FR2722241A1 - Mecanisme d'actionnement de soupape d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Le mécanisme d'actionnement de soupape d'un moteur à combustion interne présente, dans le but d'activer ou de désactiver une soupape de passage des gaz (5), un élément de verrouillage (20) qui est disposé de façon à pouvoir coulisser dans un élément de transmission constitué sous la forme d'un levier d'entraînement à rouleau (4). A l'état désactivé le levier d'entraînement à rouleau (4) exécute par rapport à la soupape de passage des gaz (5) une course à vide, mécanisme dans lequel en l'absence d'un ressort séparé, disposé habituellement sur ou dans l'élément de transmission, le ressort de soupape (16) agit comme ressort de rappel sur la cuvette de ressort (12) constituée de façon à pouvoir relativement coulisser par rapport à la soupape de passage des gaz (5) qui colle du fait de son inertie.
Description
La présente invention se rapporte à un mécanisme d'actionnement de soupape
d'un moteur à combustion interne, avec un élément de transmission disposé dans une culasse entre un arbre à cames et au moins une soupape de passage des gaz qui peut être désactivée,dans lequel on dispose dans cet élément de transmission, en l'actionnant par une force extérieure, un élément de verrouillage qui peut coulisser de telle façon que, quand la soupape de passage des gaz est dans une première position, qui l'active, on relie celle-ci par coopération de formes (engagement positif) à l'élément de transmission et quand la soupape de passage des gaz est dans une deuxième position, qui la désactive, on peut avoir un coulissement relatif de l'élément de transmission par rapport à la soupape de passage des gaz sous la forme d'une course à vide, et avec un ressort de fermeture de la soupape, qui s'appuie sur la culasse et qui vient en prise sur un système de cuvette de ressort disposé sur la soupape
de passage des gaz.
On connaît, par le document WO 93/18 284, un mécanisme d'actionnement de soupape du type ci-dessus, dans lequel est disposé dans une culasse entre un arbre à cames et une soupape de passage des gaz, qui peut être désactivée, un poussoir à cloche comme élément de transmission. Dans ce poussoir à cloche sont disposés des pistons qui peuvent coulisser radialement au moyen d'une pression hydraulique et qui agissent comme éléments de verrouillage, d'une manière telle que dans une première position, qui active la soupape de passage des gaz, ceux-ci relient cette soupape par coopération de formes au poussoir à cloche et dans une seconde position, qui désative la soupape de passage des gaz, ceux-ci permettent un coulissement relatif du poussoir à cloche par rapport à la soupape de passage des gaz sous la forme d'une course à vide. Pour être assuré d'avoir un contact permanent du poussoir à cloche avec l'arbre à cames on dispose en plus du ressort habituel de fermeture, qui agit sur une cuvette de ressort reliée solidairement à l'extrémité de la tige de la soupape, un ressort qui agit entre cette cuvette de ressort et le poussoir à cloche, ce second ressort assurant ce contact quand la soupape est désactivée. L'invention a pour objet d'améliorer un mécanisme d'actionnement de soupape du type ci-dessus en faisant en sorte de réduire le coût des pièces constitutives. La solution de ce problème consiste en ce que dans les deux positions le ressort de fermeture de la soupape vienne en prise, au moyen du système de cuvette de ressort disposé de façon à pouvoir coulisser par rapport à la soupape de passage des gaz, sur l'élément de transmission, en maintenant celui-ci en contact permanent
avec l'arbre à cames.
Quand dans un mécanisme d'actionnement de soupape du type mentionné au début, dans les deux positions, le ressort de fermeture de la soupape vient en prise au moyen d'une cuvette de ressort, qui peut coulisser par rapport à cette soupape de passage des gaz, sur l'élément de transmission d'une manière telle que celui-ci reste en contact permanent avec l'arbre à cames, il manque ainsi le
second ressort séparé, qui sans cela est habituel.
