Brevet FR3101121A1 — publié le 20210326

L’invention propose une bielle (10) pour un moteur à taux de compression variable qui comporte un pied de bielle (12), une tête de bielle (14), un corps de bielle (16), et pour laquelle la longueur (L) de la bielle (10) est variable de manière à faire varier le taux de compression, caractérisée en ce que le corps de la bielle (10) comporte deux parties (16A, 16B) mobiles l'une par rapport à l'autre dont la première (16A) est reliée au pied de bielle (12), dont la deuxième (16B) est reliée à la tête de bielle (14) et entre lesquelles est agencé un élément (20) dont la longueur varie en fonction de sa température pour provoquer la réduction de la longueur (L) de la bielle (10) lorsque sa température augmente. Figure pour l'abrégé : 2 Bielle de longueur variable pour un moteur à combustion à taux de compression variable Domaine technique de l'invention L’invention concerne une bielle pour un moteur à combustion pour la réalisation d'un taux de compression variable. L’invention concerne plus particulièrement une bielle de longueur variable pour l’obtention d’un taux de compression variable, notamment pour un moteur Diesel. Arrière-plan technique De manière connue, une bielle de moteur à combustion comporte un pied d’extrémité supérieure qui est articulé à un piston qui est monté coulissant axialement dans un cylindre fermé à sa partie supérieure de manière à délimiter une chambre supérieure de combustion. La bielle comporte aussi une tête d’extrémité inférieure qui est articulée au vilebrequin du moteur à combustion. Un corps de bielle relie le pied de bielle à la tête de bielle, et on définit la longueur de la bielle comme la distance, séparant l’axe du pied bielle de l’axe de tête de bielle. Si l’on fait varier la longueur de la bielle, on fait varier le taux de compression du cylindre du moteur à combustion équipé de cette bielle. Le taux de compression d’un moteur Diesel est défini pour permettre le démarrage du moteur en toute condition, notamment « à froid ». Dans ce but, le taux de compression défini par les dimensions du cylindre et la longueur de la bielle est supérieur au taux optimal de compression pour un fonctionnement « nomina » du moteur Diesel « à chaud ». Il en résulte des conditions thermodynamiques qui ne sont pas optimales pour la majorité des conditions de fonctionnement rencontrées lors de la vie du moteur. Il peut en résulter une production accrue de polluants chimiques (NOx), une surconsommation de carburant due à un mauvais compromis entre les pertes thermiques aux parois et le rendement thermodynamique du cycle de combustion, et/ou une augmentation du bruit émis par le moteur provoquant une pollution sonore. Afin de tenter d’apporter une solution à ce problème, on a par exemple proposé différents dispositifs permettant de piloter le taux de compression d’un moteur à combustion interne. Toutefois ces dispositifs ne trouvent pas à s’appliquer à un moteur Diesel, notamment à cause de leur encombrement et de leur complexité qui résultent notamment de la possibilité qu’ils offrent d’assurer une régulation en continu du taux de compression. En effet, une fois passée la phase de démarrage (à froid), le rendement d’un moteur Diesel est relativement homogène dans toute sa plage de fonctionnement et ne nécessite plus d’être adapté en continu. Les deux possibilités actuellement exploitées consistent : - à concevoir le moteur avec un taux de compression optimal pour un fonctionnement à chaud du moteur, en l’associant avec un dispositif extrêmement complexe de pilotage de l’injection et de la combustion ; - ou bien à concevoir le moteur avec un taux de compression adapté pour un démarrage à froid mais avec les conséquences néfastes mentionnées plus haut. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : – la figure 1 est une vue schématique en élévation d’une bielle de longueur constante dont le corps et le pied sont réalisés en une seule pièce, par exemple en acier forgé ; – la figure 2 est une schématique en élévation qui représente le principe de conception d’une bielle selon l’invention ; – la figure 3 est une vue schématique en coupe par un plan axial d’un exemple de réalisation d’une bielle réalisée selon le principe de conception illustré à la figure 2 ; – la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 qui illustre un perfectionnement du principe de conception illustré à la figure 2 ; – la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 2 qui illustre un autre perfectionnement du principe de conception illustré à la figure 2. Bielle (10) pour un moteur à combustion pour la réalisation d'un taux de compression (T) variable, bielle (10) qui comporte : - un pied (12) d’extrémité qui peut être articulé à un piston du moteur à combustion ; - une tête (14) d’extrémité qui peut être articulée au vilebrequin du moteur à combustion ; - un corps de