FR2536115A1 - Systeme de commande de soupape d'admission de combustible pour un moteur a explosion - Google Patents

Abstract

SYSTEME DE COMMANDE DE SOUPAPE D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE POUR UN MOTEUR A EXPLOSION DANS LEQUEL UNE VOIE D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE EST RELIEE AUX MOYENS D'ADMISSION DU MOTEUR, CARACTERISE EN CE QUE LE SYSTEME COMPREND: UNE SOUPAPE D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE 26 DISPOSEE DANS LA VOIE D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE 29; UNE CAME 20 DE COMMANDE DE LA SOUPAPE D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE, MONTEE SUR UN ARBRE A CAME 12 POSITIONNE DANS UNE BOITE A CAME 10 CONSTITUEE PAR LE BLOC CYLINDRE 1 DU MOTEUR, CETTE CAME 20 ETANT INDEPENDANTE DE LA CAME D'ADMISSION 15 ET DE LA CAME D'ECHAPPEMENT SUR LEDIT ARBRE A CAME 12, ET, DES MOYENS DE LIAISON 18 FONCTIONNANT DE FACON A RELIER LA CAME 20 DE COMMANDE DE LA SOUPAPE D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE A CETTE SOUPAPE 26 AFIN QUE LADITE CAME 20 PUISSE ACTIONNER LA SOUPAPE 26 PAR L'INTERMEDIAIRE DE CES MOYENS DE LIAISON 18.

Description

Cette invention conce,r ne un système de commande de soupape d'un moteu: à explosion fonctionnant soit à l'essence soit à une huile lourde de qualité élevé soit encore à l'aide d'un combustible constitué par un mélange d'essence et d'une huile lourde de qualité élevée.

Sur les figures 1 et 2 on a représenté des exemples de réalisation de systèmes de commande de soupape de type connu. Sur la figure 1, un culbuteur de soupape d'admission 42 est en prise avec un arbre à came 41, de manière à ouvrir et fermer une soupape d'alimentation en combustible 44 et une soupape d'admission 43. Sur la figure 2, une extrémité d'un culbuteur 53 est en prise avec une tige de poussoir 51 actionnée par un arbre à came 52. L'autre extrémité du culbuteur 53 est relié à un culbuteur secondaire 55 qui fonctionne de façon à ouvrir et fermer une soupape d'alimentation en combustible 57 et une soupape d'admission 56.

Etant donné que les soupapes d'alimentation en combustible 44 et 56, des dispositifs représentés sur les figures 1 et 2, sont entraffiées par les profils respectifs des arbres à came 41 et 52, il est impossible de régler les périodes d'ouverture et de fermeture de ces soupapes indépendamment de la séquence
ue d'admission , ce qui fai les performances drouverture et de fermeture de la soupape d'admission de combustible sont réduites de façon non désirée.

On connait également un autre mode de réalisation dans lequel une came pour une soupape d'alimentation en combustible entrain une pompe hydraulique pour assurer la circulation d'huile du moteur, cette pompe actionnant également la soupape d'alimentation en combustible. Cette construction connue présente l'inconvénient selon lequel les conduits et autres composants annexes occupent un volume important et sont par ailleurs coûteux.

L'invention se propose donc d'apporter un dispositif perfectionné, surmontant les inconvénients des solutions antérieures et qui soit par ailleurs de construction simple et légère. Par ailleurs, un autre objet de cette invention est d'apporter un dispositif dans lequel les périodes d'ouverture et de fermeture de la soupape d'alimentation en combustible et la période d'alimentation en combustible, peuvent être réglées selon des valeurs appropriées pour un moteur à explosion.

A cet effet l'invention apporte un système de commande de soupape d'admission de combustible pour un moteur à explosion dans lequel une voie d'alimentation en combustible est reliée aux moyens d'admission du moteur; caractérisé en ce que ce système comprend: une soupape d'admission de combustible disposée dans la voie d'alimentation en combustible ; une came de commande de la soupape d'admission de combustible, montée sur un arbre à came positionné dans une boîte à came constituée par le bloc cylindre du moteur, cette came étant indépendante de la came d'admission t de la came d'échappement sur ledit arbre à came, et, des moyens de liaison fonctionnant de façon à relier la came de commande de la soupape d'admission de combustible à cette soupape afin que ladite came puisse actionner la soupape par l'intermédiaire de ces moyens de liaison.

