FR2965321A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH A BALANCING SHAFT - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un moteur à combustion interne, comprenant : -un vilebrequin (100); -un arbre à cames (120) de commande de soupape entraîné en rotation par le vilebrequin (100) ; -un arbre d'équilibrage (130) entraîné en rotation par le vilebrequin selon un sens de rotation opposé à celui du vilebrequin. Dans ce moteur : -l'arbre à cames (120) est creux ; -l'arbre d'équilibrage (130) est monté à rotation à l'intérieur de l'arbre à cames et entraîné en rotation par l'arbre à cames.The invention relates to an internal combustion engine, comprising: a crankshaft (100); a valve camshaft (120) rotated by the crankshaft (100); a balancer shaft (130) rotated by the crankshaft in a direction of rotation opposite to that of the crankshaft. In this engine: the camshaft (120) is hollow; the balancer shaft (130) is rotatably mounted within the camshaft and rotated by the camshaft.

Description

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE MUNI D'UN ARBRE D'EQUILIBRAGE INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH A BALANCING SHAFT

[0001] L'invention concerne les moteurs à combustion interne, et en particulier l'équilibrage des forces alternatives générées par l'équipage mobile comprenant les vilebrequins, les pistons et les bielles. [0002] Les moteurs à combustion interne comprennent un ou plusieurs cylindres disposés en ligne, à plat, ou en V. Du fait du fonctionnement cyclique du moteur à combustion interne, le mouvement de l'équipage mobile est à l'origine de vibrations cycliques et de bruits qu'il est important de limiter. Parmi ces différentes implantations de moteurs, les moteurs à nombre impair de cylindres en ligne, en général trois ou cinq, posent des difficultés particulières d'équilibrage. En effet, les efforts de pilon d'ordre 1, 2 et 4, sont nuls et ceux d'ordre 6 sont extrêmement faibles et ne sont pas équilibrés en général. Par contre, le moteur est soumis à un couple de galop également appelé couple de tangage, d'ordre 1, 2 et 4. [0003] Pour les véhicules automobiles, la majeure partie des moteurs fabriqués comporte quatre cylindres. La lutte contre la pollution atmosphérique a par ailleurs conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules à plus faible consommation de carburant. En vue de réduire les frottements et la consommation des moteurs, il est prévu qu'un nombre croissant de moteurs produits présente une cylindrée et un nombre de cylindres plus réduits. Il est notamment prévu de développer un grand nombre de moteurs à trois cylindres, pour lesquels les problématiques d'équilibrage sont accrues. L'équilibrage s'avère notamment primordial pour des moteurs à explosion spontanée, dits moteurs Diesel. [0004] On connaît des dispositifs d'équilibrage avec des arbres dits de Lanchester qui permettent d'équilibrer sur les moteurs à quatre cylindres en ligne, notamment l'effort de pilon d'ordre 2 et sur les moteurs à nombre impair de cylindres le couple de galop d'ordre 1. [0005] Ces dispositifs d'équilibrage peuvent comprendre deux arbres contra-rotatifs, entraînés par chaîne et engrenages ou par courroie. Toutefois, de tels dispositifs sont lourds, encombrants, coûteux et accroissent le nombre de pièces du moteur. L'entraînement des arbres d'équilibrage nécessite notamment de rallonger le vilebrequin pour y implanter une poulie ou un engrenage d'entraînement de l'arbre d'équilibrage. Par conséquent, le gain d'encombrement en longueur d'un moteur à trois cylindres par rapport à un moteur à 4 cylindres (de même cylindrée unitaire et un alésage et une course identiques) est inférieur à I'entraxe cylindre, et est donc moindre que ce qui peut être théoriquement envisagé. Le gain d'encombrement par suppression d'un cylindre peut alors s'avérer particulièrement limité. [0006] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un moteur à combustion interne, comprenant : [0007] -un vilebrequin ; [0008] -un arbre à cames de commande de soupape entraîné en rotation par le vilebrequin ; [0009] -un arbre d'équilibrage entraîné en rotation par le vilebrequin selon un sens de rotation opposé à celui du vilebrequin ; [0010] -l'arbre à cames est creux ; [0011] -l'arbre d'équilibrage est monté à rotation à l'intérieur de l'arbre à cames et entraîné en rotation par l'arbre à cames. [0012] Selon une variante, l'arbre d'équilibrage traverse l'arbre à cames de part en part selon son axe de rotation. [0013] Selon encore une variante, l'arbre d'équilibrage comprend une masselotte disposée en saillie longitudinalement par rapport à l'arbre à cames. [0014] Selon une autre variante, l'arbre d'équilibrage comprend des masselottes disposées longitudinalement en saillie de part et d'autre de l'arbre à cames. [0015] Selon une autre variante, l'arbre à cames comporte des paliers hydrodynamiques de guidage en rotation de l'arbre d'équilibrage. [0016] Selon encore une autre variante, l'arbre à cames comporte à une extrémité axiale une poulie ou un engrenage entraîné par le vilebrequin, le moteur comprenant en outre un mécanisme de réduction logé dans la poulie ou engrenage, le mécanisme de réduction accouplant l'engrenage ou la poulie à l'arbre d'équilibrage de sorte que le sens de rotation de l'arbre d'équilibrage soit opposé à celui du vilebrequin. [0017] Selon une variante, le mécanisme de réduction entraîne