Brevet FR2628789A1 — publié le 19890922

L'invention a pour objet un dispositif pour l'entraînement d'au moins un arbre à cames en tete par un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, en particulier par un vilebrequin d'un moteur en ligne installé transversalement à l'avant d'une automobile. Généralement, les arbres à cames en tête des moteurs à combustion interne, tels qu'ils sont employés, par exemple, dans des voitures de tourisme, sont entraînés depuis le vilebrequin, par l'intermédiaire d'une transmission par courroie crantée située au niveau de la face frontale qui est opposée au volant du moteur. Une telle transmission par courroie crantée relie alors une roue dentée menante, montée sur le vilebrequin et placée à l'extérieur du carter du moteur à combustion interne, de façon directe à une roue dentée d'arbre à cames, maintenue sur l'arbre à cames.Par contre, une telle transmission augmente l'encombrement longitudinal du moteur lorsqu'il est installé dans le véhicule, la place disponible étant cependant relativement limitée, en particulier dans le cas de véhicules munis d'un groupe motopropulseur disposé transversalement å l'avant du vehicule. Dans ces conditions de montage, la face frontale comportant la transmission pour l'entraînement de l'arbre & cames du moteur est souvent directement tangente à un longeron placé dans la partie latérale avant du véhicule, qui s'oppose à un elargissement souvent souhaité de la place disponible pour l'installation du moteur å combustion interne. Aussi, le but de l'invention est-il de créer un dispositif pour l'entraînement d'un arbre à cames du genre mentionné en introduction, qui apporte une amélioration de l'encombrement du moteur à combustion interne. Ce but est atteint grâce au fait qu'un arbre auxiliaire est prévu, qui est disposé parallèlement et décalé latéralement par rapport au vilebrequin, et entraîné par ce dernier par l'intermédiaire d'une transmission primaire, cet arbre auxiliaire étant relié par l'intermédiaire d'une transmission secondaire à un arbre à cames. Du fait que l'arbre à cames n'est plus entraîné directement par le vilebrequin, mais, selon l'invention, par un arbre auxiliaire latéral disposé à côté du vilebrequin, le volume axial occupé par l'installation de ce dispositif d'entraînement peut être décalé vers l'avant, hors du plan défini par les axes longitudinaux des cylindres, à un endroit qui, éventuellement, offre un peu plus de volume d'installation dans le sens transversal. I1 est à noter que, parfois, les longerons, qui sont encore relativement larges à la hauteur des axes longitudinaux des cylindres, se rétrécissent vers l'avant en s'écartant latéralement.Cette partie légèrement élargie de l'avant de la voiture permet de loger plus facilement le dispositif d'entraînement de l'arbre & cames, en laissant plus de place disponible, au niveau des axes longitudinaux des cylindres du moteur à combustion interne, pour l'installation du moteur proprement dit. De cette manière, l'on a la possibilité, par exemple, d'augmenter la cylindrée du moteur en agrandissant l'alésage des cylindrues. Si, conformément à une des caractéristiques de l'invention, l'entraînement primaire, destiné à mouvoir l'arbre auxiliaire, est conçu de façon a fonctionner à la moitié de la vitesse de rotation du vilebrequin, il sera inutile de prévoir un rapport de réduction dans la transmission liant l'arbre auxiliaire à l'arbre & cames, ce qui permet de réduire la taille de la roue de l'arbre à cames et, de ce fait, de réduire la hauteur globale de 1 installation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entraînement primaire qui, par exemple, peut être constitué d'une transmission par chaîne, peut être logé à l'intérieur du carter du moteur à combustion interne et servir de dispositif d'entraînement d'une pompe å huile correspondant à ce moteur. Dans ce cas, la pompe å huile fonctionnerait & un régime moitié moins important que celui du moteur, ce qui résulterait en une amélioration du rendement et en une réduction du niveau sonore.Si, d'autre part, l'on place la pompe à huile à peu de chose près dans le plan longitudinalement central du moteur, l'on obtiendra une réduction de la longueur des tubes pour le raccordement à la conduite principale de graissage dans le carter du vilebrequin, une diminution de la profondeur de perçage des canalisations dans le carter et, de surcroît, un espacement avantageux des paliers de l'arbre auxiliaire. En