Brevet FR2863303A1 — publié le 20050610

ELEMENT DE COMMANDE DE SOUPAPES D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un élément de commande de soupapes d'un moteur à combustion interne. Description de la technique apparentée Une soupape d'admission et une soupape d'échappement d'un moteur à combustion interne sont commandées de façon à être ouvertes et fermées par une puissance issue d'un arbre de vilebrequin du moteur à combustion interne. Ces dernières années, il a été tenté de commander la soupape d'admission et la soupape d'échappement par un moteur électrique pour ouvrir et fermer les soupapes. Par exemple, il a été proposé un élément de commande de soupapes qui ouvre et ferme la soupape d'admission en faisant tourner un arbre à cames grâce à un moteur pas-à-pas (demande de brevet japonais mise à la disposition du public (JP-A) N 8-177 536). De plus, le document JP-A N 59-68 509 existe en tant que document de la technique antérieure se rapportant à la présente invention. Lorsque la soupape d'admission et la soupape d'échappement sont ouvertes et fermées en entraînant le mécanisme de cames par le moteur électrique, il est nécessaire de fournir en sortie une force d'entraînement contre un couple appliqué au mécanisme de cames sur la base d'une force de répulsion d'un ressort de soupape fourni pour chacune des soupapes (ci- après ce couple est appelé couple du ressort de soupape), depuis le moteur électrique. Par conséquent, lorsque le couple du ressort de soupape est accru, une augmentation de la consommation d'énergie électrique et une augmentation de la puissance nominale du moteur électrique sont générées. RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, un but de la présente invention consiste à fournir un élément de commande de soupapes d'un moteur à combustion interne qui peut restreindre une puissance nominale requise pour un moteur électrique afin d'entraîner un mécanisme de cames et sa consommation d'énergie électrique. De manière à atteindre le but mentionné ci-dessus, conformément à la présente invention, il est fourni un élément de commande de soupapes d'un moteur à combustion interne comprenant un mécanisme de cames destiné à convertir un mouvement de rotation d'un moteur électrique en un mouvement linéaire pour commander une soupape afin d'ouvrir et de fermer un cylindre en s'opposant à un ressort de soupape, et un mécanisme de réduction de couple destiné à ajouter un couple opposé, servant à réduire un couple appliqué au mécanisme de cames depuis le ressort de soupape au moment de la commande de la soupape, au mécanisme de cames. Dans l'élément de commande de soupapes conforme à la présente invention, le couple variant périodiquement en synchronisme avec le mouvement d'ouverture et de fermeture de la soupape est appliqué au mécanisme de cames, lors de l'ouverture et de la fermeture de la soupape en s'opposant à une force de réaction du ressort de soupape. Le mécanisme de réduction de couple applique le couple opposé annulant le couple au mécanisme de cames, grâce à quoi il est possible de réduire le couple appliqué en tant que charge au moteur électrique et il est possible de restreindre sa variation. Dans l'élément de commande de soupapes conforme à la présente invention, le mécanisme de réduction de couple peut comprendre une came de phase opposée qui tourne de manière à s'enclencher à une vitesse de rotation de 1/N (où N est un nombre entier) fois la vitesse de rotation d'une came dans le mécanisme de cames et présente une surface de came formée sur une surface de celles-ci, un élément de maintien de came qui est contact avec la surface de la came, et un élément de sollicitation qui sollicite l'élément de maintien de came vers la surface de came de la came de phase opposée, et un profil de la surface de came sur la came de phase opposée peut être établi de telle sorte qu'un couple opposé qui annule un couple de ressort de soupape appliqué au mécanisme de cames sur la base de la force de réaction du ressort de soupape, est appliqué à la came de phase opposée à partir de l'élément de sollicitation. D'après la structure mentionnée ci-dessus, il est possible d'ajouter le couple opposé annulant le couple du ressort de soupape, sur la base d'une simple structure consistant à agencer la came de phase opposée, à amener l'élément de maintien en contact avec la surface de came sur la surface de la came de phase opposée et à exercer une pression par l'élément de sollicitation. 