Brevet FR3069040A1 — publié le 20190118

Agencement pour la mesure de température de soupape La présente invention concerne une soupape comprenant un moyen de mesure de température et de préférence un moyen de transmission par télémesure. Elle concerne également un agencement comprenant une telle soupape. Elle concerne aussi un moteur à combustion interne comprenant un tel agencement ou une telle soupape. Enfin, elle concerne un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion interne ou un tel agencement ou une telle soupape. Un moteur à combustion interne est généralement équipé d'au moins une soupape d'admission et/ou d'échappement. En général, une soupape a une forme de révolution et est entraînée en mouvement au niveau de sa queue, disposée à une première extrémité d'une tige. La deuxième extrémité de la tige, appelée calotte, tête ou encore tulipe, remplit la fonction d'ouverture/fermeture d'un orifice généralement circulaire. L'ouverture et la fermeture de cet orifice sont obtenues par translation de la soupape selon un mouvement alternatif de type va-et-vient, le long de l'axe de révolution de la soupape. Dans un premier sens de translation du va-et-vient, la soupape ouvre l'orifice, ce mouvement étant généralement dû à l'application d'un effort sur la queue de la soupape (par exemple de manière mécanique par un arbre à came en tête ou un culbuteur). Dans le deuxième sens de translation du va-et-vient, la soupape ferme l'orifice, ce mouvement étant généralement dû à l'application d'un effort généré par un ressort de type hélicoïdal fonctionnant en compression. Le ressort est généralement sensiblement coaxial à la tige de la soupape et entoure au moins partiellement la tige. Le ressort s'étend entre une butée de ressort maintenue en position par un système de clavette sur la tige, à proximité de la queue, jusqu'à un joint de guidage de la tige de soupape voire jusqu'à une culasse. 2 Afin d'optimiser les performances d'un moteur à combustion interne, il s'avérerait intéressant de disposer de la température d'une soupape en continu, durant son fonctionnement, en particulier au niveau de la calotte de la soupape. 5 Seulement, comme vu précédemment, une soupape est mobile. Ensuite, une soupape est une pièce de petite taille fonctionnant dans un espace restreint, dans lequel se trouvent en particulier un ressort, une butée de ressort ou encore un joint de guidage. En outre, les mouvements de 10 translation d'une soupape ont une fréquence élevée et elle fonctionne dans des plages de températures importantes. Enfin, une soupape peut être soumise au contact d'hydrocarbures tels que des carburants et/ou des huiles. Pour toutes ces raisons, l'état de la technique ne propose aucune solution satisfaisante pour mesurer la température d'une 15 soupape au cours de son fonctionnement dans un moteur à combustion interne. L'invention a donc pour objectif de proposer une solution permettant d'obtenir des mesures de température d'une soupape, en particulier 20 d'une calotte de soupape, malgré les conditions extrêmes dans lesquelles une soupape fonctionne. En particulier, l'invention a aussi pour deuxième objectif de proposer une solution de mesure de température d'une soupape en fonctionnement en continu, libre et non bloquée en rotation. 25 Pour atteindre cet objectif, l'invention porte sur une soupape, notamment soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un moyen de mesure de température, notamment de type thermocouple, disposé au sein d'une calotte et/ou au sein d'une tige 30 de la soupape. 3 La soupape peut comprendre un induit mobile, formant une partie d'un moyen de génération d'électricité, et un moyen de télémétrie comprenant un circuit électronique. 5 L'invention porte encore sur un agencement de mesure de température d'une soupape comprenant la soupape telle que définie précédemment et un moyen de génération d'électricité. Le moyen de génération d'électricité peut être de type induction et peut 10 comprendre un induit mobile fixé à la soupape, notamment fixé à la tige de la soupape et/ou à une butée de ressort, et coopérant avec un inducteur immobile. Le moyen de génération d'électricité peut être relié au moyen de 15 télémétrie pour réaliser son alimentation électrique. Le moyen de télémétrie peut comprendre une plaque de polyamide, notamment une plaque de polyamide annulaire entourant la tige de la soupape, sur laquelle est fixé un circuit électronique recevant des 20 données de mesure de température du moyen de mesure de température. La plaque de polyamide peut être positionnée au niveau d'une queue de la tige de la soupape, notamment entre la queue et une gorge de 25 clavetage ménagée sur la tige. L'agencement peut comprendre une butée de ressort positionnée sur la tige de la soupape, le moyen de télémétrie étant surmoulé, un surmoulage étant notamment collé sur la butée de ressort. 