Brevet FR2364328A1 — publié le 19780407

L'invention est relative à un dispositif de rappel de soupapes pour moteur à combustion interne, dans lequel lesdites soupapes sont commandées à l'ouverture par des culbuteurs par exemple, et à la fermeture par des organes de rappel. Le rappel des soupapes se fait généralement par des ressorts hélicoidaux, simples ou doubles, et dans ce dernier cas les spires sont en sens inverse. Dans le cas de ressorts doubles, la caractéristique de rappel est une caractéristique non linéaire, qui fait ressortir~l'inconvénient suivant, quten cas de compression maximum des spires, l'effort exercé bien qu'. im- portant reste limité. L'invention vise à pallier cet inconvénient, et concerne un organe de rappel pneumatique dont la caractéristique essentielle est d'avoir une rigidité variable, et notamment qui augmente dans le sens de l'ouverture des soupapes, et qui présente une caractéristique où les forces de rappel sont plus importantes que dans le cas de ressorts à rigidité constante. L'invention a donc pour objet un dispositif de rappel de soupapes pour moteur à combustion interne, lesdites soupapes étant commandées par des culbuteurs par exemple, dispositif du type à caractéristique non linéaire, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de rappel constitué par un volume de gaz contenu dans une chambre étanche à volume variable et comprimé dans le sens de l'ouverture des soupapes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre précitée tel qu'un cylindre est rapportée sur la culasse du moteur, est centrée par une face d'extrémité sur l'extrémité du guide de soupape, l'autre face d'extrémité ouverte recevant de façon étanche un piston solidaire de la tige de soupape. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre dtillustration et dans lesquels - la figure 1 est une vue en poupe d'une soupape commandée par un culbuteur et équipée d'un organe de rappel conforme à l'invention, et - la figure 2 représente graphiquement des courbes carac téristiques d'organes de rappel différents. Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1, la soupape 1 est commandée pour son ouverture par un culbuteur 2, et pour sa fermeture par un organe de rappel 3 objet de l'invention. Le dispositif de rappel 3 est constitué par une chambre 4 délimitée par un cylindre 5 rapporté sur la culasse 6 du moteur, cylindre qui est centré par une face d'extrémité sur l'extrémité supérieure du guide 7 de soupape qui fait saillie dans ladite chambre 4 à travers un orifice 8. L'autre face d'extrémité du cylindre 5 est ouverte, et reçoit de façon étanche un piston 9 solidaire de la tige 10 de soupape. Plus précisément, dans la partie supérieure du piston 9 est montée de façon étanche une pièce cylindrique intermédiaire 11, dont la partie centrale en forme de cône reçoit de façon étanche deux coupelles semi-circulaires formant cane, pourvues chacune d'un bossage semi-circulaire penétrant dans une gorge radiale 13 prévue vers l'extrémité de la tige 10 de soupape. A l'intérieur de la chambre 4, et autour de la tige 10 de soupape, est monté un ressort 14 à faible rigidité qui prend appui par une extrémité sur le fond de la chambre 4, et par l'autre extrémité contre la surface d'extrémité de la pièce intermediaire 11. Dans l'exemple représenté, le piston 9 possède deux segments 15 assurant l'étanchéité avec le cylindre 5. Au moins une ouverture 16 est prévue dans le cylindre 5 pour assurer l'alimentation en air de la chambre 4. La soupape étant fermée7 le positionnement de la face inférieure du piston 9, par rapport au fond de la chambre 4, est effectué par une cale de réglage 17 montée entre la culasse et le cylindre. Le dispositif ci-dessus décrit fonctionne de la façon suivante. Lors du fonctionnement du moteur, le culbuteur 2 va assurer l'ouverture de la soupape 1, la fermeture étant assurée par l'organe de rappel 3. A l'ouverture de la soupape 1, l'air contenu dans la chambre 4, qui est une chambre étanche à volume variable, va être comprimé de façon adiabatique, l'orifice 16 étant bouché par l'avance du piston 9 solidaire du mouvement de la soupape. Pendant ce même temps, le ressort 14 est également comprimé. A la fermeture, on va avoir détente adiabatique du gaz contenu dans la chambre 4, d'où la naissance d'une force de rappel de la soupape. La présence du ressort 14 est importante, pour assurer un bon appui de la soupape contre son siège 18 à la fermeture. Une fois la soupape fermée, la chambre 4 communique avec l'extérieur par l'orifice 16, assurant l'alimentation en air de la chambre 4. En se reportant à la figure 2, on a représenté graphiquement les forces de rappel (E) en fonction de la déflection (d) de l'organe de rappel. On entend par déflection, la détente de l'organe de rappel de sa position comprimée à sa position de repos.Sur la figure 2, la courbe 1 représente la caractéristique d'un organe de rappel constitué de deux ressorts en série, la partie a de la courbe 1 représentant la caractéristique du premier ressort, et la partie b représente les caractéristiques ajoutées des deux ressorts. La courbe 2 quant à elle représente la caractéristique de l'organe de rappel conforme à l'invention. La forme de cette courbe correspond à une compression adiabatique de l'air contenu dans la chambre étanche 4, et montre que l'on obtient d'une part des forces de rappel plus importantes, et d'autre part une caractéristique progressive, sans discontinuité. Eventuellement, le guide de soupape, au niveau du fond du cylindre 5 sera muni d'un trou dévacuation 9 de lthuile qui pourrait s r accumuler dans le cylindre. On peut également concevoir, que la chambre 4 soit parfaitement étanche, csest-à-dire avec suppression des ouvertures 16. Cependant, on peut craindre au bout d'un certain temps de fonctionnement des fuites éventuelles du gaz contenu dans la chambre. Le ressort 14 sert principalement à exercer un effort de fermeture de la soupape sur son siège, mais on pourrait éventuellement supprimer ce ressort, en introduisant dans la chambre 4 un gaz ayant une pression initiale avant sa compression par le piston 9. Un tel dispositif de rappel présente un avantage important dans le cas des phénomènes d'affolement des soupapes qui se manifestent dans des culbuteries pour des hauts régimes. En effet, le problème de résonance est moins critique que dans le cas de l'utilisation de simples ressorts. En outre, en obtient la suppression complète des chocs de la soupape contre son siège, avec également un moindre risque de rupture au niveau de la soupape elle-même, et des coupelles montées vers l'extré- mité de la queue de soupape. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation illustré et décrit qui nta été donné qu'à titre d'exemple, l'invention comprenant tous les quivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de rappel de soupapes pour moteur à combustion interne, lesdites soupapes étant commandées par des culbuteurs par exemple, dispositif du type à caractéristique non linéaire, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de rappel constitué par un volume de gaz contenu dans une chambre étanche à volume variable et comprimé dans le sens de l'ouver- turne des soupapes. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre précitée tel qutun cylindre est rapportée sur la culasse du moteur, est centrée par une face d'extrémité sur l'extrémité du guide de soupape, l'autre face d'extrémité ouverte recevant de façon étanche un piston solidaire de la tige de soupape. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend également un second organe de rappel tel qu'un ressort monté dans la chambre précitée autour de la tige de soupape. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort précité est un/ressort à faible rigidité. 5.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre précitée est pourvue d'au moins un orifice de communication avec l'extérieur.