Brevet FR3057914A1 — publié le 20180427

CALE ELASTOMERE ENTRE CAME POMPE HP ET VOLANT MOTEUR Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et concerne une pompe haute pression d'alimentation en carburant. L'invention concerne plus particulièrement un agencement d'une came d'activation de la pompe haute pression, solidaire en rotation d'un vilebrequin mobile en rotation à l'intérieur d'une chambre de bielles dans un carter-cylindres. L'invention concerne également un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un carter-cylindres entourant un vilebrequin 10 comportant une came d'activation de pompe à carburant haute pression fixée sur une extrémité du vilebrequin. Etat de la technique L'invention concerne un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un vilebrequin mobile en rotation autour d'un axe 15 longitudinal du moteur dont l'alimentation en carburant du moteur est effectuée grâce à une pompe haute pression qui remplace un carburateur, ladite pompe étant actionnée par la rotation du vilebrequin. Différents agencements de pompes haute pression fixés à un moteur thermique sont connus. 20 De manière connue, une pompe haute pression est fixée extérieure au bloc moteur et peut être entraînée indirectement par le vilebrequin par l'intermédiaire d'un système de transmission de mouvement, comprenant des poulies et au moins une bande de transmission qui peut être une chaîne ou une courroie. Par exemple, la pompe haute pression est actionnée par une came 25 fixée à un arbre mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin, ledit arbre est entrainé en rotation par le vilebrequin grâce à un dispositif de transmission comprenant des poulies sensiblement coplanaires et fixées à 3057914 2 l'extrémité du vilebrequin et de l'arbre mobile et une courroie entourant lesdites poulies. La publication FR3011588-Al divulgue une came fixée de façon coaxiale à un vilebrequin de moteur thermique de véhicule automobile pour actionner une 5 pompe haute pression d'alimentation en carburant de moteur thermique. Ladite came est disposée entre deux bras dudit vilebrequin. Un inconvénient est que cet agencement nécessite de repousser l'espace entre les deux bras ce qui peut être impactant pour l'architecture du moteur et augmente sensiblement l'encombrement dudit moteur. La pompe est conventionnellement une pompe à plateau qui comporte un arbre d'entrée entraînant en rotation un plateau qui est incliné par rapport à l'axe et qui est susceptible de solliciter des pistons axiaux montés mobiles dans des chambres dans lesquelles est admis puis éjecté le carburant. Il est connu de l'état de la technique, et notamment du document DE102011107291 un moteur comportant une pompe comportant un piston unique, dont le corps est fixé au bloc et dont le piston est entraîné alternativement par un poussoir dont l'extrémité comporte d'un galet qui est susceptible d'être sollicité par une came portée par un arbre interne au bloc du moteur, ledit arbre étant parallèle au vilebrequin et étant entraîné par ledit vilebrequin par l'intermédiaire d'un engrenage. Une telle conception présente l'avantage d'être plus compacte que la conception conventionnelle, mais elle présente néanmoins l'inconvénient de nécessiter de prévoir un bloc pouvant accueillir un arbre supplémentaire, avec ce que cela implique en termes de complexité de moulage et d'usinages supplémentaires du bloc. Le document FR2 984 965 -Al propose un agencement d'une pompe à carburant à une extrémité d'un arbre à cames, ladite pompe présente un axe de coulissement coaxial avec l'axe de l'arbre à cames. L'inconvénient de ce type d'agencement est un accroissement sensible de la dimension longitudinale du moteur ce qui est contraignant pour des véhicules comportant un compartiment moteur avec des dimensions réduites. 3057914 3 La publication FR3011588-A1 divulgue une pompe haute pression d'alimentation en carburant pour un moteur thermique de véhicule automobile, ladite pompe est actionnée par une came d'entrainement fixée solidaire et coaxiale avec l'arbre d'un vilebrequin. 