Brevet FR2659388A1 — publié le 19910913

La présente invention concerne un dispositif permettant la modification du diagramme de levée des soupapes d'un moteur à combustion interne à quatre temps. A chaque régime de rotation du moteur correspond une loi de distribution, retard à la fermeture de la soupape d'admission et avance à ltouverture de la soupape d'échappement croissants avec l'augmentation de ce régime et optimisant ainsi le remplissage du cylindre en mélange de combustion et ltévacua- tion des gaz d'échappement. Une adaptation de cette loi en fonction de la vitesse de rotation du moteur est bénéfique à son rendement global et à l'accroissement de sa plage d'utilisation. L'invention se rapporte à un dispositif destiné à réaliser une distribution variable en fonction de paramètres tels que la vitesse de rotation du moteur et sa charge, en modifiant la distance parcourue par le lobe de la came sur un secteur concave ménagé sur la face inférieure du culbuteur actionnant la soupape. Le lobe de la came est conçu pour les régimes lents du moteur, l'angle de la came compris entre le début et la fin de la partie saillante est réduit. Son calage par rapport au vilebrequin détermine respectivement l'ouverture à un moment constant du cycle et la fermeture au plus tôt de la soupape d'admission ainsi que l'ouverture au plus tard et la fermeture à un moment constant de la soupape d'échappement. Pour les vitesses de rotation lentes, le lobe de la came n'atteint pas le secteur concave. Au contraire, pour les régimes élevés, le complément angulaire pour augmenter le retard à la fermeture et l'avance à l'ouverture, est obtenu en faisant participer une partie croissante du secteur concave au moyen du déplacement de l'axe du culbuteur vers l'axe de l'arbre à cames, en restant parallele à celui-ci. Avec un sens horaire de rotation des cames, la partie concave, orientée vers la came, est située entre les axes de cette came et du culbuteur pour la soupape d'échappement. Pour le culbuteur actionnant la soupape d'admission, cette partie concave est plaçée en son extrémité au delà de l'axe de l'arbre à cames. Dans le sens anti-horaire, l'orientation de la concavité est inchangée mais les positions sur la face inférieure du culbuteur sont inversées. Ce dispositif peut ne concerner qu'un seul des deux types de soupape, chacun d 'eux possédant un arbre à cames spécifique ou un arbre à cames commun. Considérons l'exemple de réalisation selon la figure 1 avec un sens horaire de rotation de la came commandant la soupape d'échappement. Le déplacement de l'axe du culbuteur (2 CJ est assuré par la rotation de l'arbre de la rampe (2 R) qui lui est excentré et solidaire. Cette rotation de la rampe (2 R) à une de ses extrémités et à l'extérieur du moteur, entraine le déplacement de la partie concave par rapport à la came. Une rotation dans le sens horaire de l'axe de la rampe provoque un contact anticipé de l'extrémité du lobe, dans un mouvement tangent, sur la partie concave du culbuteur (3 CJ qui actionnne ainsi plus tôt la soupape d'échappement. Le calcul montre qu'une rotation de 6 degrés de part et d'autre d'un axe vertical passant par l'axe de la rampe, avec une excentration égale au rayon de la partie cylindrique de la came et un secteur concave constitué par un arc de cercle de rayon supérieur d'un tiers au plus grand rayon polaire du lobe, suffit pour que l'angle de la came, au début de son action sur le culbuteur, varie de 15 degrés. Cet angle correspond à un angle de 30 degrés au niveau du vilebrequin dont la vitesse de rotation est le double de celle de l'arbre à cames. La faible valeur de la rotation de la rampe réduit le mouvement vertical de l'axe du culbuteur (2 C) par rapport à l'axe de la rampe (2 R), mouvement qui peut être compensé, soit par un léger bossage plaçé sur le poussoir de la soupape, soit par son intégration au profil du culbuteur dans sa par tie en contact avec la came, maintenant ainsi constant le jeu de fonctionnement. La figure 1 représente le dispositif adapté aux régimes élevés, 1 'angle W de rotation de la rampe (2 R) est égal à + 6 degrés, la partie concave (3 C) du culbuteur (3) est alors dans sa position la plus proche de l'axe de la came (1). Le lobe (1 L) est entré en contact avec la concavité (3 C) dans sa partie la plus éloignée de la partie rectiligne (3 L) du culbuteur, majorant ainsi l'angle d'avance à l'ouverture de la soupape d'échappement (4). La figure 2 montre la soupape dans une position d'ouverture identique à celle de la figure 1, mais le paramètre de réglage du diagramme de distribution, l'angle W, est ici égal à - 3 degrés. Dans cette position reculée de la partie concave, le lobe n' atteint cette partie qu'au voisinage de la partie rectiligne, entrainant une ouverture plus tardive de la soupape et un angle de rotation de la came plus important avant son action. Les courbes numérotées de 1 à 5 de la figure 3 font apparaitre 1 'évolution de la levée de la soupape en fonction de la rotation de la came pour un angle de rotation W variant de - 6 à + 6 degrés avec un pas de +3 degrés. Sur la courbe 5, le début de la levée de la soupape se produit avec une avance de 15 degrés de la rotation de la came par rapport à la courbe l,la fin de la fermeture ayant lieu pour une rotation identique. La différence entre les sommets des courbes provient de la modification des bras de levier constitués par les distances entre l'axe vertical de la soupape et l'axe de rotation du culbuteur d'une part et entre celui-ci et le point d'application de la came sur le culbuteur d'autre part. De ce principe, ayant fait l'objet de la description ci-avant, apparaissent les avantages suivants -Le paramètre régulant est le déplacement, depuis l'extérieur de la culasse, de la rampe des culbuteurs équipant la majorité des moteurs, -Le nombre de pièces en mouvement n'est pas augmenté lorsque l'axe de la rampe (2 R) est immobile, -Un nombre total de pièces à l'intérieur de la culasse inchangé, -La culasse des moteurs existants n'est que peu modifiée, -Le jeu de fonctionnement reste constant, -Les début d'ouverture et fin de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement restent inchangés. Le dispositif selon l'invention est principalement destiné à rendre variable la loi de levée des soupapes des moteurs thermiques. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à rendre variable la loi de levée des soupapes d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte par soupape, un culbuteur (3) dont l'axe (2 C) se déplace en translation en direction de la came (1). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le culbuteur (3) comporte une partie rectiligne (3 L) et une partie curviligne (3 C) qui lui est adjacente,en contact avec la came (1). 3J Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par un rayon de courbure de la partie curviligne (3 C), dont la concavité est tournée vers la came (1), sensiblement supérieur au plus grand rayon polaire de la came (1). 4) Dispositif selon les revendications précédentes qui, pour l'exemple de réalisation décrit, se caractérise par une rampe de culbuteurs dont l'axe de rotation (2 R) est excentré par rapport au centre d'oscillation du culbuteur (2 C). 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le déplacement de l'axe (2 C) dans une direction perpendiculaire à la direction de la droite définie par les points issus de l'intersection des axes de la rampe (2 R) et de l'arbre à cames (1) par le plan du culbuteur (3), peut être compensé par un léger bossage sur le poussoir de la soupape (5) ou intégré au profil de la partie curviligne du culbuteur (3).