Brevet FR2568626A1 — publié le 19860207

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE MECANO-HYDRAULIQUE DE SOUPAPE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. La présente invention se rapporte à un procédé de commande de soupape pour moteurs à combustion interne au moyen d' organes de transmission de mouvement mecano-hydrauliques disposés entre l' arbre à cames et la soupape, et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. il est connu que la consommation spécifique, c' est-à-dire rapportée à la puissance du moteur à combustion interne, varie considérablement suivant la puissance fournie. Cette consommation spécifique peut doubler d' une puissance optimale à pleine charge avec un couple important et un régime modéré, à une faible puissance à fort régime. Ce mode de fonctionnement à faible puissance est fréquemment utilisé, en particulier pour un véhicule automobile circulant en zone urbaine à faible vitesse. Le gaspillage de carburant et la pollution qui en résultent peuvent être réduits par exemple par une adaptation convenable des orifices d' admission et d' échappement ou par une neutralisation d' au moins un cylindre du moteur. L'invention propose, par des moyens mécano-hydrauliques simples et faciles à mettre en oeuvre, d' adapter à différentes charges du moteur l'instant de fermeture de l' orifice d' admission dans chaque cylindre. Elle préconise en particulier un retard variable de la fermeture des soupapes d' admission par des organes de transmission de mouvement mécano-hydrauliques. Suivant une particularité de l'invention, un tel procédé de commande de soupape du type utilisant des poussoirs hydrauliques, consiste, au moyen d' un distributeur rotatif hydraulique, commandé par l' arbre à cames et une commande d' accélérateur, interposé entre une pompe à huile haute pression et les poussoirs hydrauliques, - à maintenir notamment une soupape d' admission ouverte par une mise en pression dans la chambre de pression du poussoir associé ; - à fermer cette soupape avec un retard variable de la fermeture à l' admission en fonction de la charge du moteur, par une chute de pression dans la chambre de pression du poussoir associé ; - à assurer l' étanchéité de la chambre de pression de ce poussoir pour permettre l' ouverture mécanique de cette soupape par l' arbre à cames ; et - à distribuer les trois fonctions précédentes aux différents cylindres du moteur dans l' ordre de fonctionnement de ceux-ci. Ce procédé permet une économie réelle de carburant dans le cas d' une utilisation partielle de la puissance ainsi qu' une réduction importante des émissions de NOx surtout aux charges partielles. Suivant une autre particularité de l'invention, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend - un plateau mobile commandé par la pédale d' accélérateur, pourvu de lumières circulaires et concentriques d' arrivée et de retour d' huile, et sur lequel s' appuie un couvercle avant percé de trous débouchant dans ces lumières - un plateau rotatif commandé par 1' arbre à cames, serré entre ces plateaux mobile et fixe, et pourvu de lumières de transfert coopérant d' une part, avec ces lumières d' arrivée et de retour d' huile et d' autre part, avec ces lumières d' alimentation des poussoirs de manière à assurer les quatre fonctions de ce procédé de commande. L'invention sera mieux comprise en regard de la description qui suit d' un mode de réalisation non limitatif et des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un poussoir hydraulique à une soupape d' admission d' un moteur à combustion interne - les figures 2 à 6 sont des vues de face des différents plateaux constituant un distributeur rotatif pour un moteur quatre cylindres conforme à l'invention - la figure 7 représente schématiquement une vue en coupe diamétrale du distributeur rotatif assemblé illustré aux figures 2 à 6; - la figure 8 représente schématiquement une vue de face du distributeur rotatif illustré à la figure 7 ; et - les figures 9 à 12 représentant schématiquement des vues de face partielles d' un distributeur rotatif permettant d' expliquer le fonctionnement de celui-ci. Un dispositif de commande de soupape pour un moteur à combustion interne 2, quatre temps et quatre cylindres, conforme à l'invention, est constitué principalement par des poussoirs hydrauliques tels que celui 4 représenté à la figure 1 et par un distributeur rotatif 6 illustré aux figures suivantes. Ce poussoir 4 monté entre la queue d' une