Brevet FR2848244A1 — publié le 20040611

i "Moteur à combustion interne dont le système de distribution comporte un tendeur intercalé entre l'organe souple de transmission et le carter" L'invention concerne un moteur à combustion interne du 5 type qui comporte un vilebrequin et au moins un arbre à cames parallèle à l'axe de rotation du vilebrequin, et qui comporte un système de distribution comprenant un organe souple de transmission, tel qu'une courroie ou une chaîne, qui lie en rotation l'arbre à cames et le vilebrequin. L'invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne du type qui comporte un carter dans lequel sont montés à rotation: - un vilebrequin dont une extrémité libre fait saillie à travers une face externe globalement transversale du carter 15 perpendiculaire à l'axe de rotation du vilebrequin; - et au moins un arbre à cames parallèle à l'axe du vilebrequin qui est situé sensiblement au-dessus du vilebrequin, et dont une extrémité libre fait saillie à travers la face externe du carter; et un système de distribution qui comporte un organe souple de transmission, qui s'étend dans un plan transversal et qui lie en rotation l'arbre à cames et le vilebrequin, et un tendeur qui régule la tension d'un brin de l'organe souple de transmission comprenant: - un élément de guidage dudit brin de l'organe de transmission qui est monté mobile par rapport au carter dans un plan transversal; - et un actionneur qui applique un effort transversal de tension sur l'élément de guidage. Dans les moteurs à combustion interne, le vilebrequin est un arbre dont la rotation est provoquée par le mouvement de translation des pistons dans les cylindres du moteur. Le vilebrequin tourne à une vitesse déterminée en fonction du rythme des explosions ayant lieu dans les cylindres. Or le rythme des explosions dépend du rythme d'admission de carburant et d'évacuation des gaz d'échappement du cylindre. Le rythme d'admission et d'évacuation est commandé par la vitesse de rotation de l'arbre à cames. Traditionnellement, la s vitesse de rotation de l'arbre à cames est donc proportionnelle à la vitesse de rotation du vilebrequin. Il est connu que l'arbre à cames soit entraîné en rotation par le vilebrequin par l'intermédiaire d'un système de distribution du type décrit précédemment. On connaît de nombreux systèmes de distribution de ce type dans lesquels l'organe souple de transmission peut par exemple être une chaîne ou une courroie de distribution. L'organe souple de transmission forme une boucle qui s'étend dans un plan transversal autour des extrémités libres des 15 arbres. L'organe de transmission comporte alors deux brins latéraux qui s'étendent d'un arbre à l'autre. Dans ce type de système, le brin situé en amont du vilebrequin qui est un arbre menant, selon le sens de rotation de l'organe souple de transmission, est un brin tiré par le mouvement 20 de rotation de l'arbre menant. Il est connu de qualifier ce brin de brin "conducteur". L'autre brin situé en aval de l'arbre menant est appelé brin conduit. Le brin conduit étant "poussé" par opposition au brin conducteur qui est "tiré", le brin conduit a tendance a être moins 25 tendu que le brin conducteur, voire complètement relâché. L'organe souple de transmission étant peu ou pas élastique, il est en effet nécessaire de prévoir une longueur supplémentaire à la longueur d'utilisation pour pouvoir monter l'organe souple de transmission souple autour des extrémités 30 libres des arbres. Cette longueur supplémentaire est accumulée dans le brin conduit qui n'est donc pas tendu. Or, lorsque le brin conduit n'est pas tendu, l'organe souple de transmission est susceptible d'être soumis à des variations de tension interne entre le brin conduit relâché et le brin conducteur tendu, qui sont néfastes à sa durée de vie. De plus, le brin conduit est susceptible de venir cogner contre des éléments voisins, et donc de produire des bruits parasites lors du fonctionnement du moteur. Le moteur comporte donc un tendeur qui a pour fonction de maintenir une tension