Brevet FR2552820A1 — publié le 19850405

L'invention a pour objet une culasse de cylindre pour un moteur à combustion interne à quatre temps du type à double arbre à cames en tête (appelé ci-après en abrégé "DOHC"). Dans un moteur à combustion interne à quatre temps du type DOHC conventionnel, on trouve des mécanismes de commande de soupapes pour entrainer indépendamment les soupapes d'admission et les soupapes d'échappement au moyen de deux arbres à cames, tous prévus dans la culasse du cylindre, ce qui augmente le 10 nombre d'éléments des mécanismes de commande de soupapes montés dans la culasse du cylindre, et complique la construction des mécanismes, augmentant de ce fait les dimensions de la culasse du cylindre Ceci est particulièrement vrai pour les moteurs à combus15 tion interne à quatre temps du type DOHC, dans lesquels le mouvement de commande des cames d'entrainement des deux arbres à cames des différentes soupapes est transmis par des bras pivotants du type à pivot terminal aux soupapes d'admission et d'échappement, 20 tel que décrit dans les brevets US-3 532 080 et 3 722 484 par exemple Ces réalisations ont l'avantage que le réglage des jeux de soupapes est facilité, mais l'inconvénient consistant dans le fait que le nombre d'éléments des mécanismes de commande de soupapes est 25 accru, ce qui rend ces mécanismes plus complexes et plus lourds En outre, le système d'alimentation en huile des parties mobiles des mécanismes de commande de soupapes est compliqué, ce qui accroit encore la taille et le poids de la culasse du cylindre. Un but de la présente invention est donc de proposer une culasse de cylindre pour un moteur à combustion interne du type DOHC, dont les dimensions et le poids soient inférieurs à ceux des dispositifs de l'art antérieur, sans que cela n'entraîne une perte dans la résistance mécanique. Suivant l'invention, la culasse de cylindre pour moteur à combustion interne à quatre temps du 5 type DOHC, comprend une chambre de combustion pour le ou chaque cylindre, des ouvertures de soupapes d'admission et d'échappement débouchant dans celles-ci, des ouvertures d'admission et d'échappement communiquant avec lesdites ouvertures de soupape, des parties de support des soupapes supportant à coulisse les sou10 papes d'admission et d'échappement pour lesdits orifices d'admission et d'échappement, et des parties de palier supportant rotativement deux arbres à cames des mécanismes de commande des soupapes pour ouvrir et fermer les soupapes d'admission et d'échappement, un 15 bloc central étant formé d'une seule pièce dans la culasse du cylindre et s'étendant au-dessus de la ou de chaque chambre de combustion, et étant situé entre les parties de palier des arbres à cames d'admission et d'échappement, et ce bloc central est formé avec 20 les éléments suivants: un cylindre recevant une bougie centrale d'allumage, des parties de support de palier de bras d'entraînement d'admission et d'échappement sur les côtés du cylindre recevant la bougie, une paire de passages principaux d'alimentation en 25 huile s'étendant longitudinalement au vilebrequin du moteur sur les côtés respectifs du cylindre recevant la bougie, et des moyens pour relier chaque passage principal d'alimentation en huile à la partie de support de palier du bras d'entraînement et à la 30 partie de support de l'arbre à came sur le côté correspondant de celui-ci pour lubrifier les parties de palier du bras d'entraînement et les parties de palier de l'arbre à came. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation -à titre d'exemple non limitatif: la Figure 1 est une vue en plan de dessus d'une culasse de cylindre selon l'invention, les arbres a cames et les mécanismes d'entraînement des soupapes étant enlevés pour plus de clarté; la Figure 2 est une vue en plan de dessus 10 similaire à la Figure 1, mais montrant les arbres à cames et les mécanismes de commande des soupapes montés; la Figure 3 est une vue en coupe transversale des soupapes et de leurs mécanismes de com15 mande, avec des parties en élévation, suivant la ligne III-III de la Figure 2; la Figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la Figure 2; la Figure 5 est une vue en coupe suivant 20 V-V de la Figure 2; la Figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la Figure 1; et la Figure 7 est une vue en coupe suivant VII-VII de la Figure 5. Le mode de réalisation de la culasse de cylindre selon