Brevet FR2714110A1 — publié le 19950623

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION VARIABLE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un dispositif de distribution variable permettant de modifier la distribution d'un moteur à combustion interne, notamment afin d'en diminuer la consommation et les émissions de polluants. On connais 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 culbuteur (ou basculeur) d'actionnement de la soupape, tandis que la seconde came coopère avec un élément de culbuteur auxiliaire sélectivement accouplable avec le culbuteur 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 demande de brevet français FR-A2.689.177 déposée par la Demanderesse divulgue un dispositif de distribution variable relativement simple à réaliser et à faire fonctionner. Ce dispositif de distribution variable comprend, pour chaque soupape d'admission, au moins deux cames de commande dont le profil de l'une s'inscrit dans le profil de l'autre, coopérant l'une avec un culbuteur d'actionnement de la soupape et l'autre avec un élément de culbuteur auxiliaire monté sur la même rampe de culbuteur que ledit culbuteur d'actionnement. Ce dispositif comprend également des moyens de translation de l'élément de culbuteur auxiliaire permettant d'opérer sélectivement l'accouplement en rotation de ce dernier avec le culbuteur d'actionnement. Les moyens de translation comprennent deux ensembles antagonistes distincts de poussée, ces ensembles étant logés directement dans la culasse et/ou le couvre-culasse dudit moteur. L'accouplement des culbuteurs est opéré par l'engagement et le désengagement de formes conjuguées, tels que des dents et des logements de crabots, portés respectivement par chacun des culbuteurs et qui s'étendent au voisinage de la rampe des culbuteurs. La mise en oeuvre d'un tel système d'accouplement présente toutefois des difficultés de réalisation, notamment du fait des précisions d'usinage requises et des contraintes relativement importantes s'exerçant sur les dents de crabots. La présente invention a donc pour objet une réalisation particulièrement simple et fiable d'un dispositif de distribution variable tel que divulgué dans la demande de brevet français précité en proposant une modification de la forme et de l'implantation des formes conjuguées permettant l'accouplement en rotation. Le dispositif selon l'invention de distribution variable pour moteur à combustion interne comprend, pour une soupape donnée, un culbuteur d'actionnement monté libre en rotation sur une rampe et qui comporte un premier bras coopérant avec la queue de la soupape et un second bras coopérant avec une première came, un culbuteur auxiliaire monté coulissant sur la rampe coopérant avec une seconde came et des moyens de translation du culbuteur auxiliaire pour permettre sélectivement l'accouplement en rotation de ce dernier avec le culbuteur d'actionnement par engagement et désengagement de formes conjuguées portées respectivement par le culbuteur d'actionnement et le culbuteur auxiliaire. Selon l'invention, le dispositif de distribution variable est caractérisé en ce que les formes conjuguées d'accouplement sont agencées sur leurs culbuteurs respectifs de façon à venir s'engager au voisinage de la zone de contact du culbuteur d'actionnement et de la soupape. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, les formes conjuguées d'accouplement sont portées respectivement par le premier bras du culbuteur d'actionnement et par un bras porté par le culbuteur auxiliaire et s'étendant sensiblement parallèlement audit premier bras du culbuteur d'actionnement. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, les formes conjuguées d'accouplement sont formées d'une part, par un pion s'étendant en saillie et d'autre part, par un logement correspondant. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, les formes d'accouplement portées par le premier bras du culbuteur d'actionnement sont disposées au voisinage de l'extrémité dudit bras. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable selon l'invention, les formes d'accouplement portées par le premier bras du culbuteur d'actionnement sont formées par un pion s'étendant en saillie à l'extérieur dudit bras. 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 dessus en coupe partielle d'un dispositif de distribution variable selon l'invention comportant un culbuteur d'actionnement et un culbuteur auxiliaire ; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 précisant le fonctionnement du dispositif de distribution variable selon l'invention - la figure 3 est une vue de côté du culbuteur auxiliaire suivant la flèche III de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de côté du culbuteur d'actionnement suivant la flèche III de la figure 1. Conformément aux figures décrites ci-après seuls ont été représentés les éléments constitutifs du moteur nécessaires à la compréhension de l'invention. Ainsi, seul le dispositif correspondant à une soupape donnée d'un cylindre du moteur à combustion interne à été représenté. Par ailleurs les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Le dispositif de distribution variable représenté conformément aux figures 1 à 4, est donc destiné à actionner une soupape d'admission ou d'échappement d'un cylindre de moteur. Ce dispositif comprend un culbuteur d'actionnement 3 monté libre en rotation en sa partie centrale sur un axe de rotation encore appelé rampe de culbuteur 2. Le corps du culbuteur 3 comporte un premier bras 4 coopérant avec la queue de la soupape par l'intermédiaire d'une vis grain et un second bras 14 coopérant avec une première came d'un arbre à cames non figurée par l'intermédiaire d'un patin 34 disposé à son extrémité. Au côté du culbuteur 3 immobilisé en translation sur la rampe 2 par des moyens appropriés, est disposé un élément de culbuteur auxiliaire 5 monté coulissant sur la rampe 2 de façon à être sélectivement accouplé en rotation avec le culbuteur 3, par engagement et désengagement de formes conjuguées. Le corps du culbuteur auxiliaire 5 présente un premier bras 16 coopérant avec une seconde came d'un arbre à cames non figuré par l'intermédiaire d'un patin 36 disposé à son extrémité. Le