30 4 L'agencement peut comprendre un ressort de type hélicoïdal et un joint de guidage de la tige de la soupape, le ressort s'étendant autour de la tige, depuis la butée de ressort vers le joint de guidage. 5 L'agencement peut comprendre une bague cylindrique ou sensiblement cylindrique s'étendant entre la tige de la soupape et le ressort, l'agencement comprenant un inducteur immobile fixé, notamment par collage, au joint de guidage et/ou à la bague, notamment fixé sur une surface intérieure de la bague. 10 L'invention porte encore sur un moteur à combustion interne comprenant un agencement tel que défini précédemment et/ou une soupape telle que définie précédemment. 15 L'invention porte enfin sur un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne tel que défini précédemment, et/ou un agencement tel que défini précédemment, et/ou une soupape telle que définie précédemment. 20 Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation d'un agencement de mesure de température d'une soupape faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : 25 La figure 1 représente une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente une vue en perspective et en coupe partielle d'un agencement selon un mode de réalisation de l'invention. 30 La figure 3 représente une vue en coupe d'un agencement selon le mode de réalisation de l'invention. 5 Un véhicule automobile 1 selon un mode de réalisation de l'invention est illustré schématiquement sur la figure 1. Le véhicule automobile 1 comprend un moteur à combustion interne 2 selon un mode de 5 réalisation de l'invention. Le moteur à combustion interne 2 comprend un agencement 100 de mesure de température d'une soupape 10 selon un mode de réalisation de l'invention. L'agencement 100 est destiné à mesurer la température de la soupape 10, d'admission ou d'échappement par exemple, du moteur à combustion interne 2. 10 Les figures 2 et 3 illustrent plus précisément l'agencement 100. A noter que sur ces figures, la soupape 10 n'est pas représentée en coupe. L'agencement 100 comprend la soupape 10, un moyen de télémétrie 20 et un moyen de génération d'électricité 30. On peut noter que la soupape 15 10 est dotée d'un moyen de mesure de température 50, par exemple de type thermocouple, disposé au sein d'une calotte 15. Ce moyen de mesure de température 50 peut également être placé au sein d'une tige 11 de la soupape 10 ou encore à la fois au sein de la calotte 15 et de la tige 11. De préférence, le moyen de mesure de température 50 passe 20 dans l'axe de la tige 11 et s'étend jusque dans la calotte 15. La soupape 10 est entraînée d'un mouvement de translation de type va-et-vient le long d'un axe A, l'axe A étant également l'axe de révolution de la soupape 10, ou sensiblement l'axe de révolution de la soupape 10. On peut noter que la soupape 10 peut également subir une rotation autour 25 de l'axe A, ou sensiblement autour de l'axe A, en cours de fonctionnement. Le moyen de génération d'électricité 30 est par exemple de type induction et comprend un inducteur immobile 32 et un induit mobile 31. 30 Selon le mode de réalisation illustré, l'induit mobile 31 est fixe par rapport à la soupape 10. De préférence, l'induit mobile 31 est fixé à la soupape 6 10, par exemple sur la tige 11. En variante non illustrée, l'induit mobile 31 peut être fixé à une butée 41 de ressort, ou encore à la tige 11 et à la butée 41 de ressort. En effet, la butée 41 de ressort est maintenue en position sur la tige 11 par le biais d'un système de clavette 70 coopérant 5 avec une gorge de clavetage 12 ménagée sur la tige 11. Ainsi, la butée 41 de ressort suit, ou suit sensiblement, les mouvements de la soupape 10, en particulier les va-et-vient de translation. Le moyen de fixation de l'induit mobile 31 sur la soupape 10, en particulier sur la tige 11, et/ou sur la butée 41 de ressort est de préférence le collage. Evidemment les 10 propriétés de la colle utilisée acceptent les variations de températures importantes et ne craignent pas les hydrocarbures. En variante, tout autre moyen de fixation peut être implémenté. De préférence, l'inducteur immobile 32 est quant à lui par exemple fixé 15 sur un joint de guidage 80 destiné à guider en translation la tige 11 de la soupape 10 selon l'axe A. Le joint de guidage 80 est par exemple disposé dans une culasse 90 du moteur à combustion interne 2. Evidemment, le joint de guidage 80 est fixe par rapport à la culasse 90. De préférence, comme illustré sur les figures 2 et 3, une bague 33, 20 cylindrique ou sensiblement cylindrique, s'étend depuis le joint de guidage 80 vers la butée 41 de ressort, entre la tige 11 et un ressort 40. Ainsi, l'inducteur immobile 32 peut être fixé sur la bague 33, par exemple fixé sur une surface intérieure 34, cylindrique ou sensiblement cylindrique, de la bague 