constante de fonctionnement dans le brin conduit. Le tendeur est principalement constitué d'un actionneur, io par exemple un poussoir hydraulique ou un ressort, qui pousse un élément de guidage du brin conduit qui est monté mobile de manière globalement transversale par rapport au carter, et qui est par exemple une roue ou un rail de tension. Il est connu de fixer l'actionneur sur la face externe du 15 carter de façon coplanaire au brin conduit, à l'extérieur de la boucle formée par l'organe souple de transmission. L'élément de guidage est alors intercalé entre l'organe de transmission et l'actionneur. L'actionneur exerce un effort transversal directement sur l'élément de guidage qui tend le brin conduit en le poussant 20 transversalement vers le brin conducteur. Cependant, la face externe transversale du carter n'est pas toujours suffisamment large pour accueillir l'actionneur. Il faut donc prévoir une excroissance transversale supplémentaire sur la face externe transversale du carter pour pouvoir y fixer 25 l'actionneur. Un tel agencement augmente donc l'encombrement transversal du carter de moteur. Pour réduire l'encombrement transversal du carter, il est connu par le document JP-A-08.135.465 (SUZUKI KK) de fixer l'actionneur entre les deux brins de l'organe souple de 30 transmission. Le moteur décrit et représenté dans ce document comporte deux arbres à cames parallèles situés à la même altitude audessus du vilebrequin. La partie supérieure de la boucle formée par l'organe de transmission entoure les extrémités libres des deux arbres à cames. La distance entre les deux brins latéraux est donc sensiblement plus grande dans la partie supérieure de la boucle que dans sa partie inférieure. Il est donc possible d'implanter un actionneur entre les deux brins latéraux verticaux dans la partie supérieure de la boucle. Cependant, la solution proposée par ce document ne peut pas être étendue à un moteur ne comportant qu'un seul arbre mené. En effet, la distance entre les deux brins latéraux de l'organe souple de transmission dont la partie supérieure de la 10 boucle n'entoure que l'extrémité libre d'un seul arbre, n'est alors pas suffisante pour l'implantation de l'actionneur. La présente invention propose pour résoudre ces problèmes, un moteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'effort de tension de l'actionneur est appliqué dans un 15 plan transversal qui est axialement décalé par rapport au plan de l'organe souple de transmission, et qui se situe entre la face externe du carter et le plan de l'organe souple de transmission. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'actionneur est axialement situé entre au moins un des 20 brins de l'organe souple de transmission et la face externe du carter; - le moteur comporte un levier sensiblement vertical qui est monté pivotant par rapport au carter autour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin et qui transmet l'effort de tension de 25 l'actionneur à l'élément de guidage; - le levier est un levier de renvoi qui inverse le sens de l'effort de tension; - le levier est situé dans le même plan transversal que l'effort de tension; l'effort de tension est appliqué à l'extrémité supérieure du levier, et en ce que l'extrémité inférieure du levier porte un doigt longitudinal de transmission de l'effort de tension à l'élément de guidage; - I'actionneur est un actionneur linéaire, et l'élément de guidage est un rail de guidage qui est monté pivotant par rapport au carter autour d'un axe longitudinal, et l'élément souple de transmission est une chaîne. s D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une 10 extrémité axiale d'un moteur équipé d'un système de distribution réalisé selon les enseignements de l'invention et comportant un capot vertical; - la figure 2 est une vue de derrière en transparence à travers le carter du système de distribution, selon la flèche 2 de la 15 figure 1; - la figure 3 est une vue de profil en section partielle du système de distribution selon le plan de coupe 