Brevet FR2359967A1 — publié le 19780224

La présente invention se rapporte à un procédé et à un, dispositif de commande de soupape pour moteur à combustion interne comprenant une soupape coulissant dans son guide, sur laquelle soupape agit à l'ouverture un poussoir commandé par une came et qui est rappelée à la fermeture par un ressort. Il est connu que la fréquence propre de vibration d'un ressort est d'autant plus basse que sa déflexion est grande. C'est ainsi que les ressorts de soupape se mettent à vibrer à des régimes moteurs relativement bas lorsque la levée de soupape a été définie grande. Il en resulte sur ce type de moteur des puissances décevantes à hauts régimes malgré une bonne alimentation théorique. Ce phénomene défavorable est connu sous le terme "affolement de soupape. La présente invention a pour objet d'apporter une solutinn à cette difficulté en évitant l'affolement de soupape tout en conservant la levée de soupape désirée et pour tous les régimes de fonctionnement du moteur, notamment les régimes les plus élevés. Le procédé de commande conforme à l'invention permettant d'atteindre cet objet se caractérise en ce qu'on interpose entre le poussoir de la soupape et son ressort de rappel un dispositif différentiel de transmission hydraulique, lequel démultiplie l'effort de rappel transmis par le ressort au poussoir et multiplie dans le rapport sensiblement inverse la course du poussoir par rapport à la course d'élongationcompression du ressort. En utilisant un tel dispositif intermédiaire différentiel de transmission hydraulique on dissocie en quelque sorte la valeur de la levée de soupape de celle de la déflexion ou course d'élongation-compression du ressort. Par exemple on peut diviser par deux par rapport à une solution classique la déflexion du ressort tout en gardant une levée de soupape identique et un effort de rappel semblable. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention on réalise un dispositif qui se caractérise en ce que le poussoir comprend une chambre cylindrique qui est montée coulissante sur un piston fixe solidaire du guide de soupape, ladite chambre étant fermée à son extrémité axiale opposée par un piston libre monté flottant contre lequel prend appui le ressort de rappel de soupape, ladite chambre ayant une section plus grande à son extrémité voisine du piston flottant qu'à son extrémité voisine du piston fixe, des moyens étant prévus pour alimenter ladite chambre en fluide sous pression au moins lorsque ledit poussoir a été ramené par ledit ressort en position de rappel maximum, et des moyens étant prévus pour isoler ladite chambre lorsque le poussoir est déjà quelque peu au-delà de ladite position. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre d'un mode de réalisation illustré à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe faite avec arrachement à travers un dispositif de commande de soupape réalisé conformément à l'invention, la soupape étant dans sa position de fermeture - la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais illustrant le dispositif alors que la soupape est ouverte ; et - la figure 3 est une vue en coupe axiale faite selon le plan III-III de la figure 2. Selon le mode de réalisation illustré aux dessins, une soupape 1 est montée coulissante dans un guide fixe 2 convenablement positionné dans la culasse 3 du'moteur. Sur la partie supérieure du guide de soupape 2 est monté un piston fixe 4. Un poussoir 5 est solidarisé de la soupape 1 par exemple par vissage comme illustré en 6. Le poussoir 5 coulisse dans une partie cylindrique 7 de la culasse formant guide de poussoir. Il est également guidé en coulissement sur la paroi externe du piston fixe 4 par la paroi cylindrique 8 d'une chambre 9 qui y est ménagée. Sous la chambre 9 est formée dans le puussoir 5 une chambre cylindrique 10 sur la paroi interne Il de laquelle coulisse un piston libre 12 monté flottant. Le piston 12 coulisse librement autour du guide de soupape fixe 2. Divers segments d'étanchéité tels que repérés 14,115 16 peuvent être avantageusement prévus pour assurer l'étanchéité des chambres 9 et 10 dont les volumes varient lorsque le. poussoir 5 et la soupape I sont en mouvement. Sous le piston 12 et dans la partie basse 17 de la chambre cylindrique formant guide du poussoir 5 est logé un ressort 18 qui prend appui sur le fond 19 de la chambre 17. En 20 on aperçoit un canal d'alimentation