l'arbre d'équilibrage à une vitesse de rotation double de celle de l'arbre à cames avec un sens de rotation opposé. [0018] Selon une autre variante, le mécanisme de réduction est un engrenage épicyclo'idal, comportant un planétaire intérieur solidaire de l'arbre d'équilibrage, un planétaire extérieur solidaire de la poulie ou engrenage, au moins un satellite s'engrenant sur les planétaires intérieur et extérieur, et un porte satellite fixé au moteur et sur lequel le satellite est monté à rotation. [0019] Selon encore une variante, le satellite comporte des première et deuxième dentures décalées axialement et présentant des diamètres distincts, la première denture engrenant sur le planétaire extérieur et la deuxième denture engrenant sur le planétaire intérieur. [0020] Selon encore une autre variante, le moteur comprend un mécanisme accouplant l'arbre à cames au vilebrequin avec un calage angulaire variable. [0021 ] Selon une autre variante, la poulie et l'arbre à cames sont montés avec un débattement angulaire l'un par rapport à l'autre, et le mécanisme comprend une chambre délimitée par une paroi solidaire de l'arbre à cames et par une paroi solidaire de la poulie, la chambre présentant un orifice d'introduction d'un fluide de façon à modifier la géométrie de la chambre en modifiant le calage angulaire entre lesdites parois. [0022] Selon encore une autre variante, le moteur comporte seulement trois pistons accouplés au vilebrequin par l'intermédiaire de bielles respectives. [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un moteur à combustion interne selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe schématique agrandie au niveau de la culasse du moteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté du mécanisme d'entraînement de l'arbre d'équilibrage ; - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'une variante de incluant un calage de distribution variable ; ^ la figure 5 est une vue en coupe transversale de la variante de la figure 4. [0024] L'invention propose un moteur à combustion interne muni d'un arbre à cames creux. Le moteur comporte un arbre d'équilibrage monté à rotation à l'intérieur de l'arbre à cames et entraîné en rotation par cet arbre à cames. [0025] Un tel moteur permet d'optimiser son encombrement en longueur (selon l'axe de rotation du vilebrequin) puisqu'un même organe d'entraînement du vilebrequin pourra entraîner à la fois l'arbre d'équilibrage et l'arbre à cames. De plus, un tel moteur présente un encombrement réduit selon d'autres axes, puisque l'arbre d'équilibrage est logé pour l'essentiel à l'intérieur de l'arbre à cames. Un tel moteur permet également d'utiliser un nombre réduit de composants ce qui optimise son coût de fabrication. [0026] La figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne 1 selon l'invention. Un tel moteur à combustion interne 1 comprend de façon connue en soi un vilebrequin 100 s'étendant selon un axe longitudinal 108 et monté à rotation dans un carter moteur 105 autour de cet axe 108. Le vilebrequin 100 est pour l'essentiel logé à l'intérieur du carter moteur 105. Le vilebrequin 100 est destiné à être accouplé aux roues motrices d'un véhicule par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses non illustrée. Le vilebrequin 100 comprend des manetons 107 excentrés par rapport à l'axe de rotation 108. Des pistons 101 sont connectés au vilebrequin 100 par l'intermédiaire de bielles 104. Les bielles 104 sont ainsi montées à rotation autour de manetons 107 respectifs. Les pistons 100 sont montés coulissants dans des chambres de combustion 106 du carter moteur 105. En l'occurrence, le moteur à combustion interne 1 est un moteur à trois cylindres. Une culasse 110 est rapportée sur le carter moteur 105 et loge un dispositif d'admission vers les chambres de combustion 106. Le dispositif d'admission comprend notamment un arbre à cames 120 dont les cames entraînent l'ouverture et la fermeture de soupapes 102 de façon synchronisée avec la rotation du vilebrequin. L'arbre à cames 120 est entraîné en rotation dans le même sens que le vilebrequin 100. La vitesse de rotation du vilebrequin 100 est le double de celle de l'arbre à cames 120. Dans l'exemple illustré, l'arbre à cames 120 est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'une poulie crantée 150 fixée à son extrémité, d'une poulie crantée 103 fixée à une extrémité du vilebrequin 100, et d'une courroie crantée 152 enroulée sur les poulies 103 et 150. [0027] La figure 2 est une vue en coupe agrandie au niveau de la culasse 110 du moteur à combustion interne 1. Pour des raisons de lisibilité, le carter de la culasse 110 n'est pas illustré. La poulie crantée 150 est encastrée sur une extrémité longitudinale de l'arbre à cames 120. L'encastrement peut être réalisé par tous moyens appropriés, par exemple par vissage, emmanchement ou soudage. La poulie crantée 150 comporte une gorge crantée 151 s'engrenant avec la courroie 152. La poulie 150 permet ainsi au vilebrequin 100 d'entraîner l'arbre à cames 120 en rotation de façon synchrone. En utilisant des poulies 150 et 103 de diamètres appropriés, le vilebrequin 100 entraîne l'arbre à cames 120 de sorte que la vitesse de rotation du vilebrequin 100 soit le double de celle de l'arbre à cames 120. [0028] L'arbre à cames 120 est logé dans la culasse 110 et s'étend selon un axe 109 parallèle à l'axe 108. L'arbre à cames 120 comporte de façon