Brevet FR2007916A1 — publié le 19700116

La présente invention est relative à un dispositif pour actionner une ou plusieurs soupapes d'un moteur à combustion interne et elle a pour but de réaliser un tel dispositif sous une forme simple et commode . 5 Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un accumulateur de fluide sous pression^, des moyens pour charger ledit accumulateur, un dispositif à fluide sous pression pour actionner une soupape et un dispositif de commande pouvant être actionné de façon coordonnée dans le temps 10 avec le moteur pour commander l'écoulement du fluide provenant dudlt accumulateur dans le dispositif à fluide sous pression. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: 15 la Fig.l est une vue en élévation latérale et en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif d'actionnement de soupape pour moteur à combustion interne, suivant l'invention ; la Fig.2 montre une variante d'une partie du dispositif représenté à la Fig.l; 20 la Flg.3 est une vue d'une autre variante d'une partie du dispositif représenté à la Fig.l ; la FIg.4 est une vue d'une variante de l'agencement de la Fl"g.3 • En se reportant à la Fig.l, une soupape 10 d'un moteur à 25 combustion interne est actionnée par un mécanisme comprenant un dispositif 11 pouvant être actionné par un fluide sous pression pour actionner la soupape et ce dispositif comprend un piston 12 qui est monté coulissant dans un cylindre 13 qui est fixé sur le moteur .Une extrémité 14 du piston 12 a un diamètre réduit 30 et s'étend à travers une ouverture formée dans la paroi d'extrémité adjacente du cylindre .Cette extrémité du piston prend appui contre la tige de soupape et cette dernière est sollicitée élastlquernent vers sa position de fermeture „Eçl outre, un orifice 15 est formé dans la paroi du cylindre à cette extrémité de ce-35 lui-ci , cet orifice 15 communiquant avec une vidange 17 par l'intermédiaire d'un clapet l6 sollicité élastîquement qui est agencé pour s'ouvrir lorsque le fluide est forcé de passer par l'orifice 15 lors d'une course descendante du piston .De plus il est prévu dans le clapet 16 un orifice l8 qui agit pour limiter 1'écoule-^0 ment du fluide pénétrant dans le cylindre 13. La position de l'ori 69 14362 2 2007916 fice 15 est telle que cet orifice est recouvert par le piston 12 lorsque ce dernier se déplace en direction de cette extrémité du cylindre .Lsautre extrémité du cylindre 13 communique avec un conduit 19 d'alimentation en fluide et l'admission du fluide k sous pression dans ce conduit et l'échappement du fluide de ce conduit sont commandées par un dispositif de commande 20 qui est actionné de façon coordonnée dans le -temps avec le moteur . Le dispositif de commande comprend un tiroir 21 qui est monté coulissant axialement dans un corps de distributeur 22. Le ti-10 roir 21 est sollicité dans une direction au moyen d'un ressort hélicoïdal de compression 23 et peut être déplacé dans le sens opposé au moyen d'une tige d'actionnement 24 qui est commandée de façon commode par une came qui est montée sur un arbre à cames entraîné par le moteur.Le corps du distributeur comporte un alé-15 sage dans lequel le tiroir est monté coulissant et 11 est prévu entre les extrémités de l'alésage une première ehambre 25 qui communique avec 1© conduit d'alimentation 19 en fluide .De part et d'autre de la première chambre 25, mais espacées de cette dernière, sont prévues une seconde et une troisième chambres 26,27 20 qui communiquent respectivement avec une alimentation en fluide sous pression et avec la vidange 17 »Le tiroir comporte une gorge unique au moyen de laquelle la chambre 25 peut être mise en communication soit avec la chambre 26 soit avec la chambre 27. La chambre 25 est mise en communication avec la chambre 27 au cours 25 d'un déplacement du tiroir 21 sous l'action du ressort et la longueur de la gorge du tiroir est.telle que la première chambre ne peut jamais être en communication avec les deux autres chaîné bres en même temps . La chambre 26 communique avec