Brevet FR2817907A1 — publié le 20020614

La présente invention concerne un dispositif de commande d'une soupape, ainsi qu'un ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement, dans un moteur à combustion interne, comprenant un tel dispositif. De façon habituelle, dans le domaine des moteurs à combustion interne, un dispositif de commande d'une soupape comprend un arbre à cames, comportant plusieurs cames induisant, lors de leur rotation, un mouvement alternatif en translation d'une soupape correspondante. Il est par ailleurs prévu, pour chaque soupape, un ressort de rappel, qui permet de la repousser contre son siège, au moment de la fermeture. Cet agencement connu présente cependant un inconvénient, en ce sens que le ressort de rappel, dont il est fait usage, génère des efforts de compression et provoque un phénomène d'affolement pendant la montée en régime du moteur. De plus, ce ressort de rappel constitue un élément qui absorbe la plus grande partie de la puissance dans la distribution. Afin de pallier cet inconvénient, l'invention se propose de réaliser un dispositif qui, tout en garantissant un déplacement fiable et sûr de la soupape qu'il commande, permet de s'affranchir de l'emploi d'un ressort de rappel et fait intervenir un nombre restreint d'éléments constitutifs. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de commande d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne, comprenant un arbre à cames muni d'au moins une came d'actionnement d'une soupape correspondante, caractérisé en ce que ladite came est formée de deux demi-cames symétriques, ménageant entre elles une gorge périphérique recevant un organe de liaison libre de coulisser le long de ladite gorge et pouvant être rendu solidaire d'une soupape correspondante, et en ce que ce dispositif comporte des moyens de retenue de cet organe de liaison dans cette gorge, à l'encontre d'une extraction radiale. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les moyens de retenue sont formés par des rebords rentrants, dont sont pourvues les parois d'extrémité de ladite gorge ; - l'organe de liaison est reçu de façon roulante dans la gorge périphérique ; - l'organe de liaison est pourvu d'une tête sphérique, et ladite gorge possède une section transversale en forme d'arc de cercle ; - les parois de ladite gorge s'étendent selon un arc de cercle supérieur à 1800. L'invention a également pour objet un ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement dans un moteur à combustion interne, comprenant au moins une soupape comportant une tête, ainsi qu'une queue coopérant avec un dispositif de commande de la soupape correspondante, ce dispositif étant tel que défini ci- dessus. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'ensemble comprend des moyens de liaison démontables entre le dispositif de commande et la queue de la soupape ; - les moyens de liaison sont formés, d'une part, par un piston racleur solidaire de la queue de la soupape et disposé dans un corps cylindrique creux prolongeant la tête sphérique de l'organe de liaison et, d'autre part, par un fond amovible obturant ledit corps à l'opposé de la tête sphérique ; - les parois en regard de l'organe de liaison et du piston forment une chambre de réception d'huile sous pression. L'invention va être décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, illustrant un ensemble de contrôle de l'admission ou de l'échappement conforme à l'invention ; et - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale, illustrant le dispositif représenté à la figure 1 dans des positions d'ouverture et de fermeture de la soupape. L'ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement, représenté à la figure 1, comprend plusieurs soupapes, dont une seule 2 a été illustrée. Cette dernière est susceptible d'être déplacée en translation, selon son axe principal, sous l'effet d'un dispositif de commande, désigné dans son ensemble par la référence 4. Ce dernier comprend un arbre à cames 6, muni de cames régulièrement réparties le long dudit arbre et dont une seule 8 a été représentée. Ce dispositif comporte également un organe de liaison 10, pouvant être solidarisé à la soupape considérée. La came 8 est composée de deux éléments 8a, 8b, formant deux demicames symétriques par rapport au plan médian de cette came. Ces deux demicames ménagent une gorge périphérique 12, possédant une section transversale en forme d'arc de cercle. Il est à noter que l'arc de cercle précité s'étend selon un secteur angulaire supérieur à 180 , de manière à former des rebords convergents 14. Comme le montrent notamment les figures 2 et 3, l'organe de liaison 10 comprend une tête sphérique 16 reçue de façon roulante dans la gorge 12. Cette tête est prolongée par un corps cylindrique 18 creux, susceptible de coulisser par rapport à une culasse 20 du moteur. Le volume intérieur de l'organe de liaison 10 est fermé, à l'opposé de la tête 16, par un fond rapporté 22, muni d'un joint torique 24 susceptible de coopérer avec la soupape 2. Le montage de la tête 16 dans la gorge 12 consiste tout d'abord à disposer les deux éléments 8a, 8b constitutifs de la came sur l'arbre, à distance l'un de l'autre. Puis, on loge la tête 16 dans la portion de gorge définie par l'un de ces éléments, et on rapproche axialement l'autre de ces éléments. On assujettit enfin mutuellement ces derniers par tout moyen approprié, tel que par exemple par soudage. La soupape 2 comprend, de façon classique, une tige 26 prolongée à une première extrémité par une tête 28, apte à être plaquée contre un siège 30. Cette soupape 2 est également pourvue, à l'opposée de sa tête 28, d'une queue 32 reçue dans le volume intérieur de l'organe de liaison 10. La queue 32 est rendue solidaire d'un piston racleur 36 par l'intermédiaire d'un circlips 34, ou bague élastique. Ce dernier est susceptible de coulisser, avec interposition d'un joint 38, le long du corps 18 de l'organe de liaison 10. Les parois en regard du corps 18 et du piston 36 délimitent, entre le fond 