bielle (16) qui relie le pied de bielle (12) à la tête de bielle (14), et pour laquelle la longueur (L) de la bielle (10), correspondant à la distance séparant l’axe (A12) du pied bielle (12) de l’axe (A14) de tête de bielle (14), est variable de manière à faire varier le taux de compression (T) du cylindre du moteur à combustion équipé de cette bielle (10), caractérisée en ce que le corps de la bielle (10) comporte au moins deux parties (16A, 16B) mobiles l'une par rapport à l'autre dont la première (16A) est reliée au pied de bielle (12), dont la deuxième (16B) est reliée à la tête de bielle (14) et entre lesquelles est agencé au moins un élément (20) dont la longueur varie en fonction de sa température pour provoquer la réduction de la longueur (L) de la bielle (10) lorsque sa température augmente. Bielle (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que : - les deux parties (16A, 16B) du corps de la bielle sont guidées en coulissement l’une par rapport à l’autre ; - l’extrémité distale (18A) de la première partie (16A) du corps de la bielle est guidée en coulissement au voisinage de la tête de bielle (14) ; - l’extrémité distale (18B) de la deuxième partie (16B) du corps de la bielle est guidée en coulissement au voisinage du pied de bielle (12) ; - l’élément (20) de longueur variable est un élément dont la longueur augmente lorsque sa température augmente et qui est agencé entre les extrémités distales (18A, 18B) de la première partie (16A) et de la deuxième partie (16B) du corps de la bielle. Bielle (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l’élément (20) de longueur variable est un élément allongé dont chacune des deux extrémités opposées (20A, 20B) est reliée de manière articulée à une extrémité distale associée (18A, 18B) de la première partie (16A) et de la deuxième partie (16B) du corps de la bielle (10). Bielle (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que : - la première partie (16A) du corps de la bielle est conformé en un cylindre ; - la deuxième partie (16B) du corps de la bielle est conformé en une tige qui comporte une tête distale (18B) montée coulissante dans ledit cylindre ; - et l’élément (20) de longueur variable est un élément allongé qui est interposé axialement entre le fond distal (18A) dudit cylindre et la tête distale (18B) de la dite tige. Bielle (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que l’élément (20) de longueur variable est un tube qui est agencé à l’intérieur dudit cylindre, qui est traversé axialement par ladite tige, et qui est interposé axialement entre le fond distal (18A) dudit cylindre (16A) et la tête distale (18B) de ladite tige (16B). Bielle (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’élément (20) de longueur variable est un fluide qui est contenu dans une chambre annulaire étanche délimitée radialement par la paroi interne dudit cylindre (16A) et par la paroi externe de ladite tige (16B), et qui est délimitée axialement par le fond distal (18A) dudit cylindre (16A) et la tête distale (18B) de la dite tige (16B). Bielle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième partie (16B) du corps de la bielle est reliée à la tête de bielle (14) par un système mécanique comportant : - un levier (22) lié en rotation à la tête de bielle (14) dont une extrémité libre (24) est montée articulée à l’extrémité proximale (17B) de la deuxième partie (16B) du corps de la bielle ; - et un bras d’actionnement (30) dont une extrémité (32) est montée articulée autour d’un point fixe (28) et dont l’autre extrémité (34) est montée articulée à l’autre extrémité libre (26) dudit levier (22), et en ce que la longueur du bras d’actionnement (30) varie pour provoquer la réduction de la longueur (L) de la bielle (10) lorsque sa température augmente. Bielle (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la longueur dudit élément (20) de longueur variable augmente lorsque sa température augmente, et en ce que la longueur du bras d’actionnement (30) augmente lorsque sa température augmente davantage. Bielle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux éléments (20A, 20B), agencés en série, dont la longueur varie en fonction de leur température pour provoquer la réduction de la longueur (L) de la bielle (10) lorsque leur température augmente. Bielle (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un élément dont la longueur varie en fonction de sa température est un élément réalisé dans un matériau à coefficient de dilatation négatif dont la longueur diminue lorsque sa température augmente pour provoquer la réduction de la longueur (L) de la bielle (10) lorsque sa température augmente. Moteur Diesel, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un cylindre dans lequel un piston est monté coulissant et un vilebrequin auquel le piston est relié par une bielle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.