Brevet FR2728936A1 — publié le 19960705

DISPOSITIF DZ DISTRIBUTIOl VARIABLE POCI 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 notaient diminuer la consommation de carburant et les émissions de polluants du moteur. On connais déj & décrits en particulier dans les demandes de brevet EP-A-462.853 et EP-A505.231, des dispositifs de distribution variable opérant la levée d'au moins une soupape d'admission ou d'échappement pour moteur combustion interne, dans lesquels un dispositif de commande agit sur un pivot mobile d'articulation d'au moins un linguet pour faire varier l'amplitude de la levée et/ou la loi d'ouverture de la soupape. On a plus particulièrement décrit dans ces demandes de brevet des dispositifs de distribution variable dans lesquels on utilise deux linguets articulés chacun sur un pivot et déplaçables & BR 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 bas coat de revient et une grande fiabilité. Le dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'invention, comprend pour opérer le déplacement d'au moins une soupape, au moins un premier et un second leviers basculants coopérant chacun avec une came de commande distincte portée par un arbre å 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 à la soupape de façon à pouvoir exercer une poussée axiale sur cette dernière l'encontre d'un ressort de rappel. La surface d'appui recevant & pivotement le 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 ou la soupape est actionnée par le premier linguet 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 et en ce que la surface d'appui formant l'articulation du second levier est montée pivotante autour dudit 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 un doigt solidaire d'un second axe soumis à l'action de moyens de manoeuvre appropriés aptes à opérer son entrainement en rotation. Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second axe est logé concentriquement l'intérieur du premier axe. Selon un autre mode de réalisation du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier axe est monté fixe dans la culasse. Selon un autre mode de réalisation du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier axe 4 est monté pivotant dans la culasse. Selon un autre mode de réalisation du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier axe et le second axe ne font qu'un. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le pivotement de la surface d'appui formant l'articulation du second levier est opéré par la translation d'une cale sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'apres la description donnée ci-après de deux modes de réalisation de l'invention, ces modes de réalisation étant donnés titre d'exemples non limitatifs, en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue de dessus, en coupe partielle et simplifiée, d'un premier mode de réalisation du dispositif de distribution variable selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 précisant le fonctionnement du dispositif de distribution variable selon l'invention. - les figures 4 et 5 sont des vues similaires respectivement aux figures 2 et 3, présentant un second mode de réalisation du dispositif de distribution variable selon 1 ' invention. Conformément & l'exemple de réalisation représenté sur les figures, le dispositif de distribution variable selon l'invention est destiné & équiper un moteur à combustion interne du type multi-soupapes et à arbre(s) à 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 la partie du dispositif nécessaire & BR Le dispositif de distribution variable est disposé classiquement dans la culasse du moiteur, entre les extrémités des soupapes à commander d'une part et l'arbre 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 sieges 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 opérée en exerçant une poussée axiale sur ces dernières & l'encontre des ressorts de rappel grace des cames de commande portées par un arbre cames logé dans des paliers fixes de la culasse et entraîné classiquement en rotation par le vilebrequin du moteur. Ces cames commandant l'ouverture des deux soupapes sont au nombre de trois, deux cames extrêmes de profils identiques entourant une came centrale de profil distinct. 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 å l'arbre cames. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif selon l'invention comprend trois linguets 1, 2 et 3 articulés à leurs extrémités opposées aux soupapes, respectivement 14, 24 et 34. Au droit de chaque came extrême de 1 'arbre å cames s'étendent des linguets droits 1 et 3. Ces linguets 1 et 3 sont articulés leurs extrémités respectives 14 et 34 opposées aux soupapes, autour d'un axe creux 4 monté fixe dans la culasse et disposé parallelement à l'arbre å cames. Les linguets extrêmes 1 et 3 présentent donc des logements correspondants 11 et 31 recevant cet axe 4 ; ces logements 11 et 31, obtenus par perçage travers les extrémités respectives 14 et 34 des deux linguets 1 et 3, définissant ainsi des surfaces de portée cylindrique. Chaque linguet 1, 3 comporte & son extrémité, respectivement 15, 35, opposée son articulation une surface d'appui disposée sur la face inférieure de son extrémité libre, respectivement 15 et 35, coopérant avec une tige de soupape. Les