D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.

Sur les dessins
- la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif comme
discuté ci-dessus
- la figure 2 est une vue schématique en coupe du second dispositif connu,
également commenté ci-dessus
- la figure 3 est une vue partiellement en coupe, d'un moteur à explosion,
mettant en oeuvre un dispositif de commande de soupape d'alimentation en
combustible selon l'invention;
-. la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3, et
- la figure 5 est une vue en coupe partielle d'un autre exemple de réalisa
tion de l'invention.

On se réfère en premier lieu à la figure 3. Sur cette figure, on voit en 3 une voie d'admission et une voie 4 d'échappement, qui sont réalisées dans une culasse 2, fixée sur la surface supérieure d'un bloc-cylindre 1. Les voies 3 et 4 débouchent sur la partie supérieure d'une chambre de combustion 7, une soupape d'admission 5 et une soupape d'échappement 6 étant respectivement prévues entre chaque voie et la chambre de combustion. La partie d'entrée (partie située du côté gauche en regardant la figure 3) de la voie d'admission 3, est reliée à un collecteur d'admission 8, qui est raccordé à un moyen d'admission d'air 9, par exemple un filtre à air.

Une boite à cames 10 est réalisée sur une partie latérale du bloc cylindre 1.

Une ouverture 11 est ménagée sur la partie externe (côté gauche de la figure 3) de la chambre 10. Un arbre à cames 12 est positionné dans la boite à cames 10, cet arbre étant supporté par les parois latérales de la boite 10 qui sont paral-- lèles au plan de la figure 3. L'arbre à cames 12 est relié àI'arbre d'une mani- velle d'un moteur par l'intermédiaire d'un système d'engrenages (non représen- té). L'arbre à cames 12 est muni d'une came d'admission 15 et d'une came d'échappement (non représentée sur le dessin).La came d'admission 15 est au contact de la surface postérieure (inférieure) d'un poussoir cylindrique 16 comportant une partie supérieure ouverte et une partie inférieure fermée.

L'extrémité inférieure d'une tige poussoir 17 pour la soupape d'admission 5 est
introduite dans le poussoir 16 et elle est au contact du fond de l'alésage de ce poussoir. L'extrémité supérieure (non représentée) de la tige poussoir 17 est reliée à la came d'admission 5, par l'intermédiaire d'un culbuteur.

L'arbre à cames est également muni d'une came 20 pour une soupape d'admission de combustible 26. La came 20 est axialement espacée de la came d'admi-ssion 15 et de la came d'échappement, sur l'arbre à cames 12. Un sys tème de commande de soupape d'alimentation en combustible 18, qui comprend un culbuteur 21, un boitier de commande 22 et d'autres composants qui seront décrits ci-après, est assemblé de manière à constituer une unité qui est fixée sur une partie d'extrémité de la paroi de la chambre 10, autour de l'ouverture 11. De façon plus concrète, le bottier 22 est fixé par des vis (voir la figure 4) à la partie d'extrémité de la paroi de la : 'chambre 10, autour de l'ouverture 11, afin que le boftier 22 puisse recouvrir cette ouverture.Le boiter 22 peut etre enlevé de- la chambre 10. Une partie médiane du culbuteur 21 est supportée à rotation, par un arbre de support 23 qui est fixé au boiter 22. L'une des extrémités du culbuteur 21 est en prise avec la came 20, pan l'intermédiaire d'un galet rotatif 25 et l'autre extrémité de ce culbuteur 21 est reliée à pivotement à l'extrémité inférieure d'une tige 26a de la soupape 26', par l'intermédiaire d'un joint à bille constitué par un palier sphérique 35 et une bille 36.