l'invention qui sera décrit ci-après est relatif à un moteur à combustion interne à quatre temps, quatre cylindres et quatre soupapes du type DOHC, mais il est évident que l'invention peut être 30 appliquée à des moteurs ayant plus ou moins de soupapes et de cylindres. Comme représenté aux Figures 1 à 4, quatre chambres de combustion 1 correspondant à des cylindres individuels sont formées dans le fond d'un bloc ou culasse H de cylindre rectangulaire sur une ligne suivant la direction d'un axe longitudinal L 1-L 1 c'est-àdire l'axe du vilebrequin ces chambres de combustion 5 1 ont leurs ouvertures inférieures en regard des têtes des pistons qui sont agencées dans les cylindres d'un bloc-cylindre (non représenté) de manière conventionnelle. Chaque chambre de combustion 1 comporte une paroi supérieure 2 à section longitudinale angulaire 10 comme représenté aux Figures 3 et 4, et sur chaque côté de chaque paroi supérieure 2 sont agencées deux ouvertures 3 de soupapes d'admission, qui sont alignées l'une avec l'autre dans la direction de la longueur du vilebrequin Sur l'autre côté de chaque paroi 15 supérieure 2, sont prévues deux ouvertures 4 de soupapes d'échappement qui sont également alignées l'une avec l'autre dans la direction du vilebrequin Deux ouvertures 3 de soupapes d'admission et les ouvertures 4 de soupapes d'échappement sont disposées symétrique20 ment par rapport à une ligne L 2-L 2 du centre du cylindre Chaque ouverture 3 de soupape d'admission communique avec une ouverture 5 d'admission qui s'étend transversalement à la culasse H du cylindre et débouche sur une face latérale (côté droit sur la Fi25 gure 3) de la culasse du cylindre Chaque ouverture 4 de soupape d'échappement communique avec une ouverture d'échappement 6 qui s'étend transversalement à la culasse H du cylindre dans la direction opposée et débouche dans l'autre face latérale (côté gauche sur 30 la Figure 3) de la culasse. Chaque ouverture d'admission 5 est formée dans sa paroi supérieure avec une partie 9 de support d'une soupape qui reçoit une soupape d'admission 7 d'ouverture et de fermeture de l'ouverture 3 de la soupape d'admission précitée Dans la partie 9 supportant la soupape, est agencé un trou 10 de réception de la soupape, dans lequel un manchon 11 de guidage est 5 ajusté à force La tige 7 a de la soupape d'admission 7 est montée coulissante dans le manchon de guidage 11 sur le côté de la chambre de combustion, de façon que la tête 7 b en forme de champignon de cette soupape vienne S appuyer sur le pourtour de l'ouverture 3 de soupape d'admission La partie 9 de support de la 10 soupape est formée avec un siège élastique 12 sur lequel prend appui un élément 13 de siège élastique inférieur et qui coopère avec un ressort 14 de soupape entourant la tige 7 a Le ressort 14 de soupape a son extrémité supérieure en appui sur un élément 15 de 15 siège élastique supérieur retenu sur l'extrémité supérieure de la tige 7 a précitée, de sorte que le ressort 14 de valve sollicite la soupape d'admission 7 dans la direction de fermeture de celle-ci. De manière similaire, chaque ouverture 20 d'échappement 6 est munie dans sa paroi supérieure, d'une partie 16 qui supporte une soupape d'échappement 8 pouvant ouvrir et fermer l'ouverture 4 de la soupape d échappement Dans la partie 16 supportant la soupape, est formé un trou 17 de réception de la 25 soupape dans lequel est emmanché à force un manchon de guidage 18 La soupape d'échappement 8 a sa tige 8 a montée coulissante dans la manchon de guidage 18 sur le côté de la chambre de combustion, de telle sorte que sa tête 8 b en forme de champignon peut prendre 30 appui sur le pourtour de l'ouverture 4 constituant le siège de cette soupape d'échappement La partie 16 supportant la soupape est munie d'un siège élastique 19 sur lequel est placé un élément de siège 20 G elastique inférieur, et coopère avec un ressort 21 entourant la tige 8 a Le ressort 21 de soupape a son extrémité supérieure en appui sur un élément 22 de siège élastique supérieur retenu sur l'extrémité supérieure de la tige 8 a, de sorte que le ressort 21 de soupape sollicite la soupape d' échappement 8 dans la direction de fermeture de celle-ci Comme représenté aux Figures 1 à 4, un bloc central B de la culasse H du cylindre s'étend verticalement au-dessus de chacune des chambres de combustion 1 et est venu de 10 matière avec celles-ci Chaque bloc central B comporte, audessus