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective représentant seulement le système de distribution de la figure 1 selon un angle 20 de vue opposé; - la figure 5 est une vue éclatée des composants du système de distribution de la figure 4. Dans la suite de la description on utilisera à titre non limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale 25 indiquée par le trièdre direct L, V, T représenté à la figure 1. On a représenté à la figure 1 un moteur 10 à combustion interne de véhicule automobile réalisé selon les enseignements de l'invention. Le moteur 10 comporte un bloc-cylindres 12 globalement longitudinal qui abrite notamment des cylindres. Le 30 bloc-cylindres 12 est fermé par une culasse 14. Le moteur 10 comporte un vilebrequin 16 d'axe longitudinal A qui est monté à rotation par rapport au bloc-cylindres 12. Le vilebrequin 16 traverse plus précisément une partie inférieure du bloc-cylindres 12. Seule une extrémité libre du vilebrequin 16 faisant saillie à travers une face externe globalement transversale 17 du bloc-cylindres 12 est visible à la figure 3. Le moteur 10 comporte aussi un arbre à cames 18 qui est parallèle à l'axe A du vilebrequin 16, c'est-à-dire longitudinal, et s qui est monté à rotation par rapport au bloc-cylindres 12. L'arbre à cames 18 s'étend à travers la culasse 14, et il est situé sensiblement au-dessus du vilebrequin 16. Une extrémité libre de l'arbre à cames 18 fait saillie à travers la face externe 17 du bloc-cylindres 12, du même côté que io l'extrémité libre du vilebrequin 16. Le vilebrequin 16 est un arbre moteur, ou menant, qui est notamment destiné à entraîner l'arbre à cames 18 en rotation par l'intermédiaire d'un système de distribution 20. L'arbre à cames 18 est donc un arbre mené. De manière connue, le système de distribution 20 comporte notamment un élément souple de transmission d'effort qui est ici, à titre non limitatif, une chaîne de transmission 22. L'extrémité libre du vilebrequin 16, porte de manière solidaire, une première roue dentée 24 et l'extrémité libre de 20 l'arbre à cames 18 porte, de manière solidaire, une seconde roue dentée 26 comme représenté aux figures 1 à 3. Les roues dentées 24 et 26 sont situées dans un même plan transversal PI selon la figure 5. La chaîne 22 est montée engrenée autour des première 24 25 et seconde 26 roues dentées. La chaîne 22 forme donc une boucle qui s'étend dans le plan transversal PI. La chaîne 22 est ainsi destinée à transmettre un couple de rotation depuis le vilebrequin 16 jusqu'à l'arbre à cames 18. La chaîne 22 comporte deux brins latéraux 28 et 30 30 sensiblement verticaux. Le brin situé à gauche en regardant la figure 2 est le brin conducteur 28, et le second brin est le brin conduit 30. Le système de distribution 20 comporte un rail de guidage 32 du brin conducteur 28 qui est fixé sur la face externe 17 du bloc-cylindres 12, et qui situé dans le plan transversal PI. Le rail de guidage 32 est plus précisément fixé de manière tangente au brin conducteur 28, c'est-à-dire globalement verticalement, et à l'extérieur de la boucle formée par la chaîne 22. Le rail de 5 guidage 32 est destiné à guider le brin conducteur 28 pour éviter que ce dernier ne heurte des éléments voisins du moteur (non représentés). Le mouvement de rotation dextrorsum du vilebrequin 16, selon la figure 1 (senestrorsum selon la figure 2), a tendance à 1o relâcher le brin conduit 30. Afin d'éviter les inconvénients décrits en préambule de la description, le moteur 10 comporte un tendeur 34 destiné à maintenir une tension de fonctionnement qui est ici constante, dans le brin conduit 30, et qui est par exemple globalement égale à la tension du brin conducteur 28. De manière connue, le tendeur 34 est principalement composé d'un élément mobile de guidage 36 du brin conduit 30, et d'un actionneur 38 qui produit l'effort nécessaire pour maintenir la tension de fonctionnement dans le brin conduit 30. Dans la description, le brin conduit 30 est considéré comme tendu lorsqu'il 20 est soumis à la tension de fonctionnement. L'élément de