même temps, la pompe à huile peut être abaissée, ce qui permet de réduire la hauteur d'aspiration de la pompe. L'entraînement secondaire de l'arbre à cames peut être constitué d'une transmission par courroie crantée, placée à l'extérieur du carter du moteur à combustion interne, cette solution offrant, entre autres choses, une meilleure étanchéité au niveau du passage de l'arbre vers l'extérieur du carter, c'est-à-dire que, compte tenu des régimes réduits de rotation de l'arbre auxiliaire, la bague d'étanchéité mise en place å cet endroit sera beaucoup moins soilicitée que dans le cas d'un passage du vilebrequin vers l'extérieur de la face frontale du carter. L'invention sera décrite plus en détail par la suite, sur la base d'un exemple de réalisation, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une vue schématisée du dessus d'une partie du compartiment avant d'une voiture de tourisme, contenant un moteur à combustion interne disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, et la figure 2 représente une vue de profil de ce compartiment avant. Sur le dessin, la référence 1 désigne une partie du secteur avant d'une voiture de tourisme, dont le compartiment intérieur reçoit, entre autres choses, un moteur 2 à combustion interne destiné à assurer la propulsion du véhicule. La référence 3 désigne un longeron placé dans la partie latérale de la partie avant du véhicule, ce longeron limitant axialement la place disponible pour l'installation transversale du moteur à combustion interne. A la hauteur du plan défini par les axes longitudinaux des cylindres, indiqué en 18 sur la figure 2, le longeron 3 est encore relativement large, cependant il s'effile vers l'avant, son profil intérieur s'écartant sur les côtés. Afin d'utiliser de façon optimale la place disponible au niveau du plan 18 défini par les axes longitudinaux des cylindres, l'entraînement d'un arbre 12 à cames du moteur 2 à combustion interne ne se fait pas, dans le cas présent, directement à partir du vilebrequin 4, mais à partir d'un arbre auxiliaire 8 disposé parallèlement au vilebrequin 4. L'arbre auxiliaire 8 qui, ici, sert à mouvoir une pompe à huile 16 située longitudinaiement au centre du moteur, est logé dans deux paliers 17a et 17b réalisés, par exemple, sous forme de paliers lisses.Tout comme un dispositif de transmission par chaîne destiné à entraîner l'arbre auxiliaire 8, & partir du vilebrequin 4, l'arbre auxiliaire est placé à l'intérieur du carter du vilebrequin du moteur à combustion interne, à l'exception d'une extrémité de l'arbre saillant & l'extérieur du carter et portant une roue dentée menante 9. La transmission par chaîne se compose d'une roue dentée 5 fixée sur le vilebrequin, d'une roue dentée 7 fixée sur l'arbre auxiliaire, et d'une chaîne 6 sans fin reliant les deux roues dentées. Par un calcul adéquat du diametre des roues 5 et 7, on peut obtenir une réduction au rapport 2:1, de telle sorte que l'arbre auxiliaire 8 tourne à la moitié du régime du vilebrequin 4.Grâce & la disposition de la transmission 5 à 7 par chaîne à l'intérieur du carter du vilebrequin du moteur à combustion interne, un système de graissage séparé n'est pas nécessaire. Par ailleurs, la référence 15 sur la figure 2 désigne un dispositif tendeur correspondant à la transmission 5 à 7 par chaîne. L'entraînement de l'arbre 12 à cames se fait alors å partir de l'arbre auxiliaire 8 dont la roue dentée menante 9, située à l'extérieur du carter du moteur 2 à combustion interne, est reliée, par l'intermédiaire d'une courroie crantée lt, à une roue dentée menée 11 fixée sur l'arbre 12 à cames. Les références 13 et 14 sur la figure 2 illustrent un galet de renvoi et un galet tendeur et de renvoi de la courroie 10, ces galets pouvant être logés, par exemple, sur une patte support 19 fixée sur le moteur. Comme l'illustrent les dessins, le fait de décaler la transmission par courroie crantée, destinée à entraîner l'arbre & cames, hors du plan défini par les axes longitudinaux des cylindres, et de la placer à un endroit plus avancé, où le longeron 3 s'effile et où son profil intérieur s'écarte latéralement, permet de mieux exploiter la place disponible pour l'installation du moteur & combustion interne, å la'hauteur du plan défini par les axes longitudinaux des cylindres. Ainsi, par exemple, il est possible de prévoir des alésages plus grands des cylindres.Le décalage du dispositif d'entraînement de l'arbre à cames y est réalisé avant tout grâce