du centre de la chambre de combustion correspondante 1, un cylindre creux 24 recevant une bougie, qui fait saillie droit vers le haut Chaque cylindre 24 reçoit une bougie qui déli15 mite intérieurement un trou 25 de réception de la bougie, ouvert à son extrémité supérieure Chaque trou 25 de réception d'une bougie a son fond qui communique avec la chambre de combustion 1 correspondante par l'intermédiaire d'un trou fileté 26 agencé dans la 20 paroi supérieure de la chambre de combustion Une bougie d'allumage P est logée dans chaque trou 25 de réception de bougie et est ajustée dans la culasse H du cylindre avec sa partie filetée engagée dans le trou taraudé 26. Sur les côtés intérieurs respectifs de chaque cylindre 24 recevant une bougie, comme représenté aux Figures 1 à 3, des parties bombées formant des renflements sont venues de matière avec le bloc central B et constituent des parties 27 de support d'un 30 bras latéral pivotant de soupape d'échappement correspondant aux deux soupapes d'admission 7, et deux parties 28 supportant un bras latéral pivotant de soupapes d échappement correspondant aux deux soupapes d'échappement 8 Ces parties de support 27 et 28 ont leurs faces supérieures conformées en sièges plats inclinés 27 a et 28 a en pente vers le bas et vers l'extérieur, et présentent en outre des perçages 5 taraudés 29 et 30 respectivement dans lesquels sont fixés par vissage des organes 31 et 32 de support d'un bras pivotant Chaque organe 31 de support d'un bras pivotant latéral d'une soupape d'échappement comporte dans sa face supérieure un palier 31 a partiellement sphérique qui coopère avec une partie saillante 10 sphérique 34 a articulée, formée a l'extrémité inférieure d'une vis 34 de réglage fixée à l'extrémité de base d'un bras pivotant 33 Chaque bras pivotant 33 latéral à une soupape d'admission, a son extrémité de commande qui aboute contre l'extrémité supérieure de 15 la tige 7 a de la soupape d'admission 7 correspondante. De manière similaire, chaque élément 32 de support d'un bras pivotant latéral d'échappement comporte un palier 32 a partiellement sphérique qui coopère avec une partie saillante sphérique 36 a formée à 20 l'extrémité inférieure de la vis de réglage 36 fixée à l'extrémité de base d'un bras pivotant 35 L'extrémité de commande de ce bras pivotant 35 latéral d'échappement aboute contre l'extrémité supérieure de la tige 8 a de la soupape d'échappement 8 correspondante. Entre les côtés de chaque bloc central B et les parois extérieures 40 de la culasse du cylindre, comme représenté aux Figures 1 à 4, sont interposées une série de parois 41 et 42 de support d'arbres à cames, qui sont espacées dans la direction de la lon30 gueur du vilebrequin et s'étendent transversalement. Les parois de support 42 comportent sur un côté des parties de palier semi-circulaires 41 a qui supportent un arbre à came 38 du côté de l'admission, et les parois de support 42 comportent, sur le côté opposé, des parties semi-circulaires 42 a qui supportent un arbre à cames 39 du côté de l'échappement L'arbre à cames 38 du côté de l'admission est monté rotativement 5 entre les parties de palier 41 a et des chapeaux 43 de palier, tandis que l'arbre à cames 39 situé du côté de l'échappement est monté rotativement entre les parties de palier 42 a et des chapeaux de palier 44 Comme représenté sur toutes les Figures, la culasse de cylindre H comporte une paire de passages 45, 46 10 principaux d'alimentation en huile, qui s'étendent longitudinalement à travers la rangée de blocs centraux B, c'est-à-dire dans la direction de la longueur du vilebrequin, et qui intersectent un passage d'huile 47 de communication qui s'étend transver15 salement aux passages 45, 46 au centre du dispositif (voir Figures 5 et 6) Ce passage 47 de communication d'huile débouche dans un passage 48 d'alimentation d'huile qui s'étend verticalement à travers la culasse de cylindre H et communique avec une pompe à huile 20 (non représentée) Les extrémités des passages 45 46 et 47, o ils débouchent dans les faces extérieures de la culasse H du cylindre, ont leur étanchéité assurée par des bouchons 49, 50 et 51 respectivement. Comme on le voit à la Figure 4, des passages 25 52, 53 de dérivation d'huile s'étendent à partir des passages principaux 45, 46 d'alimentation en huile, les passages 52 débouchant dans les faces des paliers 41 a du côté de l'admission, tandis que des passages 53 