Brevet FR2566836A1 — publié le 19860103

La présente invention est relative à un mé- canisme d'actionnement de soupape pour un moteur à combustion interne du type à came et soupape en tête, et en particulier à l'agencement dans ce mécanisme d'une contre-came du genre ayant une extrémité sup- portée de manière oscillante sur un élément de support et son autre extrémité coopérant avec la soupape, avec l'arbre à cames disposé au-dessus de la contre-came et entre les deux extrémités de celle-ci pour provoquer un basculement de la contre-came pour actionner la soupape. Dans ce type de mécanisme d'actionnement de soupape, la contre-came n'est pas supportée de manière rotative par un quelconque arbre ou bras mais comporte plutôt une extrémité en forme de rotule qui est posé librement dans un logement hémisphérique situé sur le siège et est maintenue en position seulement par trois points de coopération d'autres parties avec cette contre-came, ces parties étant le siège, la tige de soupape et la came. Dans un agencement connu de ce ty- pe de mécanisme d'actionnement de soupape, comme re- présenté sur la figure 4 des dessins annexes, la sur- face de glissement 12a' de la contre-came 12' coopère avec la came 13a de l'arbre à cames 13 en un point de contact A', lorsque l'arbre à came 13 tourne dans la direction de la flèche 16. Au moment o l'élévation de la soupape commence, une ligne L3 tangente à la sur- face de glissement au point A', forme un angle avec une seconde ligne L4 passant par le point de contact 8 entre la contre-came et le siège 11, et le point de contact C entre la contre-came et la tige de soupape 7. Cette relation angulaire a pour conséquence que la force F perpendiculaire à la tangente L3 au point de contact A', produit une composante de force d'éléva- tion de soupape F1 perpendiculaire à la ligne L4 (c'est-à-dire la ligne de basculement effective) et une composante de force latérale F2 parallèle à la li- gne L4. Cette composante de force latérale F tend à 4' 2 pousser la contre-came 12' latéralement, ce qui est possible en raison de l'assemblage libre entre une rotule située sur la contre-came et un logement lia ménagé dans le siège, lequel assemblage libre est né- cessaire pour un basculement normal. Le déplacement latérale de la contrecame 12' produit du bruit et peut accroitre l'usure. Un objet de la présente invention est de fournir un mécanisme d'actionnement de soupape pour un moteur à combustion interne du type à came et soupape en tête, dans lequel une contre-came a une extrémité portée de manière oscillante sur un siège et son autre extrémité coopérant avec la soupape, l'arbre à came étant positionné au-dessus de la contre-came et com- portant une came coopérant avec une surface de glisse- ment située sur la contre-came, caractérisé en ce que la surface de glissement est formée de telle manière que, lorsqu'elle coopère avec la came, au début du mouvement d'élévation de la soupape, une ligne tangen- te à la surface de glissement au point de coopération avec la came est sensiblement parallèle à une ligne reliant les points de contact entre la contre-came et respectivement, le siège et la soupape. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite ligne tangente forme un angle faible avec ladite ligne de liaison entre lesdits points de contact, cet angle étant orienté dans la direction opposée à la direction de mouvement de la came sur la surface de glissement, de manière à com- penser les forces de friction entre la came et la sur- face de glissement. De préférence, la ligne tangente et la ligne de liaison sont orientées l'une par rapport à l'autre de manière à diminuer les forces latérales appliquées à la contre-came par la came au début du mouvement d'élévation de la soupape, diminuant ainsi le déplace- ment latéral de la contre-came. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d'exemple et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - Fig. 1 est une vue en coupe d'un mécanisme de came et soupape en tête d'un moteur à combustion interne utilisant un mécanisme d'actionnement de soupape selon l'invention; - Fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie du mécanisme d'actionnement de soupape d'un premier mode de réalisation de l'inven- tion; - Fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un second mode de réalisation; - et Fig. 4 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un mécanisme d'actionnement de soupa- pe de l'art antérieur. En se référant tout d'abord à la Fig. 1, un moteur à combustion