FR3028908A1 - Ensemble de transmission synchrone par courroie crantee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble (20) de transmission comprenant : -Une première poulie (22) crantée, -Une seconde poulie (24) crantée, -Une courroie crantée (21) engrenée autour des poulies, La première poulie (22) étant reliée à un organe moteur tandis que la seconde poulie (24) est reliée à un organe entrainé, les organes moteur et entrainé étant tels qu'il en résulte des vibrations de la courroie crantée (21) lorsqu'ils sont en mouvement, - une poulie circulaire excentrée (30) crantée, entrainée par la courroie crantée (21) mais non reliée à un organe à entraîner, caractérisé en ce que le diamètre, le calage angulaire (α) et l'excentricité (e) de la poulie circulaire excentrée (30) sont choisis tels que la poulie excentrée (30) produit une fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur une harmonique prédéterminée par le diamètre choisi, les vibrations résultant du mouvement des organes pris dans leur ensemble.

Description

1 ENSEMBLE DE TRANSMISSION SYNCHRONE PAR COURROIE CRANTEE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au contrôle des phénomènes vibratoires liés au 5 fonctionnement d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de transmission synchrone par courroie crantée. Arrière-plan technologique Les systèmes de transmission par courroies synchrones sont couramment utilisés dans 10 les moteurs à combustion interne à pistons, notamment pour transmettre le mouvement du vilebrequin aux arbres à cames qui pilotent la distribution. La figure 1 présente un exemple typique de façade 1 de distribution utilisée dans les moteurs. Pour chaque cylindre du moteur un cycle moteur à quatre temps complet est 15 réalisé par deux tours de vilebrequin. Dans cet exemple la façade 1 comprend une courroie 2 crantée, une première poulie 3 circulaire crantée, reliée au vilebrequin dont seul l'axe de rotation 4 est représenté, une deuxième poulie 5 circulaire crantée, reliée à l'arbre à cames dont seul l'axe de rotation 6 20 est représenté. La première poulie 3 reliée au vilebrequin du moteur à combustion interne est dite motrice ou entraînante tandis que la poulie 5 reliée à l'arbre à cames est dite réceptrice ou entraînée. La première poulie 3 motrice est d'un diamètre deux fois plus petit que celui de la poulie 5 réceptrice. 25 La courroie 4 crantée est engrenée autour des première et deuxième poulies 3, 5. La courroie 4 crantée permet de garantir un phasage précis entre la rotation de la poulie motrice reliée au vilebrequin et la poulie entrainée reliée à l'arbre à cames. La courroie 2 de distribution peut entraîner par ailleurs d'autres organes nécessaires au 30 fonctionnement du moteur. La courroie 2 de distribution peut par exemple entraîner par l'intermédiaire d'une poulie 7 circulaire crantée une pompe à eau dont seul l'axe de rotation 8 est représenté. La courroie 2 de distribution peut également entraîner de manière synchrone par l'intermédiaire d'une poulie 9 circulaire crantée une pompe haute pression pour le carburant, dont seul l'axe de rotation 10 est représenté. Cette pompe est 35 dite haute pression car elle est destinée à élever la pression du carburant à sa pression d'injection. 3028908 2 Les axes 4, 6, 8, 10 de rotation des poulies 3, 5, 7, 9 sont perpendiculaires au plan de la façade 1. De nombreuses contraintes interviennent dans la conception du système, notamment les tensions de pose, les vibrations (longitudinales et transversales) des brins de courroies, etc. Un des besoins importants est la maîtrise de la dynamique (vibrations, bruit) complexe de l'ensemble, en considérant l'ensemble des points et situations de fonctionnement du moteur. Pour aider à cela, des galets, classiquement des poulies 11, 11' lisses et non crantées, sont disposés qui peuvent aider au contrôle de la tension de la courroie et à l'amortissement des vibrations. Parfois les galets tendeurs et/ou amortisseurs ne suffisent pas à la maîtrise des fluctuations néfastes, par exemple de tension, dans la courroie. Le comportement mécanique de la courroie crantée est notamment caractérisé au ler ordre par une raideur « équivalente » en tension, par exemple 400 N/mm, qui relie les allongements et les efforts de tension subis par la courroie. Les fluctuations d'allongements, d'efforts et de contraintes subis par la courroie peuvent lui occasionner des endommagements, nuisibles à la durée de vie du système de distribution, et par conséquent à tout le moteur, ainsi que constituer des sources de bruits et vibrations néfastes. On cherche donc à réduire leur niveau moyen et aussi leurs fluctuations, en maintenant une tension sensiblement constante dans la courroie, pour tout ou partie des conditions de fonctionnement du moteur. L'essentiel de ces fluctuations résulte de différents processus liés au fonctionnement du moteur à pistons, qui est cyclique. Leur analyse fréquentielle fait donc souvent apparaître les ordres de rotation moteur. On parle ainsi de contributions à l'harmonique 0,5 ou 1 ou 2 ou 3, etc., qui sont liées à des fréquences en Hertz variables avec le régime moteur. En dehors de ces problèmes vibratoires, des contraintes importantes à prendre en compte pour le dimensionnement de la façade de distribution sont également la tension de pose de la courroie, que l'on cherche à réduire pour améliorer sa durée de vie, réduire les frottements induits et les charges mécaniques appliquées aux poulies, ceci tout en veillant à ce qu'au cours du fonctionnement dynamique du moteur aucun brin de la courroie ne voie sa tension s'annuler, au risque de voir des sauts de dents et une désynchronisation destructrice entre vilebrequin et arbres à cames.