33. Ainsi, la bague 33 est également fixe par 25 rapport à la culasse 90. Evidemment la bague 33 ne s'étend pas jusqu'à la butée 41 de ressort, un espace entre la bague 33 et la butée 41 de ressort étant au moins égal à la course en translation de la soupape 10 afin de ne pas entraver cette course. La bague 33 peut venir par exemple s'encastrer sur le joint de guidage 80. Le joint de guidage 80 dispose 30 alors par exemple d'un épaulement 81 coopérant avec une gorge 35 de la bague 33. A l'inverse, le joint de guidage 80 peut comprendre une gorge et la bague 33 peut comprendre un épaulement. La bague 33 peut 7 également être simplement collée sur le joint de guidage 80 ou s'encastrer sur le joint de guidage 80 comme précisé ci-dessus et être également collée. Le moyen de fixation de l'inducteur immobile 32 sur le joint de guidage 80 et/ou sur la bague 33 est de préférence une colle 5 dotée des propriétés précisées précédemment. En variante, tout autre moyen de fixation est envisageable. Ainsi, on profite des mouvements de translation de la soupape 10 selon l'axe A pour activer l'induit mobile 31. En effet, les mouvements de l'induit 10 mobile 31 par rapport à l'inducteur immobile 32, de préférence sur toute la course de translation de la soupape 10, génère un courant électrique. Ce courant électrique peut alors alimenter le moyen de télémétrie 20, par exemple de manière filaire, grâce à un fil 35, ou plusieurs fils, entre l'induit mobile 31 et le moyen de télémétrie 20. Le fil 35 s'étend alors de 15 préférence radialement, depuis une queue 13 de la tige 11 jusqu'au moyen de télémétrie 20. L'inducteur permet alors d'assurer la fonction alimentation et la fonction transmission radio de sorte qu'un seul coaxial soit nécessaire pour la sortie culasse. Une antenne stator peut être disposée autour et à proximité d'une coupelle 60. Cette antenne transmet 20 par exemple l'information à un boitier antenne stator. Préférentiellement, le moyen de télémétrie 20 peut communiquer, par exemple par radio, avec des moyens informatiques 200 du véhicule automobile 1 aptes à exploiter les mesures réalisées par le moyen de 25 mesure de température 50 au sein de la soupape 10. Ces moyens informatiques 200 peuvent alors par exemple optimiser le fonctionnement du moteur à combustion interne 2. Selon le mode de réalisation illustré, l'induit mobile 31 et l'inducteur 30 immobile 32 sont des bobinages de forme cylindrique, ou sensiblement cylindrique. L'induit mobile 31 et/ou l'inducteur immobile 32 sont concentriques, ou sensiblement concentriques, par rapport à l'axe A de 8 translation de la soupape 10. L'induit mobile 31 est de préférence compris, ou sensiblement compris, dans le volume défini par l'inducteur immobile 32. En variante, l'induit mobile 31 et/ou l'inducteur immobile 32 peuvent avoir d'autres formes. Par exemple, l'induit mobile 31 peut être à 5 l'intérieur de la coupelle 60 et l'inducteur immobile 32 sur une entretoise fixée sur la culasse 90. Le moyen de télémétrie 20 comprend un circuit électronique, éventuellement une mémoire électronique, et est relié par un moyen de 10 communication au moyen de mesure de température 50 équipant la soupape 10. De préférence, le moyen de télémétrie 20 comprend une plaque de polyamide 21, par exemple une plaque de polyamide 21 en forme de disque entourant par exemple la tige 11. La plaque de polyamide 21 est préférentiellement positionnée au niveau de la queue 15 13 de la tige 11 de la soupape 10, par exemple entre la queue 13 et la gorge de clavetage 12 ménagée sur la tige 11. Dans le mode illustré, le moyen de télémétrie 20, en particulier la plaque de polyamide 21, suit les déplacements de la soupape 10 puisque le moyen de télémétrie 20 est fixé sur la butée de ressort 41. Le moyen de télémétrie 20 est par 20 exemple surmoulé, un surmoulage 22 ayant alors une matière apte à être collée sur la butée de ressort 41. Evidemment, les dimensions du moyen de télémétrie 20 et son emplacement de fixation doivent laisser libre la queue 13 de la tige 11, en particulier la partie durcie sur laquelle viennent les efforts de transmission de mouvement, par exemple via la coupelle 60 25 aussi appelée poussoir. Un élément 23, éventuellement de type rondelle ou entretoise, de préférence en matière autolubrifiante, peut être disposé entre le surmoulage 22 et la tige 11 afin de limiter les frictions. De plus, la queue 13 comprend le fil 35 autour duquel il convient de laisser de l'espace afin d'éviter de l'endommager. 30 Selon le mode de réalisation, le ressort 40, par exemple de type hélicoïdal, s'étend autour de la tige 11, depuis la butée 41 de ressort vers 9 le joint de guidage 80. Le ressort 40 vient de préférence en appui sur la culasse 90 et/ou une autre pièce disposée entre le ressort 40 et la culasse 90. 