Brevet FR2543614A3 — publié le 19841005

FR 2543614 A3 19841005 FR 8405096 A 19840330 1. La présente invention concerne un poussoir hy- draulique de soupape à auto-réglage pour les moteurs à ex- plosion, en particulier pour les moteurs du type dans le- quel les soupapes sont actionnées par un arbre à came et un mécanisme de liaison comportant des culbuteurs. Dans un tel agencement, comme cela est bien con- nu, la transmission de la commande entre chaque came et la soupape associée est effectuée par un système de liaison comportant une tigepoussoir qui est actionnée par la came, et un culbuteur animé d'un mouvement de va-et-vient qui est actionné, à son tour, par la tigepoussoir Dans une telle construction, le poussoir de soupape est généralement dis- posé entre la came et l'extrémité inférieure de la tige- poussoir. Comme cela est connu, les éléments qui comman- dent l'ouverture et la fermeture des soupapes sont sujets à usure, dans la mesure o, ils coulissent l'un sur l'autre en étant soumis à une pression, et en particulier la par- tie du poussoir de soupape en contact avec la came et s'usant plus facilement que celle-ci est rongée pendant le 2. fonctionnement, ce qui produit des interstices empêchant une ouverture complète de la soupape Par conséquent, il est nécessaire de procéder périodiquement à un réglage. En outre,le jeu entre la came et la soupape varie pour des conditions différentes de marche du moteur, ce jeu dépendant de la dilatation thermique des élément du train d'entraînement interposé entre la came et la soupape. Il existe, cependant, des mécanismes générale- ment situés sur le poussoir de soupape, qui permettent de régler le jeu d'une manière continue et automatique dès son apparition On connaît des poussoirs de soupape qui sont destinés àetre utilisés dans des trains d'entraîne- ment du type décrit ci-dessus, o l'arbre à came est dis- posé latéralement aux cylindres, la compensation du jeu étant effectuée par des moyens hydrauliques Ceux-ci com- prennent un corps sensiblement en forme de coupe ayant une paroi inférieure qui est en contact avec une came associée et une paroi latérale qui peut coulisser dans un siège correspondant pratiqué dans le carter du moteur, et un élément mobile qui peut coulisser à l'intérieur du corps en forme de coupe et avec lequel la tige-poussoir vient en contact A l'intérieur de l'élément mobile est définie une première chambre qui communique avec une source de fluide sous pression via des conduites appropriées prati- quées dans les parois de l'élément et du corps en forme de coupe, alors qu'une seconde chambre est définie entre cet élément mobile et le corps en forme de coupe lui-même. Les deux chambres communiquent l'une avec l'autre par un trou formé dans l'élément mobile et la traversée de ce trou est contrôlée par un moyen de valve constitué normale- ment d'un petit disque ou d'une halle, normalement mainte- nu sous l'effet d'un ressort, contre un siège approprié. Ce ressort est normalement supporté par une douille sur laquelle agit un second ressort, qui est interposé entre la paroi inférieure du corps en forme de coupe et l'élément 3. mobile De l'huile sous pression est fournie à la première chambre et de là, en passant par le moyen de valve, entre dans la seconde chambre; lorsque la force exercée par la came agit sur le pous:soir de soupape, la pression de l'huile enfermée dans la seconde chambre augmente, d'ot une compression du clapet du moyen de valve contre son siè- ge, de sorte que le passage de l'huile de la seconde cham- bre à la première est empêché Des poussoirs de soupape tels que ceux décrits ci-dessus présentent divers incon- vénients Tout d'abord, leur construction est très comple- xe et par conséquent conteuse à cause du grand nombre d'élé- ments les constituant, et des nombreuses opérations de rectification qui sont nécessaires pour conférer à ces élé- ments le fini de surface permettant d'obtenir un fonction- nement correct. En outre, ils ne sont pas très fiables En ef- fet, les ressorts, étant déformés cycliquement, sont sou- mis à des contraintes de fatigue qui peuvent en provoquer la rupture. L'objet de la présente invention