Brevet FR3044043A1 — publié le 20170526

Système de contrôle du taux de compression pour un moteur à combustion La présente invention concerne un système de contrôle du taux de compression pour un moteur à combustion. On connait par les demandes de brevet DE19858245, US2002148417 et W007031686 de tels systèmes. On rappelle que le taux de compression d'un moteur à pistons est le rapport entre le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au point mort haut et le volume de ce cylindre lorsque le piston est au point mort bas. Pour les moteurs à allumage commandé, plus le taux de compression est élevé, plus l'efficacité thermique est élevée. Pour les moteurs à allumage par compression, une réduction du taux de compression diminue les frictions sans impact significatif sur l'efficacité thermique. Dans les deux cas, le taux de compression influe sur la température de combustion et, par conséquent, les émissions de polluants. Le taux de compression de moteurs conventionnels est fixe et ne peut être adapté aux conditions de fonctionnement. L'invention a notamment pour objet de remédier à ce problème. L'invention a ainsi pour objet un système de contrôle du taux de compression pour un moteur à combustion interne, ce système comportant : - un cylindre, - un piston mobile formant avec le cylindre une chambre de combustion, - une bielle agencée pour déplacer le piston, - un organe d'accroche interposé entre la bielle et un vilebrequin de sorte que la bielle peut coulisser par rapport à 3044043 2 cet organe d'accroche, cet organe d'accroche comportant un fluide électrorhéologigue ou magnétorhéologigue (EMR) agencé de sorte à réguler la course de la bielle par rapport à l'organe d'accroche. 5 Grâce à l'invention, il est possible de contrôler et d'optimiser le taux de compression du moteur en fonction des conditions de fonctionnement et de minimiser la consommation de carburant et les émissions de polluants. 10 L'invention est également avantageuse pour gérer les acyclismes du moteur qui sont l'un des problèmes majeurs de moteurs turbocompressés de dimensions réduites qui fonctionnent à un niveau de couple plus élevé que les moteurs à aspiration naturelle . L'invention permet de gérer les acyclismes à la source , puis diminuer de façon 15 significative les exigences et les coûts d'amortissement à la sortie du moteur . En particulier, l'invention permet d'adapter la longueur de la bielle au cours du fonctionnement du moteur, dans un procédé de contrôle continu. La viscosité du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue 20 est contrôlée par l'intensité respectivement du champ électrique ou magnétique environnant. Plus le champ électrique ou magnétique est élevé, plus la viscosité du fluide augmente. Le fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue étant au niveau de l'organe d'accroche, ceci permet d'éviter les problèmes 25 thermiques des zones de haute température, notamment au cas où le fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue serait à proximité immédiate de la chambre de combustion. De préférence, l'organe d'accroche comporte une cavité recevant du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue. 30 Notamment la bielle est solidaire d'une tête mobile dans la cavité de fluide. 3044043 3 La bielle est solidaire, notamment à l'une de ses extrémités, de la tête formée par une grille de passage du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue, cette grille étant mobile dans ladite cavité de sorte que du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue puisse passer 5 d'un côté vers l'autre de la grille. (d'un espace en dessous de la grille vers un espace au-dessus de la grille). Ainsi lorsque la bielle est poussée ou tirée, la tête pousse vers le bas ou vers le haut du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue de sorte que ce fluide circule de part et d'autre de la tête. Il en résulte une plus 10 courte ou plus longue longueur apparente de la bielle. Cette longueur apparente de bielle peut être figée en régulant le champ électrique ou magnétique. Par exemple la grille comporte une pluralité d'orifices, notamment régulièrement espacés entre eux. 15 La grille présente une forme sensiblement rectangulaire, si on le souhaite. Notamment la grille comporte une zone de fixation sur laquelle est fixée une extrémité de la bielle, par exemple par soudure. En variante, la tête solidaire de la bielle est pleine, à savoir non-20 ajourée, et un canal extérieur à la cavité permet au fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue de passer d'un espace en dessous de la tête vers un espace au-dessus de la tête. De préférence l'organe d'accroche comporte en outre un générateur d'un champ électrique ou magnétique agencé pour générer 25 respectivement un champ électromagnétique dans la cavité de manière à augmenter la viscosité respectivement du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue pour permettre de contrôler la position de la grille dans la cavité. Par exemple le générateur de champ est un circuit qui entoure 30 au moins partiellement la cavité du fluide. 3044043 4 Notamment la bielle est solidaire, à l'extrémité opposée à la tête, du piston mobile dans la chambre de combustion. L'organe d'accroche est réalisé en acier, par exemple. Le fluide électrorhéologique est notamment une suspension de 5 particules électriquement conductrices dispersées dans un fluide électriquement isolant. La taille des particules peut varier de quelques nanomètres à plusieurs micromètres, avec une fraction volumique (rapport entre le volume des particules et le volume total) notamment de l'ordre de 20% à 30 %. 10 Le fluide magnétorhéologigue est notamment une suspension de particules ferromagnétiques de taille micrométrique (typiquement 1 à 10 pm) dans un liquide porteur non magnétique (huiles minérales, huiles synthétiques ou eau). L'action d'un champ magnétique va induire l'aimantation des particules en fer pur qui vont former comme autant 15 d'aimants microscopiques, un réseau d'agrégats ou chaînes orientés dans le sens des lignes de champ. D'un point de vue macroscopique, cette aimantation est perçue comme un changement presque instantané (quelques ms) de la viscosité du fluide. 