Brevet FR3065025A1 — publié le 20181012

LIMITEUR DE DÉBIT HYDRAULIQUE ET DISPOSITIF HYDRAULIQUE DE DÉSACTIVATION DE CYLINDRE DE MOTEUR THERMIQUE [1] L'invention concerne de manière générale le domaine de l'automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un limiteur de débit hydraulique. L'invention se 5 rapporte également à un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre incorporant un tel limiteur de débit hydraulique. [2] Dans le contexte de la réduction de la pollution et des émissions de 002, les constructeurs automobiles se doivent de satisfaire aux réglementations environnementales telles que les normes européennes d'émission, dites normes « Euro », qui imposent de 10 fortes baisses des limites acceptables pour les rejets polluants. La réduction de la consommation en carburant des véhicules est un moyen efficace pour réduire les émissions polluantes. [3] La désactivation de cylindres est un procédé connu pour réduire la consommation en carburant d'un moteur thermique. Les dispositifs de désactivation de cylindre 15 améliorent l'efficacité du moteur thermique car les cylindres actifs fonctionnent en mode optimal et il en découle une plus grande efficacité de la combustion. [4] Pendant la durée de désactivation d'un cylindre, les soupapes d'admission et d'échappement doivent rester fermées, ce qui implique un arrêt de l'actionnement de celles-ci. Il est connu d'utiliser un dispositif hydraulique dans lequel l'huile de lubrification 20 sous pression du moteur est utilisée pour commander la désactivation des soupapes. [5] Ainsi, le brevet américain US6810845B1 décrit un système de lubrification comprenant des valves pour obtenir des débits d'huile adaptés aux besoins du moteur thermique. Deux valves d'augmentation de pression d'huile et une valve de régulation de pression d'huile sont utilisées dans ce système pour adapter les pressions entre un 25 conduit d'huile principal alimentant les paliers de vilebrequin et un conduit d'huile secondaire alimentant l'arbre à cames et le dispositif hydraulique de désactivation de cylindre. [6] Dans les dispositifs de désactivation de cylindre faisant appel à des butées hydrauliques à deux entrées, telles que décrites dans la demande de brevet européen 30 EP2796677 de la demanderesse, il est nécessaire d'avoir une alimentation d'huile à une pression nominale haute et une alimentation d'huile à pression réduite. Il est fait appel à 3065025 2 des limiteurs de débit d'huile pour obtenir l'alimentation à pression réduite à partir de l'alimentation à pression nominale. Dans un tel limiteur de débit, pour réduire le débit d'huile, et corrélativement la pression, l'huile est conduite à travers un canal de petit diamètre et de longueur importante. Habituellement, le canal de petit diamètre est réalisé dans une pièce cylindrique qui est rapportée par vissage sur la culasse dans laquelle se trouvent les canaux hydrauliques d'alimentation à pression nominale et à pression réduite. Ces limiteurs de débit d'huile ont un encombrement non négligeable du fait notamment de leur longueur et sont parfois difficiles à loger dans la culasse du moteur du fait de cet encombrement. Par ailleurs, la mise en oeuvre de la désactivation de cylindre se fait sur un seul cylindre ou plusieurs cylindres simultanément, par exemple sur deux cylindres pour un moteur ayant quatre cylindres, et il est nécessaire d'avoir des circuits hydrauliques séparés pour la commande des butées hydrauliques. Dans l'état de la technique, chacun des circuits hydrauliques pour la commande des butées requiert un limiteur de débit hydraulique, ce qui accroit les difficultés d'implantation dans la culasse et pénalise le coût du dispositif hydraulique de désactivation de cylindre. [007] Il est souhaitable d'apporter une solution au problème exposé ci-dessus, en fournissant un limiteur de débit hydraulique facilitant l'implantation d'un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre dans un moteur thermique. Par ailleurs, il est souhaitable aussi de réduire le coût du dispositif hydraulique de désactivation de cylindre. [008] Selon un premier aspect, l'invention concerne un limiteur de débit hydraulique comprenant un corps dans lequel est contenu un agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant des orifices formant une première sortie et au moins une entrée dudit limiteur de débit hydraulique, l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant des tronçons de canal dont des longueurs et des sections sont déterminées en fonction de la réduction de débit voulue. Conformément à l'invention, l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique comporte au moins un autre orifice formant au moins une sortie supplémentaire du limiteur de débit