d'huile sous pression provenant par exemple de la pompe (non représentée) de lubrification du moteur. Le canal 20 débouche au droit d'un orifice 21 formé dans la paroi de la chambre 10. Dans l'exemple illustré l'orifice 21 est formé dans une partie amincie ou jupe 22 du poussoir 5 et une gorge annulaire 23 assure l'alimentation de l'orifice 21 par le canal 20 quelle que soit la position en rotation du poussoir 5 dans son guide 7, lorsque la soupape est fermee comme illustré à la figure 1. Par contre, pour toute position de la soupape et du poussoir 5 qui s'écarte de la position de fermeture illustrée à la figure 1, la communication est interrompue entre le canal 20 et la chambre 10. Dans l'exemple illustré les chambres 9 et 17 sont prévues étanches et des orifices de mise à l'air libre 24,25 mettent ces chambres en communication avec l'atmosphère dans la position fermée de la soupape illustrée à la figure 1. Par contre pour toute position de la soupape et de son poussoir 5 écartéede la position de fermeture de la soupape la mise à l'air libre des chambres 17 et 9 est interrompue comme illustré à la figure 2. Pour ce qui est de la chambre 17 l'interruption de la communication se fait lorsque la jupe 22 du poussoir 5 vient obturer l'orifice 24 lorsque le poussoir s'abaisse.Pour ce qui est de la chambre 9 l'interruption de la communication se fait lorsqu'un orifice 26 formé dans la paroi de la chambre 9 en regard de 1' orifice 25 dans la position illustrée à la figure 1 n'est plus en regard dudit orifice 25 par suite de ltabaissement du poussoir 5. Avantageusement on prévoit une gorge annulaire 27 à la hauteur de l'orifice 26 pour permettre la mise à l'air libre du poussoir 5 par 11 orifice 25 quelle que soit la position en rotation du poussoir 5. Dans l'exemple illustré la chambre 9 communique en outre par un passage 28 avec une chambre 29 annulaire supérieure formée dans le poussoir 5 sous le chapeau 30 du poussoir, les volumes des chambres 9 et 29 additionnant leurs effets. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Dans la position illustrée à la figure 1 la soupape est fermée, le ressort 18 ayant ramené le piston flottant 12 vers le haut, par exemple en butée contre la face inférieure du piston fixe 22, la pression d'huile amenée par le canal 20 dans la chambre 10 sous le poussoir 5 repoussant ce poussoir en appui contre la came 31 de commande. La came 31 ayant tourné , comme illustré à la figure 2, le poussoir 5 est déplacé vers le bas. Tout d'abord la communication est coupée entre le canal d'alimentation 20 d'huile et la chambre 10. Le volume d'huile enfermé dans la chambre 10 ne peut s'échapper. Le poussoir 5 descendant l'huile prisonnière entre le piston fixe 22 et la paroi de la jupe 22 chasse devant elle en le repoussant le piston 12. Cependant, en faisant référence à la figure 3 on voit que l'huile chassée dans la partie supérieure de la chambre 10 occupait un volume sîL, si l'on appelle L la course de descente du poussoir 5 commandéepar la came 31. Ce volume d'huile vient occuper dans la partie basse de la chambre 10 un volume (S1 + s2) 1, si l'on appelle 1 la déflexion du ressort 18 ou sa course d'élongation-compression commandée par la poussée de l'huile. L'équation de conservation de volume d'huile dans la chambre 10 s'écrit sIL = (s1 + s2) 1, d'où 1 = s1/ (sî + s2) L. il apparaît qu'ainsi en choisissant à volonté les valeurs des surfaces sl et s2 on peut réduire la course de déflexion du ressort autant qu'on le desirebDut en conservant la levée de soupape L choisie. L'effort de rappel du ressort agissant sur le poussoir 5. est évidemment démultiplié dans le rapport sensiblement inverse des courses l/L. Ceci peut etre compensé, soit en prévoyant un ressort plus puissant, soit en adjoignant au dispositif mécanique de rappel le dispositif pneumatique décrit. En effet les chambres 17, 9 et 29 assurent, lors de l'ouverture de la soupape 1 un rappel pneumatique du poussoir 5 par suite de l'effet de compression de l'air emmagasiné dans ces chambres et qui y est comprimé au moment de l'ouverture de la soupape. On notera que toute fuite d'huile dans la chambre 10 sera automatiquement compensée à chaque temps d'ouverture e et de fermeture de la soupape par la remise en communication avec le canal d'alimentation 20 lors de la fermeture de la soupape. De nombreuses variantes peuvent etre apportées au mode de réalisation décrit. Par exemple l'invention s'applique à tout type de commande > que ce soit par attaque directe du poussoir comme dans l'exemple illustré, ou par culbuteur et tringlerie. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens- décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont realisées 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 REVENDICATIONS 1 - Procédé de commande de soupape pour moteur à combustion interne comprenant une soupape coulissant dans son guide, sur laquelle soupape agit à l'ouverture un poussoir commandé par une came et qui est rappelée à la fermeture par un ressort, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on interpose entre ledit poussoir et ledit ressort de rappel un dispositif différentiel de transmission hydraulique lequel démultiplie l'effort de rappel transmis par le ressort au poussoir et multiplie dans le rapport sensiblement inverse la course L du poussoir par rapport à la déflexion ou course 1 d'élongationcompression du ressort. 2 - Dispositif de commande de soupape pour moteur à combustion interne comprenant une soupape coulissant dans son guide, sur laquelle soupape agit à l'ouverture un poussoir commandé par une came et qui est rappelée à la fermeture par un ressort, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit poussoir 5 comprend une chambre cylindrique 10 qui est montée coulissante sur un piston fixe 4 solidaire du guide de soupape 2 et qui est fermée à son extrémité axiale opposée par un piston libre 12 monté flottant contre lequel prend appui le ressort de rappel de soupape, ladite chambre 10 ayant une section plus grande à son extrémité voisine du piston flottant qu'à son extrémité voisine du piston fixe, des moyens 20, 21 étant prévus pour alimenter ladite chambre en fluide sous pression au moins lorsque ledit poussoir a été ramené par ledit ressort en position de rappel maximum, et des moyens étant prévus pour isoler ladite chambre lorsque le poussoir est déjà quelque peu au-delà de ladite position. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens précités d'alimentation en fluide sous pression et ceux précités d'isolation de la chambre sont formés par un canal d'alimentation d'huile sous pression débouchant dans le poussoir au droit d'un orifice formé dans la paroi de ladite chambre lorsque le poussoir est dans ladite position de rappel maximale et ne communiquant plus avec elle lorsque le poussoir est écarté de cette position. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le piston flottant est monté coulissant de façon étanche autour du guide de soupape. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4,. caractérisé en ce que le piston fixe est monté à l'extrémité supérieure du guide de soupape. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le piston fixe 4 plonge dans ladite chambre 10 sur une certaine longueur en formant en-dessous de lui, dans la partie inférieure de la chambre, une section libre de section (sl + s2) plus grande que la section sl formée entre lui et la paroi interne Il de la chambre 10 dans la partie supérieure de ladite chambre. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'entre le guide de poussoir 7 et le poussoir 5 sont formées des chambres étanches 17, 9, 29 qui sont mises à l'air libre en position de rappel maximal du poussoir et qui sont isolées pour les autres positions, ces chambres dont le volume varie selon la position du poussoir formant moyens additionnels pneumatiques de rappel de la soupape. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une chambre 17 est ménagée entre la partie cylindrique du guide de poussoir qui loge le ressort 18, le guide de soupape 2, le piston flottant 12 et la base de la jupe 22 du poussoir qui le reçoit. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la mise à l'air libre de ladite chambre 17 se fait par un orifice 24 qui est découvert par la jupe 22 du poussoir en position de rappel maximal de la soupape et qui est obturé par ladite jupe pour les autres positions. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'une chambre 9, 29 est ménagée à l'intérieur du poussoir entre une paroi interne du poussoir et la partie supérieure du piston fixe 4 sur lequel il coulisse, et la mise à l'air libre de ladite chambre se fait par un orifice 26 formé dans ladite paroi et qui est mis à l'air libre en position de rappel maximal de la soupape et est obturé pour les autres positions.