Brevet FR2861130A1 — publié le 20050422

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION DE MOTEUR THERMIQUE DESCRIPTION Le sujet de cette invention est un dispositif de distribution de moteur thermique. La distribution concerne les organes qui assurent l'ouverture et la fermeture des orifices d'admission et d'échappement des cylindres du moteur. Ils comprennent pour chaque orifice une soupape, une came poussant sur la queue de la soupape à certaines positions angulaires afin de l'ouvrir, et un levier basculant appelé linguet dans la technique, par lequel la poussée de la came est transmise à la soupape. Le linguet comprend en pratique un rouleau à une position centrale sur laquelle la came roule, et ses extrémités sont pour l'une en appui sur la queue de soupape et pour l'autre articulée à une pièce de butée. La poussée de la came sur le rouleau produit un basculement du linguet autour de son extrémité d'articulation et un enfoncement de son autre extrémité et une levée de la soupape ouvrant l'orifice. Il est avantageux que la distribution soit variable, c'est-à-dire que la commande d'ouverture et de fermeture des orifices dépende du régime du moteur. En particulier, il est avantageux que le moteur soit mieux ventilé à haut régime, avec un débit plus important à l'admission et à l'échappement, qu'au ralenti. Il est alors souhaitable que la levée des soupapes, c'est-à-dire la distance dont elles sont B 14411/JCI déplacées à partir de la position de fermeture, soit plus importante. Des agencements sont proposés dans l'art pour assurer une distribution variable, d'après le brevet DE 42 11 631 A par exemple. Le support d'articulation du linguet est monté sur un cylindre coulissant et repoussé vers la came par un ressort ou une pression d'huile. De plus, une butée de hauteur variable est logée au fond du logement dans lequel le cylindre coulisse. Quand la came pousse sur le linguet par sa portion saillante de nez, elle déplace à la fois la soupape et le cylindre d'appui du côté opposé du linguet, avec une répartition qui dépend de la réaction du liquide ou du ressort et de la hauteur de la butée. Quand le support du linguet est immobile contre la butée, tout le mouvement de la came est appliqué à la soupape, sinon une partie est prise par le déplacement du support et la levée de la soupape est réduite. Le réglage de la butée influe ainsi sur la levée de la soupape. Certaines difficultés limitent cependant le bénéfice qu'on pourrait retirer de cette conception au support réglable. Quand le support s'enfonce dans son logement, la position du linguet par rapport à la came est modifiée et affectée en particulier par un déplacement latéral du rouleau devant la came. Le rouleau tend donc à échapper à la came si le mouvement d'enfoncement du support devient excessif; le pilotage de la soupape par la came deviendra impossible ou le linguet pourra se disjoindre du support sur lequel il s'appuie. On n'arrive pas à réaliser une variation de B 14411/JCI levée de soupape de 10 millimètres, comme on le souhaiterait en pratique aujourd'hui pour tirer tout l'avantage de la distribution variable. Une solution meilleure est proposée avec l'invention et repose sur un mouvement différent du support du linguet et du linguet lui-même pour produire la variation de distribution. Cette solution satisfait aux critères de fiabilité, de simplicité et de compacité exigés dans l'industrie de l'automobile. elle ne fait appel qu'à peu de pièces supplémentaires, ne demande que des aménagements minimes pour les éléments déjà existants et s'intègre facilement à eux sans demander de l'espace en plus de celui qui est libre sur les moteurs existants. Sous sa forme la plus générale, il s'agit d'un dispositif de distribution du moteur thermique comprenant une came tournante, une soupape, un linguet basculant muni d'un rouleau sur lequel la came appuie à une portion centrale, et un support d'articulation d'une extrémité du linguet opposée à une extrémité du linguet s'appuyant sur la soupape, caractérisé en ce qu'il comprend un bras tournant autour d'un axe aligné au moins sensiblement avec un arbre d'entraînement de la came, et un mécanisme de commande de rotation du bras. Ces aspects et d'autres de l'invention deviendront évidents au commentaire des figures suivantes: - la figure 1 est une vue générale d'une 30 réalisation de l'invention, B 14411/JCI - la figure 2 et la figure 3 illustrent les caractéristiques cinématiques de l'invention, - et les figures 4, 5, 6 et 7 donnent quelques détails concrets de construction qu'on peut adopter. Une soupape 1 traverse la culasse 2 d'un moteur à la figure 1 et commande l'ouverture plus ou moins grande ou la fermeture d'un orifice 18 d'après son déplacement. Une came 3 est portée par l'arbre à cames 4 du moteur et comporte un nez 5 sur une portion de sa circonférence afin de déterminer l'enfoncement de la soupape 1. La came 3 agit par l'intermédiaire d'un linguet 6 en forme ici de levier courbe, et en pesant plus précisément sur un rouleau 7 monté au milieu du linguet 6. Une extrémité libre 8 du linguet 6 pèse sur un poussoir 9 à l'arrière de la queue de la soupape 1 et son extrémité opposée est articulée à un axe de support 10 dépendant d'un bras 11. Le bras 11 est tournant. Son axe de rotation est au moins sensiblement aligné avec l'arbre à cames 4, et il est avantageux qu'il soit confondu avec lui, c'est-à-dire que le bras 11 soit aussi monté sur l'arbre à cames 4. Sa rotation est produite par un moteur électrique 12 encastré sur le moteur thermique et qui entraîne en rotation une vis sans fin 13 engrenant avec un secteur denté 14 au bout du bras 11. Le moteur électrique 12 est commandé par un dispositif qui n'appartient pas à l'invention, en fonction du régime du moteur thermique. Le secteur denté 14 est ici