Brevet FR2784138A1 — publié le 20000407

Procede d'activaticon d'une came pour freiner un moteur thermique L'invention se rapporte b un procédé d'activation mécanique d'une ou plusieurs petites cames, ou petites rampes, disposées avant, dans le sens de rotation de l'arbre à cames, de la came normale d'échappement d'un 5 moteur thermique pour freiner ce moteur. Le brevet us 2192601 prévoit de freiner un moteur en ouvrant la soupape d'échappement à la fin de la compression pour libérer les gaz comprimés de telle sorte qu'ils ne générent pas de poussée motrice pendant le troisième temps.10 Pour ce faire, la came d'échappement possède une petite came supplémentaire qui n'est activée qu'en période de freinage. Le jeu entre le culbuteur et la soupape d'échappement est tel qu'en période moteur, il ne permet pas aux petites cames ou à une petite rampe de transmettre leurs actions de levées aux soupapes d'échappement. Pour activer ces petites cames ou petites rampes, ce procédé utilise un piston hydraulique, placé a l'extrémité du culbuteur, qui, lorsqu'il est en extention, supprime20 le jeu du culbuteur de telle sorte que les petites cames ou petites rampes puissent ouvrir la soupape d'échappement à d'autres moments que ceux du cycle moteur normal d'un moteur thermique à quatre temps. Ce procédé est relativement complexe ce qui le rend particulierement onéreux. Un autre document EP 543 210 prévoit qu'un actionneur fasse pivoter une bague exentrée, placée entre le culbuteur d'échappement et son axe de basculement. pour rapprocher le culbuteur de sa soupape pour supprimer le jeu et activer la30 petite came ou petite rampe et permettre ainsi d'ouvrir cette soupape au deuxième temps. Ce procède bien moins couteux nécessite toutes fois un dispositif d'actionnement par soupape d'échappement et génere un cout supplémentaire et réclame un certain espace.35 De plus, linterposition de cette bague exentrée augmente considérablement le dimentionnement du culbuteur d'échappement. Le but de l'invention conciste à activer une ou plusieurs petites cames ou rampes, disposées sur une came d'un moteur thermique, par un procède simple et mo2ns page 2 couteux. tout en reduisant son encombrement. Pour atteindre son but, l'invention prévoit qu'un axe de forme particulièere, supportant les culbuteurs: - puisse tourner sur des tourilions de rotation; - que le centre du tourililon. autour duquel bascule ie culbuteur d'échappement de cet axe, solt décentré par rapport au centre des tourilons de rotation: - et que le tourillon, autour duquel bascule le culbuteur d'admission, soit centré par rapport aux tourillons de i0 rotation de l'axe à culbuteurs. En période moteur. ce décentrage du tourillon du culbuteur d'échappement est oriente vers l'extérieur du moteur de telle sorte qu'il éioingne son culbuteur de la culasse, permettant ainsi, entre lui et sa soupape, un jeu15 tel que la petite came d'échappement ne puisse actionner la soupape d'échappement. En période de freinage, un actionneur fait pivoter angulairement l'axe a culbuteurs. Le tourilion du culbuteur d'admission étant centré, ie jeu de sa soupape ne sera pas20 modifié. Par contre, le tourillon du culbuteur d'échap- pement étant décentré, la rotation angulaire de l'axe à culbuteurs déplace le centre de ce tourillon vers la culas- se pour rapprocher et supprimer le jeu entre son culbuteur et sa soupape d'échappement, permettant ainsi que l'effet25 de levée d'une petite came ou rampe soit tramsmis à cette soupape et puisse l'ouvrir. Ainsi, en période de freinage, en raison du décen- trage du tourillon du culbuteur d'échappement, la rotation angulaire de l'axe à culbuteurs, mu par un actionneur30 quelconque, rapproche le culbuteur d'échappement de sa soupape, et permet ainsi à une petite came ou rampe d'échappement d'ouvrir sa soupape à la fin du deuxième temps pour libérer les gaz et les empêcher d'effectuer une poussée motrice sur le piston pendant le troisième temps.35 Une des caractéristique principale de l'invention réside dans le fait que la rotation de l'axe à culbuteurs est apte à faire varier le jeu entre le culbuteur d'échap- pement et sa soupape sans faire varier le jeu entre le culbuteur d'admission et sa soupape.40 Compte tenue du décentrage des tourillons d'échappe- page 3 ment et de la nécessité. au cours du montage, d'enfiler, successivement les culbuteurs sur l'axe, un développement de l'invention qui en tient compte, prévoit: - que le rayon des tourillons des culbuteurs d'admission soit identique a celui des tourillons des culbuteurs d'échappement; - que le rayon des tourillons de rotation de l'axe à culbuteurs soit réduit par rapport au rayon des tourillons des culbuteurs;10 - que la différence de rayon entre les tourillons de rotation et les tourillons des culbuteurs est légèrement supérieure à la distance entre le centre de l'axe à culbuteurs et le centre des tourillons d'échappement; - que la largeur