La combinaison qui caractérise l'invention repose sur la constatation que la soupape de passage des gaz présente une inertie relativement grande. Quand elle est à l'état désactivé l'élément de transmission est poussé, quand la came est à son point de levée complète sur l'extrémité de la tige de la soupape, le ressort de fermeture de la soupape étant comprimé d'une façon qui correspond à la levée de la came et la soupape de passage des gaz restant du fait de son inertie dans sa position fermée. Ce collage de la soupape est favorisé par les frottements sur le guide de la tige de la soupape et le joint d'étanchéité de la tige de la
soupape.
Dans une forme de configuration avantageuse l'élément de transmission présente une chambre, dans laquelle est disposé l'élément de verrouillage actionné par un fluide sous pression en coulissant de la première dans la deuxième position ou inversement. Cette chambre présente une ouverture dans laquelle plonge l'extrémité de la tige de la soupape. Pour être assuré que la cuvette de ressort peut coulisser par rapport à la tige de la soupape, celle-ci présente une section, qui s'étend dans le sens longitudinal de la soupape de passage des gaz en ayant un diamètre réduit, section sur laquelle est montée la cuvette de ressort avec un faible jeu radial. La longueur axiale de la section est dans ce cas au moins aussi grande que la somme du soulèvement maximal de la soupape et de la hauteur axiale de la cuvette de ressort dans la zone de cete section, de telle sorte que la soupape ne soit pas ouverte lors de la
levée maximale de la came.
En variante par rapport à cela, on peut, pour éviter une accumulation de carburant en avant de la soupape de passage des gaz, quand elle est désactivée, donner à la section une longueur axiale d'une dimension telle que, quand la levée de la came est maximale, la cuvette de ressort repose sur un épaulement de la tige de la soupape et que la soupape soit légèrement ouverte. Pour être assuré d'avoir à la suite de cette légère ouverture de la soupape une fermeture immédiate, il est nécessaire d'avoir dans cette variante un second ressort de faible dimension, qui vienne en prise sur une cuvette de ressort, reliée par coopération
de formes à la tige de la soupape.
Le coulissement de l'élément de verrouillage peut avoir lieu d'une manière avantageuse au moyen d'une pression pneumatique ou hydraulique, qui est appliquée dans la chambre par l'intermédiaire de conduites de fluide sous
pression disposées dans l'élément de transmission.
L'alimentation dans l'élément de transmission a lieu dans ce cas au moyen d'une alimentation en fluide sous pression constituée dans la culasse dans une zone de mouvement relatif très faible entre la culasse et l'élément de transmission. L'élément de transmission peut être constitué comme un levier d'entraînement, un levier d'entraînement à rouleaux, un culbuteur ou aussi sous la forme d'un poussoir à cloche. Dans ce cas l'élément de verrouillage peut être constitué respectivement par exemple sous la forme d'une bille ou d'un piston. Dans le cas d'une réalisation sous la forme d'un piston celui-ci peut être précomprimé par exemple au moyen d'un ressort s'appuyant sur lui dans l'une des deux positions, tandis que son déplacement en arrière a lieu par
exemple au moyen d'une dépression pneumatique.
Dans le cas d'un mode de réalisation de l'élément de transmission sous la forme d'un levier d'entraînement on peut, pour le montage de ce levier, monter son extrémité, s'appuyant sur la culasse, au moyen d'une cuvette sphérique sur un élément hydraulique de rattrapage de jeu, tandis que le levier, qui vient en prise sur la soupape de passage des gaz, présente la chambre, dont l'ouverture dans chacune des positions de l'arbre à cames entoure au moins l'extrémité supérieure de la tige de la soupape et, de cette façon, empêche un déplacememnt latéral
du levier d'entraînement.