Il existe donc un besoin pour réduire les fluctuations dynamiques, notamment de tension, de la courroie afin d'en minimiser les endommagements.

3028908 3 On connait du document EP1448916 l'usage de poulies non circulaires qui peuvent produire une compensation partielle des contraintes dynamiques subies par la courroie. Cependant l'usage de telles poulies non circulaires, en raison de leur profil à courbure 5 variable, fait subir localement à la courroie au niveau des points d'engrènement et de désengrènement des endommagements supplémentaires, conduisant par exemple plus rapidement à des délaminages de courroies. De plus, la production d'une poulie non circulaire est plus complexe qu'une poulie circulaire. En outre selon ce document le dimensionnement de la poulie non circulaire est réalisé de telle sorte que ce soient les 10 fluctuations de couple au niveau de la poulie entraînée qui soient minimisées. Or les fluctuations de contraintes et les fluctuations des déformations de la courroie qui sont dommageables résultent d'un ensemble de phénomènes physiques plus vaste dépendant du régime et de la charge du moteur, dont notamment : 15 - le comportement acyclique du moteur, résultant de son architecture mécanique et de son contrôle moteur -la ou les résonances en vibration de la façade de distribution, liées à l'existence d'un ou plusieurs modes propres de vibration de la façade de distribution, dépendant entre autres de l'architecture de la façade. 20 -les couples résistants dynamiques appliqués sur les poulies et pignons par les différents organes entraînés, produits notamment par le système d'arbres à cames et la pompe haute pression. Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de proposer un autre système de 25 distribution par courroie pour moteur à combustion interne dans lequel les vibrations en fonctionnement néfastes à la durée de vie de la courroie et/ou au silence de fonctionnement sont réduites. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un ensemble de transmission 30 synchrone par courroie crantée comprenant : -Une première poulie crantée, -Une seconde poulie crantée, -Une courroie crantée engrenée autour des premières et secondes poulies crantées, La première poulie étant reliée à un organe dit moteur car entrainant la courroie tandis 35 que la seconde poulie est reliée à un organe dit entrainé car entrainé par la courroie, les organes moteur et entrainé étant tels qu'il en résulte des vibrations de la courroie crantée lorsqu'ils sont en mouvement, 3028908 4 l'ensemble comprenant une poulie circulaire excentrée crantée, entrainée par la courroie crantée mais non reliée à un organe à entraîner, caractérisé en ce que le diamètre, le calage angulaire et l'excentricité de la poulie circulaire excentrée sont choisis tels que la poulie circulaire excentrée produit une 5 fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur une harmonique prédéterminée par le diamètre choisi, les vibrations résultant du mouvement des organes moteur et entrainé pris dans leur ensemble. Dans une variante dans laquelle l'ensemble comprend au moins une poulie 10 supplémentaire reliée à un organe supplémentaire à entrainer et en ce que diamètre, le calage angulaire et l'excentricité de la poulie circulaire excentrée sont choisis tels que la poulie circulaire excentrée produit une fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur une harmonique prédéterminée par le diamètre choisi, les vibrations résultant du mouvement des organes moteur et entrainé pris dans leur ensemble.

15 Dans une variante, la masse de la poulie excentrée est répartie de sorte que son centre de gravité est situé sur son axe de rotation. Dans une autre variante, l'ensemble comprend un actionneur et des moyens de 20 commandes de l'actionneur adaptés à faire varier le calage angulaire de la poulie circulaire excentrée en fonction de paramètres de fonctionnement de l'organe moteur. L'invention a aussi pour objet un moteur à combustion interne à pistons reliés à un vilebrequin comprenant un arbre à cames destiné à la synchronisation de soupapes, 25 caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de transmission synchrone par courroie crantée selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites, la première poulie étant reliée au vilebrequin et la seconde poulie étant reliée à l'arbre à cames. En variante, la première poulie reliée au vilebrequin présente une excentricité et un 30 calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre-fluctuation de tension qui réduit ou annule les vibration portées par l'harmonique d'ordre 1 de rotation du moteur et/ou la seconde poulie reliée à l'arbre à cames, présente une excentricité et un calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre-fluctuation de tension qui réduit ou annule les vibrations portées par l'harmonique d'ordre 0,5 de rotation du moteur.

35 Dans une autre variante, le moteur comprend une pompe dite haute pression, destinée à amener le carburant à sa pression d'injection, entrainée par la courroie.

