FR2849466A1 - Ationneur lineaire de soupape comportant un aimant mobile dans un entrefer magnetique - Google Patents

Abstract

L'invention propose un actionneur linéaire électromagnétique (10) selon un axe de déplacement vertical (A-A), comportant un circuit magnétique (14) qui traverse une bobine électromagnétique (16) et qui forme un entrefer (18), du type comportant un organe mobile (24) qui est guidé en déplacement axial dans l'entrefer (18), caractérisé en ce que :- le déplacement de l'organe mobile (24) vers le bas est provoqué par l'alimentation de la bobine (16) en courant électrique, de manière que le champ magnétique régnant dans l'entrefer (18) soit de sens opposé à la polarisation de l'aimant (26) ; et- en position haute de l'organe mobile (24), l'aimant permanent (26) est engagé au moins partiellement à l'intérieur de l'entrefer (18), et l'aimant permanent (26) est décentré axialement vers le bas par rapport à l'entrefer (18), de manière que la position haute soit un état stable de l'organe mobile (24), en l'absence de courant électrique dans la bobine (16).

Description

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"Actionneur linéaire de soupape comportant un aimant mobile dans un entrefer magnétique" La présente invention concerne un actionneur linéaire électromagnétique. La présente invention concerne plus particulièrement un actionneur linéaire électromagnétique, notamment pour l'actionnement d'une soupape de moteur à combustion interne selon un axe de déplacement vertical, comportant un circuit magnétique qui traverse une bobine électromagnétique et qui est 10 ouvert, de manière à former un entrefer magnétique dans lequel, lorsque la bobine est alimentée en courant électrique, règne un champ magnétique sensiblement transversal à l'axe de déplacement, du type comportant un organe mobile qui est guidé en déplacement axial dans l'entrefer entre une position haute, 15 déterminée par un élément de butée axiale, et une position basse, et qui est susceptible de se déplacer axialement vers le bas sous l'effet du champ magnétique régnant dans l'entrefer.

La présente invention vise à proposer un perfectionnement aux dispositifs d'entraînement linéaires électromagnétiques 20 connus, notamment pour l'entraînement d'une soupape d'un moteur à combustion interne.

On connaît déjà, par le document EP-A-0.992.658 et ses modes de réalisation représentés sur les figures 4 et 5, un actionneur électromagnétique de soupape qui comporte un circuit 25 magnétique fonctionnant avec une seule bobine électromagnétique. Le circuit magnétique de cet actionneur comporte une branche principale, qui est équipée de la bobine électromagnétique, et deux branches ouvertes, superposées 30 axialement, qui forment un entrefer supérieur et un entrefer inférieu r.

La soupape est fixée sur un organe mobile de l'actionneur comportant une pièce de commutation, ou palette, munie de faces biseautées qui forment des surfaces planes de commutation sensiblement parallèles à des surfaces d'entrefer complémentaires. Lorsque l'on fait circuler un courant électrique dans la bobine, les entrefers supérieur et inférieur exercent une force axiale d'attraction magnétique sur la palette.

Ce type d'actionneur comporte un système oscillant à base de ressorts, qui rappelle la soupape vers une position d'équilibre stable, ou position de repos, qui est intermédiaire entre les deux entrefers. L'alimentation de la bobine en courant électrique permet de bloquer le système oscillant, et donc la soupape, dans une position haute de fermeture et dans une position basse d'ouverture. Un problème posé par ce type d'actionneur est que, en 15 l'absence d'alimentation électrique de la bobine, le système n'est pas capable de bloquer la soupape, ni de compenser les pertes mécaniques. La soupape se stabilise alors dans sa position de repos, entre la position de fermeture et la position d'ouverture.

Cette caractéristique nécessite de prévoir un dégagement 20 dans le piston associé du moteur pour éviter un choc entre le piston et la soupape, lorsque le piston est au point mort haut et que la bobine n'est pas alimentée. Ce dégagement dégrade la qualité de la combustion, ce qui augmente les émissions de polluants et la consommation.

