Brevet FR2547627A1 — publié le 19841221

La présente invention se rapporte à un dispositif de chambre de culbuteurs, pour un moteur diesel comportant des blocs injecteurs montés sur la culasse Plus particulièrement, l'invention vise un perfectionnement des moyens de fixation qui supportent les arbres d'un moteur diesel du type ci-dessus, tels qu'un arbre à cames, un arbre de culbuteurs de soupapes de combustible supportant les culbuteurs de soupapes de combustible,et un arbre de culbuteurs de soupapes d'échappement supportant les cul10 buteurs de soupapes d'échappement. D'une manière générale, dans un moteur à combustion interne du type à culbuteurs, il est nécessaire de maintenir les patins ou les galets des culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement en contact direct et précis avec les surfaces des cames Le degré de parallélisme entre l'arbre à cames et les arbres des culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement est donc le facteur le plus important Autrement dit, si le degré requis de parallélisme n'est pas obtenu, les patins sont en contact 20 avec la surface de la came avec une certaine inclinaison qui nuit sérieusement à la durée de vie du patin et entraine un fonctionnement incorrect des soupapes d'admission et d'échappement. D'autre part, dans les moteurs diesel comportant 25 des blocs injecteurs, il est habituel de disposer la came de combustible, pour la commande des blocs injecteurs, en relation côte-à-côte avec les arbres à cames d'admission et d'échappement. Lorsque les blocs injecteurs sont commandés par 30 cette came de combustible, par l'intermédiaire de bras oscillants, c'est-à-dire de culbuteurs de soupapes de combustible, le degré de parallélisme entre l'arbre à cames et l'arbre de culbuteurs de soupapes de combustible est un facteur important, de même que le degré de parallélisme en35 tre l'arbre à cames et les arbres de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement. Les arbres de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, l'arbre à cames et l'arbre de culbuteurs de soupapes de combustible peuvent être montés dans des supports indépendants, mais un tel mode de supportage rend très difficile l'obtention du degré désiré de parallélisme de ces arbres et exige beaucoup de temps et de travail, de façon indésirable Le montage de ces arbres dans des supports indépendants entraîne également un 10 autre inconvénient, en ce que la distance entre des arbres adjacents est légèrement modifiée pendant le fonctionnement du moteur, ce qui nuit à sa durée de vie. D'autre part, dans le moteur dont l'arbre à cames est entraîné au moyen d'une courroie de synchronisa15 tion, il est nécessaire de placer la courroie de synchronisation à l'extérieur du moteur pour maintenir la courroie en dehors de l'huile, tandis que l'arbre à cames est monté dans le carter d'huile du moteur Par conséquent, dans ce cas, il est nécessaire d'employer un joint étanche à l'hui20 le, pour l'arbre à cames. L'invention a pour premier objet l'obtention d'un degré élevé de parallélisme des arbres tels qu'un arbre à cames, un arbre de culbuteurs de soupapes de combustible et des arbres de culbuteurs de soupapes d'admission 25 et d'échappement. L'invention a pour deuxième objet l'obtention d'une construction compacte du moteur, de manière à réduire le temps d'assemblage tout en diminuant le nombre des opérations de la procédure d'assemblage. L'invention a pour troisième objet divers perfectionnements de toutes les parties du dispositif de chambre de culbuteurs, de manière à obtenir de meilleurs résultats de fonctionnement du moteur tout en facilitant son entretien. Suivant la présente invention, ces objets sont atteints par un dispositif de chambre de culbuteurs dans lequel un arbre à cames, un arbre de culbuteurs de soupapes de combustible et des arbres de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, ainsi que les éléments en5 traînés par ces arbres, sont montés dans un capot qui est une pièce définissant une chambre de culbuteurs. De façon plus spécifique, suivant un aspect de l'invention, on obtient, dans un moteur diesel comportant un arbre à cames commun disposé audessus des soupa10 pes d'admission et d'échappement du moteur, cet arbre à cames portant des cames de combustible, pour faire osciller des culbuteurs de soupapes de combustible qui commandent des blocs injecteurs montés dans la culasse des cylindres du moteur, et des cames de soupapes d'admission