soupape d' admission 8 et un arbre à cames 10, comporte en particulier une chambre de pression 12 étanche, délimitée par des coupelles supérieure 14 et inférieure 16 sur lesquelles si appuie un ressort de rappel 18, et alimentée en fluide hydraulique par un canai 20 relié au distributeur rotatif 6 des figures 2 à 7. Ce distributeur rotatif eSt principalement constitué par un plateau mobile 22 commandé par la pédale d' accélérateur non représenté, un plateau fixe 24 et un plateau rotatif 26 commandé par l' arbre à cames 10. Le plateau mobile 22 pour un moteur quatre temps à quatre cylindres est pourvu de quatre paires de lumières circulaires et concentriques 18, 30 ; 32, 34 ; 36, 38 ; 40, 42 inscrites dans quatre angles au centre différents de 90". Les deux paires 28, 30 et 32, 34 symétriques et diamétralement opposées correspondent à l' alimentation en huile haute pression. Les deux autres paires 36, 38 et 40, 42 symétriques, diamétralement opposées et décalées radialement par rapport aux deux premières paires servent au retour de l' huile. Ces paires de lumières comportent chacune un canal de liaison 29, 33, 37 et 41. Sur ce plateau mobile 22 vient se plaquer un couvercle avant 44 dont les paires de trous d' amenée 46 et de retour 48 d' huile communiquent respectivement avec les paires de lumières 28, 32 et 36, 40. Le plateau fixe 24 comporte deux paires de lumières circulaires et concentriques 50, 52 et 54, 56 inscrites chacune dans un angle au centre de 900, symétriques et diamétralement opposées. Ces lumières servent à alimenter en huile les poussoirs hydrauliques 4 par l'intermédiaire de quatre trous 51, 53, 55 57 d'un couvercle arrière 58 s'appliquant sur le plateau fixe 24 et communiquant avec les quatre canaux d' alimentation 20 respectifs de ces poussoirs. Ces trous sont alignés ici sur un même diamètre du couvercle 58 de manière à déboucher dans les quatres lumières 50, 52, 54 et 55. Ces paires de lumières 50, 52 et 54, 56 d' alimentation des poussoirs 4 sont ménagées dans le plateau fixe 24 de manière à s' intercaler radialement entre deux paires de lumières d' amenée et de retour d' huile 28, 30 ; 32, 34 ; 36, 38 ; 40, 42 du plateau mobile 22 (figure 8). Le plateau rotatif 26 commandé par l'arbre à cames 10 est serré entre les plateaux mobile 22 et fixe 24. Il est pourvu de deux lumières de tranfert 60 et 62 décalées angulairement de 900 et disposées radialement de manière à pouvoir balayer, l' une 60 les lumières d' amenée 28, 32 et de retour 36, 40 ainsi que les lumières d' alimentation 50, 54 des poussoirs 4 les plus éloignées de l' axe de distributeur 6, l' autre 62 les lumières d' amenée 30, 34 et de retour 38, 42 ainsi que les lumières d' alimentation 52, 56 des poussoirs 4 les plus rapprochées de 1' axe du distributeur. Le dispositif de commande de soupape précédemment décrit fonctionne de la manière suivante, en référence aux figures 8 à 12 Au début d' une phase d' admission, l'arbre à cames 10 appuie sur le coupelle supérieure 14 du poussoir hydraulique 4 dont la chambre de pression 12 est remplie d' huile. La coupelle inférieure 16 se trouve en même temps enfoncée du fait de la position dite "étanche" occupée par le distributeur rotatif 6 (figure 9). La soupape d' admission 8 s' ouvre mécaniquement. Le mélange air/carburant dosé par le carburateur pénètre dans le cylindre NO 1 jusqu' au point Mort Bas du piston 3. Comme la perte de charge reste très faible à l' admission, ce cylindre a admis une quantité surabondante de mélange combustible en charge partielle. Au Point Mort Bas du piston 3, de l' huile haute pression provenant de la lumière d' amenée 32 pénètre par les lumières de transfert 60 et d' alimentation 50 dans la chambre de pression 12 du poussoir hydraulique 4 et maintient la soupape d' admission 8 ouverte durant la remontée partielle de ce piston (figure 10). Une certaine quantité de mélange sera refoulée à l' admission et récupérée par le cylindre suivant en cours d' admission, il s' agit d' un moteur pourvu d' au moins quatre cylindres. Le mélange ne sera pas refoulé au-delà de la buse du carburateur. Lorsque la quantité restante de mélange sera suffisante pour atteindre la puissance de combustion souhaitée, le distributeur 6 va transférer l' huile haute pression de la chambre de pression 12 du poussoir 4, vers la lumière de retour d' huile 36 correspondante (figure 11). Le ressort de soupape 9 (F = 50 à 70 kg) va alors repousser la coupelle inférieure 16 de poussoir 