est un poussoir hydraulique du type décrit présentant une structure très simple et un fonctionnement fiable, qui sera par consé- quent exempt des inconvénients cités ci-dessus. Selon la présente invention, on prévoit un pous- soir hydraulique à auto-réglage pour la commande d'une sou- pape de moteur à explosion, dans lequel la soupape est actionne par un arbre à came par l'intermédiaire d'un mé- canisme de liaison qui comprend au moins un organe en con- tact avec le poussoir, ce poussoir ayant un corps en forme de coupe avec une paroi inférieure venant en contact avec la came et une paroi latérale pouvant coulisser dans un guide correspondant du carter du moteur, ces parois laté- rale et inférieure définissant une cavité à l'intérieur du corps en forme de coupe,caractérisé en ce qu'il com- prend un élément de fermeture sous forme d'un disque 254 f 614 4. disposé à l'intérieur de la cavité du corps en forme de coupe d'une manière telle que cet élément définit une première chambre avec la paroi inférieure et avec une pre- mière partie de la paroi latérale, et un élément de pis- ton de forme cylindrique disposé au-dessus de l'élément de fermeture et pouvant coulisser à l'intérieur de la ca- vité, l'élément de piston définissant une seconde chambre avec l'élément de fermeture et avec l'autre partie de la paroi latérale et étant muni d'un siège pouvant consti- l O tuer une butée pour une extrémité de l'organe, et un moyen de valve disposé dans l'élément de fermeture pouvant fonc- tionner pour mettre une source de fluide sous pression en communication avec la seconde chambre et lui fournir le fluide afin de comprimer le piston contre l'extrémité de l'organe. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un croquis d'un mécanisme de commande de soupape d'un moteur à explosion dont le poussoir de la présente invention constitue une partie; La figure 2 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du poussoir de la présente invention; La figure 3 est une coupe axiale d'un second mode de réalisation du poussoir de la présente invention; et La figure 4 est une coupe axiale d'un troisième mode de réalisation du poussoir de la présente invention. -Le mécanisme de commande de soupape sur lequel on peut utiliser le poussoir de la présente invention peut être du type comportant un culbuteur 1, et dans le- quel l'arbre à cames 2 est disposé sur un côté de l'axe longitudinal des cylindres 3 Lorsqu'une telle construc- tion est adoptée, chaque soupape 4, qui peut être montée 5. dans la, culasse comme cela est représenté en figure 1, ou être une soupape latérale, est actionnée par un méca- nisme de liaison comprenant un poussoir 5 qui, est directe- ment en contact avec la came 2 et une tige-poussoir 5 a dont une extrémité bute contre le poussoir lui-même alors que son autre extrémité est en contact avec un bras du culbuteur 1 La soupape 4 est normalement maintenue dans la position fermée par un ressort en spirale 4 a. Le poussoir 5 de la présente invention comprend un corps 6 sensiblement en forme de coupe, ayant une paroi latérale 7 sensiblement cylindrique et une paroi inférieu- re 8 qui peut être en contact avec la surface d'une came 9. Les parois latérale et inférieure définissent une cavité à l'intérieur du corps 6, de forme sensiblement cylin- drique. Le poussoir comprend en outre un élément de fer- meture sous forme d'un disque 13 disposé à l'intérieur de la cavité 10 d'une manière telle qu'il définit avec la pa- roi inférieure 8 et avec la partie inférieure de la paroi latérale 7 du corps 6 une première chambre 14 Le pous- soir comprend un élément de piston 15 de forme sensible- ment cylindrique qui est disposé au-dessus de l'élément de fermeture 13-et peut coulisser à l'intérieur de la ca- vité 10 Cet élément de piston 15 définit avec l'élément de fermeture 13 et avec la partie supérieure de la paroi latérale 7 du corps 6 une seconde chambre 16 L'élément de piston 15 comporte un siège sensiblement concave 17 qui peut constituer une butée pour une extrémité 18 de la tige-poussoir 5 a. Enfin, le poussoix de la présente invention com- prend un moyen de valve représenté généralement en 25, disposéâ l'intérieur de l'élément de fermeture 13 et pou- vant fonctionner pour faire communiquer une source de fluide sous pression avec la seconde chambre 16 et y in- troduire le fluide selon une manière qui sera décrite,dans 6. le but de comprimer l'élément de piston 15 contre l'ex- trémité 18 de la tige-poussoir 5 a Le corps 6 présente un épaulement sensiblement annulaire 26 qui constitue une butée pour l'élément de fermeture 13 comme on peut le voir clairement en figure 2, et un trou 27, pratiqué dans sa paroi latérale 6, peut faire communiquer la première chambre 14 avec une conduite 28, laquelle est à son tour reliée à une source de fluide sous pression Dans les mo- des de réalisation des figures 2 et 3, l'élément de fer- meture 13 est traversé par un trou axial 29 qui peut met- tre la première chambre 14 en communication avec la secon- de chambre 16 et le courant de fluide traversant ce trou est contrôlé par le moyen de valve 25 Ce dernier peut comprendre un siège conique 32 pour une bille 33 comme dans le mode de réalisation de la figure 2, ou bien un siège plat 34 pour un petit disque 35 comme dans le mode de réalisation de la figure 3 Commodément, un élément de butée approprié 36 de forme annulaire comportant des bras est inséré dans une rainure annulaire correspondante for- mée au-dessus de la bille 33 ou du disque 35 afin de li- miter le mouvement ascendant de ces éléments. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la communication entre la source de fluide sous pression et la seconde chambre 16 s'effectue via un trou 40 prati- qué dans la partie de la paroi latérale 7 du corps en for- me de coupe 6 qui entoure l'élément de fermeture 13, un trou radial 41 et un trou axial 42 formés dans l'élément de fermeture 13 Le moyen de valve 25 comprend un siège conique 43 pour une bille correspondante 44 qui s'appuie contre le siège luiî-mme sous l'effet d'un ressort en spirale 45. Le fonctionnement du-poussoir venant d'être décrit est le suivant. A l'état de repos, représenté dans les figures 2, 3 et 4,il n'y a aucun fluide dans la seconde chambre 16 7. (ou celle-ci est soumise à la pression atmosphérique) et par conséquent,l'élément de piston 15 se trouve à l'extré- mité inférieure de sa course ot au moins une partie de sa surface est en contact avec la surface supérieure de l'1 élé- ment de fermeture 13 Dès que le moteur démarre, l'huile sous pression arrive à la conduite 28 et de là traverse le trou 27 pour entrer dans la première chambre 14 L'hui- le sous pression a pour effet que la bille 32 ou le dis- que 35 se sépare de son siège, elle entre donc dans la seconde chambre 16: la quantité d'huile entrant dans cet- te chambre est celle qui est nécessaire pour espacer axia- lement l'élément de piston 15 de l'élément de fermeture 13 d'une valeur suffisante pour éliminer le jeu dans la liai- son entre la came g et la tige-poussoir 5 a. Pendant la phase d'ouverture de la soupape, à cause de la force appliquée au poussoir par la came 9, la pression à l'intérieur de la seconde chambre 16 croît, ce qui a pour conséquence que la bille 33 ou le disque 35 est comprimé contre son siège, évitant la fuite d'huile à par- tir de la chambre Par conséquent, dans cette phase, l'hui- le renfermée dans la chambre produit un appui hydraulique qui sert à maintenir les deux corps en forme de coupe dans leurs positions axiales relatives correctes. Le fonctionnement du mode de réalisation de poussoir représenté en figure 4 est semblable à celui des deux premiers modes de réalisation; dans ce mode, l'huile provenant de la conduite 28 arrive directement dans la chambre 16 sans traverser une chambre précédente (la pre- mière chambre 14) qui était présente dans les modes de réa- lisation décrits antêrieurement On a trouvé qu'avec le poussoir décrit, le jeu dans la liaison entre la came et la soupape est complète- ment éliminé et les chocs dus à la présence d'un tel jeu sont totalement supprimés Le temps nécessaire pour que ce jeu soit compensé est très court et la seconde chambre 16 8. se remplit complètement même avec des pressions d'huile très basses, par exemple avec les pressions que l'on ren- contre lorsque