un accumulateur 28 dans lequel 30 est emmagasiné du fluide sous pression .L'accumulateur est alimenté en fluide sous pression au moyen d'un dispositif quelconque approprié 29 tel que par exemple une pompe actionnée par le moteur, cette pompe agissant pour fournir du fluide sous pression à l'accumulateur dans une plage Importante cîu cycle de 35 fonctionnement du moteur . En fonctionnement, lorsque le tiroir 21 se trouve dans une position dans laquelle 11 met en communication la première et la troisième chambres 25,27, le ressort de la soupape 10 maintenant cette dernière dans sa position de fermeture .Lorëqxje lé 40 "tiroir est déplacé par la tige d'actionnement 24 vers son autre 69 14382 3 2007916 position, la chambre 25 est mise en communication avec la chambre 26 et le fluide sous pression provenant de 1'accumulateur découle par l'intermédiaire du conduit d'alimentation 19 dans le cylindre contenant le piston .La pression est suffisante pour astrein-5 dre le piston à déplacer la soupape vers sa position d'ouverture à 1'encontre de l'action du ressort de la soupape et vers la fin du déplacement du piston, l'orifice 15 précité est progressivement fermé, ralentissant ainsi le piston et la soupape.Lorsque l'oriclce est complètement fermé, un verrouillage hydraulique est 10 créé, et le piston demeure dans cette position tout en maintenant ainsi la soupape dans sa position d'ouverture jusqu'à ce que le tiroir soit déplacé vers son autre position .Lorsque ceci se produit le ressort de la soupape déplace cette dernière et le piston dans le sens Inverse jusqu'à la fermeture de la soupape.La vi-15 tesse avec laquelle se produit ce mouvement peut être déterminée par un étranglement 30 formé dans le conduit communiquant avec la vidange et s'étendant à partir de la chambre 27. Au cours de la course de retour du piston une cavitatlon peut se produire dans.la partie du cylindre qui entoure 1'extrémité la plus étroi-20 te du piston . Cette cavitatlon se réduit si le temps nécessaire lui en est donné par suite c*e l'écoulement du fluide à travers l'orifice du clapet sollicité par un ressort . Le tiroir 21 est à peu près équilibré en pression de sorte que .! 69 14382 4 2007916 position d'ouverture . Si on le désire, et comme on l'a représenté à la Fig.2, le piston 12 peut comporter une tige à son extrémité qui est soumise à l'action du fluide sous pression afin de délimiter une chambre > 33 à partir de laquelle le fluide peut s'échapper au cours de la course de retour de la soupape 10 sous l'action de son ressort. L'échappement du fluide provenant de cette chambre s'effectue par l'Intermédiaire de rainures 34 qui sont formées dans la tige du piston et ces rainures peuvent être conformées de n'importe quel-10 le façon appropriée pour commander le déplacement de la soupape vers sa position de fermeture . Eçi se référant à la Fig.3, le dispositif 29 est constitué par une pompe 40 qui fournit le fluide sous pression à l'accumulateur 28 et est du type à piston alternatif qui est normalement ^ utilisé pour alimenter en combustible liquide 1'Injeeteur d'un moteur à allumage par compression .La pompe comporte une admission 42 de fluide .Le piston 4l est mobile angulairement afin de permettre de modifier la quantité de fluide fournie par la pompe pour chaque course du piston et avec cet agencement, pour un ré-glage angulaire donné du piston, la pression dans l'accumulateur 28 s'élève d'une quantité donnée après l'ouverture de la soupape 20. La pompe est .actionnée par l'intermédiaire d'une came (non représentée), formée s\ar un arbre à cames combiné avec le moteur, et la course de pompage du piston est agencée pour se produire 25 sur une partie notable du cycle de fonctionnement du moteur . De plus, une soupape de commande 43 est disposée dans le conduit entre l'accumulateur 28 et la chambre 26 du distributeur à tiroir, cette soupape de commande 43 étant sensible à la pression du fluide régnant dans l'accumulateur . La soupape de commande comprend un piston étagé 44 qui peut coulisser dans un alésage 