Brevet FR2701059A1 — publié le 19940805

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION VARIABLE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un dispositif de distribution variable permettant d'adapter la distribution d'un moteur à combustion interne suivant le fonctionnement de ce dernier et ce pour notamment diminuer la consommation de carburant et les émissions de polluants du moteur. On connaît déjà, décrits en particulier dans les demandes de brevets EP-A-265191, EP-A276531 ou EP-A-323234, des dispositifs de distribution variable discontinue comprenant pour chaque soupape d'admission au moins deux cames de commande, la première came étant destinée à opérer l'ouverture de la soupape à faible charge et la seconde l'ouverture à pleine charge. La première came dont le profil s'inscrit dans le profil de la seconde, coopère avec un levier (ou basculeur) d'actionnement de la soupape, tandis que la seconde came coopère avec un élément de levier auxiliaire sélectivement accouplable avec le levier d'actionnement pour obtenir une plus grande levée de la soupape. L'utilisation de deux cames, de levée et éventuellement de calage différents, permet de tenir compte du fait qu'en charge partielle il est souhaitable de limiter la valeur de la levée de la soupape d'admission afin de diminuer notamment les pertes internes par pompage dans la tubulure d'admission. La présente invention a pour objet une réalisation simple d'un tel dispositif, permettant un bas coût de revient et une grande fiabilité. Le dispositif de distribution variable selon l'invention, est plus particulièrement destiné à un moteur à combustion interne, ce dispositif comprenant pour opérer le déplacement d'au moins une soupape régissant l'entrée ou la sortie des gaz dans une chambre de combustion de ce moteur, deux leviers basculants distincts montés côte à côte sur un même arbre et dont seul le premier est apte par une de ses extrémités à venir au contact de la soupape, chacun de ces leviers coopérant avec une came de commande distincte, le profil de la came coopérant avec le premier levier étant inscrit dans le profil de l'autre, et des moyens d'accouplement sélectif du second levier avec le premier levier par engagement et desengagement de formes conjuguées pour obtenir suivant les conditions de fonctionnement du moteur une plus grande loi de levée de la soupape. Selon l'invention, le dispositif de distribution variable est caractérisé en ce que les moyens d'accouplement comprennent une bague disposée entre les deux leviers, la bague pouvant pivoter et coulisser le long de l'arbre pour coopérer avec chacun des leviers, et des moyens antagonistes de poussée pilotés, les moyens antagonistes de poussée étant aptes suivant le fonctionnement du moteur à déplacer la bague entre une première position où les deux leviers (1,2) sont solidarisés et une seconde position où les deux leviers (1,2) sont désolidarisés. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, le premier levier comporte un logement central dans lequel la bague est logée coulissante, le logement comportant des rainures coopérant avec des dents en saillie à la périphérie de la bague, de façon à entraîner la solidarisation en rotation de la bague et du premier levier. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, le premier levier comporte une chambre annulaire hydraulique définie entre le fond du logement et la bague, la chambre définissant des moyens de poussée s'exerçant sur la bague en direction du second levier, en étant sélectivement alimentée en huile sous pression à partir de moyens d'alimentation en huile pilotés. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, les moyens d'alimentation comprennent une vanne trois voies pilotée à partir d'une centrale de commande, un circuit débouchant dans la chambre, une source de pression, et un conduit de retour à la bâche à huile, le circuit débouchant dans la chambre comprenant un canal agencé le long de l'arbre et débouchant dans la chambre par des ajutages radiaux. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, le second levier comporte des évidements latéraux correspondants à des ergots en saillie sur la face latérale de la bague s'étendant en regard du second levier. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, le second levier comporte des moyens de poussée s'exerçant sur la bague en direction du premier levier, ces moyens étant formés par des ressorts logés dans des alésages correspondants portés par le second levier. 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, ce mode de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue de dessous en coupe partielle d'un dispositif de distribution variable selon l'invention - la figure 2 est une similaire à la figure 1 précisant le fonctionnement du dispositif - la figure 3 est une vue partielle en éclaté et en perspective isométrique du dispositif selon les figures 1 et 2. Conformément aux figures 1 à 3, seuls ont été représentés les éléments constitutifs du dispositif de distribution variable nécessaires à la compréhension de l'invention. Pour simplifier la lecture de ces figures, les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Le dispositif de distribution variable représenté à la figure 1, est destiné à actionner une soupape du type à tige régissant 11 entrée ou la sortie des gaz dans une chambre de combustion de ce moteur. Ce dispositif comprend deux leviers 1 et 2 