guidage est un patin de guidage 36 dont une extrémité supérieure est montée pivotante, autour d'un axe longitudinal B, sur la face externe 17 du bloc-cylindres 12. L'élément de guidage 36 est appelé patin par analogie avec la 25 forme et le mouvement d'un patin de frein. Le patin de guidage 36 est globalement vertical. Comme on peut le voir aux figures 4 et 5, le patin de guidage 36 est situé dans le plan transversal PI de façon à être en contact avec la chaîne 22. Le patin est adjacent au brin conduit 30, et il est situé 30 à l'extérieur de la boucle formée par la chaîne 22. La partie inférieure 40 du patin de guidage 36 délimite un point sur lequel est destiné à être appliqué un effort de tension transversal produit par l'actionneur 38 de façon à faire pivoter le patin de guidage 36 qui tend ainsi le brin conduit 30. Dans une variante non représentée de l'invention, l'élément de guidage 36 est une roue dentée montée à rotation par rapport au carter autour d'un axe longitudinal, cet axe étant lui-même monté mobile globalement transversalement par rapport s au carter. L'actionneur 38 est ici un actionneur linéaire, du type hydraulique ou à ressort, qui est fixé sur la face externe 17 du bloc-cylindres 12. Selon les enseignements de l'invention, l'actionneur 38 se 1o situe dans un plan transversal intermédiaire P2 qui est situé entre la face externe 17 transversale du bloc-cylindres 12 et le plan transversal Pi de la chaîne de transmission 22, comme illustré aux figures 3 à 5. Le plan P2 est décalé axialement, c'est-à-dire longitudinalement, par rapport au plan PI de la chaîne de 1 5 transmission 22. L'actionneur 38 produit un effort qui est orienté selon la flèche transversale F indiquée à la figure 2. L'actionneur 38 se situe ici à une altitude plus élevée que le point d'application 40 de l'effort sur le patin de guidage 36. 20 L'effort produit par l'actionneur 38 est donc transmis au patin de guidage 36 par l'intermédiaire d'un levier de renvoi 42 qui est monté pivotant sur la face externe 17 du bloc-cylindres 12 autour d'un axe longitudinal C. Le levier 42 est globalement vertical, et, selon ce mode de réalisation, il est situé dans le plan transversal 25 P2 de l'actionneur 38. L'axe de pivotement C traverse le levier 42 sensiblement en son milieu. Le levier 42 comporte donc un bras supérieur 44 et un bras inférieur 46 qui sont sensiblement de même longueur. Selon ce mode de réalisation, et en se référant aux figures 30 2 et 3, l'actionneur 38 est situé axialement entre le brin conducteur 28 de la chaîne 22 et la face externe 17 du bloccylindres 12, ainsi que entre le rail de guidage 32 et la face externe 17 du bloc-cylindres 12. L'actionneur 38 est situé à une altitude telle qu'il est transversalement en regard de l'extrémité supérieure 48 du levier 42 de façon que l'effort transversal produit par l'actionneur 38 soit appliqué sur l'extrémité supérieure 48. L'extrémité inférieure du levier 42 porte un doigt longitudinal 50 qui s'étend jusqu'au plan transversal Pi de la 5 chaîne 22. Le doigt 50 est notamment destiné à transmettre l'effort de tension dans le plan intermédiaire P2 au plan de la chaîne PI. Les extrémités libres des arbres 16 et 18 ressortent de la face externe 17 du bloc-cylindres 12 selon une distance io longitudinale suffisante pour permettre d'insérer l'actionneur 38 et le levier 42 entre la chaîne 22 et la face externe 17 du bloccylindres 12. Le système de distribution 20 décrit précédemment est recouvert d'un capot 52 vertical transversal dont la forme est 15 sensiblement complémentaire à la forme de la face externe 17 transversale du bloc- cylindres 12. Le fonctionnement d'un moteur 10 réalisé selon les enseignements de l'invention est le suivant. Lors du fonctionnement du moteur 10, le vilebrequin 16 20 tourne dans un sens horaire selon la figure 1 (anti-horaire selon la figure 2). La chaîne 22 est alors entraînée et elle transmet le mouvement de rotation à l'arbre à cames 18 qui tourne dans le même sens que le vilebrequin 16. Le brin conducteur 28 de la chaîne 22 