Brevet FR2729713A1 — publié le 19960726

l L'invention concerne une culasse d'un moteur à combustion interne à piston alternatif, avec un arbre à cames en tête et avec un dispositif d'injection de carburant auquel est associée une pompe de carburant, laquelle est actionnée par l'arbre à cames en interposant un élément de transmission, et avec au moins deux soupapes d'échange gazeux associées à un même cylindre. On connaît par le document DE 39 40 740 A1 une culasse du type mentionné ci-dessus avec un arbre à cames en tête, qui, en étant pourvu de cames, actionne aussi bien les soupapes du côté de l'admission que les soupapes du côté de l'échappement, coine aussi ce qu'on appelle un ensemble d'injection servant à l'injection de carburant. Dans ce cas l'ensemble d'injection est actionné, en interposant un poussoir à galet, par une came de l'arbre à cames, tandis que les cames qui se trouvent au voisinage de celle-ci, des deux côtés, agissent sur les soupapes en interposant des poussoirs à galets, des tiges de butée et des culbuteurs. Quand bien même 1'état de la technique mentionné parvient à cela avec un seul arbre à cames, le coût de construction est au total considérable, celle-ci menant aux inconvénients bien connus tels que l'encombrement, le coût, les émissions de bruit ainsi que les tolérances en chaîne. L'invention a pour objet de créer une culasse du type mentionné pour un moteur à combustion interne à piston alternatif, qui assure, en n'exigeant qu'un faible encombrement, et en n'utilisant qu'un petit nombre de pièces constitutives, en particulier dynamiquement mobiles, un actionnement précis et exact quant à l'instant de la commande du dispositif d'injection de carburant. On résout le problème en disposant un deuxième arbre à cames parallèlement au premier arbre à cames, s'étendant dans la culasse, les arbres à cames présentant respectivement au moins une came associée à l'élément de transmission, l'élément de transmission étant constitué sous la forme d'une traverse s'étendant transversalement au sens longitudinal du moteur à combustion interne à piston alternatif, traverse qui présente des surfaces d'actionnement coopérant avec les deux cames et actionne la pompe de carburant par une section qui se trouve entre les axes des arbres à cames. Quand on dispose, dans une culasse selon l'état de la technique, un deuxième arbre à cames s' étendant parallèlement au premier et quand les deux arbres à cames sont pourvus de la came associée à l'élément de transmission, qui agit sur des surfaces d'actionnement disposées sur celui-ci, et quand cet élément de transmission est constitué sous la forme d'une traverse s'étendant transversalement au sens longitudinal du moteur à combustion interne à piston alternatif, dont la section qui se trouve entre les deux axes des arbres à cames actionne la ponmpe de carburant associée au dispositif d'injection, on a l'assurance d'avoir de cette façon d'une manière relativement simple un actionnement de la pompe de carburant réparti régulièrement sur les deux arbres à cames en se passant de tout culbuteur ou levier basculant ainsi que de tout poussoir ou tige de butée. La traverse qui peut être réalisée d'une seule pièce constitue une pièce détachée relativement simple et qui n'exige qu'un encombrement faible, de telle sorte que l'on réduit largement les problèmes en ce qui concerne les tolérances en chaîne, l'usure ainsi que les émissions de bruit. La solution selon l'invention constitue en même temps une base de départ idéale pour un actionnement simplifié et simultané de la pompe de carburant et des soupapes. Pour cela on peut prévoir d'une manière avantageuse, dans le cas par exemple d'un moteur à quatre soupapes, que soient disposées des deux côtés de la came associée à l'élément de transmission, des cames séparées pour l'actionnement des soupapes qui servent à l'admission ou à l'échappement. On peut obtenir des conditions idéales de répartition des forces et d'encombrement en associant la pompe de carburant au dispositif d'injection directement sur le même axe et en la disposant à peu près au milieu entre les soupapes. L'invention peut s'appliquer aussi bien aux moteurs à combustion interne dans le cas desquels on associe à chaque cylindre un ensemble propre désigné commne ensemble d'injection se composant d'une pompe de carburant et d'un dispositif d'injection, comme aux moteurs à combustion interne qui présentent dans la culasse une pompe de carburant associée à tous les cylindres. En outre l'invention peut s'appliquer aussi bien