Brevet FR2567569A1 — publié le 19860117

La présente invention concerne un dispositif de commande d'une soupape de moteur à combustion interne pouvant être actionnée alternativement par lBune ou l'autre de deux cames selon que la vitesse de rotation du moteur est faible ou élevée. On sait qu'un tel agencement permet d'optimiser le fonctionnement du moteur grSce-au profil approprié des cames : par rapport à la came utilisée à faible vitesseacelle utilisée à vitesse élevée assure une plus longue durée dsouverture de la soupape,et notamment un plus grand retard à sa fermeture dans le cas d'une soupape dsadmissionrainsi eventuellement qu'une plus grande levée. De tels dispositifs sont généralement plus simples à réaliser et moins coûteux que ceux qui comportent,pour assurer la distribution variable d'un moteur équipé de soupapes à tige,soit des cames rotatives à profil variable portées par un arbre coulissant le long de son axe en fonc- tion d'un paramètre de fonctionnement du moteur,soit des cames osillantes,et déplaçables en fonction dudit paramè- tre,interposées chacune entre une came rotative et l'une des soupapes ou un poussoir intermédiaire. Dans un premier agencement connu,les deux cames sont portées respectivement par deux arbres à cames parallèles,et l'utilisation sélective d'une des cames s'effectue par embrayage d'un des arbres ou par basculement d'un support des deux arbres.Ce dispositif est coûteux et encombrant. Dans un autre agencement,les cames sont placées sur un même arbre et il est prévu un culbuteur réalisé en deux parties accouplables coopérant chacune avec l'une des deux cames. Cette deuxième solution est d'une fiabilité douteuse, car l'accouplement en question s'effectue par crabotage mécanique entre des pièces à mouvement rapide et sollicitées par des efforts relativement importants. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande permettant d'actionner une soupape alternativement par l'une ou l'autre de deux cames,et qui soit particulièrement fiable et relativement peu encombrant. L'invention a pour objet un dispositif de commande d'une soupape de moteur à combustion interne,comprenant deux cames de profils différents portées par un même arbre et disposées en face de deux parties respectives d'un organe d'actionnement de la soupape,caractérisé en ce qu'un poussoir télescopique respectif est interposé entre chaque came et la partie adjacente de l'organe d'actionnement,chaque poussoir télescopique pouvant occuper,soit une position active,soit une position rétractée et étant relié à un circuit d'alimentation en fluide comportant un distributeur commandé en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur. L'invention va étre décrite plus en détail cidessous en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel - la Figure l est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif suivant l'invention; - la Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Figure 1; et - la Figure 3 est une vue de dessus du dispositif, suivant la ligne 3-3 de la Figure 1. On voit sur le dessin une partie de la culasse l d'un moteur à combustion interne, dans laquelle est monté rotatif un arbre à cames 2 assurant la commande de soupapes d'admission et d'é=happement, seule une soupape d'admission 3 étant représentée au dessin, tandis que la tige de la soupape d'échappement 4 est représentée en trait mixte à la Figure 2. De fagon connue, ces soupapes sont actionnées à partir de l'arbre à cames par l'intermédiaire de culbuteurs 5, 6 portés par des axes 7, 8 parai- lèles à l'axe de l'arbre à cames. Suivant l'invention, le culbuteur 7 associé à la soupape d'admission comporte deux zones 9, 10 disposées respectivement en face de deux cames 11,12 de profils différents.Entre chacune de ces cames et la zone adjacente du culbuteur,est interposé un poussoir hydraulique classique 13,14 de rattrapage de jeu (voir par exemple brevet US 3 518 97d.Ce poussoir est télescopique,réalisé en deux parties,une partie extérieure 13a,14a montée coulissante dans un alésage 15,16 du support 17 des culbuteurs et dont une extrémité est en contact avec la came Il ou 12,et un doigt 13b,14b monte lui-meme coulissant à l'intérieur de l'élé- ment extérieur et qui,en position active,est en contact avec le culbuteur.A son extrémité proche de l'arbre à cames, l'élément extérieur comporte une rainure 13c,14c dans laquelle vient en prise un ressort à lame 18 qui constitue un res- sort de rappel destine à assurer un contact permanent du poussoir avec la came associée ou avec le culbuteur,et évi- ter que le poussoir oscille aléatoirement entre la came et le culbuteur,en les heurtant, quand il est dans son état rétracté Chacun