FR2565627A1 - Commande d'arbre a cames d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Commande d'arbre a cames d'un moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

L'ARBRE A CAMES D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EST ENTRAINE PAR LE VILEBREQUIN AU MOYEN D'UN ARBRE INTERMEDIAIRE PARALLELE ET SITUE A PROXIMITE. QUAND IL S'AGIT D'UNE CULASSE QUATRE SOUPAPES AVEC DEUX ARBRES A CAMES SITUES AU-DESSUS, L'UN DES ARBRES A CAMES SERT D'ARBRE INTERMEDIAIRE. IL EST POSSIBLE DE MODIFIER LA POSITION EN ROTATION RELATIVE DES DEUX ARBRES A CAMES ET DE CE FAIT EGALEMENT LES TEMPS DE COMMANDE DES SOUPAPES AU MOYEN D'UN DISPOSITIF TENDEUR HYDRAULIQUE COOPERANT AVEC L'ENTRAINEMENT PAR CHAINE.

Description

Commande d'arbre à cames d'un moteur à combustion interne.
L'invention concerne une commande d'arbre à cames d'un moteur à combustion interne dans laquelle l'arbre à cames est entraîné par le vilebrequin. au moyen d'un arbre intermédiaire parallèle et situé à
proxmitmi de lMarbre à cames.
Dans un entraînement de ce type qui est décrit dans la demande allamanda P.33 09 376, on utilise un entraînement à pignons qui établit une liaison d'entraînement entre le vilebrequin et l'arbre à cames au moyen de plusieurs étages intermédiaires. Ces entraînements par pignons qui sont nécessaires pour des raisons de sécurité dans de nombreux cas d'utilisation, par exemple pour des moteurs d'avions, sont la cause de bruits importants et sont très coûteux à fabriquer. C'est pourquoi les arbres à cames sont habituellement entraînés par des courroies dentées qui passent autour d'une roue à courroie dentée du vilebrequin et une roue à courroie dentée de l'arbre à cames. Comme cet entraînement par courroie dentée qui est disposé sur le c8té frontal du moteur à combustion interne est utilisé simultanément pour l'entraînement de plusieurs dispositifs additionnels, la courroie dentée est relativement longue et a tendance à se distendre en fonctionnement. Ce danger existe en particulier avec les moteurs de grande puissance qui imposent, lors des accélérations, une sollicication si importante à la courroie et provoquent un tel allongement de cette dernière qu'il peut éventuellement arriver que la courroie saute une dent. La modification du temps de la commande des soupapes qui en découle a pour conséquence une consommation accrue de
carburant et des émissions plus importantes de produits polluants.
Le but de l'invention est de réaliser un entraînement de l'arbre à cames qui rende impossible une modification involontaire des temps de commande, ne soit la cause que de peu de bruit, puisse être fabriqué de façon économique et permette une modification des temps de commande susceptible d'être désirée pendant le fonctionnement du moteur à
combustion interne.
Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit d'utiliser pour entraîner l'arbre intermédiaire une courroie dentée et pour entraîner l'arbre à cames une chaîne. Du fait que l'entraînement de l'arbre à cames est obtenu à partir d'un arbre intermédiaire situé à proximité et au moyen d'une chaîne, la longueur de la chaîne peut être courte, ce qui fait qu'il n'y a plus d'allongement marqué dans le cas de
sollicitations élevées et que le saut de dents n'est plus possible.
L'invention prévoit de munir l'entraînement par chaîne d'un dispositif tendeur dont la manoeuvre permet de modifier la position en rotation relative de l'arbre à cames par rapport à l'arbre intermédiaire. Quand on a recours à cette solution, on peut compenser la modification de position angulaire de l'arbre intermédiaire par
rapport à l'arbre à cames et provenant de l'allongement de la courroie.