le moteur tourne au ralenti Ces résultats favorables sont dus à l'effet d'étanchéité amélioré qui est obtenu entre les éléments entrant en jeu, et à l'ab- sence de ressorts,d'o de forces considérables, pour l'ouverture des éléments eux-mêmes, et à l'influence mini- male exercée par l'inertie. Il est donc évident que la structure du poussoir décrit est très simple, ce poussoir n'étant constitué que de très peu d'éléments, tous de forme très simple Grâce à cette structure, le fonctionnement du poussoir est éga- lement fiable et comme il n'y a aucun élément qui se dé- forme élastiquement pendant le fonctionnement, il n'y a aucun risque de rupture due à la fatigue. Il apparaît que le poussoir venant d'être décrit, peut être utilisé avec un mécanisme de liaison entre soupa- pe et came différent de celui qui a été décrit, o la tige- poussoir 5 a est omise; dans ce cas, le culbuteur 1 ou au- tre élément du mécanisme de liaison peut être directement en contact avec le poussoir 5. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de modifications et de va- riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 9. REVENDICATIONS 1 Poussoir hydraulique ( 5) à auto-réglage pour la commande d'une soupape de moteur à explosion dans le- quel la soupape est actionne par un arbre à cames par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison comprenant au moins un organe ( 5 a) qui est en contact avec le poussoir, ce poussoir comprenant un corps en forme de coupe ( 6) ayant une paroi inférieure ( 8) destinée à venir en contact avec la came ( 9) et une paroi latérale ( 7) pouvant coulis- set dans un guide correspondant du carter du moteur,les parois latérale et inférieure ( 7, 8) définissant une cavi- té ( 10) à l'intérieur du corps en forme de coupe, carac- térisé en ce qu'il comprend un élément de fermeture ( 13) sous forme d'un disque disposé l'intérieur de la ca- vité ( 10) du corps en forme de coupe d'une manière telle que cet élément définit une première chambre ( 14) avec la paroi inférieure ( 8) et une première partie de la pa- roi latérale ( 7), et un élément de piston ( 15) de forme cylindrique disposé au-dessus de l'élément de fermeture et pouvant coulisser à l'intérieur de la cavité, cet élé- ment de piston définissant une seconde chambre ( 16) avec l'élément de fermeture et l'autre partie de la paroi la- térale ( 7), et étant muni d'un siège ( 17) capable de constituer une butée pour une extrémité ( 18) de l'organe ( 5 a), et un moyen de valve ( 25) disposé sur l'élément de fermeture pouvant fonctionner de manière à mettre une sour- ce de fluide sous pression en communication avec la secon- de chambre et fournir le fluide à son intérieur et compri- mer le piston contre l'extrémité de l'organe ( 5 a). 2 Poussoir selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps en forme de coupe CG) comporte un moyen d'épaulement ( 26) constituant une butée pour l'élé- ment de fermeture ( 13) 3 Poussoir selon la revendication 1 ou la re- vendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un trou ( 27) 10. est pratiqué dans la première partie de paroi latérale ( 7) du corps en forme de coupe ( 6) qui communique avec la source de fluide sous pression pour fournir de l'huile sous pression à la première chambre ( 14), le moyen de valve ( 25) pouvant fonctionner pour faire communiquer les première et seconde chambres ( 14, 16) l'une avec l'autre. 4 Poussoir selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'est formé un premier trou ( 40) dans la partie de la paroi latérale du corps en forme de coupe ( 6) qui entoure l'élément en forme de disque ( 35) en communication avec la source de fluide sous pression, et en ce qu'est formé un second trou radial ( 41) dans l'élément de fermeture ( 13) qui communique avec le premier trou, le moyen de valve ( 25) pouvant fonctionner pour mettre le second trou en communication avec la secon- de chambre. Poussoir selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le moyen de valve ( 25) comprend une bille ( 44) mobile dans un siège ( 43) ayant son axe coïncidant sensiblement avec l'axe du second trou radial, la bille étant sollicitée par un ressort ( 45).