Brevet FR2662744A1 — publié le 19911206

La présente invention concerne un ensemble de réglage de la synchronisation des soupapes d'un moteur à combustion interne d'automobile. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 535 731 décrit un ensemble destiné à faire varier automatiquement la synchronisation d'un arbre à cames par rapport à un arbre d'entraînement d'un moteur à combustion interne Cet ensemble comporte un manchon cannelé qui peut coulisser axialement et qui raccorde l'arbre à cames à sa poulie d'entraînement, et il est manoeuvré par le fluide hydrau- lique du moteur de manière que la position angulaire de l'arbre à cames change sous l'action d'une soupape comman- dée par un organe électromagnétique de manoeuvre Le manchon est mobile axialement entre deux positions limites, l'une étant fixée par un ressort de rappel et l'autre par application du fluide hydraulique Ainsi, la position angulaire de l'arbre à cames est réglable à deux positions seulement. L'invention a pour objet la réalisation d'un tel ensemble de synchronisation de soupapes qui peut varier de façon continue, c'est-àdire que la position angulaire de l'arbre à cames varie de façon continue. L'invention concerne ainsi un ensemble de synchroni- sation de soupape qui peut varier de façon continue et dans lequel, sans utilisation d'une commande à rétroaction pour la modification de la pression du fluide hydraulique, la position angulaire de l'arbre à cames varie de façon continue. L'invention concerne un ensemble de réglage de la synchronisation des soupapes d'un moteur, d'un manière variant de façon continue, qui comprend: un arbre à cames, un organe d'entraînement, un manchon hélicoïdal placé entre l'arbre à cames et l'organe d'entraînement afin qu'il assure leur entraînement mutuel, le manchon hélicoïdal étant mobile entre deux positions limites dans lesquelles il fait varier une phase relative de l'arbre à cames et de l'organe d'entraînement, et un dispositif de manoeuvre du manchon hélicoïdal de manière qu'il se déplace entre deux positions limites en direction axiale, la position instantanée du manchon hélicoïdal étant détectée, et il comporte un dispositif destiné à empêcher le manchon hélicoïdal de se déplacer dans les deux sens opposés lorsque la position instantanée détectée atteint une nouvelle position, si bien que la nouvelle position peut varier de façon continue de l'une des deux positions limites à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe partielle d'un moteur d'automobile, représentant un mode de réalisation d'en- semble de réglage de la synchronisation des soupapes qui peut varier de façon continue selon l'invention; la figure 2 est analogue à la figure 1 mais elle est utilisée pour l'explication du fonctionnement; et la figure 3 est une vue éclatée agrandie d'un manchon tronconique fendu. On se réfère à la figure 1 qui représente une partie d'un moteur à double arbre à cames en tête qui comprend un arbre à cames 1 supporté par un palier 2 a afin qu'il puisse tourner sur une culasse 2 L'arbre à cames 1 a une partie la d'extrémité qui dépasse à l'extérieur dans un couvercle 25 de chaîne ou de courroie, à partir d'une extrémité longitudinale de la culasse 2 La partie la d'extrémité de l'arbre à cames 1 a un capuchon 3 fermement fixé afin qu'il tourne avec lui par un boulon creux 4 Le boulon creux 4 est vissé axialement vers l'intérieur depuis l'extrémité axiale de la partie d'extrémité la et délimite un passage axial 17 de fluide Une bague 8 ayant un flasque est couplée à la partie d'extrémité la en butée contre l'extré- mité axiale adjacente du capuchon 3 et coopère par des cannelures avec l'arbre à cames 1 Un organe d'entraîne- ment, c'est-à-dire une poulie 5 de synchronisation, est disposé dans le couvercle 25 La poulie 5 comporte une partie dentée 7 et un manchon 6 qui est couplé au capuchon 3 par un manchon hélicoïdal fendu axialement 10 Le manchon 6 a une extrémité droite, sur la figure 1, qui est fermée par une bague 8 ayant un flasque et une extrémité gauche, sur la figure 1, fermée par une plaque circulaire 9 d'ex- trémité Comme l'indique clairement la figure 1, le manchon 6 coopère avec la plaque circulaire 9 d'extrémité, la partie la d'extrémité de l'arbre à cames 1 et le manchon hélicoïdal 10 pour la délimitation d'une chambre sous pression 13 Bien qu'elle ne soit pas représentée, une électrovanne 18, placée sous la commande d'un ensemble de commande, détermine la pression du fluide hydraulique dans une canalisation 16 b de fluide La transmission du fluide hydraulique à la chambre 13 et l'évacuation du fluide de