De plus, à partir de la position de repos, le blocage de la soupape en position d'ouverture, ou de fermeture, nécessite quelques dizaines de millisecondes. En effet, il faut piloter l'alimentation de la bobine en phase avec la période d'oscillation propre du système oscillant jusqu'à ce que l'énergie stockée dans 30 les ressorts soit suffisante pour que la palette puisse être retenue dans un entrefer.

Un autre inconvénient de ce type d'actionneur est que le temps de transition entre la position d'ouverture et la position de fermeture est limité par la fréquence d'oscillation du système, ce qui limite la durée minimale d'ouverture de la soupape.

Encore un autre inconvénient de ce type d'actionneur est qu'il est difficile de maîtriser la vitesse de blocage de la soupape 5 en position ouverte ou fermée, car ces positions ne correspondent pas à des positions d'équilibre stable et parce que l'inductance de pilotage de la bobine, à cet instant précis, est très importante. Il est donc nécessaire de prévoir un capteur de position qui doit être très précis et très robuste, donc coteux.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un actionneur linéaire électromagnétique qui soit fiable, efficace, et économique.

A cet effet, l'invention propose un actionneur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que: - l'organe mobile comporte un aimant permanent qui est polarisé suivant une direction sensiblement parallèle au champ magnétique de l'entrefer; - le déplacement de l'organe mobile vers le bas est provoqué par l'alimentation de la bobine en courant électrique, de 20 manière que le champ magnétique régnant dans l'entrefer soit de sens opposé à la polarisation de l'aimant; et - en position haute de l'organe mobile, l'aimant permanent est engagé au moins partiellement à l'intérieur de l'entrefer, et l'aimant permanent est décentré axialement vers le bas par 25 rapport à l'entrefer, de manière que la position haute soit un état stable de l'organe mobile, en l'absence de courant électrique dans la bobine, l'aimant tendant à se déplacer vers le haut pour se centrer axialement dans l'entrefer, en sollicitant l'organe mobile axialement vers le haut contre l'élément de butée axiale. 30 Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la position axiale de l'organe mobile, entre sa position haute et sa position basse, est déterminée par l'intensité du courant électrique alimentant la bobine; - l'organe mobile comporte un insert métallique qui est agencé axialement au-dessus de l'aimant permanent, et qui est, au moins en partie, décalé axialement vers le haut par rapport à l'entrefer, lorsque l'organe mobile occupe sa position haute, de 5 manière que l'attraction magnétique exercée sur l'insert métallique par le champ magnétique régnant dans l'entrefer, au cours du déplacement de l'organe mobile vers le bas, augmente l'intensité de la force qui sollicite l'organe mobile axialement vers le bas; - en position haute de l'organe mobile, la surface transversale inférieure de l'insert métallique est sensiblement alignée transversalement avec l'extrémité axiale supérieure de l'entrefer; - l'épaisseur axiale de l'insert métallique est inférieure à 15 l'épaisseur axiale de l'entrefer; - l'organe mobile comporte un insert en matériau amagnétique, de résistivité électrique importante, qui est intercalé axialement entre l'insert métallique et l'aimant; - l'épaisseur transversale de l'insert métallique est 20 sensiblement constante axialement et est égale à l'épaisseur transversale de l'entrefer; - l'organe mobile comporte une pièce métallique transversale qui est agencée axialement au-dessus de l'insert métallique, et qui ferme le circuit magnétique, lorsque l'organe 25 mobile occupe sa position basse, en venant en contact avec des surfaces du circuit magnétique agencées de chaque côté de l'entrefer, en vue de minimiser l'intensité du courant électrique nécessaire au maintien de l'organe mobile en position basse; - la pièce métallique transversale est une plaque 30 transversale, et le circuit magnétique comporte, de chaque côté de l'entrefer, une surface de contact sensiblement transversale, la plaque transversale venant en appui axial vers le bas contre les surfaces de contact du circuit magnétique lorsque l'organe mobile occupe sa position basse; - l'organe mobile comporte un insert en matériau amagnétique, de résistivité électrique importante, qui est intercalé axialement entre la pièce métallique transversale et l'insert métallique; - l'épaisseur transversale de l'aimant est sensiblement constante axialement et égale à l'épaisseur transversale de l'entrefer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la 10 compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement qui représente schématiquement un actionneur linéaire électromagnétique réalisé conformément à un premier mode de 15 réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe axiale qui représente schématiquement l'actionneur de la figure 1 en position de fermeture d'une soupape de moteur à combustion; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui 20 représente l'actionneur de la figure 1 en position d'ouverture de la soupape; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui représente un actionneur linéaire électromagnétique réalisé conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention, 25 en position de fermeture de la soupape; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui représente l'actionneur de la figure 4 dans une position intermédiaire de la soupape; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui 30 représente l'actionneur de la figure 4 en position d'ouverture complète de la soupape.