45 de forme étagée complémentaire.L'extrémité la plus large du piston est exposée à une pression de commande qui lui est appliquée par l'intermédiaire d'un conduit 46, et l'extrémité la plus étroite de l'alésage communique avec 1'accumulateur.Un ori-55 fice 47 est formé dans la partie la plus étroite de l'alésage, cet orifice communiquant avec la chambre 26 et pouvant être complètement recouvert par la part.ie la plus étroite du piston étagé 44.Avant le fonctionnement du distributeur pour effectuer l'ouverture de la soupape du moteur, la force exercée sur l'extrémité la plus étroite du piston par la pression du fluide régnant à 69 14382 5 2007916 l'intérieur de l'accumulateur est suffisante pour surmonter la force exercée sur l'extrémité la plus large du piston par la pression de commande .11 en résulte que le piston est maintenu dans l'extrémité la plus large de l'alésage étage et l'orifice 5 dans la partie la plus étroite de l'alésage est complètement découvert . Lorsque le distributeur 20 est actionné, les actions précitées se produisent, mais par suite de l'écoulement du fluide en provenance de l'accumulateur, la pression du fluide dans ce der-10 nier tombe et un point est atteint pour lequel le piston étage 44 se déplace en direction de l'extrémité la plus étroite de l'alésage fermant ainsi l'orifice 47 formé dans la paroi de sa partie la plus étroite . A ce point, aucun autre fluide ne s'écoule dans le cylindre d'actionnement de la soupaps du moteur et le 15 déplacement de la soupape est arrêté .La soupape du moteur demeure dans cette position atissi longtemps que la première et la seconde chambres 25,26 du distributeur communiquent.Aussitôt que le tiroir est déplacé vers son autre position, la soupape du moteur se ferme de la façon décrite et peu après que cette fermetu-20 re se soit produite la pompe fournit une nouvelle charge de fluide sous pression à l'accumulateur de sorte que le piston étage se déplace vers l'extrémité la plus large de l'alésage, prêt pour un nouveau cycle .La grandeur de 13ouverture de la soupape 10 du moteur dépend de la quantité de fluide qui est distribuée par 25 la pompe et cette quantité peut être modifiée tandis que le moteur fonctionne, seulement en faisant varier le réglage angulaire du piston 4l. La vitesse avec laquelle s'ouvre la soupape .10 du moteur est commandée en commandant la pression qui est appliquée sur l'extrémité la plus large du piston étage . De plus,en 30 commandant la décélération du piston étagé 44 lorsqu'il se déplace pour fermer l'orifice 47 communiquant avec la seconde chambre, la décélération de la soupape du moteur peut être commandée. La décélération du piston étagé peut être commandée en régularisant la vitesse avec laquelle le fluide peut s'échapper de la 35 chambre 48, qui est délimitée entre 1'épaulement de l'alésage étagé et la partie la plus large du piston .D'une façon commôde, le débit de l'échappement du fluide est commandé par la coopération du bord de la partie la plus large du piston avec un orifice de sortie 49 qui s'étend à partir de l'alésage au voisinage 40 de l'épaulement . 69 14382 6 2007916 Pour empêches.5 tout dêveloppamant dangereux de pressions élevées du fluide dans le dispositif dans le cas où la quantité de fluide pompée par la pompe excède celle nécessaire pour actionner la soupape du moteur, 11 est prévu une soupape de sûreté 50 fonc-5 'donnant sous une pression élevée, cette soupape étant disposée sur 19 côté â® refoulement de la pompe 40. Dans une variante de l'agencement ci-dessus, 1'accumulateur et la soupape de commande sont combinés en un seul ensemble . Comme on le voit à la Fig.4, l'ensemble 51 comprend un piston éta-10 gé 52 monté coulissant dans un alésage étagé 53 de forme complémentaire, et un organe élastique qui sollicite le piston vers l'extrémité la plus étroite de l'alésage est disposé dans la partie la plus large de ce dernier et agit sur le piston .L'organe élastique peut être comme représenté un ressort hélicoïdal de 15 compression 54 ou, en variante, il peut êpre