FR2817907A1 - Control device for i.c. engine inlet and exhaust valve comprises camshaft with two half-cams with peripheral groove between them in which connecting part to valve slides freely - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un dispositif de commande d'une soupape, ainsi qu'un ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement, dans un moteur à combustion interne, comprenant un tel dispositif. The present invention relates to a valve control device, as well as an intake and exhaust control assembly, in an internal combustion engine, comprising such a device.
De façon habituelle, dans le domaine des moteurs à combustion interne, un dispositif de commande d'une soupape comprend un arbre à cames, comportant plusieurs cames induisant, lors de leur rotation, un mouvement alternatif en translation d'une soupape correspondante. Il est par ailleurs prévu, pour chaque soupape, un ressort de rappel, qui permet de la repousser contre son siège, au moment de la fermeture. Usually, in the field of internal combustion engines, a valve control device comprises a camshaft, comprising several cams inducing, during their rotation, an alternating movement in translation of a corresponding valve. There is also provided, for each valve, a return spring, which allows it to be pushed against its seat, at the time of closing.
Cet agencement connu présente cependant un inconvénient, en ce sens que le ressort de rappel, dont il est fait usage, génère des efforts de compression et provoque un phénomène d'affolement pendant la montée en régime du moteur. This known arrangement however has a drawback, in that the return spring, which is used, generates compression forces and causes a panic phenomenon during the engine revving.
De plus, ce ressort de rappel constitue un élément qui absorbe la plus grande partie de la puissance dans la distribution. In addition, this return spring constitutes an element which absorbs most of the power in the distribution.
Afin de pallier cet inconvénient, l'invention se propose de réaliser un dispositif qui, tout en garantissant un déplacement fiable et sûr de la soupape qu'il commande, permet de s'affranchir de l'emploi d'un ressort de rappel et fait intervenir un nombre restreint d'éléments constitutifs. In order to overcome this drawback, the invention proposes to produce a device which, while guaranteeing a reliable and safe movement of the valve which it controls, makes it possible to dispense with the use of a return spring and makes intervene a limited number of constituent elements.
A cet effet, elle a pour objet un dispositif de commande d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne, comprenant un arbre à cames muni d'au moins une came d'actionnement d'une soupape correspondante, caractérisé en ce que ladite came est formée de deux demi-cames symétriques, ménageant entre elles une gorge périphérique recevant un organe de liaison libre de coulisser le long de ladite gorge et pouvant être rendu solidaire d'une soupape correspondante, et en ce que ce dispositif comporte des moyens de retenue de cet organe de liaison dans cette gorge, à l'encontre d'une extraction radiale. To this end, it relates to a device for controlling at least one valve of an internal combustion engine, comprising a camshaft provided with at least one cam for actuating a corresponding valve, characterized in that that said cam is formed of two symmetrical half-cams, forming between them a peripheral groove receiving a connecting member free to slide along said groove and which can be made integral with a corresponding valve, and in that this device comprises means for retaining this connecting member in this groove, against a radial extraction.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les moyens de retenue sont formés par des rebords rentrants, dont sont pourvues les parois d'extrémité de ladite gorge ; - l'organe de liaison est reçu de façon roulante dans la gorge périphérique ; - l'organe de liaison est pourvu d'une tête sphérique, et ladite gorge possède une section transversale en forme d'arc de cercle ; - les parois de ladite gorge s'étendent selon un arc de cercle supérieur à 1800. According to other characteristics of the invention: - the retaining means are formed by re-entrant flanges, which are provided with the end walls of said groove; - The connecting member is received in a rolling manner in the peripheral groove; - The connecting member is provided with a spherical head, and said groove has a cross section in the form of an arc of a circle; - The walls of said groove extend in an arc greater than 1800.
