Brevet FR2786528A1 — publié le 20000602

Axe à culbuteurs pour activer les cames de freinage d'un moteur thermique L'invention se rapporte à un procédé d'activation mécanique des cames de freinage d'un moteur thermique par un axe particulier à culbuteurs qui comporte des tourillons orientables. 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 génèrent pas de poussée motrice pendant le troisième temps. Pour ce faire, la came d'échappement possède une petite came supplémentaire, réservée au freinage du moteur, et de ce fait n'est pas active en période moteur. Pour rendre inactive cette came de freinage, ce procédé prévoit, pendant les périodes moteur, que le jeu entre le culbuteur d'échappement et sa soupape soit tel que l'effet de levé de cette came de freinage ne puisse ouvrir la soupape d'échappement. Pour activer cette came de freinage, ce procédé utilise un piston hydraulique, placé à l'extrémité du culbuteur qui, lorsqu'il est en extension, réduit le jeu entre le culbuteur d'échappement et sa soupape de telle sorte que la came de freinage puisse ouvrir la soupape d'échappement. Ce procédé performant est relativement comPlexe ce qui le rend particulièrement couteux. Un autre document EP 543 210 prévoit qu'un actionneur fasse pivoter une bague excentrée, placée entre le culbuteur d'échappement et son axe de basculement, pour le rapprocher de sa soupape et réduire le jeu de telle sorte que la came de freinage puisse ouvrir cette soupape. Ce procédé bien moins couteux nécessite toutefois un dispositif d'actionnement par soupape d'échappement, ce qui génère un cout supplémentaire et nécessite un espace libre au dessus de chaque cylindre. Un autre document Fr 98 530 prévoit, pour réduire le jeu entre le culbuteur d'échappement et sa soupape, un axe à culbuteurs particulier, dont les tourillons des culbuteurs d'échappement sont décentrés par rapport aux tourillons de rotation de l'axe à culbuteurs ainsi que par rapport aux tourillons des culbuteurs d'admission. Ainsi une rotation de cet axe réduit le jeu de la soupape d'échappement ce qui active les cames de freinage. Ce procède, peu onéreux, a un inconvéant majeur lorsque l'axe à culbuteurs couvre plusieurs cylindres. Dans ce cas il doit etre pourvu d'espacements à diamètre réduit, entre chaque tourillon de culbuteur pour, qu'au cours de l'assemblage du moteur, il soit possible de faire passer les culbuteurs d'un tourillon à un autre. Lorsqu'un moteur est pourvu d'injecteurs-pompes, il possède alors un troisième culbuteur par cylindre qui est disposé entre les deux autres, or ce type d'axe comporte précisément un espacement à diamètre réduit à cet emplacement ce qui le rend incompatible avec ce genre de moteur. Cet inconvénient est d'autant plus important que ce genre de moteur est de plus en plus répandu. Le but de l'invention consiste, en période de freinage, & activer les cames de freinage, par un procédé mécanique, simple, peu onéreux et qui permet l'inter-position d'un culbuteur d'injecteur-pompe entre les deux autres culbuteurs du cylindre. Pour atteindre son but, l'invention prévoit que l'axe autour duquel bascule les culbuteurs soit de forme particulière, caractérisé en ce que : -cet axe soit en mesure de tourner sur des tourillons de rotation ; -que tous les tourillons de tous les culbuteurs soient identiquement décentrés par rapport aux tourillons de rotation ; -que les tourillons à culbuteurs de chaque cylindre soient aptes & recevoir les deux culbuteurs des soupapes et le culbuteur de l'injecteur-pompe et que tous ces tourrillons aient le meme diamètre ; -que le rayon des tourillons à culbuteurs soit moins égal à la valeur du rayon des tourillons de rotation ajou- tée à la valeur du décentrage des tourillons à culbuteurs ; -et que, lorsque le décentrage des tourillons à culbuteurs est orienté vers le moteur il reste un jeu minimum entre les culbuteurs et leurs orgames respectifs à actionner. En période moteur, le décentrage des tourillons à culbuteurs est orienté vers l'opposé de la culasse, ce