le palier sphérique 35 est vissé sur le culbuteur 21, de manière à pouvoir régler un jeu à partir de la soupape 26, en mod-?ia--nt la position verticale du palier 35 par rapport au culbuteur 21. Une boîte à soupapes 27 est fixée sur la paroi supérieure du boitier 22 et elle est engagée dans une ouver- ture formée dans la paroi supérieure du boiter 22. La soupape 26 s'étend verticalement dans la boite 27 et elle est supportée à coulissement par le boitier 27. Un ressort de soupape 28 (ressort de compression) est disposé entre un siège de ressort 26b et la surface terminale inférieure de la boite 27, dans le boiter 22. Le siège du ressort 26b est fixé sur l'extrémité inférieure de la tige 26a.Le ressort 28 applique élastiquement la soupape 26 sur un siège formé à la partie supérieure du boiter 27. L'extrémité d'une tubulure de liai
son 29 est fixée à l'extrémité supérieure du boiter 27 et l'autre extrémité de la tubulure 29 est reliée à une conduite d'alimentation principale en combustible 31, de manière qu'un passage 30 pour le combustible dans le boitier 27, soit relié à la conduite 31, par l'intermédiaire de la soupape 26 et de la tubulure 29. Une sortie du passage 30 du boiter 27 est reliée, comme représenté sur la figure 4, à une conduite d'alimentation en combustible 32, qui est connecté à une conduite 33, en forme de L et qui est fixée à une paroi inférieure du collecteur d'admission 8.La conduite d'alimentation en combustible 33 traverse la paroi inférieure du collecteur 8 et elle pénètre dans ce collecteur. L'orifice de sortie de la conduite 33 est dirigé vers la culasse 2.

Comme on l'a représenté sur la figure 4, un dispositif de commande de soupape d'alimentation en combustible 18, réalisé sous la forme d'une unité monobloc est fixé à chacun des cylindres.

Le fonctionnement du dispositif 18 est le suivant.

Lorsque le galet 26 est au contact du cercle primitif (cercle de base) de la came 20, .la soupape 26 est fermée. Lorsque le galet 25 commence à venir au contact de la surface du profil actif de la came 20, la tige 26a est soulevée par la came 20, par l'intermédiaire du culbuteur 21, et la soupape 26 commence à stouvrir de manière que le combustible provenant de la conduite principale 31, par l'intermédiaire de la tubulure 29, soit délivré dans le collecteur 8, au travers de la soupape 26, du passage 30 et des conduites 32 et 33.

Lorsque le moteur à explosion est alimenté à l'aide d'une huile lourde de qualité élevée, la totalité du système de commande de soupape 18 est enle vée du collecteur 8 et de la paroi latérale de la boite à cames 10 autour de l'ouverture il, cette ouverture 11 et l'extrémité inférieure de la conduite 33 sont obturées par des couvercles ou des bouchons qui sont respectivement fixés sur les orifices.

Selon cette invention, comme on.l'a spécifié ci-dessus, l'arbre à cames 12 est muni d'une came 20 de commande de soupape d' alimentation en combustible, qui est indépendante de la came d'admission 15 et de la came d'échappement (non représentée). La came 20 fonctionne de façon à commander la soupape 26, par l'intermédiaire de moyens de liaison tels que, par exemple, le culbuteur 21 de la soupape 26.Il en résulte que la forme de la came 20 et sa position circonférentielle autour de l'arbre 12, peuvent être déterminées librement et indépendamment, par rapport aux autres cames, si bien que les période les plus appropriées des opérations d'ouverture et de fermeture de la soupape d'alimentation en combustible et la période la plus appropriée en ce qui concerne l'alimentation en combustible peuvent être réglées par rapport à la séquence d'admission, ce qui permet, en conséquence, d'augmenter facilement la puissance maximale du moteur. Bien entendu le dispositif selon l'invention n'entrasse sensiblement pas d'augmentation des courts de fabrication.