L'invention a également pour objet un ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement dans un moteur à combustion interne, comprenant au moins The invention also relates to an assembly for controlling the intake and exhaust in an internal combustion engine, comprising at least
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une soupape comportant une tête, ainsi qu'une queue coopérant avec un dispositif de commande de la soupape correspondante, ce dispositif étant tel que défini ci- dessus. a valve comprising a head and a tail cooperating with a device for controlling the corresponding valve, this device being as defined above.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'ensemble comprend des moyens de liaison démontables entre le dispositif de commande et la queue de la soupape ; - les moyens de liaison sont formés, d'une part, par un piston racleur solidaire de la queue de la soupape et disposé dans un corps cylindrique creux prolongeant la tête sphérique de l'organe de liaison et, d'autre part, par un fond amovible obturant ledit corps à l'opposé de la tête sphérique ; - les parois en regard de l'organe de liaison et du piston forment une chambre de réception d'huile sous pression. According to other characteristics of the invention: - the assembly includes removable means of connection between the control device and the valve stem; - The connecting means are formed, on the one hand, by a scraper piston integral with the valve stem and disposed in a hollow cylindrical body extending the spherical head of the connecting member and, on the other hand, by a removable bottom closing said body opposite the spherical head; - The opposite walls of the connecting member and the piston form a chamber for receiving pressurized oil.
L'invention va être décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, illustrant un ensemble de contrôle de l'admission ou de l'échappement conforme à l'invention ; et - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale, illustrant le dispositif représenté à la figure 1 dans des positions d'ouverture et de fermeture de la soupape. The invention will be described below, with reference to the accompanying drawings, given only by way of nonlimiting example and in which: - Figure 1 is a perspective view, illustrating an admission control assembly or the exhaust according to the invention; and - Figures 2 and 3 are views in longitudinal section, illustrating the device shown in Figure 1 in the open and closed positions of the valve.
L'ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement, représenté à la figure 1, comprend plusieurs soupapes, dont une seule 2 a été illustrée. Cette dernière est susceptible d'être déplacée en translation, selon son axe principal, sous l'effet d'un dispositif de commande, désigné dans son ensemble par la référence 4. The intake and exhaust control assembly, shown in Figure 1, includes several valves, only one of which has been illustrated. The latter is capable of being displaced in translation, along its main axis, under the effect of a control device, generally designated by the reference 4.
Ce dernier comprend un arbre à cames 6, muni de cames régulièrement réparties le long dudit arbre et dont une seule 8 a été représentée. Ce dispositif comporte également un organe de liaison 10, pouvant être solidarisé à la soupape considérée. The latter comprises a camshaft 6, provided with cams regularly distributed along said shaft and of which only one 8 has been shown. This device also includes a connecting member 10, which can be secured to the valve considered.
La came 8 est composée de deux éléments 8a, 8b, formant deux demicames symétriques par rapport au plan médian de cette came. Ces deux demicames ménagent une gorge périphérique 12, possédant une section transversale en forme d'arc de cercle. Il est à noter que l'arc de cercle précité s'étend selon un secteur angulaire supérieur à 180 , de manière à former des rebords convergents
14. The cam 8 is composed of two elements 8a, 8b, forming two symmetrical half-cams with respect to the median plane of this cam. These two half-cams provide a peripheral groove 12, having a cross section in the form of an arc of a circle. It should be noted that the above-mentioned arc extends around an angular sector greater than 180, so as to form convergent edges
14.
Comme le montrent notamment les figures 2 et 3, l'organe de liaison 10 comprend une tête sphérique 16 reçue de façon roulante dans la gorge 12. Cette tête est prolongée par un corps cylindrique 18 creux, susceptible de coulisser par As shown in particular in Figures 2 and 3, the connecting member 10 comprises a spherical head 16 received in a rolling manner in the groove 12. This head is extended by a hollow cylindrical body 18, capable of sliding by
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rapport à une culasse 20 du moteur. Le volume intérieur de l'organe de liaison 10 est fermé, à l'opposé de la tête 16, par un fond rapporté 22, muni d'un joint torique 24 susceptible de coopérer avec la soupape 2. compared to a cylinder head 20 of the engine. The internal volume of the connecting member 10 is closed, opposite the head 16, by an attached bottom 22, provided with an O-ring 24 capable of cooperating with the valve 2.
