Brevet FR2572129A1 — publié le 19860425

257212v La présente invention se rapporte à un dispositif de commande des soupapes d'une machine ou moteur à combustion interne à quatre temps suralimenté et muni d'un systèmrt. d'injection directe de carburant dans la chambre de combus- tion, moteur dans lequel chaque culasse de cylindre présente deux soupapes d'admission commandant un système à canal d'admission qui imprime, à l'air pénétrant dans la chambre de combustion lors du cycle ou de la course d'aspiration, un mouvement rotatoire autour de l'axe longitudinal des cylindres, et dans lequel un mécanisme d'entraînement commun aux deux soupapes d'admission est actionné à partir de la came d'un arbre à cames, ledit mécanisme d'entraînement com- portant des dispositifs d'ajustement destinés à compenser. le jeu des soupapes d'admission. Le mouvement rotatoire im- primé à l'air par le système à canal d'admission permet d'obtenir une combustion sans fumées et un fonctionnement économique dans le cas de moteurs à combustion interne à quatre temps suralimentés. Moyennant l'agencement prédétermi- né d'un système à canal d'admission, l'on obtient un mouve- ment rotatoire de l'air dans la chambre de combustion, lequel mouvement est optimalisé pour une plage de régimes déterminée. Tl est néanmoins souhaitable d'influencer l'air pénétrant dans la chambre de combustion, de telle façon qu'il s'éta- blisse encore un mouvement rotatoire optimalisé de cet air pour une autre plage de régimes, par exemple pour le fonc- tiorinnement soULs charge partielle. Un dispositif de commande de soupapes du type préci- té est cnnu, par exemple, d'après le brevet DE-C-1 232 393, ce dispositif ne comportant cependant aucun mécanisme pour faire varier le courant d'air dans le système à canal d'admis- sion. D'iaprs le brevet DE-C-1 171 202, l'on connaît un mrteur) crimbustion interne à quatre temps dans lequel deux soupapes d '-idmii ssion commandent un système à canal d'admis- ion ralisi poulr engendrer un mouvement rotatoire de l'air s'nrUTnIl:; autorii de l'axe des cylindres. Ce dispositif ren- ferme, dans le système à canal d'admission, li) clapet pivotant 257212P qui, Iorq'iliJi orcupe sa position extrême,obture une bifurca- ilon IIu ci';I d'admislioii. Certes, cela permet de faire varier la circulation de l'air dans le système à canal d'admission, mais le mouvement de la soupape associée à la bifurcation obturée du canal d'admission demeure non influen- cé. En présence d'un faible débit massique de l'air parcou- rant le moteur à combustion interne à quatre temps, la sub- division de la section du canal d'admission en deux parties, provoquée par le clapet occupant sa position extrême, se traduirait par un mouvement rotatoire de l'air en soi amé- lioré dans la chambre de combustion. Cette amélioration n'est toutefois pas réalisée,étant donné que la soupape d'admission associée à la bifurcation obturée du canal d'admission con- tinue d'être actionnée, et que le mouvement rotatoire de l'air ainsi engendré est perturbé par la tête de ladite sou- pape pénétrant dans le cylindre lors de la course d'aspira- tion. En outre, le chevauchement des périodes de commande des soupapes d'admission et d'évacuation a pour effet que, après chaque cycle de travail, la pression qui règne dans la bifurcation du canal d'admission intercalée entre le clapet fermé et la soupape d'admission est détendue, conjoin- tement au contenu du cylindre, jusqu'à atteinrirp la valeur de la contre-pression de sortie. Lors de chaque course d'as- piration, la bifurcation du canal d'admission s'emplitjen p],u dre la rhambre de combustion, à nouveau d'air de surali- mientation préalablement comprimé à partir du cylindre et par l'intermédiaire de' la soupape d'admission ouverte. De la sorte, la bifurcation du canal d'admission, isolée par le clapet du reste du système à canal d'admission, provo- que un accroissement inopportun du volume de l'espace inuti- lisé. La présente invention a par conséquent pour objet de crier un dispositif de commande de soupapes muni d'un mécanisme d'entraînement commun -à deux soupapes d'admission, et grâce auquel les inconvénients précités de l'agencement connu puissent être évités. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que, pour au moins l'une des soupapes d'admission associées à chaque culasse de cylindre, le dispositif d".,- tement consiste en un vérin d'un type connu en soi, alimenté par de l'huile sous pression; par le fait que le conduit d'alimentation en huile sous pression de ce dispositif d'ajustement loge un dispositif d'isolement commandable; et par le fait que, lorsqu'aucune pression ne règne dans la chambre cylindrique, le piston et le cylindre du disposi- tif d'ajustement présentent une mobilité relative qui, harmo- nisée en fnnction de la cinématique du mécanisme d'entraîne- ment des soupapes, interdit l'ouverture de la soupape d'admis- sion associée audit dispositif d'ajustement. Le vérin,-dont la réalisation interne correspond à celle du dispositif connu d'après le brevet DE-C-949 852, agit, lorsque le conduit d'alimentation en huile sous pression est ouvert, en tant qu'élément de compensation du jeu de la soupape d'admission associée. Lorsque le conduit d'alimentation en huile sous pression est fermé, plus aucune pression ne règne dans la chambre cylindrique du vérin après un nombre limité d'action- nements des soupapes. De ce fait, une souplesse est conférée au dispositif d'ajustement sur une grande plage de courses de sorte qu'il perd sa fonction d'appui. Dans ce cas, la soupape d'admission associée demeure fermée. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, lorsque le dispositif de commande est doté d'un mécanisme d'entraînement des soupapes présentant un levier à deux bras qui est en liaison avec un levier basculant et avec l'extrémité de la queue de la soupape d'admission, et coopère avec un système deo'guidage rectiligne constitué par un bras dudit levier basculant et par une biellette, le piston et)e cylindre du dispositif d'ajustement peuvent former la tige de ladite biellette. Le cylindre du dispositif d'ajustement peut être relié avec immobilisation à la culasse du cylindre et le piston dudit dispositif d'ajustement peut présenter une articulation de la biellette. Un dispositif d'isolement commandable peut être situé dans le conduit d'alimentation en huile sous pression commun à plusieurs mécanismes d'entraînement de soupapes. Dans la position d'isolement, le dispositif d'isolement peut dégager un:. - fice de décharge associé au tronçon du conduit d'alimentation en huile sous pression intercalé entre le dispositif d'isole- ment et le clapet sphérique anti-retour. Il peut être ménagé, dans la paroi du cylindre, un orifice de décharge qui débou- che dans la chambre du dispositif de commande des soupapes et est luimême commandé par le piston. Il peut enfin être prévu, dans le piston, un canal de décharge qui, lorsque ledit piston occupe une position déterminée résultant d'une course, coopère avec l'orifice de décharge pratiqué dans la parai du cylindre. Les avantages pouvant être obtenus par l'invention consistent notammenten ce que le mouvement rotatoire de l'air dans la chambre de combustion est optimalisé pour deux sl-ad(l(, de fonctionnement, lorsque l'ouverture de la section d'admission est respectivement totale ou réduite; en ce que, Jors de l'immobilisation de l'une des deux soupa- papes d'admission actionnées conjointement, la tête de cette soupape n'accuse plus aucun dépassement gênant dans le cylin- dre à chaque course d'aspiration, lorsque la section d'admis-. sion est réduite; en ce qu'on évite un accroissement de l'espace inutilisé correspondant au volume de la bifurcation obturée du canal d'admission; en ce que le dispositif d'ajustement peut être aisément incorporé dans un mécanisme d'entraînement commun à deux soupapes d'admission; et en ce que, même en présence de plusieurs dispositifs d'ajuste- ment raccordés à un conduit d'alimentation en huile sous pression, il est possible d'obtenir une réaction rapide et synchrone des vérins, indépendamment de la longueur dudit conduit. IPom v ('\iUfl, lit 1 1 i '(S Vt; el nul limentnlit l iL ai ihfS, de réalisation fl(' l' îill,'li iiJr vXîl maifil en.lanll (lt r, (! 'r ilt th!:; en dchtail, en regard des r1er n;iî;; 1111('.(6; s;îll1 lr';qirl;: la figure 1 est une coupe transversale d'une culasse de cylindre munie d'une biellette de longueur variable dans 7 2 1 2 9 le mécanisme d'entraînement des soupapes; la figure 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandie du dispositif d'ajustement, selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale d'une culasse de cylindre dotée d'une articulation variable de la biellette; et la figure 4 est une coupe longitudinale à échelle agrandie du dispositif d'ajustement, selon la ligne IV-IV de la figure 3. La culasse 11 d'un cylindre d'une machine ou moteur à combustion interne à quatre temps suralimenté comporte, en plus de soupapes de sortie non représentées, deux soupapes d'admission 12 et 13 commandant un