Brevet FR2731043A1 — publié le 19960830

DISPOSITIF DB DISTRIBUTION VARIABLE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un dispositif de distribution variable pour moteur & BR La présente invention concerne plus particulièrement 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 moiteur. On connais déj & décrits en particulier dans les demandes de brevet EP-A-462.853 et EP-A505.231, des dispositifs de distribution variable contrôlant la levée des soupapes d'admission (ou d'échappement) d'un moteur à combustion interne, les soupapes étant commandées par des cames portées par un arbre à cames par l'intermédiaire d'organes de transmission constitués par des leviers basculeurs ou linguets. Selon ces dispositifs de distribution variable connus, des moyens de manoeuvre agissent sur les pivots d'articulation des linguets pour faire varier l'amplitude de la levée et/ou la loi d'ouverture des soupapes. On a plus particulièrement décrit dans ces demandes de brevet des dispositifs de distribution variable dans lesquels on utilise pour contrôler la levée d'une soupape, deux linguets articulés chacun sur un pivot et déplaçables à l'aide d'une came associée pour provoquer la levée de la soupape lors de leurs déplacements, l'un des pivots étant fixe et l'autre mobile sous l'effet d'un système de commande entre deux positions dites respectivement active et de repos, la soupape étant alternativement actionnée par un linguet articulé sur un pivot fixe suivant la position de repos du pivot mobile et par le linguet articulé sur le pivot mobile suivant sa position dite active, de façon & faire varier l'amplitude de la levée en changeant la position du pivot mobile. L'utilisation de deux lois 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 de distribution variable, permettant un faible cotit de revient et une grande fiabilité. Le dispositif de distribution variable pour moteur å combustion interne selon l'invention, comprend pour opérer le déplacement d'au moins une soupape, au moins un premier et un second levièrs basculants coopérant chacun avec une came de commande distincte portée par un arbre à cames. Le profil de la première came associée au premier levier est inscrit dans le profil de la seconde came associée au second levier. Les leviers s'étendent sensiblement parallèlement avec chacun une extrémité qui est articulée sur la culasse et l'autre extrémité qui est reliée å la soupape de façon & pouvoir exercer une poussée axiale sur cette dernière & l'encontre d'un ressort de rappel. La surface d'appui formant l'articulation du second levier est mobile suivant les valeurs prises par au moins un paramètre de fonctionnement du moteur entre une position active dans laquelle le second levier coopère avec sa came et actionne la soupape selon la seconde loi d'ouverture et une position de repos où la soupape est actionnée par le premier levier selon la loi d'ouverture de la première came. Selon l'invention, le dispositif de distribution variable est caractérisé en ce que le premier levier est articulé autour d'un axe fixe par rapport à la culasse et en ce que la surface d'appui formant l'articulation du second levier est montée coulissante le long de cet axe sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, la surface d'appui formant l'articulation du second levier est portée par au moins une douille présentant une épaisseur évolutive, la douille étant montée coulissante sur l'axe et soumise & l'action de moyens de manoeuvre appropriés aptes & translater la douille le long de l'axe. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier repose contre les extrémités progressivement amincies de deux douilles montées à coulissement sur l'axe, ces douilles étant sélectivement écartées ou rapprochées l'une de l'autre par des moyens de manoeuvre appropriés pour respectivement mettre le second levier en position de repos ou en position active. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier levier est monté pivotant autour d'au moins une douille montée & coulissement sur l'axe, cette douille étant mobile le long de l'axe sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier levier vient en appui directement sur la tige de la soupape et le second levier repose sur le premier levier. Selon un mode de réalisation du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier levier est en forme de U et repose sur deux soupapes à la fois par l'intermédiaire de deux bras distincts s'étendant perpendiculairement & l'axe de pivotement. Selon le mode de réalisation précité du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier est en forme de T, présentant une partie longitudinale s'étendant entre les deux bras du premier levier et une partie transversale venant en appui sur les deux bras du premier levier. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de différents modes de réalisation de l'invention, ces modes de réalisation étant donnés à titre d'exemples non limitatifs, en se référant notamment aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus, partielle et simplifiée, du dispositif de distribution variable selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 précisant le fonctionnement du dispositif de distribution variable - les figures 4 et 5 sont des vues de détail, en perspective et en coupe partielle, d'une variante de réalisation du dispositif de distribution variable selon l'invention. Conformément aux figures, le dispositif de distribution variable selon l'invention est destiné & équiper un moteur & combustion interne du type multi-soupapes et & arbre(s) & cames, monté notamment sur un véhicule automobile. Le dispositif de distribution variable a plus particulièrement pour objet d'adapter suivant les conditions de fonctionnement du moteur, la levée des deux soupapes à tige obturant les deux conduits d'admission (ou d'échappement) débouchant dans chacune des chambres de combustion du moteur. Seule donc la partie du dispositif nécessaire & l'actionnement des deux soupapes d'admission d'une chambre donnée de combustion a été figurée, le dispositif se repètant de façon identique pour chacune des autres chambres de combustion du moteur. De même, seuls ont été représentés les éléments constitutifs du dispositif de distribution variable nécessaires & la compréhension de l'invention. Pour faciliter la lecture des figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence d'une figure à l'autre. Le dispositif de distribution variable est disposé classiquement dans la culasse du moteur, entre les extrémités des soupapes & commander d'une part et l'arbre s cames de commande d'autre part. Les soupapes, non figurées, sont montées dans la culasse coulissantes suivant l'axe longitudinal de leurs tiges et sont classiquement rappelées dans leur position d'obturation des conduits en appui étanche contre des sièges logés dans la culasse, par des ressorts qui s'appuient d'une part contre la culasse et d'autre part contre des coupelles correspondantes portées par les tiges des soupapes. L'ouverture des deux soupapes est opéréeen exerçant une poussée axiale sur ces dernières & BR Des leviers basculeurs ou linguets s'étendent au droit des cames et transmettent le mouvement aux tiges des soupapes, ces linguets sont montés pivotant par rapport & la culasse et s'étendent perpendiculairement & l'arbre à cames. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif selon l'invention comprend deux linguets 10 et 20 articulés à leurs extrémités opposées aux soupapes. Le premier linguet 10 du type à fourche, a une forme générale en U. Ce linguet 10 est articulé & son extrémité 14 opposée aux soupapes, autour de douilles cylindriques 41 et 43 portées par un axe 4 fixe par rapport & la culasse et disposé parallèlement & l'arbre à cames. Les douilles 41 et 43 occupent un logement correspondant 13 obtenu par perçage å travers la partie transversale du corps du linguet s'étendant parallèlement à l'arbre & BR Le premier linguet 10 présente par ailleurs deux bras sensiblement droits 1 et 3 s'étendant perpendiculairement à l'axe 4, chacun des bras 1 et 3 coopérant par une surface d'appui disposée sur la face inférieure de son extrémité libre, respectivement 15 et 35, avec une tige de soupape. Les bras 1 et 3 présentent par ailleurs dans leur partie centrale et en saillie sur leur face supérieure un rouleau ou galet anti-friction monté libre en rotation, respectivement 16 et 36, destiné & venir en appui avec la came de commande extrême associée, portée par l'arbre & cames. En position centrale entre les deux bras 1 et 3 du linguet 10, s'étend le second linguet 20. Ce linguet 20 en forme de T comporte une partie longitudinale s'étendant perpendiculairement à l'axe 4 apte à coopérer par un rouleau 26 monté libre en rotation dans sa partie centrale et en saillie sur sa face supérieure, avec la came centrale de commande portée par l'arbre & cames. Les profils des deux cames extrêmes venant en appui sur les rouleaux 16 et 36 du linguet 10, définissent des lois d'ouverture identiques adaptées à des plages de fonctionnement prédéterminées du moteur telles que notamment un fonctionnement à bas régime. Les profils des cames extrêmes sont inscrits dans le profil de la came centrale coopérant avec le rouleau 26 du linguet 20 dont la loi d'ouverture, permettant une levée et une durée d'ouverture plus importantes, est plus particulièrement adaptée aux autres plages de fonctionnement du moteur telles que les hauts régimes. La partie transversale du linguet 20, s'étendant & l'opposé de l'axe 4, est constituée par deux ergots 21 et 23 en saillie respectivement sur les côtés faisant face aux bras 1 et 3 de l'extrémité 25 du linguet 20, ces ergots 21,23 venant reposer sur les faces supérieures des extrémités correspondantes 15 et 35 des bras 1 et 3 du premier linguet 10. La partie longitudinale du linguet 20 est articulée & son extrémité 24 