3028908 5 L'invention a aussi pour objet un procédé de réalisation d'un ensemble de transmission synchrone par courroie crantée comprenant : -Une première poulie crantée, 5 -Une seconde poulie crantée, -Une courroie crantée engrenée autour des premières et secondes poulies crantées, La première poulie étant reliée à un organe dit moteur car entrainant la courroie tandis que la seconde poulie est reliée à un organe dit entrainé car entrainé par la courroie, les organes moteur et entrainé étant tels qu'il en résulte des vibrations de la courroie crantée 10 lorsqu'ils sont en mouvement, -une poulie circulaire excentrée crantée, entrainée par la courroie crantée, mais non reliée à un organe à entraîner, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de détermination des vibrations de la courroie crantée de l'ensemble de 15 transmission, sans la poulie excentrée, - une étape de sélection des vibrations de la courroie crantée à réduire ou annuler, - une étape de détermination de l'harmonique principal des vibrations sélectionnées à réduire ou annuler, - une étape de détermination du diamètre de la poulie excentrique à partir de 20 l'harmonique principal déterminé, - une étape de détermination d'un angle de calage de la poulie excentrée de sorte à faire une différence de phase déterminée entre la fluctuation de longueur de courroie et les vibrations à réduire ou annuler, - une étape de détermination de l'amplitude de la fluctuation de longueur de courroie 25 requise pour réduire ou annuler les vibrations sélectionnées, - une étape de détermination de l'excentricité de la poulie excentrée à partir de l'amplitude de la fluctuation de longueur de courroie déterminée, - une étape de réalisation de l'ensemble de transmission avec la poulie excentrée au diamètre, calage angulaire et excentricité déterminés.

30 En variante, l'angle de calage de la poulie excentrée est déterminé de sorte que la fluctuation de longueur de courroie et les vibrations à réduire ou annuler sont en opposition de phase.

35 Dans une autre variante où l'ensemble comprend en outre un actionneur et des moyens de commandes de l'actionneur adaptés à faire varier le calage angulaire de la poulie circulaire excentrée en fonction de paramètres de fonctionnement de l'organe moteur, le 3028908 6 précédé comprend une étape d'élaboration d'une cartographie destinée aux moyens de commande qui établit en fonction des paramètres de fonctionnement de l'organe moteur le calage angulaire de la poulie circulaire excentrée.

5 Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 10 - La figure 1 est une représentation schématique d'une façade de distribution pour moteur à combustion interne selon l'art antérieur, vu dans le plan de ladite façade. - La figure 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation selon l'invention d'un ensemble de transmission synchrone par courroie pour moteur à 15 combustion interne. - La figure 3 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention d'un ensemble de transmission synchrone par courroie pour moteur à combustion interne. - La figure 4 présente des exemples de fluctuations de longueur de courroie provoquées 20 par une poulie excentrique, en fonction de l'angle de rotation de la poulie reliée au vilebrequin. Description détaillée 25 La figure 2 présente un mode de réalisation selon l'invention d'un ensemble 20 de transmission synchrone par courroie pour un moteur à combustion interne à pistons relié à un vilebrequin. Sur la figure 2, l'ensemble 20 de transmission comprend : 30 -une courroie 21 crantée, -une première poulie 22 circulaire crantée, du type engrenage, reliée à un organe moteur, en l'occurrence, au vilebrequin du moteur à combustion interne. Sur la figure 2 seul l'axe de rotation 23 du vilebrequin est représenté. -une deuxième poulie 24 circulaire crantée, du type engrenage, reliée à un organe 35 entraîné, en l'occurrence, à un arbre à cames moteur à combustion interne. Sur la figure 2 seul l'axe de rotation 25 de l'arbre à cames est représenté. L'arbre à cames est destiné à 3028908 7 la mise en mouvement synchrone des soupapes avec le reste de l'attelage mobile du moteur. Dans la présente invention les poulies décentrées sont préférentiellement des poulies 5 crantées. Pour des questions de simplicité le dessin des figures 2 et 3 montrent une architecture de façade sans galets tendeurs ni galets enrouleurs mais il est bien évident que l'invention s'applique aussi à ces situations, et plus généralement à toute architecture de façade.

10 Dans ce mode de réalisation, les crans de la courroie s'étendent dans le sens de la largeur de la courroie, autrement dit lorsque celle-ci est en place sur les poulies ses crans s'étendent dans le sens parallèle aux axes de rotation des poulies. Les crans de poulies s'étendent dans le sens de l'épaisseur de la poulie.

15 La première poulie 22 reliée au vilebrequin est dite motrice ou entraînante tandis que la deuxième poulie 24 reliée à l'arbre à cames est dite réceptrice ou entraînée. Classiquement pour un moteur à combustion interne à quatre temps la première poulie 3 motrice est d'un diamètre deux fois plus petit que celui de la poulie 5 réceptrice. Ainsi à deux tours de la première poulie 22 correspond un tour de la deuxième poulie 24. Cette 20 disposition n'impacte cependant pas la possibilité de mise en oeuvre de la présente invention, qui peut tout à fait avoir des réalisations où ces deux poulies ont des diamètres dans un rapport autre que deux. La courroie 21 crantée est engrenée autour des première et deuxième poulies 22, 24. La 25 courroie 21 crantée permet de garantir une synchronisation précise entre la rotation de la première poulie 22 motrice reliée au vilebrequin et la deuxième poulie 24 entrainée reliée à l'arbre à cames, et plus généralement garantir une synchronisation précise entre les rotations de toutes les poulies crantées de la façade.

30 La courroie 21 peut entraîner par ailleurs au moins un autre organe supplémentaire nécessaire au fonctionnement du moteur à combustion interne. Ainsi, la courroie 21 de distribution peut par exemple entraîner une pompe à eau par l'intermédiaire d'une poulie 26 circulaire crantée. Sur la figure 2 seul l'axe de rotation 27 de la pompe à eau reliant la poulie 26 est représenté.