basculants disposés côte à côte sur un même arbre 29. Ces leviers 1 et 2 sont montés libres en rotation en leur partie centrale sur l'arbre 29 mais ils sont maintenus bloqués en translation par des moyens appropriés. Le premier levier 1, comportant deux bras s'étendant perpendiculairement de part et d'autre de l'arbre 29, coopère par son extrémité 7 avec la soupape non représentée et par son autre extrémité 6 avec une première came de commande que porte un arbre à cames également non représenté. Le second levier 2, comportant également deux bras s'étendant perpendiculairement à l'arbre 29 (un seul bras est toutefois représenté sur les figures), coopère par son extrémité 8 avec une seconde came de commande et par son autre extrémité avec des moyens élastiques de rappel pour forcer l'extrémité 8 au contact de la seconde came. Le profil de la première came, dont la loi d'ouverture est adaptée à un fonctionnement du moteur à bas régime, est inscrit dans le profil de la seconde came dont la loi d'ouverture, permettant une levée et une durée d'ouverture plus importantes, est elle plus particulièrement adaptée aux hauts régimes. Une bague cannelée d'accouplement 3 est positionnée entre les deux leviers 1 et 2. Cette bague est montée sur l'arbre 29 libre en translation et en rotation. L'objet de cette bague est d'opérer sélectivement la solidarisation en rotation des leviers 1 et 2, sous l'action de moyens antagonistes de poussee. Un logement 10 est agencé dans la partie centrale du levier 1, à l'intérieur duquel peut coulisser la bague 3. Le logement 10 comprend une pluralité de rainures longitudinales dans lesquelles viennent se loger des dents correspondantes 9 en saillie à la périphérie de la bague 3. Cette disposition permet de solidariser en rotation la bague 3 et le levier 1 autour de l'arbre 29, tout en permettant -le coulissement de la bague 3 par rapport au levier 1. Une chambre annulaire est définie entre le fond du logement 10 et la bague 3. Cette chambre est sélectivement alimentée en huile sous pression à partir d'une alimentation schématisée à la figure 2 pour opérer le déplacement de la bague 3 en direction du levier 2. L'alimentation hydraulique comprend une vanne trois voies 21 pilotée à partir d'une centrale de commande- 18 qui peut être par exemple le système électronique de contrôle moteur. La vanne 21 permet de mettre sélectivement en communication un circuit 23 débouchant dans la chambre 15 avec une source de pression 20 ou avec un conduit 22 de retour à la bâche à huile. Le circuit 23 communique avec la chambre 15 par l'intermédiaire d'un canal 14 agencé le long de l'arbre 29 et débouchant dans la chambre par des ajutages radiaux 16. Le levier 2 comprend pour sa part des évidements latéraux 12 disposés face à la bague 3. Ces évidements 12 présentent des formes conjuguées à des ergots 11 correspondants disposés en saillie sur la face latérale de la bague 3 faisant face au levier 2. Cette disposition permet, lorsque la bague 3 est en appui contre le levier 2, les ergots 11 engagés dans les évidement correspodants 12, de solidariser en rotation ce dernier à la bague 3 autour de l'arbre 29. Il en résulte la solidarisation en rotation du levier 1 et du levier 2, par l'intermédiaire de la bague d'accouplement 3 qui est alors en prise simultanément avec les deux leviers 1 et 2 respectivement par les dents 9 et par les ergots 11. Le levier 2 comporte par ailleurs des moyens de pression exerçant une poussée sur la bague 3 pour repousser cette dernière en direction du levier 1 et opérer le désengagement des ergots 11 des évidements correspondants 12. Ces moyens sont constitués par des ressorts hélicoïdaux 5, de tarage prédéterminé, chacun de ces ressorts 5 étant en appui d'une part contre le fond d'un alésage 13 correspondant défini dans le levier 2 et d'autre part contre une douille 4 montée coulissante dans cet alésage 13, l'autre extrémité de la douille 4 reposant contre la face latérale de la bague 3 portant les ergots 11. Le fonctionnement du dispositif de distribution variable est conformément à la description qui précède et aux figures 1 à 3, le suivant. Lors des phases de fonctionnement à bas ou moyen régimes de rotation moteur, la centrale de commande 18 pilote la vanne 21 de façon à mettre en communication les circuits 23 et 22. L'huile contenue dans la chambre 15 est évacuée vers la bâche à huile et la pression régnant dans la chambre 15 est ramenée à la pression atmosphérique. Seuls les ressorts 5 par l'intermédiaire des douilles 4 exercent leurs actions sur la bague 3 en obligeant cette dernière à demeurer dans le logement 10 correspondant agencé dans le levier 1, les ergots 11 demeurant hors des évidements correspondants 12 du levier 2. Le levier 2 est ainsi désaccouplé du levier 1 (figure 1) et la soupape est alors actionnée par le levier 1 à partir de la première came dont la loi de levée est adaptée à de tels plages de fonctionnement moteur. Lors des phases de fonctionnement à haut régime, par exemple au-dessus de 4000 tr/mn, la centrale de commande 18 pilote alors la vanne 21 de façon à mettre en communication la source de pression 20 et le circuit 23. La chambre 15 est alors alimentée en huile sous pression. La pression de l'huile dans la chambre 15 a pour effet de déplacer la bague 3 le long de l'arbre 29 jusqu'à faire venir cette dernière au contact du levier 2 et ce contre les actions des ressorts 5 qui sont alors comprimés