Le montage de la tête 16 dans la gorge 12 consiste tout d'abord à disposer
les deux éléments 8a, 8b constitutifs de la came sur l'arbre, à distance l'un de l'autre. Puis, on loge la tête 16 dans la portion de gorge définie par l'un de ces éléments, et on rapproche axialement l'autre de ces éléments. On assujettit enfin mutuellement ces derniers par tout moyen approprié, tel que par exemple par soudage. The mounting of the head 16 in the groove 12 consists first of all in having
the two elements 8a, 8b constituting the cam on the shaft, at a distance from each other. Then, the head 16 is housed in the groove portion defined by one of these elements, and the other of these elements is brought together axially. Finally, they are mutually subject by any suitable means, such as for example by welding.
La soupape 2 comprend, de façon classique, une tige 26 prolongée à une première extrémité par une tête 28, apte à être plaquée contre un siège 30. Cette soupape 2 est également pourvue, à l'opposée de sa tête 28, d'une queue 32 reçue dans le volume intérieur de l'organe de liaison 10. The valve 2 comprises, in a conventional manner, a rod 26 extended at a first end by a head 28, capable of being pressed against a seat 30. This valve 2 is also provided, opposite its head 28, with a tail 32 received in the interior volume of the connecting member 10.
La queue 32 est rendue solidaire d'un piston racleur 36 par l'intermédiaire d'un circlips 34, ou bague élastique. Ce dernier est susceptible de coulisser, avec interposition d'un joint 38, le long du corps 18 de l'organe de liaison 10. The tail 32 is made integral with a scraper piston 36 by means of a circlip 34, or elastic ring. The latter is capable of sliding, with the interposition of a seal 38, along the body 18 of the connecting member 10.
Les parois en regard du corps 18 et du piston 36 délimitent, entre le fond 22 et le joint supérieur 38, une chambre de réception, désignée par la référence générale 40. Un orifice non représenté, ménagé dans la paroi latérale du corps, met en communication cette chambre 40 avec un conduit, également non représenté, s'étendant dans la culasse. Ce dernier permet l'admission d'huile sous pression, en direction de cette chambre 40, via l'orifice précité. The facing walls of the body 18 and of the piston 36 delimit, between the bottom 22 and the upper seal 38, a receiving chamber, designated by the general reference 40. An orifice, not shown, formed in the side wall of the body, communication this chamber 40 with a conduit, also not shown, extending in the cylinder head. The latter allows the admission of oil under pressure, towards this chamber 40, via the aforementioned orifice.
Le fonctionnement du dispositif de commande 4 de la soupape 2 va maintenant être explicité, notamment en référence aux figures 2 et 3. The operation of the control device 4 of the valve 2 will now be explained, in particular with reference to FIGS. 2 and 3.
Lorsque l'arbre à cames 6 entre en rotation, l'organe de liaison 10 coulisse, par sa tête 16, le long de la gorge périphérique 12. Par ailleurs, du fait de la présence des rebords rentrants 14, la tête 16 est retenue à l'intérieur de la gorge 12, à l'encontre d'une extraction radiale. When the camshaft 6 enters into rotation, the connecting member 10 slides, by its head 16, along the peripheral groove 12. Furthermore, due to the presence of the re-entrant flanges 14, the head 16 is retained inside the groove 12, against a radial extraction.
De la sorte, lorsque la came 8 effectue une rotation de 1800, entre les deux positions extrêmes illustrées respectivement aux figures 2 et 3, l'organe de liaison 10 est soumis à une translation globale vers le haut, c'est-à-dire le long de l'axe principal de la soupape 2. In this way, when the cam 8 rotates 1800, between the two extreme positions illustrated respectively in FIGS. 2 and 3, the connecting member 10 is subjected to an overall translation upwards, that is to say along the main axis of valve 2.
Ceci induit alors une translation correspondante de cette soupape, entre ses positions d'ouverture représentée à la figure 2 et de fermeture représentée à la figure 3. This then induces a corresponding translation of this valve, between its open positions shown in FIG. 2 and the closed positions shown in FIG. 3.
