Brevet FR2783033A1 — publié le 20000310

"Agencement pour la commande électromagnétique d'une soupape" La présente invention concerne un agencement pour la commande électromagnétique d'une soupape de moteur à combustion, notamment de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un agencement du type de celui décrit et représenté dans le document WO-A- 96/19643 dans lequel la queue en forme de tige de la soupape est guidée en coulissement dans une io portion correspondante de la culasse du moteur et dont le tronçon d'extrémité supérieure libre s'étend à travers un logement formé dans la culasse qui débouche dans une portion de face supérieure de la culasse et qui reçoit un ressort de rappel de la soupape concentrique à la queue de soupape et i qui est interposé entre le fond inférieur du logement et une coupelle supérieure d'appui portée par la queue de la soupape à proximité de son extrémité libre supérieure, et du type comportant un actionneur électromagnétique dont le corps est fixé sur la culasse et qui comporte une tige d'actionnement qui fait saillie verticalement au dessous d'une face inférieure de l'actionneur pour s'étendre verticalement à l'intérieur du logement, sensiblement coaxialement à la queue de la soupape, de manière que sa face d'extrémité libre inférieure coopère avec la face d'extrémité libre supérieure de la queue de soupape, sous l'action d'un ressort d'actionneur. Afin de réduire la hauteur globale de l'actionneur qui s'étend au dessus de la culasse, la figure 2 de ce document représente un agencement dans lequel le ressort d'actionneur, concentrique au tronçon d'extrémité inférieure de la tige d'actionnement, est agencé à l'intérieur du logement et est interposé entre une portion en vis-à-vis de la face inférieure du corps d'actionneur et une coupelle inférieure d'appui portée par le tronçon d'extrémité inférieure de la tige d'actionnement. Dans l'agencement proposé à la figure 2, les deux ressorts de rappel de la soupape et d'actionneur sont deux ressorts concentriques montés l'un dans l'autre, c'est-à-dire que le ressort de rappel de la soupape, de plus petit diamètre extérieur, est agencé axialement à l'intérieur du ressort d'actionneur. Cette conception présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord la forme de la coupelle d'appui du ressort d'actionneur est particulièrement complexe et le fait qu'elle s'étende axialement entre le ressort de rappel de la soupape et le ressort d'actionneur augmente encore le diamètre moyen du ressort d'actionneur. De plus, la fixation du corps en forme de disque de la coupelle d'appui du ressort d'actionneur sur l'extrémité libre inférieure de la tige d'actionnement est peu aisée. Enfin, I'agencement concentrique des deux ressorts aboutit à un encombrement radial total, c'est-à-dire à un diamètre extérieur moyen du ressort d'actionneur, particulière- ment important. Un tel encombrement radial important ne permet pas de réduire, de manière souhaitable, I'angle ou V que forment deux soupapes adjacentes d'un même cylindre du moteur à combustion commandées chacune grâce à un tel agencement. Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose un agencement du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que les deux ressorts d'actionneur et de rappel de la soupape sont disposés verticalement l'un au dessus de l'autre à l'intérieur du logement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les diamètres extérieurs moyens des deux ressorts sont sensiblement égaux; - chaque ressort est un ressort de compression à boudin; - chaque coupelle d'appui comporte, dans une de ses faces transversales, un siège de centrage de l'extrémité associée du ressort correspondant et comporte une autre face transversale opposée sensiblement adjacente à l'extrémité correspondante de la tige d'actionnement, de la queue de io soupape respectivement; - le logement est un logement cylindrique dont l'extrémité supérieure est obturée de manière étanche par une portion complémentaire de la face inférieure du corps de l'actionneur. 