5 Un inconvénient de ce type d'agencement est un accroissement de l'encombrement du moteur thermique notamment dans le sens longitudinal du moteur, peu conforme avec les restrictions des dimensions de l'espace du moteur dans les véhicules. Il est connu également un agencement de la pompe haute pression 10 d'alimentation de carburant à l'aide d'une came disposée à une extrémité du vilebrequin tournée vers une face où sont agencés différents éléments accessoires du moteur tels que la pompe à eau ou un compresseur de climatisation. L'espace disponible est alors très réduit et un agencement particulier de la pompe haute pression entraine l'ajout d'accessoires 15 intermédiaires entre la pompe et le vilebrequin, ce qui nuit à l'efficacité de ladite pompe. Un agencement particulier de ladite pompe peut être de manière orthogonale à l'axe du vilebrequin et à une extrémité d'accouplement dudit vilebrequin tournée vers la face d'accouplement du moteur thermique, ladite 20 extrémité du vilebrequin est accouplée notamment avec un volant moteur dont l'objet est de réduire les acyclismes dudit moteur. Une came d'entrainement peut alors être fixée à l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avant un point d'accrochage du volant moteur et entourant l'extrémité d'accouplement du vilebrequin. Pour des raisons de 25 démontage, ladite came est montée avec un ajustement glissant. Lors du fonctionnement du moteur, elle est entrainée en rotation par la rotation du vilebrequin et subit des efforts dus aux acyclismes du fonctionnement du moteur et aux déformations relatives des pièces associées, efforts qui peuvent provoquer des déplacements axiaux de la came et notamment vis-à-vis du volant 30 d'inertie. Il est donc nécessaire de disposer de moyens de maintien en position 3057914 4 relative de la came vis-à-vis de ses éléments voisins du moteur tels que le volant d'inertie. Bref résumé de l'invention Le but de l'invention est de remédier à ces problèmes et un des objets 5 de l'invention est un agencement de la pompe haute pression d'alimentation en carburant disposée de façon transversale à l'axe du vilebrequin et à une extrémité du vilebrequin, ladite pompe étant actionnée par les mouvements de rotation du vilebrequin par l'intermédiaire d'une came d'actionnement. L'objet de l'invention concerne un agencement d'une came 10 d'actionnement de la pompe à carburant à une extrémité du vilebrequin tournée vers le volant d'inertie du moteur en minimisant l'encombrement du moteur. L'objet de l'invention concerne plus particulièrement un système de fixation d'une came d'actionnement agencée autour d'un vilebrequin de moteur thermique de véhicule automobile entourant une extrémité de vilebrequin bordée 15 par un volant d'inertie, ledit vilebrequin étant logé dans un carter-cylindres du moteur, ladite came comportant une partie d'appui cylindrique prolongée radialement par un plateau oblong, caractérisé en ce que la partie d'appui cylindrique de la came montée glissante entourant l'extrémité d'accouplement du vilebrequin porte une bague 20 de liaison pour maintenir en position axiale ladite came avec le vilebrequin. De manière avantageuse, la bague de liaison permet d'amortir les chocs dus aux acyclismes du fonctionnement du moteur et permet de maintenir en position axiale la came contre le volant d'inertie à l'extrémité du vilebrequin. En effet, la came est montée à l'extrémité d'accouplement du vilebrequin pour 25 optimiser la compacité du moteur. Elle est montée glissante pour permettre un démontage aisé du vilebrequin par exemple lors de manipulations dans un atelier de maintenance. Du fait de ce montage glissant, lors du fonctionnement du moteur, elle est soumise à des chocs répétés qui peuvent entrainer un coulissement de la came sur l'extrémité du vilebrequin, coulissement qui peut 30 donc entrainer un mauvais contact en appui d'une pompe à carburant actionnée 3057914 5 par ladite came et donc une mauvaise alimentation en carburant. Il est donc nécessaire de maintenir cette came en position axiale avec le vilebrequin. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -la bague de liaison est élastique. 