hydraulique. [009] Selon une forme de réalisation particulière, le limiteur de débit hydraulique comprend des première et deuxième entrées et des première et deuxième sorties, les 30 première entrée et première sortie étant en communication fluidique à travers un premier canal de limitation de débit hydraulique dédié de l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique, et les deuxième entrée et deuxième sortie étant en communication 3065025 3 fluidique à travers un deuxième canal de limitation de débit hydraulique dédié de l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique. [0010] Selon une caractéristique particulière, le premier canal de limitation de débit hydraulique et le deuxième canal de limitation de débit hydraulique ont chacun une forme 5 en L. [0011] Selon une autre forme de réalisation particulière, le limiteur de débit hydraulique comprend une seule entrée et des première et deuxième sorties, l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant un tronçon de canal de limitation de débit hydraulique commun ayant un orifice d'extrémité formant la seule entrée et des premier et 10 deuxième tronçons de canal de limitation de débit hydraulique en communication fluidique avec le tronçon de canal de limitation de débit hydraulique commun et ayant des premier et deuxième orifices d'extrémité formant les première et deuxième sorties. [0012] Selon une caractéristique particulière, l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique a une configuration en T qui est formée par le tronçon de canal de 15 limitation de débit hydraulique commun et les premier et deuxième tronçons de canal de limitation de débit hydraulique. [0013] Selon une forme de réalisation particulière, le corps du limiteur de débit hydraulique est un corps cylindrique adapté pour un montage emmanché ou frété dans un ensemble à équiper, et le limiteur de débit hydraulique comporte au moins un joint 20 d'étanchéité monté sur le corps cylindrique. [0014] Selon une autre forme de réalisation particulière, le corps du limiteur de débit hydraulique est un corps cylindrique, et le limiteur de débit hydraulique comprend une patte de fixation qui est mécaniquement solidaire du corps cylindrique au niveau d'une des faces d'extrémité de celui-ci et au moins un joint d'étanchéité monté sur le corps 25 cylindrique. [0015] Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre de moteur thermique, le dispositif comprenant des canaux de circulation d'huile prévus pour différentes pressions d'huile. Conformément à l'invention, le dispositif comprend au moins un limiteur de débit hydraulique tel que décrit brièvement ci- dessus et l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique du limiteur est en communication fluidique avec les canaux de circulation d'huile. 3065025 4 [0016] Selon encore un autre aspect, l'invention concerne aussi un ensemble comprenant une culasse de moteur thermique et un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre de moteur thermique tel que décrit ci-dessus, ainsi qu'un moteur thermique de véhicule comprenant cet ensemble. 5 [0017] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig.1 est un schéma de principe d'une forme de réalisation particulière d'un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre selon l'invention ; 10 - la Fig.2 est une vue partielle en coupe d'une culasse de moteur thermique dans laquelle est implanté le dispositif hydraulique de désactivation de cylindre de la Fig.1 ; - les Figs.3 et 4 sont des vues en perspective d'une forme de réalisation particulière d'un limiteur de débit hydraulique selon l'invention ; et - les Figs.5 et 6 sont des vues en perspective d'autres formes de réalisation 15 particulières d'un limiteur de débit hydraulique selon l'invention. [0018] En référence aux Figs.1 à 4, il est maintenant décrit ci-dessous une forme de réalisation particulière 1 d'un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre selon l'invention. [0019] Dans cette forme de réalisation, le dispositif hydraulique de désactivation de 20 cylindre 1, montré de manière schématique à la Fig.1, est prévu pour un moteur thermique à quatre cylindriques. La désactivation de cylindre est faite ici par groupe de deux cylindres. Bien entendu, d'autres stratégies de désactivation de cylindre, connues de l'homme du métier, pourront aussi être implantées dans le dispositif hydraulique de désactivation de cylindre selon l'invention. Le moteur à quatre cylindres et la désactivation 25 par groupes de deux cylindres ne sont à considérer ici que comme un exemple de réalisation. [0020] Le dispositif hydraulique de désactivation de cylindre 1 comprend essentiellement une pluralité de butées hydrauliques à deux entrées, 2A1 à 2A4, 2B1 à 2B4, un canal hydraulique