Brevet FR2677704A1 — publié le 19921218

DISPOSITIF HYDRAULIOUE DE RATTRAPAGE DE JEU POUR DISTRIBUTION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention a pour objet un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu pour distribution de moteur à combustion interne. On connaît des dispositifs hydrauliques compensateurs de jeu, encore appelés poussoirs hydrauliques, pouvant être insérés dans une chaîne cinématique pour la transmission du mouvement d'un arbre à cames de moteur à combustion interne à une soupape de ce moteur afin de régler automatiquement le jeu, le long de la chaîne elle-même. La publication Fr-2.508.543 décrit un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu formant l'articulation d'un doigt culbuteur ou linguet. Ce dispositif est constitué par : un corps cylindrique fixé dans une paroi du carter d'un moteur, un équipage mobile monté coulissant dans le corps cylindrique, des passages pour alimenter l'équipage mobile en huile de graissage à travers des trous formés dans le corps cylindrique, une chambre de pression disposée derrière l'équipage mobile, un clapet de retenue à bille prévu dans la chambre de pression pour fermer un orifice de soupape ménagé dans la paroi arrière de l'équipage mobile afin de maintenir la pression d'huile dans celui-ci, et un ressort disposé dans la chambre de pression pour forcer l'équipage mobile vers l'extérieur. L'extrémité libre de l'équipage mobile est destinée à venir en contact avec l'extrémité d'un doigt de culbuteur ou linguet, une came est en contact avec le culbuteur dans une partie intermédiaire du doigt, et l'autre extrémité du linguet est en contact avec l'extrémité supérieure de la soupape. Il est connu que de tels dispositifs de rattrapage de jeu doivent présenter une grande rigidité en compression pour pouvoir transmettre intégralement l'énergie de la came à la soupape. La publication Fr-2.217.530 décrit précisément un système destiné à évacuer l'air présent dans la chambre de pression notamment par incorporation à l'huile, de façon à augmenter au maximum la dureté hydraulique du dispositif de rattrapage de jeu. La demanderesse a pu démontrer que cette dureté hydraulique effectivement nécessaire pour transmettre correctement le mouvement à travers la chaîne cinématique est également une source d'usure des organes composant la chaîne, et qu'il convient donc d'adapter cette dureté. En effet il est connu que lors de la combustion, la pression dans la chambre de combustion s'élève de façon très importante, pouvant dépasser les 100 bars, et plaque les soupapes sur leur siège. Les soupapes tendent à effectuer alors une légère mais réelle remontée, de l'ordre de 50 à 100 microns suivant leur taille. Or avec un dispositif de rattrapage de jeu très rigide disposé dans la chaîne cinématique de commande d'une soupape, la remontée de la soupape est freinée. La totalité des efforts s'exerçant sur la soupape se trouve ainsi répercutée au contact came - patin de culbuteur ( ou au contact came poussoir dans le cas d'une distribution par attaque directe) provoquant alors une augmentation des frottements et de l'usure nuisibles au fonctionnement du moteur. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu qui résoud ce problème de façon extrêmement simple et économique. Le dispositif hydraulique de rattrapage de jeu pour distribution de moteur à combustion interne, selon l'invention, est apte à s'insérer dans une chaîne cinématique pour la transmission d'un mouvement d'un arbre à cames à une soupape et permet de régler automatiquement le jeu le long de la chaine. Selon l'invention le dispositif est caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens élastiques adaptés autorisant la compression du dispositif de rattrapage de jeu dans des limites prédéterminées. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites limites sont déterminées de façon à autoriser la totale remontée de la soupape lors de la combustion. Selon un mode de réalisation de l'invention le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique comprend un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont disposés à l'intérieur de ladite chambre de pression. Selon une autre caractéristique de l'invention les dits moyens élastiques sont constitués par un corps élastiquement compressible de volume variable. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens élastiques sont formés par un soufflet (11) rempli de façon étanche par une quantité prédéterminée de gaz, tel que de l'air. Selon une autre variante de réalisation de l'invention la chambre de pression qui est alimentée en huile par un orifice fermé par un clapet de retenue à bille, est caractérisé en ce que la bille dudit clapet est compressible et forme lesdits moyens élastiques. Selon une autre variante de réalisation de l'invention comprenant un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, est caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont disposés sous ledit corps. Selon une autre variante de réalisation de l'invention le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique comprenant un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, est caractérisé en ce que lesdits moyens amortisseurs sont portés par l'extrémité libre dudit équipage mobile. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemples non limitatifs, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente la chaîne cinématique pour la commande de soupape d'un moteur à combustion interne, le long de laquelle un dispositif suivant l'invention est inséré ; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif suivant l'invention représenté à la figure 1. Le système de distribution représenté sur la figure 1 comprend une soupape 25 rappelée à sa position de fermeture par un ressort 24 qui s'appuie contre un plateau de retenue 26 ancré sur la queue de la soupape. L'ouverture de la soupape 25 est commandée par la came 21 de l'arbre à cames 22 par l'intermédiaire d'un doigt culbuteur ou linguet 29. La came 21 appuie sur la partie centrale supérieure du levier 29 alors que les extrémités inférieures 30 et 28 de ce dernier reposent respectivement sur la tige de la soupape 25 et sur l'extrémité supérieure du dispositif de rattrapage de jeu 1. Le dispositif de rattrapage de jeu 1, décrit figure 2, règle automatiquement le jeu de la commande de la soupape. Il comprend un corps cylindrique 2 logé à l'intérieur d'une cavité cylindrique correspotlante 3 de la culasse 40. Le corps 2 comporte un alésage cylindrique borgne 4, ayant le même axe que le corps lui-même, dans lequel est monté coulissant un équipage mobile constitué d'une première pièce cylindrique formant poussoir 8 et d'une seconde pièce cylindrique formant piston 9 s'étendant sous le poussoir. La réalisation en deux partie de l'équipage mobile n'est pas indispensable, elle présente toutefois des avantages de fabrication. L'extrémité supérieure du poussoir 8, qui s'étend hors de l'alésage 4, est destinée à servir d'appui à l'extrémité 28 du linguet 29, tandis que l'extrémité inférieure du poussoir 8 repose sur 11 extrémité supérieure du piston 9. Un ressort hélicoïdal 7 en appui sur le fond de l'alésage 4 repousse élastiquement vers le haut le piston 9 en même temps que le poussoir 8. Le piston 9 présente un évidement central prolongé par une cavité correspondante pratiquée dans le poussoir 8 de manière à former un réservoir d'huile 5. Le réservoir 5 communique par un clapet de retenue à la chambre 6, dite chambre de pression, s'étendant sous le piston 9 et dans laquelle est logé le ressort 7. Le clapet est défini par une bille de soupape 10 apte à venir en appui sur le siège de soupape formé par un épaulement 13 défini à l'extrémité inférieure du piston 9. La bille 10 est maintenue en place par une cage en forme de coupe présentant un rebord annulaire et des orifices permettant le passage de l'huile. La cage est maintenue en place par le ressort 7 qui prend appui sur le rebord de la cage. Un second ressort 15 monté dans la cage tend à pousser la bille 10 en appui sur son siège. A l'intérieur de la cavité 6 sont disposés des moyens élastiquement compressibles formés par un soufflet à air 11 en matière élastique, par exemple en caoutchouc et couches de tissu intermédiaires, rempli de façon étanche par de l'air. Le réservoir 5 et la chambre de pression 6 sont normalement remplis d'huile. L'alimentation de ces chambres est opérée à partir d'un canal 14 d'amenée d'huile sous pression qui communique par une série de perçages à travers le corps 2 et l'équipage mobile, piston 9 et poussoir 8, avec le réservoir 5. Le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique précédemment décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsque le dos du linguet 29 repose sur le cercle de base de la came 21, le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut et contribue à compenser les jeux de la distribution en maintenant le linguet en appui contre la came. La chambre de pression 6 occupe alors un volume maximum, la pression qui y règne est sensiblement égale à celle du réservoir 5, entre 2 bars et 2,5 bars suivant la pression de l'huile dans le canal 14. Le soufflet d'air occupe également un volume maximum. Lors de la combustion, la pression dans la chambre de combustion monte alors et atteint des valeurs supérieures à 90 bars. La soupape soumise à cette pression tend à remonter répercutant la pression sur la came et sur le poussoir. cette remontée est entièrement absorbée par la descente correspondante du poussoir ce qui évite la transmission des contraintes au contact linguet came En effet la descente du poussoir 8 et du piston 9 s'opère à l'encontre du ressort 7. La mise en pression de la chambre 6 chasse une certaine quantité d'huile et comprime le soufflet 11 qui diminue alors de volume. Cette diminution de volume est optimisée pour permettre la descente du piston 9 et donc du poussoir 8 de façon à compenser la remontée de la soupape, remontée