Brevet FR2855553A1 — publié le 20041203

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne à culasse mobile, notamment à un moteur pour essais. Ce type de moteur, tel que celui décrit par exemple dans la demande de 5 brevet français N 2 812 392 du demandeur, comprend un bloc moteur avec au moins un cylindre dans lequel coulisse, dans un mouvement translatif alternatif, un piston sous l'effet d'une bielle reliée à un vilebrequin. Ce cylindre est fermé par une culasse pour former une chambre de combustion. Cette culasse comporte, pour l'essentiel, des moyens d'admission 10 et des moyens d'échappement avec généralement une tubulure et une soupape. Chaque soupape est soumise à l'action d'un moyen de commande sous la forme d'une came rotative portée par un arbre à cames disposé sur la culasse. La came a pour rôle de commander l'ouverture et la fermeture de chaque soupape en fonction de la position du piston. Généralement, un seul 15 arbre à cames est prévu pour commander les soupapes d'échappement et d'admission, mais il peut être prévu un arbre à cames pour commander les soupapes d'échappement et un autre arbre pour les soupapes d'admission. Cet arbre à came est entraîné en rotation, à partir du vilebrequin, par l'intermédiaire d'un organe de transmission, généralement sous la forme d'une 20 courroie crantée ou d'une chaîne, dites de distribution, qui permet de caler la distribution. En effet, cet organe de transmission permet à l'arbre à cames de contrôler l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'échappement et d'admission par rapport à une position ou à un angle de rotation spécifique du vilebrequin, position ou angle qui détermine la position du piston dans le 25 cylindre. Lorsque la culasse doit être démontée pour des raisons de maintenance, telles que le nettoyage du piston ou de la chambre de combustion, ou pour des opérations de mises au point, il est nécessaire de démonter l'organe de 30 transmission hors du vilebrequin et de l'arbre à came pour pouvoir déplacer cette culasse. Dans cette situation, l'arbre à came et le vilebrequin ne sont plus reliés entre eux par cet organe. Les positions angulaires initiales des cames par rapport à la position angulaire du vilebrequin et par conséquent du piston, appelé calage de distribution, peuvent subir des modifications sous l'effet de la 5 manipulation de la culasse ou tout simplement sous l'effet du poids des cames qui sont excentrées par rapport à l'axe de l'arbre. Dans ce cas, lors du remontage de la culasse, il est nécessaire de régler à nouveau les positions des cames portées par l'arbre à cames de manière à 10 retrouver le calage de distribution initial pour des positions spécifiques du piston comme son point mort haut ou son point mort bas. Ces opérations de calage nécessitent une intervention qui est longue et fastidieuse avec le risque de ne pas retrouver exactement le calage initial. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un moteur dont le calage de distribution de l'arbre à cames n'est plus nécessaire après démontage de la culasse. A cet effet, l'invention concerne un moteur à combustion interne, 20 notamment moteur pour essais, comprenant un bloc culasse déplaçable entre une position active et une position démontée, ledit bloc culasse portant des moyens d'admission et d'échappement commandés par des cames portées par au moins un arbre à cames, un bloc moteur avec un vilebrequin commandant le déplacement d'au moins un piston dans un cylindre et un organe de 25 transmission de mouvement entre le vilebrequin et au moins l'un des arbres à cames pour le calage de distribution, caractérisé en ce que le moteur comprend des moyens de conservation du calage de distribution entre la position active et la position démontée du bloc culasse. Dans le cas o l'organe de transmission est une courroie, les moyens de conservation du calage comprennent au moins une réserve de longueur de la courroie, réserve dont l'étendue est au moins égale au déplacement du bloc culasse. Avantageusement, la réserve de longueur peut être formée par un pliage d'au moins une portion de la courroie. Préférentiellement, la réserve de longueur peut être située entre le bloc culasse et le bloc moteur. La courroie présente un périmètre constant entre la position active et la position démontée du bloc culasse. De manière avantageuse, le moteur peut comprendre des moyens d'actionnement de ladite réserve. 