Dans la suite de la description, des éléments identiques ou similaires porteront des références identiques.

On a représenté sur les figures l à 3, un actionneur linéaire électromagnétique 10 qui est réalisé conformément à un premier mode de réalisation de l'invention pour l'entraînement d'une soupape 12 de moteur à combustion.

Sur la figure 2, la soupape 12 est représentée en position haute, ce qui correspond ici à une position fermée, la soupape 12 obturant un conduit 13 de la culasse 15 du moteur.

La soupape 12 se déplace ici suivant un axe sensiblement vertical A-A.

On définira arbitrairement une orientation verticale de haut en bas suivant l'axe de déplacement A-A et conformément à la figure 2.

On note que l'orientation verticale de l'axe de déplacement A-A n'est pas nécessaire au fonctionnement de l'actionneur selon 15 l'invention. L'axe de déplacement A-A peut être par exemple horizontal, donc perpendiculaire à l'orientation de la gravité terrestre. L'actionneur 10 comporte un circuit magnétique 14 qui traverse une bobine électromagnétique 16 et qui est ouvert, de 20 manière à former un entrefer magnétique 18.

Le circuit magnétique 14 est réalisé par exemple en acier et il a une section sensiblement rectangulaire.

La bobine électromagnétique 16 est agencée autour d'une portion du circuit magnétique 14, en vue de créer un flux 25 magnétique ('b dans le circuit magnétique 14.

L'axe D-D de la bobine 16 est sensiblement orthogonal à la section du circuit magnétique 14, et il est ici orthogonal à l'axe de déplacement AA.

La bobine 16 comporte des moyens d'alimentation 30 électrique (non représentés) qui sont reliés à un circuit de commande (non représenté).

L'entrefer 18 est délimité ici par deux surfaces d'entrefer 20, 22 en vis-à-vis sensiblement symétriques par rapport à un plan axial (A-A).

Lorsque la bobine 16 est alimentée en courant électrique, il règne dans l'entrefer 18 un champ magnétique B, suivant un axe d'attraction magnétique B-B qui est sensiblement transversal, c'est-à-dire ici orthogonal à l'axe de déplacement A-A.

Un organe mobile 24 est guidé en déplacement axial (A-A) dans l'entrefer 18, entre une position haute, qui correspond à la position soupape 12 fermée représentée sur la figure 2, et une position basse, qui correspond à la position soupape 12 ouverte représentée sur la figure 3.

La soupape 12 est ici fixée sous l'organe mobile 24 et elle est donc solidaire en déplacement axial de cet organe mobile 24.

De préférence, la soupape 12 et/ou l'organe mobile 24 comportent des moyens de guidage axial (non représentés).

Conformément aux enseignement de l'invention, l'organe 15 mobile 24 comporte un aimant permanent 26 qui est polarisé suivant une direction sensiblement parallèle au champ magnétique B de l'entrefer 18.