De façon avantageuse le mécanisme d'actionnement de soupape selon l'invention peut être utilisé soit dans le cas de moteurs à combustion interne avec l'élément de transmission pouvant agir sur toutes les soupapes d'admission, dont alors l'une par exemple est constituée de façon à pouvoir être désactivée au moyen du système décrit, ou dans le cas de moteurs à combustion interne avec une
soupape d'admission dans le but de débrancher le cylindre.
Suivant d'autres caractéristiques de l'inven-
tion: L'élément d'appui présente, pour l'alimentation
en fluide sous pression à partir de la culasse, un alésage.
Le système de cuvette de ressort se compose d'une cuvette de ressort et de deux pièces coniques, cette cuvette de ressort étant maintenue sur la section par
interposition des pièces coniques.
L'ouverture présente, sur son côté tourné vers le système de cuvette de ressort, des contours latéraux, qui viennent en appui sur des surfaces d'appui correspondantes
des pièces coniques.
On va expliquer ci-après plus en détail un exemple de réalisation de l'invention à partir des dessins sur lesquels: La figure 1 montre un mécanisme d'actionnement de soupape selon l'invention avec un levier d'entraînement à rouleau et une soupape de passage des gaz activée, La figure 2 montre un mécanisme d'entraînement de soupape avec un élément de verrouillage modifié et une soupape de passage des gaz désactivée et La figure 3 montre une coupe le long de la ligne
III-III selon la figure 1.
Une culasse 1 d'un moteur à combustion interne présente un mécanisme d'actionnement de soupape avec un arbre à cames 3 présentant des cames 2, un levier d'entraînement à rouleau 4 ainsi qu'une soupape de passage des gaz 5. Le levier d'entraînement à rouleau 4 agissant comme élément de transmission entre l'arbre à cames 3 et la soupape de passage des gaz 5 s'appuie sur la culasse 1 par une extrémité 6 au moyen d'une cuvette sphérique 7 sur un
élément hydraulique de rattrapage de jeu 8.
Sur une tige 9 de la soupape de passage des gaz vient en prise un levier 10 du levier d'entraînement à
rouleau 4.
La tige de soupape 9 présente une section 11, ayant un diamètre réduit, qui s'étend dans le sens longitudinal de la soupape de passage des gaz 5. Sur cette section 11 on a monté un système de cuvette de ressort, consistant en une cuvette de ressort 12, ainsi que des pièces coniques 13 et 14, système qui peut coulisser avec un jeu radial faible. Les pièces coniques 13 et 14 ont une forme semi- circulaire et se joignent sur une surface commune de séparation T, qui s'étend perpendiculairement à l'arbre à cames 3. Sur une collerette 15 de la cuvette de ressort 12 vient en prise un ressort de fermeture de la soupape 16, qui
s'appuie à l'autre extrémité sur la culasse 1.
Dans le levier 10 on a constitué une chambre cylindrique creuse 17, qui reçoit un élément de verrouillage 20 qui peut coulisser dans une première et dans une seconde position 18 et 19. Une paroi 21 de la chambre 17, correspondant à la cuvette de ressort 12, présente une ouverture 22 avec un diamètre, dont la dimension est plus
grande que celle de l'extrémité de la tige de la soupape 9'.
Dans la culasse 1 on a disposé une alimentation de fluide sous pression 24 constituée comme un alésage 23, qui est raccordée dans une zone de très faible mouvement relatif entre la culasse 1 et le levier d'entraînement à rouleau 4, de la cuvette sphérique 7, à une conduite de fluide sous pression 25 constituée dans le levier d'entraînement à rouleau 4. A l'extrémité 26, opposée à la conduite de fluide sous pression 25, la chambre 17 est fermée par un couvercle 27, qui présente une liaison 28 avec l'atmosphère. Selon la figure 1 l'élément de verrouillage 20 est constitué sous la forme d'une bille 29 et est actionné au moyen de la conduite 25 par une surpression ou une dépression pneumatique. Quand la bille 29 se trouve dans la première position 18 la soupape de passage des gaz 5 est activée et est reliée par coopération de formes au levier d'entraînement à rouleau 4. Le soulèvement maximal de la came 30 est transmis à partir de la came 2 par un rouleau 31 au levier d'entraînement à rouleau 4, qui se déplace en s'appuyant sur l'élément de rattrapage de jeu 8 en s'appuyant à l'extrémité 26 en direction de l'ouverture de
la soupape.
