Brevet FR2518166A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne un dispositif de guidage d'une soupape commandant le courant de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, com- portant un fourreau fixé dans une partie du carter et servant de guide de soupape, en dessous duquel il est prévu dans la partie de carter un volume annulaire entourant la tige de la soupape, agissant comme un volume de stabilisation et qui est relié au courant de gaz d'échappement par l'intermédiaire d'un inter- valle annulaire formé par la partie de carter et la tige de soupape et agissant comme un étranglement - D'après le brevet aux USA 2 427 208, on connaîtune soupape de ce genre, qui constitue certes une soupape d'échappement, disposée sur la chambre de compression, commandée par l'arbre à cames du moteur et servant à la régulation du processus de décharge des gaz d'échappement mais qui représente cependant une conception de base appliqable à des soupapes de décharge dans des moteurs à suralimentation. Des soupapes servant de soupapes de recyclage de gaz d'échappement dans des moteurs à aspiration et à suralimentation ou bien comme soupapes de décharge dans des moteurs à suralimentation peuvent, par rapport à de telles soupapes d'échappement (brevet aux USA 2 427 208) sur lesquelles agissent des forces de sollicitation bien supérieures, être rendues incapables de fonctionner par ce qu'on appelle un coincement de la soupape dans son guide Il en résulterait dans un cas une augmentation du pour- centage de constituants nocifs dans les gaz d'échappement et dans l'autre cas le dépassement d'une valeur excessivement élevée de la pression de suralimentation car il ne se produit plus aucune dérivation des gaz d'échappement et en conséquence la turbine du turbo-compresseur atteint une vitesse de rotation excessivement élevée. 2 '- Le coincement de soupape est produit par pénétration de particules solides contenues dans les gaz d'échappement (particules de suie) et par des particules de rouille entre le guide etla tige de soupape Ces particules ayant ainsi pénétré forment aussi bien sur la tige de soupape que sur le guide un dépôt qui réduit à zéro le jeu prédéterminé de coulissement. D'après la demande de brevet en République Fédérale Allemande DE-OS 29 51 811, on connaît certes un guide de soupape-du type précité, dans lequel on doit empêcher un blocage de la soupape dans le guide par un refroidissement approprié mais, avec ce mode de réalisation, on n'est pas assuré d'un fonctionnement permanent sans pannes car on ne peut éviter la formation de dépôts sur la tige de soupape et-sur le guide. L'invention a pour but de créer par des moyens de construction simples un dispositif de guidage de soupape qui ne provoque aucune altération du fonctionnement sans perturbation de la soupape aussi bien dans des moteurs à suralimentation que dans des moteurs à aspiration. Ce problème est résolu en ce que la soupape, dans le cas o elle est agencée sous forme d'une soupape de décharge,,s'ouvre automatiquement dans le sens d'écoulement et vers le guide de soupape en opposition à uneforce élastique et canalise le courant de gaz d'échappement vers un conduit secon- daire, en ce qu'en outre l'intervalle andulaire formé par la partie de carter et la tige de soupape a une longueur correspondant à peu près au demi-diamètre de la tige de soupape et en ce que la tige de soupape comporte une partie réduite par rapport à son diamètre normal et qui, lorsque la soupape est fermée, est -3- placée dans la zone du volume de stabilisation et est dimensionnée en longueur de manière que, lorsque la soupape est complètement ouverte, elle ne pénètre pas complètement dans le guide de soupape. Selon des particularités avantageuses de mise en oeuvre de l'invention: a) la tige de la soupape comporte un collet délimitant la course de soupape et d Qnt le bord exté- rieur est agencé en forme de bourrelet et vient s'appliquer de façon étanche contre la partie de carter lors de l'ouverture de la soupape; b) la partie de carter est pourvue d'arêtes vives sur ses bords situés en haut et en bas et délimitant l'intervalle annulaire c) un canal d'air comprimé relié à une source d'air comprimé débouche dans le volume de stabilisation. Les constituants solides contenus dans les gaz d'échappement et pénétrant dans l'intervalle annulaire ne sont pratiquement pas en mesure, du fait de la courte longueur de l'intervalle annulaire, de se déposer dans cet intervalle annulaire; ils fran- chissent seulement partiellement l'intervalle annulaire et parviennent finalement dans le volume de stabili- sation Il ne se produit pas de coincement de soupape dans ce dispositif de guidage de soupape En outre, grâce au positionnement et à l'agencement de la partie de tige de soupape, on empêche des dépôts de suie sur le fourreau et dans la zone de la tige-de soupape qui est placée au-dessus de ladite partie. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, ainsi que dans les dessins annexés dans lesquels -4- La Figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de guidage dela tige d'une soupape à disque; et La Figure 2 représente en coupe le dis- positif de guidage de soupape pourvu d'un canal d'air comprimé. Dans la tuyauterie de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, il est prévu un conduit secondaire 1 servant de dérivation partant du conduit principal de gaz d'échappement et dans lequel le courant de gaz d'échappement peut être commandé par une soupape à disque 2 La tige 3 de cette soupape à disque 2 est guidée dans un fourreau 4 servant de guidesoupape et qui est fixé dans une partie de carter 5 de la tuyauterie de-gaz d'échappe- ment A l'extrémité inférieure de la partie de carter , il est prévu un intervalle annulaire 6, qui est formé-par la tige de soupape 3 et la partie de carter Entre l'intervalle annulaire 6 et le guide supé- rieur de soupape 4 formé par le fourreau, il est prévu un volume annulaire 7 servant de volume de stabilisation et qui entoure la tige de soupape 3,_ La soupape à disque 2 s'écarte de son siège 8 dans le sens d'écoulement et en direction de la partie de carter 5 et elle vient buter contre la partie de carter 5 par son collet 9 disposé sur la tige de soupape et servant de limitateur de course - Le bord extérieur-supérieur 10 du collet 9 est agencé en forme de bourrelet et il est prévu pour servir de surface de butée et simultanément de surface d'étan- chéité Quand la soupape 2 est complètement ouverte, on évite de cette manièrela pénétration de particules dans l'intervalle annulaire. La longueur -"a" de l'intervalle annulaire 6 est dimensionnée de manière à correspondre à peu près -5- au demi-diamètre de la tige de soupape 3 Les bords il et 12, situés en haut et en bas et délimitant l'intervalle annulaire 6, de la partie de carter 5 sont pourvus d'arêtes vives pour exercer un certain effet de raclage, pendant la course de la soupape à disque 2, sur les particules de suie déposées dans l'intervalle annulaire. La tige 3 de la soupape 2 comporte une partie 13 de diamètre réduit par rapport à son diamè- tre normal et qui, lorsque la soupape 2 est fermée, est située dans le volume annulaire 7 alors que, lorsque la soupape 2 est complètement ouverte, elle pénètre presque complètement dans le manchon 4 On empêche ainsi des dépôts de suie sur le manchon et la tige de soupape. La dimension de l'intervalle annulaire 6 est égale ou légèrement supérieure au jeu de guidage ou de coulissement du guide-soupape La section de passage restant pour l'écoulement ne laisse passer qu'un faible courant de gaz d'échappement vers le volume annulaire 7. Le mode de fonctionnement du dispositif de guidage de soupape peut être amélioré en utilisant une alimentation en air comprimé Le mode de réalisa- tion représenté sur la Figure 2 est pourvu d'un canal d'air comprimé 14 débouchant dans le volume annulaire 7 et relié à une installation à air com- primé du véhicule, par exemple l'installation de freinage L'arrivée d'air comprimé provoque une baisse de pression entre le volume annulaire 7 et le conduit secondaire 1 de sorte qu'on empêche complètement une pénétration de particules En outre, grâce à l'alimen- tation en air, on réduit la sollicitation thermique du dispositif de guidage de soupape. Le dispositif de guidage de soupape sans arrivée d'air comprimé conformément à la Figure 1 est utilisable essentiellement pour des moteurs à aspira- tion tandis que le dispositif avec alimentation d'air comprimé de la Figure 2 convient notamment pour des moteurs à suralimentation ou bien des entraînements auxiliaires de compression d'air (par exemple des pompes à air comprimé) de moteurs à injection. -7 REVENDICATIONS 1. Dispositif de guidage d'une soupape commandant le courant de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comportant un fourreau fixé dans une partie du carter et servant de guide de soupape, en dessous duquel il est prévu dans la partie de carter un volume annulaire entourant la tige de la soupape, agissant comme un volume de stabilisation et qui est relié au courant de gaz d'échappement par l'intermé- diaire d'un intervalle annulaire formé par la partie de carter et la tige de soupape et agissant comme un étranglement, caractérisé en ce que la soupape ( 2), dans le cas o elle est agencée sous forme d'une sou- pape de décharge, s'ouvre automatiquement dans le sens d'écoulement et vers le guide de soupape ( 4) en opposition à une force élastique et canalise le courant de gaz d'échappement vers un conduit secondaire ( 1), en ce qu'en outre l'intervalle annulaire ( 6) formé par la partie de carter ( 5) et la tige de soupape ( 3) a une longueur correspondant à peu près au demi-diamètre de la tige de soupape ( 3) et en ce que la tige de soupape ( 3) comporte une partie ( 13) réduite par rap- port à son diamètre normal et qui, lorsque la soupape ( 2) est fermée, est placée dans la zone du volume de stabilisation ( 7) et est dimensionnée en-longueur de manière que, lorsque la soupape ( 2) est complètement ouverte, elle ne pénètre pas complètement dans Je guide de soupape ( 4). 2. Dispositif de guidage d'une soupape conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la tige ( 3) de la soupape ( 2) comporte un collet ( 9) délimitant la course de soupape et dont le bord exté- rieur ( 10) est agencé en forme de bourrelet et vient s'appliquer de façon étanche contre la partie de carter ( 5) lors d'une ouverture de la soupape ( 2). 3. Dispositif de guidage d'une soupape selon l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce que la partie de carter ( 5) est pourvue d'arêtes vives sur ses bords ( 12,13) située en haut et en bas et délimitant l'intervalle annulaire ( 6). 4. Dispositif de guidage d'une soupape selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un canal d'air comprimé ( 14) relié à une source d'air comprimé débouche dans le volume de stabilisa- tion ( 7)