2863303 3 En outre, le mécanisme de réduction de couple peut comprendre une came de phase opposée qui tourne de manière à s'enclencher à une vitesse de rotation de 1/N fois (où N est un nombre entier) la vitesse de rotation d'une came dans le mécanisme de cames et présente une surface de came formée sur une périphérie extérieure de celle-ci, un élément de maintien de came qui est en contact avec la surface de came, et un élément de sollicitation qui sollicite l'élément de maintien de came vers la surface de came sur la came de phase opposée, et un profil de la surface de came sur la came de phase opposée peut être établi de telle sorte qu'un couple opposé annulant un couple combiné obtenu en combinant un couple de ressort de soupape à appliquer au mécanisme de cames sur la base de la force de réaction du ressort de soupape et un couple d'inertie appliqué au mécanisme de cames en fonction du mouvement de la soupape est appliqué à la came de phase opposée à partir de l'élément de sollicitation. Dans ce cas, du fait que le couple opposé est établi en prenant en compte le couple d'inertie, il est possible de restreindre la variation du couple appliqué comme charge au moteur électrique à une valeur plus faible. Par conséquent, il est possible d'améliorer une précision de commande de la soupape à l'instant de rotation élevée du moteur à combustion interne lorsque le couple d'inertie est particulièrement augmenté, et il est possible de commander avec précision une propriété d'admission ou d'échappement du moteur à combustion interne selon une propriété cible. Même au moment d'une rotation faible, il est possible de modifier une propriété de fonctionnement de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement dans une direction de plus grande ouverture, en permettant de cette manière à un rendement d'admission ou à un rendement d'échappement d'être suffisamment amélioré au moment d'une faible rotation. Dans l'élément de commande de soupapes conforme à la présente invention, la surface de came devant être prévue sur la came de phase opposée du mécanisme de réduction de couple peut être caractérisée par une propriété de variation du couple opposé appliqué selon la présente invention. A savoir, dans l'élément de commande de soupapes conforme à la présente invention, le profil de la surface de came sur la came de phase opposée peut être établi de telle sorte que le couple opposé appliqué à partir de l'élément de sollicitation est appliqué dans une direction de poussée à l'extérieur de la came de phase opposée dans le sens de rotation durant une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans un sens opposé au sens de rotation suivant la force de réaction du ressort de soupape, en déterminant une position dans la direction périphérique de la came dans le mécanisme de cames, au moment où le mécanisme de cames applique une valeur de levée maximum à la soupape, à représenter une limite, alors que le couple opposé est appliqué dans une direction de recul de la came de phase opposée dans le sens opposé au sens de rotation durant une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans le sens de rotation selon la force de réaction du ressort de soupape. En outre, en particulier lorsque le couple d'inertie est considéré, le profil de la surface de came sur la came de phase opposée peut être établi de telle sorte que le couple opposé appliqué depuis l'élément de sollicitation est appliqué dans une direction de poussée de la came de phase opposée dans le sens de rotation pendant une période où la came dans le mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans un sens opposé au sens de rotation selon la force de réaction du ressort de soupape, en déterminant une position dans la direction périphérique de la came dans le mécanisme de cames, au moment où le mécanisme de cames applique une valeur de levée maximum à la soupape, à être une limite, alors que le couple opposé est appliqué dans le sens