et d'échap15 pement pour faire osciller des culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement afin d'ouvrir et fermer les soupapes d'admission et d'échappement du moteur, un dispositif de chambre de culbuteurs comprenant une chambre de culbuteurs qui contient l'ensemble de l'arbre à cames, de l'ar20 bre de culbuteurs de soupapes de combustible pour supporter les culbuteurs de soupapes de combustible, et des arbres de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement pour supporter les culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement. o Suivant un autre aspect de l'invention, l'arbre à cames, l'arbre de culbuteurs de soupapes de combustible qui supporte les culbuteurs de soupapes de combustible, et les arbres de culbuteurs de soupapes d'admission et d' échappement qui supportent les culbuteurs de soupapes d'ad30 mission et d'échappement, sont portés par un support commun. La chambre de culbuteurs peut présenter une surface supérieure inclinée comportant une ouverture, cette ouverture étant normalement fermée par un couvercle de 35 chambre de culbuteurs L'arbre à cames est placé de'préfé- rence au-dessus du niveau d'une vis de réglage des culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement et au-dessous du niveau des galets des culbuteurs de soupapes de combustible Des pièces de retenue des blocs injecteurs sont disposées dans la chambre de culbuteurs,parallèlement à l'axe de l'arbre de cames Une tige anti-rotation est prévue pour empêcher la rotation d'une tringle de commande qui règle le débit oula quantité de combustible injecté par les blocs injecteurs montés sur le moteur dans toute 10 la chambre de culbuteurs, la chambre étant composée d'un élément de chambre de culbuteurs qui comporte une nervure solidaire servant de butée pour empêcher la chute de la tige anti-rotation. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés dans lesquels: Fig 1 est une vue de dessus, avec coupe partielle, d'un moteur diesel comportant un dispositif de chambre de culbuteurs, conforme à la présente invention, 20 vu du côté supérieur de la culasse du moteur; Fig 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1; Fig 3 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1 Fig 4 est une vue de côté d'une partie principale d'une chambre de culbuteurs, telle que représentée sur la figure 1; et Fig 5 est une coupe suivant la ligne C-C de la figure 4. Comme représenté sur la figure 3, un moteur diesel comporte une tête de cylindres ou culasse 9,dns laquelle sont montés des blocs injecteurs 8 (dont un seul est représenté) qui peuvent être-actionnés par des culbuteurs 12 de soupapes de combustible La culasse 9 porte é35 galement, comme représenté sur la figure 2,des soupapes 18 d'admission et d'échappement (dont une seule est représentée) qui peuvent être actionnées par des culbuteurs 19 Les culbuteurs 12 de soupapes de combustible et les culbuteurs 19 de soupapes d'admission et d'échappement sont disposés de manière à être entraînés par des cames de combustible 13 et des cames 17 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, qui sont montées sur un arbre à cames commun 22 situé au-dessus des culbuteurs 19 de soupapes d'admission et d'échappement, comme représenté 10 sur ces figures. Comme représenté sur la figure 1, les culbuteurs 12 de soupapes de combustible et les culbuteurs 19 de soupapes d'admission et d'échappement sont supportés par un arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible 15 et un arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, respectivement On voit, sur la figure 3, que l'arbre à cames 22, l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible et l'arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement sont montés dans une pièce commune 10 de chambre de culbuteurs, qui est une pièce monobloc Comme représenté sur la figure 1, la pièce de chambre de culbuteurs est fixée à la culasse 9 Plus particulièrement, les parties de la pièce 10 de chambre de culbuteurs qui se trouvent de part et d'autre de l'arbre 25 à cames 22 sont fixées par des boulons 23, tandis que les deux parties d'extrémité de la pièce 10 de chambre de culbuteurs sont fixées par des boulons 21. Bien que la figure 1 représente seulement deux boulons 23 qui fixent la pièce de chambre de culbuteurs 30 de part et d'autre de l'arbre à cames 22 et dans sa partie centrale, une pluralité de boulons 23 sont utilisés pour fixer les parties autour de