opposée aux soupapes sur une surface d'appui de hauteur évolutive par rapport & l'arbre & cames, cette surface d'appui étant montée & coulissement sur l'axe 4. Le linguet 20 repose contre cette surface grâce à une ouverture centrale 12 pratiquée dans la partie d'extrémité 14 du corps du premier linguet 10 et débouchant dans le logement cylindrique 13 recevant l'axe 4 et les douilles 41 et 43. En se reportant à la figure 2, on voit que la surface d'appui mobile définissant l'articulation du second linguet 20 est formée par les extrémités en regard des douilles 41 et 43 qui sont usinées symétriquement sur une portion angulaire prédéterminée de façon & présenter une épaisseur progressivement amincie jusqu'à leur bord libre selon une surface gauche de type conique donnée, respectivement 412 et 432. La surface inférieure de l'extrémité 24 du second linguet 20 repose & cheval sur ces parties d'extrémités 412 et 432 portées respectivement par les douilles 41 et 43, en présentant des surfaces de contact conjuguées 241 et 243 destinées à venir pivoter librement sur les surfaces gauches 412 et 432. Les douilles 41 et 43 coopèrent donc avec des moyens d'indexation non figurés de façon que lors de leur emmanchement sur l'axe 4 et dans le logement 13 du premier linguet 10, les surfaces d'appui complémentaires 412 et 413 du second linguet s'étendent au droit de l'ouverture 12 pour recevoir & pivotement l'extrémité 24 du linguet 20. Pour opérer le déplacement de la surface d'appui du second linguet 20 et donc la variation de la hauteur de ce dernier, les douilles 41 et 43 sont montées & coulissement dans le logement 13 du linguet 10 et sont soumises à l'action de moyens de manoeuvre et d'immobilisation appropriés qui écartent ou rapprochent sélectivement les deux douilles 41 et 43, ces moyens non figurés sont de type hydrauliques ou mécaniques (par exemple un système à pignon et crémaillère) et sont pilotés par un systeme de commande électronique (par exemple le systeme électronique de contrôle moteur). Ces douilles sont ainsi sélectivement déplacées en translation le long de l'axe 4 dans deux positions distinctes. La premiere position est représentée conformément à la figure 2, les douilles 41 et 43 et donc les surfaces d'extrémité correspondantes 412 et 432 sont alors écartées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée pour abaisser l'extrémité 24 du second linguet 20 en direction de l'axe 4 et ce, de façon à écarter le linguet 20 de l'arbre & cames et de la came centrale d'une valeur prédéterminée. Dans cette première position, dite de repos, du linguet 20, la came centrale ne peut plus venir au contact du rouleau 26 et donc commander le linguet 20. Les dimensions axiales des douilles 41 et 43 ainsi que du logement 13 sont adaptées pour maintenir dans cette première position une surface de portée suffisante entre le logement 13 et les douilles 41 et 43 afin de permettre le pivotement du linguet 10. La seconde position est représentée la figure 3, les douilles 41 et 43 sont alors rapprochées jusqu'à venir au contact l'une de l'autre 4, ce rapprochement des surfaces 412 et 432 entrain l'élévation de l'extrémité 24 du second linguet au-dessus de l'axe 4 et donc le rapprochement de ce dernier vers l'arbre å cames et la came centrale correspondante. Dans cette seconde position dite active du linguet 20, la came centrale peut venir au contact du rouleau 26 et donc commander le linguet 20. 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 régime de rotation moteur, les moyens de manoeuvre des douilles 41 et 43 maintiennent ces dernières dans leur première position, abaissant de ce fait le point d'appui et d'articulation du linguet 20 de telle sorte que la came en regard ne puisse venir à son contact. Le linguet central 20 est ainsi désactivé et les soupapes sont alors actionnées par les bras 1 et 3 & partir des deux cames extrêmes correspondantes dont les lois de levée sont adaptées & de telles plages de fonctionnement moteur. Lors des phases de fonctionnement à haut régime, par exemple au-dessus de 4000 tr/mn, les moyens de manoeuvre opèrent alors la translation des douilles 41 et 43 l'une vers l'autre entraînant le déplacement du point d'appui du second linguet 20 vers 1 'arbre & cames de façon que la came centrale puisse pleinement reposée contre le rouleau 26. Le linguet central 20 en position active transmet alors aux soupapes, par l'intermédiaire des ergots 21 et 23 reposant contre les bras 1 et 3, la loi de levée de la came centrale, loi adaptée à de tels régimes de rotation. Lorsque le régime diminue et repasse sous les 4000 tr/mn, les moyens de manoeuvre rappellent alors les douilles 41 et 43 dans leur première position ramenant le linguet 20 dans sa position de repos, les soupapes sont alors à nouveau actionnées à partir des cames coopérant directement avec les bras 1 et 3 et dont les lois de levée sont adaptées à de telles plages de fonctionnement moteur. Le dimensionnement des différents éléments du dispositif de distribution selon l'invention et notamment le système de commande en translation des douilles 41 et 43, est opéré pour chaque type de moteur par des essais préalables. Les figures 4 et 5 décrivent en variante de réalisation des douilles 141 et 143 adaptées pour venir s'emboîter l'une dans l'autre grâce & des extrémités en regard de formes conjuguées. Les surfaces d'appui 1412 et 1432 du second linguet portées par respectivement les douilles 141 et 143, sont alors définies par une pluralité de surfaces élémentaires. 