Un tel dispositif tendeur de chaîne destiné à la modification de la position relative de l'arbre à cames est en fait connu par la DE-A -2 249 310. Mais dans ce cas, ce dispositif est monté sur la longue chaîne entre le vilebrequin et l'arbre-à cames. Un déplacement de l'élément tendeur sur une distance déterminée provoque une modification angulaire nettement plus faible de l'arbre à cames que lorsqu'il s'agit de l'entraînement par une chaîne de courte longueur selon l'invention entre l'arbre à cames et l'arbre intermédiaire. Comme dans ce cas, seuls des déplacements de courte longueur de l'élément tendeur sont nécessaires, on peut selon un mode de réalisation avantageux de l'invention utiliser un dispositif tendeur constitué par un piston hydraulique pouvant se déplacer longitudinalement dans un carter hydraulique et sur lequel sont montés des patins tendeurs qui s'appliquent contre la chaîne, ce dispositif tendeur hydraulique
n'ayant besoin que de très peu de place pour son montage.
Cet avantage de place est important notamment dans un moteur à combustion interne à culasse à quatre soupapes et à deux arbres à cames situés audessus, l'un de ces arbres à cames étant entraîné par le vilebrequin par l'intermédiaire d'une courroie dentée et l'autre arbre à cames étant de son c8té entraîné par une chaîne. L'entraînement par chaîne ainsi que le dispositif tendeur peuvent être monté de façon suffisamment compacte pour qu'ils soient facilement logés dans la place existant dans la culasse, blindés en même temps pour éviter des bruits et protégés continuellement de façon optimale dans un bain d'huile pour éviter leur pollution et leur usure. Lorsque l'entraînement par chatne est disposé au centre de la dimension en longueur des arbres à cames, ces arbres à cames sont sollicités symétriquement par rapport à leur centre par le couple de rotation qui leur est transmis; leur torsion n'est que la moitié de celle qu'ils subissent quand le couple de rotation leur est appliqué de façon traditionnelle par leur côté frontal. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être expliqué plus en détail avec référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue frontale d'un entraînement d'arbre à cames d'un moteur en V à huit cylindres, la figure 2 est une coupe transversale de la culasse, avec
l'entraînement de l'arbre à cames.
Une courroie dentée 7 passe autour d'une roue dentée 1 d'un vilebrequin 2 et des roues dentées 3 et 4 des arbres à cames externes 5 et 6 d'un moteur en V à huit cylindres; grâce aux galets tendeurs 8, 9 et 10, la courroie dentée 7 s'applique selon un angle d'enveloppement suffisant sur les roues dentées. Plusieurs dispositifs additionnels non représentés sont simultanément entrainés par cet entraînement par
courroie dentée 11 monté sur le carter du moteur à combustion interne.
Des arbres à cames 5 et 6 montés longitudinalement au-dessus des rangées de cylindres entraînent les deux arbres à cames internes 15 et 16 disposées longitudinalement par rapport aux rangées de cylindres au moyen d'entraînements par chaîne 12 qui consistent respectivement en deux roues à chatne égales 13 et en une chaine 14 passant autour de ces dernières. Aux quatre cylindres de chaque rangée de cylindres est associée une culasse 17 coulée d'une seule pièce qui est montée sur le carter en forme de V et est boulonnée de façon étanche sur lui. Dans la culasse 17 sont montés les deux arbres à cames 5, 15 en parallèle et sur six paliers, l'un des arbres à cames servant à la commande des soupapes d'admission alors que l'autre sert à la commande des soupapes d'échappement. La roue dentée 3 est centrée et vissée sur le c8té frontal de l'un des arbres à cames 5. L'entraînement par cha ne 12 est disposé sensiblement au centre entre les paliers centraux 18 et 19 des arbres à cames. Pour loger l'entraînement par chaîne 12, la culasse 17
est légèrement bombée en cet emplacement.
Grâce au dispositif hydraulique tendeur 20 qui coopère avec l'entraînement par chaîne 15, ce dernier est maintenu sous tension et on peut également modifier la position en rotation relative d'une chaîne par rapport à l'autre en vue de modifier les temps de commande
des soupapes ou leur degré de recouvrement.