connue en soi des cames 121 destinées à actionner les soupapes 102. L'arbre à cames 120 est creux et comporte un alésage 124 s'étendant sur toute sa longueur. L'arbre à cames 120 est monté à rotation autour de l'axe 109 dans la culasse 110. [0029] Un arbre d'équilibrage 130 traverse de part en part l'arbre à cames 120. L'arbre d'équilibrage 130 traverse ainsi l'alésage 124 et comporte un arbre 133 logé à l'intérieur de l'alésage 124. L'arbre d'équilibrage 130 est monté à rotation à l'intérieur de l'arbre à cames 120. L'arbre à cames 120 comporte avantageusement des paliers 122 et 123, par exemple des paliers hydrodynamiques, afin de guider l'arbre d'équilibrage 130 en rotation. L'arbre d'équilibrage 130 comprend au moins une masse excentrée par rapport à l'axe 109. L'arbre d'équilibrage 130 comprend notamment une masselotte 131 en saillie longitudinalement par rapport à l'arbre à cames 120. La masselotte 131 est disposée à une extrémité de l'arbre 133 et est en saillie radialement par rapport à l'arbre 133. La masselotte 131 est excentrée par rapport à l'axe 109. L'arbre d'équilibrage 130 comprend également une autre masselotte 132 rapportée. La masselotte 132 est rapportée sur l'arbre 133 à l'opposée de la masselotte 131. La masselotte 132 est en saillie radialement par rapport à l'arbre 133 et est excentrée par rapport à l'axe 109. Les masselottes 131 et 132 forment des balourds décalés angulairement à 180°. De façon générale, l'homme du métier saura définir une ou plusieurs masselottes sur l'arbre d'équilibrage 130 de façon à équilibrer des vibrations selon des axes et des phasages appropriés par rapport au vilebrequin 100. [0030] L'arbre d'équilibrage 130 est entraîné en rotation par l'arbre à cames 120, selon un sens de rotation opposé à celui du vilebrequin 100. L'arbre d'équilibrage 130 est entraîné à une vitesse de rotation égale à celle du vilebrequin 100, mais avec un sens de rotation opposé. La vitesse de rotation de l'arbre d'équilibrage 130 est donc le double de celle de l'arbre à cames 120. [0031] L'entraînement de l'arbre d'équilibrage 130 par l'arbre à cames 120 est avantageusement réalisé par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction. Le mécanisme de réduction est avantageusement logé dans la poulie 150, ce qui réduit l'encombrement longitudinal du moteur 1. La poulie 150 forme ainsi un organe d'entraînement par le vilebrequin 100 commun à l'arbre à cames 120 et à l'arbre d'équilibrage 130. À cet effet, un volume 153 est ménagé à l'intérieur de la poulie 150. Le mécanisme de réduction entraîne l'arbre d'équilibrage 130 selon un sens de rotation opposé à celui du vilebrequin 100. [0032] Avantageusement, le mécanisme de réduction est réalisé au moyen d'un train d'engrenage épicyclo'idal 140. Ainsi, l'entraînement en rotation de l'arbre d'équilibrage 130 peut être réalisé au moyen d'un mécanisme particulièrement compact et aisément logeable dans le volume. L'engrenage épicyclo'idal 140 comporte un planétaire extérieur (ou couronne) 141 formé par une denture intérieure de la courroie crantée 150. Le train épicyclo'idal 140 comporte par ailleurs un planétaire intérieur 149 solidaire de l'arbre d'équilibrage 130. Le planétaire intérieur 149 est réalisé sous la forme d'une denture extérieure ménagée sur une extrémité de l'arbre 133. L'engrenage épicyclo'idal 140 comprend de plus des satellites 144 (en l'occurrence 3), s'engrenant à la fois sur le planétaire intérieur 149 et sur le planétaire extérieur 141. Les satellites 144 sont montés à rotation sur un porte satellite 145. Le porte satellite 145 est fixé par rapport au moteur 1, de sorte que les axes des satellites sont fixes. Le porte satellite 145 peut par exemple être fixé sur le carter moteur 105 ou sur la culasse 110, des alésages 146 permettant notamment une fixation par vissage. Les satellites 144 présentent une première denture 142 et une deuxième denture 143. Les dentures 142 et 143 sont décalées longitudinalement. La denture 142 s'engrène sur le planétaire extérieur 141, la denture 143 s'engrenant sur le planétaire intérieur 149. Les dentures 142 et 143 présentent des diamètres distincts. Le rapport de réduction de l'engrenage épicycloïdal 140 est défini de sorte que la vitesse de rotation de l'arbre d'équilibrage 130 soit le double de celle de l'arbre à cames 120. [0033] Selon un exemple, le planétaire extérieur 141 pourra comporter 75 dents, la denture 142 pourra comporter 25 dents, la denture 143 pourra comporter 20 dents, et le planétaire intérieur 149 pourra comporter 30 dents. [0034] Bien que le mode de réalisation illustré décrive un entraînement par courroie crantée, l'entraînement synchrone de l'arbre à cames 120 et de l'arbre d'équilibrage 130 par le vilebrequin 100 peut également être réalisé par l'intermédiaire d'une cascade de pignons. Dans ce cas, la poulie 150 est remplacée par un engrenage externe. L'entraînement synchrone de l'arbre à cames 120 et de l'arbre d'équilibrage 130 par le vilebrequin 100 peut également être réalisé par chaîne. [0035] Dans l'exemple illustré, l'arbre d'équilibrage 130 est monté dans un arbre à cames d'admission 120. On peut bien entendu également monter l'arbre d'équilibrage 130 dans un arbre à cames d'échappement. [0036] Bien que la poulie crantée 150 soit fixée à l'arbre à cames 120 dans le mode de réalisation illustré, peut également envisager d'interposer un dispositif de déphasage de l'arbre à cames