Lorsque la tête 28 de la soupape est distante de son siège, ce qui correspond notamment à l'agencement de la figure 2, l'orifice d'admission d'huile When the head 28 of the valve is distant from its seat, which corresponds in particular to the arrangement of FIG. 2, the oil intake orifice
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sous pression, dans la chambre 40, n'est pas mis en communication avec le conduit correspondant d'arrivée d'huile. Ainsi, une quantité d'huile donnée est emprisonnée dans cette chambre, de sorte que l'organe de liaison 10 est rendu sensiblement immobile par rapport à la queue 32 de soupape, munie de son piston 36. under pressure, in the chamber 40, is not placed in communication with the corresponding oil inlet pipe. Thus, a given quantity of oil is trapped in this chamber, so that the connecting member 10 is made substantially immobile relative to the valve stem 32, provided with its piston 36.
En revanche, lorsque la tête 28 de la soupape se trouve au voisinage de son siège 30, comme illustré à la figure 3, l'orifice d'admission d'huile est mis en communication avec le conduit d'arrivée correspondant. De la sorte, une quantité supplémentaire d'huile est admise dans la chambre 40. Ceci induit une translation de la queue 32, munie de son piston 36, par rapport à l'organe de liaison 10, et conduit à plaquer fermement la tête 28 de soupape contre son siège 30. On the other hand, when the head 28 of the valve is in the vicinity of its seat 30, as illustrated in FIG. 3, the oil intake orifice is placed in communication with the corresponding inlet duct. In this way, an additional quantity of oil is admitted into the chamber 40. This induces a translation of the tail 32, provided with its piston 36, relative to the connecting member 10, and leads to firmly pressing the head 28 valve against its seat 30.
Etant donné que la tête sphérique 16 de l'organe de liaison est montée de façon roulante dans la gorge 12, l'organe de liaison 10 et, de ce fait, la soupape 2 sont susceptibles d'entrer en rotation autour de l'axe principal de cette dernière. Since the spherical head 16 of the connecting member is mounted in a rolling manner in the groove 12, the connecting member 10 and, therefore, the valve 2 are capable of rotating around the axis principal of the latter.
Un tel phénomène peut se produire de façon spontanée ou bien encore peut être provoqué en dirigeant de l'huile de lubrification, au voisinage des parois de l'organe de liaison, selon un sens particulier. Cette possibilité de rotation de la soupape est avantageuse, dans la mesure où elle permet de conférer une usure uniforme à la soupape, ainsi qu'à son siège. Such a phenomenon can occur spontaneously or else can be caused by directing lubricating oil, in the vicinity of the walls of the connecting member, in a particular direction. This possibility of rotation of the valve is advantageous, insofar as it makes it possible to impart uniform wear to the valve, as well as to its seat.
L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. The invention makes it possible to achieve the objectives mentioned above.
En effet, le dispositif de commande de soupape conforme à l'invention ne nécessite pas l'emploi des ressorts de rappel de l'art antérieur. De la sorte, il permet d'éviter les efforts de compression, ainsi que le phénomène d'affolement, liés à l'utilisation de tels ressorts. Indeed, the valve control device according to the invention does not require the use of return springs of the prior art. In this way, it avoids the compression forces, as well as the panic phenomenon, linked to the use of such springs.
Par ailleurs, le dispositif de commande de l'invention permet de réduire les efforts s'exerçant sur les paliers de l'arbre à cames et des soupapes. Il garantit également une diminution des masses en mouvement, ainsi que de la hauteur de la culasse. Ce dispositif assure enfin une augmentation du régime moteur notamment par la suppression du phénomène d'affolement des soupapes. Furthermore, the control device of the invention makes it possible to reduce the forces exerted on the bearings of the camshaft and of the valves. It also guarantees a reduction in moving masses, as well as in the height of the cylinder head. This device finally ensures an increase in engine speed in particular by eliminating the phenomenon of panic valves.
Le dispositif de commande conforme à l'invention fait intervenir un nombre particulièrement restreint d'éléments constitutifs. Cette disposition est avantageuse, dans la mesure où elle garantit une commande précise de la soupape considérée, et permet en outre de réduire les phénomènes d'usure. The control device according to the invention involves a particularly limited number of constituent elements. This arrangement is advantageous insofar as it guarantees precise control of the valve in question, and also makes it possible to reduce the phenomena of wear.
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| FR2817907B1 (en) | 2005-11-18 |
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