En considérant la figure 2, on a représenté un aimant permanent 26 qui est polarisé de la droite vers la gauche, ce qui 20 est matérialisé sur la figure 2 par des pôles nord N et sud S, et par une flèche orientée de la droite vers la gauche dans l'aimant 26. Avantageusement, l'aimant permanent 26 comporte sur sa face transversale supérieure 28 un insert métallique 30, par 25 exemple en acier.

L'aimant permanent 26 et l'insert métallique 30 ont ici tous les deux une forme globalement parallélépipédique, dont l'épaisseur transversale est sensiblement constante axialement et égale à l'épaisseur transversale de l'entrefer 18.

L'épaisseur axiale de l'aimant permanent 26 est ici supérieure à l'épaisseur axiale de l'entrefer 18.

De plus, lorsque l'organe mobile 24 occupe sa position haute, ou position de repos, l'aimant permanent 26 est aligné transversalement par sa face supérieure 28 avec l'extrémité axiale supérieure 29 de l'entrefer 18, de sorte que la surface transversale inférieure 33 de l'insert métallique 30 est aligné transversalement avec l'extrémité axiale supérieure 29 de l'entrefer 18.

Dans la position haute de l'organe mobile 24, l'insert métallique 30 est donc agencé en dehors de l'entrefer magnétique 18, il est décalé axialement vers le haut par rapport à cet entrefer 18. Dans la position haute de l'organe mobile 24, la face 10 transversale inférieure 27 de l'aimant permanent 26 est décalée axialement vers le bas par rapport à l'extrémité axiale inférieure 31 de l'entrefer 18, de sorte que l'aimant permanent 26 est alors décentré axialement vers le bas par rapport à l'entrefer 18.

La position haute de l'organe mobile 24 est déterminée par 15 des éléments de butée axiale, notamment par la soupape 12 qui repose contre sa portée dans la culasse 15.

D'autres éléments de butée axiale (non représentés) peuvent être prévus.

On décrira maintenant le fonctionnement de I'actionneur 10 20 selon le premier mode de réalisation de l'invention.

En premier lieu, on constate que la position haute est une position stable de l'organe mobile 24, puisqu'en l'absence de courant électrique dans la bobine 16, donc en l'absence de champ magnétique dans l'entrefer 18, l'aimant permanent 26 tend à se 25 déplacer axialement vers le haut pour se centrer axialement dans l'entrefer 18.

En effet, le flux magnétique cFa créé par l'aimant 26 cherche à former une boucle fermée. Le circuit magnétique 14 permet au flux magnétique (ca de former une boucle en circulant 30 dans du fer plutôt que dans de l'air, ce qui permet à l'aimant 26 de minimiser son énergie magnétique.

En position fermée, le flux magnétique (tDa de l'aimant 26 circule en partie dans le circuit magnétique 14 et en partie dans l'insert métallique 30.

On note que l'insert métallique 30 n'a pas d'influence importante sur la position fermée de la soupape 12.

Lorsque l'on alimente la bobine 16 en courant électrique, de manière que le champ magnétique B régnant dans l'entrefer 18 soit de sens opposé à la polarisation de l'aimant 26, alors cela provoque le déplacement axial de l'organe mobile 24 vers le bas. 10 En effet, le champ magnétique B régnant dans l'entrefer 18 exerce une force de répulsion Fr sur l'aimant 26.

Le sens du champ magnétique B créé par la bobine 16 dans l'entrefer est matérialisé sur la figure 3 par les pôles nord N et sud S affectés aux surfaces d'entrefer 20, 22 du circuit 15 magnétique 14.

Le déplacement axial de l'organe mobile 24 vers le bas entraîne l'ouverture de la soupape 12, comme on l'a représenté à la figure 3.

La position axiale de l'organe mobile 24, entre sa position 20 haute et une position extrême basse qui peut être délimitée par un élément de butée axiale, est déterminée par un équilibre entre, d'une part, la force de répulsion Fr exercée par l'entrefer 18 sur l'aimant 26 et, d'autre part, la force rappel Fa exercée par l'aimant 26 sur l'organe mobile, les deux forces Fr, Fa étant de 25 signes opposés.