Etant donné que le dispositif selon cette invention comporte un moyen de liaison constitué par exemple par le culbuteur 21 et la tige 26a pour la soupape 26, qui sont indépendant du culbuteur de la soupape d'admission 5 et de la tige de poussoir 17 de cette soupape 5, aucun effort ni charge excessif n'est appliqué à la tige poussoir 17 et au culbuteur de la soupape 5 lors de la commande de la soupape d'alimentation en combustible 26, ce qui fait qu'on obtient toujours un fonctionnement optimal de la soupape 5 et de la soupape 26.

Dans l'exemple représenté sur le dessin, le système de commande 18 est assemblé de manière à obtenir une unité monobloc qui est fixée, de façon amovible, sur la paroi latérale de la bofte à cames 10, autour de l'ouverture 11, et la conduite d'alimentation en combustible 33 est fixée sur le collecteur d'admission 8. Dans cette réalisation, le système de commande 18 peut être facilement fixé et par ailleurs le bloc cylindré 1 et la culasse 2 d'un moteur diesel classique peuvent etre utilisés pour réaliser un moteur à explosion selon l'invention, sans qu'il soit nécessaire de transformer ces deux pièces.

1l en résulte que l'invention permet de réaliser des moteurs à explosion de façon économique et rationnelle.

Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, la soupape 26 est conçue de manière à se déplacer dans la même direction que celle de la circulation de combustible, lorsque la soupape 26 est fermée.

Par conséquent, la pression de combustible dans la tubulure 29 repousse la
soupape fermée 26 contre son siège, et il en résulte que cette soupape 26 peut être fermée avec toute garantie de sécurité et qu'il ne se produit aucune fuite dans le passage 30, au travers de la soupape fermée 26. Les opérations d'ouverture et de fermeture de la soupape 26 peuvent être effectuées avec fiabilité.

La figure 5 représente une variante du dispositif selon la présente invention. Sur cette figure 5 les composants similaires ou identiques à ceux de 1 'exemple de réalisation de la figure 3 ont été désignés par les mêmes références. En se réfèrant à cette figure 5, on voit qu'un arbre 8 came 12 est muni d'une came 20 de commande de soupape d'alimentation en combustible, qui est espacée axialement par rapport à une came d'admission 15 et came d'échappement (non représentée > . Un système de commande de soupape d'alimentation en combustible, désigné dans son ensemble par la référence 18, comprenant un poussoir 24, un boitier de commande 22 et d'autres composants, est assemblé sous la forme d'un ensemble unitaire monobloc, qui est fixé sur une partie d'extrémité de la paroi d'une boite à came 10, autour de l'ouverture 11.

Le boiter 22 comporte un couvercle 22a pour la boite à cames 10, ce couvercle étant fixé par des vis 19, ou similaire, sur la partie d'extrémité de la chambre 10, autour de l'ouverture 11. Le boitier 22 est incliné de manière que l'extrémité 22b adjacente à l'arbre à came 12, occupe une position inférieure par rapport à celle de l'autre extrémité. L'extrémité 22b est située dans la chambre 10 et elle fait saillie vers le centre de l'arbre à cames 12.

Le poussoir 24 est ajusté dans l'extrémité 22b et il peut coulisser dans la direction indiquée par la flèche A, à partir de la position représentée sur le dessin. Une extrémité du poussoir 24 supporte à rotation un galet tournant 25 qui est au contact de la came 20, commandant l'admission du combustible. Une autre extrémité du poussoir 24 comporte un alésage fraisé dans lequel vient se visser un écrou 24a pour régler la levée de la soupape. La tête de l'écrou 24a est engagée dans une extrémité de la tige 26a de la soupape 26. La tige 26a est ajustée dans un boitier cylindrique 27 et elle peut coulisser dans le sens de la flèche A, à partir de la position représentée sur la figure, dans laquelle le galet 25 est au contact du cercle primitif (cercle de basè) de la came 20. Le boitier 27 est fixé sur la face d'extrémité du boîtier 22, à l'opposé de la came 20 et il comporte un passage interne 30 pour le combustible. Un ressort de soupape 28 (ressort de compression) est interposé entre le bottier cylindrique 27 et un siège de soupape 26b, qui est fixé à une extrémité de la tige de soupape 26a. Dans la position illustrée par le dessin, la soupape 26 vient s'appliquer sur un siège de soupape 27a, prévu dans le bottier 27, sous l'action de la force élastique du ressort 28. Une extrémité du bottier 27, à l'opposé de la came 20, est reliée à une tubulure principale d'alimentation en combustible 31, par l'intermédiaire d'une conduite interne de liaison 29.Un orifice de sortie (non repré senté) du boftier 27 est relié à une extrémité d'une conduite d'admission de combustible 32, dont l'autre extrémité est connectée à une conduite d'alimentation en forme de L 33, fixée à une paroi inférieure d'un collecteur d'admission 8. La conduite 33 traverse la paroi inférieure du collecteur 8 et elle débouche par son orifice de sortie, vers la culasse 2.