35 La courroie 21 peut également entraîner une pompe haute pression pour le carburant par l'intermédiaire d'une poulie 28 circulaire crantée. Sur la figure 2 seul l'axe de rotation 29 3028908 8 de la pompe haute pression est représenté. Cette pompe est dite haute pression car elle est destinée à élever la pression du carburant à sa pression d'injection. Une telle pompe haute pression est utilisée sur les moteurs à allumage par compression (moteur Diesel).

5 Dans ce mode de réalisation les poulies 22, 24, 26, 28 ne sont pas excentrées, c'est-à- dire que leur axe de rotation passe par leur centre géométrique. Les axes 23, 25, 27, 29 de rotation respectivement des poulies 22, 24, 26, 28 sont perpendiculaires au plan de disposition de la courroie 21 et au plan de façade.

10 Comme déjà évoqué, lorsque le moteur est en fonctionnement il résulte de la mise en mouvement de l'ensemble des organes moteur et entrainé reliés par la courroie 21 des vibrations, notamment des fluctuations de tension au sein de la courroie 21. Pour un point de fonctionnement stationnaire stabilisé, ces vibrations sont, en première approximation, périodiques selon les ordres de rotation du moteur, l'ordre 2 notamment pour un moteur à 15 4 cylindres et 4 temps. Conformément à l'invention, il est prévu d'ajouter à cet ensemble de transmission une poulie 30 circulaire crantée comprenant une excentricité e. Par excentricité on entend ici la distance e entre l'axe de rotation 31 et l'axe géométrique 32 de cette poulie 30. Les 20 axes de rotation 31 et géométrique 32 de la poulie 30 sont perpendiculaires au plan de la façade de distribution. Cette poulie 30 est crantée de sorte à pouvoir être entraînée par engrènement avec la courroie 21. Dans ce mode de réalisation, cette poulie 30 circulaire et excentrée n'est 25 toutefois pas reliée à un organe à entraîner. L'utilisation d'une poulie à profil circulaire, crantée et à axe de rotation 31 décentré par rapport au centre géométrique permet, dans ses effets au cours du cycle de fonctionnement du moteur, de générer des fluctuations de longueur de courroie avec une 30 périodicité, un phasage et une intensité réglables, et donc des contre-fluctuations ou contre-vibrations adaptées au traitement du problème vibratoire. Les vibrations à traiter peuvent notamment être des fluctuations de tension dans la courroie. On règle notamment les paramètres suivants : 35 -le diamètre de la poulie 30 excentrique, qui va déterminer l'ordre de rotation moteur selon lequel on produira principalement des contre-fluctuations. Par exemple, pour 3028908 9 un moteur à quatre cylindres et à quatre temps, l'ordre 2 ou l'ordre 4 portent souvent les principales vibrations indésirables qui seront à traiter. -la distance, e, entre l'axe de rotation 31 et l'axe géométrique 32 de la poulie 30 circulaire, autrement dit son excentricité, qui va influer sur l'intensité des contre- 5 fluctuations produites. - le phasage angulaire de l'excentrique de la poulie 30 relativement au cycle de fonctionnement du moteur. Ce phasage angulaire peut par exemple être caractérisé par l'angle géométrique défini dans le plan de la façade, repéré par a sur la figure 2, en supposant que cette figure montre la position géométrique des poulies lorsque le moteur 10 se situe dans une configuration de référence dans son cycle de fonctionnement. Cette configuration de référence pourra être par exemple définie par l'état dans lequel est le moteur lorsqu'un cylindre de référence est au point mort haut et en fin de cycle de compression. Cette configuration de référence étant prise, l'angle a est défini comme l'angle entre un premier vecteur V1 allant de l'axe de rotation 23 de la poulie motrice 22 à 15 l'axe de rotation 31 de la poulie 30 excentrée et un second vecteur V2 allant du centre de rotation 31 de la poulie 30 excentrée au centre géométrique 32 de la poulie 30 excentrée. Cet angle exprimé en degrés d'angle prend une valeur entre 0 et 360 degrés et on utilise comme sens positif le sens horaire des aiguilles d'une montre. Ce paramètre de phasage va permettre de positionner au mieux dans le cycle de fonctionnement moteur, donc dans 20 le cycle de fonctionnement de la façade de distribution synchrone, les fluctuations correctrices produites par la poulie excentrique, c'est-à-dire à les mettre sensiblement en opposition de phase avec les fluctuations jugées nuisibles que l'on désire traiter par le biais de l'invention.

25 Dans un exemple de réalisation présenté à la figure 3 par ailleurs similaire à celui de la figure 2, la valeur de l'angle a est d'environ 70°. La figure 4 présente des exemples de fluctuations de la longueur géométrique de la courroie provoquées par une seule poulie excentrique 30, en fonction de l'angle de 30 rotation du vilebrequin auquel est fixée la première poulie 22. Ici le cycle de fonctionnement du moteur qui est à 4 cylindres et 4 temps s'étend sur deux tours de vilebrequin, soit de 0 à 720 degrés d'angle vilebrequin (DV). Les exemples de fluctuations présentées sont issus de calculs approchés au premier ordre.