par rapport au vilebrequin, afin de pouvoir décaler angulairement cette poulie 150 par rapport à l'arbre à cames 120. Ainsi, on peut réaliser un dispositif de variation de calage de l'arbre à cames, tant pour l'arbre à cames d'admission que pour l'arbre à cames d'échappement. en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. [0037] Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement la structure d'un arbre à came, d'un arbre d'équilibrage et d'une poulie d'entraînement selon une variante disposant d'un dispositif de déphasage 160 de l'arbre à cames par rapport au vilebrequin. La poulie crantée 150 est montée pivotante sur une extrémité longitudinale de l'arbre à cames 120. [0038] Comme dans la variante précédente : - la poulie crantée 150 comporte une gorge crantée 151 s'engrenant avec la courroie 152 ; - l'arbre à cames 120 s'étend selon un axe et est monté à rotation autour de cet axe dans la culasse. L'arbre à cames 120 comporte des cames 121 actionnant les soupapes 102. L'arbre à cames 120 est creux et comporte un alésage 124 s'étendant sur toute sa longueur ; - l'arbre d'équilibrage 130 comporte un arbre 133 traversant de part en part l'alésage 124 de l'arbre à cames 120. L'arbre d'équilibrage 130 est monté à rotation par rapport à l'arbre à cames 120 ; -l'arbre d'équilibrage 130 comprend une masselotte 131 en saillie longitudinalement par rapport à l'arbre à cames 120. La masselotte 131 est disposée à une extrémité de l'arbre 133 et est en saillie radialement par rapport à l'arbre 133. La masselotte 131 est excentrée par rapport à l'axe; -l'arbre d'équilibrage 130 comprend également une autre masselotte 132 rapportée. La masselotte 132 est rapportée sur l'arbre 133 à l'opposée de la masselotte 131. La masselotte 132 est en saillie radialement par rapport à l'arbre 133 et est excentrée par rapport à l'axe; -l'entraînement de l'arbre d'équilibrage 130 par l'arbre à cames 120 est réalisé par l'intermédiaire le mécanisme de réduction à train épicyclo'idal 140 logé dans le volume 153 de la poulie 150. Le train épicyclo'idal 140 présente les mêmes caractéristiques que dans la variante précédente. [0039] Le calage variable des arbres à cames 120 par rapport au vilebrequin est réalisé au moyen du dispositif de déphasage 160. Le dispositif 160 modifie la position angulaire relative entre la poulie 150 et l'arbre à came 120. La poulie 150 présente plusieurs ergots 155 en saillie radialement vers l'intérieur. Le dispositif 160 comprend par ailleurs une roue à aubes. La roue à aubes est reliée par une liaison encastrée avec l'arbre à cames 120, par exemple par vissage. La roue à aubes comprend un moyeu central 161 depuis lequel s'étendent radialement des aubes 162. Les aubes 162 sont en même nombre que les ergots 155 et en vis-à-vis. La roue à aubes et la poulie sont montées pivotantes l'une par rapport à l'autre avec un certain débattement angulaire. [0040] La combinaison des aubes 162 et des ergots 155 délimite des chambres à volume variable 163. La face centripète des ergots 155 assure également le guidage en rotation de la roue 150 et l'étanchéité des chambres 163. Les chambres 163 sont alimentées par une alimentation en huile. La pression d'huile définit la taille de la cavité, et ainsi le positionnement angulaire de l'arbre à came 120 par rapport à la poulie 150. La pression d'huile dans les cavités 163 est ainsi contrôlée par un calculateur de contrôle moteur, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. [0041] Les chambres 163 alternent avec des chambres 164 avec lesquelles elles sont placées en opposition. Ces chambres 164 peuvent comprendre un ressort de rappel entre les ergots 155 et les aubes 162, un fluide compressible, ou un fluide incompressible dont le remplissage est commandé par le calculateur de contrôle moteur. [0042] Dans l'exemple illustré, le dispositif de déphasage 160 est actionné hydrauliquement. On peut cependant également envisager d'autres types d'actionnement du dispositif de déphasage, par exemple par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou par l'intermédiaire d'une commande mécanique. [0043] L'arbre d'équilibrage 130 est directement entraîné par la poulie 150 par l'intermédiaire du train épicyclo'idal 140. Ainsi, le calage angulaire de l'arbre d'équilibrage 130 par rapport au vilebrequin 100 reste toujours constant. The invention relates to internal combustion engines, and in particular the balancing of the alternative forces generated by the mobile equipment including crankshafts, pistons and connecting rods. Internal combustion engines comprise one or more cylinders arranged in line, flat, or V. Because of the cyclic operation of the internal combustion engine, the movement of the moving element is the source of cyclic vibrations. and noises that it is important to limit. Among these different engine locations, the odd number of in-line cylinder engines, generally three or five, pose particular difficulties of balancing. Indeed, the efforts of pestle of order 1, 2 and 4, are null and those of order 6 are extremely weak and are not balanced in general. On the other hand, the engine is subjected to a pair of galloping also called pitching torque, of order 1, 2 and 4. [0003] For motor vehicles, the majority of the engines manufactured comprise four cylinders. The fight against atmospheric pollution has also led car manufacturers to develop vehicles with lower fuel