Brevet FR2530727A1 — publié le 19840127

Dispositif de commande des tion interne. soupapes dans un moteur à combus- La présente invention concerne un dispositif de commande des soupapes dans un moteur à combustion interne, essentiellement à quatre temps, pour véhicule automobile, du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont montées dans une culasse placée sur la partie supérieure du bloc moteur, ces tiges étant disposées radialement de manière que leurs axes passent sensiblement par le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de la chambre de combustion. Un dispositif de commande des soupapes du type usuel classique est agencé de manière que chacune des tiges de soupape soit entrainée en étant poussée directement par le mouvement de basculement d'un bras de culbuteur correspondant supporté par un arbre qui est orienté parallèlement à un arbre à cames. Cependant, si cela est appliqué à un moteur du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont disposées radialement avec leur centre de convergence coincidant sensiblement avec le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de la chambre de combustion, il est difficile que le plan corres- pondant au lieu de basculement du culbuteur et la direction axiale longitudinale de la tige de soupape soient amenés en coincidence l'un avec l'autre et, -en conséquence, on a proposé un agencement dans lequel un culbuteur auxiliaire est interposé entre le culbuteur et la tige de soupape correspondante, et le plan constituant le lieu de basculement du culbuteur auxiliai- re est aligné avec la direction axiale longitudinale de la tige de soupape de façon que la tige de soupape puisse être poussée selon sa direction axiale longitudinale par le culbu- teur Il est souhaitable, avec cet agencement, que la force orientée diamétralement et agissant sur la tige de soupape au moment du mouvement de basculement du culbuteur auxiliaire soit rendue aussi petite que possible pour améliorer la durée de service de la soupape. L'invention a pour but de créer un mécanisme satisfaisant à cet objectif et elle concerne un mécanisme du type dans lequel plusieurs tiges de soupape sont disposées dans une culasse placée sur la partie supérieure du bloc moteur, ces tiges de soupape étant disposées radialement par rapport à un centre qui coincide sensiblement avec le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de la chambre de combustion, lesdites tiges de soupape étant agencées pour être entraînées par au moins un arbre à cames par l'intermédiaire de culbuteurs auxiliaires respectifs qui sont en butée contre les têtes respec- tives des tiges de soupape et de culbuteurs respectifs qui sont en butée contre les culbuteurs auxiliaires respectifs, le mécanisme étant caractérisé en ce que l'arbre de chacun des culbuteurs auxiliaires est positionné dans un plan recou- pant perpendiculairement l'axe longitudinal des tiges de soupa- pe correspondantes en un point se trouvant à l'intérieur de la course de montée et de descente de la tête de ladite tige de soupape. D'autres caractérisques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en plan d'un exemple de réalisation du mécanisme selon l'invention, dont le cache-culbuteurs a été enlevé; la figure 2 est une vue en coupe par II-II de figure 1, le cache-culbuteurs étant fixé en position; la figure 3 est une vue en élévation latérale schématique d'une partie importante du mécanisme; la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'un autre exemple du mécanisme selon l'invention, et la figure 5 est une vue en coupe par V-V de figure 4. Avec référence aux figures 1 et 2 qui représentent un exemple de réalisation de l'invention, la référence 1 désigne le bloc- moteur, ce bloc-moteur'l étant composé d' un bloc-cylindre 2 qui constitue sa partie inférieure et d'une culasse 3 qui constitue sa partie supérieure Un cylindre 4 et un piston 4 a sont incorporés dans le bloc- cylindre 2 de façon à former, sur le côté supérieur du piston 4, une chambre de combustion ; la surface de la paroi supérieure 5 a de la chambre de combus tion 5 présente un profil hémisphérique; il est prévu deux soupapes d'admission droite et gauche et deux soupapes d'échap- pement droite et gauche 7 qui sont placées respectivement en avant et en arrière, des tiges 8 pour lesdites soupapes 6 et 7 étant montées dans la culasse 3 de manière à être orientées radialement-, leur centre de concours correspondant sensiblement -au centre de courbure O de la surface-de la paroi supérieure 5 a et lesdites tiges étant poussées par des ressorts 8 a respectifs; il est prévu un arbre à cames 9 qui est situé selon la direction allant de la droite vers la gauche et qui est monté à rotation sur la culasse 3 de façon à être positionné entre les tiges de soupape 8 sur le côté avant et les tiges de soupape 8 sur le côté arrière. Ces tiges de soupape 8 sont agencées pour être entraînées par l'arbre à cames 9 par l'intermédiaire de culbuteurs auxiliaires respectifs 10 et de culbuteurs respectifs 11. De façon plus détaillées, deux arbres lla associés