sur l'extrémité proche de la came 3 et de l'arbre à cames 4 du bras 11, mais il serait tout aussi possible B 14411/JCI de le disposer à l'extrémité opposée 15 du bras 11, près de l'axe 10, en plaçant le moteur électrique 12 en conséquence. En tournant le bras 11, l'axe 10 est déplacé par rapport à la came 3 selon un mouvement circulaire autour de celle-ci. Le rouleau 7 est donc déplacé devant la surface de la came 3 mais sans s'éloigner d'elle et donc sans risque que le contact soit interrompu. On passe aux figures 2 et 3 pour comprendre l'effet principal obtenu à la rotation de la came 3. Le mouvement essentiel qu'il faut considérer quand le bras 11 tourne est le basculement du linguet 6. Quand le nez 5 de la came 3 arrive sur le rouleau 7, il produit un basculement supplémentaire d'un angle 0 du linguet 6 qu'illustre la figure 2. A une position différente du bras 11, le linguet 6 a basculé d'un angle cp, mais le nez 5 de la came 3 lui infligera un basculement supplémentaire encore égal à e puisque le rouleau 7 n'a fait que tourner autour de la came 3 sans s'en éloigner. Le mouvement de levée produit sur la soupape 1 par le basculement de l'angle 0 sera égal à L1 dans la première position, et à L2 dans la seconde: on s'aperçoit que ces valeurs pourront être bien différentes en pratique et qu'une grande variation de distribution devient accessible avec l'invention. Revenant à la figure 1, on remarque que l'extrémité libre 8 du linguet 7 appuie sur une surface inclinée 17 du poussoir 9. Cela est nécessaire pour éviter une ouverture permanente de la soupape 1 à certaines positions du bras 11 et du linguet 6. D'une façon générale, la surface inclinée 17 sera déterminée B 14411/JCI par une étude cinématique pour assurer la fermeture de l'orifice 18 quand le rouleau 7 roule contre le dos de la came 3, c'est-à-dire la portion de plus faible rayon, et cela quelle que soit la position du bras 11. Un perfectionnement peut cependant être proposé selon la figure 4 afin d'accroître encore la variation de la distribution. Il consiste à réduire la levée de soupape la plus faible par un aménagement judicieux de la surface inclinée 17; d'après les explications qui précédent, la levée est toujours plus faible quand on bascule le linguet 6 dans un sens, ici quand le bras 11 est déplacé vers la droite et éloigné de la soupape 1 de manière à augmenter l'inclinaison du linguet 6 à l'extrémité libre 8. Il convient alors d'accroître l'inclinaison de la surface inclinée 17 à une portion 19 la plus basse, sur laquelle l'extrémité libre 8 se déplace quand le nez 5 de la came 3 arrive sur le rouleau 7 pour cette position extrême du bras 11, de façon à diminuer plus fortement la hauteur du poussoir 9 en rendant la portion 19 encore plus basse et à diminuer le déplacement de la soupape 1. On a déjà constaté qu'il était avantageux de monter le bras 11 sur l'arbre à cames 4. Cela peut être réalisé de plusieurs façons en enfilant alternativement les cames 3 et les bras 11 des différentes soupapes 1 sur l'arbre à cames 4, ce qui est possible dans certains moteurs, ou en montant les bras 11 séparément en les munissant de chapeaux ou demipaliers 20 dont l'un est amovible et qu'on assemble autour de l'arbre à cames 4, d'après la figure 5, ou encore en les munissant d'arceaux 21 en secteur B 14411/JCI de palier qu'on pose simplement sur l'arbre à cames 4, d'après la figure 6, puisque les efforts subis par les bras 11 sont sensiblement dirigés vers le bas et qu'une disjonction des arceaux 21 n'est pas plausible. Enfin, il n'est pas nécessaire d'associer un bras 11 à chacun des linguets 6. Le dispositif de la figure 7 peut être préconisé, avec seulement une paire de bras 11 unis par une tringle 22 parallèle à l'arbre à cames 4. Les bras 11 sont situés aux extrémités de l'alignement de plusieurs linguets 6, dont tous les axes 10 de support appartiennent en réalité à la tringle 22. Une telle solution est encore plus compacte. B 14411/JCI REVENDICATIONS 1) Dispositif de distribution de moteur thermique comprenant une came (3) tournante, une soupape (1), un linguet (6) basculant muni d'une portion centrale (7) sur laquelle la came (3) appuie, et un support d'articulation (10) d'une extrémité (8) du linguet opposée à une extrémité du linguet s'appuyant sur la soupape, caractérisé en ce qu'il comprend un bras (11) tournant autour d'un axe aligné au moins sensiblement avec un arbre (4) d'entraînement de la came, et un mécanisme (13, 14) de commande de rotation du bras. 2) Dispositif de distribution de moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras est monté sur l'arbre (4) d'entraînement de la came. 3) Dispositif de distribution de moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme de commande comprend un secteur denté (14) à une extrémité du bras (11), et une vis sans fin (13) motorisée et engrenant avec le secteur denté. 4) Dispositif de distribution de moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape possède une piste inclinée (17) d'appui de l'extrémité du linguet. B 14411/JCI 5) Dispositif de distribution de moteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la piste possède plusieurs portions d'inclinaisons différentes, dont une portion extrême (19) plus basse et plus inclinée. 6) Dispositif de distribution de moteur thermique selon la revendication 2 caractérisé en ce que le bras (11) est monté sur l'arbre (4) d'entraînement de la came seulement par un palier (21) en secteur de cercle. 7) Dispositif de distribution de moteur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant des pluralités des soupapes et des linguets, caractérisé en ce qu'il comprend une paire des bras (11), une tringle (22) étendue entre les bras (11), et en ce que la tringle (22) possède les supports des linguets (6) de la pluralité. B 14411/JCI