Brevet FR2667112A1 — publié le 19920327

AME DE 9011PADsUN MOIEUR A aOMBUSrION INTERNE La présente invention se rapporte aux moteurs à combustion interne, équipant notamment les véhicules automobiles, et elle concerne en particulier la configuration des cames commandant les soupapes de distribution. Les moteurs à combustion interne à fonctionnement cyclique utilisent traditionnellement des distributions à soupapes commandées par des arbres à cames. Chaque soupape est ouverte contre la force d'un ressort par l'intermédiaire d'un organe de transmission disposé entre la came de commande et la soupape, organe de transmission qui peut être un poussoir, un culbuteur, un linguet.... Les accélérations élevées provoquées par la transformation du mouvement de rotation de la came en un mouvement alternatif à la soupape donnent naissance à des contraintes très importantes dans les organes de distribution, qui entraînent notamment un frottement élevé des organes coopérant la came et l'organe de transmission et ceci malgré la présence de lubrifiant. Ce frottement est source de consommation d'énergie et d'usure de pièces. Pour s'attaquer à ces causes de frottement on a particulièrement étudié le profil des cames, on peut citer par exemple la came "polydyne" mise au point par Dudley, Thoren, Engemann et Stoddart. Cependant si le profil de la came permet de supprimer certaines sources de frottement, il ne peut supprimer le frottement hydrodynamique ou élasto hydrodynamique du lubrifiant. En effet le coefficient de frottement des organes en contact varie avec la viscosité du lubrifiant, la vitesse de glissement des organes coopérants, liée au régime moteur,et à la pression de Hertz. La présente invention vise à limiter les frottements excessifs entre la came et l'organe de transmission d'une manière simple et peu onéreuse et cela quelque soit la loi de came choisie. La came de commande de soupape d'un moteur à combustion interne selon l'invention ouvre la soupape contre la force d'un ressort par l'intermédiaire d'un organe de transmission de type : poussoir, linguet ou culbuteur. Selon l'invention cette came présente une surface de contact avec ledit organe de transmission comportant des zones de largeur réduite. Selon une caractéristique de l'invention ces zones de largeur réduite correspondent à des zones où la pression de Hertz entre la came et l'organe de transmission sont les plus faibles. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description de plusieurs modes de réalisation de l'invention pris à titre nullement limitatifs et illustrés par le dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente la courbe de variation du coefficient de frottement entre les organes coopérants; - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une culasse équipée d'une came classique et d'une came selon l'invention; - Les figures 3 à 6 représentent plusieurs surfaces développées de cames suivant l'invention. La figure 1 montre l'évolution du coefficient de frottement F entre la came et l'organe de transmission, en fonction de S = V.N avec V la viscosité du lubrifiant, N le régime P moteur et P la pression de Hertz. On distingue sur cette courbe schématiquement trois zones: - de O à A: zone de frottement et d'usure élevés, le frottement est dit sec; - de A à B : zone de frottement faible et d'usure moyenne, le frottement est élasto hydrodynamique; - à partir de B zone de frottement élevée et d'usure faible, le frottement est hydrodynamique. Au vue de la courbe on constate que pour une viscosité et un régime donnés le coefficient de frottement augmente dès qu'on s'éloigne en plus ou en moins d'une plage de pressions. I1 convient donc si on veut diminuer les frottements excessifs, de limiter les variations de pression de Hertz et en particulier les diminutions. Les pressions étant directement liées à la surface de contact de la came la régulation de la pression est obtenue par le travail de la surface de contact tout au long du profil de la came. La figure 2 montre une came classique (1) de commande d'une soupape (2) d'un moteur à combustion interne non figuré. La came (1) ouvre la soupape (2) contre la force d'un ressort (3) par l'intermédiaire d'un linguet (4) monté dans la culasse (5). Le profil de la came (1) comprend 4 secteurs principaux. Un premier secteur - circulaire (I) constituant le dos de la came (1) sur lequel repose le linguet quand la soupape (2) est fermée en appui