cette chambre sont réalisées par la canalisation 16 b, un passage radial 16 a et le passage axial 17. Le manchon hélicoïdal 10 est divisé axialement en deux organes annulaires i Qa et l Ob qui sont interconnectés par plusieurs goujons comprenant un goujon court 12 et un goujon long 23 Le goujon court 12 est rappelé par un ressort 11 Un ressort de rappel 15 du manchon 10 est placé entre la bague 8 et la pièce annulaire l Ob Le manchon hélicoïdal a des dents hélicoïdales sur l'une au moins de ses surfaces cylindriques interne et externe et en prise avec des cannelures internes du manchon 6 et des cannelures externes du capuchon 3 afin qu'une connexion soit assurée pour l'entraînement entre la poulie 5 et l'arbre à cames 1. La référence 19 désigne un mécanisme de transmission de mouvement qui comprend le goujon long 23, un disque flottant 22 placé dans la chambre 13, et une tige 24 de détection de déplacement Le mécanisme 19 de transmission de mouvement a une construction et une disposition telles qu'il transmet au moins un mouvement axial du manchon hélicoïdal 10 à la tige 24 de détection de mouvement Le goujon allongé 23 est raccordé à demeure au disque 22 afin qu'il se déplace en une seule pièce avec lui La distance axiale comprise entre le disque 22 et le manchon 10 est choisie afin que le disque 22 soit en butée contre la paroi interne de la plaque circulaire 9 d'extrémité sous l'action de la force du ressort 15 de rappel comme représenté sur la figure 1 Ainsi, la figure 1 représente une position limite réglée par un ressort pour le manchon hélicoïdal 10, c'est- à-dire l'une des deux positions limites du manchon 10 La tige 24 de détection de mouvement est raccordée de manière fixe au disque 22 et passe dans une ouverture centrale 9 a de la plaque circulaire 9 d'extrémité puis à travers le couvercle 25, vers l'extérieur L'ouverture centrale 9 a est fermée de manière étanche. La référence 20 représente un dispositif destiné à retenir temporairement le manchon hélicoïdal 10 qui se déplace dans les deux sens suivant l'axe après que le manchon 10 a atteint ses positions limites Ce dispositif de retenue comporte un boîtier tubulaire 26 ayant une extrémité formant un flasque fixé au couvercle 25 et il est disposé coaxialement dans la direction axiale de la tige 24 de détection de mouvement Le boîtier tubulaire 26 a une extrémité ouverte qui est fermée par une plaque 34 a d'ex- trémité formée d'une résine de synthèse. Un corps 27 de forme générale annulaire est disposé dans le boîtier tubulaire 26 Le corps 27 a deux trous axialement distants 27 a et 27 b, et la tige 24 de détection de mouvement passe dans ces trous Un trou cylindrique axial 31 de logement de piston, un trou cylindrique 28 b de diamètre réduit et un trou conique 28 sont délimités entre les deux trous 27 a et 27 b Le trou conique 28 a a son extrémité rétrécie qui est reliée au trou 27 a et son autre extrémité est reliée au trou 28 b de diamètre réduit par un épaulement annulaire 35 Le dispositif 20 de retenue a un manchon tronconique fendu 29 et 30 comme représenté sur la figure 3 Ce manchon 29 et 30 est placé dans le trou conique 28 a et le trou 28 b de diamètre réduit et il est rappelé par un ressort 37 vers une position fixée par le ressort comme représenté sur la figure 1 Dans cette position représentée sur la figure 1, les parties 29 et 30 de manchon sont séparées radialement par une bague fendue 36 de dilatation radiale si bien que leurs parties de paroi cylindrique 29 a et 30 a sont repoussées contre la paroi cylindrique du trou de diamètre réduit 28 b, alors que le ressort 37 repousse les parties 29 et 30 de manchon jusqu'à ce que leur épaulement circulaire 38 soit appliqué contre l'épaulement 35 du trou Dans cette position, les parois tronconiques 29 a et 30 a des parties 29 et 30 de manchon sont distantes de la paroi 29 a formant le trou tronconique. Un piston annulaire 39 ayant un trou central 39 a dans lequel passe la tige 24 est placé dans le trou cylindrique 31 Le piston 39 divise l'intérieur du trou cylindrique 31 en une chambre 33 a d'application et une chambre 33 b de libération Le piston 39 a une partie solidaire 40 de piston de travail qui a un diamètre réduit et qui a un trou conique 40 b en face des parois tronconiques 29 b et 30 b des parties de manchon 29 et 30 Cette partie 40 de travail est logée dans la partie 28 b de trou de diamètre réduit afin qu'elle puisse coulisser Sur la figure 1, le piston 39 est en position de repos dans laquelle le trou tronconique 40 a délimitant la paroi est placé à distance des parois tronco- niques 29 b et 30 b des parties 