Le dispositif tendeur 20 est constitué par un piston hydraulique 22 monté dans le carter-hydraulique 21, sur lequel est fixé un patin tendeur 23 en matière plastique, qui s'applique sur le brin mou*24 de la chaîne 14. Unpatin de glissement fixe 26 s'applique contre le brin tendu 25 de la chaîne 14, et il ne sert qu'au guidage de la chaîne. La pression hydraulique est amenée par une conduite de pression 27 qui est raccordée à la culasse 17. Le carter hydraulique 21 est boulonné sur un bossage latéral 28 d'un culot à bougie 29 au travers duquel passe la
bougie d'allumage tout en étant protégée des projections d'huile.
Il est possible de prévoir à la place de ce dispositif tendeur 20 un dispositif tendeur 30 tel qu'il est représenté pour l'entraînement par chaîne 12 de l'autre rangée de cylindres. Dans ce cas, on dispose des patins tendeurs 33 et 34 sur le piston hydraulique 31 à ses deux extrémités qui font saillie du carter hydraulique 32, l'un des patins s'appliquant sur le brin tendu 25 de la chaîne 14, sur son cSté interne, alors que l'autre s'applique contre le brin mou de la chaîne 14, également sur son côté interne. Lorsque le piston hydraulique 31 est déplacé longitudinalement par application de pression, la région d'enveloppement autour des deux roues à chaîne 13 se modifie. L'un des brins s'allonge et l'autre brin se raccourcit de la même valeur, ce qui - fait que les temps de commande des soupapes changent alors que la tension de la chaîne reste la même. Au lieu de cela, il est possible qu'un élément tendeur agisse sur le côté interne de la chaîne alors que l'autre élément tendeur agit sur le côté externe de cette chaîne. Cette solution est surtout avantageuse quand on utilise des galets tendeurs
en tant qu'éléments tendeurs.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Entraînement d'arbre à cames d'un moteur à combus-
tion interne, dans lequel l'arbre à cames est entraîné, à partir du vilebrequin, au moyen d'un arbre intermédiaire parallèle et situé à proximité, caractérisé en ce que l'on utilise pour l'entraînement de l'arbre intermédiaire (arbre à cames 5) un entraînement par courroie dentée (11) et pour l'entraînement de l'arbre à cames (15) un entraînement par
chaîne (12).
2. Entraînement d'arbre à cames selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que l'on prévoit pour l'entraîne-
ment par chaîne (12) un dispositif tendeur (20 ou 30) qui permet, par son réglage, de modifier la position en rotation
relative de l'arbre à cames (6) par rapport à l'arbre inter-
médiaire (arbre à cames 5).
3, Entraînement d'arbre à cames selon la revendication 1, notamment pour une culasse quatre soupapes, caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire est un arbre à cames (5) monté au-dessus d'une rangée de cylindres, qui entraîne
l'autre arbre à cames parallèle (15) au moyen d'un entraî-
nement par chaîne (12) monté sensiblement au centre de sa
dimension en longueur.
4. Entraînement d'arbre à cames selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif tendeur (20) est constitué par un piston hydraulique (22) pouvant se déplacer longitudinalement dans un carter hydraulique (21) et sur lequel est monté un patin tendeur (23) qui s'applique
contre la chaîne (14).
5. Entraînement d'arbre à cames selon la revendication 2, caractérisé en ce que des patins tendeurs (33, 34) ou encore des galets tendeurs sont prévus sur les deux côtés du piston hydraulique (31), l'un (33) coopérant avec le brin mou (24) et l'autre (34) avec le brin tendu (25), à chaque
fois sur le côté interne de la chaîne.
6. Entraînement d'arbre à cames selon la revendication 4, caractérisé en ce que le carter hydraulique (21) est boulonné sur un bossage latéral (28) d'un culot à bougie (29).
7. Entraînement d'arbre à cames selon la revendica-
tion 1 ou 4, caractérisé en ce qu'un dispositif tendeur particulier est monté respectivement à la fois contre le brin mou (24) et contre le brin tendu (25) de la chaîne
(14).
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