5 En remarque, la solution atteint donc l'objet recherché de mesurer en continu la température au sein de la calotte 15 et/ou au sein de la tige 11 de la soupape 10, par exemple d'une soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne en fonctionnement, en particulier pour un véhicule automobile 1. Via le moyen de télémétrie 20, 10 par exemple relié par radio à des moyens informatiques 200, les mesures de température peuvent être transmises et prises en compte sans fil, laissant libre la soupape dans ses mouvements de translation, comme de rotation. En outre l'agencement 100 permet un montage du moyen de télémétrie 20 après que la soupape 10 pré-équipée de son moyen de 15 mesure de température 50 a été mise en place dans la culasse 90. La solution présente encore les avantages suivants : - Elle facilite les gains en consommation de carburant du moteur à combustion interne 2. 20 - Elle facilite la mise au point d'une stratégie de mise en action à froid. - Elle facilite le pilotage de la température des gaz sortant d'une chambre de combustion. - Elle facilite l'amorçage de catalyseur, la post-oxydation ou encore le débit des hydrocarbures DHC. 25 - Elle peut être utilisée sur tous types de moteur à combustion interne à allumage commandé ou à cycle Diesel, à savoir un moteur à combustion interne de véhicule automobile, de motocyclette, de bateau, d'engin de chantier, d'engin agricole, de pompe, de groupe électrogène, ou d'avion. 30 Le mode de réalisation de l'invention a été décrit dans le cadre d'une soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion 10 interne. Naturellement, d'autres REVENDICATIONS1. Soupape (10), notamment soupape (10) d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne (2), caractérisée en ce que la soupape (10) comprend un moyen de mesure de température (50), notamment de type thermocouple, disposé au sein d'une calotte (15) et/ou au sein d'une tige (11) de la soupape (10). 2. Soupape (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (10) comprend un induit mobile (31), formant une partie d'un moyen de génération d'électricité (30), et un moyen de télémétrie (20) comprenant un circuit électronique. 3. Agencement (100) de mesure de température d'une soupape (10), caractérisé en ce que l'agencement (100) comprend la soupape (10) selon la revendication 2 et un moyen de génération d'électricité (30). 4. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de génération d'électricité (30) est de type induction et comprend un induit mobile (31) fixé à la soupape (10), notamment fixé à la tige (11) de la soupape (10) et/ou à une butée (41) de ressort, et coopérant avec un inducteur immobile (32). 5. Agencement (100) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de génération d'électricité (30) est relié au moyen de télémétrie (20) pour réaliser son alimentation électrique. 6. Agencement (100) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le moyen de télémétrie (20) comprend une plaque de polyamide (21), notamment une plaque de polyamide (21) annulaire entourant la tige (11) de la soupape (10), sur laquelle est fixé un circuit électronique recevant des données de mesure de température du moyen de mesure de température (50). 12 7. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque de polyamide (21) est positionnée au niveau d'une queue (13) de la tige (11) de la soupape (10), notamment entre la 5 queue (13) et une gorge de clavetage (12) ménagée sur la tige (11). 8. Agencement (100) selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'agencement (100) comprend une butée (41) de ressort positionnée sur la tige (11) de la soupape (10), le moyen de télémétrie 10 (20) étant surmoulé, un surmoulage (22) étant notamment collé sur la butée (41) de ressort. 9. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'agencement (100) comprend un ressort (40) de type 15 hélicoïdal et un joint de guidage (80) de la tige (11) de la soupape (10), le ressort (40) s'étendant autour de la tige (11), depuis la butée (41) de ressort vers le joint de guidage (80). 10.Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en 20 ce que l'agencement (100) comprend une bague (33) cylindrique ou sensiblement cylindrique s'étendant entre la tige (11) de la soupape (10) et le ressort (40), l'agencement (100) comprenant un inducteur immobile (32) fixé, notamment par collage, au joint de guidage (80) et/ou à la bague (33), notamment fixé sur une surface intérieure (34) 25 de la bague (33). 11. Moteur à combustion interne (2), caractérisé en ce qu'il comprend un agencement (100) selon l'une des revendications 3 à 10 et/ou une soupape (10) selon l'une des revendications 1 ou 2. 30 12.Véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne (2) selon la revendication 11, et/ou un 13 agencement (100) selon l'une des revendications 3 à 10, et/ou une soupape (10) selon l'une des revendications 1 ou 2.