4 et refermer la soupape d' admission 8. Le reste du cycle ne change pas par rapport au fonctionnement actuel des moteurs quatre temps. La deuxième lumière de transfert 62 décalée de la première 60 d' un angle de 900 va agir de même sur le poussoir 4 du cylindre nO 3 (figure 12) en coopérant avec les lumières d'amenée d'huile 34, d' alimentation 52 et de retour d' huile 38, le cylindre nO 3 étant en phase d' admission lorsque le cylindre nO l est en cours de compression. Lorsque le cylindre nO 3 sera à son tour en phase de compression, le cylindre nO 4 sera en phase d' admission et c' est la lumière de transfert 60 qui assurera le transvasement de l' huile haute pression du poussoir du cylindre nO 4, provenant de la lumière d' amenée 28, vers la lumière de retour d' huile 40 par le canal d' alimentation 54. Lorsque le cylindre n" 4 sera en phase de compression, le cycle précédent va recommencer avec la lumière d' amenée d' huile 30, la lumière d' alimentation 56 et la lumière de retour d' huile 42, pour le cylindre nO 2. A la fin du cycle de compression des quatre cylindres du moteur, le plateau rotatif 26 pourvu des deux lumières de transfert et lié à l' arbre à cames 10 aura effectué une rotation complète. Le mode de fonctionnement de ce distributeur rotatif 6 est résumé sur la figure 8 ou - les points A et B représentent respectivement les PMB et PMH des cylindres nO l et nO 3 - les points C et D représentent respectivement les PMB et PMH des cylindres nO 4 et nO 2 - le diamètre xy peut tourner angulairement au moyen du plateau mobile 22 lié à la commande d' accélérateur, de 0 à 90" entre A et B (C et D) de manière a pouvoir modifier la charge du moteur en faisant varier le volume de mélange comprimé par modification de l' angle de RFA - la lumière de transfert 60 des cylindres nO l et nO 4 tournant autour de l' axe du distributeur par le plateau rotatif 26 lié à l' arbre à cames 10, occupe une position dans laquelle le cylindre nO l est en phase de compression et l' huile haute pression est transférée du poussoir du cylindre nO l à la lumière 36 de retour d'huile ; et - la lumière de transfert 62 des cylindres nO 2 et nO 3 occupe une position dans laquelle l' étanchéité du poussoir du cylindre n 3 en phase d'admission est assurée. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de soupape pour moteurs à combustion interne au moyen d' organes de transmission de mouvement mécano-hydrauliques disposés entre un arbre à cames (10) et des soupapes (8), du type utilisant des poussoirs hydrauliques (4), caractérisé en ce qu'il consiste au moyen d' un distributeur rotatif hydraulique (6) commandé par l'arbre à cames (10) et une commande d' accélérateur, et interposé entre une pompe à huile haute pression et les poussoirs hydrauliques, - à maintenir notamment une soupape d' admission (8) ouverte par une mise en pression dans la chambre de pression (12) du poussoir associé (4) - à fermer cette soupape (8) avec un retard variable de la fermeture à admission en fonction de la charge du moteur, par une chute de pression dans la chambre de pression (12) du poussoir associé (4) - à assurer 1' étanchéité de la chambre de pression (12) de ce poussoir (4) pour permettre 1' ouverture mécanique de cette soupape (8) par l'arbre à cames (10) ; et - à distribuer les trois fonctions précédentes aux différents cylindres du moteur dans tordre de fonctionnement de ceux-ci. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur hydraulique (6) comprend - un plateau mobile (22) commandé par la pédale d' accélérateur, pourvu de lumières circulaires et concentriques (28, 30 ; 32, 34 36, 38 ; 40, 42) d' amenée et de retour d' huile,, et sur lequel s' applique un couvercle avant (44) percé de trous (46, 48) débouchant dans ces lumières (28, 32, 36, 40) - un plateau fixe (24) pourvu de lumières circulaires et concentriques (50, 52, 54, 56) d' alimentation des poussoirs (4) et sur lequel s' applique un couvercle arrière (58) percé de trous (51, 53, 55, 57) débouchant dans ces lumières ; et - un plateau rotatif (26) commandé par l'arbre à cames (10), serré entre les plateaux mobile (22) et fixe (24), et pourvu de lumières de transfert (60, 62) coopérant d' une part avec les lumières (28, 30 ; 32, 34 ; 36, 38 ; 40, 42) d' amenée et de retour d'huile et d' autre part, avec les lumières (50, 52, 54, 56) d' alimentation des poussoirs (4) de manière à assurer les quatre fonctions du procédé de commande de soupape selon la revendication I.