29 et 30 de manchon. La transmission du fluide hydraulique à chacune des chambres 33 a et 33 b est commandée par un distributeur 43 à commande électromagnétique Lorsque le distributeur a la position représentée sur la figure 1, le fluide hydraulique évacué par une pompe 41 est transmis par une canalisation 42 b à la chambre 33 b, alors que le fluide est évacué de la chambre 33 a par la canalisation 42 b Lorsque le distribu- teur 43 se déplace vers la position représentée sur la figure 2, le fluide hydraulique est évacué de la chambre 33 b et est transmis à la chambre 33 a, si bien que le piston 39 est repoussé et repousse le manchon fendu 29 et 30 afin que la tige 24 de détection de mouvement soit maintenue en contact intime avec le corps 35 Dans ces conditions, le déplacement axial de la tige 24 et ainsi du manchon héli- coidal 10 est limité, bien que la rotation soit permise puisque le corps 27 tourne avec la tige 24. La tige de détection de mouvement a une partie 24 a d'extrémité qui passe dans un manchon 34 b qui est solidaire de la plaque 34 b d'extrémité Le manchon 34 b est entouré par une bobine 34 c qui fait partie d'un capteur électroma- gnétique d'un capteur 34 de course de la tige. Le fonctionnement est le suivant. Pendant la course du manchon hélicoïdal 10 entre ses deux positions limites, le distributeur 43 prend la posi- tion représentée sur la figure 1 et permet un déplacement axial libre de la tige 24 de détection de mouvement Le manchon hélicoïdal 10 se déplace de la position représentée sur la figure 1 vers la droite sur cette figure lorsque le fluide hydraulique sous pression est transmis à la chambre 13 par mise de l'électrovanne 18 dans l'une de ses deux positions Si le mouvement du manchon hélicoïdal doit être inverse, l'électrovanne 18 est déplacée vers l'autre position afin que le fluide hydraulique soit évacué de la chambre 13 La position axiale instantanée du manchon hélicoïdal 10 est détectée par le capteur 34 de course. Ainsi, si la position axiale instantanée du manchon 10 atteint une position voulue, le distributeur 43 est commuté vers la position représentée sur la figure 2 afin qu'il repousse le manchon fendu 29 et 30 qui retient alors la tige 42 de détection De cette manière, le manchon hélicoï- dal est bloqué dans la position axiale voulue sans aucun retard. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble de réglage de la synchronisation des soupapes d'un moteur, d'un manière variant de façon conti- nue, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre à cames ( 1), un organe d'entraînement ( 5), un manchon hélicoïdal ( 10) placé entre l'arbre à cames et l'organe d'entraînement afin qu'il assure leur entraînement mutuel, le manchon hélicoïdal ( 10) étant mobile entre deux positions limites dans lesquelles il fait varier une phase relative de l'arbre à cames et de l'organe d'entraînement, et un dispositif de manoeuvre du manchon hélicoïdal ( 10) de manière qu'il se déplace entre deux positions limites en direction axiale, la position instantanée du manchon hélicoïdal ( 10) étant détectée, et il comporte un dispositif destiné à empêcher le manchon hélicoïdal de se déplacer dans les deux sens opposés lorsque la position instantanée détectée atteint une nouvelle position, si bien que la nouvelle position peut varier de façon continue de l'une des deux positions limites à l'autre. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de la position instantanée du manchon hélicoïdal ( 10). 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un mécanisme de transmission de mouvement qui comporte une tige ( 24) de détection de mouvement qui a une construction et une disposition telles que le mécanisme transmet au moins un mouvement axial du manchon hélicoïdal ( 10) à la tige ( 24) de détection de mouvement. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un capteur électromagnétique ( 34) destiné à donner un signal variant avec la position axiale de la tige ( 24) de détection de mouvement. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur électromagnétique ( 34) comporte une bobine ( 34 c) placée autour d'une partie de la tige ( 24) de détection de mouvement. 6 Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de retenue comporte un manchon tronco- nique fendu ( 29, 30) destiné à retenir la tige ( 24) de détection de mouvement. 7 Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de retenue comporte un corps annulaire et un piston hydraulique annulaire placés autour de la tige ( 24) de détection de mouvement de manière que le manchon tronconique fendu ( 29, 30) soit placé entre eux.