des tourillons de rotation soit légèrement supérieure à celles des tourillons des culbuteurs; - que la largeur de la partie cylindrique creuse des cul- buteurs est légèrement inférieure a la largeur de leur tou- rillon de basculement; - que la largeur des espacements entre deux tourillons de culbuteurs est légèrement supérieure à la largeur d'un de ces tourillons; - que les tourillons de rotation de l'arbre à culbuteurs tournent dans des paliers en deux parties, semblables aux paliers de villebrequin d'un moteur;25 - et en ce que ces paliers sont fixés à la culasse. Ainsi, sur un moteur thermique à plusieurs cylindres, l'invention permet, dans la variante la plus simple, qu'un seul axe à culbuteurs, objet de l'invention, actionné par un seul actionneur, soit en mesure d'activer toutes les30 petites cames ou rampes, disposées avant les cames d'échappement, dans le sens de rotation de l'arbre à cames, de telle sorte que leurs effets de levées soient en mesure d'ouvrir les soupapes d'échappement. L'invention prévoit également, dans d'autres vari- antes, qu'un moteur soit équipé de plusieurs axes à culbu- teurs actionnés par un ou plusieurs actionneurs. On décrit maintenant l'invention à l'aide des dessins annéxés dans lesquels: la figure 1 représente un disposotif de distribution d'un40 moteur thermique et montre tout particulièrement, en coupe, page 4 un axe à culbuteurs dans la position qu'occupe un tourillon de culbuteur d'échappement et son culbuteur, en période moteur, avec le poussoir légèrement soulevé et la soupape d'échappement fermée grace à la position particulière du 5 décentrage du tourillon du culbuteur d'échappement orienté vers l'extérieur du moteur. et qui annule l'effet de levée de la petie came; la figure 2 représente le meme dispositif de distribution et montre tout particulierement, en coupe la position du10 décentrage du tourillon du culbuteur d'échappement, orienté vers la culasse, supprimant le jeu entre le culbuteur et sa soupape d'échappement, permettant ainsi de transmettre l'effet de levée d'une petite came ou rampe à une soupape d'échappement pour l'ouvrir.15 la figure 3 représent une partie d'un axe à culbuteurs et montre tout particulièrement le décentrage du tourillon d'échappement, le centrage du tourillon d'admission et le rayon réduit du tourillon de rotation de cet axe à culbu- teurs par rapport au tourillon du culbuteur d'échappement.20 Cette figure montre également la possibilité d'enfilage d'un culbuteur, du tourillon d'échappement sur le touril- lon de rotation, et de ce tourillon sur celui d'admission. Les numérotations des figures 1 et 2 sont identiques, ainsi on a désigné par 1 l'arbe à cames, par 2 la came d'échappement, par 3 une petite came de la came d'échap- pement 2, par 4 le poussoir légèrement levé par la petite came 3, par 5 le centre du tourillon de rotation 6 de l'axe à culbuteurs, par 7 le centre du tourillon 8 du culbuteur d'échappement 9, par 10 la soupape d'échappement, par 11 la culasse, par 12 le conduit d'échappement, par 13 le cylin- dre du moteur, par 14 le piston en phase terminale de com- pression et par 15 la tige de culbuteur. Sur la figure 3 on a désigné par 5 le centre du tou- rillon de rotation 6 de l'axe à culbuteur 16, par 7 le centre, décentré du tourillon 8 du culbuteur d'échappement, et par 17 le tourillon centré du culbuteur d'admission. L'invention est caractérisée en ce que: - un axe (16), de forme particulière, supportant les cul- buteurs du moteur, puisse tourner sur des tourillons de rotation (6) page 5 - et en ce que le centre (7) du tourillon (8), autour du- quel bascule le culbuteur d'échappement (9) de cet axe (16). soit décentre par rapport au centre (5) des touril- lons de rotation (6); - et en ce que le tourillon (17) du culbuteur d'admission est centré par rapport au centre (5) du tourillon de rotation (6) de l'axe a culbuteurs (16): - et en ce que, la rotation de l'axe a culbuteurs (16) est apte a déplacer le centre (7) du tourillon (8) du culbu- buteur (9) de la soupape d'échappement (10). - et en ce que le déplacement du centre (7) du tourillon d'échappement (8) est apte à faire varier le jeu entre le culbuteur d'échappement (9) et sa soupape 10; - et en ce que le rayon d'un tourillon d'un culbuteur d'admission est identique au rayon d'un tourillon d'un culbuteur d'échappement; - et en ce que le rayon d'un tourillon de rotation (6) de l'axe (16) a culbuteurs est réduit par rapport au rayon des tourillons (8 et 17) des culbuteurs;20 - et en ce que la différence de rayon entre les tourillons de rotation (6) et les tourillons des culbuteurs est légèrement supérieure à la distance entre le centre 7, du tourilion 8, et le centre 5 du tourillon 6; - la largeur des tourillons de rotation (6) est légèrement supérieure à la largeur des tourillons (8 ou 17) des culbuteurs: - et en ce que la largeur de la partie cylindrique creuse des culbuteurs est légèrement