35 Sur la figure 4, la courbe 40 présente un calcul au premier ordre de la fluctuation de longueur de courroie pour le dispositif montré à la figure 2, utilisant une poulie excentrée 30 de diamètre deux fois inférieur à celui de la poulie 22 de vilebrequin afin de générer 3028908 10 des fluctuations principalement à l'harmonique 2 de la rotation du vilebrequin. Dans cet exemple particulier un maximum de longueur se situe au voisinage du repère « 0 DV » qui correspond à la configuration où le cylindre n ° 1 di moteur est au point mort haut et en compression. L'angle de calage a de la poulie excentrique 30 est ici d'environ 70°. Deux 5 maximums de longueur de courroie sont générés par tour de vilebrequin soit tous les 360 DV. Cet exemple de phasage est donné à titre simplement illustratif. Sur la figure 4 encore, la courbe 41 illustre la fluctuation de longueur pour le calage a = 310° décrit à la figure 3, en considérant toujours un diamètre de poulie 30 deux fois 10 inférieur à celui de la poulie 22 de vilebrequin pour générer des fluctuations à l'ordre 2 de la rotation du vilebrequin. Dans cet exemple un maximum de fluctuation de longueur se produit cette fois-ci au voisinage du repère à « 60 DV ». Sur la figure 4 encore, la courbe 42 illustre la fluctuation de longueur pour le même calage 15 angulaire que le cas associé à la courbe 40, en considérant toujours un diamètre de poulie 30 deux fois inférieur à celui de la poulie 22 de vilebrequin pour générer des fluctuations à l'ordre 2 de la rotation du vilebrequin, mais avec une excentricité, e, inférieure à celle de l'exemple illustré par la courbe 40. Dans cet exemple un maximum de fluctuation de longueur coïncide donc avec le repère « 0 DV », deux maximums de 20 fluctuation sont générés à chaque un tour de vilebrequin soit tous les 360 DV, mais l'amplitude de la fluctuation de longueur est inférieure à celle de l'exemple illustré par la courbe 40. Sur la figure 4 encore, la courbe 43 illustre la fluctuation de longueur pour le même calage 25 angulaire que le cas associé à la courbe 40, en considérant un diamètre de poulie 30 de un tiers de celui de la poulie 22 de vilebrequin pour générer des fluctuations à l'ordre 3 de la rotation du vilebrequin. Dans cet exemple un maximum de fluctuation de longueur coïncide avec le repère « 0 DV »et cette fois-ci ce sont trois maximums de fluctuations qui sont générés à chaque un tour de vilebrequin soit tous les 360 DV. Dans cet exemple 30 illustratif le centre de rotation 31 de la poulie excentrée n'a pas varié par comparaison aux cas précédemment tracés, aussi comme le diamètre de cette poulie 30 a été diminué la longueur moyenne de la courroie montrée par la courbe 43 est inférieure à celle ces autres cas.

35 Sur la figure 4 enfin, la courbe 44 illustre, à titre de comparaison, la fluctuation de longueur de courroie pour une poulie 30 circulaire non excentrée. Dans ce cas, le profil circulaire ne génère pas de fluctuations de longueur de courroie. Il peut s'agir typiquement 3028908 11 d'une conception d'architecture standard, par exemple celle à laquelle on se trouve à un certain stade du développement du moteur et de sa façade, qui n'utilise que des poulies centrées et qui peut être améliorée selon l'invention en décentrant une ou plusieurs des poulies.

5 Pour un moteur donné le dimensionnement de la poulie excentrique 30 peut suivre les étapes suivantes : Une étape de détermination, sur banc d'essais moteur ou par simulation numérique, pour 10 un stade de développement donné de la conception du moteur et de sa façade, des fluctuations ou vibrations de la courroie 21, sans la poulie excentrée. On sélectionne ensuite les fluctuations ou vibrations jugées néfastes et que l'on souhaite réduire ou annuler via la présente invention. Ces vibrations néfastes sont par exemple des fluctuations de tension de la courroie. Elles peuvent être aussi des vibrations angulaires 15 des poulies. Les différents constituants du système (poulies, différents brins de la courroie, tendeurs, organes moteur et entraînés, etc.) sont fortement couplés entre eux et présentent un comportement dynamique assez complexe. Ce comportement dynamique, et donc les vibrations néfastes qu'il est souhaitable de réduire, dépendent entre autres des conditions de fonctionnement du moteur. Les conditions de fonctionnement sont 20 principalement déterminées par le régime et la charge moteur. En pratique, pour servir à la mise au point de l'invention, l'homme de l'art choisira le ou les points de fonctionnement du moteur qu'il estime les plus critiques, en fonction des nombreux compromis de dimensionnement de la façade de distribution qu'il doit gérer. Des points de fonctionnement typiquement critiques à prendre en compte sont ceux où se produit une 25 résonance vibratoire de la façade de distribution et/ou ceux où les organes entraînés présentent un maximum de couple de charge. Connaissant les vibrations néfastes pour ces conditions de fonctionnement du moteur, on a ainsi : 30 Une étape de détermination de l'ordre de rotation moteur principal, autrement dit l'harmonique principal, des vibrations que l'on souhaite réduire, ce qui permet de déduire le diamètre de la poulie 30 excentrique. Pour obtenir une correction principalement à l'ordre 2 du régime moteur on choisira une poulie 30 de diamètre deux fois moins grand 35 que le diamètre de la poulie 22 fixée au vilebrequin, de sorte que lorsque la poulie 22 tourne d'un tour complet la poulie 30 tourne de deux tours complets. Plus généralement, pour obtenir une correction principalement à l'ordre k le rapport du diamètre de la poulie 3028908 12 22 sur le diamètre de la poulie 30 doit être égal à k. Il faut noter qu'un des avantages de la présente invention est de pouvoir considérer des ordres k non entiers. Une étape de phasage de la poulie excentrée, qui permet de déterminer l'angle de calage 5 a de la poulie excentrée 30. Cet angle de calage permet de placer la fluctuation de longueur par rapport aux vibrations à réduire ou annuler selon un déphasage, autrement dit une différence de phase, déterminé. Cet angle est tel que les fluctuations de longueur de la courroie produites principalement selon l'ordre k par l'excentricité créent des interférences destructrices, et non constructrices, avec les vibrations néfastes à réduire.