5 De manière avantageuse, la bague de liaison élastique permet de maintenir en position axiale la came d'actionnement et d'amortir les chocs dus aux acyclismes du fonctionnement du moteur thermique entrainant des déplacements axiaux de la came. En plus de l'effet de maintien en position axiale de ladite came, la bague permet grâce à ses caractéristiques de souplesse un 10 amortissement des effets du moteur. - la bague de liaison est fixée à une paroi d'extrémité radiale de la came d'actionnement. De manière avantageuse, la bague de liaison est agencée à l'extrémité du vilebrequin tournée vers la face d'accouplement du moteur thermique, ce qui 15 contribue à diminuer l'encombrement de l'agencement de la pompe haute pression de carburant et donc du moteur. -la bague de liaison est en élastomère. De manière avantageuse, la bague de liaison est en élastomère ce qui présente une facilité de fabrication avec un coût réduit. 20 -la bague de liaison comporte une face radiale en vis-à-vis avec le volant moteur. De manière avantageuse, la bague de liaison agencée autour de la partie cylindrique d'appui de la came d'actionnement présente une face radiale en vis-à-vis avec le volant moteur. Elle permet donc de séparer la came d'actionnement 25 du volant d'inertie et de préserver un espace entre la came d'actionnement et le volant moteur. 3057914 6 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, qui suit pour la compréhension 5 de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une vue de coupe longitudinale d'un carter-cylindres d'un moteur thermique avec un agencement particulier d'une pompe haute pression d'alimentation de carburant. -la figure 2 est une vue de coupe longitudinale de l'extrémité 10 d'accouplement du vilebrequin avec une came d'actionnement d'une pompe haute pression d'alimentation de carburant. -la figure 3 est une vue de l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avec une came d'actionnement d'une pompe haute pression d'alimentation de carburant et de la bague de liaison selon l'invention. 15 -la figure 4 est une vue de l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avec une came d'actionnement d'une pompe haute pression d'alimentation de carburant sans la bague de liaison selon l'invention -la figure 5 est une vue de coupe longitudinale de l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avec une came d'actionnement d'une pompe 20 haute pression d'alimentation de carburant et de la bague de liaison. -la figure 6 est une vue de coupe longitudinale de l'extrémité d'accouplement du carter-cylindres avec une came d'actionnement d'une pompe haute pression d'alimentation de carburant et de la bague de liaison. -la figure 7 est une vue schématique de la came d'actionnement. 25 -la figure 8 est une vue schématique de la came d'actionnement avec la bague de liaison. 3057914 7 Description détaillée des figures Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. La description suivante est faite selon trois axes spatiaux qui sont la 5 direction longitudinale X du moteur, la direction transversale Y coplanaire et orthogonale avec ladite direction longitudinale X pour définir un plan horizontal du véhicule, et une direction Z verticale dirigée vers le haut du véhicule. Il faut noter que la direction longitudinale X est par rapport au moteur thermique qui est perpendiculaire à la direction longitudinale du véhicule pour un moteur monté 10 transversalement. Comme représenté en figures 1 et 2, le moteur thermique selon l'invention comprend une pompe 14 d'alimentation de carburant agencée à une extrémité d'accouplement 110 du moteur, ladite pompe étant actionnée par une came d'actionnement 15 solidaire en rotation avec le vilebrequin 10 et en contact 15 avec un volant d'inertie 11. De manière connue, les moteurs thermiques de véhicule automobile comprennent un carter-cylindres 12 comportant au moins un cylindre 13 dans lequel un piston (non représenté) est apte à coulisser selon un mouvement de va-et-vient selon l'axe dudit cylindre, et une culasse (non représentée) recouvrant 20 la partie supérieure du carter-cylindres tournée vers le capot du véhicule. Les mouvements du piston sont entrainés par une variation d'une chambre à combustion délimitée par le au-moins un cylindre 13, ledit piston et une paroi de la culasse. Le au-moins un piston est lié à un vilebrequin 10 agencé selon un axe X sensiblement horizontal et orthogonal à l'axe Y vertical du au-moins un cylindre 25 et les mouvements de coulissement en va-et-vient du au moins un piston entraine un mouvement en rotation du vilebrequin 10. Cependant, les déplacements en coulissement du au-moins un piston ne sont pas effectués de manière régulière et produisent des acyclismes qui se répercutent sur des éléments de transmission reliés audit moteur et particulièrement au vilebrequin. 