15 Les moyens d'actionnement peuvent comprendre au moins un galet déplaçable agissant sur ladite réserve de longueur. De manière préférentielle, le galet peut être porté par une platine mobile 20 qui peut porter un axe de basculement. Le moteur peut également comprendre des moyens de commande agissant sur les moyens d'actionnement en fonction du déplacement du bloc culasse. Les moyens de commande peuvent comprendre une tige de commande reliée au bloc culasse. La tige de commande peut comprend des moyens de réglage de sa 30 longueur. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre un moteur à combustion interne selon l'invention en position active et - la figure 2 montre ce moteur en position de démontage de la culasse. On se rapporte maintenant à la figure 1 qui montre un moteur à combustion interne, plus particulièrement un moteur pour essais, avec un bloc 10 moteur 10 et un bloc culasse 12. Le bloc moteur 10 comprend un carter 14 dans lequel est logé un vilebrequin 16 avec sa poulie de commande crantée 18. Ce bloc comprend également au moins un cylindre 20 dans lequel coulisse, de manière 15 alternative, un piston 22 sous l'effet d'une bielle 24 reliée au vilebrequin et plus particulièrement au maneton 26 de ce vilebrequin. Comme cela est connu, le bloc culasse 12 comprend une culasse 28 qui porte des moyens d'échappement et d'admission constitués d'une tubulure et 20 d'une soupape (non représentées). Les soupapes d'admission sont commandées en ouverture et en fermeture par des cames 30 portées par un arbre à cames 32 muni de sa poulie crantée d'entraînement 34 solidaire en rotation avec cet arbre. Les soupapes d'échappement sont également commandées en ouverture/fermeture par des cames 36 portées par un arbre à 25 cames 38 muni de sa poulie d'entraînement crantée 40 solidaire en rotation. Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, un seul arbre à cames avec sa poulie d'entraînement peut être prévu. Dans ce cas, cet arbre à cames portera des cames pour la commande des soupapes d'admission et d'échappement. Les poulies d'entraînement 34, 40 ainsi que la poulie de commande 18 sont placées dans un même plan vertical et de préférence dans un plan se situant sur la face avant du moteur comme illustré sur les figures. Comme cela est décrit plus en détail dans la demande de brevet français N 2 812 392, la culasse est reliée au bloc moteur par des colonnes de coulissement 42, de préférence au nombre de quatre, formées d'un fût 44 fixé 5 au carter 14 et à l'intérieur duquel glisse un coulisseau 46 relié à la culasse. La culasse peut ainsi être déplacée par coulissement dans un mouvement vertical grâce à tous moyens, tels que des vérins hydrauliques 48. Ce moteur comprend en outre, un organe de transmission de mouvement 10 entre la poulie de commande 18 et les poulies d'entraînement 34, 40. Généralement, cet organe est une courroie crantée ou une chaîne 50, dites de distribution, qui engrène avec des saillies ou des dents prévues sur les poulies de commande et d'entraînement. Cet organe de transmission permet de régler le calage de distribution en commandant des arbres à cames de façon à ce les 15 cames contrôlent l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'échappement et d'admission par rapport à une position ou à un angle de rotation spécifique du vilebrequin. Pour des raisons de simplification dans la suite de la description, il sera uniquement mentionné une courroie en tant qu'organe de transmission. Le bloc moteur 10 porte avantageusement des galets tendeurs 52 constitués d'une roue montée folle sur un axe porté par une embase mobile en translation soumise à l'action d'un moyen à ressort (non représentés). Ces galets tendeurs ont pour rôle de tendre la courroie de façon à ce que celle-ci garde le contact avec les différentes poulies crantées sans possibilité de 25 glissement. Le bloc culasse 12 porte préférentiellement des galets de renvois 54 constitués d'une roue folle montée à rotation sur un axe fixe disposé sur ce bloc. La courroie 50 présente au moins une réserve de longueur, ici deux 30 réserves de longueur 56 disposées symétriquement par rapport à l'axe vertical général XX du moteur de façon à obtenir une symétrie de déplacement de la courroie lors des opérations de montage/démontage de la culasse. Ces réserves permettent de ne pas enlever la courroie des poulies pour pouvoir déplacer la culasse en position de démontage. Grâce à cela, le calage de distribution initial est conservé après remontage de la culasse. Chaque réserve de longueur de courroie est avantageusement disposée 5 entre le bloc culasse et le bloc moteur. Préférentiellement, ces réserves sont formées, par une portion de courroie qui est pliée entre les galets 54 et 52 et qui, par