Brevet FR2607553A1 — publié le 19880603

La présente invention concerne un dispositif pour supporter deux arbres à cames devant tourillonner dans la culasse d'un moteur à plusieurs cylindres en ligne comportant notamment quatre soupapes par cylindre, qui est pourvu de corps de paliers s'appuyant sur le bâti de culasse et disposés dans des plans transversaux de culasse espacés mutuellement de distances à peu près égales. Dans des moteurs à combustion interne comportant deux arbres à cames placés en tête, il se pose générale- ment le problème de disposer les boulons de culasse dans le bâti de culasse de telle sorte qu'ils soient accessi- bles à partir du côté supérieur de la culasse tout en ' conservant pour les trous une disposition aussi symétrique que possible. S15 Pour obtenir ce résultat, il a déjà été proposé dans le brevet allemand n 2342530, pour un moteur à combustiorn interne pourvu d'un dispositif du type précité, de disposer les corps de paliers des arbres à cames respec- tivement dans les plans médians transversaux des cylindres, et de disposer les boulons de culasse, latéralement sur les côtés intérieurs des arbres à cames, dans un plan du bâti passant entre les cylindres. L'accessibilité ainsi obtenue suppose cependant, comme autres mesures de construction, que les arbres à cames soient espacés l'un de l'autre d'une grande distance, ce qui se traduit obli- gatoirement par un grand angle de soupapes, et par le fait que, pour la fixation de la culasse, il ne faut pas uti- liser plus de quatre boulons. Ainsi le dispositif connu ne convient pas pour être appliqué à des culasses de moteurs Diesel car, du fait du petit volume imposé à la chambre de combustion, une telle disposition ne peut être adoptée qu'avec des angles de soupapes relativement petits et, à cause des pressions élevées régnant dans les chambres de combustion, en utilisant de manière idéale six boulons pour la fixation de la culasse. L'invention a en conséquence pour objet de perfectionner le dispositif connu de support d'arbres à cames de telle sorte que la position des soupapes, et par conséquent l'agencement de la chambre de combustion et également le nombre et la position des boulons de culasse, puissent être choisis librement dans une large mesure indépendamment des paliers des arbres à cames. Ce problème est résolu conformément à l'invention en ce que les corps de paliers forment, en coopération avec des membrures longitudinales et des membrures transversa- les, un châssis de tourillonnement d'arbres à cames qui est séparé du bâti de culasse et qui peut.être fixé sur celui-ci par boulonnage. Grâce à l'invention, on obtient d'une manière avantageuse une séparation des paliers des arbres à cames et de la culasse, ce qui simplifie la conception du bâti de culasse car on supprime le moulage des paliers d'arbres à cames dans celui-ci, comme cela a été réalisé jusqu'à maintenant. Du fait de la séparation des paliers d'arbres à cames et de la culasse, il est possible d'usiner le châssis de tourillonnement d'arbres à cames séparément de la culasse, ce qui permet une fabrication plus rationnelle par l'utilisation de machines d'usinage particulièrement bien définies en relation avec les processus séparés de fabrication. En outre il est avantageux que maintenant les positions des soupapes ainsi que le nombre et les positions des boulons de culasse soient indépendants des paliers d'arbres à cames, de manière à pouvoir réaliser facilement des culasses comportant quatre soupapes par cylindre, de petits angles de soupapeset plus de quatre boulons de culasse, ce qui convient notamment pour une application à des moteurs Diesel. Du fait que l'incorporation des paliers d'arbres à cames dans la culasse est supprimée, le bâti de culasse peut être réduit en hauteur d'une valeur correspondant à peu près à la cote de montage du corps de palier. Dans le cas d'une culasse comportant des corps de guidage des poussoirs de soupapes, cela signifie par exemple que le plan de séparation servant à l'appui du capot de culasse peut être placé à peu près à la hauteur des bords supérieurs du carter de guidage. En outre, un autre avantage de l'invention consiste en ce que, en cas de réparation, l'unité complète comprenant les " paliers d'arbres à cames " peut être remplacée, de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'effectuer, comme jusqu'à maintenant, un démontage de la culasse en vue de l'exécu- tion des opérations d'adaptation. Pour autant que le châssis de tourillonnement soit réalisé comme une pièce moulée, qui s'applique par deux membrures longitudinales sur les parois latérales du bâti de culasse, il est possible, selon un autre avantage, de décaler au moyen d'une rainure ou d'un trou ménagés dans les membrures longitudinales, l'alimentation en huile des paliers d'arbres à cames dans le châssis de tourillonnement, ce qui permet de supprimer dans le bâti de culasse le trou longitudinal qui était classique jusqu'à maintenant. Il est également avantageux de supprimer, grâce au châssis