interne comprend un bloc cylindre 1 sur lequel est montée une culasse 2, avec un joint de culasse 3 positionné entre eux pour réaliser l'é- tanchéité. Le moteur peut comprendre une série de cy- lindres comportant des mécanismes d'actionnement de soupape similaires sur les deux côtés de chaque cylin- dre destinés aux soupapes d'.admission et d'échappe- ment, mais afin de simplifier les figures et la des- cription, seuls le côté soupape d'admission et le mé- canisme d'actionnement pour un seul cylindre sont dé- crits par la suite. La culasse 2 est formée avec une chambre de combustion 5 orientée vers un piston 4 dans le bloc cylindre 1. Un orifice d'admission 6 est ména- gé dans la chambre de combustion 5 et une soupape d'admission 7 est agencée pour ouvrir et fermer l'ori- fice 6 pendant le fonctionnement du moteur. La soupape 7 est montée à coulissement dans des guides de soupape 8 montés dans la culasse 2 pour un mouvement alterna- tif. La soupape 7 est maintenue élastiquement dans sa position haute fermée par un ressort de soupape 10 du type compression, s'étendant entre la culasse 2 et un organe de retenue ?a monté sur l'extrémité supérieure de la soupape 7. Un mécanisme d'actionnement de soupape, dé- signé de manière générale par la référence 9, comprend une contre-came 12 ayant une extrémité supportée sur un siège 11, son autre extrémité étant supportée sur l'extrémité de la soupape 7, cette contre-came coopé- rant avec une came 13a disposée sur un arbre à cames 13 qui est monté à rotation dans la culasse 2 et agen- cé pour pouvoir tourner d'une manière classique. Le siége 11il est monté par vissage dans la culasse 2 et est bloqué dans une position désirée. Une extrémité de la contre-came 12 est munie d'un boulon réglable 15 reçu par vissage dans une partie de bras 14 de la contre-came, pour régler le mécanisme d'actionnement de soupape. Le boulon 15 a une surface d appui sphéri- que 15a adaptée pour coopérer avec un logement hémis- phérique 11a ménagé dans le siège 11 pour fournir un support de basculement à cette extrémité de la contre- came 12. La contre-came 12 est formée avec une surface de glissement 12a sur son côté supérieur pour une coo- pération avec la came 13a à chaque instant, pour main- tenir la contre-came 12 dans sa position décrite ci- dessus, supportée sur la soupape 7 et le siège 11. Lorsque l'arbre à cames 13 tourne dans la direction de la flèche 16, la came 13a-présente une partie cylindrique qui retient la soupape 7 dans la position fermée représentée sur la Fig. 1 et ensuite, lorsque le lobe de la came 13a coopère avec la surface de glissement 12a, la contre-came est basculée vers le bas pour provoquer l'ouverture de la soupape 7 à l'en- contre du ressort de compression 10. Lorsque le lobe de la came 13a dépasse la surface de glissement 12a, la contre-came 12 est basculée vers le haut par la soupape 7 qui est repoussée élastiquement vers le haut par le ressort de compression 10. Jusqu'à présent, la construction et le fonctionnement du mécanisme d'ac- tionnement de soupape décrit est classique pour un type de mécanisme à came et soupape en tête. En se référant plus particulièrement à la Fig. 2, la surface de glissement 12a est constituée et formée de telle manière que la ligne tangente L1 pas- sant par le point de contact A entre la came 13a et la surface de glissement 12a au moment o le lobe d'élé- vation de sbupape de la came 13a commence seulement à coopérer avec la surface de glissement, soit pratique- ment parallèle à une ligne L2, s'étendant entre le point de contact B entre l'élément d'appui 15a et le logement 11a, et le point de contact C entre la contre-came 12 et la soupape 7. Ainsi, lorsque la came 13a commence, par rotation, le cycle d'élévation de soupape, la force appliquée par la came 13a sur la surface de glissement 12a est perpendiculaire aux li- gnes L1 et L2, la force appliquée F ne produisant ou ne comprenant ainsi aucune composante de force dans une direction latérale, d'amplitude suffisante pour provoquer un mouvement latéral ou un glissement de la contre-came 12 par rapport à la soupape 7 et au siège 11. Cette relation géométrique est particulièrement importante au début de l'application d'une force d'é- lévation de soupape par le lobe de la came 13a, car à cet instant, les forces de coopération sont minimales entre la contre-came 12 et, le siège 11 et la soupape 7 aux points B et C respectivement; en effet, dans l'art antérieur, ces forces étaient normalement i- nsuffisantes pour empêcher le déplacement de