10 Idéalement on place les contre-fluctuations en opposition de phase avec les fluctuations à traiter en jouant sur la valeur de l'angle de calage a. A titre d'exemple, si ces vibrations néfastes à réduire sont des fluctuations de tension dans les brins de courroie en contact avec la poulie 30, on pourra choisir l'angle a tel que la longueur des brins de courroie, dont l'évolution se trouve modifiée par le décentrage, soit minimale au moment où la 15 tension dans les brins a été trouvée maximale lors de la première étape de détermination des fluctuations néfastes. Une étape de détermination de l'intensité de la contre-fluctuation à fournir, qui permet de déterminer la valeur de l'excentricité, e, de la poulie 30 excentrique. Cette valeur de 20 l'excentricité doit être choisie de manière à ce que, le diamètre et le phasage de la poulie 30 étant déterminés, l'amplitude des fluctuations de longueur produise des contre-vibrations d'une amplitude telle que les vibrations néfastes sont minimisées et idéalement annulées. A titre d'exemple, si ces vibrations néfastes à réduire sont principalement des fluctuations de tension dans les brins de la courroie 21 en contact avec la poulie 30, on 25 choisira une valeur d'excentricité telle que l'amplitude des contre-fluctuations de tension produites par les variations de longueur de courroie produites par le décentrage soit identique à l'amplitude des fluctuations de tension jugées néfastes. Les caractéristiques de raideur de la courroie interviennent notamment : on comprend que plus sa raideur est grande moins on aura besoin d'une valeur forte d'excentricité pour créer des contre- 30 fluctuations de tension d'une amplitude déterminée. Le terme amplitude désigne ici, sauf précision contraire, la différence entre la valeur maximum et la valeur minimum prise par une grandeur périodique au cours d'un cycle de sa période la plus grande. On peut ensuite réaliser l'ensemble 20 de transmission avec la poulie excentrée 30 au 35 diamètre, calage angulaire a et excentricité e déterminés.

3028908 13 Ainsi, le diamètre, le calage angulaire, a, et l'excentricité, e , de la poulie circulaire excentrée 30 sont choisis tels que la poulie circulaire excentrée 30 produit une fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur l'harmonique prédéterminé par le diamètre choisi, les fluctuations ou vibrations néfastes déterminées lors de la première 5 étape, ces vibrations ou fluctuations néfastes résultant de la rotation des organes moteur et entrainé via la courroie, pris dans leur ensemble. Les contre-fluctuations produites par le décentrage de la poulie 30 doivent ainsi se retrouver sensiblement en opposition de phase avec les fluctuations néfastes.

10 Afin d'étendre les effets bénéfiques des contre-fluctuations produites par la poulie excentrique 30 en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, il est prévu d'associer à la poulie 30 excentrée un déphaseur, autrement dit un actionneur 33 relié à des moyens de commande 34 appropriés, agencés pour faire varier l'orientation, donc le calage angulaire a de la poulie 30 excentrique, en fonction des paramètres de 15 fonctionnement du moteur. Dans ce mode de réalisation, la réalisation c'est-à-dire la conception et le montage peut suivre les étapes du mode de réalisation précédent et comprendre en outre : 20 Une étape d'élaboration d'une cartographie destinée aux moyens de commande 34 qui établit une valeur optimale, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, en particulier le régime et la charge, le calage angulaire a de la poulie 30 excentrique. La cartographie peut alors être implémentée dans les moyens de commande 36.

25 L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, considérées seules ou en combinaison : Le moteur en effet peut être d'un autre type que par allumage par compression. Il peut par 30 exemple être à allumage commandé. Dans le mode de réalisation présenté aux figures 2 ou 3, la poulie 30 excentrique est placée entre la seconde poulie 24 et la première poulie. Alternativement, dans le cas où l'ensemble de transmission comprend une pompe haute pression, on peut placer cette 35 poulie 30 excentrique entre la pompe haute pression et la seconde poulie 24.

3028908 14 En variante, plusieurs poulies circulaires excentrées peuvent être prévues en différents points de l'ensemble de transmission, leur diamètre, excentricité et calages angulaires étant déterminés de sorte à réduire ou annuler différents ordres et amplitudes de fluctuations néfastes, par exemple de tension de la courroie. Ainsi, une ou plusieurs 5 poulies excentrées selon l'invention peuvent venir en lieu et place de poulies initialement non excentrées. Dans une variante, il est prévu que la première poulie 22 reliée au vilebrequin présente une excentricité, e, et un calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre- 10 fluctuation selon l'ordre 1 de rotation du moteur, par exemple une contre-fluctuation de tension de la courroie. Dans cette variante particulière le repérage de l'angle de calage angulaire pourra être adapté en prenant, par exemple, comme premier vecteur V1 le vecteur allant du centre de rotation 23 de la poulie 22 au centre de rotation 25 de la poulie 24 reliée à l'arbre à cames.