de poussée vers l'arrière de la came de phase opposée dans le sens opposé au sens de rotation lors d'une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans le sens de rotation selon la force de réaction du ressort de soupape, et de sorte que le couple opposé relativement plus important que le couple opposé requis pour annuler uniquement le couple du ressort de soupape est appliqué à la came de phase opposée durant une période où la came du mécanisme de cames est positionnée dans une plage où la vitesse de levée est augmentée, en déterminant une position où le mécanisme de cames applique une vitesse de levée maximum à la soupape à être une limite, alors que le couple opposé relativement inférieur au couple opposé requis pour annuler uniquement le couple du ressort de soupape est appliqué à la came de phase opposée durant une période où la came du mécanisme de cames est positionnée dans une plage où la vitesse de levée est réduite. Dans le mode de réalisation préféré conforme à la présente invention, une pluralité de soupapes d'admission ou d'échappement peuvent être prévues pour un cylindre du moteur à combustion interne, une pluralité de cames destinées à entraîner les soupapes du même cylindre peuvent être prévues de façon à être entraînées avec possibilité de rotation grâce à un arbre à cames commun et la came de phase opposée peut être prévue en commun pour les cames. Dans ce mode de réalisation, la came de phase opposée peut être agencée entre les cames. Dans les aspects mentionnés ci-dessus conformes à la présente invention, le concept "d'annulation" comprend à la fois le cas de la réduction du couple appliqué au mécanisme de cames par le couple opposé et le cas de l'annulation complète du couple. Selon la présente invention, du fait que le couple appliqué au mécanisme de cames depuis le ressort de soupape peut être réduit par le couple opposé que le mécanisme de réduction de couple applique au mécanisme de cames, il est possible de réduire le couple appliqué au moteur électrique en tant que charge et il est possible de restreindre la variation du couple. Par conséquent, la puissance requise pour le moteur électrique destiné à commander le mécanisme de cames peut être réduite, la consommation d'énergie électrique du moteur électrique peut être limitée et la puissance nominale requise pour le moteur électrique peut être abaissée. Par conséquent, il est possible d'utiliser un moteur électrique compact par comparaison au cas où le mécanisme de réduction de couple est omis. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en perspective représentant un élément de commande de soupapes conforme à la présente 35 invention, La figure 2 est une vue en perspective représentant un mécanisme de cames, La figure 3 est une vue représentant des détails d'un mécanisme de réduction de couple prévu dans l'élément de 40 commande de soupapes de la figure 1, La figure 4 est une vue représentant un profil d'une came de phase opposée sur la figure 3, La figure 5 est une vue représentant un exemple d'une corrélation entre un angle de came et un couple de ressort de 5 soupape, Les figures 6A et 6B sont des vues représentant un exemple d'une corrélation entre un angle de came et un couple combiné lorsque l'on prend en compte un couple d'inertie, Les figures 7A et 7B sont des vues représentant un exemple d'une corrélation entre un angle de vilebrequin et une valeur de levée d'une soupape d'admission ou d'une soupape d'échappement dans le cas de l'application du couple de phase opposée tout en prenant en compte le couple d'inertie, La figure 8 est une vue représentant un exemple d'une corrélation entre un angle de came et un couple dans le cas de l'établissement du couple de phase opposée à une valeur intermédiaire entre le couple de ressort de soupape et le couple combiné, La figure 9 est une vue représentant un exemple d'un 20 agencement de la came de phase opposée, La figure 10 est un autre exemple de l'agencement de la came de phase opposée, et Les figures 11A et 11B sont des vues représentant une forme d'onde du couple combiné lorsqu'un arbre à cames est utilisé en 25 commun dans une pluralité de cylindres. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES (Premier mode de réalisation) La figure 1 représente un mode de réalisation d'un élément de commande de soupapes conforme à la présente invention. Les éléments de commande de soupapes 11A et 11B sur la figure 1 sont installés dans un moteur à combustion interne du type alternatif à plusieurs cylindres. Dans le moteur à combustion interne, deux soupapes d'admission 2 d'un seul cylindre 1 sont entraînées par un premier élément de commande de soupapes 11A, et deux soupapes d'échappement 3 du même cylindre 1 sont entraînées de façon à être ouvertes et fermées par un autre élément de commande de soupapes 11B. En ce qui concerne les autres cylindres (non représentés), les soupapes d'admission et les soupapes d'échappement sont entraînées de façon à être ouvertes et fermées par les éléments de commande de soupapes différents 11A et 11B de la même manière. L'élément de commande de soupapes 11A du côté admission et l'élément de commande de soupapes 11B du côté échappement ont fondamentalement la même structure et une description sera donnée ci-dessous de l'élément de commande de soupapes 11A du côté admission. L'élément de commande de soupapes 11A du côté admission est doté d'un moteur électrique (appelé ci-après moteur) 12 qui sert de source d'entraînement, un train d'engrenages 13 qui correspond à un mécanisme de transfert destiné à transférer un mouvement de rotation du moteur 12, et un mécanisme de cames 14 qui convertit le mouvement de rotation transféré depuis le train d'engrenages 13 en un mouvement d'ouverture et de fermeture linéaire de la soupape d'admission 2. En tant que moteur 12, on emploie un moteur à courant continu sans collecteur ou analogue dans lequel une vitesse de rotation peut être commandée. Le moteur 12 incorpore un capteur de détection de position (non représenté) tel qu'un convertisseur d'angle, un codeur rotatif ou autre destiné à détecter une position de rotation du moteur 12. Le train d'engrenages 13 transfert la rotation d'une roue dentée du moteur 15 installée sur un arbre de sortie (non représenté) du moteur 12 à une roue menante de came 17 par l'intermédiaire d'une roue intermédiaire 16. Le train d'engrenages 13 peut être structuré de telle sorte que la roue dentée du moteur 15 et la roue menante de la came 17 soient entraînées en rotation à une vitesse uniforme, ou peut être structuré de telle sorte qu'une vitesse de la roue menante de came 17 soit augmentée ou réduite par rapport à la roue dentée du moteur 15. Comme cela est également représenté sur la figure 2, le mécanisme de cames 14 est doté d'un arbre à cames 20 qui est prévu de façon à être entraîné en rotation coaxialement et solidairement avec la roue menante de came 17, de deux cames 21 qui sont disposées de façon à être entraînées en rotation solidairement de l'arbre à cames 20, et une paire de culbuteurs 24 qui sont supportés de façon à osciller autour d'un arbre de culbuteur 23 en correspondance aux cames respectives 21. La came 21 est formée comme un genre de came plate dans laquelle un nez 21a est formé en dépassant d'une partie d'un cercle à base en arc circulaire 21b formé coaxialement avec l'arbre à cames 20 vers un côté extérieur dans une direction radiale. Le profil de la came 21 est établi de telle sorte qu'aucune courbure négative n'est générée autour de toute la périphérie de la came 21, c'est-à-dire d'une courbe convexe est formée vers le côté extérieur dans la direction radiale. Chacune des cames 21 est opposée à une partie d'extrémité 24a du culbuteur 24. Chacune des soupapes d'admission 2 est sollicitée vers un côté du culbuteur 24 par une force de réaction de compression d'un ressort de soupape 28, grâce à quoi la soupape d'admission 2 est fermement fixée à un siège de soupape (non représenté) d'un orifice d'admission et l'orifice d'admission est fermé. L'autre partie d'extrémité 24b du culbuteur 24 est en contact avec un dispositif de réglage 29. Le dispositif de réglage 29 exerce une pression vers le haut sur l'autre partie d'extrémité 24b du culbuteur 24, le culbuteur 24 est maintenu dans un état où une première partie d'extrémité 24a est en contact avec une partie d'extrémité supérieure de la soupape d'admission 2. Dans le mécanisme de cames 14 