conséquent, est plus longue que la longueur théorique de courroie entre ces mêmes galets, telle que représentée par les traits d'axes référencés C. Cette réserve permet ainsi, comme il sera explicité plus loin, d'obtenir un chemin de géométrie variable de la courroie entre la position active et la position démontée du bloc culasse. Ce chemin a une première configuration passant par la poulie de commande 18, les galets tendeurs 52, les galets de calage 68, les galets de renvoi 54 et les poulies d'entraînement 34 ainsi que 40, 15 comme représenté sur la figure 1, et une deuxième configuration (figure 2) dans laquelle la géométrie de la portion de courroie se situant entre les galets 52 et 54 se rapproche de celle référencée par C. Des moyens d'actionnement, sous la forme de moyens de 20 reploiement/déploiement 58, de ces réserves sont prévus entre ces galets, d'une part, pour pouvoir les utiliser lorsque la culasse est amenée en position démontée, comme cela sera décrit plus loin, et, d'autre part, pour repositionner ces réserves dans leur état initial lorsque la culasse est en position active. Chaque moyen d'actionnement est constitué d'une platine 60 mobile en 25 basculement autour d'un axe fixe 62 porté par le bloc moteur. Préférentiellement, cet axe est disposé sur un support 64 formé par exemple par une traverse reliant les fûts 44 se situant à l'avant du moteur. La platine comprend également, à distance de l'axe de basculement 62, un axe de rotation 66 pour un galet 68, dénommé dans la suite de la description galet de 30 calage, et autre axe 70, à distance des deux autres axes, sur lequel est articulée une tige de commande 72 servant de moyens de commande de la platine. De manière avantageuse comme illustré sur les figures, la platine 60 a sensiblement la forme d'un triangle dans lequel les axes de basculement 62 et d'articulation 70 sont disposés aux sommets voisins de la base de ce triangle alors que l'axe de rotation 66 est situé au voisinage du troisième sommet. La tige de commande 72 est articulée à son autre extrémité sur un axe 74 porté par le bloc culasse et préférentiellement par une saillie 76 issue de la culasse 28. Cette tige de commande comprend des moyens de réglage 78, tel qu'un système vis-écrou, permettant de régler sa longueur comprise entre les axes 70 et 74. Ainsi, comme illustré sur la figure 1, la courroie passe sur la poulie de commande 18, les galets tendeur 52, les galets de calage 68, les galets de renvoi 54 et les poulies d'entraînement 34, 40. Cette courroie présente au niveau des moyens de reploiement/déploiement, un déport vers l'extérieur par 15 rapport au cheminement classique de cette courroie, comme représenté sur la figure par les traits d'axe C. Dans cette configuration, la portion de la courroie comprise entre le galet de renvoi 54 et le galet tendeur 52 est pliée en présentant une portion sensiblement horizontale entre le galet de renvoi 54 et le galet de calage 68 et 20 une portion inclinée par rapport au cheminement classique C entre ce galet de calage et le galet tendeur 52. Ainsi, la longueur ou l'étendue de chaque réserve de courroie correspond, en considérant la figure 1, à la différence entre la somme des longueurs de portions de courroie comprise entre les galets 52 et 68 ainsi qu'entre les galets 25 68 et 54, et la longueur théorique de la courroie entre les galets 52 et 54 comme représentée par les traits d'axe C. Cette longueur de réserve de courroie est au moins égale à la moitié du déplacement H de la culasse comme illustré à la figure 2. Lorsqu'il est souhaité d'intervenir au niveau du piston 22 ou de l'intérieur 30 de la culasse 28, I'opérateur déboulonne la culasse 28 de manière à la désolidariser du cylindre 20. Il actionne ensuite les vérins 48 pour la soulever dans un mouvement vertical jusqu'à ce qu'elle atteigne la position souhaitée lors d'un déplacement H, telle qu'illustrée sur la figure 2. Cette culasse est continuellement guidée dans son déplacement par les coulisseaux 46 glissant dans les fûts 44. Lors de ce mouvement, chaque tige 72, qui est solidaire de la culasse par 5 son axe 74, exerce une traction sur la platine 60. Cette traction a pour effet de faire basculer cette platine, d'un angle A, autour de son axe 62. Durant ce mouvement de basculement, le galet de calage 68 porté par l'axe 64 se rapproche du cylindre 20 en roulant sur la courroie crantée sans déplacer cette dernière. La portion de courroie comprise entre le galet 54 et le galet 52 est 10 ainsi dépliée de façon à ce que cette portion se rapproche du cheminement classique C. Ce mouvement