constitué par un fluide compressible tel que par exemple de l'air sous pression. La partie la plus étroite de l'alésage étage 53 commuçtique de façon constante avec la seconde chambre du distributeur 20.Plusieurs rainures axiales 54 s'étendent à partir de l'extrémité la plus 20 étroite du piston vers un point adjacent à la partie la plus large de celui-ci, ces rainures 54 servant à mettre l'extrémité la plus étroite de l'alésage an communication avec la chambre 55 délimitée entre l'épaulement de l'alésage et la partie la plus large du piston. Cette chambre communique avec le refoulement de la pompe 25 40. En fonctionnement,lorsque le fluide sous pression est déli -vré par la pompe, le piston 52 est déplacé en direction de l'éxtré mité la plus large du cylindre à 1 Encontre de Inaction de l'organe élastique et le fluide sous pression est emmagasiné dans la 30 chambre 55 précitée .Lorsque le tiroir du distributeur est actionné du fluide s'écoule à partir de cette chambre par l'intermé -diaire des rainures 54 vers 1'extrémité la plus étroite de l'alésage et vers la seconde chambre .Lorsque le distributeur 20 est ouvert, la pression dans la chambre précitée tombe et le piston 35 est déplacé par l'organe élastique jusqu'à ce que les extrémités des rainures voisines de la partie la plus large du piston soient recouvertes par l'épaulement de l'alésage .La distribution du fluide sous pression au cylindre d'actlonnement de la soupape du moteur est par conséquent arrêtée et la soupape 10 demeure dans 40 sa position d'ouverture jusqu'à ce que le tiroir du distributeur 69 14382 2007916 20 se soit déplacé pour permettre l'échappement du fluide de la façon décrite .En donnant un certain profil aux rainures 54 formées dans la partie la plus étroite du piston, le,, taux de décélération -f" piston étagé et de ce fait la vitesse de décélération 5 de la sovn-r.pe du moteur lorsque cette soupape se déplace vers sa position d'ouverture peuvent être commandés . Le fonctionnement du distributeur à tiroir a été décrit cor:,-me s'effectuant sous la commande d'une tige d'actionnemeht déplacée par une came portée par un arbre à cames entraîné par le 10 moteur .Si on le désire cependant, le distributeur 20 peut être actionné par un dispositif hydraulique, pneumatique ou électromagnétique de façon coordonnée dans le temps avec le moteur. Ce plus, le dispositif décrit peut être combiné avec un dispositif d'injection de combustible à énergie accumulée .Avec une telle 15 combinaison II peut être possible de réaliser un seul ensemble de pompe et d'accumulateur pour servîr. dans les deux mécanismes avec un dispositif de commande commun. 69 14382 2007916 REVENDICATIONS 1-Dispositif pour actionner une ou plusieurs soupapes d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un accumulateur pour emmagasiner du fluide sous 5 pression, des moyens pour charger ledit accumulateur, un dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression pour actionner une soupape du moteur et un dispositif de commande pouvant être actionné de façon coordonnée dans le temps avec le moteur pour commander l'écoulement du fluide en provenance dudit 10 accumulateur vers le dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression . 2-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression comprend un piston étagé pouvant coulisser dans un cylindre 15 de forme complémantaire, la chambre délimitée entre l'épaulement du piston et l'épaulemetit du cylindre communiquant avec une vidange par l'intermédiaire d'un orifice formé dans la paroi de l'extrémité la plus étroite de ce cylindre, ledit orifice étant disposé de façon à être recouvert par le piston lorsque ce der-20 nier atteint le voisinage de la fin de sa course afin 3-Disposltif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet de retenue par l'intermédiaire duquel 25 l'orifice communique avec la vidange, ledit clapet de retenue étant ouvert par l'action du fluide sous pression lorsque le piston se déplace pour ouvrir la soupape du moteur, et un étranglement par l'intermédiaire duquel le fluide peut pénétrer dans ladite chambre avec une vitesse réduite au cours du mouvement 30 de fermeture de la soupape . 