linguets 1 et 3 présentent par ailleurs dans leur partie centrale et en saillie sur leur face supérieure un rouleau ou galet antifriction monté libre en rotation, respectivement 16 et 36, destiné venir en appui avec la came de commande extrême associée portée par 1 'arbre & BR En position centrale entre les deux linguets 1 et 3, et parallelement ces derniers s'étend 'le linguet 2. Ce linguet 2, sensiblement droit, présente un rouleau 26, monté libre en rotation dans sa partie centrale et en saillie sur sa face supérieure, destiné à coopérer avec la cane centrale de commande portée par l'arbre à cames. Les profils des deux cames extrêmes venant en appui sur les rouleaux 16 et 36 des linguets 1 et 3, définissent des lois d'ouverture identiques adaptées & des plages de fonctionnement prédéterminées du moteur telles que notamment un fonctionnement à bas régime. Les profils des cames extrêmes sont inscrites dans le profil de la cane 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. Le linguet central 2 est solidarisé avec les deux linguets 1 et 3 qui l'entourent au moyen d'un élément d'axe 13 telle qu'une goupille cylindrique montée serrée dans un perçage 22 usiné à l'extrémité 25 du linguet 2 qui s'étend du côté des soupapes. Cet élément d'axe 13 débouchant en saillie respectivement sur les côtés faisant face aux leviers 1 et 3, est monté dans des logements correspondants formant paliers, respectivement 12 et 32, portés par ces leviers 1 et 3 et à l'intérieur desquels il peut librement tourillonner. L'autre extrémité du linguet central s'étendant à l'opposé des soupapes est articulée sur une surface d'appui mobile par rapport à la culasse et donc à l'arbre à cames. Cette surface d'appui qui est montée pivotante par rapport & BR L'extrémité 24 du linguet central 2 présente donc dans sa partie inférieure une surface de contact conjuguée destinée à reposer et à pivoter librement autour de la rotule mobile 52. L'axe intérieur 5 qui est destiné & étre monté de manière tournante dans des paliers fixes du moteur est logé concentriquement dans l'axe extérieur 4 autour duquel pivotent les linguets extrêmes 1 et 3, de façon à pouvoir être déplacé angulairement par rapport à celui-ci. Le doigt 51 est solidarisé à l'arbre intérieur 5 par l'intermédiaire d'un système de fixation approprié (vissage, collage, etc). Un évidement 42 est prévu sur l'axe extérieur 4 pour permettre le passage du doigt 51 et sa fixation sur l'axe intérieur, la largeur de cet évidement 42 est dimensionnée pour permettre une certaine rotation de l'axe intérieur 5 par rapport b l'axe extérieur 4. Pour opérer le déplacement de la rotule 52 supportant le linguet central 2 et donc faire varier la distance de ce dernier par rapport å l'arbre & cames, l'axe intérieur 5 auquel est solidarisé le doigt 51 est commandé en rotation par des moyens de manoeuvre et d'immobilisation appropriés qui font sélectivement tourner l'axe intérieur 5 entre deux positions angulaires prédéterminées, ces moyens non figurés sont de type hydrauliques, électriques ou mécaniques (par exemple un système pignon et crémaillère) et sont pilotés par un système de commande électronique (par exemple le système électronique de contrôle moteur) suivant les conditions de fonctionnement du moteur. Le doigt 51 occupe ainsi sélectivement deux positions distinctes. La première position est représentée conformément à la figure 2, le doigt 51 est alors tourné d'un angle prédéterminé dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de façon à abaisser l'extrémité 24 du linguet central 2 et éloigner ce dernier de l'arbre & cames et de la came centrale d'une valeur prédéterminée. Dans cette première position, dite de repos, du linguet 2, la came centrale ne peut plus venir au contact du rouleau 26 et donc commander le linguet 2. La seconde position est représentée & la figure 3, le doigt 51 est alors tourné d'un angle prédéterminé dans le sens des aiguilles d'une montre de façon à relever l'extrémité 24 du linguet central 2 et approcher ce dernier de l'arbre à cames et la came centrale correspondante. Dans cette seconde position dite active du linguet 2, la came centrale peut venir au contact du rouleau 26 et donc commander le linguet 2. Le fonctionnement du dispositif de distribution variable est conformément & la description qui précède et aux figures 1 & 3, le suivant. Lors des phases de fonctionnement à bas ou moyen régime de rotation moteur, les moyens de manoeuvre de l'axe intérieur 5 et du doigt 51 maintiennent ces derniers dans leur première position, abaissant de ce fait le point d'appui et d'articulation du linguet central 2 de telle sorte que la came en regard ne puisse venir à son contact. Le linguet central 2 est ainsi désactivé et les soupapes sont alors actionnées par les deux linguets 1 et 3 & partir des deux cames extrêmes correspondantes dont les lois de levée sont adaptées à 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 rotation de l'axe intérieur 5 dans le sens des aiguilles d'une montre entraînant le déplacement du point d'appui 52 du second linguet 2 en direction de l'arbre s cames de façon que la came centrale puisse pleinement reposée contre le rouleau 26. Le linguet central 2 en position active transmet alors aux soupapes, par l'intermédiaire de l'élément d'axe 