paliers 11 supportant l'arbre à cames 22, qui subissent l'effort le plus grand, et pour retenir l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible et l'arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'é- chappement, afin d'empêcher la rotation. Dans le dispositif de chambre de culbuteurs de ce mode de réalisation, construit comme décrit ci-dessus,l'arbre à cames 22, l'arbre 20 de culbuteurs de sou5 papes d'admission et d'échappement et l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible sont préréglés dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs et cet ensemble est monté en bloc sur la culasse 9. Cette disposition permet un montage facile de la chambre de culbuteurs et des parties associées, ainsi qu'une construction compacte de la structure dans la culasse du moteur. On se reporte à nouveau à la figure 1 Une pompe 5 à huile de lubrification est accouplée à l'extré15 mité de l'arbre à cames 22 Cette pompe 5-à huile de lubrification, ainsi que d'autres composants, est également préfixée dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs, avant que celle-ci soit montée sur la culasse 9. Par conséquent, dans le moteur diesel auquel 20 le dispositif de chambre de culbuteurs conforme à l'invention est appliqué, il est possible d'obtenir une construction compacte du moteur dans son ensemble En outre, l'arbre à cames 22, l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible, l'arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admis25 sion et d'échappement, ainsi que les éléments-entraînés par ces arbres ou qui leur sont associés, peuvent être assemblés très facilement et efficacement, puisque ces arbres et éléments peuvent être préfixés dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs et peuvent être montés en bloc sur 30 la culasse 9 avec la pièce 10, lorsqu'on fixe cette dernière sur la culasse 9. De plus, la construction monobloc et le préassemblage du dispositif de chambre de culbuteurs permettent d'obtenir un degré suffisamment élevé de parallélisme des 35 arbres, les uns par rapport aux autres, et diminue le nombre d'opérations dans la procédure de montage de ces arbres sur le moteur. Il faut également noter que, dans le présent mode de réalisation de l'invention, la surface supérieure de la pièce 10 de chambre de culbuteurs, qui contient les 5 culbuteurs 12 de soupapes de combustibles, les culbuteurs 19 de soupapes d'admission et d'échappement, l'arbre à cames 22 et une tringle de commande 28 (voir les figures 3 et 5), est coupée obliquement Plus précisément, la surface supérieure de la pièce 10 de chambre de culbuteurs comporte une ouverture située dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction de montage et de démontage des blocs injecteurs 8 qui sont tenus de façon inclinée dans la culasse 9 Cette ouverture est de surface importante et elle est fermée par un couvercle 10 A de chambre de cul15 buteurs, de grande dimension correspondante. Dans le présent mode de réalisation, puisque la surface supérieure de la pièce 10 de chambre de culbuteurs est inclinée de manière à présenter une grande ouver ture supérieure inclinée, fermée par le couvercle 10 A de 20 chambre de culbuteurs, on peut faire tourner une vis de réglage 34, pour régler le jeu entre la tête de la soupape 18 d'admission ou d'échappement et son culbuteur 19 de commande, au moyen d'un tournevis qui peut être inséré, à partir de l'extérieur de la pièce 10 de chambre de culbuteurs, 25 par un intervalle entre l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible et l'arbre à cames 22, comme indiqué par une flèche X, bien que la vis de réglage 34 se trouve à une position située au-dessous de l'arbre à cames 22 et qu'elle soit donc difficile à approcher Il est également 30 possible de bloquer la vis de réglage 34 par un écrou 35, au moyen d'une clé ou d'un outil analogue qui peut être inséré, dans la direction d'une flèche Y, par un intervalle formé audessous de l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible. En outre, lorsqu'on enlève le couvercle 10 A de chambre de culbuteurs fermant l'ouverture supérieure de la pièce 10 de chambre de culbuteurs, on peut monter et démonter les blocs injecteurs 8 de la culasse 9, très facilement De plus, il est facile d'accéder à la partie nécessitant un réglage fin, dans la liaison entre la partie fourchue d'un levier 27 de commande de la quantité de combustible injecté par le bloc injecteur 9 et une tige d'un élément de