aux culbuteurs 11, sont disposés parallèlement à l'abre à cames 9 et les deux culbuteurs 11 associés aux deux soupapes d'admission 6 sont supportés par l'un des arbres lia tandis que les deux culbuteurs 11 associés aux deux soupapes d'échappement 7 sont supportés par l'autre arbre, une partie d'extrémité de chacun des culbuteurs 1 h étant agencée pour se trouver en regard de la tête de la tige de soupape correspondante 8 et, dans l'intervalle formé entre ces éléments, est logée la partie d'extrémité basculante du culbuteur auxiliaire correspondant 10, lesdits culbuteurs étant supportés par des arbres respectifs l Oa décrits ci-après de manière que, lors de la rotation de l'arbre à cames 9, les culbuteurs auxiliaires respectifs 10 puissent exécuter un mouvement de pivotement par l'intermédiaire des culbuteurs 11 respectifs et qu'ainsi chacune des tiges de soupape respectives 8, exécute une course constante de montée et de descente à des instants prédéterminés. Sur les dessins, la référence llb désigne une vis de réglage qui est prévue sur la partie d'extrémité de chaque culbuteur 11, la référence 12 chacun des boulons d'arrêt pour les arbres respectifs l Oa, lla et la référence 13 désigne une bougie d'allu- mage. Conformément à la présente invention, comme*le montre clairement - la figure 3, l'arbre la associé à chaque culbuteur auxiliaire -est agencé de façon à être placé dans un plan qui recoupe perpendiculaiirement l'axe longitudinal X de la tige de soupape correspondante 8 en un point qui se situe à l'intérieur de la course S de montée et de descente de la tête de la tige de soupape 8 Du fait de cet agencement, même si le culbuteur 11 correspondant prend n' iporte quelle position désirée par rapport à chaque culbuteur auxiliaire 10, la partie extrême du culbuteur auxiliai- re 10 se déplace toujours le long d'un plan passant par l'axe longitudinal X de la tige de soupape 8 et l'inportance de la déviation selon la direction diamétrale 8 du lieu du Mnuvement de basculement Z du cul buteur 10 par rapport à l'axe longitudinal X est rendue aussi petite que possible de sorte que la tige de soupape 8 peut être entrainée en étant poussée en ligne droite selon la direction. de l'axe X tout en étant à peine soumise à une force orientée selon la direction diamétrale. Dans l'exemple décrit ci-dessus, les arbres l Oa des culbuteurs auxiliaires 10, et les arbres lla des culbuteurs 11, sont suppor- tés par un cache-culbuteurs démontable 3 a constituant la partie supérieure de la culasse 3 de façon qu'un montage et un démontage du mécanisme de commande des soupapes puissent être effectués simplement par fixation et enlèvement du cache-culbuteurs 3 a, ce qui se traduit par une amélioration des opérations d'assemblage et d'entretien En outre, dans cet exemple, les culbuteurs auxi- laires 10 associés aux soupapes d'admission 6, sont agencés, en fonction de la forme du cache-culbuteurs 3 a, de manière à être orientés longitudinalement, selon une direction perpendi- culaire aux directions longitudinales des culbuteurs 11 correspon- dants, et les culbuteurs auxiliaires 10 associés aux soupapes d'échappement 7 sont agencés de manière à S'étendre longitudinale- ment selon les directions longitudinales des culbuteurs 1 h cor- respondants. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention représenté sur les figures 4 et 5, les soupapes d'admission 6 sont disposées de façon à former une paire de soupapes avant et arrière placées sur le côté droit tandis que les soupapes d'échappement 7, sont disposées de manière à former une paire de soupapes avant et arrière placées sur le côté gauche Chacun des deux arbres à cames 9, orientés respectivement de la droite vers la gauche, est disposé en avant et en arrière par rapport à l'agencement précité des tiges de soupape 8, et chaque-paire de culbuteurs- gauche et droit 11 associés respectivement aux soupapes d'admission 6 et aux soupapes d'échappement 7 placées sur les côtés avant et arrière, sont montés sur chacun des arbres de culbuteurs lla disposés parallèlement aux arbres à cames 9 respectifs. En outre, dans l'exemple représenté, chaque paire de culbuteurs auxiliaires 10 est placée dans l'intervalle séparant chaque paire correspondante de tiges de soupape 8, par exemple dans l'intervalle séparant la paire correspondante de tiges de soupa- pe droite et gauche 8 qui est formé en avant et en arrière, - de façon qu'il soit possible de les loger d'une manière compacte dans la culasse 3 En outre, les arbres l Oa correspondant à chaque paire de culbuteurs auxiliaires 10, qui sont situés en avant et en arrière,sont disposés parallèlement l'un à l'autre et des alésages de palier 14 destinés à recevoir lesdits arbres l Oa sont ménagés dans la culasse 3 proprement dite afin d'amélio- rer la précision du positionnement relatif entre chaque culbu- teur auxiliaire 10 et chaque tige de soupape 8 montée dans la culasse 3 De même, chacune des paires d'alésages de palier 14 peut être formée simultanément par usinage de la culasse 3 selon la même direction, ce qui permet d'améliorer les