principal 3 à pression d'huile nominale, un limiteur de débit hydraulique 4, des 3065025 5 premier et deuxième canaux hydrauliques secondaires 5A et 5B à pression d'huile réduite, et des première et deuxième électrovannes 6A et 6B. [0021] Chacune des butées hydrauliques à deux entrées 2A1 à 2A4 et 2B1 à 2B4 est intégrée dans un dispositif d'actionnement de soupape (non représenté) dont elle fait 5 partie. Les butées hydrauliques 2A1 à 2A4 et 2B1 à 2B4 sont associées respectivement à des groupes de cylindres A et B. Le groupe de cylindres A, comprenant ici deux cylindres, est désactivé par une commande hydraulique adaptée des butées 2A1 à 2A4. Le groupe de cylindres B, comprenant ici deux cylindres, est désactivé par une commande hydraulique adaptée des butées 2B1 à 2B4. 10 [0022] Comme montré à la Fig.1, les butées hydrauliques comprennent chacune une entrée d'huile EP1 et une entrée d'huile EP12. L'entrée Ep1 est une entrée d'huile à pression nominale, pression nominale qui est désignée P1 par la suite. L'entrée EP12 est une entrée d'huile à deux pressions, à savoir, la pression nominale P1 et la pression réduite qui est désignée P2 par la suite. Par l'entrée d'huile EP1, la butée est alimentée avec de l'huile à 15 pression nominale P1 qui est nécessaire à son fonctionnement. L'entrée d'huile EP12 est une entrée de commande dont le niveau de pression P1 ou P2 détermine le mode de fonctionnement de la butée. [0023] Les butées hydrauliques à deux entrées ont deux modes de fonctionnement. [0024] Un premier mode est actif lorsque l'entrée d'huile EP12 est portée à la pression 20 réduite P2. Ce premier mode correspond à un actionnement normal des soupapes, en ouverture/fermeture selon la position de l'arbre à cames. Les cylindres concernés sont alors activés. [0025] Un deuxième mode est actif lorsque l'entrée d'huile EP12 est portée à la pression nominale P1, soit à la même pression que l'entrée EP1. Ce deuxième mode correspond à 25 la désactivation des soupapes, celles-ci restant fermées quel que soit la position de l'arbre à cames. Les cylindres concernés sont alors désactivés. [0026] Le canal hydraulique principal 3 alimente les entrées EP1 avec l'huile à la pression nominale P1. L'huile circulant dans le canal hydraulique principal 3 est fournie par le circuit de lubrification, repéré 7 à la Fig.1, du moteur thermique, et est mise en pression 30 par la pompe à huile du moteur. 3065025 6 [0027] Le limiteur de débit hydraulique 4 est représenté de manière schématique à la Fig.1 est correspond à la forme de réalisation des Figs.3 et 4 du limiteur selon l'invention. [0028] Le limiteur de débit hydraulique 4 comprend deux sorties d'huile SA et SB, à la pression réduite P2, qui alimentent respectivement les canaux hydrauliques secondaires 5 5A et 5B. Dans cette forme de réalisation, le limiteur 4 est pourvu de deux entrées d'huile El et E2 qui sont alimentées par le canal hydraulique principal 3 avec l'huile à la pression nominale P1. Comme le montre la forme de réalisation de la Fig.6, pour certaines applications, le limiteur de débit hydraulique selon l'invention pourra ne comprendre qu'une seule entrée d'huile E. 10 [0029] Grâce à ses deux sorties d'huile SA et SB distinctes, le limiteur de débit hydraulique selon l'invention facilite la réalisation des deux canaux hydrauliques secondaires 5A, 5B, qui sont découplés en pression. Comme cela apparaît à la Fig.2, qui est une coupe partielle d'une culasse 8 du moteur thermique, le montage du limiteur selon l'invention 4 dans la culasse 7 partage un même canal, venu de moulage ou d'usinage, en 15 les canaux 5A et 5B. [0030] Les électrovannes 6A et 6B ont deux états de fonctionnement et commutent en fonction du niveau des signaux électriques binaires SCA et SCB, respectivement. Les électrovannes 6A et 6B autorisent la commande du mode de fonctionnement des butées 2A1 à 2A4 et 2B1 à 2B4, respectivement. 20 [0031] Les électrovannes 6A, 6B, comprennent chacune 3 ports 61, 62 et 63. Les ports 61 des électrovannes 6A, 6B, sont en communication fluidique avec le canal hydraulique principal 3. Les ports 62 des électrovannes 6A, 6B, sont en communication fluidique avec les canaux hydrauliques secondaires 5A, 5B, respectivement. Les ports 63 des électrovannes 6A, 6B, sont en communication fluidique avec un circuit hydraulique 9 25 extérieur au dispositif 1 selon l'invention. [0032] A la Fig.1, les électrovannes 6A et 6B sont dans un état de repos, avec les signaux de commande SCA et SCB à un état 0. Dans cet état de repos, les ports 62 et 63 des électrovannes 6A, 6B, sont en communication fluidique et l'huile à la pression P2, alimentée par les sorties SA, SB, du limiteur 4, s'écoule par les canaux hydrauliques 30 secondaires 5A, 5B, vers le circuit hydraulique extérieur 9. Les butées hydrauliques 2A1 à 2A4 et 2B1 à 2B4 sont alors dans leur premier mode de fonctionnement et les deux groupes de cylindres A et B sont actifs. 