système à canal d'admis- sion qui se compose de deux régions 14 et 15. Le système à canal d'admission est conçu de telle sorte que, lorsque les soupapes d'admission 12 et 13 sont ouvertes, un mouvement rotatoire intensif soit imprimé, autour de l'axe longitudinal du cylindre, à l'air qui pénètre dans une chambre de combus- tion 16. A partir d'une buse d'injection non représentée, du carburant est directement injecté dans l'air en circula- tion giratoire dans la chambre de combustion, si bien que ce carburant est finement réparti. L'actionnement des soupapes d'admission 12 et 13 a lieu, à partir de la came 17 d'un arbre 18 à cames, par l'intermédiaire d'une tige]9 de poussoir agissant sur un levier basculant 20 monté sur la culasse 11. Un bras 25 de ce levier basculant 20, tourné vers les soupapes d'admission 12 et 13, est en liaison efficace avec une queue 21 de la soupape d'admission 13. Un levier 24 à deux bras est articulé sur le bras 25 du levier basculant par l'entremise d'une articulatiron 23, l'un des bras de ce levier 24 étant en liai- son efficace avec uue queue 22 de la soupape d'admission 12. L'autre bras du levier 24 est relié, par l'intermédiaire d'une articulation 26, à une extrémité d'une biellette 27 disposée parallèlement au bras 25 du levier basculant. L'autre extrémité de cette biellette 27 est assujettie 72129 prr]'Illier'nidiaire d'ule nrt-icula'lion 28, à un support 29 de pajierl, Le(' hi'a; 25 du levier basculant eL la biellette 27 forment un parallélogramme assurant le guidage rectiligne du levier 24 à deux bras, de sorte que les deux soupapes d'admission -12 et 13 sont ouvertes d'une même course lorsqu'elles sont actionnées. Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif de corm- mande des soupapes, dans lequel un dispositif d'ajustement consistant en un vérin forme la tige de la biellette 27. Dans ce cas, la partie de la tige de cette biellette 27 articulée sur le levier 24 à deux bras par l'articulation 26 est réalisée sous la forme d'un piston 30, tandis que la partie de la tige de ladite biellette 27, reliée au support 29 de palier par l'articulation 28 est réalisée en tant que cylindre 31. Le dispositif de commande des soupapes représenté sur les figures 3 et 4 est presque identique à l'agencement d'après les figures 1 et 2. C'est la raison pour laquelle les mêmes indices de référence ont été largement repris, ces indices de référence étant affectés du signe "prime" dans le cas o les pièces des figures 3 et 4 diffèrent. La seule et unique différence réside dans l'agencement du dispo- sitif d'ajustement qui, dans le second exemple, n'est pas intercalé en tant que partie intégrante de la biellette 27 entre les articulations 26 et 28, mais se trouve entre une articulation 28' et.un support 29' de palier. Un cylindre 31' du dispositif d'ajustement selon les figures 3 et 4 occupe une position stationnaire et fait partie intégrante du support 29)' de pli]ier. Un piston 30', mobile à coulissements dans le cylindre 31', est calé sur l'extrémité libre de l'articu- lation 28' d'une biellette 27' réalisée de longueur constante. La réa]isatini interne du dispositif d'ajustement est iden- tique dans les deux exemples de réalisation. UJn chambre cylindrique.34, interposée entre le pistnr 30 nu Mo' et le cylindre 31 ou 31', est raccordée, par l'intermédiaire d'un clapet sphérique anti-retour 32 et de perçages, à un conduit 33 ou 33' d'alimentation en huile sous pression maîtrisé par un dispositif d'isolement commandable 36. Un canal de décharge 37, ménagé dans le pis- ton 30 nu 30', débouche à distance de l'ouverture du cylindre dans l'interstice formé entre ledit piston 30 ou 30' et le cylindre 31 ou 31' Cette chambre cylindrique 34 loge un ressort de pression 35 qui développe une force modeste et qui, lorsqu'aucune pression ne règne dans ladite chambre 34, assure un contact permanent entre le levier 24 à deux bras et la queue de soupape 22. Le fonctionnement est identique dans les deux exem- ples de réalisation. Lorsque le dispositif d'isolement 36 est ouvert, la chambre-cylindrique 34 s'emplit d'huile sous pression provenant, par exemple, du réseau d'alimentation en huile lubrifiante du moteur à combustion interne à quatre temps. Il en résulte un contact sans aucun jeu entre le levier 24 à deux bras et la queue de soupape 22. Lorsque le mécanisme d'entraînement des soupapes est mis en mouvement à partir de la came 17 pour provoquer une course des soupa- pes, le clapet sphérique anti-retour 32 se ferme du fait que la pression croit dans