culbuteur auxiliaire 5 comporte également second bras 6 coopérant avec des moyens de manoeuvre pour déplacer en translation l'élément de culbuteur auxiliaire 5. Ces moyens non figurés comprennent deux ensembles antagonistes de poussée pilotés depuis une centrale de commande, comme par exemple les vérins actionneurs divulgués dans la demande de brevet FR-A-2.689.177 déposée par la Demanderesse, destinés à venir en appui de part et d'autre du bras 6 porté par le culbuteur auxiliaire 5. Le corps du culbuteur auxiliaire 5 présente enfin un troisième bras 26 qui s'étend sensiblement parallèlement au premier bras 4 du culbuteur 3 et qui porte au voisinage de son extrémité un logement cylindrique 8 s'étendant parallèlement à la rampe des culbuteurs 2. Ce logement est destiné à accueillir l'extrémité libre en saillie d'un pion cylindrique 7 correspondant porté par le premier bras 4 du culbuteur d'actionnement 3. Le pion 7 est simplement monté fretté dans un perçage correspondant du bras 4. L'engagement du logement 8 sur le pion 7 assure l'accouplement des culbuteurs et donc la solidarisation en rotation du culbuteur auxiliaire 5 au culbuteur 3. Bien évidement, on peut prévoir un montage inversé en faisant porter le pion 7 par le bras 26 du culbuteur auxiliaire 5 et le logement 8 par le bras 4 du culbuteur 3. Conformément à l'invention, le troisième bras 26 du culbuteur 5 s'étend radialement sur une longueur suffisamment importante pour permettre le positionnement du pion 7 au voisinage de la zone de contact du bras 4 et de la queue de soupape, de façon à limiter les contraintes s'exerçant sur le pion 7 lors de l'accouplement. Il est ainsi possible de disposer le pion au droit même de la vis grain, le logement de cette dernière étant alors usiné directement à travers le corps du pion. Il est même possible d'envisager le prolongement du premier bras 4 pour permettre de positionner le pion après la vis grain. Le fonctionnement du dispositif de distribution est conformément aux figures le suivant. Lors des phases de fonctionnement à bas ou moyens régimes de rotation moteur, la centrale de commande pilote les vérins actionneurs de façon à maintenir écartée le culbuteur auxiliaire 5 du culbuteur 3, Cf figure 1. La soupape est alors actionnée à partir de la première came d'admission dont la loi de levée est adaptée à de telles plages de fonctionnement moteur. Lors d'un fonctionnement à hauts régimes, par exemple au-dessus de 4000 tr / mn, la centrale de commande pilote alors les vérins actionneurs de façon à pousser le culbuteur auxiliaire 5 au contact du culbuteur 3, Cf figure 2. Il en résulte alors l'engagement du logement 8 sur le pion 7 ce qui assure la solidarisation en rotation du culbuteur auxiliaire 5 au culbuteur 3 et donc leur solidarisation. Le culbuteur auxiliaire 5 transmet alors à la soupape par l'intermédiaire du culbuteur 3 la loi de levée adaptée déterminée par la seconde came, le profil de la première came s'inscrivant dans le profil de la seconde came. Lorsque le régime diminue, i.e. repasse sous les 4000 tr / mn, la centrale de commande pilote les vérins actionneurs de façon alors à repousser le culbuteur 5 et désengager le pion 7 de son logement 8. 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 dispositif et notamment du pion 7 est adapté pour chaque type de moteur par des essais aux bancs moteurs. 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 le troisième bras 26 du culbuteur auxiliaire 5 s'étendant parallèlement au premier bras du culbuteur 3, peut également faire office de second bras en portant directement un élément de paroi 6 s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation des culbuteurs sur lequel peuvent agir les vérins actionneurs. Ainsi, l'utilisation d'une vis grain à l'extrémité du premier bras 4 du culbuteur d'actionnement 3 n'est pas liée à la présente invention, on peut donc faire reposer la queue de soupape directement contre le bras 4 ou bien encore utiliser un système de rattrapage de jeu hydraulique incorporé à l'extrémité du bras 4. Ainsi, il est possible d'utiliser des culbuteurs pivotant non pas en un point intermédiaire de leur longueur mais à une extrémité (ou linguets), le premier bras 4 et le second bras 14 du culbuteur 3 sont alors confondus. REVENDICATIONS [1] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne comprenant, pour une soupape donnée, un culbuteur d'actionnement (3) monté libre en rotation sur une rampe (2) et qui comporte un premier bras (4) coopérant avec la queue de la soupape et un second bras (14) coopérant avec une première came, un culbuteur auxiliaire (5) monté coulissant sur la rampe (2) coopérant avec une seconde came et des moyens de translation dudit culbuteur auxiliaire (5) pour permettre sélectivement l'accouplement en rotation de ce dernier avec ledit culbuteur d'actionnement (3) par engagement et désengagement de formes conjuguées (7,8) portées respectivement par le culbuteur d'actionnement (3) et le culbuteur auxiliaire (3), caractérisé en ce que lesdites formes conjuguées (7,8) sont agencées sur leurs culbuteurs respectifs (3,5) de façon à venir s'engager au voisinage de la zone de contact du culbuteur d'actionnement (3) et de la soupape. [2] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les formes conjuguées d'accouplement sont portées respectivement par le premier bras (4) du culbuteur d'actionnement (3) et par un bras (26) porté par le culbuteur auxiliaire (5) et s'étendant sensiblement parallèlement audit premier bras (4) du culbuteur d'actionnement (3). [3] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que les formes conjuguées d'accouplement sont formées d'une part, par un pion cylindrique (7) s'étendant en saillie et d'autre part, par un logement cylindrique correspondant (8). [4] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que les formes d'accouplement portées par le premier bras (4) du culbuteur d'actionnement (3) sont disposées au voisinage de l'extrémité dudit bras (4). [5] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les formes d'accouplement portées par le premier bras (4) du culbuteur d'actionnement (3) sont formées par un pion (7) s'étendant en saillie à l'extérieur dudit bras (4).