L'intensité de la force de répulsion Fr dépend, d'une part, de l'intensité du courant électrique alimentant la bobine 16 et, d'autre part, de la distance axiale X parcourue par l'organe mobile 24 vers le bas.

L'intensité de la force de répulsion Fr est proportionnelle à l'intensité du courant électrique alimentant la bobine 16.

Au contraire, l'intensité de la force de répulsion magnétique Fr et l'intensité de la force de rappel Fa, sont chacune inversement proportionnelles au carré de la distance axiale X. On constate que, pour une valeur déterminée de l'intensité du courant alimentant la bobine 16, l'organe mobile 24 atteint une 5 position axiale d'équilibre déterminée, entre la position de repos et la position extrême basse.

Par exemple, avec un dimensionnement adapté des éléments constituant l'actionneur linéaire 10, on peut obtenir un équilibre, donc une ouverture de la soupape 12, avec une 10 distance axiale X d'environ quatre millimètres, pour une intensité de courant dans la bobine 16 de dix ampères par millimètre carré.

L'actionneur 10 selon l'invention permet donc une levée variable de la soupape 12 en commandant l'intensité d'alimentation de la bobine 16.

L'insert métallique 30 permet avantageusement de fournir une impulsion supplémentaire pour le déplacement axial vers le bas de l'organe mobile 24.

En effet, le flux magnétique (Da de l'aimant 26 tendant à se fermer, d'une part, dans le circuit magnétique 14 et, d'autre part, 20 dans l'insert métallique 30, alors la partie cDa, du flux magnétique (Da produit par l'aimant 26 qui circule dans l'insert métallique 30 provoque la polarisation de l'insert métallique 30 en sens opposé à l'aimant 26. Sur la figure 2, la polarisation de l'insert métallique 30 par l'aimant 26 est illustrée par les pôles nord N et sud S 25 affectés aux extrémités de l'insert métallique 30.

Par conséquent, l'insert métallique 30 est attiré dans l'entrefer 18 puisque son sens de polarisation correspond au sens du champ magnétique B créé par la bobine 16 dans l'entrefer 18.

Ainsi, au début du déplacement axial de l'organe mobile 24 30 vers le bas, la force du déplacement provient à la fois de le l'attraction exercée sur l'insert métallique 30 et de la répulsion exercée sur l'aimant 26. Il

L'insert métallique 30 permet donc de fournir une impulsion de force importante au début de l'ouverture de la soupape 12.

Cependant, après quelques millimètres de déplacement de l'organe mobile 24 vers le bas, l'insert métallique 30 est saturé 5 par le flux magnétique (Ia, qui le traverse, de sorte que l'insert métallique 30 devient neutre et il n'a plus d'influence sur le déplacement axial de l'organe mobile 24. Le déplacement axial vers le bas de l'organe mobile 24 est alors produit uniquement par la répulsion exercée à l'encontre de l'aimant 26 par l'entrefer 18. 10 En fonction de l'intensité du courant alimentant la bobine 16, ou en fonction de la position de butée axiale inférieure de l'organe mobile 24, l'organe mobile 24 atteint une position basse qui est représentée à la figure 3.

A partir de cette position basse, si l'on coupe le courant 15 électrique alimentant la bobine 16, alors il n'y a plus de champ magnétique dans l'entrefer 18, de sorte que l'organe mobile 24 est rappelé automatiquement vers sa position de repos, l'aimant permanent 26 tendant à venir se replacer dans l'entrefer 18.

Dans la position basse qui est représentée sur la figure 3, 20 la face supérieure 28 de l'aimant 26 est ici alignée transversalement avec l'extrémité axiale inférieure 31 de l'entrefer 18.

L'actionneur 10 selon l'invention présente l'avantage important de posséder une position stable de repos qui 25 correspond à une position fermée de la soupape 12.