carac- téristiques d'usinage. En outre, dans l'exemple représenté, les arbres lla associés aux culbuteurs 11 placés sur chacun des côtés droit et gauche sont agencés pour être introduits dans et supportés parles alésages de palier respectifs 15 ménagés dans la culasse 3 pro- prement dite et chacun des arbres l Oa associés à chacun des culbuteurs auxiliaires 10 est disposé parallèlement à un plan orienté perpendiculairement à l'arbre correspondant lla associé au culbuteur 11 correspondant, de manière que l'écart angulaire entre les alésages 14, 15 correspondant aux arbres respectifs 1 Oa, lia, soit égal à 90 , ce qui permet de faciliter leur positionnement lors de l'usinage et d'améliorer la précision d'usinage En outre, dans l'exemple représenté, les alésages de palier 14, 15 se croisent mutuellement et les arbres respec- tifs 1 Oa, lla introduits dans les alésages respectifs 14, 15 se rejoignent mutuellement à angle droit et, dans ce cas, la surface d'extrémité de l'un d'eux, c'est-à-dire la surface d'ex- trêmité de 1 ' arbre 10 a du culbuteur auxiliaire 10 par exemple, vient buter contre et est supportée par la surface périphérique de l'autre arbre, c'est-à-dire de l'arbre lla du culbuteur 11 par exemple, de sorte que le positionnement de l'arbre l Oa introduit ultérieurement dans l'alésage 14 peut être facilité en utilisant comme élément de positionnement l'arbre 1 Qa qui a été précédem- ment introduit dans l'alésage 15. En conséquence, conformément à la présente invention, l'arbre associé à chaque culbuteur auxiliaire est placé dans un plan recoupant perpendiculairement l'axe longitudinal de la tige de soupape correspondanteen un point à l'intérieur de la course de montée et de descente de la tête de la tige de soupape, de sorte que la force orientée diamétralement et agissant sur la tige de soupape peut être rendue aussi petite que possible et que, simultanément, la tige de soupape peut être entrainée en étant poussée en ligne droite selon la direction de son axe longitudinal par le culbuteur auxiliaire, ce qui permet en con- séquence d'améliorer la durée de service du mécanisme de commande des soupapes et en outre chaque culbuteur peut être placé dans toute position désirée par rapport au culbuteur auxiliaire corres- pondant, ce qui permet d'augmenter ainsi la liberté de conception du mécanisme - Revendications L Mécaismede commande des soupapes -dans un moteur à combustion interne du type dans lequel plusieurs tiges ( 8) de soupape sont montées dans une culasse située sur la partie supérieure du bloc moteur en étant disposées radialement de manière que leurs axes passent sensiblement par le centre de courbure de la surface de la paroi supérieure de la chambre de combustion, lesdites tiges de soupape étant agencées pour être entraînées par au moins un arbre à cames par l'intermédiaire de culbuteurs auxiliaires respectifs ( 10) qui viennent en butée contre les têtes respectives des tiges de soupape, et de culbuteurs respectifs ( 11) qui viennent enbutéeccontre les culbuteurs auxiliaires respec- tifs, caractérisé en ce que l'arbre ( 10 a) associé à chacun des culbu- teurs auxiliaires ( 10) est situé dans un plan (Y) recoupant perpendiculairement l'axe longitudinal (X) de la tige de soupape 8 correspondante en un point situé à l'intérieur de la course (S) de montée et de descente de la tête de ladite tige de soupape. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arbres ( 10 a) des culbuteurs auxiliaires ( 10) respectifs et les arbres (lla) des culbuteurs ( 11) respectifs sont montés sur un cache-culbuteurs démontable ( 3 a) constituant une moitié supérieure de la culasse ( 3). 3 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire de culbuteurs auxiliaires ( 10) qui viennent en butée contre une paire correspondante de tiges de soupape ( 8) sont placés entre ladite paire de tiges de soupape, 4 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que les arbres ( 1 Oa) des paires respectives de culbuteurs auxiliaires ( 10) sont disposés parallèlement entre eux et, en ce que des alésages de paliers pour la réception de ces arbres p le iasnm g ds c parallèles ( 10 a)'sont ménagés dans la-culasse 3 proprement-dite. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 et 4,; , ,' caractérisé en ce que l'arbre (la) associé à chacun des culbuteurs ( 11) est introduit dans et supporté par un alésage de palier ( 15) correspondant ménagé dans la culasse ( 3) proprement dite et, en ce que les arbres ( 10 a) associés'aux culbuteurs auxiliaires ( 10) correspondants sont disposés parallèlement à un plan orienté perpendiculairement aux arbres des culbuteurs précités. 6 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 et , caractérisé en ce que chacun des arbres ( 10 a) des culbuteurs auxiliaires ( 10) et chacun des arbres ( 11 a) des culbuteurs ( 11) correspondants sont disposés de manière à se rejoindre perpen- diculairement entre eux et, en ce que la surface d'extrémité de l'un des deux arbres ( 10,11) ' vient buter contre et est supportée par la surface périphérique de l'autre arbre ( 11,10). M