Brevet FR2536457A1 — publié le 19840525

L'invention concerne une commande de soupapes d'arbres à cames destinée à une machine à combustion interne comportant des cylindres qui sont disposés de manière à former deux séries s 'étendant dans la direction longitudinale de la machine et sont munis respectivement d'au moins trois soupapes pour l'rechange gazeux, les soupapes de tous les cylindres formant alors deux séries de soupapes d'entrée et deux séries de soupapes de sortie en parallèle à la direction longitudinale de la machine, en particulier pour une machine en série en V. Il est connu qu'il peut y avoir des difficultés, lors de l'emploi de seulement une soupape d'entrée et/ou une soupape de sortie, à produire pour chaque cylindre des sections transversales de commande optimales pour l'échange gazeux du cylindre correspondant, car les diamètres des soupapes de course ne peuvent être choisis d'une amplitude quelconque en référence aux diamètres des cylindres. Ceci vaut évidemment en particulier pour le cas où dans le but de maintenir des dimensions faibles de la machine, les cylindres sont disposés comme il est connu par exemple de par le document DE-OS 28 36 833, FOIL 1/04, en deux séries éventuellement limitées ; ceci est le cas en particulier dans des machines en série en V. Il est approprié pour cette raison de prévoired'une façon connue en soi,plusieurs soupapes d'entrée et/ou plusieurs soupapes de sortie par cylindre de façon qu'au moins trois soupapes soient disponibles pour chaque cylindre. Une commande de soupape d'arbres à cames connue de par le document DE-PS 1 620 226, FOIL 1/26 pour une telle machine à combustion interne en série se contente d'un arbre à came unique disposé au centre entre les deux séries de cylindres, mais cependant, la transmission de mouvement depuis l'arbre à came jusqu'aux soupapes individuelles est très coûteuse On a besoin en effet de leviers poussoirs qui détectent les mouvements des cames et dont les mouvements sont transmis aux soupapes par l'intermédiaire de tiges poussoirs et de leviers basculants montés de façon articulée sur la tête de cylindre.Cette construction connue dont les caractdris- tiques sont contenues dans le préambule de la revendication principale de la présente demande représente ainsi une commande indirecte de soupape travaillant en fait avec des éléments intermédiaires entre l'arbre à came et les soupapes. Pour des machines en série dont les cylindres sont munis d'une soupape respective d'entrée et d'une soupape respective de sortie, on connais déjà de par le document déjà mentionné DE OS 28 36 833 une commande directe de soupape dans laquelle les soupapes munies de poussoirs à cloche des deux séries de cylindres sent inclinées en sections transversales de telle manière, à travers la machine, que leurs axes intetsettent l'axe de l'arbre à came commun.Dans des sections transversales à travers la machine, les axes des soupapes des deux séries de cylindres forment ainsi en quelque sorte un V inversé, l'angle formé de ce fait et également la largeur de la machine,en particulier lors d'une limitation des cylindres des deux séries de cylindres, et ainsi lors d'un décalage de ces cylindres dans le sens longitudinal de la machine, pouvant alors être maintenus faibles. Cet état de la technique ne suggère cependant aucunement une commande de soupape selon le préambule de la revendication principale de la présente demande, à savoir avec au moins trois soupapes par cylindre. Finalement, on connaît de par le document DE-OS 17 51 401, FOIL 1/26 une commande de soupape ayant deux arbres à cames s'étendant au-dessus du cylindre, dans une machine à combustion interne ayant deux soupapes respectives d'entrée et deux soupapes respectives de sortie par cylindre, les soupapes de chaque cylindre étant alors disposées en croix en référence à la dimension longitudinale de la machine. Au milieu de cette croix de soupapes, on dispose une bougie d'allumage. Selon cet état de la technique, on ne considère cependant qu'une seule tête de cylindre à quatre soupapes, Si bien que ce document ne présente aucune suggestion permettant d'arriver à la machine présentant deux séries de cylindres et ayant une structure telle que décrite au paragraphe 1 du présent mémoire. Le problème qui est à la base de la présente invention est donc de produire une commande de soupape d'arbre à came selon le paragraphe mentionné qui permette une commande directe des soupapes par des mesures structurelles appropriées pour une fabrication en série. La solution selon la présente invention de ce problème consiste en ce qu'un arbre à came s'étend au-dessus de chaque série de cylindres et en parallèle à celle-ci pour l'actionnement direct aussi bien dessoupape s de la série externe de soupapes de la série de cylindres s''étendant en dessous de l'arbre à came correspondant, que des soupapes de la série interne de soupapes de l'autre série respective de cylifres,les axes des soupapes actionnées respectivement par un arbre à came étant au moins approximativement en intersection avec l'axe de cet arbre à came. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description suivante. Selon la présente invention, on renonce ainsi volontairement à l'utilisation évidente-en référence à l'état de la technique à cause de la dépense faible résultant, de seulement un arbre à came pour simplifier la transmission de mouvement de came aux.soupapes, et on utilise deux arbres à cames qui ne sont cependant pas associés individuellement à des soupapes de seulement une série de cylindrestmais en quelque sorte par chevauchement commandent des soupapes d'une série respective de soupapes des deux sérieslde cylindres.Ceci permet, lorsque les soupapes d'un cylindre respectif sont disposées l'une à côté de l'autre dans des plans transversaux, d'effectuer la commande directe de ces soupapes sans difficulté de place au voisinage des têtes de soupapes, ainsi au niveau de la chambre de combustion respective, et sur les cames. Une forme de réalisation de la présente invention selon laquelle l'un des arbres à cames ne porte que des cames d'entrée et l'autre que des cames de sortie offre la possibilité avantageuse de modifier indépendamment les moments de commande des soupapes d'entrée et des soupapes de sortie par une rotation additionnelle en soi connue des différents arbres à cames. Un exemple de réalisationsde la présente invention va maintenant être décrit plus en détail en référence aux dessins, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique de dessus de la machine à combustion - interne ; et - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. On voit en considérant tout d'abord la figure 1 quatre cylindres 1, 2, 3 et 4. A chaque cylindre sont associées deux soupapes de sortie 5, 6. t 7, 8 9, 10 ou Ili 12, réalisées comme des soupapes de course habituelles, ainsi que deux soupapes d'entrée 13, 14 15, 16 ; 17, 18 ou 19, 20 réalisées également comme -des soupapes de course. Les axes de ces soupapes sont désignés par des numéros de référence affectés d'un seul accent. Dans le sens transversal, il y a ainsi en séquence alternée deux séries de soupapes de sortie parallèles par rapport à la direction longitudinale de la machine (avec les soupapes 7, 8, 11, 12 ou 5, 6, 9, 10) et deux séries de soupapes d'entrée (avec les soupapes 15, 16, 19, 20 ou 13, 14, 17, 18). Entre les soupapes, disposées en croix, de chaque cylindre, on reconnaît des bougies d'allumage 21, 22, 23 ou 24 dont les axes sont également désignés par des numéros de référence affectés d'un seul accent. Pour la commande de toutes les soupapes, on se sert de deux arbres à cames 25 et 26 (voir figure 2) s'étendant au même niveau dans le sens longitudinal, leurs axes seuls 25' et 26' étant indiqués à la figure 1. Avant de s'étendre sur la commande des soupapes proprement dites en référence à la figure 2, il est à noter additionnellement que, comme représenté seulement pour les soupapes des cylindres 2 et 3 de la figure 1, les canaux d'entrée 27 et 28 associés aux soupapes individuelles d'entrée 15 et 16, ainsi que les canaux de sortie 29 et 30 associés aux soupapes individuelles de sortie 9 et 10 sont guidés selon des côtés opposés de la machine à combustion interne et sont rassemblés par paires vers des canaux 31 et 32. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on voit tout d'abord la structure de base de la machine à combustion interne formée de la boîte de manivelle 33 et de la culasse de cylindre 34 commune à tous les cylindres le plan de séparation entre les deux est noté par le numéro de référence 35. En outre, on peut voir à la figure 2 la structure de base des soupapes, à savoir avec les poussoirs à cloche 8", 6", 16" ou 14", dont la structure est connue en soi par exemple de par le document mentionné ci-dessus DE-OS 28 36 833 et n'a donc pas besoin d'être expliquée. Si l'on considère tout d'abord le montage des bougies d'allumage indiquées à la figure 2 seulement par leurs axes 21' et 22' (la même chose s'applique aux bougies d'allumage 23 et 24 des cylindres 3 et 4), ces axes sont inclinés de telle manière qu'ils sont en intersection avec le plan de liaison 36 des deux axes d'arbres à cames 25' et 26' à peu près en des points qui se trouvent au milieu de l'espace entre les deux arbres à cames 25 et 26. Il est ainsi possible de disposer la bougie de manière qu'elle pénètre, au voisinage de l'axe de cylindre associé, dans l'espace de combustion sans qu'il y ait des difficultés de montage. Dans cet exemple de réalisation, les soupapes des deux séries externes de soupapes, parmi lesquelles on ne peut reconnaître à la figure 2 que les soupapes 8 et 14, sont disposées de manière que leurs axes 8' et 14' s'étendent perpendiculairement au plan de séparation 35. Leurs axes 8' et 14' sont en intersection avec l'axe 25' ou 26' de l'arbre à came 25 ou 26 disposé respectivement sur la série correspondante de cylindres. Tandis que les soupapes des séries externes de soupapes sont actionnées directement par l'arbre à came 25 ou 26 s'étendant au-dessus de la série correspondante de cylindres, l'actionnement des soupapes des deux séries internes de soupapes, parmi lesquelles ne sont reconnaissables que les soupapes 6 et 16 à la figure 2, a lieu par l'arbre à came se trouvant au-dessus de l'autre série respective de cylindres, l'actionnement des soupapes 5, 6, 9 et 10 a lieu par l'arbre à came 25 et l'actionnement des soupapes 15, 16, 19 et 20 qui forment l'autre série interne de soupapes, a lieu par l'arbre à came 26.Bien que ceci nécessite des soupapes de longueurs différentes en fonction du fait qu'il s'agit de soupapes des séries internes ou externes de soupapes, dans les conditions symétriques qui forment la base de la figure 2, il est possible de se contenter de seulemEnt deux longueurs différentes de soupapes. Comme on peut le voir clairement à la figure 2, dans cette forme de réalisation de la commande de soupape, il n'en résulte pas,au.voisinage des arbres à cames 25 et 26 ou au voisinage des espaces de combustion, des conditions serrées de place, ce qui fait qu'on peut se dispenser d'!