La fermeture de la soupape 12 ne nécessite donc pas une alimentation électrique de l'actionneur 10.

On peut accélérer le retour de la soupape vers sa position de repos en changeant le sens du courant circulant dans la 30 bobine 16 de sorte que le sens du champ magnétique B régnant dans l'entrefer 18 corresponde au sens de polarisation de l'aimant 26. Ceci permet un retour rapide de la soupape 12 jusqu'à sa position fermée.

Un autre moyen pour rappeler l'orgai position de repos est de diminuer progrei alimentant la bobine 16 en répulsion, ce qL progressif de l'aimant à l'intérieur de I'entref 5 Aux figures 4 à 6, on a représenté réalisation de l'actionneur 10 selon l'inventio

Pour la description de ce deuxième m

s'attachera essentiellement à mettre en évie par rapport au premier mode de réalisation. 10 Les différences se situent esser structure de l'organe mobile 24.

L'organe mobile 24 comporte ici, axia haut, I'aimant permanent 26, un premier amagnétique 32, I'insert métallique 30, un 15 matériau amagnétique 34, et une plaque mét De préférence, les inserts amagn réalisés dans un matériau de résistivité E (matériau non conducteur), ce qui permet d courants de Foucault.

Selon le mode de réalisation représi insert amagnétique 34 a une épaisseur premier insert amagnétique 32.

La plaque métallique 36 est contenu un plan transversal et son épaisseur transvei 25 l'épaisseur transversale de l'entrefer 18.

La fonction de la plaque métallique 3 la suite.

Dans la position haute, ou positior représentée sur la figure 4, on constate que 30 lI'aimant permanent 26 est sensiblement égal de l'entrefer 18, mais l'aimant 26 est décent le bas par rapport à l'entrefer 18.

Comme pour le premier mode de métallique 30 a sa surface transversale il le n;sivE i pr,r 1E un en.

)de lenc iobile 24 vers sa 3ment le courant ovoque un retour second mode de de réalisation, on e les différences itiellement dans la emE ins del Illiq tiqu leci évit nté ixial e se salE nt du bas vers le ert en matériau /xième insert en e 36.

es 32, 34 sont rique importante er l'apparition de ici, le deuxième e supérieure au nsiblement dans est supérieure à 6 sera expliquée par l dE l'ép r àv ré va repos, qui est aisseur axiale de 'épaisseur axiale articalement vers réalisation, I'insert liférieure 33 qui est sensiblement alignée transversalement avec l'extrémité axiale supérieure de l'entrefer 18, de sorte que dans la position de repos, l'insert métallique 30 est situé en dehors de l'entrefer 18.

L'épaisseur axiale du premier insert amagnétique 32 5 correspond donc ici à l'épaisseur axiale du décentrage vertical entre l'aimant 26 et l'entrefer 18.

Le fonctionnement de l'actionneur 10 selon le deuxième mode de réalisation est globalement similaire au fonctionnement de l'actionneur 10 selon le premier mode de réalisation.

En l'absence de courant électrique dans la bobine 16, l'organe mobile 24 est sollicité axialement vers le haut par l'aimant 26 qui tend à se centrer dans l'entrefer 18.

Lorsque l'on alimente la bobine 16 en courant électrique, de manière à créer un champ magnétique B opposé au sens de 15 polarisation de l'aimant 26, alors la force de répulsion sollicite l'organe mobile 24 axialement vers le bas, de sorte que l'aimant 26 tend à sortir de l'entrefer 18.

En fonction de l'intensité du courant électrique dans la bobine 16, le déplacement axial de l'organe mobile 24 vers le bas 20 est plus ou moins important.

A la figure 5, on a représenté une position intermédiaire de l'organe mobile 24 entre ses deux positions axiales de butée.

Dans cette position intermédiaire, l'aimant 26 est décalé axialement par rapport à l'entrefer 18, de sorte que la surface 25 transversale supérieure 28 de l'aimant 26 est sensiblement alignée transversalement avec l'extrémité axiale inférieure 31 de l'entrefer 18.

