Brevet FR2815376A1 — publié le 20020419

MÉCANISME DE COMMANDE DE SOUPAPES POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DESCRIPTION Description détaillée de l'invention Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un mécanisme de commande de soupapes pour moteur à combustion interne dans lequel au moins une des soupapes d'admission et d'échappement comprend pas moins de deux soupapes en champignon. Technique concernée Il existe un mécanisme de commande de soupapes pour moteur à combustion interne à quatre temps dans lequel une soupape des soupapes d'admission et d'échappement est entraînée pour être ouverte et fermée par l'intermédiaire d'un culbuteur à partir d'un arbre à cames, et l'autre soupape est directement entraînée pour être ouverte et fermée à partir de l'arbre à cames (publication de demande de brevet japonais n 5-133207). SR 20400 JP/JB Problème à résoudre Dans un mécanisme de commande de soupapes mentionné ci-dessus, trois soupapes d'admission en champignon et deux soupapes d'échappement en champignon sont montées dans chaque cylindre. Un arbre à cames comportant cinq sommets de came par cylindre correspondant respectivement 1 à chaque soupape en champignon est prévu, des extrémités supérieures des trois soupapes d'admission en champignon sont mises en contact avec trois sommets de came de l'arbre à cames. Les deux autres soupapes en champignon sont directement entraînées pour être ouvertes et fermées par les sommets de came, et les deux autres soupapes d'échappement en champignon sont entraînées pour être ouvertes et fermées par deux sommets de came de l'arbre à cames par l'intermédiaire de deux culbuteurs respectifs. Ainsi, de nombreux sommets de came sont nécessaires. Deux culbuteurs entourant une bougie d'allumage sont nécessaires. Le nombre des pièces augmente, et la construction devient complexe, ce qui présente un inconvénient en termes de coûts et de productivité. Moyens pour résoudre le problème et effet La présente invention concerne une amélioration d'un mécanisme de commande de soupapes pour moteur à combustion interne qui surmonte ces inconvénients. Dans SR 20400 JP/JB un moteur à combustion interne, dans lequel au moins une des soupapes d'admission et d'échappement comprend pas moins de deux soupapes en champignon, un mécanisme de commande de soupapes est caractérisé en ce qu'un culbuteur est formé en étrier dépassant une bougie d'allumage sur un côté de soupape comportant pas moins de deux soupapes en champignon. L'autre soupape est directement entraînée pour être ouverte et fermée à partir de l'arbre à cames. La présente invention étant constituée comme indiqué ci-dessus, dans la soupape en champignon du côté entraîné destinée à être ouverte et fermée par le culbuteur, il suffit d'un sommet de came, et d'un culbuteur. Le nombre de pièces et le nombre d'étapes d'assemblage sont ainsi réduits et le mécanisme de commande de soupapes devient léger. Il est possible de simplifier la construction et d'obtenir une amélioration considérable de la productivité et des coûts. De plus, étant donné que le culbuteur est en étrier et formé en forme de U de manière à entourer la bougie d'allumage, un angle de déclenchement entre une soupape en champignon et l'autre soupape en champignon est faible. Une chambre de combustion permettant une compression plus élevée et une plus grande efficacité de la combustion est facilement constituée, et la performance du moteur à combustion interne est effectivement améliorée. SR 20400 JP/JB Brève description des dessins La figure 1 est une vue latérale en coupe longitudinale d'un moteur à combustion interne comportant un mécanisme de commande de soupapes selon la présente invention. La figure 2 est une vue avant en coupe longitudinale du moteur à combustion interne représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue du dessus du moteur à combustion interne, la culasse étant déposée. La figure 4 est une vue en perspective agrandie des principales parties du mécanisme de commande de soupapes. Modes de réalisation de l'invention Un mode de réalisation de la présente invention représentée