Brevet FR2588041A1 — publié le 19870403

SOUPAPE A GEOMETRIE VARIABLE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. Afin d' optimiser les performances d' un moteur à combustion interne sur toute la plage de régimes d' utilisation, il est nécessaire de pouvoir faire varier la loi définissant le mouvement des gaz entrant dans le cylindre en fonction des conditions d' utilisation et de 1' adapter à un optimum variable avec chaque cas d' utilisation. Ceci est réalisé par des systèmes de distribution variable. La présente invention a pour but de proposer une distribution variable particulièrement simple qui agit, non sur le mouvement de la soupape, mais sur l'influence de la soupape sur l' air. L' objet de l'invention est donc une soupape à géométrie variable du type coopérant avec un siège et un guide à l'intérieur d' un conduit, qui, suivant une particularité essentielle, comprend un manchon dont la forme intérieure épouse la forme extérieure de la soupape dans sa partie - tête et tige - comprise dans ce conduit, et qui peut se déplacer aussi bien avec la soupape que relativement à celle-ci, au moyen notamment d' un cavalier. La forme de la tête de la soupape peut être ainsi aisément modifiée. D' autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d1un mode de réalisation préféré donné à titre non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent deux vues en coupe d' un conduit avec une soupape à géométrie variable, conforme à l' invention, pourvue d' un manchon respectivement en position basse et en position haute ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'un cavalier équipant cette soupape ; - et la figure 4 représente deux courbes de distribution correspondant à un manchon de cette soupape, respectivement en position basse et en position haute. Conformément aux figures 1 et 2, une soupape 1 de forme connue assure I' étanchéité entre un conduit 2 et l'intérieur d' un cylindre 3 de moteur. L' étanchéité est assurée par le contact de la soupape 1 sur un siège 4. Cette soupape est assujettie à un mouvement de va-et-vient le long de l'axe de sa tige 7 par un système de distribution non décrit ici. Ce système assure un mouvernent parfaitement défini de la soupape par rapport au moteur (calage, hauteur de levée...). La soupape coopère avec un guide 5 qui comme le siège 4, est solidaire de la culasse 6 dans laquelle est ménagé le conduit 2. Un manchon 8 dont la forme interne épouse, avec un léger jeu, la forme extérieure de la soupape dans sa partie-tête 9 et tige 7-comprise dans le conduit 2, est monté, glissant sur la tige 7. La forme extérieure du manchon 8, en particulier au niveau de la tête 9 de la soupape peut être modifiée selon le besoin de l' adaptation (épaisseur, forme d' ailettes, déflecteur ...) ; le diamètre externe du manchon 8 au niveau de la tête 9 est rendu selon le besoin, plus ou moins proche du diamètre du calibrage du conduit 2 au niveau du siège 4. Le positionnement du manchon 8 sur la soupape l est assuré par un cavalier 10 représenté en perspective à la figure 3. Le cavalier 10 a dans le cas de la figure l, la forme générale d'un fer à cheval dont l' écartement interne est supérieur au diamètre externe du manchon dans sa partie haute, (le long de la tige 7). A l'intérieur du cavalier 10 est ménagé : - une rainure 11 inclinée par rapport à un axe 12 du cavalier parallèle à la tige 7, et dans laquelle coulisse un doigt 13 solidaire du manchon 8 - une rainure 14 perpendiculaire à l'axe 12, dans laquelle coulisse une rondelle 15 solidaire de la tige 7 de la soupape 1. Par l'intermédiaire du cavalier 10, des rainures Il et 14, du doigt 13 et de la rondelle 15, le manchon 8 est rendu solidaire de la soupape 1. En déplaçant perpendiculairement à l'axe de la tige 7 le cavalier 10, du fait de l'inclinaison de la rainure Il par rapport à la rainure 14, on déplace la position du manchon 8 par rapport à la soupape 1, le long de la tige 7. Cette opération peut être réalisée par une fourchette 16 qui peut se déplacer perpendiculairement à la tige 7 dans la culasse 6. Ce déplacement peut être réalisé de différentes façons qui ne sont pas décrites ici. La fourchette 16 peut coulisser le long du cavalier 10, sur une surface 17, quand le cavalier 10 suit la soupape I soumise à la loi de distribution. La fourchette agit sur le cavalier 10 par un doigt 18 qui coulisse dans des rainures 19 ménagées sur le cavalier 10 parallèlement à I'axe de la tige 7. En pratique, le déplacement vers le haut du manchon 8 va remonter la forme de la tête de soupape dans le calibrage du siège 4. Il faudra donc une levée de soupape supérieure pour permettre un passage de gaz entre le siège 4 et le manchon 8. Et de même, la soupape aura besoin de moins remonter pour empêcher les gaz de passer entre le conduit 2 et le cylindre 3. On obtient ainsi en pratique une réduction de l' avance à l' ouverture et du retard à la fermeture de la soupape, vu des gaz du conduit 2. Sur la figure 1, la soupape l est fermée et le manchon 8 occupe une position basse. Sur la figure 2, la soupape 1 est légèrement levée (par exemple 1/3 de levée) ; le cavalier 10 reculé pousse le manchon 8 en position haute ; les gaz sont fortement gênés pour passer du conduit 2 au cylindre 3 jusqu' à ce que la soupape se lève un peu plus. l La figure 4 montre avec la courbe I, une loi typique d'un mouvement de soupape : levée H en fonction d' un angle de rotation d'arbres à cames (levée H, angle de début d'ouverture AO, angle de fin de fermeture RF). La courbe Il illustre une loi équivalente pour l' air passant par la soupape l quand le manchon 8 est relevé sur celle-ci ; les avantages suivants peuvent être ainsi obtenus - H' AO - RF' En résumé, la géométrie variable de la soupape est obtenue par le déplacement d' un manchon le long de la tige de la soupape. Ce manchon dont la forme épouse celle de la soupape, est assujetti à se déplacer avec la soupape dans son mouvement de va-et-vient imprimé par le système de distribution. Ce manchon peut aussi se déplacer par rapport à la soupape de façon lente comparée aux mouvements de la soupape. Ce déplacement lent le long de la tige de la soupape a pour effet de modifier la forme de la tête de la soupape et donc de déplacer par rapport à la loi de distribution imposée à la soupape, les moments où les gaz peuvent et ne peuvent plus passer entre la soupape et le siège. Cette modification de la forme de tête, par un manchon se déplaçant le long de la tige de la soupape peut être utilisé pour modifier le mouvement du flux d' air autour de la soupape (déflecteur ...). REVENDICATIONS 1. Soupape à géométrie variable (I) pour moteur à combustion interne, du type coulissant dans un guide (5) et coopérant avec un siège (4) à l'intérieur d' un conduit (2), caractérisée en ce qu' elle comprend un manchon (8) dont la forme intérieure épouse la forme extérieure de la soupape dans sa partie-tête (9) et tige (7)-comprise dans le conduit (2), et qui est susceptible de se déplacer aussi bien avec la soupape que par rapport à celle-ci, au moyen notamment d'un cavalier (10). 2. Soupape à géométrie variable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cavalier (10) présente - des premières rainures intérieures (Il) dans lesquelles coulissent des doigts (13) solidaires du manchon (8) - des secondes rainures intérieures (14) dans lesquelles coulisse une rondelle (15) solidaire de la tige (7) de soupape - et des troisièmes rainures extérieures (19) dans lesquelles coulissent des doigts (18) solidaires d'une fourchette (16) de commande.