22 et le joint supérieur 38, une chambre de réception, désignée par la référence générale 40. Un orifice non représenté, ménagé dans la paroi latérale du corps, met en communication cette chambre 40 avec un conduit, également non représenté, s'étendant dans la culasse. Ce dernier permet l'admission d'huile sous pression, en direction de cette chambre 40, via l'orifice précité. Le fonctionnement du dispositif de commande 4 de la soupape 2 va maintenant être explicité, notamment en référence aux figures 2 et 3. Lorsque l'arbre à cames 6 entre en rotation, l'organe de liaison 10 coulisse, par sa tête 16, le long de la gorge périphérique 12. Par ailleurs, du fait de la présence des rebords rentrants 14, la tête 16 est retenue à l'intérieur de la gorge 12, à l'encontre d'une extraction radiale. De la sorte, lorsque la came 8 effectue une rotation de 1800, entre les deux positions extrêmes illustrées respectivement aux figures 2 et 3, l'organe de liaison 10 est soumis à une translation globale vers le haut, c'est-à-dire le long de l'axe principal de la soupape 2. Ceci induit alors une translation correspondante de cette soupape, entre ses positions d'ouverture représentée à la figure 2 et de fermeture représentée à la figure 3. Lorsque la tête 28 de la soupape est distante de son siège, ce qui correspond notamment à l'agencement de la figure 2, l'orifice d'admission d'huile sous pression, dans la chambre 40, n'est pas mis en communication avec le conduit correspondant d'arrivée d'huile. Ainsi, une quantité d'huile donnée est emprisonnée dans cette chambre, de sorte que l'organe de liaison 10 est rendu sensiblement immobile par rapport à la queue 32 de soupape, munie de son piston 36. En revanche, lorsque la tête 28 de la soupape se trouve au voisinage de son siège 30, comme illustré à la figure 3, l'orifice d'admission d'huile est mis en communication avec le conduit d'arrivée correspondant. De la sorte, une quantité supplémentaire d'huile est admise dans la chambre 40. Ceci induit une translation de la queue 32, munie de son piston 36, par rapport à l'organe de liaison 10, et conduit à plaquer fermement la tête 28 de soupape contre son siège 30. Etant donné que la tête sphérique 16 de l'organe de liaison est montée de façon roulante dans la gorge 12, l'organe de liaison 10 et, de ce fait, la soupape 2 sont susceptibles d'entrer en rotation autour de l'axe principal de cette dernière. Un tel phénomène peut se produire de façon spontanée ou bien encore peut être provoqué en dirigeant de l'huile de lubrification, au voisinage des parois de l'organe de liaison, selon un sens particulier. Cette possibilité de rotation de la soupape est avantageuse, dans la mesure où elle permet de conférer une usure uniforme à la soupape, ainsi qu'à son siège. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, le dispositif de commande de soupape conforme à l'invention ne nécessite pas l'emploi des ressorts de rappel de l'art antérieur. De la sorte, il permet d'éviter les efforts de compression, ainsi que le phénomène d'affolement, liés à l'utilisation de tels ressorts. Par ailleurs, le dispositif de commande de l'invention permet de réduire les efforts s'exerçant sur les paliers de l'arbre à cames et des soupapes. Il garantit également une diminution des masses en mouvement, ainsi que de la hauteur de la culasse. Ce dispositif assure enfin une augmentation du régime moteur notamment par la suppression du phénomène d'affolement des soupapes. Le dispositif de commande conforme à l'invention fait intervenir un nombre particulièrement restreint d'éléments constitutifs. Cette disposition est avantageuse, dans la mesure où elle garantit une commande précise de la soupape considérée, et permet en outre de réduire les phénomènes d'usure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande (4) d'au moins une soupape (2) d'un moteur à combustion interne, comprenant un arbre à cames (6) muni d'au moins une came (8) d'actionnement d'une soupape correspondante, caractérisé en ce que ladite came (8) est formée de deux demi-cames (8a, 8b) symétriques, ménageant entre elles une gorge périphérique (12) recevant un organe de liaison (10) libre de coulisser le long de ladite gorge (12) et pouvant être rendu solidaire d'une soupape correspondante (2), et en ce que ce dispositif comporte des moyens (14) de retenue de cet organe de liaison (10) dans cette gorge (12), à l'encontre d'une extraction radiale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de retenue sont formés par des rebords rentrants (14), dont sont pourvues les parois d'extrémité de ladite gorge (12). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (10) est reçu de façon roulante dans la gorge périphérique (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (10) est pourvu d'une tête sphérique (16), et ladite gorge (12) possède une section transversale en forme d'arc de cercle. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les parois de ladite gorge (12) s'étendent selon un arc de cercle supérieur à 180 . 6. Ensemble de contrôle de l'admission et de l'échappement dans un moteur à combustion interne, comprenant au moins une soupape (2) comportant une tête (28), ainsi qu'une queue (32) coopérant avec un dispositif de commande de la soupape correspondante, caractérisé en ce que ce dispositif de commande (4) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22) de liaison démontables entre le dispositif de commande (4) et la queue de la soupape (2). 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont formés, d'une part, par un piston racleur (36) solidaire de la queue (32) de la soupape (2) et disposé dans un corps cylindrique (18) creux prolongeant la tête sphérique (16) de l'organe de liaison (10) et, d'autre part, par un fond amovible (22) obturant ledit corps (18) à l'opposé de la tête sphérique (16). 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parois en regard de l'organe de liaison (10) et du piston (36) forment une chambre (40) de réception d'huile sous pression.