consumption. In order to reduce the friction and the consumption of the engines, it is expected that an increasing number of produced engines has a reduced cylinder capacity and a smaller number of cylinders. In particular, it is planned to develop a large number of three-cylinder engines, for which balancing issues are increased. Balancing is particularly important for spontaneous combustion engines, known as diesel engines. Balancing devices with so-called Lanchester shafts are known which make it possible to balance on four-cylinder engines in line, in particular the 2nd order pestle force and on the odd-numbered engines of cylinders. first order gallop torque. [0005] These balancing devices may comprise two contra-rotating shafts, driven by chain and gears or by belt. However, such devices are heavy, bulky, expensive and increase the number of engine parts. The balancing shafts drive requires in particular to extend the crankshaft to implement a pulley or a drive gear of the balancer shaft. Consequently, the gain in overall length of a three-cylinder engine compared to a 4-cylinder engine (with the same cubic capacity and an identical bore and stroke) is less than the cylinder center distance, and is therefore less than what can be theoretically envisaged. The space saving by deleting a cylinder can then be particularly limited. The invention aims to solve one or more of these disadvantages. The invention thus relates to an internal combustion engine, comprising: [0007] a crankshaft; [0008] a camshaft valve control rotated by the crankshaft; [0009] a balancing shaft driven in rotation by the crankshaft in a direction of rotation opposite to that of the crankshaft; [0010] the camshaft is hollow; -The balancing shaft is rotatably mounted within the camshaft and driven in rotation by the camshaft. Alternatively, the balancing shaft passes through the camshaft from side to side along its axis of rotation. According to another variant, the balancer shaft comprises a flyweight disposed protruding longitudinally relative to the camshaft. According to another variant, the balancer shaft comprises flyweights arranged longitudinally projecting on either side of the camshaft. According to another variant, the camshaft comprises hydrodynamic bearings rotational guide of the balancer shaft. According to yet another variant, the camshaft comprises at an axial end a pulley or a gear driven by the crankshaft, the motor further comprising a reduction mechanism housed in the pulley or gear, the coupling reduction mechanism the gear or pulley to the balance shaft so that the direction of rotation of the balancer shaft is opposite that of the crankshaft. According to one variant, the reduction mechanism drives the balancer shaft at a rotation speed twice that of the camshaft with an opposite direction of rotation. According to another variant, the reduction mechanism is an epicyclo'idal gear, comprising an inner sun gear integral with the balancer shaft, an outer sun gear integral with the pulley or gear, at least one satellite meshing on the inner and outer planetaries, and a satellite door attached to the engine and on which the satellite is rotatably mounted. According to another variant, the satellite comprises first and second teeth axially offset and having distinct diameters, the first toothing meshing on the outer sun gear and the second toothing meshing on the inner sun gear. According to yet another variant, the engine comprises a mechanism coupling the camshaft to the crankshaft with a variable angular setting. According to another variant, the pulley and the camshaft are mounted with an angular displacement relative to each other, and the mechanism comprises a chamber defined by a wall integral with the camshaft and by a wall integral with the pulley, the chamber having a fluid introduction orifice so as to modify the geometry of the chamber by modifying the angular setting between said walls. According to yet another variant, the engine comprises only three pistons coupled to the crankshaft via respective connecting rods. Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which is given below, for information only and in no way limitative, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a view in schematic section of an internal combustion engine according to one embodiment of the invention; - Figure 2 is an enlarged schematic sectional view at the cylinder head of the engine of Figure 1; - Figure 3 is a side view of the drive mechanism of the balancer shaft; FIG. 4 is a schematic sectional view of a variant of including a variable timing setting; Figure 5 is a cross-sectional view of the variant of Figure 4. [0024] The invention provides an internal combustion engine with a hollow camshaft. The motor has a balance shaft rotatably mounted within the camshaft and rotated by the camshaft. Such an engine makes it possible to optimize its overall dimensions in length (according to the axis of rotation of the crankshaft) since the same crankshaft drive member may drive both the balancer shaft and the axle shaft. cams. In addition, such a motor has a small footprint along other axes, since the balancer shaft is housed for the most part inside the camshaft. Such an engine also makes it possible to use a reduced number of components, which optimizes its manufacturing cost. Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine 1 according to the invention. Such an internal combustion engine 1 comprises, in a manner known per se, a crankshaft 100 extending along a longitudinal axis 108 and rotatably mounted in a crankcase 105 around this axis 108. The crankshaft 100 is for the most part housed at The crankshaft 100 is intended to be coupled to the drive wheels of a vehicle via a gearbox not shown. The crankshaft 100 comprises crank pins 107 eccentric with respect to the axis of rotation 108. Pistons 101 are connected to the crankshaft 100 via connecting rods 104. The rods 104 are thus rotatably mounted around respective crank pins 107. The pistons 100 are slidably mounted in combustion chambers 106 of the crankcase 105. In this case, the internal combustion engine 1 is a three-cylinder engine. A cylinder head 110 is attached to the crankcase 105 and houses an intake device to the combustion chambers 106. The intake device comprises in particular a camshaft 120 whose cams cause the opening and closing of valves 102 of synchronized with the rotation of the crankshaft. The camshaft 120 is rotated in the same direction as the crankshaft 100. The rotational speed of the crankshaft 100 is twice that of the camshaft 120. In the illustrated example, the camshaft 120 is rotated by means of a toothed pulley 150 attached at its end, a toothed pulley 103 attached to one end of the crankshaft 100, and a toothed belt 152 wound on the pulleys 103 and 150. [ 0027] Figure 2 is an enlarged sectional view at the cylinder head 110 of the internal combustion engine 1. For reasons of readability, the housing of the cylinder head 110 is not illustrated. The toothed pulley 150 is embedded on a longitudinal end of the camshaft 120. The embedding can be achieved by any appropriate means, for example by screwing, fitting or welding. The toothed pulley 150 has a notched groove 151 meshing with the belt 152. The pulley 150 thus allows the crankshaft 100 to drive the camshaft 120 in rotation synchronously. By using pulleys 150 and 103 of suitable diameters, the crankshaft 100 drives the camshaft 120 so that the rotational speed of the crankshaft 100 is twice that of the camshaft 120. [0028] The shaft cam 120 is housed in the cylinder head 110 and extends along an axis 109 parallel to the axis 108. The camshaft 120 comprises, in a manner known per se, cams 121 intended to actuate the valves 102. cams 120 is hollow and has a bore 124 extending over its entire length. The camshaft 120 is rotatably mounted about the axis 109 in the cylinder head 110. A balancer shaft 130 passes right through the camshaft 120. The balancer shaft 130 crosses thus the bore 124 and includes a shaft 133 housed inside the bore 124. The balance shaft 130 is rotatably mounted within the camshaft 120. The camshaft 120 advantageously comprises bearings 122 and 123, for example hydrodynamic bearings, in order to guide the balance shaft 130 in rotation. The balance shaft 130 comprises at least one eccentric mass with respect to the axis 109. The balancer shaft 130 comprises in particular a counterweight 131 projecting longitudinally with respect to the camshaft 120. The counterweight 131 is disposed at one end of the shaft 133 and protrudes radially from the shaft 133. The flyweight 131 is eccentric with respect to the axis 109. The balance shaft 130 also comprises another weight 132 reported. The flyweight 132 is attached to the shaft 133 opposite the flyweight 131. The flyweight 132 is projecting radially from the shaft 133 and is eccentric with respect to the axis 109. The flyweights 131 and 132 form unbalance offset angularly 180 °. In general, the skilled person will define one or more flyweights on the balance shaft 130 so as to balance vibrations along axes and appropriate phasages relative to the crankshaft 100. The shaft of balancing 130 is rotated by the camshaft 120, in a direction of rotation opposite that of the crankshaft 100. The balancer shaft 130 is driven at a rotation speed equal to that of the crankshaft 100, but with a opposite direction of rotation. The rotational speed of the balance shaft 130 is thus twice that of the camshaft 120. The drive of the balancer shaft 130 by the camshaft 120 is advantageously carried out through a reduction mechanism. The reduction mechanism is advantageously housed in the pulley 150, which reduces the longitudinal size of the motor 1. The pulley 150 thus forms a drive member by the crankshaft 100 common to the camshaft 120 and to the shaft For this purpose, a volume 153 is formed inside the pulley 150. The reduction mechanism drives the balancer shaft 130 in a direction of rotation opposite to that of the crankshaft 100. [0032] Advantageously, the reduction mechanism is achieved by means of an epicyclo-thetic gear train 140. Thus, the rotary drive of the balancer shaft 130 can be achieved by means of a particularly compact mechanism and easily logeable in the volume. The epicyclic gear 140 comprises an outer sun gear (or ring gear) 141 formed by an internal toothing of the toothed belt 150. The epicyclic train 140 also has an inner sun gear 149 secured to the balancer shaft 130. The inner sun gear 149 is constructed as an external toothing on one end of the shaft 133. The epicyclic gear 140 further includes satellites 144 (hereinafter 3) meshing with each other. On the inner sun gear 149 and on the outer sun gear 141. The satellites 144 are rotatably mounted on a satellite gate 