15 Dans une autre variante, il est prévu que la seconde poulie 24 reliée à l'arbre à cames présente une excentricité et un calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre-fluctuation de tension qui réduit ou annule des vibrations principalement portées par l'ordre 0,5 de rotation du moteur.

20 Dans une autre variante, il est prévu que la poulie d'entrainement de la pompe haute pression soit une poulie excentrique présentant une excentricité et un calage angulaire de cette excentricité déterminés pour générer une contre-fluctuation qui réduit sensiblement ou annule une fluctuation néfaste principalement portée par un harmonique de rotation du 25 moteur. Par exemple, l'ordre choisi peut être 2 ou 1,5, selon le diamètre que présente cette poulie d'entraînement de la pompe haute pression. Dans une autre variante, le système de distribution peut encore comprendre un galet tendeur, c'est-à-dire une poulie circulaire non crantée mise en appui sur le dos de la 30 courroie. Dans une autre variante, il est prévu d'utiliser deux poulies excentriques selon l'invention, l'une agissant principalement sur une première valeur d'ordre moteur et l'autre agissant principalement sur une deuxième valeur d'ordre moteur, afin de réduire ou supprimer 35 simultanément deux harmoniques des fluctuations néfastes à traiter.

3028908 15 Dans une autre variante, il est encore possible d'utiliser plusieurs poulies excentriques, dont certaines peuvent avoir le même diamètre et agir sur le même harmonique mais ont des phasages angulaires, une valeur d'excentricité ainsi qu'un positionnement au sein de la façade de distribution tels que les vibrations néfastes à traiter sont réduites de manière 5 optimale. Notamment dans les modes de réalisation où on utilise plusieurs poulies excentriques, la détermination des phasages et des valeurs d'excentricité des poulies excentriques peut être aidé par des simulations numériques, permettant par exemple d'estimer l'évolution au 10 cours d'un cycle de fonctionnement de la longueur géométrique de la courroie et de ses brins, en fonction l'architecture de la façade. Par ailleurs, toujours selon l'invention, on pourra faire en sorte, en jouant sur la répartition de la masse de la poulie excentrée, par exemple par différents ajourages, que la ou les 15 poulies excentrées comme la poulie 30 aient son centre de gravité situé sur son axe de rotation, ceci afin d'éviter les effets indésirables de balourd. En fonction des différents exemples de réalisation, l'invention a pour avantage d'utiliser une ou plusieurs poulies dont le profil (comprendre le cercle primitif de l'engrenage pour 20 une poulie crantée) est circulaire, autrement dit dont le pourtour a une courbure constante et permet de définir sans ambiguïté un centre géométrique (tel que tous les points du cercle primitif lui sont équidistants) pour la poulie, mais dont l'axe de rotation ne passe pas par le centre géométrique. Au moins une des poulies utilisées possède au moins un axe ainsi décentré.

25 Cette manière de procéder génère des compensations périodiques aptes à minimiser les contraintes dynamiques néfastes à la courroie, avec l'avantage supplémentaire de ne pas produire de variations de courbure au niveau des parties de la courroie engrenées sur les poulies et donc d'éviter les endommagements associés. Les évolutions géométriques des 30 profils des poulies créent notamment des fluctuations périodiques de longueur géométrique de la courroie, qui génèrent des contre-fluctuations, par exemple d'efforts de tension dans la courroie, qui viennent compenser d'autres fluctuations qui se produiraient sans cela.

35 L'invention permet donc de réduire certaines contraintes dynamiques et donc les endommagements associés de la courroie, permettant ainsi une conception plus fiable du système de distribution du moteur, et/ou une réduction du bruit et des vibrations générés 3028908 16 par le système de distribution. L'invention permet un lissage des fluctuations dynamiques ou vibrations subies par le système, par exemple les fluctuations des efforts de tension dans la courroie.

5 L'harmonique moteur sur lequel une poulie ronde excentrique agit étant directement lié au rapport du diamètre de la poulie du vilebrequin sur le diamètre de la poulie excentrique, on peut ainsi décider par conception de traiter n'importe quel ordre moteur, même non entier : 0.3, 1.2, 4.36, etc.

10 L'absence de variations de courbure du profil des poulies évite des endommagements supplémentaires, tel que délaminage de courroie, que des profils à courbure variable (ovale, elliptique, etc.) font subir localement à la courroie, au niveau des points d'engrènement et de désengrènement.