de ces poussoirs est alimenté par un circuit hydraulique qui comprend un conduit d'alimentation 20 qui est de préférence ménagé dans l'un des axes 7,8 et qui débouche latéralement dans un distributeur 21 recru dans un loge ment du support 17.Ce distributeur comprend un tiroir mobile 22 dont la position est déterminée par des moyens convenables en fonction de la vitesse de rotation du moteur partir de ce distributeur sont alimentés deux conduits 23,24 reliés respectivement aux poussoirs 13,14 correspondant aux cames 11 et 12. Un écoulement de fuite est de plus prévu pour chaque poussoir,de façon à permettre une évacuation d'une partie du liquide contenu dans ce poussoir lorsqu'il n'est plus alimenté par son circuit hydraulique.Ceci entraîne un reccourcissement de chaque poussoir en un temps déterminé, une seconde environ par exemple,entre son état d'extension maximale et son état rétracté. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : en fonction lu régime du moteur, le tiroir mobile 22 du distributeur 21 occupe l'une ou l'autre de ses deux positions. Dans l'une de ces positions, correspondant à une vitesse du moteur inférieure à un seuil déterminé, c'est le circuit 24 qui est alimentE et c'est alors la came 12 ayant le profil qui assure l'ouverture de soupapes de plus courte durée et, éventuellement de plus faible amplitude qui agit, par l'intermédiaire de son poussoir télescoique 14, sur le culbuteur et de là sur la soupape.Lorsque le régime du moteur dépasse le seuil précité, c'est l'autre circuit 23 qui est ali menté de sorte que c'est l'autre poussoir 13 qui se trouve en position active et c'est la came li assurant l'ouverture de soupape de plus longue durée et, éventuellement de plus grande amplitude, qui devient opérationnelle. On voit que les objectifs recherchés sont bien atteints. En effet, ce dispositif est très fiable, peu encombrant et peu coûteux, car il comporte des poussoirs et une alimentation en liquide sous pression qui existent déjà dans de nombreux moteurs, aux seules fins de rattraper le jeu de fonctionnement des soupapes et de lubrifier les culbuteurs ut les cames. On utilise donc de façon particulièrement intéressante des moyens préexistants dans le moteur. De plus, la commande hydraulique proposa assure une variation progressive de la loi de levée de la soupape, grâce a la retraction lente du poussoir lorsqu'il n'est plus alimenté. il s' ensuit un fonctionnement du moteur sans à-coup ni discontinuité lors du franchissement du seuil de vitesse précuit5. Enfin, l'absence de tout organe d'accouplement mécanique procure silence et fiabilité. Dans le mode de réalisation représenté, la soupape d'admission est seule actionnée de façon variable, ce qui s'avère généralement suffisant pour assurer à basse vitesse un faible "croisement20 de l'ouverture des soupapes d'admission et d'échappement et, à haute vitesse un "croisement" plus important ainsi qu'un plus grand retard à la fermeture de la soupape d'admission, procurant ainsi alternativement un fort couple à bas rime et une puissance élevee à haut régime. Le rendement du moteur peut cependant être encore amélioré en adaptant également à la soupape d'échappement le dispositif de commande variable proposé. REVEN3ICATIONS 1 - Dispositif de commande d'une soupape (3) de moteur à combustion interne, comprenant deux cames (11, 12) de profils différents portées par un même arbre (2) et disposées en face ds deux parties respectives (9, 10) d'un organe (5) d'actionnement de la soupape, caractérisa en ce qu'un poussoir télescopique respectif (13, 14) est interposé entre chaque came (11, 12) et la partie adjacente de l'organe d'actionnement (5), chaque poussoir télescopique (13, 14) pouvant occuper soit une position active, soit une position rétractée et étant relie å un circuit (20-24) d'alimentation en fluide comportant un distributeur (21, 22) commandé en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu pour chaque poussoir (13, 14) un trajet de fuite pour le fluide hydraulique, qui détermine la durée de passage du poussoir de sa position active a sa position rétractée. 3 - Dispositif. selon la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur (21, 22) est reçu dans un logement ménagé dans un support (17) de culbuteurs (5, 6). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le listributeur (21, 22) est alimenté en fluide sous pression par un conduit (20) ménagé dans un axe de culbuteurs (9). 5 - Dispositif selon la revendication 1; caractérisé en ce que chaque poussoir est muni d'un ressort de rappel (18) qui tend à le maintenir en contact soit avec la came associée, soit ave la zone adjacente de l'organe d'actionnement (5).