30 De manière connue également, la pompe d'alimentation à carburant 14 pour injecter du carburant dans la chambre à combustion via des injecteurs par 3057914 8 exemple, peut être une pompe haute pression comportant un axe tenant à une extrémité libre un galet d'entrainement en appui sur une surface d'entrainement. Ladite surface présente des ondulations et est entrainée en mouvement par la rotation du vilebrequin. 5 Selon les figures 1, 2 et 5, ladite surface d'entrainement est par exemple une surface périphérique 24 d'un plateau 23 de forme sensiblement oblongue de la came d'actionnement 15, laquelle est fixée solidaire en rotation autour de son axe à l'axe du vilebrequin 10. Un agencement particulier de ladite pompe haute pression selon 10 l'invention est une disposition de la pompe haute pression d'alimentation de carburant 14 de manière orthogonale à l'axe horizontal X du vilebrequin et à l'extrémité d'accouplement 111 dudit vilebrequin 10 tournée vers la face d'accouplement 110 du moteur thermique, ladite extrémité du vilebrequin est accouplée notamment avec le volant d'inertie 11 du moteur dont l'objet est de 15 réduire les acyclismes dudit moteur. Le vilebrequin comporte un axe avec une première extrémité 114 d'accessoires liée à une roue dentée (non représentée) apte à entrainer un pignon d'arbre à cames et des pignons d'accessoires tels que une pompe à eau ou un compresseur de climatisation (non représentés) et une deuxième extrémité 20 111 d'accouplement diamétralement opposée connectée à la boite de vitesses et sur laquelle est fixé le volant d'inertie 11. Selon la figure 1, la came d'actionnement est fixée sur l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avant un point d'accrochage 112 du volant d'inertie 11. 25 Ladite came d'actionnement 15 est entrainée en rotation par la rotation du vilebrequin 11 et subit notamment des efforts dus aux acyclismes du fonctionnement du moteur et aux déformations relatives des pièces associées, efforts qui peuvent provoquer des déplacements radiaux et axiaux de la came et notamment relatifs par rapport au volant d'inertie. 30 Selon l'invention, telle que représentée dans les figures 2 à 8, la came d'actionnement 15 comporte une partie d'appui 16 de manière préférentielle 3057914 9 cylindrique adaptée pour entourer l'extrémité d'accouplement 111 du vilebrequin 11, ladite partie d'appui 16 est prolongée radialement par un plateau 23 sensiblement oblong qui comporte la surface périphérique 24 sur laquelle vient en appui un galet de la pompe 14 haute pression d'alimentation de carburant. 5 Ladite partie d'appui cylindrique 16 est distincte du plateau oblong 23 et est tournée vers l'extérieur du moteur lorsque la came d'actionnement 15 est montée sur le vilebrequin 10 et en regard avec le volant d'inertie 11. Cette forme de came d'actionnement 15 permet une adaptation géométrique optimale de la came selon des contraintes géométriques du carter-cylindres 12. 10 Comme représenté sur les figures 4 à 6, la partie d'appui cylindrique 16 permet la liaison de la came d'actionnement avec le vilebrequin 10 et elle porte une bague de liaison 40 sensiblement annulaire présentant des caractéristiques d'élasticité et de souplesse. De manière préférentielle, ladite bague est en élastomère par exemple en EPDM qui est un sigle pour éthylène-propylène diène 15 monomère qui est un élastomère résistant à l'huile. La bague de liaison est fixée contre une paroi d'extrémité radiale 43 de la came d'actionnement par exemple par collage. La bague de liaison 40 comporte donc une face radiale 41 en vis-à-vis avec le volant d'inertie quand la bague est montée. Elle permet ainsi de séparer le volant d'inertie 11 et la came d'actionnement 15. 