15 Une poulie ronde est une pièce plus simple à concevoir qu'une poulie à profil non circulaire et évite le problème de l'adaptation du profil des dents à la variation de la courbure. La poulie ronde est aussi plus facile à produire. Si besoin, modifier la position de l'axe de rotation d'une poulie ronde est plus facile que 20 modifier la forme du profil d'une poulie non circulaire.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble (20) de transmission synchrone par courroie crantée comprenant : -Une première poulie (22) crantée, -Une seconde poulie (24) crantée, -Une courroie crantée (21) engrenée autour des premières et secondes poulies (22, 24) crantées, La première poulie (22) étant reliée à un organe dit moteur car entrainant la courroie (21) tandis que la seconde poulie (24) est reliée à un organe dit entrainé car entrainé par la courroie (21), les organes moteur et entrainé étant tels qu'il en résulte des vibrations de la courroie crantée (21) lorsqu'ils sont en mouvement, l'ensemble comprenant une poulie circulaire excentrée (30) crantée, entrainée par la courroie crantée (21) mais non reliée à un organe à entraîner, caractérisé en ce que le diamètre, le calage angulaire (a) et l'excentricité (e) de la poulie circulaire excentrée (30) sont choisis tels que la poulie circulaire excentrée (30) produit une fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur une harmonique prédéterminée par le diamètre choisi, les vibrations résultant du mouvement des organes moteur et entrainé pris dans leur ensemble.
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une poulie supplémentaire (26, 28) reliée à un organe supplémentaire à entrainer (27, 29) et en ce que diamètre, le calage angulaire (a) et l'excentricité (e) de la poulie circulaire excentrée (30) sont choisis tels que la poulie circulaire excentrée (30) produit une fluctuation de longueur de courroie qui réduit ou annule, sur une harmonique prédéterminée par le diamètre choisi, les vibrations résultant du mouvement des organes moteur et entrainé pris dans leur ensemble.
3. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la masse de la poulie excentrée (30) est répartie de sorte que son centre de gravité est situé sur son axe de rotation.
4. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur (33) et des moyens de commandes (34) de l'actionneur adaptés à faire varier le calage angulaire (a) de la poulie circulaire excentrée (30) en fonction de paramètres de fonctionnement de l'organe moteur.
5. 5. Moteur à combustion interne à pistons reliés à un vilebrequin comprenant un arbre à cames destiné à la synchronisation de soupapes, caractérisé en ce qu'il comprend un 3028908 18 ensemble de transmission synchrone par courroie (21) crantée selon l'une quelconque des revendications précédentes, la première poulie (22) étant reliée au vilebrequin et la seconde poulie (24) étant reliée à l'arbre à cames.
6. 6. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première poulie 5 (22) reliée au vilebrequin présente une excentricité et un calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre-fluctuation de tension qui réduit ou annule les vibration portées par l'harmonique d'ordre 1 de rotation du moteur et/ou la seconde poulie (24) reliée à l'arbre à cames, présente une excentricité et un calage angulaire de cette excentricité pour générer une contre-fluctuation de tension qui réduit ou annule les 10 vibrations portées par l'harmonique d'ordre 0,5 de rotation du moteur.
7. 7. Moteur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe dite haute pression, destinée à amener le carburant à sa pression d'injection, entrainée par la courroie (21).
8. 8. Procédé de réalisation d'un ensemble (20) de transmission synchrone par courroie 15 crantée comprenant : -Une première poulie (22) crantée, -Une seconde poulie (24) crantée, -Une courroie crantée (21) engrenée autour des premières et secondes poulies (22, 24) crantées, 20 La première poulie (22) étant reliée à un organe dit moteur car entrainant la courroie (21) tandis que la seconde poulie (24) est reliée à un organe dit entrainé car entrainé par la courroie (21), les organes moteur et entrainé étant tels qu'il en résulte des vibrations de la courroie crantée (21) lorsqu'ils sont en mouvement, -une poulie circulaire excentrée (30) crantée, entrainée par la courroie crantée (21), 25 mais non reliée à un organe à entraîner, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de détermination des vibrations de la courroie crantée (21) de l'ensemble de transmission, sans la poulie excentrée, - une étape de sélection des vibrations de la courroie crantée (21) à réduire ou annuler, 30 - une étape de détermination de l'harmonique principal des vibrations sélectionnées à réduire ou annuler, - une étape de détermination du diamètre de la poulie excentrique à partir de l'harmonique principal déterminé, 3028908 19 - une étape de détermination d'un angle de calage (a) de la poulie excentrée de sorte à faire une différence de phase déterminée entre la fluctuation de longueur de courroie et les vibrations à réduire ou annuler, - une étape de détermination de l'amplitude de la fluctuation de longueur de courroie 5 requise pour réduire ou annuler les vibrations sélectionnées, - une étape de détermination de l'excentricité (e) de la poulie excentrée à partir de l'amplitude de la fluctuation de longueur de courroie déterminée, - une étape de réalisation de l'ensemble (20) de transmission avec la poulie excentrée (30) au diamètre, calage angulaire (a) et excentricité (e) déterminés. 10
9. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle de calage (a) de la poulie excentrée est déterminé de sorte que la fluctuation de longueur de courroie et les vibrations à réduire ou annuler sont en opposition de phase.
10. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, l'ensemble comprenant en outre un actionneur (33) et des moyens de commandes (34) de l'actionneur adaptés à faire varier 15 le calage angulaire (a) de la poulie circulaire excentrée (30) en fonction de paramètres de fonctionnement de l'organe moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'élaboration d'une cartographie destinée aux moyens de commande (34) qui établit en fonction des paramètres de fonctionnement de l'organe moteur le calage angulaire (a) de la poulie circulaire excentrée (30). 20