sur les figures 1 à 4 sera décrit ci-après. Dans un moteur à combustion interne monocylindre à quatre temps de type à culasse refroidie par eau et à bougie d'allumage 1, un vilebrequin 6 est monté sur un motocycle (non montré), de manière à être dirigé dans le sens de la largeur, un bloc cylindre 3, une culasse 4 et une capot de culasse 5 sont montés dans cet ordre sur un carter moteur 2, comme le montre la figure 1. Le carter moteur 2, le bloc cylindre 3, la culasse 4 et le capot de culasse 5 sont intégralement connectés les SR 20400 JP/JB uns avec les autres à l'aide de boulons ou similaire (non montrés) qui s'étendant au travers de ceux-ci. Le vilebrequin 6 est supporté en rotation sur le carter moteur 2, un piston 8 est ajusté en coulissement vertical dans un alésage de cylindre 7 du bloc cylindre 3. Les deux extrémités d'une bielle 11 sont montées en rotation sur un axe de piston 9 du piston 8 et sur un maneton 10 du vilebrequin 6. Le piston 8 est poussé vers le bas par des gaz de combustion allumés de manière intermittente par une bougie d'allumage (voir la figure 3) à proximité du point mort haut du piston 8 à l'intérieur d'une chambre de combustion 12 définie par une surface en dépression de forme générale triangulaire (en coupe) dans la partie centrale de la surface inférieure de la culasse 4, l'alésage de cylindre 7 et la surface supérieure du piston 8, et le vilebrequin 6 est entraîné en rotation par cette force de poussée. De plus, une paire d'orifices d'admission gauche et droit 14 est formée sur le côté arrière (le côté droit sur la figure 1) du corps de véhicule de la culasse 4, une paire d'orifices d'échappement gauche et droit 15 est formée sur le côté avant (le côté gauche sur la figure 1) du corps de véhicule de la culasse 4. Une soupape d'admission en champignon 16 et une soupape d'échappement en champignon 17 destinées à ouvrir et à fermer les ouvertures de l'orifice d'admission 14 et de l'ouverture d'échappement 15 sont ajustées en coulissement dans un tube de guidage 18 à un faible SR 20400 JP/JB angle de l'angle de déclenchement de soupape, et des ressorts de soupape 20 sont disposés sur des cames 37 (du côté de la soupape d'admission en champignon 16) et des dispositifs de retenue 19 (du côté de la soupape d'échappement en champignon 17) disposés sur les extrémités supérieures de la soupape d'admission en champignon 16 et de la soupape d'échappement en champignon 17, et la surface supérieure de la culasse 4, et la soupape d'admission en champignon 16 et la soupape d'échappement en champignon 17 sont toujours fermées par la force de ressort des ressorts de soupape 20. De plus, comme le montre la figure 2, un support moulé d'arbre à cames 25 destiné à supporter en rotation l'arbre à cames 21 par l'intermédiaire d'un palier de roulement 39, de sorte que l'arbre à cames 21 est parallèle au vilebrequin 6, est monté de manière intégrée à la culasse 4 au moyen de boulons (non montrés). Le support d'arbre à cames 25 ayant en plan une forme générale en U, une roue dentée d'entraînement 26 est montée de manière intégrée sur l'extrémité gauche (ce côté sur les figures 3 et 4) de l'arbre à cames 21. Une chaîne sans fin de came 28 s'étend entre une roue dentée d'entraînement 27 montée sur le côté gauche du vilebrequin 6 et la roue dentée d'entraînement 26. Le rapport du nombre de dents de la roue dentée d'entraînement 27 et de la roue dentée d'entraînement 26 est ajusté sur la valeur 2/1, et lorsque le vilebrequin 6 se met en rotation, l'arbre à SR 20400 JP/JB cames 21 est mis en rotation à une vitesse de rotation de 1/2. Un trou de montage parmi les trous de montage du support d'arbre à cames 25 par rapport à la culasse 4 sert de passage d'huile, et de l'huile de lubrification est délivrée vers les sommets de came 22, 23, 24 de l'arbre à cames 21 à partir du passage d'huile du support d'arbre à cames 25. De plus, comme le montre la figure 1, un axe de culbuteur 29 est positionné vers le bas sur le côté avant de corps (côté gauche) par rapport à l'arbre à cames 21 et monté dans le support d'arbre à cames 25. L'axe de culbuteur 29, de manière à ne