de tourillonnement, le passage de broches au travers des parois frontales de culasse qui était nécessaire jusqu'à maintenant pour l'usinage des corps de paliers dans la culasse, ce qui permet simultanément une simplification de l'établissement de l'étanchéité entre la culasse et son capot. Enfin il est également avantageux que le support de paliers d'arbres à cames et la culasse puissent être pré-montés indépendamment l'un de l'autre, auquel cas le pré-montage du support de paliers d'arbres à cames comporte en outre le montage des pignons et le réglage des temps de commande.de telle sorte qu'ensuite, lors de l'assemblage final du moteur, il suffit de monter le support de paliers d'arbres à cames comme un ensemble - unitaire dans la culasse, ce qui simplifie notamment également le réglage des temps de commande par rapport au support de paliers pour deux arbres à cames qui est connu. Selon d'autres particularités de l'invention: - les corps de paliers sont chacun disposés intérieurement sur les membrures longitudinales. - Les membrures transversales sont constituées par les corps de paliers situés dans un plan transversal de culasse et reliés entre eux pour former respectivement une paire de corps de paliers. - Les différentes paires de corps de paliers sont divisées en un couvercle de paliers et une partie inférieure de paliers constituant la membrure transversale et dans laquelle il est prévu des trous traversants servant à recevoir des boulons par l'intermédiaire desquels le couvercle de paliers peut être boulonné sur la partie inférieure de paliers et simultanément le châssis de tourillonnement d'arbres à cames peut être boulonné sur le bâti de culasse. - Le châssis de tourillonnement d'arbres à cames s'étend sur toute la longueur du bâti de culasse, les membru- res transversales extérieures s'étendant respectivement vers l'intérieurdirectement à côté des parois frontales du carter tandis que les membrures transversales inter- médiaires s'étendent respectivement entre les cylindres. - Le châssis de tourillonnement d'arbres à cames se compo- se d'une pièce moulée dans laquelle les côtés inférieurs des membrures transversales constituées par les paires de corps de paliers sont usinés plans de façon à être bloqués au moyen des boulons contre des surfaces d'appui, également usinées planes,de parois transversales du bâti de culasse qui sont disposées entre les - cylindres. - Les surfaces d'appui des parois transversales et les surfaces d'appui du capot de culasse sont situées dans un plan. - Pour la fixation des arbres à cames, montés au préalable dans le châssis de tourillonnement d'arbres à cames, dans chaque partie inférieure de palier individuelle, un des trous traversants est pourvu d'un filetage dans lequel est vissé un des boulons prévus pour la fixation du châssis de tourillonnement d'arbres à cames sur le bâti de culasse, la tige de boulon, dépassant supé- rieurement du couvercle de paliers, recevant un fourreau d'appui fendu, qui maintient le couvercle de paliers appliqué contre la partie inférieure de paliers. - Le filetage est prévu dans le trou traversant situé entre deux coquilles inférieures de paliers. - Il est prévu dans les membrures longitudinales ou dans les membrures transversales des rainures d'écoulement d'huile, desquelles partent des canaux d'huile aboutis- sant aux paires de corps de paliers. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: _la figure 1 représente en vue en perspective le châssis de tourillonnement d'arbres à cames conforme à l'invention, _la figure 2 représente en vue en coupe une culasse à quatre soupapes pour un moteur Diesel, sur laquelle est monté le châssis de tourillonnement d'arbres à cames, et _la figure 3 représente le châssis de tourillonnement d'arbres à cames conforme à l'invention dans lequel un arbre à camesa été monté au préalable, la figure étant une vue en coupe au travers d'une membrure transversale. Un dispositif pour supporter deux arbres à cames 1 et 2 devant tourillonner dans la cula;sse 3 d'un moteur à cylindres en ligne, non représenté, comporte plusieurs corps de paliers 4a à 4e et 5a à 5e, qui sont disposés dans un châssis 6 de tourillonnement d'arbres à cames représenté séparément de la culasse 3. Le châssis 6 de tourillonnement d'arbres à cames, représenté sur la figure 1 pour un moteur à quatre cylindres, se compose d'une pièce moulée comportant deux membrures longitudinales 7 et 8 orientées parallèlement entre elles dans la direc- tion longitudinale de la culasse et qui sont reliées l'une avec l'autre par au moins deux membrures transver- sales, ainsi que les corps de paliers 4a à 4e formés intérieurement sur la membrure longitudinale 7 et les corps de paliers 5a à Se formés intérieurement sur la membrure longitudinale 8. Les corps de paliers peuvent être réalisés sous la forme de coussinets individuels fixés sur les membrures longitudinales 7 et 8 ou bien, dans une variante, les corps de paliers placés mutuelle- ment en regard l'un de l'autre dans un plan transversal de culasse peuvent être reliés respectivement à une paire de corps de paliers formant simultanément les membrures transversales du châssis de tourillonnement 6. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, les corps de paliers disposés respectivement dans un plan transversal de culasse, comme par exemple les corps de paliers 4e et 5e, sont reliés entre eux et sont divisés en une partie inférieure de paliers commune et en un couvercle de paliers commun 9. Les parties inférieures de paliers obtenues ainsi par suite de la division des paliers constituent simultanément les membrures transver- sales 10 à 14. Le châssis de tourillonnement 6 s'étend sur toute la longueur de la culasse 3, les deux membrures transversales 10 et 14 situées à l'extérieur étant respec- tivement en appui intérieurement à côté des parois fron- tales du carter de culasse 3. Les espacements entre les membrures transversales intermédiaires 11 à 13 sont en relation avec les espacements des cylindres et couvrent le bâti de culasse 3 respectivement dans un plan transver- sal de culasse s'étendant entre les cylindres. Pour garantir un appui sûr du châssis de touril- lonnement 6 sur la culasse 3, il est prévu dans un volume de commande 15 situé entre les cylindres des parois transversales 16 qui comportent des surfaces d'appui 17 rectifiées en direction du côté supérieur de la culasse et sur lesquelles le châssis de tourillonnement 6 s'appuie au moyen des membrures transversales 10 à 14, dont les côtés inférieurs 18 sont également rectifies. La fixation du châssis de tourillonnement 6 sur la culasse 3 est effectuée, en même temps que les couvercles de paliers 9, au moyen de chaque membrure transversale 10 à 14,sur les parois transversales 16 à l'aide de trois boulons 19 à 21. Ces boulons sont engagés respectivement dans trois trous traversants 22 à 24 ménagés dans les membrures transversales 10 à 14 ainsi que dans les couver- cles de paliers associés 9 et ils sont vissés dans des trous filetés des parois transversales 16. Pour la fixation des couvercles de paliers, les trous traversants 22 et 24 situés sur le côté extérieur sont réalisés avec des gradins de manière à recevoir des douilles d'adapta- tion 25 et 26. La culasse 3 se compose d'une pièce moulée mono- bloc qui peut être réalisée en un autre matériau que le châssis 6 de tourillonnement d'arbres à cames. Pour chaque cylindre, la culasse 3 comporte une chambre de combustion 27, deux soupapes d'admission 28 et deux soupapes d'échappement 29, des canaux d'admission 30 et d'échappe- ment 31 partant desdites soupapes ainsi qu'un volume d'eau de refroidissement 32 continu au-dessus de tous les cylindres et qui est séparé du volume de commande 15. En outre la culasse 3 comporte pour chaque cylindre un trou pour injecteur, pour col de préchambre ou pour bougie d'allumage) qui débouche,entre les soupapes d'admission 28 et d'échappement 29,au centre dans la chambre de combus- tion 27. Du fait que le support de paliers d'arbres à cames est séparé de la culasse, les soupapes d'admission 28 et d'échappement 29 peuvent être inclinées d'un petit angle l'une par rapport à l'autre. Egalement indépen- damment du support de paliers d'arbres à cames, les boulons de culasse peuvent être répartis dans le carter de culasse en nombreset positions choisis plus librement. La commande des soupapes d'admission 28 et d'échappement 29 est effectuée à partir des arbres à cames 1 et 2 par l'intermédiaire de poussoirs 33 et 34, qui sont montés dans des carters de guidage 35 et 36 placés à l'intérieur du volume de commande 15. Par suite de la séparation du support de paliers d'arbres à cames et de la.culasse, la surface 37 d'appui du capot de culasse, qui était disposée jusqu'à maintenant audessus des corps de paliers des arbres à cames, peut être abaissée jusqu'au bord inférieur des carters de guidage 35 et 36, ce qui per- met un usage simultané de la surface d'appui 17 et de la surface de support 37 qui sont situées dans un plan. Pour l'alimentation en huile de lubrification des différents corps de paliers 4a à 5e, il est prévu dans une des membrures longitudinales 7 ou 8 un trou longitudinal 38 qui est relié,par l'intermédiaire d'un trou d'admission non représenté, avec un trou de canalisation d'huile ménagé dans la culasse 3. Du trou longitudinal 38 partent, dans une zone des différentes membrures transversales 10 à 14, des canaux d'huile 39 qui débouchent dans les coquilles inférieures 40 et 41 des corps de paliers 4a à 5e. Comme cela a déjà été précisé, les deux arbres à cames 1 et 2 sont prémontés indépendamment du bâti de culasse 3. En vue d'un maintien de la position de pré- montage des deux arbres à cames dans le châssis de touril- lonnement 6, les couvercles de paliers sont chacun fixés contre les membrures transversales 10 à 14 par l'intermé- diaire de seulement un des trois boulons 19 à 21. Pour garantir à cet égard une répartition de pression aussi uniforme que possible entre les deux arbres à cames, le serraga des couvercles de paliers