a pour effet de compenser l'augmentation de la longueur de la courroie qui est due au déplacement de la culasse. De ce fait, la longueur de la portion de courroie comprise entre les galets 54 et 52 reste sensiblement constante d'une position active de la culasse à la position 15 démontée. Pour procéder au remontage de la culasse à partir de la figure 2, il suffit d'actionner les vérins 48 dans un mouvement tel qu'ils rapprochent la culasse 28 du bloc moteur 10. De par l'action des tiges 72, les platines 60 basculent autour de leur axe 62 dans un mouvement inverse à celui précédemment décrit et les galets 68 exercent une traction sur la portion de courroie entre les galets 54 et 56 tout en roulant sur celle-ci de façon à obtenir la configuration de la courroie de la figure 1. De ce fait, la courroie 50 à une géométrie de cheminement différente entre la position démontée et la position active du bloc culasse 12 alors que son périmètre reste inchangé entre ces deux positions. Dés que la culasse est en appui sur le bloc moteur, l'opérateur procédera 30 uniquement au boulonnage de cette culasse sur le bloc moteur. Il n'aura aucune opération à effectuer pour le réglage du calage des arbres à cames puisque la courroie n'a jamais quitté les poulies sur lesquelles elle repose. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrite mais englobe tous les équivalents. Notamment, il est peut être utilisé des patins en lieu et place des galets décrits. De même, les moyens d'actionnement 58 de la réserve peuvent être portés par le bloc culasse 12 et la tige de commande reliera ces moyens à un axe prévu sur le bloc moteur 10. Egalement, les moyens d'actionnement et les moyens de commande 10 peuvent être remplacés par tout autre dispositif, tel qu'un vérin pneumatique dont la tige du piston porterait le galet de calage et dont le déplacement du piston serait commandé par le déplacement du bloc culasse. REVENDICATIONS 1) Moteur à combustion interne, notamment moteur pour essais, comprenant un bloc culasse (12) déplaçable entre une position active et une 5 position démontée, ledit bloc culasse portant des moyens d'admission et d'échappement commandés par des cames (30, 36) portées par au moins un arbre à cames (32, 38), un bloc moteur (10) avec un vilebrequin (16) commandant le déplacement d'au moins un piston (22) dans un cylindre (20) et un organe de transmission de mouvement (50) entre le vilebrequin (16) et au 10 moins l'un des arbres à cames (32, 38) pour le calage de distribution, caractérisé en ce que le moteur comprend des moyens de conservation du calage de distribution (56, 58) entre la position active et la position démontée du bloc culasse (12). 2) Moteur à combustion interne selon la revendication 1 dans lequel l'organe de transmission est une courroie (50), caractérisé en ce que les moyens de conservation du calage comprennent au moins une réserve de longueur (56) de la courroie, réserve dont l'étendue est au moins égale au déplacement du bloc culasse (12). 3) Moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réserve de longueur (56) est formée par un pliage d'au moins une portion de la courroie (50). 4) Moteur à combustion interne selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la réserve de longueur est située entre le bloc culasse (12) et le bloc moteur (10). 5) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications 2 à 4, 30 caractérisé en ce que la courroie (50) présente un périmètre constant entre la position active et la position démontée du bloc culasse (12). 6) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de conservation de calage comprennent des moyens d'actionnement (58) de la réserve (56). 7) Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent au moins un galet déplaçable (68) agissant sur ladite réserve de longueur. 8) Moteur à combustion interne selon la revendication 7, caractérisé en ce 10 que le galet (68) est porté par une platine mobile (60). 9) Moteur à combustion interne selon la revendication 8, caractérisé en ce que la platine (60) porte un axe de basculement (62). 10) Moteur à combustion interne selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (70) agissant sur les moyens d'actionnement (58) en fonction du déplacement du bloc culasse (12). 11) Moteur à combustion interne selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de commande (70) comprennent une tige de commande (72) reliée au bloc culasse (12). 12) Moteur à combustion interne selon la revendication 11, caractérisé en 25 ce que la tige (72) comprend des moyens de réglage (78) de sa longueur.