pas sortir et à être bloqué par des boulons (non montrés) destinés au montage du support d'arbre à cames 25 sur la culasse 4, est en partie arrêté par des boulons. Un culbuteur 30 est supporté en pivotement sur l'axe de culbuteur 29. Un galet 33 est supporté en rotation par l'intermédiaire d'un axe 32 sur une paire de supports gauche et droit 31, une extrémité (côté arrière du corps de véhicule) du culbuteur 30, l'autre extrémité du culbuteur 30 a une forme en U vers la gauche et vers la droite, les deux extrémités de celui-ci sont respectivement placées en contact avec l'extrémité supérieure des deux soupapes d'échappement en champignon 17 positionnées à l'avant du corps (côté gauche sur la figure 1), et un galet 33 sur une extrémité du culbuteur 30 est placé en contact avec le SR 20400 JP/JB sommet de soupape 22 dans la partie centrale de l'arbre à cames 21 à une position avant du corps. Comme le montre la figure 1, une partie d'embase est formée de manière oblique vers l'avant et vers le haut à partir de l'extrémité inférieure d'une partie de paroi 34 à l'arrière du corps du support d'arbre à cames 25. La partie d'embase 35 est formée avec une partie de tube 36 capable de recevoir avec du jeu un poussoir 37 de la soupape d'admission en champignon 16. Les sommets de came 23, 24 positionnés sur les deux côtés gauche et droit du sommet de came central 22, par l'intermédiaire du poussoir 37, sont mis en contact avec l'extrémité supérieure de deux soupapes d'admission en champignon 16 positionnées à l'arrière (côté droit sur la figure 1) du corps, et ces sommets de came 22, 23, 24 de l'arbre à cames 21 ont respectivement une forme fixe de manière à fournir les caractéristiques d'admission et les caractéristiques d'échappement adaptées aux circonstances de fonctionnement fixes du moteur à combustion interne monocylindre à quatre temps de type à culasse refroidie par eau et à bougie d'allumage 1, à la soupape d'admission en champignon 16 et à la soupape d'échappement en champignon 17. De plus, comme le montre la figure 1, un tube de guidage de bougie d'allumage 38 est formé de manière intégrée à la culasse 4 et positionné approximativement dans une position centrale de la soupape d'admission en champignon 16 et de la soupape d'échappement en SR 20400 JP/JB champignon 17, lorsqu'il est vu de côté et dans un état qui est légèrement incliné vers l'avant, et la bougie d'allumage 13 est montée de manière amovible sur l'extrémité inférieure du tube de guidage de bougie d'allumage 38. Il est à noter que le tube de guidage de bougie d'allumage 38 peut être intégralement poussé à l'intérieur de la culasse 4 ou peut être intégralement moulé à l'intérieur de la culasse 4. Comme indiqué ci-dessus, dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 4, la soupape d'admission en champignon 16 ayant un grand diamètre et un important est directement entraînée pour être ouverte et fermée par les sommets de came 23, 24 de l'arbre à cames 21, et la soupape d'échappement en champignon 17 ayant un faible poids est entraînée indirectement pour être ouverte et fermée par le sommet de came 22 par l'intermédiaire du culbuteur 30. Ainsi, les poids du système d'admission et du système d'échappement sont uniformisés, et le fonctionnement des soupapes et leur fermeture en fonction des caractéristiques dans une zone de rotation à vitesse élevée sont excellents. De plus, un seul arbre à cames 21 est utilisé, le culbuteur 30 est formé en étrier sous forme de U de manière à entourer la partie de paroi 34 dans laquelle la bougie d'allumage est logée. Ainsi, un angle de déclenchement entre la soupape d'admission en champignon 16 et la soupape d'échappement en champignon 17 est ajusté de manière à être faible, et il en SR 20400 JP/JB résulte que la chambre de combustion qui est soumise à un taux de compression élevé et qui a une efficacité de combustion élevée est facilement constituée pour obtenir les hautes performances du moteur à combustion interne monocylindre à quatre temps de type à culasse refroidie par eau et à bougie d'allumage 1. En outre, un seul arbre à cames 21 est suffisant, l'arbre