1 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section axiale d'un agencement réalisé conformément aux enseignements de l'invention pour la commande d'une soupape; et - la figure 2 est une vue schématique illustrant l'application des enseignements de l'invention à deux soupapes adjacentes en V, d'échappement et d'admission d'un moteur à combustion de véhicule automobile. L'agencement 10 illustré à la figure 1 comporte un actionneur électromagnétique 12 pour la commande d'une soupape 14 dont seul le tronçon d'extrémité supérieure 16 de sa queue 18 en forme de tige est illustrée à la figure 1. Le tronçon d'extrémité supérieure 16 est guidé en coulissement selon un axe vertical X-X par un guide tubulaire de soupape 20 qui est monté à travers un perçage 22 formé dans le corps 24 de la culasse de manière que le tronçon d'extrémité libre supérieure s'étende axialement vers le haut à l'intérieur d'un logement cylindrique coaxial 23 formé dans le corps 24 et qui est délimité par un fond inférieur annulaire 26 s et qui débouche à son extrémité libre supérieure dans une portion 28 de face supérieure du corps 24 de la culasse. D'une manière connue, la soupape 14 est rappelée en position fermée par un ressort de rappel de soupape 30 qui est un ressort hélicoïdal, ou à boudin, de compression de forme io sensiblement cylindrique, légèrement tronconique, dont la spire inférieure 32 prend appui contre le fond inférieur 26 du logement 23 et dont la spire supérieure 34 prend appui contre la face transversale inférieure en vis-à-vis 36 d'une coupelle 38 d'appui pour le ressort de soupape 30. La face inférieure transversale 36 de la coupelle 38 comporte un siège 40 pour le centrage de la spire supérieure 34. D'une manière connue, la coupelle 38 est retenue axialement vers le haut sur la queue de soupape 16 par l'inter- médiaire d'un anneau 44, de manière que la face transversale supérieure plane 46 de la coupelle d'appui 38 s'étende à proximité de la face transversale d'extrémité supérieure 48 de la queue de soupape 16. Comme on peut le voir sur la figure 1, le ressort de soupape 30 est agencé à la partie inférieure du logement 23, le diamètre intérieur de ce dernier étant légèrement supérieur au diamètre extérieur moyen du ressort de soupape 30. L'actionneur électromagnétique 12 comporte un corps de forme générale cylindrique ou prismatique qui est coaxial à l'axe X-X de la soupape 14 et qui est fixé sur la culasse 24 par des vis 52. De manière connue, le corps 50 renferme deux électro- aimants supérieur 54 et inférieur 56 qui sont susceptibles d'agir sur un plateau d'actionnement en forme de parallélépipède ou de disque 58 qui est monté serti à I'extrémité supérieure 60 d'une tige 62 d'actionnement de la soupape 14. Le tronçon central 64 de la tige d'actionnement 62 est guidé en coulissement axial vertical dans un manchon 66 qui est ici réalisé venu de matière avec la plaque inférieure 68 du io corps 50 de l'actionneur 12, cette dernière prenant appui par sa face inférieure annulaire 70 sur la portion supérieure en vis- à-vis 28 de la face supérieure de la culasse 24. La face inférieure 70 comporte aussi un prolongement cylindrique inférieur 72 qui est reçu axialement dans la partie s5 supérieure du logement cylindrique 23 pour obturer ce dernier de manière étanche. Selon une conception connue, l'actionneur 12 comporte aussi un ressort d'actionneur 74 qui est un ressort hélicoïdal, ou à boudin, de compression de forme légèrement tronconique et qui est interposé axialement entre une portion en vis-à-vis de la face inférieure 75 du prolongement 72 contre laquelle il prend appui par sa spire supérieure 76 et une coupelle d'appui 78 qui est délimitée par une face transversale supérieure 80 comportant un siège 82 pour le centrage de la spire inférieure 84 du ressort d'actionneur 74. La coupelle d'appui 78 du ressort d'actionneur 74 est retenue axialement sur la tige d'actionnement 62 par un anneau 86 de manière que la face transversale inférieure 88 de la coupelle d'appui 78 soit située à proximité de la face d'extrémité inférieure 90 de la tige d'actionnement 62. Conformément aux enseignements de l'invention, et comme on peut le voir à la figure 1, le ressort