3065025 7 [0033] La commutation d'un signal de commande SCA (SCB) à l'état 1 fait venir l'électrovanne 5A (5B) dans l'état actif représenté en trait pointillé à la Fig.1 . Dans cet état actif, les ports 61 et 62 de l'électrovannes 6A (6B) sont en communication fluidique et le canal hydraulique secondaire 5A (5B) est porté à la pression Pl. Les butées hydrauliques 5 2A, à 2A4 (2B1 à 2134) sont alors dans leur deuxième mode de fonctionnement et le groupe de cylindres A (B) est désactivé, tandis que l'autre groupe de cylindre B (A) reste actif. [0034] Comme montré aux Figs.3 et 4, le limiteur de débit hydraulique 4 est formé essentiellement d'un corps cylindrique 40 et d'une patte de fixation 41. [0035] Le corps cylindrique 4 comprend un agencement de canal de limitation de débit 10 hydraulique formé ici de deux canaux de limitation de débit hydraulique C1, C2, indépendants. L'agencement comprend des orifices formant des entrées et sorties du limiteur. L'entrée El et la sortie SA sont en communication fluidique à travers le canal C1. L'entrée E2 et la sortie SB sont en communication fluidique à travers le canal C2. [0036] Les canaux de limitation de débit hydraulique C1, C2, comprennent des tronçons 15 de canal dont les longueurs et les sections sont déterminées en fonction de la réduction de débit voulue. Comme cela est connu de l'homme du métier, pour obtenir une réduction de débit en régime laminaire, le canal doit être de longueur importante comparativement à sa section. Le débit obtenu en sortie pour un canal de section circulaire est donné par l'égalité : 20 [0037] Q = (u.D4.3.1')/(128.L.i..1), dans laquelle Q est le débit, D le diamètre de la section circulaire, 3,P la pression différentielle entre l'entrée et la sortie du canal, L la longueur du canal et il le coefficient de viscosité du fluide. [0038] Les canaux C1, C2, sont semblables et ont chacun une forme en L. Les canaux C1, C2, sont disposés sur un même plan axial du corps cylindrique 40, de manière 25 symétrique par rapport à un axe X de celui-ci. [0039] Les entrées El et E2 du limiteur 4 sont situées sur une première face d'extrémité 42 du corps cylindrique 40. Une deuxième face d'extrémité du corps cylindrique 40 est mécaniquement solidaire de la patte de fixation 41. Les sorties SA et SB sont situées sur l'enveloppe cylindrique du corps 40 et débouchent ici approximativement à mi-distance 30 entre les première et deuxième faces d'extrémité du corps 40. 3065025 8 [0040] Comme montré aux Figs.3 et 4, un joint d'étanchéité torique 43 est inséré dans une rainure agencée dans le corps 40 à proximité de la face d'extrémité du corps 40 qui est solidaire de la patte de fixation 41. Le joint 43 assure l'étanchéité du montage du limiteur 4 dans le culasse 8, comme montré à la Fig.2, de manière à éviter une fuite d'huile 5 vers l'extérieur de la culasse 8. [0041] La patte de fixation 41 comporte un orifice 410 prévu pour une fixation par vis du limiteur 4 sur la culasse 8. Dans des variantes de réalisation du limiteur de débit hydraulique, la patte de fixation 41 pourra être supprimée, et le corps cylindrique 40 sera adapté pour un montage emmanché ou frété dans la culasse 8. 10 [0042] Dans certaines applications, un joint d'étanchéité torique supplémentaire pourra s'avérer utile à proximité de la première face d'extrémité 42, de manière à garantir une étanchéité entre le canal hydraulique principal 3 et les canaux hydrauliques secondaires 5A et 5B du dispositif hydraulique de désactivation de cylindre 1. On notera également qu'un filtre pourra être ajouté en bout du corps 40, au niveau de la première face 15 d'extrémité 42, de manière à assurer un filtrage de l'huile au niveau des entrées El et E2 et éviter une obturation des canaux de limitation de débit hydraulique C1, C2. [0043] D'autres formes de réalisation 4a et 4b du limiteur de débit hydraulique selon l'invention sont montrées aux Figs.5 et 6, respectivement. [0044] Le limiteur de débit hydraulique 4a comporte deux entrées E1, E2, et deux 20 sorties SA, SB. De même que dans le limiteur 4, le corps cylindrique 40 comporte un agencement de canal de limitation de débit hydraulique formé de deux canaux de limitation de débit hydraulique Cl a, C2a, indépendants. Les canaux de limitation de débit hydraulique Cl a, C2a, sont disposés tête-bêche dans des plans parallèles. Les canaux Cl a, C2a, ont une forme en L. La disposition des canaux Cl a, C2a, dans des plans 25 distincts permet d'obtenir un maximum de longueur pour le tronçon de canal perpendiculaire à l'axe X. Il est ainsi possible d'obtenir une plus