Toujours dans cet exemple de réalisation, la soupape 26 est commandée par la came 20. Dans le cas où le moteur est entrafhé en utilisant un combustible constitué par une huile lourde de qualité élevée, la totalité du dispositif 18 de commande de la soupape d'alimentation en combustible est enlevée du collecteur 8 et de la paroi latérale de la boité à cames 10, autour de l'ouverture 1 1 cette ouverture 11 et l'extrémité inférieure de la conduite 38 étant alors obturées par des bouchons ou des organes d'obturation similaires.

Dans le dispositif illustré par la figure 5, on obtient les mêmes effets et résultats que ceux apportés par le mode de réalisation décrit ci-dessus en référence à la figure 3. On obtient en outre les résultats suivants.

Etant donné qu'on utilise le système de commande linéaire ou direct, avec un alignement de la tige de soupape 26a et du poussoir 24 sur une droite passant par le centre de l'arbre à came 12, on obtient une rigidité élevée pour la soupape 26, le poussoir 24 et les autres composants du système de commande, ce qui est particulièrement intéressant pour des moteurs à vitesse de rotation élevée. Par exemple, cette rigidité élevée évite les vibrations indésirables de la soupape d'alimentation 26.

Dans l'exemple -décrit ci-dessus en référence à la figure 5, on a prévu un galet rotatif 25 au contact de la came 20, on peut cependant utiliser une réalisation dans laquelle le galet 25 est supprimé; le poussoir 24 étant alors directement au contact de la came 20.

I1 demeure bien entendu que cette inventionn'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. - Système de commande de soupape d'admission de combustible pour un moteur à explosion dans lequel une voie d'alimentation en combustible est reliée aux moyens d'admission du moteur, caractérisé en ce que ce système comprend: une soupape d'admission de combustible (26) disposée dans la voie d'alimentation en combustible (29) une came (20) de commande de la soupape d'admission du combustible, montée sur un arbre à came (12) positionné dans une boite à came (10) constituée par le bloc cylindre (1) du moteur, cette came fZO) étant indépendante de la came d'admission (1-5) et de la came d'échappement sur ledit arbre à came (12), et, des moyens de liaison (18) fonctionnant de façon à relier la came (20) de commande de la soupape d'admission de combustible à cette soupape 6) afin que ladite came (20) puisse actionner la soupape (26) par l'intermédiaire de ces moyens de liaison (18).

2. - Système de commande selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens de liaison (18) comprennent un culbuteur (21) pour la soupape d'alimentation en combustible (26).

3. - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison (18) comprennent un poussoir (24) et en ce que ledit poussoir (24) et la soupape (26) sont alignés sur la droite passant par le centre de l'arbre à came (127.

4. - Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carautérisé en ce que la soupape d'admission de combustible (26), les moyens de liaison (18) et un boftier (2Z), renfermant ladite soupape et lesdits moyens sont assemblés sous la forme d'un bloc unitaire qui est fixé de façon amovible à une paroi de la boite à came (10).

5. - Système de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soupape d'admission de combustible (26) est conçue et réalisée de manière à se fermer selon un déplacement ayant la même direction que celle de l'écoulement du combustible dans la voie d'admission (z9)