est maintenu en 25 position par le rail de guidage 32. En effet, l'actionneur 38 produit un effort transversal de gauche à droite selon la figure 2. Cet effort est appliqué à l'extrémité supérieure 48 du levier 42 qui pivote alors autour de son axe C. L'effort est transmis à la partie inférieure 40 du patin de guidage 36 par l'intermédiaire du doigt 50 porté par l'extrémité inférieure du levier 42. L'effort transmis est sensiblement de même intensité que l'effort produit par l'actionneur 38 car les deux bras 44 et 46 du levier 42 sont sensiblement de même longueur. Le levier 42 inverse cependant le sens de l'effort qui s'applique alors de droite à gauche selon la figure 2. Le patin de guidage 36 pivote alors autour de son axe 5 supérieur B, et le corps du patin 36 se déplace selon une direction globalement transversale de manière à tendre le brin conduit 30. Selon une variante non représentée de l'invention, le système de distribution 20 ne comporte pas de levier, et 10 l'actionneur 38 est fixé à la même altitude que le point d'application 40 de l'effort sur le patin de guidage 36. L'actionneur est par exemple relié au patin de guidage par l'intermédiaire d'une biellette horizontale. Il REVENDICATIONS 1. Moteur (10) à combustion interne du type qui comporte un carter (12, 14) dans lequel sont montés à rotation: - un vilebrequin (16) dont une extrémité libre fait saillie à 5 travers une face externe (17) globalement transversale du carter (12) perpendiculaire à l'axe de rotation (A) du vilebrequin (16); - et au moins un arbre à cames (18) parallèle à l'axe (A) du vilebrequin (16) qui est situé sensiblement au- dessus du vilebrequin (16), et dont une extrémité libre fait saillie à travers la 10 face externe (17) du carter (14); et un système de distribution (20) qui comporte un organe souple de transmission (22), qui s'étend dans un plan transversal (Pi) et qui lie en rotation l'arbre à cames (18) et le vilebrequin (16), et un tendeur (34) qui régule la tension d'un brin (30) de l'organe 15 souple de transmission (22) comprenant: - un élément de guidage (36) dudit brin (30) de l'organe de transmission (22) qui est monté mobile par rapport au carter (12) dans un plan transversal (Pi); et un actionneur (38) qui applique un effort transversal de 20 tension sur l'élément de guidage (36); caractérisé en ce que l'effort de tension de l'actionneur (38) est appliqué dans un plan transversal (P2) qui est axialement décalé par rapport au plan (Pi) de l'organe souple de transmission (22), et qui se situe entre la face externe (17) du 25 carter (12) et le plan (PI) de l'organe souple de transmission (22). 2. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'actionneur (38) est axialement situé entre au moins un des brins (32) de l'organe souple de transmission 30 (22) et la face externe (17) du carter (12). 3. Moteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un levier (42) sensiblement vertical qui est monté pivotant par rapport au carter (12) autour d'un axe (C) parallèle à l'axe (A) du vilebrequin (16) et qui transmet l'effort de tension de l'actionneur (38) à l'élément de guidage (36). 4. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le levier (42) est un levier de renvoi qui inverse le sens de l'effort de tension. 5. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le levier (42) est situé dans le même plan transversal (P2) que l'effort de tension. 6. Moteur (10) selon la revendication précédente, 10 caractérisé en ce que l'effort de tension est appliqué à l'extrémité supérieure (48) du levier (42), et en ce que l'extrémité inférieure du levier (42) porte un doigt longitudinal (50) de transmission de l'effort de tension à l'élément de guidage (36). 7. Moteur (10) selon la revendication précédente, 15 caractérisé en ce que l'actionneur (38) est un actionneur linéaire, et en ce que l'élément de guidage (36) est un rail de guidage qui est monté pivotant par rapport au carter (12) autour d'un axe longitudinal (B), et en ce que l'élément souple de transmission (22) est une chaîne.