La plaque transversale 36 ayant une épaisseur transversale supérieure à l'épaisseur transversale de l'entrefer 30 18, elle déborde transversalement de chaque côté du deuxième insert amagnétique 34, en formant deux surfaces transversales d'appui 38, 40 qui sont agencées en vis-à-vis de deux surfaces transversales de contact 42, 44 complémentaires appartenant au circuit magnétique 14.

Les deux surfaces de contact 42, 44 du circuit magnétique 14 sont agencées axialement en vis-à-vis des surfaces d'appui 38, 40, au bord de l'entrefer 18.

La fonction de la palette transversale 36 est la suivante.

Lorsque la bobine 16 est alimentée en courant électrique, l'entrefer 18 exerce sur la palette transversale 36 une force d'attraction magnétique Fp qui est proportionnelle au carré de la distance axiale Y séparant les surfaces d'appui 38, 40 des surfaces de contact 42, 44.

On note que la force d'attraction magnétique Fp est de même sens que la force de répulsion magnétique Fr.

Pour une position axiale intermédiaire de l'organe mobile 24, qui est illustrée sur la figure 5, l'aimant 26 est décalé axialement vers le bas par rapport à l'entrefer 18, de sorte que la 15 force de rappel Fr est très faible par rapport à la force d'attraction magnétique Fp. Par conséquent, la palette 36 vient " se coller ", par ses surfaces d'appui 38, 40 sur les surfaces de contact 42, 44. L'organe mobile 24 occupe alors une position basse 20 extrême qui est représentée sur la figure 6.

L'intensité du courant de maintien, c'est à dire l'intensité du courant d'alimentation de la bobine 16 qui est nécessaire pour maintenir l'organe mobile 24 en position extrême basse, est très faible puisque la palette transversale 36 ferme physiquement le 25 circuit magnétique 14.

Le deuxième mode de réalisation de l'actionneur 10 avec une palette transversale 36 permet donc de minimiser la consommation d'énergie électrique par l'actionneur 10, lorsque l'on commande la soupape 12 dans sa position complètement 30 ouverte.

Par exemple, des essais ont été effectués avec un déplacement axial de 8 millimètres, dans lequel il suffisait d'une intensité de un ampère par millimètre carré dans la bobine 16 pour maintenir la soupape 12 ouverte complètement.

Bien entendu, selon des variantes de réalisation (non représentées) de l'invention, il est possible d'équiper la soupape 12 d'un dispositif permettant de laisser la soupape 12 libre en rotation autour de son axe AA.

s Il est également possible d'équiper l'actionneur 10 d'un système hydraulique d'amortissement en vue de réaliser un frein actif lors du déplacement axial sur le dernier millimètre vers la position extrême ouverte et vers la position fermée.