réglage 29 fixé à la tringle de commande 28 D'autre part, lorsqu'on enlève le couvercle 10 A de 10 la chambre de culbuteurs, il est possible d'effectuer très facilement diverses opérations de réglage et de blocage, par exemple le réglage et le blocage du jeu de tige de soupape entre la soupape 18 d'admission ou d'échappement et le culbuteur 19, le réglage fin de la liaison entre la tringle de commande 28 de la quantité de combustible injectée et le dispositif de réglage 29, etc. L'arbre à cames 22, disposé dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs, est situé au-dessus de la vis de réglage 34 des culbuteurs 19 de soupapes d'admission et d'échappement et au-dessous du galet 14 des culbuteurs 12 de soupapes de combustible pour la commande de chaque injecteur 8 de combustible On peut donc facilement faire tourner la vis de réglage 34 et la bloquer au moyen de l'écrou 35, après réglage, tout en obtenant un agencement com25 pact dans la chambre de culbuteurs. L'invention est décrite également avec référence à la figure 4, qui est une vue en plan, avec coupe partielle, d'une partie principale de la chambre de culbuteurs, et à la figure 5 qui est une coupe suivant la ligne 30 C-C de la figure 4, ainsi qu'à la figure 3. Comme représenté sur la figure 4, une pièce 24 de retenue de bloc injecteur, pour fixer le bloc injecteur 8 dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs, sur la culasse 9, est disposée parallèlement à l'axe de l'arbre à 35 cames 22 La pièce 24 de retenue de bloc injecteur est con- Que pour être fixée à la culasse 9 au moyen d'un boulon Plus précisément, la pièce 24 de retenue de bloc injecteur est une pièce fourchue comportant une partie 26 en crochet dans laquelle est tenu le bloc injecteur 8. Comme représenté sur la figure 5, un siège 15 est prévu pour la pièce 24 de retenue de bloc injecteur La position à laquelle la pièce 24 retient le bloc injecteur sur la culasse et les positions du boulon 25 et du siège 15 sont alignées parallèlement à l'arbre à cames 22, à l'ar10 bre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible, à l'arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement et à la tringle de commande 28. Le culbuteur 12 de soupape de combustible est poussé à son extrémité par un ressort 31 et il est arrêté 15 par un anneau de butée 36, à son autre extrémité Lorsqu' on enlève l'anneau de butée 36, le culbuteur 12 de soupape de combustible peut se déplacer dans la direction dans laquelle il est poussé par le ressort 31 Ensuite, lorsqu'on enlève le boulon 25 de fixation de la pièce 24 de retenue 20 du bloc injecteur, on peut extraire le bloc injecteur 8 dans son ensemble, sans grande difficulté. Puisque la pièce 24 de retenue de bloc injecteur s'étend parallèlement à l'arbre à cames 22 et aux autres arbres, elle peut être démontée sans être gênée par 25 la tringle de commande 28 et l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible, de sorte que le démontage du bloc injecteur 8, ainsi que son entretien et son inspection, est avantageusement facilité. D'autre part, dans le dispositif conforme à 30 l'invention, le levier 27 tourne dans le sens de flèches D-D en réponse à un mouvement linéaire de la tringle de commande 28 dans le sens des flèches C-C, comme représenté sur la figure 4, de manière à effectuer un réglage de la quantité de combustible injectée par le bloc injecteur 8. 35 Afin d'empêcher la rotation indésirable de la tringle de commande 28, une tige anti-rotation 32, représentée sur la figure 5, est enfoncée dans la culasse 9, à travers un trou allongé 33 prévu dans la tringle de commande 28, comme représenté sur la figure 4 o La tige anti-rotation 32 est retenue, à l'endroit de sa tête, par une nervure 3 qui est solidaire de la pièce 10 de chambre de culbuteurs Puisque cette nervure 3 sert de partie de retenue pour empêcher la sortie de la tige anti-rotation 32, cette dernière peut être extrai10 te facilement lorsque la pièce 10 de chambre de culbuteurs est enlevée, de sorte que le démontage et l'inspection du moteur sont grandement facilités. Cette nervure 3 sert à relier les bossages, prévus dans la pièce 10 de chambre de culbuteurs pour sup15 porter l'arbre à cames 22, l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible, etc, à la partie périphérique de la chambre de culbuteurs 7, ce qui augmente la rigidité de la pièce 10 de chambre de culbuteurs En outre, la présence de la nervure facilite la fabrication de la pièce 