la contre-came 12. Cependant, il existe inévitablement un faible degré de jeu ou de débattement entre l'élément d'appui sphérique 15a et le logement rond 11a qui au- torise normalement la possibilité de déplacement de la contre-came 12, en raison de la forme de la surface de glissement 12a décrite ci-dessus, comme représenté à la Fig. 2, les forces appliquées étant géométriquement équilibrées de manière à supprimer tout risque de pro- voquer un déplacement de la contre-came. Cependant, d'une manière pratique, il existe une force de friction entre la came en rotation 13a et la surface de glissement 12a lorsque la came passe sur la surface de glissement dans la direction de la flè- che 16, cette force de friction étant dirigée dans une direction latérale et tendant à provoquer également un déplacement de la contre-came 12 avec un bruit résul- tant indésirable. En se référant maintenant au second mode de réalisation de la présente invention, comme représenté à la Fig. 3, la forme de la surface de glissement 12a est modifiée par rapport à celle repré- sentée sur la Fig. 2, pour tendre à compenser cette force de friction supplémentaire provoquée par la coo- pération mutuelle de la came 13a et de la surface de glissement 12a. En particulier, la ligne tangente L1 passant par le point A, au point de départ de la par- tie d'élévation du lobe de la came 13a, forme un angle faible avec la ligne L2 entre les points B et C dé- crits précédemment. Par conséquent, étant donné que la S force de friction est "f" entre la came 13a et la sur- face de glissement 12a et que la force d'élévation est "F" dirigée perpendiculairement à la ligne L1, la com- binaison de ces deux -forces produit une force résul- tante "Ff" qui est perpendiculaire à la ligne L2. Ainsi, en donnant un contour approprié à la surface de glissement 12a en relation avec le lobe de la came 13a, la force de friction f est compensée et la force résultante Ff ne comporte pas de composante de force tendant à déplacer latéralement la contre-came 12 car cette force résultante est perpendiculaire à la ligne L2À En résumé, dans le premier mode de réalisa- tion de la présente invention décrit ci-dessus, la surface de glissement d une contre-came est formée pour entraîner que la tangente à cette surface au point de contact avec la came, au début du cycle d'é- lévation de soupape, soit parallèle à la ligne reliant les points de contact de la contre-came avec le siège et la soupape respectivement. Dans le second mode de réalisation, la surface de glissement de la contre- came est formée pour produire une ligne tangente qui forme un angle faible dans une certaine direction pour compenser la force de friction engendrée par la came dans la direction opposée sur la surface de glisse- ment. Par conséquent, il n'existe pas de force latéra- le sensible appliquée à la contre-came au début du cy- cle d'élévation de soupape, qui autrement entraînerait un déplacement latéral de la contre-came et un bruit indésirable. REVENDICATIONS 1.- Mécanisme d'actionnement de soupape pour un moteur à combustion interne du type à came et sou- pape en tête, dans lequel une contre-came comporte une extrémité supportée de manière oscillante sur un siè- ge, son autre extrémité coopérant avec la soupape, l'arbre à came disposé au-dessus comportant une came coopérant avec une surface de glissement située sur la contre-came, caractérisé en ce que la surface de glis- sement (12a) est formée de telle manière que, lors- qu'elle coopére avec la came (13a), au début du mouve- ment d'élévation de soupape, une ligne tangente (L1> passant par le point de coopération avec la came. si- tué sur la surface de glissement, est sensiblement pa- l5 rallèle à une ligne (L2) reliant les points de contact entre la contrecame (12) et respectivement le siège (11) et la soupape M7). 2.- Mécanisme selon la revendication 1. dans lequel la ligne tangente (L1) forme un angle faible avec la ligne de liaison (L) entre lesdits points de contact, cet angle étant orienté dans la direction op- posée à la direction de mouvement de la came à travers la surface de glissement de manière à compenser les forces de friction entre la came et la surface de glissement. 3.- Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la ligne tangente et la ligne de liaison sont orientées l'une par rapport à l'autre de manière à diminuer les forces latérales appliquées sur la contre-came par la came, au début du mouvement d'élé- vation de soupape. diminuant ainsi le déplacement la- téral de la contre-came.