débouchent dans les paliers 42 a du côté de l'échap30 pement. Comme visible à la Figure 3, la paire de passages 45, 46 d'alimentation principaux communiquent directement avec des cuvettes d'huile 54, 55 formées au fond des perçages taraudés 29, 30 du côté de l'échappement respectivement Ces cuvettes d'huile 54, 55 communiquent avec les paliers 31 a et 32 a des bras 33, 35, pivotant sur les côtés d'admission et 5 d'échappement au moyen de passages d'huile 56, 57 formés dans les &léments 31, 32 de support des bras pivotants. Lorsque les arbres à cames 38, 39 tournent durant le fonctionnement du moteur, les bras 33, 35 pivotent verticalement pour ouvrir et fermer les 10 soupapes 7, 8 d'admission et d'échappement à des moments prédéterminés L'huile de lubrification provenant de la pompe à huile est distribuée par l'intermédiaire des passages 48, 47 jusqu'aux passages 45, 46 d'alimentation principaux en huile, à partir des15 quels elle vient alimenter par les passages d'huile de dérivation 52, 53, les parties de palier 41 a, 42 a, des arbres à came 38, 39 d'admission et d'échappement, ainsi que les parties de palier 31, 32 a des bras 33, 35 pivotants d'admission et d'échappement par l'in20 termédiaire des cuvettes d'huile 54, 55 et des passages d'huile 56, 57. Ainsi, cette forme de réalisation de 1 invention constitue une culasse de cylindre pour un moteur à combustion interne à quatre temps du type 25 DOHC, comportant un bloc central qui s'étend au-dessus de chaque chambre de combustion entre les paliers des arbres à came d'admission et d'échappement, et qui comprend un cylindre de réception d'une bougie d allumage, des paliers supportant un bras pivotant 30 d'admission et d'échappement agencés sur les côtés correspondant du cylindre de réception de la bougie, et une paire de passages principaux d'alimentation en huile qui s'étendent longitudinalement par rapport au vilebrequin sur les côtés respectifs du cylindre de réception de la bougie, pour alimenter en huile les paliers des arbres à cames d'admission et d'échappement et les paliers supportant les bras pivotants Il 5 en résulte que les bougies d'allumage, les paliers supportant les bras pivotants et les passages appariés principaux d'alimentation en huile sont concentrés sur les blocs centraux précités, et que les mécanismes de commande des soupapes incluant les paliers des bras pivotants précités sont interposés entre les blocs 10 centraux et les deux arbres à cames Du fait que le dispositif des blocs centraux est renforcé longitudinalement par les parties formant les passages appariés principaux d'alimentation en huile, ces blocs centraux peuvent être de plus au moins partiellement 15 amincis de façon à permettre une réduction des dimensions et du poids de la culasse du cylindre. D'autre part, le circuit d'alimentation en huile est simplifié du fait que les paliers des bras pivotants des arbres à cames sont lubrifiés par les passages 20 appariés principaux d'alimentation en huile. 1 1 REVENDICATIONS 1 Culasse de cylindre (H) pour un moteur à combustion interne à quatre temps du type DOHC, comprenant une chambre de combustion ( 1) pour le ou pour chaque cylindre et des ouvertures ( 3, 4) de soupapes d'admission et d'échappement débouchant dans celle-ci, des ouvertures d'admission et d'échappement communiquant avec lesdites ouvertures de soupapes, des parties ( 9) de support de soupapes portant de manière coulissante des soupapes d'admission et les paliers ( 4 la, 42 a) des arbres à cames. 2 Culasse de cylindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens reliant les passages principaux ( 45, 46) précités aux parties de 5 support ( 27, 28) des bras pivotants comportent un perçage ( 29, 30) formé dans chaque partie de support ( 27, 28) de palier des bras pivotants pour recevoir le palier ( 32 a) du bras pivotant, ce perçage ( 29 30) intersectant un passage principal. 3 Culasse de cylindre selon l'une des re10 vendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des parties planes ( 27 a, 28 a) venues de matière avec ladite culasse et qui sont formées avec lesdits passages principaux ( 45, 46) d'alimentation en huile, relient et renforcent le bloc central (B) du ou de 15 chaque cylindre. 4 Culasse de cylindre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les paliers ( 41 a, 42 a) de support des arbres à cames ( 38, 39) sont venus de matière avec la bloc central ( 8) et reliés à 20 celuici.