variable, environ 30 microns pour une soupape de diamètre 25mm. La forme et les dimensions du soufflet 11, ainsi que la quantité et la pression initiale de l'air sont déterminés pour satisfaire cette condition. Lorsque que la pression à l'intérieur de la chambre de combustion chute. Le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut, maintenant le linguet 29 en contact avec la came 22. La remontée du piston 9 génère une dépression dans la chambre 6, l'huile présente dans le réservoir 5 repousse la bille 10 et l'huile est alors admise à l'intérieur de la chambre 6 de façon à compenser éventuelles fuites d'huile, tandis que le soufflet 11 se regonfle Lorsque la came tourne, sa partie excentrée force le linguet vers le bas entraînant à son tour la descente du poussoir 8 et du piston 9 à l'encontre du ressort 7. La mise en pression de la chambre 6 plaque la bille 10 contre son siège 13 et comprime le soufflet 11 qui atteint un volume V2. Il se forme alors entre le piston 9 et le fond de l'alésage 4 une masse d'huile emprisonnée incompressible qui bloque la descente du piston 9 et le poussoir 8. Le linguet peut alors pivoter autour du poussoir qui forme une articulation. La descente du poussoir 8 correspondant à la compression du soufflet, 30 microns dans l'exemple précédent, et à la fuite d'une certaine quantité d'huile, qui peut être estimée à une variation de hauteur de 10 microns génère un retard minime dans la manoeuvre de la soupape, la valeur de levée étant généralement de l'ordre de 10 mm soit 10.000 microns. L'impact de ce retard peut être en grande partie effacée par la modification du profil de la came. Lors de la course de retour, le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut, maintenant le linguet 29 en contact avec la came 21. La remontée du piston 9 génère une dépression dans la chambre 6, l'huile présente dans le réservoir 5 repousse la bille 10 et l'huile est alors admise à l'intérieur de la chambre 6, tandis que le soufflet 11 se gonfle. Lorsque le linguet repose à nouveau sur le cercle de base de la came, le piston 9 se stabilise, la chambre 6 est remplie pour le prochain cycle et le soufflet ll occupe son volume initial. L'équilibre des pressions entre le réservoir 5 et la chambre 6 provoque la fermeture du clapet la bille 10 étant appliquée sur son siège par le ressort 15. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leur combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi il est possible de réaliser les moyens amortisseurs grâce à la bille du clapet de décharge qui peut être élastiquement déformable. Il est encore possible de disposer les moyens de amortisseurs en dehors de la chambre de pression, en les disposant par exemple à l'extrémité libre du poussoir en disposant un patin élastique en caoutchouc ou en élastomère. REVENDICATIONS [1] Dispositif hydraulique de rattrapage de jeu pour distribution de moteur à combustion interne, pouvant être inséré dans une chaîne cinématique pour la transmission d'un mouvement d'un arbre à cames à une soupape et permettant de régler automatiquement le jeu le long de la chaîne, caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens élastiques adaptés (11) autorisant la compression du dispositif de rattrapage de jeu dans des limites prédéterminées. [2] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites limites sont déterminées de façon à autorisée la totale remontée de la soupape lors de la combustion. [3] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant un équipage mobile (8,9) monté coulissant dans un corps (2) et une chambre hydraulique de pression (6) disposée derrière ledit équipage, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques (11) sont disposés à l'intérieur de ladite chambre de pression (6). [4] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dits moyens élastiques (11) sont constitués par un corps élastiquement compressible de volume variable. [5] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont formés par un soufflet (11) rempli de façon étanche par une quantité prédéterminée de gaz, tel que de l'air. [6] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, la chambre de pression (6) étant alimentée en huile par un orifice fermé par un clapet de retenue à bille (10), caractérisé en ce que la bille dudit clapet est compressible et forme lesdits moyens élastiques. [7] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant un équipage mobile (8,9) monté coulissant dans un corps (2) et une chambre hydraulique de pression (6) disposée derrière ledit équipage, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont disposés sous ledit corps (2). [8] Dispositif de rattrapage de jeu hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant un équipage mobile (8,9) monté coulissant dans un corps (2) et une chambre hydraulique de pression (6) disposée derrière ledit équipage, caractérisé en ce que lesdits moyens amortisseurs sont portés par l'extrémité libre dudit équipage mobile.