20 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique et partielle, d'un système 25 selon un exemple de réalisation de l'invention, - les figures 2 à 4 illustrent des détails de la figure 1 selon différentes vues, et - la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, un système selon un autre exemple de réalisation de l'invention. 30 3044043 5 On a représenté sur la figure 1 un système 1 de contrôle du taux de compression pour un moteur à combustion interne 2, ce système comportant : - une pluralité de cylindres 3 dont un seul est 5 visible sur la figure 1, - un piston mobile 4 formant avec le cylindre une chambre de combustion 5, - une bielle 6 agencée pour déplacer le piston 4, - un organe d'accroche 10 interposé entre la bielle 10 6 et un vilebrequin 11, ayant un axe O, de sorte que la bielle 6 peut coulisser par rapport à cet organe d'accroche 10, cet organe d'accroche 10 comportant un fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue 12 (connu également sous la dénomination EMR) agencé de sorte à contrôler la course de la 15 bielle 6 par rapport à l'organe d'accorche 10. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'organe d'accroche 10 comporte une cavité 15 recevant du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue 12. 20 La bielle 6 est solidaire d'une tête 16 mobile dans la cavité 15 de fluide. Comme illustré sur les figures 2 et 4, la bielle 6 est solidaire, à l'une de ses extrémités 18, de la tête 16 formée par une grille 17 de passage du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue, cette grille 25 17 étant mobile dans ladite cavité 15 de sorte que du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue puisse passer d'un côté vers l'autre de la grille, à savoir d'un espace 20 en dessous de la grille vers un espace 21 au-dessus de la grille. Ainsi lorsque la bielle est poussée ou tirée, la tête 16 pousse 30 vers le bas ou vers le haut du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue de sorte que ce fluide circule de part et d'autre de la 3044043 6 tête 16. Il en résulte une plus courte ou plus longue longueur apparente AB de la bielle. Cette longueur AB apparente de bielle peut être figée en maintenant constant le champ électromagnétique (voir figures 2 et 3) La grille 17 comporte une pluralité d'orifices 22, régulièrement 5 espacés entre eux, comme mieux visible sur la figure 4. La grille 17 présente une forme sensiblement rectangulaire et comporte une zone de fixation 24 sur laquelle est fixée l'extrémité 18 de la bielle 6, par exemple par soudure. En variante, comme illustré sur la figure 5, la tête 16 solidaire de 10 la bielle est pleine, à savoir non-ajourée, et un canal extérieur 25 à la cavité 15 permet au fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue de passer d'un espace en dessous de la tête vers un espace au-dessus de la tête 16. Comme illustré sur la figure 2, l'organe d'accroche 10 comporte en outre un générateur 27 d'un champ électrique ou magnétique agencé 15 pour générer un champ électrique ou magnétique dans la cavité 15 de manière à augmenter la viscosité du fluide électromagnétorhéologigue pour permettre de contrôler la position de la grille dans la cavité. Dans l'exemple décrit, le générateur de champ 27 est un circuit qui entoure la cavité 15 du fluide. 20 La bielle 6 est solidaire, à l'extrémité 28 opposée à la tête 16, du piston mobile 4 dans la chambre de combustion 5. L'organe d'accroche est réalisé en acier. 25 REVENDICATIONS1. Système (1) de contrôle du taux de compression pour un moteur à combustion interne, ce système comportant : - un cylindre (3), - un piston mobile (4) formant avec le cylindre une chambre de combustion (5), - une bielle (6) agencée pour déplacer le piston, - un organe d'accroche (10) interposé entre la bielle et un vilebrequin de sorte que la bielle peut coulisser par rapport à cet organe d'accroche, cet organe d'accroche comportant un fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue agencé de sorte à réguler la course de la bielle par rapport à l'organe d'accroche. 2. Système selon la revendication précédente, l'organe d'accroche comporte une cavité (15) recevant du fluide électrorhéologique 20 ou magnétorhéologigue. 3. Système selon la revendication précédente, la bielle est solidaire d'une tête mobile (16) dans la cavité de fluide. 25 4. Système selon la revendication précédente, la bielle est solidaire, notamment à l'une de ses extrémités, de la tête formée par une grille de passage du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue, cette grille (17) étant mobile dans ladite cavité de sorte que du fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue puisse passer d'un côté vers 30 l'autre de la grille. 3044043 8 5. Système selon la revendication 3, la tête solidaire de la bielle est pleine, à savoir non-ajourée, et un canal extérieur (25) à la cavité permet au fluide électrorhéologique ou magnétorhéologigue de passer d'un espace en dessous de la tête vers un espace au-dessus de la tête. 5 6. Système selon l'une des revendications précédentes, l'organe d'accroche comporte en outre un générateur (27) d'un champ électrique ou magnétique agencé pour générer respectivement un champ électrique ou magnétique dans la cavité de manière à augmenter la viscosité du fluide 10 électrorhéologique ou magnétorhéologigue pour permettre de réguler la position de la grille dans la cavité. 7. Système selon la revendication précédente, le générateur de champ est un circuit qui entoure au moins partiellement la cavité du fluide. 15 8. Système selon l'une des revendications précédentes, la bielle est solidaire, à l'extrémité opposée à la tête, du piston mobile dans la chambre de combustion.20