10 de chambre de culbuteurs par coulée, en ce que cette nervure 3 peut être utilisée comme une partie du canal de passage du métal fondu, pendant la coulée. Il faut également noter que le moteur diesel comportant le dispositif de chambre de culbuteurs suivant 25 l'invention peut avoir une construction compacte, puisque l'arbre à cames 22, l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible et les autres éléments associés sont assemblés en un seul bloc avec la pièce 10 de chambre de culbuteurs. De plus, pour la même raison, le montage du dispositif de chambre de culbuteurs est facilité et le coût du montage est avantageusement diminué. En outre, on peut obtenir une précision dimensionnelle suffisamment grande dans le degré de parallé35 lisme de l'arbre à cames 22, de l'arbre 16 de culbuteurs de soupapes de combustible et de l'arbre 20 de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, les uns par rapport aux autres, et maintenir le degré requis de parallélisme même si il y a un léger jeu dans les éléments sup5 ports. D'autre part, suivant l'invention, on peut obtenir des améliorations dans le fonctionnement 'et les résultats du moteur diesel, par diverses modifications des parties et éléments du dispositif de chambre de culbuteurs 10 décrit ci-dessus. Il est entendu que des modifications de détails peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. 254762 Z 7 Revendications 1 Dispositif de chambre de culbuteurs, pour moteur diesel, comportant un arbre à cames commun, placé au-dessus des soupapes d'admission et d'échappement du moteur, pour faire osciller des culbuteurs de soupapes de combus5 tible qui commandent des blocs injecteurs montés dans la culasse du moteur, et des cames pour faire osciller des culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, afin d'ouvrir et fermer les soupapes d'admission et d'échappement du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce 10 '( 10) de chambre de culbuteurs qui supporte l'arbre à cames ( 22), un arbre ( 16) de culbuteurs de soupapes de combustible supportant les culbuteurs ( 12) de soupapes de combustible, et des arbres ( 20) de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement supportant les culbuteurs ( 19) 15 des soupapes d'admission et d'échappement. 2 Dispositif de chambre de culbuteurs pour moteur diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce q'il comporte une pièce support commune ( 10) pour l'arbre à cames ( 22), l'arbre ( 16) de culbuteurs de soupapes de combus20 tible et les arbres ( 20) de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement. 3 Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de culbuteurs, contenant l'arbre à cames, l'arbre de culbuteurs de soupapes de combus25 tible et l'arbre de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, comporte une surface supérieure inclinée présentant une ouverture qui est normalement fermée par un couvercle ( 10 A) de chambre de culbuteurs. 4 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, 30 caractérisé en ce que l'arbre à cames ( 22), monté avec 1 ' arbre ( 16) de culbuteurs de soupapes de combustible et 1 ' arbre ( 20) de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement dans une chambre de culbuteurs commune, est placé au-dessus du niveau d'une vis ( 34) de réglage des culbu- teurs ( 19) de soupapes d'admission et d'échappement et au-dessous du niveau des galets ( 14) des culbuteurs ( 12) des soupapes de combustible. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 4, caractérisé en ce que des pièces ( 24) de retenue de bloc injecteur ( 8) sont prévues à l'intérieur d'une chambre de culbuteurs contenant l'arbre à cames, l'arbre de culbuteurs de soupapes de combustible et l'arbre de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, parallèle10 ment à l'axe de l'arbre à cames. 6 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce qu'il comporte une tige anti-rotation ( 32) qui empêche la rotation d'une tringle de commande ( 28) qui règle la quantité de combustible injectée par les blocs 15 injecteurs ( 8) montés sur le moteur, à travers une chambre de culbuteurs contenant l'arbre à cames, l'arbre de culbuteurs de soupapes de combustible et l'arbre de culbuteurs de soupapes d'admission et d'échappement, la chambre de culbuteurs étant composée d'une pièce ( 10) de chambre de cul20 buteurs qui comporte une nervure solidaire ( 3) servant de partie d'arrêt pour empêcher la tige anti-rotation de tomber.