sur son siège (6). Un second secteur circulaire (IV) formant le "nez" de la came sur lequel appuie le linguet quand la soupape est ouverte. Deux rampes ou flancs (11, m) permettant de passer de l'un à l'autre des secteurs précédents. La répartition des pressions de Hertz le long de la came est la suivante : pressions faibles au dos de la came et pressions élevées au niveau des flancs et du nez. Pour ce qui est des flancs on distingue deux zones une première zone au voisinage du dos où les pressions sont maximales et une seconde zone au voisinage du nez où les pressions sont peu importantes. Le travail des surfaces de contact consiste donc à ajuster la largeur de la surface de la came en fonction des pressions. Cet ajustement s'opère notamment en réduisant cette largeur là où les contraintes sont minimales, d'où la came (7) suivant l'invention, présentant un dos de surface de contact réduit. Les figures 3 et 6 montrent différentes solutions mettant en oeuvre le principe de l'invention. Les figures montrent uniquement la surface de contact des cames selon différents modes de réalisation. Ces surfaces sont présentées sous formes développées, les secteurs formant le nez étant positionnés au centre. Selon la figure 5 la surface de contact a été réduite uniformément le long du dos (I) de la came (1), comme la came (7) de la figure 2 et cette surface réduite s'étend au voisinage du centre de la came. Selon - la figure 6 la surface a été réduite au dos (I) de la came et dans les zones des flancs (II, III) au voisinage du nez (IV). La figure 3 montre une came similaire à celle de la figure 5 mais la surface réduite est décentrée et s'étend au voisinage de l'un des bords latéraux de la came. Cette disposition dissymétrique des surfaces de contact présente l'avantage supplémentaire, lorsque l'organe de transmission est un poussoir, d'entraîner la rotation du poussoir ce qui permet de répartir le frottement et donc l'usure sur une plus large surface. La figure 4 décrit un autre agencement permettant de déplacer les points d'appui de la came sur l'organe de transmission : les surfaces de moindre largeur évoluent d'un bord à l'autre en diagonale le long du dos. La réalisation de telles surfaces de came peut facilement être réalisée soit par une meule de rectifieuse profilée, soit directement par forgeage, moulage ou encore par frittage. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et qu'on peut y apporter d'autres variantes d'exécution. REVENDICATIONS [1] Came de commande de soupape d'un moteur à combustion interne, par laquelle la soupape (2) est ouverte contre la force d'un ressort (3) par l'intermédiaire d'un organe de transmission (4) de type poussoir, linguet ou culbuteur, caractérisé en ce que la surface de contact avec ledit organe de transmission présente des zones de largeur réduite. [2] Came de commande de soupape selon la revendication 1 caractérisée en ce que les zones de largeur réduites correspondent à des zones où la pression de Hertz entre la came et l'organe de transmission sont les plus faibles. [3] Came de commande de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 le profil de la came étant subdivisé en plusieurs secteurs un premier secteur circulaire (I), "le dos", sur lequel repose l'organe de transmission quand la soupape est fermée, un second secteur circulaire (IV), "le nez", sur lequel appuie l'organe de transmission quand la soupape est ouverte et deux rampes (II, III) pour passer de l'un à l'autre desdits secteurs circulaires (I, IV), caractérisée en ce que la largeur de la surface de contact est réduite dans le premier secteur circulaire ou "dos" (I). [4j Came de commande de soupape selon la revendication 3 caractérisée en ce que la largeur de la surface de contact est réduite dans les secteurs constituant les rampes (II, III), au voisinage du second secteur circulaire (IV). [5] Came de commande de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les surfaces de moindre largeur s'étendent au voisinage de la partie médiane de la came. [6] Came de commande de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les surfaces de moindre largeur sont excentrées et s'étendent à proximité de l'un des bords latéraux de la came. [71 Came de commande de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les surfaces de moindre largeur évoluent d'un bord à l'autre de la came de manière à déplacer la surface de frottement sur l'organe de transmission.