145. The satellite gate 145 is fixed with respect to the motor 1, so that the axes of the satellites are fixed. The satellite door 145 may for example be fixed on the crankcase 105 or on the cylinder head 110, bores 146 allowing in particular a fastening by screwing. The satellites 144 have a first toothing 142 and a second toothing 143. The teeth 142 and 143 are offset longitudinally. The toothing 142 meshes with the outer sun gear 141, the toothing 143 meshing with the inner sun gear 149. The teeth 142 and 143 have distinct diameters. The reduction ratio of the epicyclic gear 140 is set so that the rotational speed of the balance shaft 130 is twice that of the camshaft 120. [0033] In one example, the outer sun gear 141 may include 75 teeth, the toothing 142 may comprise 25 teeth, the toothing 143 may comprise 20 teeth, and the inner sun gear 149 may include 30 teeth. Although the illustrated embodiment describes a notched belt drive, the synchronous drive of the camshaft 120 and the balancer shaft 130 by the crankshaft 100 can also be achieved via a cascade of gables. In this case, the pulley 150 is replaced by an external gear. The synchronous drive of the camshaft 120 and the balance shaft 130 by the crankshaft 100 can also be achieved by chain. In the example shown, the balance shaft 130 is mounted in an intake camshaft 120. It is of course also mount the balancer shaft 130 in an exhaust camshaft. Although the toothed pulley 150 is fixed to the camshaft 120 in the illustrated embodiment, may also consider interposing a phase shift device of the camshaft relative to the crankshaft, so as to be able to shift angularly this pulley 150 relative to the camshaft 120. Thus, it is possible to realize a camshaft timing variation device, both for the intake camshaft and the camshaft of the camshaft. 'exhaust. depending on the operating conditions of the motor. Figures 4 and 5 schematically illustrate the structure of a camshaft, a balancer shaft and a drive pulley according to a variant having a phase shift device 160 of the shaft to cams relative to the crankshaft. The toothed pulley 150 is pivotally mounted on a longitudinal end of the camshaft 120. As in the previous variant: the toothed pulley 150 has a notched groove 151 meshing with the belt 152; - The camshaft 120 extends along an axis and is rotatably mounted about this axis in the cylinder head. The camshaft 120 includes cams 121 actuating the valves 102. The camshaft 120 is hollow and has a bore 124 extending along its entire length; the balancer shaft 130 comprises a shaft 133 passing right through the bore 124 of the camshaft 120. The balancing shaft 130 is rotatably mounted relative to the camshaft 120; the balancer shaft 130 comprises a counterweight 131 projecting longitudinally with respect to the camshaft 120. The counterweight 131 is disposed at one end of the shaft 133 and protrudes radially from the shaft 133 The flyweight 131 is eccentric with respect to the axis; the balancing shaft 130 also comprises another counterweight 132 attached. The flyweight 132 is attached to the shaft 133 opposite the flyweight 131. The flyweight 132 is projecting radially from the shaft 133 and is eccentric with respect to the axis; the drive of the balancer shaft 130 by the camshaft 120 is produced by means of the reduction gear with epicycloidal train 140 housed in the volume 153 of the pulley 150. The epicycloidal train 140 has the same characteristics as in the previous variant. The variable timing of the camshafts 120 relative to the crankshaft is achieved by means of the phase shifter 160. The device 160 changes the relative angular position between the pulley 150 and the cam shaft 120. The pulley 150 has several pins 155 projecting radially inwardly. The device 160 furthermore comprises a paddle wheel. The impeller is connected by a recessed connection with the camshaft 120, for example by screwing. The impeller comprises a central hub 161 from which radially extend vanes 162. The blades 162 are the same number as the lugs 155 and vis-à-vis. The impeller and the pulley are pivotally mounted relative to each other with a certain angular displacement. The combination of blades 162 and lugs 155 delimits chambers with variable volume 163. The centripetal face of the lugs 155 also ensures the rotational guidance of the wheel 150 and the sealing of the chambers 163. The chambers 163 are powered by an oil supply. The oil pressure defines the size of the cavity, and thus the angular positioning of the cam shaft 120 relative to the pulley 150. The oil pressure in the cavities 163 is thus controlled by an engine control computer, depending on the operating conditions of the motor. The rooms 163 alternate with 164 rooms with which they are placed in opposition. These chambers 164 may comprise a return spring between the lugs 155 and the blades 162, a compressible fluid, or an incompressible fluid whose filling is controlled by the engine control computer. In the example illustrated, the phase shift device 160 is hydraulically actuated. However, it is also possible to envisage other types of actuation of the phase shift device, for example by means of an electric motor or by means of a mechanical control. The balancer shaft 130 is directly driven by the pulley 150 via the epicyclic train 140. Thus, the angular setting of the balancer shaft 130 relative to the crankshaft 100 is always constant.