d'actionneur 74 est agencé à l'intérieur du logement cylindrique 23 en partie haute de ce dernier, et il est situé verticalement au dessus du ressort de soupape 30. Cet agencement permet d'adopter pour le ressort d'actionneur 74 et pour le ressort de soupape 30 sensiblement les mêmes dimensions radiales, c'est-à-dire que le diamètre extérieur moyen du ressort d'actionneur 74 est sensiblement égal au diamètre extérieur moyen du ressort de soupape 30 de façon à réduire à un minimum le diamètre intérieur du io logement cylindrique 23. Grâce à l'agencement selon l'invention dans lequel le diamètre intérieur du logement cylindrique 23 est réduit, il est possible, comme on peut le voir à la figure 2, de réduire l'angle A entre les axes de deux soupapes adjacentes telles que par exemple une soupape d'échappement 14 visible à gauche de la figure 2 et une soupape d'admission 14' représentée à droite, chacune des deux soupapes étant commandée par un actionneur électromagnétique conforme aux enseignements de l'invention. Le diamètre réduit des logements 23 et 23' permet la réduction de l'angle A tout en conservant une place suffisante, par exemple pour le passage d'un injecteur de carburant et/ou d'une bougie d'allumage reçus dans un logement 100 de la culasse 24. REVENDICATIONS 1. Agencement (10) pour la commande d'une soupape (14) de moteur à combustion, notamment de véhicule automobile, dont la queue (18) en forme de tige est guidée en coulissement dans une portion correspondante de la culasse (24) du moteur et dont le tronçon d'extrémité supérieure libre (16) s'étend à travers un logement (23) formé dans la culasse (24) qui débouche dans une portion (28) de face supérieure de la culasse (24) et qui reçoit un ressort (30) de rappel de la soupape concentrique à la queue de soupape (16) et qui est interposé entre le fond inférieur (26) du logement (23) et une coupelle supérieure d'appui (38) portée par la queue (18) de la soupape (14) à proximité de son extrémité libre supérieure (48), et du type comportant un actionneur électromagnétique (12) dont le corps (50) est fixé sur la culasse (24) et qui comporte une tige d'actionnement (62) qui fait saillie verticalement au dessous d'une face inférieure (70) d'appui de l'actionneur (12, 50) sur la culasse (28, 24), pour s'étendre verticalement à l'intérieur du logement (23), sensiblement coaxialement à la queue (18) de la soupape (14), de manière que sa face d'extrémité libre inférieure (90) coopère avec la face d'extrémité libre supérieure (48) de la queue (18) de soupape (14), sous l'action d'un ressort d'actionneur (74) concentrique au tronçon d'extrémité inférieure de la tige d'actionnement (62), agencé à l'intérieur du logement (23) et qui est interposé entre une portion (72) en vis-à-vis de la face inférieure (70) du corps (50) de l'actionneur (12) et une coupelle inférieure d'appui (78) portée par le tronçon d'extrémité inférieure de la tige d'actionnement (62), caractérisé en ce que les deux ressorts d'actionnement (74) et de rappel (30) de la soupape (14) sont disposés verticalement l'un au dessus de l'autre à l'intérieur du logement (23). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les diamètres extérieurs moyens des deux ressorts (74, 30) sont sensiblement égaux. 3. Agencement selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que chaque ressort est un ressort de compression à boudin (74, 30). 4 Agencement selon l'une quelconque des io revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque coupelle d'appui (78, 38) comporte, dans une de ses faces transversales (80, 36), un siège (82, 40) de centrage de l'extrémité associée (84, 34) du ressort (74, 30) correspondant et comporte une autre face transversale opposée (88, 46) i5 sensiblement plane adjacente à l'extrémité correspondante (90, 48) de la tige d'actionnement (62), de la queue (18) de soupape (14) respectivement. 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement (23) est un logement cylindrique dont l'extrémité supérieure est obturée de manière étanche par une portion complémentaire (72) de la face inférieure du corps (50) de l'actionneur (12).