequin 15 (cf. figure 4). 20 [0036] En l'occurrence, comme montré sur la figure 5, la plaque 61 présente globalement la forme d'un disque muni d'une ouverture 62 en forme de demi-disque ayant une échancrure 63 dans la partie centrale de manière à épouser la périphérie externe de l'arbre 36. La plaque 61 comporte des trous 64 dont certains autorisent le passage de moyens de fixation 65 tels que des vis (cf. figure 2), et d'autres autorisent le passage de 25 tubes 66 (cf. figures 2 et 3) permettant le retour du liquide de lubrification. [0037] Par ailleurs, un circuit de lubrification 71 visible en figure 2 comporte un conduit 72 ménagé dans l'arbre de transfert 36 pour prélever du liquide lubrifiant du moteur 10, en l'occurrence de l'huile, et l'acheminer jusqu'au boîtier 31. Le conduit 72 est configuré pour prélever de l'huile du moteur 10 au niveau d'un palier avant du vilebrequin 15 et 30 l'acheminer jusqu'à une extrémité de l'arbre de commande 32 creux, pour pouvoir faire circuler l'huile jusqu'à des roulements des pignons intermédiaires 41 et des pignons satellites 42. Le sens de circulation de l'huile à l'intérieur du circuit 71 est indiqué par les flèches F. 3035682 7 [0038] Le circuit de lubrification 71 comporte des ouvertures 74 ménagées dans le fond de la poulie 21 aptes à autoriser un retour de l'huile vers le moteur thermique 10. Ces ouvertures 74 reçoivent les tubes 66 précités. Comme illustré sur la figure 6, chaque ouverture 74 est positionnée avantageusement entre deux pignons adjacents 41, 42 5 tournant dans des sens opposés en sorte que lesdits pignons 41, 42 forment une pompe à huile pour pomper l'huile en direction du vilebrequin 15. [0039] Bien entendu, pour un moteur comportant plusieurs cylindres, le vilebrequin 15 pourra comporter d'autres arbres de transfert positionnés à l'intérieur d'un alésage axial réalisé dans les tourillons situé dans le prolongement de l'alésage réalisé dans la portion 10 centrale 17, ainsi que des pignons de transfert correspondants engrenant avec les roues dentées des pièces excentriques 22 montées sur les manetons pour transmettre la cinématique à toutes les pièces excentriques 22 du moteur 10. REVENDICATIONS: 1. Moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile comportant: - un vilebrequin (15) apte à entraîner en rotation une poulie (21), - un système (11) de variation d'un taux de compression dudit moteur (10) comportant 5 -,a11 moins une pièce excentrique (22) montée sur au moins un maneton (16) de vilebrequin, et - un système de commande (29) comportant un boîtier (31), un arbre de commande (32) muni d'un pignon de commande (33), et un dispositif de transmission de mouvement (34) installé entre ledit pignon de commande (33) et un pignon de transfert 10 (35) monté sur un arbre de transfert (36) lié mécaniquement à ladite pièce excentrique, caractérisé en ce que ledit arbre de transfert (36) et ledit pignon de transfert (35) correspondant sont assemblés sur ledit vilebrequin (15), et en ce qu'un diamètre externe (D1) dudit pignon de transfert (35) est inférieur à un diamètre interne (D2) d'un élément de fixation (51) apte à assurer une fixation entre ledit vilebrequin (15) et une 15 pièce (52) liée en rotation avec ladite poulie (21). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de transmission de mouvement (34) comporte au moins un pignon intermédiaire (41) engrenant d'une part avec ledit pignon de commande (33) et d'autre part avec un pignon satellite (42), ledit pignon stellite (42) engrenant en outre 20 avec ledit pignon de transfert (35). 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une plaque (61) de maintien axial dudit arbre de transfert (36) est montée contre un fond de la poulie (21). 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque (61) de maintien présente une ouverture (61) plus grande que le diamètre externe (D1) 25 dudit pignon de transfert (35). 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit arbre de transfert (36) présente une extrémité montée dans une portion creuse dudit vilebrequin (15) et une autre extrémité supportée dans une portion creuse dudit arbre de commande (32). 30 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un circuit de lubrification (71) comporte un conduit (72) ménagé dans ledit arbre de 3035682 9 transfert (36) pour prélever du liquide lubrifiant du moteur (10) et acheminer le liquide lubrifiant jusqu'audit boîtier (31). 7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit conduit (72) est configuré pour prélever du liquide lubrifiant du moteur (10) au niveau d'un palier avant dudit vilebrequin (15). 8. Moteur selon la revendication 2 prise en combinaison avec la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit circuit de lubrification (71) est configuré pour faire circuler le liquide lubrifiant depuis une extrémité de l'arbre de commande (32) creux jusqu'à des roulements des pignons intermédiaires (41) et satellites (42). 9. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit de lubrification (71) comporte des ouvertures ménagées dans un fond de la poulie (21) aptes à autoriser un retour du liquide lubrifiant vers ledit moteur (10). 10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque trou est positionné entre deux pignons adjacents (41, 42) tournant dans des sens opposés en sorte que lesdits pignons (41, 42) forment une pompe pour pomper le liquide lubrifiant en direction du vilebrequin (15).