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Moteur à combustion interne (1), comprenant : - un vilebrequin (100); -un arbre à cames (120) de commande de soupape entraîné en rotation par le vilebrequin (100) ; - un arbre d'équilibrage (130) entraîné en rotation par le vilebrequin selon un sens de rotation opposé à celui du vilebrequin ; caractérisé en ce que : -l'arbre à cames (120) est creux ; - l'arbre d'équilibrage (130) est monté à rotation à l'intérieur de l'arbre à cames et entraîné en rotation par l'arbre à cames. REVENDICATIONS1. Internal combustion engine (1), comprising: - a crankshaft (100); a valve camshaft (120) rotated by the crankshaft (100); - A balancer shaft (130) rotated by the crankshaft in a direction of rotation opposite to that of the crankshaft; characterized in that: the camshaft (120) is hollow; - The balancer shaft (130) is rotatably mounted within the camshaft and rotated by the camshaft. 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel l'arbre 15 d'équilibrage (130) traverse l'arbre à cames de part en part selon son axe de rotation. 2. An internal combustion engine according to claim 1, wherein the balancer shaft (130) passes through the camshaft integrally along its axis of rotation. 3. Moteur à combustion interne selon la revendication 2, dans lequel l'arbre d'équilibrage (130) comprend une masselotte (131) disposée en saillie 20 longitudinalement par rapport à l'arbre à cames (120). An internal combustion engine as claimed in claim 2, wherein the balancer shaft (130) comprises a flyweight (131) protruding longitudinally from the camshaft (120). 4. Moteur à combustion interne selon la revendication 3, dans lequel l'arbre d'équilibrage (130) comprend des masselottes (131,132) disposées longitudinalement en saillie de part et d'autre de l'arbre à cames. 4. Internal combustion engine according to claim 3, wherein the balancer shaft (130) comprises flyweights (131,132) arranged longitudinally projecting on either side of the camshaft. 5. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre à cames (120) comporte des paliers hydrodynamiques (122,123) de guidage en rotation de l'arbre d'équilibrage. 30 5. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, wherein the camshaft (120) comprises hydrodynamic bearings (122,123) for guiding the rotation of the balancing shaft. 30 6. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre à cames (120) comporte à une extrémité axiale une poulie (150) ou un engrenage entraîné par le vilebrequin (100), le moteur comprenant en outre un mécanisme de réduction (140) logé dans la poulie ou engrenage, le mécanisme de réduction accouplant l'engrenage ou 35 la poulie à l'arbre d'équilibrage de sorte que le sens de rotation de l'arbre d'équilibrage soit opposé à celui du vilebrequin. An internal combustion engine as claimed in any one of the preceding claims, wherein the camshaft (120) has at one axial end a pulley (150) or gear driven by the crankshaft (100), the engine comprising in addition to a reduction mechanism (140) housed in the pulley or gear, the reduction mechanism couples the gear or pulley to the balance shaft so that the direction of rotation of the balance shaft is opposite. to that of the crankshaft. 7. Moteur à combustion interne selon la revendication 6, dans lequel le mécanisme de réduction (140) entraîne l'arbre d'équilibrage (130) à une 40 vitesse de rotation double de celle de l'arbre à cames (120) avec un sens de rotation opposé. 25 The internal combustion engine according to claim 6, wherein the reduction mechanism (140) drives the balancer shaft (130) at a rotational speed twice that of the camshaft (120) with a opposite direction of rotation. 25 8. Moteur à combustion interne selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le mécanisme de réduction (140) est un engrenage épicycloïdal, comportant un planétaire intérieur (149) solidaire de l'arbre d'équilibrage, un planétaire extérieur (141) solidaire de la poulie ou engrenage, au moins un satellite (144) s'engrenant sur les planétaires intérieur et extérieur, et un porte satellite (145) fixé au moteur et sur lequel le satellite (144) est monté à rotation. 8. Internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein the reduction mechanism (140) is an epicyclic gear, having an inner sun gear (149) integral with the balancing shaft, an outer sun gear (141) integral pulley or gear, at least one satellite (144) meshing on the inner and outer planetaries, and a satellite carrier (145) attached to the motor and on which the satellite (144) is rotatably mounted. 9. Moteur à combustion interne selon la revendication 8, dans lequel le satellite (144) comporte des première et deuxième dentures (142,143) décalées axialement et présentant des diamètres distincts, la première denture engrenant sur le planétaire extérieur (141) et la deuxième denture engrenant sur le planétaire intérieur (149). 9. Internal combustion engine according to claim 8, wherein the satellite (144) comprises first and second sets of teeth (142, 143) axially offset and having distinct diameters, the first toothing meshing on the outer sun gear (141) and the second set of teeth. meshing with the inner sun gear (149). 10. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un mécanisme (160) accouplant l'arbre à cames (120) au vilebrequin (100) avec un calage angulaire variable. An internal combustion engine as claimed in any one of the preceding claims, comprising a mechanism (160) coupling the camshaft (120) to the crankshaft (100) with variable angular setting. 11. Moteur à combustion interne selon la revendication 10 et l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans laquelle la poulie (150) et l'arbre à cames (120) sont montés avec un débattement angulaire l'un par rapport à l'autre, et dans laquelle le mécanisme (160) comprend une chambre (163) délimitée par une paroi solidaire de l'arbre à cames (120) et par une paroi solidaire de la poulie (150), la chambre (163) présentant un orifice d'introduction d'un fluide de façon à modifier la géométrie de la chambre en modifiant le calage angulaire entre lesdites parois. An internal combustion engine according to claim 10 and any one of claims 6 to 9, wherein the pulley (150) and the camshaft (120) are mounted with angular displacement relative to one another. other, and wherein the mechanism (160) comprises a chamber (163) delimited by a wall integral with the camshaft (120) and a wall integral with the pulley (150), the chamber (163) having a orifice for introducing a fluid so as to modify the geometry of the chamber by modifying the angular setting between said walls. 12. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte seulement trois pistons (101) accouplés au vilebrequin (100) par l'intermédiaire de bielles respectives.30 12. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises only three pistons (101) coupled to the crankshaft (100) via respective connecting rods.