qui produit un jeu tel, entre le culbuteur d'échappement et sa soupape, que les effets de levés des cames de freinage ne puissent pas agir sur leurs soupapes respectives. Pour les autres culbuteurs, cette orientation du décentrage n'a que pour effet d'augmenter leur jeu dans les memes proportions que pour les culbuteurs d'échappement puisque leurs cames respectives ne sont pas pourvus de came de freinage. En période de freinage, un actionneur quelconque fait tourner l'axe à culbuteurs de telle sorte que le décentrage de tous les tourillons & culbuteurs soit orienté vers la culasse, ce qui réduit uniformément leur jeu. Ainsi, lorsqu'une came de freinage effectue un effet de levé, il est transmis à la soupape d'échappement et peut ainsi l'ouvrir. Ainsi, les différentes orientations des tourillons à culbuteurs sont aptes à faire varier uniformément le jeu entre'tous les culbuteurs et leurs organes respectifs à actionner, mais de par la présence de petites cames supplémentaires, seulement sur les cames d'échapppement, la réduction du jeu décrite ci-avant n'a d'influence que sur les soupapes d'échappement. Comme la particularité principale de l'invention est caractérisée en ce que : -tous les tourillons de tous les culbuteurs sont sur un meme plan ; -et en ce que la rotation de l'axe à culbuteurs, telle que décrite ci-avant, réduit également le jeu des culbuteurs d'admission et celui des injecteurs-pompe ; -et comme les cames d'admission et celles des injecteurspompes ne sont pas pourvues de cames de freinage : la réduction, du jeu de ces culbuteurs, qui en résulte, ne modifie pas le freinage du moteur. Lors du montage d'un moteur comportant un meme axe à culbuteurs pour plusieurs cylindres, il est nécessaire, pour assembler cet axe, objet de l'invention, de pouvoir faire coulisser les culbuteurs d'une extrémité à l'autre de l'axe, les développements de l'invention qui en tiennent compte sont caractérisés en ce que : -les tourillons de tous les culbuteurs sont sur un meme plan ; -que tous les tourillons à culbuteurs peuvent etre pourvus d'un culbuteur d'échappement, d'un culbuteur d'admission et d'un culbuteur d'injecteur-pompe ; -que le diamètre de tous les tourillons de tous les culbuteurs est identique ; -que le rayon des tourillons à culbuteurs est au moins égal L la valeur du rayon des tourillons de rotation ajoutée à la valeur du décentrage décrit précédament. On décrit maintenant l'invention à propos des dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 représente une vue de coté d'un axe à culbuteurs objet de l'invention, et qui montre particulièrement : -le décentrage des tourillons à culbuteurs par rapport aux tourillons de rotation ; -la réduction de rayon de ces tourillons ; -et la possibilité de montage de trois culbuteurs d'un meme cylindre sur un tourillons ; -la figure 2 représente une vue de profil de cet axe, dans une des deux positions qu'il peut occuper et démontre tout particulièrement la possibilité, au cours du montage, de faire coulisser les culbuteurs d'une extrémité à l'autre de cet axe. -la figure 3 représente une vue de profil de cet axe, dans l'aute position qu'il peut occuper. Sur la figure 1 on a désigné par 1 l'axe à culbuteurs, objet de l'invention, par 2 le centre des tourrillons de rotation 3 de l'axe 1, par 4 le centre des tourillons 5 des culbuteurs, par 6 un culbuteur d'admission, par 7 un culbuteur d'un injecteur-pompe, par 8 un culbuteur d'échappement et par 9 un palier dans lequel tourne un tourillon de rotation 3 de l'axe 1. Sur la figure 2 et sur la figure 3 on a repris les numérotations que sur la figure 1. On explique maintenant le fonctionnement du procédé : -lorsque le conducteur ne sollicite pas le disposif de freinage du moteur, le centre 4 des tourillons à culbuteurs 5 est décentré vers l'opposé de la culasse ce qui génère un jeu tel entre le culbuteur d'échappement et sa soupape que l'effet de levé de la came de freinage ne peut pas etre transmis à cette soupape et permet au moteur de fonctionner normalement ; -lorsque le conducteur actionne le dispositif de freinage, l'actionneur fait tourner l'axe à culbuteurs 1 dans ses paliers 9 pour rapprocher de la culasse le centre 4 des tourillons à culbuteurs 5. Ce rapprochement déplace alors les culbuteurs vers leurs organes a actionner sans toutefois supprimer totalement leur jeu. De par le fait que les cames d'échappement sont pourvues de petites cames supplé- mentaires et de par la réduction du jeu des culbuteurs, décrite ci-avant, les effets de levés de ces petites cames sont transmis aux soupapes d'échappement pour les ouvrir au deuxième temps, et permettre une dissipation d'énergie telle que décrite précédament, pour générer une augmentation de freinage du moteur. De par le fait que les cames d'admission et celles des injecteurs-pompes ne sont pas pourvues de petites cames supplémentaires, le rapprochement de la culasse de leurs culbuteurs respectifs n'a pas d'effet sur le freinage du moteur. Ainsi la rotation de l'axe (1) à culbuteurs déplace uniformément le centre (4) de tous les tourillons (5) de tous les culbuteurs (6,7 et 8). Ce procédé se rapporte à des moteurs thermiques et tous particulièrement aux moteurs à injecteurs-pompes. Il s'applique également aux moteurs à plusieurs cylindres à injecteurs-pompes qui comportent un axe à culbuteurs pour plusieurs cylindres. -R E V E N D I C A T I O N S 1) Axe particulier (1) à culbuteurs (6,7 et 8), pour moteurs thermiques, pouvant tourner sur des tourillons de rotation (3), caractérisé en ce que : -tous les tourillons (5) des culbuteurs (6,7 et 8) sont identiquement décentrés par rapport aux tourillons de rotation (3) ; -et en ce qu'une rotation de l'axe (1) culbuteurs déplace uniformément, le centre (4) de tous les tourillons (5) de tous les culbuteurs (6,7 et 8). 2) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation de l'orientation des tourillons (5) des culbuteurs est apte à faire varier, uniformément, le jeu entre tous les culbuteurs et leurs organes respectifs à actionner. 3) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tourillon (5) est à recevoir un culbuteur d'admission (6), un culbuteur d'échappement (8) et un culbuteur (7) d'un injecteurpompe. 4) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de tous les tourillons c culbuteurs est identique. 5) Axe particulier & culbuteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon des tourillons (5) à culbuteurs est au moins égal à la valeur du rayon des tourillons de rotation (3) ajoutée à la valeur du décentrage entre le centre (2) et le centre (4). 6) Axe particulier & culbuteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en période moteur, le décentrage de tous les tourillons (5) à culbuteurs est orienté vers l'opposé de la culasse du moteur, pour éloigner tous les culbuteurs (6,7 et 8) de leurs organes respectifs à actionner, de telle sorte que les effets de levés des cames de freinage, des cames d'échappement, ne puissent pas ouvrir leurs soupapes respectives. 7) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 1, carctérisé en ce que, en période de freinage, le décentrage de tous les tourillons (5) à culbuteurs est orienté vers la culasse du moteur, pour rapprocher tous les culbuteurs (6,7 et 8) de leurs organes respectifs à actionner et réduire leur jeu de telle sorte que les effets de levés des cames de freinage puissent ouvrir les soupapes d'échappement. 8) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 2, carctérisé en ce que, en période de freinage, la varition du jeu des culbuteurs d'admission ainsi que de celui des injecteurs-pompes, relative à l'orientation de leurs tourrillons (5), n'a pas d'effet sur le freinage du moteur. 9) Axe particulier à culbuteurs selon la revendication 1, carctérisé en ce qu'il s'applique à tous les moteurs thermiques et tout particulièrement aux moteurs pourvus d'injecteur-pompe et en ce que qu'il s'applique également aux moteurs à plusieurs cylindres et à injecteurs-pompes qui comportent un axe ci culbuteurs pour plusieurs cylindres.