aux moteurs à combustion interne de type Diesel à injection directe qu'aux moteurs à combustion interne à allumage par étincelle, conmme aussi aux moteurs à combustion interne avec injection dans une chambre préalable ou une chambre de tourbillonnement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - chacun des arbres à cames présente en outre des cames, qui servent à actionner les soupapes, les arbres à cames étant associés respectivement à au moins une soupape d'un cylindre commun, - chacun des arbres à cames actionne par cylindre au moins deux soupapes, qui agissent de la même façon, au moyen de cames séparées et la came, qui actionne la pompe de carburant, est disposée entre ces cames séparées sur les arbres à cames, - les axes des arbres à cames sont disposés dans un plan commun, s'étendant parallèlement à l'axe du moteur, et à chaque cylindre du moteur à combustion interne à piston alternatif est associée une pompe de carburant, disposée avec le même axe que le dispositif d'injection, pompe de carburant dont l'axe longitudinal (L) est disposé de façon sensiblement perpendiculaire à ce plan et est au milieu entre les axes des arbres à cames, - la traverse est constituée sensiblement en forme de C, deux branches, parallèles, étant disposées perpendiculairement au plan en s'étendant entre les axes des arbres à cames et les surfaces d'actionnement étant disposées sur des portions d'arc qui partent des branches en étant recourbées, - la section se trouve entre les branches et celles-ci s'étendent sensiblement sur le côté du plan qui est à l'opposé du dispositif d'injection, - les portions d'arc s'étendent sur le côté opposé du plan en entourant en partie les arbres à cames, - on dispose sur les portions d'arc des rouleaux qui portent les surfaces d'actionnement. D'autres avantages de l'invention vont ressortir de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple, à partir d'un dessin schématique. Une culasse 1 d'un moteur à combustion interne à piston alternatif supporte deux arbres à cames 2, 3 dont les axes 4 ou 5 s'étendent parallèlement l'un à l'autre dans un plan cominun E. Entre les axes des arbres à cames 4, 5 on dispose un ensemble d'injection, désigné au total par la référence 6, qui s'étend perpendiculairement au plan E. L'ensemble d'injection 6 est constitué essentiellement par une pompe de carburant 7 et un dispositif d'injection 8 de carburant disposé sur le même axe le long d'un axe longitudinal L. Les arbres à cames 2, 3 portent respectivement une came 9, qui actionne la pompe de carburant 7 en interposant un élément de transmission. Cet élément de transmission est constitué sous la forme d'une traverse 10, qui s'étend transversalement au sens longitudinal du moteur à combustion interne à piston alternatif et qui présente des surfaces d'actionnement 11 coopérant avec les deux cames 9 et actionne la pompe de carburant 7 par une section 12, qui se trouve entre les axes des arbres à cames 4 et 5. La traverse 10 est constituée avec sensiblement une forme en C, deux branches parallèles 13 ou 14 étant disposées de façon à s'étendre perpendiculairement au plan E entre les axes des arbres à cames 4, 5 et les surfaces d'actionnement 11 étant disposées sur des portions d'arc 15 recourbées en partant des branches 13 ou 14. Dans ce cas les branches 13 et 14 s'étendent ainsi que la section 12, qui se trouve entre, sur un côté du plan E qui est à l'opposé du dispositif d'injection 8, tandis que les portions d'arc 15 s'étendent sur le côté opposé du plan E par rapport à ce premier côté, en entourant en partie les arbres à cames 2 ou 3. Les portions d'arc 15 présentent respectivement un galet 16 qui porte la surface d'actionnement 11, galet dont le centre par rapport au plan E se trouve perpendiculaire aux axes des arbres à cames 4 ou 5. L'ensemble d'injection 6 est maintenu au moyen d'une bride 20 sur une contre-bride 21 disposée au centre dans la culasse. Sur la bride 20 s'appuie un ressort de compression 22, dont l'extrémité opposée actionne une cuvette de ressort 24 constituée d'une seule pièce avec un poinçon 23 de la pompe de carburant 7. Cette cuvette de ressort 24 est reliée, au moyen d'une liaison à vis 25, rigidement à la section 12 de la traverse 10. Chaque arbre à cames 2 ou 3 actionne en outre directement deux soupapes 26 ou 27 fonctionnant comme soupape d'admission ou soupape d'échappement. Pour leur actionnement on dispose des deux côtés de la came correspondante 9 des cames séparées 28 ou 29 sur l'arbre à cames 2 ou 3. Quand le moteur à combustion