la chambre cylindrique 34. Cet accroissement de pression résulte du fait qu'un ressort 38, chargeant la soupape d'admission 12 à la fermeture, a ten- dance à enfoncer le piston 30 ou 30' dans le cylindre 31 ou 31' par l'intermédiaire du levier 24 à deux bras, ce qui est toutefois empêché par le volume d'huile renfermé par la chambre 34. Par l'intermédiaire du canal de-décharge 37 et de l'interstice entre le piston 30, 30' et le cylindre 31, 31', de l'huile sous pression de sortie est réintroduite en permanence dans la chambre du dispositif de commande des soupapes à partir du conduit 33, 33' d'alimentation en huile sous pression, lors des phases de repos du mécanisme d'entrai- nement desdites soupapes. Jnrnque le dispositif d'isolement 36 est amené à la pnsatin rie blocage, la réalimentation en huile sous pres- sion est empêchée. Par l'intermédiaire d'un orifice de décharge 40 ouvert, la pression qui règne dans le conduit 33, 33' d'alimentation en huile sous pression est supprimées ce qui Fait que les clapets sphériques antiretour 32 de tous les dispositifs d'ajustement raccordés audit conduit d'alimentation 33 ou 33' se ferment momentanément par suifle de la pression désormais prépondérante dans les chambres cylindriques 34. A partir de cet instant, lors de l'action- nement suivant des soupapes, le piston 30 ou 30' est poussé dans le cylindre 31 ou 31' par l'effet de rappel décrit ci- dessus du ressort 38 de fermeture de soupape, si bien que de l'huile sous pression est refoulée dans la chambre du dispositif de commande par l'intermédiaire du canal de décharge 37 et de l'interstice entre le piston 30, 30' et le cylindre 31, 31'. Dès que le piston 30, 30' a pénétré d'une faible distance dans le cylindre 31, 31', le canal de décharge 37 vient s'aligner avec un orifice de décharge 39 pratiqué dans la paroi dudit cylindre 31 ou 31', ce qui se traduit par une décharge brusque de l'huile qui est encore présente sous une pression résiduelle dans la chambre cylin- drique 34. Etant donné que le conduit d'alimentation 33 ou 33' ne délivre aucune quantité ultérieure d'huile sous pres- sion, aucune pression ne règne dans la chambre cylindrique 34 après le second actionnement des soupapes. Il n'existe par conséquent plus aucun appui(qui se réalisait grâce au coussin d'huile présent dans la chambre cylindrique 34) du levier 24 à deux bras sur l'nrticulation 26 par l'intermédiaire de la biellette 27 ou 27'1 Si les soupapes sont actionnées alors qu'au- cune pression ne règne désormais dans la chambre cylindrique 34, la soupape d'admission 13 est ouverte par le mouvement descendant du bras 25 du levier basculant. La soupape d'admission 12 demeure néanmoins fermée sous l'action du ressort 38 de fermeture de cette soupape, parce que la cham- bre cylindrique 34 ne renferme aucun coussin d'huile assurant 1 'nppui. I P coulissement rentrant du piston 30, 30' dans le cylindre 31, 31' perturbe le guidage rectiligne du levier 24 à ri deux bras. Ce levier 24 effectue par conséquent une rotation autour de l'articulation 23, ce qui fait que l'arti- culation 26 se déporte en direction de la biellette 27 ou 27' L'actionnement du dispositif d'isolement 36 s'opère en fonction de la charge du moteur à combustion interne à quatre temps. En présence d'une grande charge, c'est-à-dire lorsque le débit massique de l'air est important, le conduit 33 ou 33' d'alimentation en huile sous pression est maintenu ouvert, si bien que les deux soupapes d'admission 12 et 13 s'ouvrent lors de chaque actionnement. Dans des conditions de charge assorties d'un faible débit massique de l'air, l'arrivée d'huile sous pression est empêchée par le disposi- 1r tif d'isnlement et le conduit d'alimentation 33, 33' est sou- l$g', si hien que la soupape d'admission 12 demeure fermée. Désormais, la tête de la soupape d'admission 12 ne pertube plus Je mouvement rotatoire de l'air qui est provoqué dans la chambre de combustion 16 autour de l'axe longitudinal du cylindre, par la soupape d'admission 13 et la région 15 du canal d'admission, et est très sensible à des perturba- tions à cause de la petite masse d'air mise à contribution. Ainsi, dans r-, stade de fonctionnement, la préparation de mise t'li I:i, f li iioun (du carburarilt. dans; la chambre de combustion I, s;t nol:l, eimrnt améliorée. I'o rn rcvIliI au dia(Jde Fonctionrnem{tit actif des deux soupapes, le conduit 33, 33' d'alimentation en huile sous pression débouchant dans le dispositif d'isolement 36, est à nouveau ouvert. Ensuite, après-un nombre restreint d'actionnements des soupapes, la chambre cylindrique 34 est emplie d'huile sous pression, de sorte que l'effet d'appui exercé par le coussin d'huile sur la biellette 27 ou 27' prend.