à cames 21 et l'axe de culbuteur 29 sont supportés en pivotement par le support d'arbre à cames unique 25, et deux soupapes d'échappement en champignon 17 sont entraînées pour être ouvertes et fermées par le culbuteur unique 30. Ainsi, le nombre de pièces est effectivement réduit, la construction est simplifiée, et il est possible d'obtenir une réduction considérable du poids et des coûts de production. Par ailleurs, comme le montre la figure 1, le support d'arbre à cames 25 est formé avec la partie de paroi 34 à l'arrière de celui-ci, et la partie d'embase légèrement inclinée vers l'avant et vers le haut est formée sur le bord inférieur de la partie d'embase 34. Ainsi, les angles de la partie de paroi 34 et de la partie d'embase 35 servent de réservoir à huile de lubrification, afin de lubrifier suffisamment la partie de contact entre le sommet de came 22 et le poussoir 37. De plus, le poussoir 37 de la position de la soupape d'admission en champignon 16 en contact avec les sommets de came 23, 24 et la position du galet 33 du culbuteur 30 de la soupape d'échappement en SR 20400 JP/JB champignon 17 en contact avec le sommet de came 22 sont dans une relation d'éloignement d'environ 90 autour de l'axe de l'arbre à cames 21, et le calage de l'ouverture de la soupape d'admission en champignon 16 et de la soupape d'échappement en champignon 17 est séparé de 180 d'un angle de rotation du vilebrequin 6 et de 90 d'un angle de rotation de l'arbre à cames 21, du fait que le sommet de came 22 et les sommets de came 23, 24 sont approximativement au même angle de phase. En outre, la direction de la réaction d'ouverture de la soupape d'admission en champignon 16 et la direction d'ouverture de la soupape d'échappement en champignon 17 sont des réactions différentes d'environ l'une par rapport à l'autre. Ainsi, une grande réaction d'ouverture de soupape ne s'exerce pas sur l'arbre à cames 21, ce qui permet de ne pas exiger une grande rigidité de l'arbre à cames 21, de réduire le poids, et permet également une vitesse plus élevée. Par ailleurs, étant donné que le galet 33 est supporté en pivotement sur une extrémité du culbuteur , la force de friction de l'arbre à cames 21 en rotation est réduite, et le sommet de came 22 supporte une friction moindre. De plus, étant donné que l'arbre à cames 21 est monté dans le support d'arbre à cames 25 par l'intermédiaire du palier de roulement 39 qui a un diamètre plus grand que les sommets de came 22, 23, 24 de l'arbre à cames 21, il est possible de monter l'arbre à cames 21à partir du côté du support d'arbre à SR 20400 JP/JB cames, ce qui améliore considérablement les propriétés de montage. Description des repères 1. Moteur à combustion interne monocylindre à quatre temps de type à culasse refroidie par eau et à bougie d'allumage. 2. Carter moteur 3. Bloc cylindre 4. Culasse 5. Capot de culasse 6. Vilebrequin 7. Alésage de cylindre 8. Piston 9. Axe de piston 10. maneton 11. Bielle 12. Chambre de combustion 13. Bougie d'allumage 14. Orifice d'admission 15. Orifice d'échappement 16. Soupape d'admission en champignon 17. Soupape d'échappement en champignon 18. Tube de guidage 19. Dispositif de retenue 20. ressort de soupape 21. Arbre à cames 22. Sommet de came SR 20400 JP/JB 23. Sommet de came 24. Sommet de came 25. Support d'arbre à cames 26. Roue dentée d'entraînement 27. Roue dentée d'entraînement 28. Chaîne de came 29. Axe de culbuteur 30. Culbuteur 31. Support 32. Axe 33. Galet 34. Partie de paroi 35. Partie d'embase 36. Partie de tube 37. Poussoir 38. Tube de guidage de bougie d'allumage 39. Palier de roulement. SR 20400 JP/JB REVENDICATION 1. Mécanisme de commande de soupapes pour moteur à combustion interne, dans lequel au moins une des soupapes d'admission et d'échappement (16, 17) comprend pas moins de deux soupapes en champignon (1) caractérisé en ce qu'un culbuteur (30) est formé en étrier dépassant une bougie d'allumage (13) sur un côté de soupape comportant lesdites pas moins de deux soupapes en champignon, et l'autre soupape est directement entraînée pour être ouverte et fermée à partir d'un arbre à cames (21). SR 20400 JP/JB