contre les membrures transversales est effectué par l'intermédiaire des boulons qui sont disposés au milieu entre les corps de paliers. Dans ce but, le trou traversant 23 ménagé dans les membru- res transversales 10 à 14 est pourvu d'un filetage 42 dans lequel est vissé le boulon 20, après le montage des arbres à cames 1 et 2 dans le châssis de tourillonnement 6 et après la mise en place des couvercles de paliers 9. Autour de la tige du boulon qui dépasse supérieurement des couvercles de paliers 9, on engage ensuite un fourreau d'appui fendu 43 par l'intermédiaire duquel, après le serrage des boulons 20, les couverclesde paliers 9 sont serrés contre les membrures transversales 10 à 14. Ensuite les pignons de commande sont montés sur les deux arbres à cames 1 et 2 et les temps de commande sont réglés. Le support de tourillonnement d'arbres à cames ainsi préfabri- qué est fixé dans la culasse 3 initialement par l'inter- médiaire des boulons extérieurs 19 et 21. Ensuite les fourreaux d'appui 43 sont enlevés et les boulons 20 sont serrés dans les trous filetés ménagés dans la paroi transversale 16. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour supporter deux arbres à cames devant tourillonner dans la culasse d'un moteur à plusieurs cylindres en ligne comportant notamment quatre soupapes par cylindre, qui est pourvu de corps de paliers s'appuyant sur le bâti de culasse et disposésdans des plans transversaux de culasse espacés mutuellement de distances à peu près égales, caractérisé en ce que les corps de paliers (4a à 5e) forment, en coopération avec des membrures longitudinales (7, 8) et des membrures transversales (10 à 14), un châssis de tourillonnement d'arbres à cames (6) qui est séparé du bâti de culasse (3) et qui peut être fixé sur celui-ci par boulonnage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps de paliers (4a à 5e) sont chacun disposés intérieurement sur les membrures longitudinales (7, 8). 3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les membrures transversales (10 à 14) sont constituées par Les corps de paliers situés dans un plan transversal de culasse et reliés entre eux pour former respectivement une paire de corps de paliers. 4. Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les différentes paires de corps de paliers sont divisées en un couvercle de paliers (9) et une partie inférieure de paliers,consti- tuant la membrure transversale (10 à 14) et dans laquelle il est prévu des trous traversants (22 à 24) servant à recevoir des boulons (19 à 21) par l'intermédiaire desquels le couvercle de paliers (9) peut être boulonné sur la partie inférieure de paliers et simultanément le châssis (6) de tourillonnement d'arbres à cames peut être boulonné sur le bâti de culasse 43). 5. Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis (6) de tourillonnement d'arbres à cames s'étend sur toute la longueur du bâti de culasse (3), les membrures transver- sales extérieures (10, 14) s'étendant respectivement vers l'intérieur directement à côté des parois frontales du carter tandis que les membrures transversales intermé- diaires ( 11 à 13) s'étendent respectivement entre les cylindres. 6. Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que le châssis (6) de tourillonnement d'arbres à cames se compose d'une pièce moulée dans laquelle les côtés inférieurs (18) des membrures transversales (10 à 14) constituées par les paires de corps de paliers sont usinés plans de façon à être bloqués au moyen des boulons ( 19 à 21) contre des surfaces d'appui (17), également usinées planes, de parois transversales (16) du bâti de culasse (3) qui sont disposées entre les cylindres. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (17) des parois transversales (16) et les surfaces (37) d'appui du capot de culasse sont situées dans un plan. 8. Dispositif selon une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que, pour la fixation des arbres à cames, montés au préalable dans le châssis (6) de tourillonnement d'arbres à cames, dans chaque partie inférieure de palier individuelle, un des trous traversants (22 à 24) est pourvu d'un filetage (42) dans lequel est vissé un des boulons (19 à 21) prévus pour la fixation du châssis (6) de tourillonnement d'arbres à cames sur le bâti de culasse, la tige de boulon, dépassant supérieurement du couvercle de paliers (9), recevant un fourreau d'appui fendu (43), qui maintient le couvercle de paliers (9) appliqué contre la partie inférieure de paliers( membrure transversale 10 à 14). 9. Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1, 4 et 8, caractérisé en ce que le filetage (42) est prévu dans le trou traversant (23) situé entre deux coquilles inférieures de paliers (40, 41). 10. Dispositif selon une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu dans les membrures longitudinales (7, 8) ou dans les membrures transversales (10 à 14) des rainures d'écoulement d'huile ( trou longitudinal 38), desquelles partent des canaux d'huile (39) aboutissant aux paires de corps de paliers.