grande réduction de débit hydraulique entre l'entrée et la sortie du canal. [0045] Le limiteur de débit hydraulique 4b comporte une seule entrée El et deux sorties SA, SB. Les canaux de limitation de débit hydraulique Cl b, C2b comportent ici un tronçon 30 de canal commun CC qui est coaxial à l'axe X et se prolonge de l'entrée E jusqu'à une intersection avec deux tronçons de canal CC1, CC2, perpendiculaires à l'axe X. Les trois 3065025 9 tronçons de canal CC, CC1 et CC2 ont une configuration en T, avec les deux orifices d'extrémité des deux tronçons de canal CC1, CC2, qui forment les sorties SA et SB. [0046] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de 5 l'invention, pourra y apporter différentes modifications et variantes qui entrent dans la portée des revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1. Limiteur de débit hydraulique comprenant un corps (40) dans lequel est contenu un agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant des orifices formant une première sortie (SA, SB) et au moins une entrée (E, E1, E2) dudit limiteur de débit hydraulique, ledit agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant des tronçons de canal (C1, C2) dont des longueurs et des sections sont déterminées en fonction de la réduction de débit voulue, caractérisé en ce que ledit agencement de canal de limitation de débit hydraulique comporte au moins un autre orifice formant au moins une sortie supplémentaire (SB) dudit limiteur. 2. Limiteur de débit hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des première et deuxième entrées (E1, E2) et des première et deuxième sorties (SA, SB), lesdites première entrée (El ) et première sortie (SA) étant en communication fluidique à travers un premier canal de limitation de débit hydraulique dédié (C1, Cl a) dudit agencement de canal de limitation de débit hydraulique, et lesdites deuxième entrée (E2) et deuxième sortie (SB) étant en communication fluidique à travers un deuxième canal de limitation de débit hydraulique dédié (C2, C2a) dudit agencement de canal de limitation de débit hydraulique. 3. Limiteur de débit hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier canal de limitation de débit hydraulique (C1, Cl a) et ledit deuxième canal de limitation de débit hydraulique (C2, C2a) ont chacun une forme en L. 4. Limiteur de débit hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une seule entrée (E) et des première (SA) et deuxième (SB) sorties, ledit agencement de canal de limitation de débit hydraulique comprenant un tronçon de canal de limitation de débit hydraulique commun (CC) ayant un orifice d'extrémité formant ladite seule entrée (E) et des premier (CC1) et deuxième (CC2) tronçons de canal de limitation de débit hydraulique en communication fluidique avec ledit tronçon de canal de limitation de débit hydraulique commun (CC) et ayant des premier et deuxième orifices d'extrémité formant lesdites première (SA) et deuxième (SB) sorties. 3065025 11 5. Limiteur de débit hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit agencement de canal de limitation de débit hydraulique a une configuration en T qui est formée par ledit tronçon de canal de limitation de débit hydraulique commun (CC) et lesdits premier (CC1) et deuxième (CC2) tronçons de canal de limitation de 5 débit hydraulique. 6. Limiteur de débit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce ledit corps est un corps cylindrique (40) adapté pour un montage emmanché ou frété dans un ensemble à équiper (8), et comporte au moins un joint d'étanchéité (43) monté sur ledit corps cylindrique (40). 10 7. Limiteur de débit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce ledit corps est un corps cylindrique (40), et en ce qu'il comprend une patte de fixation (41) qui est mécaniquement solidaire dudit corps cylindrique (40) au niveau d'une des faces d'extrémité de celui-ci et au moins un joint d'étanchéité (43) monté sur ledit corps cylindrique (40). 15 8. Dispositif hydraulique de désactivation de cylindre de moteur thermique, ledit dispositif (1) comprenant au moins trois canaux de circulation d'huile (3, 5A, 5B) prévus pour différentes pressions d'huile (P1, P2), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un limiteur de débit hydraulique (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, l'agencement de canal de limitation de débit hydraulique (C1, 20 C2) du limiteur de débit hydraulique (4) étant en communication fluidique avec lesdits canaux de circulation d'huile (3, 5A, 5B). 9. Ensemble comprenant une culasse de moteur thermique (8) et un dispositif hydraulique de désactivation de cylindre de moteur thermique (1) selon la revendication 8. 25 10. Moteur thermique de véhicule comprenant un ensemble selon la revendication 9.