dans leurs logements 13, la raideur des ressorts étant alors négligeable par rapport à la pression hydraulique. Les ergots 11 portés par la bague 3 pénètrent alors à l'intérieur des évidements correspondants 12 portés par le levier 2, ce qui a pour effet d'accoupler en rotation le levier 2 à la bague 3 et donc le levier 2 au levier 1, la bague 3 demeurant solidarisée au levier 1 grâce à ses dents 9 qui coopèrent avec les rainures correspondantes du logement 10. Le levier 1 transmet alors à la soupape, par l'intermédiaire du levier 2, la loi de levée adaptée à de tels régimes de rotation, définie par la seconde came. Lorsque le régime diminue et repasse sous les 4000 tr/mn, la centrale de commande 18 pilote alors la vanne 21 de façon à couper l'arrivée d'huile sous pression dans la chambre 15 et à remettre en communication le circuit 23 et le circuit 22 de retour à la bâche à huile. La chambre 15 se vide alors de son huile et l'faction des ressorts 5 sur la bague 3 redevient alors prépondérante. La bague 3 est repoussée dans son logement 10 et se désengage des évidements 12. La soupape est alors de nouveau actionnée à partir de la première came dont la loi de levée est adaptée à de telles plages de fonctionnement moteur. Le dimensionnement des différents éléments du système de commande en translation de la bague d'accouplement 3, tels que le tarage des ressorts 5 ou encore la valeur de la pression d'alimentation de l'huile dans la chambre 15 sont adaptés pour chaque type de moteur par des essais préalables. 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 leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi il est possible d'inverser le rôle des leviers 1 et 2 dans le processus d'accouplement, en agençant le logement 10 de la bague 3 dans le corps du levier 2, en retournant la bague de 1800 et en disposant les évidements 12 correspondant aux ergots 11 et aux douilles 5 sur le corps du levier 1. Ainsi la centrale de commande 18 peut piloter le crabotage et le décrabotage de la bague 3 à partir de paramètres de fonctionnement moteur autres que le régime de rotation moteur, ou encore coupler cette information avec une ou plusieurs autres informations moteur comme notamment la charge. Ainsi, il est possible de prévoir une assistance hydraulique pour les moyens désaccoupleurs 4. REVENDICATIONS [1] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne comprenant pour opérer le déplacement d'au moins une soupape régissant l'entrée ou la sortie des gaz dans une chambre de combustion de ce moteur, deux leviers basculants distincts (1,2) montés côte à côte sur un même arbre (12) et dont seul le premier (1) est apte par une de ses extrémités (7) à venir au contact de la soupape, chacun de ces leviers (1,2) coopérant avec une came de commande distincte, le profil de la came coopérant avec le premier levier (1) étant inscrit dans le profil de l'autre, et des moyens d'accouplement sélectif du second levier (2) avec le premier levier (1) par engagement et désengagement de formes conjuguées pour obtenir suivant les conditions de fonctionnement du moteur une plus grande loi de levée de la soupape, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une bague (3) disposée entre les deux leviers (1,2), ladite bague (3) pouvant pivoter et coulisser le long dudit arbre (12) pour coopérer avec chacun desdits leviers (1,2), et des moyens antagonistes de poussée (5,15) pilotés, lesdits moyens antagonistes de poussée (5,15) étant aptes suivant le fonctionnement du moteur à déplacer ladite bague (3) entre une première position où les deux leviers (1,2) sont solidarisés et une seconde position où les deux leviers (1,2) sont désolidarisés. t2] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier levier (1) comporte un logement central (10) dans lequel ladite bague est logée coulissante, ledit logement (10) comportant des rainures coopérant avec des dents (9) en saillie à la périphérie de la bague (3), de façon à entraîner la solidarisation en rotation de ladite bague (3) et dudit premier levier (1). t3] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier levier (1) comporte une chambre annulaire hydraulique (15) définie entre le fond dudit logement (10) et ladite bague (3), ladite chambre (15) définissant des moyens de poussée s'exerçant sur ladite bague (3) en direction dudit second levier (2), en étant sélectivement alimentée en huile sous pression à partir de moyens d'alimentation en huile pilotés (18,22,21,22,23). t4] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation comprennent une vanne trois voies (21) pilotée à partir d'une centrale de commande (18), un circuit (23) débouchant dans la chambre (15), une source de pression (20), et un conduit (22) de retour à la bâche à huile, ledit circuit (23) comprenant un canal (14) agencé le long dudit arbre (29) et débouchant dans ladite chambre (15) par des ajutages radiaux (16). t5] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit second levier (2) comporte des évidements latéraux (12) correspondants à des ergots (11) en saillie sur la face latérale de ladite bague (3) s'étendant en regard dudit second levier (2). [6] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit second levier (2) comporte des moyens de poussée s'exerçant sur la bague (3) en direction dudit premier levier (1), ces moyens étant formés par des ressorts (5) logés dans des alésages correspondants portés par ledit second levier (2).