à nouveau sa pleine efficacité. Les exemples de réalisation décrits dans le présent mémoire ne constituent pas la seule applicabilité de l'inven- tion. Chaque mécanisme d'entraînement commun à deux soupapes d'admissinn petit être équipé de l'agencement proposé, par une intégration correspondante du dispositif d'ajustement. L'exemple de réalisation d'après les figures 3 et 4 offre encore l'avantage particulier consistant en ce que le dispositif d'ajustement ne fait pas partie des masses oscillantes mises en mouvement au cours de l'actionnement des soupapes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, saris.-rl.ir du cadre de l'invention. 2 5 7 2 129 l REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande des soupapes d'une machine ou moteur à combustion interne à quatre temps suraliment(. dans lequel chaque culasse de cylidre présente deux soupapes d'admission commandant un système à canal d'admission qui imprime un mouvement rotatoire, autour de l'axe longitudinal du cylindre, à l'air pénétrant dans la chambre de combustion lors du cycle ou de la course d'aspiration, et dans lequel un mécanisme d'entraînement commun aux deux soupapes d'admis- sion est actionné à partir d'une came d'un arbre à cames, ce mécanisme d'entraînement des soupapes comportant des dis- positifs d'ajustement pour compenser le jeu desdites soupapes d'admission, dispositif caractérisé par le fait que, pour au moins l'une des soupapes d'admission (12,13) de chaque culasse (11) de cylindre, le dispositif d'ajustement consiste en un vérin d'un type connu, alimenté par de l'huile sous pression; par le fait qu'un dispositif d'isolement comman- dable (36) est incorporé dans le conduit (33,33') d'alimen- tation en huile sous pression de ce dispositif d'ajustement; et par le fait que, lorsqu'aucune pression ne règne dans la chamhre cylindrique (34) , le piston (30; 30') et le cylindre (31, 31') dudit dispositif d'ajustement jouissent d'une mobilité relative qui, harmonisée d'après la cinémati- que du mécanisme d'entraînement des soupapes, interdit l'ouverture de la soupape d'admission (12) associée au dispo- sitif d'ajustement. 2. Dispositif selon la revendication 1, présentant un mécanisme d'entraînement des soupapes comportant un levier (24) à deux bras qui est en liaison qVec un levier basculant (20) et avec l'extrémité de la queue (22) de la soupape d'admission (12), et qui coopère avec un système de guidage recti]igqne constitué par un bras (25) dudit levier basculant et par une biellette (27; 27'), dispositif caractérisé par le fait que le piston (30) et le cylindre (31) du dispositif d'ajustement forment-la tige de ladite biellette (27). 3.- Dispositif selon la revendication 1, présentant un mécanisme d'entrainement des soupapes comportant un levier (24) à deux bras qui est en liaison avec un levier basculant (20) et avec l'extrémité de la queue (22) de la soupape d'admission (12), et qui coopère avec un système de guidage rectiligne constitué par un bras (25) du levier basculant et par une biellette (27; 27'), dispositif caractérisé par le fait que le cylindre (31') du dispositif d'ajustement est relié avec immobilisation àla culasse (11) du cylindre; et par le fait que le piston (30') dudit dispositif d'ajuste- ment présente une articulation (28') de la biellette (27'). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif d'isolement commandable (36) est incorporé dans le conduit (33; 33') d'alimentatior en huile sous pression commun à plusieurs mécanismes d'entraine- ment des soupapes. ' 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la position d'isolement, le dispositif d'isolement (36) dégage un orifice de décharge (40) associé au tronçon du conduit (33;- 33') d'alimentation en huile sous pression intercalé entre ledit dispositif d'isolement (36) et le clapet sphérique anti-retour (32). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un orifice de décharge (39), ménagé dans la paroi du cylindre (31; 31') et débouchant dans la chambre dudit dispositif de commande, est à.son tour commandé par le piston (30; 30'). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu, dans le piston (30; 30'), un canal de décharge (37) qui, lorsque ledit piston (30; 30') occupe une position déterminée résultant d'une course, coo- père avec l'orifice de décharge (39) pratiqué dans la paroi du cylindre (31; 31').