En appliquant une dépression, par exemple à partir d'un tuyau d'admission du moteur à combustion interne, pendant la phase de la came 2 qui correspond à son cercle de base, le levier 29 est poussé dans la seconde position 19. Lors de la rotation suivante de la came 2 le levier 10 du levier d'entraînement à rouleau 4 est poussé par la levée 30 de la came sur la tige de soupape 9. Dans ce cas la soupape de passage des gaz 5 reste dans la position fermée du fait de son inertie, tandis que la paroi 21 pousse, par un appui à coopération de formes sur les pièces coniques 13 et 14, la cuvette de ressort à l'encontre de la force du ressort de fermeture de la soupape 16 le long de la section 11. On choisit la longueur axiale de la section 11 dans ce cas plus grande d'un léger montant que la somme du soulèvement de la soupape causée par la levée de la came 30
et de la hauteur axiale 32 du système de cuvette de ressort.
Selon une variante selon la figure 2 de la forme de réalisation précédente on constitue l'élément de verrouillage 20 sous la forme d'un piston 34 pourvu d'un alésage 33. Cet alésage 33 reçoit un ressort 35, qui pousse le piston 34, comprimé par un ressort, dans la première position 18 activant la soupape de passage des gaz 5. D'une manière comparable à la figure 1, ce piston 34 est poussé en appliquant une dépression pendant la phase de rotation de la came 2 qui correspond à son cercle de base, dans la seconde position 19, grâce à quoi la soupape de passage des gaz 5
est désactivée.
Dans les deux modes de réalisation de l'invention on peut donner à la longueur axiale de la section 11 une dimension d'un montant plus faible que la somme du soulèvement maximal de la soupape et de la hauteur axiale 32 du système de cuvette de ressort. Ceci a pour conséquence, quand l'élément de verrouillage 20 se trouve dans la première position 18 et quand la levée de la came 30 est maximale, d'engendrer une faible ouverture de la soupape de passage des gaz 5. Pour être assuré d'avoir ensuite le mouvement nécessaire de fermeture, on fixe une autre cuvette de ressort 36 par coopération de formes sur la tige de la soupape 9, cuvette qui est sollicitée par un autre ressort 37. Quand la levée de la came 30 est maximale les pièces coniques 13 et 14 reposent sur un épaulement 38 délimitant
la section 11.
On obtient un guidage latéral du levier d'entraînement à rouleau 4 dans la culasse 1 grâce aux contours 39 et 40, qui sont disposés sur la face de l'ouverture 22, tournée vers le système de cuvette de ressort, sur le côté de celle-ci. Les surfaces correspondantes d'appui sur les pièces coniques 13 et 14 assurent aussi bien le guidage latéral du levier d'entraînement à rouleau 4 qu'un blocage contre toute
rotation des pièces coniques 13 et 14.
Claims (14)
1. Mécanisme d'actionnement de soupape d'un moteur à combustion interne, avec un élément de transmission disposé dans une culasse entre un arbre à cames et au moins une soupape de passage des gaz qui peut être désactivée, dans lequel on dispose dans cet élément de transmission en l'actionnant par une force extérieure un élément de verrouillage qui peut coulisser de telle façon que, quand la soupape de passage des gaz est dans une première position, qui l'active, on relie celle-ci par coopération de formes à l'élément de transmission et quand la soupape de passage des gaz est dans une deuxième position, qui la désactive, on peut avoir un coulissement relatif de l'élément de transmission par rapport à la soupape de passage des gaz sous la forme d'une course à vide et avec un ressort de fermeture de la soupape, qui s'appuie sur la culasse et qui vient en prise sur un système de cuvette de ressort disposé sur la soupape de passage des gaz, mécanisme d'actionnement de soupape caractérisé en ce que dans les deux positions (18, 19) le ressort de fermeture de la soupape (16) vient en prise, au moyen du système de cuvette de ressort disposé de façon à pouvoir coulisser par rapport à la soupape de passage des gaz (5), sur l'élément de transmission, en maintennant celui-ci en contact
permanent avec l'arbre à cames (3).
2. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de la soupape (9) présente une section (11), qui s'étend dans le sens longitudinal de la soupape de passage des gaz (5) avec un diamètre réduit, section sur laquelle on maintient le
système de cuvette de ressort avec un faible jeu radial.
3. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de transmission présente une paroi (21) agissant sur le système de cuvette de ressort, paroi dans laquelle est disposée une ouverture (22) avec un diamètre qui est plus grand que celui
de l'extrémité de la tige de la soupape (9').
4. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur axiale de la section (11) est au moins aussi grande que la somme du soulèvement maximal de la soupape et de la hauteur axiale
(32) du système de cuvette de ressort.
5. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur axiale de la section (11) a une dimension plus courte que la somme du soulèvement maximal de la soupape et de la hauteur axiale (32) du système de cuvette de ressort, d'une manière telle que dans la seconde position (19) la soupape de passage des gaz (5) soit ouverte de ce montant quand la came a effectué sa levée maximale (30) par application du système de cuvette
de ressort sur un épaulement (38) de la tige de soupape (9).
6. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige de la soupape (9) présente en-dessous de l'épaulement (38) une autre cuvette de ressort (36), disposée en coopération de formes, cuvette sur laquelle agit un ressort (37) qui s'appuie sur
la culasse (1).
7. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (20), qui est actionné par un fluide sous pression, est disposé dans une chambre (17) de l'élément de
transmission, chambre qui présente l'ouverture (22).
8. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre (17) est raccordée au moyen d'une conduite de fluide sous pression (25), disposée dans l'élément de transmission, à une alimentation en fluide sous pression (24) constituée dans la culasse (1) dans une zone de très faible mouvement relatif
entre la culasse (1) et l'élément de transmission.
9. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre (17) est constituée avec une forme cylindrique creuse pour recevoir 1 1 un élément de verrouillage (20), constitué sous la forme d'une bille (29), et présente à son extrémité (26), située à l'opposé de la conduite de fluide sous pression (25), une
liaison avec l'atmosphère (28).
10. Mécanisme d'actionnement de soupape selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans la chambre (17) on dispose comme élément de transmission un piston (34), qui dans l'une des deux positions (18, 19), à savoir dans la position (18), est comprimé par un ressort et dans l'autre position (19) peut coulisser au moyen d'une pression pneumatique.
11. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de transmission est constitué sous la forme d'un levier d'entraînement (4), dont l'extrémité (6), qui s'appuie sur la culasse (1), est montée au moyen d'une cuvette sphérique (7) sur un élément d'appui constitué sous la forme d'un élément hydraulique de rattrapage de jeu (8) et dont le levier (10), qui vient en prise sur la soupape de passage des gaz (5), présente la chambre (17), dont l'ouverture (22) entoure en permanence l'extrémité de la tige de la soupape (9').
12. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément d'appui présente, pour l'alimentation en fluide sous pression à
partir de la culasse (1), un alésage (23).
13. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le système de cuvette de ressort se compose d'une cuvette de ressort (12) et de deux pièces coniques (13, 14), cette cuvette de ressort (12) étant maintenue sur la section (11) par
interposition des pièces coniques (13, 14).
14. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ouverture (22) présente, sur son côté tourné vers le système de cuvette de ressort, des contours latéraux (39, 40) qui viennent en appui sur des surfaces d'appui correspondantes (42, 41) des
pièces coniques (13, 14).
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