éventuels changements de direction de mouvement. Cette structure de commande de soupape n'a étalement pas besoin de courbures critiques des canaux d'entrée et de sortie, d'autant plus que l'inclinaison des soupapes des séries internes de soupapes peut être modifiée par un choix approprié de la hauteur des arbres à cames 25 et 26. On préfère une hauteur deszarbres à cames telle que l'angle, désigné à la figure 2 par a, des projections des axes des soupapes actionnées respectivement par un arbre à came se trouve dans la gamme de 20 à 300. On peut alors facilement orienter les axes de soupapes des séries internes de soupapes de manière qu'ils coïncident à peu près avec les axes des canaux correspondants au voisinage des sièges de soupapes. La commande de .soupapes d'arbres à cames directe selon la présente invention, ayant une structure simple, peut évidemment être également utilisée lorsqu'on choisit un autre nombre de soupapes, différent de quatre soupapes par cylindre comme dans l'exemple de réalisation représenté. Un avantage particulier de la présente invention-consiste en ce qu'elle ne provoque aucune augmentation du faible besoin en place qui représente une particularité spécialement avantageuse d'une machine à deux séries. REVENDICATIONS 1. Commande de soupapes arbres à cames destinée à une machine à combustion interne comportant des cylindres qui sont disposés de manière à former deux séries s 'étendant dans la direction longitudinale de la machine et sont munis respectivement d'au moins trois soupapes pour l'échange gazeux, les soupapes de tous les cylindres formant alors deux séries de soupapes d'entrée et deux séries de soupapes de sortie en parallèle à la direction longitudinale de la machine, en particulier pourune machine en série en V, caractérisée en ce qu'un arbre à came (25, 26) s'étend au-dessus de chaque série de cylindres (2, 4 ; 1, 2) et en parallèle à celleci pour l'actionnement direct aussi bien des soupapes (7, 8, 11, 12 ; 13, 14, 17, 18) de la série externe de soupapes de la serie de cylindres (2, 4 ; 1, 3) s'étendant en dessous de l'arbre à came correspondant.(25, 26), que des soupapes (5, 6, 9, 10 ; 15, 16, 19, 20) de la série interne de soupapes de l'autre série respective de cylindres (2, 4 ; 1, 3), les axes 7', 8', 11', 12 ; 5', 6', 9', 10' ; 15', 16', 19', 20' ; 13', 14', 17', 18') des soupapes (7, 8, 11, 12, 5, 6, 9, 10 ; 15, 16, 19, 20, 13, 14, 17, 18) actionnées respectivement par un arbre à came (25,26) étant au moins approximativement en intersection avec l'axe (25', 26') de cet arbre à came (25, 26). 2. Commande de soupapes selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la direction transversale, des séries de soupapes d'entrée et des séries de soupapes de sortie se suivent alternativement. 3. Commande de soupapes selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les soupapes possèdent des poussoirs de soupapes à cloche (6", 8", 14", 16"). 4. Commande de soupapes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les canaux d'entrée et les canaux de sortie (27, 28 ; 29, 30) associés aux différentes soupapes d'entrée et aux différentes soupapes de sortie (15, 16 ; 9, 10) des cylindres (2, 3) mènent à différents côtés de la machine et plusieurs canaux d'entrée et/ou canaux de sortie (27, 28 ; 29, 30) sont rassemblés en un seul canal (31, 32). 5. Commande de soupapes selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les cylindres (1, 2, 3, 4) sont munis de bougies d'allumage (21, 22, 23, 24) qui forment deux séries de bougies s'étendant respectivement entre les séries de soupapes d'une série de cylindres, les bougies (21, 22, 23, 24) étant alors disposées de telle manière que leurs axes (21', 225, 23' > 24') traversent le plan (36) contenant les axes des arbres à cames (25', 26') au moins approximativement en des points d'une distance égale par rapport aux deux axes d'arbres à cames (25', 26'). 6. Commande de soupapes selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les axes (7', 8', 11', 12' ; 13', 14', 17', 18') des soupapes (7, 8, 11, 12 ; 13, 14, 17, 18) des deux séries externes de.soupapes s'étendent perpendiculairement par rapport au plan de séparation (35) entre la boite de manivelle (33) et la tête de cylindre (34) de la machine à combustion interne. 7. Commande de soupapes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les arbres à cames (25, 26) sont disposés à une hauteur telle qu'en sections transversales, les projections des axes (par exemple 6', 8' ; 14.', 16') des soupapes (par exemple 6, 8 ; 14 16) actionnées respectivement par un arbre à came (25, 26) incluent un angle (a) entre à peu près 20 et 300.