Brevet FR2584773A1 — publié le 19870116

La présente invention concerne un dispositif de commande d'une soupape de moteur à combustion interne pouvant être actionnée alternativement par l'une ou l'autre de deux cames selon que la vitesse de rotation du moteur est faible ou élevée, ainsi éventuellement que la charge du moteur. On sait qu'un tel agencement permet d'optimiser le fonctionnement et le rendement du moteur grà- ce au profil approprié des cames : par rapport à la came utilisée à faible vitesse, celle utilisée à vitesse élevée assure une plus longue durée d'ouverture de la soupape, et notamment un plus grand retard à sa fermeeture dans le cas d'une soupape d'admission, ainsi éventuellement 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 portees par un arbre coulissant le long de son axe en fonction d'un paramètre de fonctionnement du moteur, soit des cames oscillantes, et déplaçables en fonction dudit paramètre, 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 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 1 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 particuliérement 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 portées par un meme arbre et coopérant chacune avec l'un de deux poussoirs reliés à un organe d'actionnement de la soupape, le profil de la première des deux cames étant inscrit dans le profil de la deuxième came ; le dispositif est caractérisé en ce que le poussoir associé à la premiere came est rigide tandis que l'autre poussoir est télescopi- que et contient une chambre interne reliée à un circuit d'alimentation en liquide sous pression Compor- tant un distributeur commandé en fonction d'au moins un paramètre du moteur de manière que ce poussoir se trouve alternativement rétracté dans un état inactif, notamment à faible vitesse de rotation du moteur, ou allongé dans un état actif, Selon quelques dispositions avantageuses - les deux poussoirs coopérent avec un même culbuteur d'actionnement de la soupape. et ils coulissent dans un corps supportant l'axe du culbuteur et contenant iventuellement le distributeur. - le poussoir télescopique contenant une chambre auxi liaire reliée d'une part audit circuit, d'autre part à la susdite chambre interne par un clapet à bille s'op- posant au vidage de cette dernière. donc à la rétrac tion du poussoir, celui-ci comporte un moyen d'ouverture du clapet agissant lorsque l'alimentation en liquide sous pression est interrompue. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel - la figure 1 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. - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif, suivant la ligne 3-3 de la figure 1, et - la figure 4 est une vue à plus grande échelle et en coupe axiale du poussoir télescopique équipant le dispositif. On voit sur le dessin une partie de la culasse 1 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'échappement, 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 fa çon 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 parallèles à l'arbre à cames, Le culbuteur 5 associé à la soupape d'admission comporte deux zones 9, 10 disposées respectivement en face de deux cames 11, 12 de l'arbre 2, la première 11 de ces cames ayant un profil (Fig. 2) inscrit dans celui de la seconde came 12. Entre chacune de ces cames et la zone adjacente 9, 10 du culbuteur est interposé un poussoir 13, 14 qui coulisse dans un alésage 15, 16 d'un support 17 des axes 7, 8 de culbuteur. Le poussoir 13 associé à la came 11 est rigide tandis que l'autre 14 est télescopique et comporte d'une part un corps extérieur 18 dont une face extreme 18a coopère avec la came 12, et d'autre part un piston 19 qui coulisse dans une cavité cylindrique borgne axiale 20 du corps 18 et qui en merge par une portion extrême 19a au droit de la zone 10 du culbuteur. Le piston 19 délimite, dans le fond de la cavité 20, une chambre interne 21 contenant un ressort 22 qui pousse le piston vers l'extérieur de la cavité. La chambre 21 est reliée à une chambre auxiliaire cylindrique 23 agencée dans le piston par un orifice 2 obturable par une bille 25 située dans la chambre 21 et poussée vers l'orifice 24 par un ressort 26. La chambre 23 communique elle-meme en permanence, par des passages 27, 28 pratiqués dans le piston 19 et dans le corps 18, avec un circuit hydraulique comportant des conduits 29, 30 et un distributeur 31 commandé en fonction d'un paramètre du moteur tel que sa vitesse de rotation, l'alimentation en liquide sous pression n'étant assurée par le distributeur 3t qu'au-dela d'un seuil déterminé de cette vitesse. Le distributeur est logé dans le support 17. Le fond de la chambre 23, opposé à l'orifice 24, est constitué par un organe coulissant 32 solidaire d'une tige axiale 33 qui passe librement par l'orifice 24 et qui est susceptible de pousser la bille 25, à l'encontre du ressort 26, sous l'action d'un ressort 34 comprimé entre l'organe 32 et le fond du piston situé dans sa portion 19a. Le tarage du ressort est prévu suffisamment élevé, en tenant compte des forces d'inertie appliquées à la bille et à l'organe 32, pour que celui-ci maintienne la bille 25 écartée de son siège, en l'absence de pression dans la chambre 23, même lorsque le poussoir va et vient à sa vitesse maximale. Pour chaque poussoir, un ressort hélicoidal 35 (Fig. 1) ou à lame 35a (Fig. 2) prend appui d'un côté sur le support 17 et de l'autre côté sur un épaulement 36 du poussoir de manière à maintenir celui-ci, ou plus précisément son corps 18, en appui constant sur la came associée. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : à faible vitesse du moteur, le distributeur 31 empêche l'alimentation en liquide sous pression vers le poussoir 14. Du fait de l'absence de pression dans la chambre auxiliaire 23, le ressort 34 maintient l'organe 3? éloigné du fond 19a du piston comme représenté sur la moitié gauche' de la figure 4, de sorte que la tige 33 assure l'ouverture du clapet formé par la bille 25 et l'orifice 24.La pression du fluide dans la chambre 21 étant par suite nulle ou très faible, le poussoir 14 se rétracte à la moindre sollicitation axiale sur ses extrémités : il est inactif et c'est alors l'autre poussoir 13 qui assure la commande de la soupape 3, avec la came 11 dont le profil correspond à une loi de levée appropriée aux basses vitesses Quand la vitesse du moteur depasse le seuil déterminé, le distributeur 31 assure, par l'intermé- diaire des conduits 29, 30 et des passages 27, 28, l'alimentation de liquide sous pression dans la chambre 23, où la poussée hydraulique sur l'organe 32 surpasse la poussée antagoniste du ressort 34 et l'effort d'inertie appliqué à l'organe 32.La tige 33 s'écartant de la bille 25, comme représenté sur la moitié droite de la figure 4, le poussoir 14 se comporte dés lors comme un classique poussoir hydraulique de rat trapage de jeu, et il s'allonge rapidement, grace à l'emplissage aisé de la chambre 21 par le clapet 2X, 25, 26 ouvert par la pression de liquide dans la chambre 23, jusqu à atteindre son état actif où ses faces extrêmes 18a, 19a sont maintenues en contact respectivement avec la came 12 et la zone 10 du culbuteur 5. Cette came comportant un profil qui englobe celui de la came 11, c'est elle qui agit alors pour actionner la soupape 3, suivant une loi appropriée aux hautes vitesses. Quand la vitesse du moteur diminue, s'abaissant d'une valeur supérieure audit seuil, à une valeur inférieure à ce seuil, la pression de liquide chute dans la chambre 23, et l'organe 32 est repoussé vers la face 18a par le ressort 34, ce qui provoque l'ouverture du clapet 24, 25, 26 et une évacuation rapide de liquide de la chambre 21 par l'orifice 24, donc une rétraction rapide du poussoir 14. lequel se trouve ainsi immédiatement inactif tandis que I'entrainement de la soupape s'effectue de nouveau par le poussoir rigide 13 et la came 11 à profil adapté aux basses vites ses. Cette transition de fonctionnement s'effectue avec un temps de reponse très court mais toutefois sans heurt et par suite sans bruit ni usure anormale des pièces mobiles du dispositif. Par ailleurs, le poussoir rigide 13 associé à la came 11 appropriée aux basses vitesses assure une commande optimale de la soupape lors du démarrage du moteur même si l'alimentation en liquide sous pression tarde à atteindre le poussoir hydraulique 14. En variante, le distributeur 31 est commandé en outre en fonction de la charge du moteur, de manière que le poussoir 14 ne soit actif que pour des char ges dépassant un seuil déterminé. Les profils respectifs des cames 11 et 12 correspondent alors à des lois de levée de soupapes appropriées respectivement aux faibles charges et aux fortes charges du moteur. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande d une soupape (3) de moteur à combustion interne, comprenant deux cames (11, 12) portées par un même arbre (2) et coopérant chacune avec l'un de deux poussoirs (13, 14) reliés à un organe d'actionnement (5) de la soupape, le profil de la première came (11) étant inscrit dans le profil de la deuxième came (12), caractérisé en ce que le poussoir (13) associé à la première came (11) est rigide tandis que l'autre poussoir (14) est télescopique et contient une chambre interne (21) reliée à un circuit d'alimentation en liquide sous pression comportant un distributeur (31) commandé en fonction d'au moins un paramètre du moteur de manière que ce poussoir (14) se trouve alternativement rétracté dans un état inactif, notamment à faible vitesse de rotation du moteur, ou allongé dans un état actif. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux poussoirs (13, 14) coope- rent avec un même culbuteur (5) d'actionnement de la soupape (3) et coulissent dans un corps (17) supportant l'axe (7) du culbuteur et contenant éventuellement le distributeur (31). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le poussoir télescopique (14) contenant une chambre auxiliaire (23) reliée d'une part au circuit d'alimentation en liquide sous pression et d'autre part à la chambre interne (21) par un clapet à bille (24, 25, 26) s'opposant au vidage de cette dernière et par conséquent à la rétraction dudit poussoir, il comporte un moyen (32, 33, 34) d'ouverture du clapet à bille (24, 25, 26) lorsque l'alimentation en liquide sous pression dans la chambre auxiliaire (23) est interrompue. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'ouverture du clapet à bille (24, 25, 26) est constitué par un organe coulis- sant (32) solidaire d'une tige axiale (33) qui est susceptible de pousser la bille (25) à l'encontre d'un ressort (26) et sous l'action d'un ressort (34) de poussée antagoniste audit ressort (26).