L'actionneur 10 peut aussi être équipé d'un ressort, agencé 10 sur la palette 36 en vue d'emmagasiner de l'énergie cinétique qui peut être restituée dans la suite du déplacement axial, après la mise en contact de la palette 36 avec les surfaces de contact 42, 44. L'aire de contact entre les surfaces de contact 42, 44 et les 15 surfaces d'appui 38, 40 de la palette 36 détermine l'intensité du courant électrique nécessaire pour maintenir la soupape 12 dans sa position ouverte.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Actionneur linéaire électromagnétique (10), notamment pour l'actionnement d'une soupape (12) de moteur à 5 combustion interne selon un axe de déplacement vertical (A-A), comportant un circuit magnétique (14) qui traverse une bobine électromagnétique (16) et qui est ouvert, de manière à former un entrefer magnétique (18) dans lequel, lorsque la bobine (16) est alimentée en courant électrique, règne un champ magnétique (B) l0 sensiblement transversal à l'axe de déplacement (A-A), du type comportant un organe mobile (24) qui est guidé en déplacement axial dans l'entrefer (18) entre une position haute, déterminée par un élément de butée axiale, et une position basse, et qui est susceptible de se déplacer axialement vers le bas sous l'effet du 15 champ magnétique (B) régnant dans l'entrefer (18), caractérisé en ce que: - I'organe mobile (24) comporte un aimant permanent (26) qui est polarisé suivant une direction (B-B) sensiblement parallèle au champ magnétique (B) de l'entrefer (18); le déplacement de l'organe mobile (24) vers le bas est provoqué par l'alimentation de la bobine (16) en courant électrique, de manière que le champ magnétique (B) régnant dans l'entrefer (18) soit de sens opposé à la polarisation de l'aimant (26); et - en position haute de l'organe mobile (24), I'aimant permanent (26) est engagé au moins partiellement à l'intérieur de l'entrefer (18), et l'aimant permanent (26) est décentré axialement vers le bas par rapport à l'entrefer (18), de manière que la position haute soit un état stable de l'organe mobile (24), en 30 I'absence de courant électrique dans la bobine (16), l'aimant (26) tendant à se déplacer vers le haut pour se centrer axialement dans l'entrefer (18), en sollicitant l'organe mobile (24) axialement vers le haut contre l'élément de butée axiale.

2. Actionneur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position axiale de l'organe mobile (24), entre sa position haute et sa position basse, est déterminée par l'intensité du courant électrique alimentant la bobine (16).

3. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe mobile (24) comporte un insert métallique (30) qui est agencé axialement au-dessus de l'aimant permanent (26), et qui est, au moins en partie, décalé axialement vers le haut par rapport à 0 lI'entrefer (18), lorsque l'organe mobile (24) occupe sa position haute, de manière que l'attraction magnétique exercée sur l'insert métallique (30) par le champ magnétique (B) régnant dans l'entrefer (18), au cours du déplacement de l'organe mobile (24) vers le bas, augmente l'intensité de la force (Fr) qui sollicite 15 lI'organe mobile (24) axialement vers le bas.

4. Actionneur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, en position haute de l'organe mobile (24), la surface transversale inférieure (33) de l'insert métallique (30) est sensiblement alignée transversalement avec l'extrémité axiale 20 supérieure (29) de l'entrefer (18).

5. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'épaisseur axiale de l'insert métallique (30) est inférieure à l'épaisseur axiale de l'entrefer (18).

6. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'organe mobile (24) comporte un insert (32) en matériau amagnétique, de résistivité électrique importante, qui est intercalé axialement entre l'insert métallique (30) et l'aimant (26).

7. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'épaisseur transversale de l'insert métallique (30) est sensiblement constante axialement et est égale à l'épaisseur transversale de l'entrefer (18).

8. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'organe mobile (24) comporte une pièce métallique transversale (36) qui est agencée axialement au- dessus de I'insert métallique (30), et qui ferme le 5 circuit magnétique (14), lorsque l'organe mobile (24) occupe sa position basse, en venant en contact avec des surfaces (42, 44) du circuit magnétique (14) agencées de chaque côté de l'entrefer (18), en vue de minimiser l'intensité du courant électrique nécessaire au maintien de l'organe mobile (24) en position basse. 10

9. Actionneur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce métallique transversale (36) est une plaque transversale, et en ce que le circuit magnétique (14) comporte, de chaque côté de l'entrefer (18), une surface de contact (42, 44) sensiblement transversale, la plaque transversale 15 (36) venant en appui axial vers le bas contre les surfaces de contact (42, 44) du circuit magnétique (14) lorsque l'organe mobile (24) occupe sa position basse.

10. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'organe mobile (24) 20 comporte un insert (34) en matériau amagnétique, de résistivité électrique importante, qui est intercalé axialement entre la pièce métallique transversale (36) et l'insert métallique (30).

11. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur 25 transversale de l'aimant (26) est sensiblement constante axialement et égale à l'épaisseur transversale de l'entrefer (18).