inférieure à la largeur de leur tourillon de basculement;30 et en ce que la largeur de l'espacement entre deux tou- rillons (8 et 17) des culbuteurs est légèrement supérieure à la largeur d'un tourillon de rotation (6). - et en ce que les tourillons de rotation (6) de l'axe à culbuteurs (16) tournent dans des paliers en deux parties, semblables aux paliers de villebrequin d'un moteur; - et en ce que les paliers des tourillons de rotation (6) sont fixé à la culasse (11). En période moteur, l'orientation du décentrage 7 du tourillon 8 du culbuteur d'échappement 9 de l'axe à culbu- teurs 16 est dirigé vers le haut du moteur de telle sorte page 6 que ie jeu résultant du décentrage 7 du tourillon 8 soit tel que l'effet de levee de la petite came d'échappement 3 ne puisse ouvrir ia soupape d'échappement 10. La petite came 3 n'est pas activee tfigure 1)5 Lorsque le conducteur actionne le dispositif de frei- nage, l'actionneur fait tourner l'axe à culbuteurs 16 de telie sorte que le décentrage 7 du tourillon 8 se rap- proche suffisamment de la culasse pour supprimer le jeu entre le culbuteur d'échappement 9 et sa soupape 10 de10 telle sorte que l'effet de levée de la petite came 3 puisse ouvrir la soupape d'échappement 10 à la fin du deuxième temps. La petite came 3 est activée (figure 2). Lorsque le conducteur relachera la commande du dispo- sitif, l'actionneur fera tourner. en arrière, l'axe à culbuteurs 6 de telie sorte que le tourillon décentré 8 du culbuteur d'échappement 9 éloigne ce culbuteur de la cuiasse pour augmenter le jeu entre lui et sa soupape 10 de telle façon que l'effet de levée de la petite came 3 en soit annulé. Le petite came 3 n'est plus activée.20 Cette invention s'applique principalement aux moteurs 21 thermiques à quatre temps des poids lourds. page 7 - R E V E N D I C T i N "- 1) Procéde d'activation mécanique d'une petite came d'echappement(3) disposée avant la came d'échappe- ment (2), dans le sens de rotation de l'arbre a came (1) d'un moteur thermique pour le freiner; 5 - caractérise en ce que un axe (16), de forme particuli- ère, supportant les culbuteurs du moteur. puisse tourner sur des tourillons de rotation (6); - et en ce que le centre (7) du tourillon (8), autour du- quel bascule le culbuteur d'échappement (9) de cet axe (16), soit décentre par rapport au centre (5) des touril- ions de rotation (6); - et en ce que le tourillon (17) du culbuteur d'admission est centré par rapport au centre (5) du tourillon de rotation (6) de l'axe à culbuteurs (16);15 - et en ce que, la rotation de l'axe à culbuteurs (16) est apte à déplacer le centre (7) du tourillon (8) du culbu- buteur (9) de la soupape d'échappement (10). - et en ce que le déplacement du centre (7) du tourillon d'échappement (8) est apte à faire varier le jeu entre le culbuteur d'échappement (9) et sa soupape 10; 2) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que: - le rayon d'un tourillon d'un culbuteur d'admission (17) est identique au rayon d'un tourillon (8) de culbuteur d'échappement (9); - et en ce que le rayon des tourillons de rotation (6) de l'axe à culbuteur (16) est réduit par rapport au rayon des tourilions (8 et 17) des culbuteurs; - et en ce que la différence de rayon entre les tourillons de rotation (6) et les tourillons des culbuteurs est légèrement supérieure à la distance entre le centre 7, du - tourillon 8, et le centre 5 du tourillon 6; 3) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que: - la largeur des tourillons de rotation (6) est légèrement supérieure à la largeur des tourillons (8 ou 17) des culbuteurs; - et en ce que la largeur de la partie cylindrique creuse des culbuteurs est légèrement inférieure a la largeur de leur tourillon de basculement; page 8 - et en ce que la largeur de l'espacement entre deux tou- rillons (8 et 17) des culbuteurs est légèrement supérieure à la largeur d'un tourillon de rotation (6). 4) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que: - les tourillons de rotation (6) de l'axe à culbuteurs (16) tournent dans des paliers en deux parties, semblables aux paliers de villebrequin d'un moteur. ) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les paliers des touril- lons de rotation (6) sont fixé à la culasse (11). 6) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que sur un moteur à plusieurs cylindres, et selon une variante:15 un seul axe à culbuteurs (6, 8, 16 et 17), actionné par un seul actionneur est apte à activer toutes les petites cames ou rampes (3) pour ouvrir les soupapes d'échappement (10); - et en ce que, selon une autre variante, plusieurs axes à culbuteurs, (6, 8, 16 et 17), actionnés par plusieurs actionneurs, sont aptes à activer les petites cames ou rampes (3) pour ouvrir les soupapes d'échappement (10). 7) Procédé d'activation mécanique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il s'applique principa- lement aux moteurs thermiques des poids lourds.