4-DisposItif suivant les revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend un distributeur à tiroir équilibré actionné par le moteur, et pouvant être actionné pour mettre l'extrémité la plus large du cylindre en 35 communication auec l'accumulateur lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir la soupape du moteur ou pour mettre ladite extrémité du cylindre en communication avec une vidange lorsque cela est nécessaire pour permettre au distributeur de se fermer . 5-DispositIf suivant la revendication 4, caractérisé en ce 40 qu'il comprend un étranglement par l'intermédiaire duquel s'é 69 14382 9 2007916 coule le liquide à partir de 1'extrémité la plus large du cylindre vers la vidange, ledit étranglement étant disposé en aval du tiroir du distributeur . 6-DisposltIf suivant la revendication 5, caractérisé en ce 5 qu'il comprend un autre étranglement disposé en amont du tiroir et par l'intermédiaire duquel le fluide s'écoule à partir de l'accumulateur vers l'extrémité la plus large du cylindre, ledit autre étranglement agissant pour limiter la vitesse avec laquelle se déplace le piston pour ouvrir la soupape du moteur . 10 7-Dispositif suivant la revendication caractérisé en ce que l'extrémité la plus large du piston comporte une tige qui, lorsque le piston se déplace en direction de l'extrémité la plus large du cylindre, pénètre dans l'admission du cylindre,ladlté tige comportant des rainures qui sont conformées de façon à 11= 15 miter 1 'échappement du fluide à partir de l'e-xtrémité la plus large du cylindre, afin de commander ainsi la vitesse avec laquelle se ferme la soupape du moteur . 8-Dispositif suivant l'une quelconque Ses revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour charger 1'accu- 20 mulateur comprennent une pompe entraînés par le moteur . 9-Dispositif suivant la revendication 8, dans lequel la pompe est du type centrifuge , et une soupape de commanâe est Intercalée entre l'accumulateur et le dispositif de commande,ladite soupape de commande agissant pour couper l'alimentation en 25 fluide sous pression au dispositif pouvant être actionnés par un fluide sous pression lorsque la pression dans 1 'accumulateur- tombe à une valeur prédéterminée au cours de 1'alissntatîon en fluide du dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression, le refoulement de la pompe servant à diminuer la grandeur 30 10-Disposltlf suivant la revendication 9s caractérisé en ce que ladite soupape de commande comprend un piston étagé qui peut coulisser dans un alésage de forme complémentaire, l'extrémité la plus étroite du piston agissant comme une soupape pour 35 commander l'écoulement du liquide vers le dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression, et l'extrémité la plus étroite du piston étant soumise à la pression qui règne dans l'accumulateur afin d'exercer ainsi une force sur le piston,cette force agissant pour déplacer ce dernier en direction de l'extré-40 mité la plus large de l'alésage, l'extrémité la plus large du 69 14382 10 2007916 piston étant soumis® à une pression de commande qui est réglable pour5 commander la vitesse de l'ouverture de la soupape du moteur. 11-Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la vitesse d'échappement du fluide à partir de la chambre 5 délimitée entre 1 * épaulement de l'alésage et l'épaulement du piston peut être commandée . - 12-Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'accumulateur est combine avec une soupape de commande qui agit pour couper l'alimentation en fluide sous pression au dis- 10 positif pouvant £tre actionné par un fluide sous pression lorsque la pression de 1'aocumumatsur est tombée à une valeur prédéterminés au cours de l'alimentation en fluide du dispositif pouvant être actionné par un fluide sous pression le refoulement de la pompe servant à déterminer la grandeur de l'ouverture de 15 la soupape du moteur .