13, solidarisant le linguet 2 aux linguets 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 l'axe intérieur 5 dans sa première position ramenant le linguet central 2 dans sa position de repos, les soupapes sont alors à nouveau actionnées & partir des cames coopérant directement avec les bras 1 et 3 et dont les lois de levée sont adaptées b 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 rotation de l'axe 5, est opéré pour chaque type de moteur par des essais préalables. Selon le second mode de réalisation du dispositif de distribution variable représenté conformément aux figures 4 et 5, la rotation du doigt 51 et de l'axe 5 associé est opérée par une cale 6 d'épaisseur donnée dont l'extrémité est conformée en coin. La cale 6 disposée au droit du doigt 51 est déplacée en translation perpendiculairement à l'axe 4 par des moyens de manoeuvre appropries, tel qu'un système hydraulique & double effet piloté suivant les conditions de fonctionnement du moteur, et ce selon deux positions axiales données. Dans la première position, dite de repos, représentée & la figure 4, la cale 6 est retirée de dessous le doigt 51, ce dernier alors soumis aux efforts appliqués par la came centrale, est naturellement basculé vers le bas dans le sens contraire des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que le linguet 2 soit hors de portée de la came centrale. Dans la seconde position représentée à la figure 5, la cale 6 est avancée sous le doigt 51, l'introduction de la cale sous le doigt 51 a contraint ce dernier à basculer vers le haut dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que le linguet 2 soit au contact du dos de la came centrale. La présence de la cale 6 sous le doigt 51 permet d'immobiliser ce dernier en position, d'une façon parfaitement sure malgré les efforts exercés par la came centrale. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est parfaitement similaire au fonctionnement du mode de réalisation précédemment décrit. 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, 1'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 réunir en une seule pièce les deux axes 4 et 5, la rotation de cet axe unique pour déplacer le doigt porte-rotule ne modifiant pas la position et le fonctionnement des deux linguets extrêmes 1 et 3. 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 seul linguet extrême 1 articulé autour de l'axe 4. Ainsi, il est possible de réunir les deux linguets extrêmes en un seul linguet de type & BR Ainsi, il est possible d'utiliser des canes extrêmes distinctes définissant des lois distinctes d'ouverture bas régime pour chacune des soupapes commandées. Ainsi, il est possible de remplacer l'élément d'axe traversant 13 solidarisant le linguet central 2 aux linguets extrêmes par des ergots venant reposer sur la partie supérieure des extrémités 15 et 35 de ces linguets extrêmes. Ainsi, les moyens de manoeuvre de l'axe 5 peuvent piloter le déplacement du linguet 2 & BR REVENDICATION8 t1] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne comprenant pour opérer le déplacement d'au moins une soupape, au moins un premier et un second leviers basculants (1,2) coopérant chacun avec une came de commande distincte portée par un arbre & canes, le profil de la première came associée au premier levier (1) étant inscrit dans le profil de la seconde came associée au second levier (2), lesdits leviers (1,2) s'étendant sensiblement parallèlement avec chacun une extrémité (14,24) qui est articulée sur la culasse et 1'autre extrémité (15,25) qui est reliée a la soupape de façon pouvoir exercer une poussée axiale sur cette dernière à l'encontre d'un ressort de rappel, la surface d'appui (52) recevant à pivotement le second levier (2) étant mobile suivant les valeurs prises par au moins un paramètre de fonctionnement du moteur entre une position active dans laquelle le second levier (2) coopère avec sa came et actionne la soupape selon la seconde loi d'ouverture et une position de repos ou la soupape est actionnée par le premier linguet selon la loi d'ouverture de la première came, caractérisé en ce que le premier levier (10) est articulé autour d'un axe (4) et en ce que la surface d'appui (52) formant l'articulation du second levier (2) est montée pivotante autour 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 (52) formant l'articulation du second levier (2) est portée par un doigt (51) solidaire d'un second axe (5) soumis & l'action de moyens de manoeuvre appropriés aptes & opérer son entratnement en rotation. t3] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit second axe (5) est logé concentriquement à l'intérieur dudit premier axe (4). t4] Dispositif de distribution variable pour moteur å combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit premier axe (4) est monté fixe dans la culasse. [5] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce que ledit premier axe (4) est monté pivotant dans la culasse. [6] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit premier axe (4) et ledit second axe (5) ne font qu'un. t7] Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que le pivotement de la surface d'appui (52) formant l'articulation du second levier (2) est opérée par la translation d'une cale (6) sous l'action de moyens de manoeuvre appropriés.