20 Selon la figure 6, la came d'actionnement 15 et la bague de liaison 30 sont logées dans une chambre d'accueil 30 du carter-cylindres 12 de manière préférentielle à une extrémité longitudinale 110 dudit carter-cylindres côté face accouplement. De manière préférentielle, ladite chambre d'accueil 30 est séparée d'une chambre de bielles 31 dans laquelle sont agencés les éléments 25 du vilebrequin que sont les manetons 32 et les tourillons 33, par une paroi d'extrémité 34 du carter-cylindres 12, paroi qui entoure un palier de maintien du vilebrequin. L'extrémité d'accouplement 111 du vilebrequin débouche ainsi de la chambre de bielles 31 en traversant une ouverture de maintien creusée dans la paroi d'extrémité 34 et entourant le palier de maintien dudit vilebrequin, dans la 30 chambre d'accueil 30. Ladite chambre d'accueil est par exemple délimitée par une paroi sensiblement cylindrique 35 adaptée pour entourer la came d'entrainement 15 et la bague de liaison 40 et qui prolonge longitudinalement le 3057914 10 carter-cylindres. Ladite paroi cylindrique 35 peut comporter un orifice (non représenté) pour le passage du corps sensiblement cylindrique de la pompe haute pression. En effet, en fonctionnement du moteur, la came d'actionnement 15 peut 5 avoir des déplacements axiaux et venir au contact avec le volant d'inertie 11. La bague de liaison permet de repousser ladite came 15 pour la séparer du volant d'inertie donc un maintien axial de la came d'actionnement. La came peut aussi avoir des déplacements relatifs radiaux. La bague de liaison 40 permet également un maintien radial de la came d'actionnement. 10 Par ses caractéristiques élastiques, la bague de liaison assure un maintien optimal en place de la came d'entrainement. Elle assure également un amortissement des chocs dus aux acyclismes du fonctionnement du moteur. De manière préférentielle, la came d'actionnement 15 est montée autour de l'extrémité d'accouplement 111 du vilebrequin 10 avec un ajustement glissant 15 avec un jeu minimal ou ordinaire pour permettre le démontage aisé de ladite came lors de phases d'entretien ou de nettoyage du moteur nécessitant un démontage du vilebrequin. De cette façon avantageuse, après une dépose du volant d'inertie, il suffit de retirer la came d'entrainement en la faisant glisser vers l'extérieur du vilebrequin et ensuite déposer le vilebrequin. 20 L'objectif de l'invention est atteint : la bague de liaison permet un maintien axial en position de la came d'actionnement. Ladite bague de liaison permet avec un coût minimal d'assurer le maintien en position de la came d'actionnement montée autour de l'extrémité d'accouplement du vilebrequin avec un ajustement glissant pour faciliter les opérations de démontage mécanique, et 25 l'amortissement des chocs subis par ladite came et d'assurer une étanchéité de la chambre d'accueil du carter-cylindres. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que selon un autre mode 30 de réalisation non représenté, la came peut être un plateau oblong présentant un orifice de fixation traversé par l'extrémité d'accouplement dudit vilebrequin. La REVENDICATIONS1. Système de fixation d'une came d'actionnement (15) agencée autour d'un vilebrequin (10) de moteur thermique de véhicule automobile entourant une extrémité d'accouplement (111) de vilebrequin bordée axialement par un volant d'inertie (11), ledit vilebrequin logé dans un carter-cylindres (12) du moteur, ladite came d'actionnement (15) comportant une partie d'appui cylindrique (16) prolongée radialement par un plateau oblong (23), caractérisé en ce que la partie d'appui cylindrique (16) de la came d'actionnement (15) montée glissante entourant l'extrémité d'accouplement (111) du vilebrequin, porte une bague de liaison (40) pour maintenir axialement ladite came avec le vilebrequin. 2. Système de fixation d'une came d'actionnement (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de liaison (40) est élastique. 3. Système de fixation d'une came d'actionnement (15) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bague de liaison (40) est fixée à une paroi d'extrémité radiale (43) de la came d'actionnement (15). 4. Système de fixation d'une came d'actionnement (15) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague de liaison (40) est en élastomère. 5. Système de fixation d'une came d'actionnement (15) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague de liaison (40) comporte une face radiale (41) en vis-à-vis avec le volant d'inertie (11).