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 de déplacer le point d'articulation du linguet central 20 en n'utilisant qu'une seule douille présentant deux surfaces d'appui distinctes pour recevoir à pivotement le second linguet 20. Ainsi, il est possible de ne commander qu'une seule soupape d'admission (ou d'échappement) par le dispositif de distribution variable selon l'invention en utilisant un premier linguet 10 en forme de L disposant d'un seul bras sensiblement droit s'étendant perpendiculairement à l'axe 4. Ainsi, il est possible d'utiliser deux linguets distincts mono-bras en lieu et place du premier linguet 10 à fourche et ainsi de pouvoir utiliser une loi distincte d'ouverture à bas régime pour chacune des soupapes commandées. Ainsi, il est possible d'inverser le montage des linguets 10 et 20, en mettant en appui la partie transversale du linguet central directement au contact des tiges des soupapes et faisant reposer les bras 1 et 3 du linguet contre celle-ci. Ainsi, les moyens de manoeuvre des douilles 41 et 43 peuvent piloter le déplacement du second linguet 20 en direction de l'arbre & cames & 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. RIVENDICATIONS tl] Dispositif de distribution variable pour moteur & combustion interne comprenant pour opérer le déplacement d'au moins une soupape, un premier et un second leviers basculants (10,20) coopérant chacun avec une came de commande distincte portée par un arbre & cames, le profil de la première came associée au premier levier (10) étant inscrit dans le profil de la seconde came associée au second levier (20), lesdits leviers (10,20) s'étendant sensiblement parallèlement avec chacun une extrémité (14,24) qui est articulée sur la culasse et l'autre extrémité (15,35,25) qui est reliée & la soupape de façon & pouvoir exercer une poussée axiale sur cette dernière à l'encontre d'un ressort de rappel, la surface d'appui (412,432) formant l'articulation du second levier (20) étant mobile suivant les valeurs prises par au moins un paramètre de fonctionnement du moteur entre une position active dans laquelle le second levier (20) coopère avec sa came et actionne la soupape selon la seconde loi d'ouverture et une position de repos où la soupape est actionnée par le premier levier selon la loi d'ouverture de la première came, caractérisé en ce que le premier levier (10) est articulé autour d'un axe fixe (4) par rapport à la culasse et en ce que la surface d'appui (412,432) formant l'articulation du second levier (20) est montée coulissante le long dudit axe (4) sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés. [2] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui formant l'articulation du second levier (20) est portée par au moins une douille (41,43) présentant une épaisseur évolutive (412,432), ladite douille étant montée coulissante sur l'axe (4) et soumise & l'action de moyens de manoeuvre appropriés aptes à translater ladite douille le long dudit axe (4). t3] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second levier (20) repose contre les extrémités progressivement amincies (412,432) de deux douilles (41,43) montées à coulissement sur l'axe de pivotement (4), les douilles (41,43) étant sélectivement écartées ou rapprochées par des moyens de manoeuvre appropriés pour respectivement mettre le second levier (20) en position de repos ou en position active. t4] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le premier levier (10) est monté pivotant autour d'au moins une douille (41,43) montée à coulissement sur l'axe (4), ladite douille étant mobile le long dudit axe (4) sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés. [5] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier levier (10) vient en appui directement sur la tige de la soupape et en ce que le second levier (20) repose sur le premier levier (10). [6] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier levier (10) est en forme de U et repose sur deux soupapes à la fois par l'intermédiaire de deux bras distincts (1,3) s'étendant perpendiculairement audit axe (4). t7] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second levier (20) est en forme de T, présentant une partie longitudinale s'étendant entre les deux bras (1,3) du premier levier (10) et une partie transversale (21,23) venant en appui sur lesdits bras (1,3).