interne est en fonctionnement les arbres à cames 2 et 3 sont entraînés par un arbre de vilebrequin non représenté du moteur à combustion interne à piston alternatif. Les cames 28 de l'arbre à cames 2, associées aux soupapes 26, constituées comme soupapes d'admission, s'ouvrent pour alimenter le moteur avec de l'air ou un mélange air/carburant d'une concentration déterminée. Ensuite les cames 9, disposées en phase l'une par rapport à l'autre, passent sur les galets 16, à la suite de quoi la traverse 10 coulisse à l'encontre de la force du ressort de compresion 22 le long de l'axe longitudinal L. De cette façon s'établit dans la pompe de carburant 7 la pression qui est nécessaire à l'injection et ensuite du carburant est injecté dans une chambre de combustion, non représentée, au moyen du dispositif d'injection 8. La disposition choisie et la position du centre des galets 16 assurent une distribution des forces et un actionnement de la traverse 10 complètement symétriques, de telle sorte que l'on arrive à avoir une injection de carburant exactement reproductible et un instant précis de la commande. La traverse 10 est relativemment petite, d'une5 construction simple et ne nécessite, du fait de la disposition des galets, qu'une faible puissance d'entraînement. L'accouplement rigide de la section 12 sur la pompe de carburant 7 évite tout problème de tolérances dans cette zone. REVENDICATIONS 1.Culasse d'un moteur à combustion interne à piston alternatif, avec un arbre à cames en tête et avec un dispositif d'injection de carburant auquel est associée une pompe de carburant, laquelle est actionnée par l'arbre à cames en interposant un élément de transmission, et avec au moins deux soupapes d'échange gazeux associées à un même cylindre, culasse caractérisée en ce que l'on dispose un deuxième arbre à cames (3) parallèlement au premier arbre à cames (2), s'étendant dans la culasse (1), les arbres à cames (2, 3) présentant respectivement au moins une came associée à l'élément de transmission (9), l'élément de transmission étant constitué sous la forme d'une traverse (10) s'étendant transversalement au sens longitudinal du moteur à combustion interne à piston alternatif, traverse qui présente des surfaces d'actionnement (11) coopérant avec les deux cames (9) et actionne la pompe de carburant (7) par une section (12) qui se trouve entre les axes des arbres à cames (4, 5). 2.Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des arbres à cames (2, 3) présente en outre des cames (28, 29), qui servent à actionner les soupapes (26, 27), les arbres à cames (2, 3) étant associés respectivement à au moins une soupape (26, 27) d'un cylindre commuun. 3. Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce que chacun des arbres à cames (2, 3) actionne par cylindre au moins deux soupapes (26, 27), qui agissent de la même façon, au moyen de cames séparées (28, 29), et en ce que la came (9), qui actionne la pompe de carburant (7), est disposée entre ces cames séparées (28, 29) sur les arbres à cames (2, 3). 4. Culasse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les axes des arbres à cames (4, 5) sont disposés dans un plan conmrmun (E), s'étendant parallèlement à l'axe du moteur, et en ce qu'à chaque cylindre du moteur à combustion interne à piston alternatif est associée une pompe de carburant (7) disposée avec le même axe que le dispositif d'injection (8), pompe de carburant dont l'axe longitudinal (L) est disposé de façon sensiblement perpendiculaire à ce plan (E) et est au milieu entre les axes des arbres à cames (4, 5). 5. Culasse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la traverse (10) est constituée sensiblement en forme de C, deux branches (13, 14), parallèles, étant disposées perpendiculairement au plan (E) en s'étendant entre les axes des arbres à cames (4, 5) et les surfaces d'actionnement (11) étant disposées sur des portions d'arc (15) qui partent des branches (13, 14) en étant recourbées. 6. Culasse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section (12) se trouve entre les branches (13, 14) et celles-ci s ' étendent sernsiblemernt suz le côté du plan (E) qui est à l'opposé du dispositif d'injection (8). 7. Culasse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les portions d'arc (15) s'étendent sur le côté opposé du plan (E) en entourant en partie les arbres à cames (2, 3). 8. Culasse selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'on dispose sur les portions d'arc (15) des rouleaux (16) qui portent les surfaces d'actionnement (11).