au fait que l'entraînement ne se fait plus en direct à partir du vilebrequin, mais & partir de l'arbre auxiliaire parallèle disposé à côté du vilebrequin. De tels arbres auxiliaires sont souvent disponibles déjà et servent, par exemple, & entraîner une pompe à huile. Dans ce cas, leur dispositif d'entraînement, une transmission par chaîne placée à l'intérieur du carter du vilebrequin du moteur i combustion interne dans le cas présent, peut être employé pour transmettre les couples de rotation nécessaires à l'arbre à cames, ce qui, le cas échéant, demande seulement un léger renforcement du système de transmission par chaîne.Une réduction du régime de rotation.du vilebrequin au régime de rotation requis pour l'entraînement de l'arbre à cames est réalisée avantageusement au niveau de ce système de transmission par chaîne, ce qui occasionne d'une part une amélioration du rendement du dispositif d'entraînement de la pompe à huile ainsi qu'une diminution du niveau sonore, et, d'autre part, une simplification de la réalisation d'une traversée étanche de l'arbre d'entraînement de l'arbre à cames, saillant à l'extérieur du carter du moteur à combustion interne. Etant donné que l'arbre auxiliaire ne tourne qu'à la moitié du régime de rotation du vilebrequin et, en plus, n'est pas soumis aux mêmes contraintes que le vilebrequin, il est. beaucoup plus facile de rendre étanche son passage par la face frontale du carter, et il est possible d'utiliser des bagues d'étanchéité plus petites. Etant donné ensuite que l'arbre auxiliaire tourne déjà 9 la vitesse de rotation du vilebrequin, il devient inutile de prévoir une réduction dans la transmission destinée à entraîner l'arbre à cames. Cela signifie que la roue de l'arbre à cames peut être de relativement petite taille, c'est-à-dire de la même taille que la roue menante fixée sur l'arbre auxiliaire. I1 en résulte. une réduction de l'encombrement vertical du moteur å combustion interne. Comme le représente en particulier la figure 2 du dessin, l'arbre auxiliaire 8 peut être placé non seulement parallèlement à côté du vilebrequin, mais aussi verticalement en dessous de celui-ci, en particulier lorsque le plan 18 défini par les axes longitudinaux de cylindres n'est pas orienté perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, mais est, au contraire, incliné légèrement vers l'arrière. De cette manière, on obtient un montage relativement bas de la pompe i huile 16 disposée sur l'arbre auxiliaire et, de ce fait, une hauteur d'aspiration réduite. Cependant, dans ce cas, l'arbre auxiliaire 8 doit être suffisamment avancé, par rapport au vilebrequin 4, dans le sens du mouvement du véhicule, pour que la courroie crantée 10 puisse passer sans risque à côté du profil intérieur en retrait du longeron 3 du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'entraînement d'au moins un arbre à cames en tête par un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, en particulier par un vilebrequin d'un moteur en ligne installé transversalement à l'avant d'une automobile, caractérisé par le fait qu'un arbre auxiliaire (8) est prévu, qui est disposé parallèlement et décalé latéralement par rapport au vilebrequin (4), et entraîné par ce dernier par l'intermédiaire d'une transmission primaire (5 - 7), cet arbre auxiliaire étant relié par l'intermédiaire d'une transmission secondaire (9 - 11) à un arbre à cames (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la transmission primaire (5 - 7) est conçue de façon à entraîner l'arbre auxiliaire (8) à la moitié de la vitesse de rotation du vilebrequin (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la transmission primaire (5 - 7) est disposée à l'intérieur du carter (2) du moteur à combustion interne. 4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la transmission primaire (5 - 7) est constituée d'une transmission par chaîne. 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'arbre auxiliaire (8) est réalisé de façon à pouvoir entraîner une pompe (16) à huile correspondant au moteur (2) & combustion interne. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la pompe (16) à huile est placée, à peu de choses près, longitudinalement au centre du moteur (2) à combustion interne. 7. Dispositif selon une des revendications 1 s 6, caractérisé par le fait que la transmission secondaire (9 - 11) est constituée d'une transmission par courroie crantée située à l'extérieur du carter du moteur (2) combustion interne.