mentionné ci-dessus, lorsque le mouvement de rotation du moteur 12 est transféré à l'arbre à cames 20 par l'intermédiaire du train d'engrenages 13, la came 21 est entraînée en rotation solidairement de l'arbre à cames 20 et le culbuteur 24 oscille autour de l'arbre de culbuteur 23 dans une plage fixe durant une période où le nez 21a passe au-dessus du culbuteur 24. Par conséquent, une première partie d'extrémité 24a du culbuteur 24 est enfoncée et la soupape d'admission 2 est entraînée de façon à être ouverte et fermée en s'opposant au ressort de soupape 28. Comme représenté sur la figure 1, un mécanisme de réduction de couple 30 est prévu dans l'élément de commande de soupapes 11A. Le mécanisme de réduction de couple 30 est prévu pour réduire un couple appliqué au mécanisme de cames 14 sur la base d'une force avec laquelle le ressort de soupape 28 pousse vers l'arrière la soupape d'admission 2 dans une direction de fermeture (ci-après ce couple est appelé couple du ressort de soupape). Comme représenté en détail sur la figure 3, le mécanisme de réduction de couple 30 est doté d'une came de phase opposée 31 qui peut être entraînée en rotation solidairement de l'arbre à cames 20 et d'un dispositif d'application de couple 32 qui est agencé de façon à s'opposer à la came de phase opposée 31. Une surface périphérique extérieure de la came de phase opposée 31 est structurée comme une surface de came 31a. Le dispositif d'application de couple 32 est doté d'un logement 33, d'un élément de levage 34 correspondant à un élément de maintien qui est reçu dans le logement 33 dans un état où il peut dépasser vers la came de phase opposée 31 à partir du logement 33, et d'un ressort 35 correspondant à un élément de sollicitation qui est fixé dans un état comprimé entre l'élément de levage 34 et le logement 33 et qui appuie sur l'élément de levage 34 sur la surface de came 31a sur la came de phase opposée 31a. Comme représenté par une ligne en trait continu sur la figure 4, la surface de came 31a de la came de phase opposée 31 est dotée d'une partie en arc circulaire 31b qui s'étend tout en traçant un arc circulaire (appelé cercle de base) comportant un rayon fixe et étant coaxiale avec l'arbre à cames 20, et une partie en retrait 31c qui est en retrait vers un côté central par rapport à la partie d'arc circulaire 31b. Une forme de la surface de came 31a (un profil de came) mentionnée ci-dessus est établie sur la base d'un couple de ressort de soupape. Une description de la conception de la surface de came 31a sera donnée ci-dessous. Un couple de ressort de soupape Tv (NÉm) est calculé conformément à la formule suivante (1) en supposant que la force de réaction de compression du ressort de soupape 28 est établie à Fs (N), et une vitesse de levée de la soupape d'admission 2 à l'instant où l'arbre à cames 20 est entraîné en rotation suivant un angle d'unité est établie à Vv (m/rad). Tv = Fs x Vv (1) Dans ce cas, du fait que la vitesse de levée Vv est différente selon le régime du moteur à combustion interne, il est nécessaire d'utiliser la vitesse de levée Vv dans tout régime de façon représentative. Du fait que le couple du ressort de soupape Tv est augmenté conformément à une augmentation de la vitesse de levée Vv, il est souhaitable d'employer la vitesse de levée Vv à l'instant où le moteur à combustion interne est entraîné en rotation à un régime de préférence plus élevé, de manière à réduire une charge absolue du moteur 12. Il est optimal d'employer la vitesse de levée Vv au moment du régime le plus élevé qui est permis dans le moteur à combustion interne. Une corrélation, par exemple représentée sur la figure 5, est établie entre la force de réaction de compression Fs et la vitesse de levée Vv et la phase de la came 21 (l'angle de came). Dans cet exemple, la force de réaction de compression Fs est représentée en établissant une direction de poussée vers l'arrière de la soupape d'admission 2 vers une position fermée dans une direction positive et la vitesse de levée Vv est représentée en déterminant une vitesse dans un direction selon laquelle la soupape d'admission 2 est actionnée dans une direction d'ouverture vers une direction positive. En outre, le couple du ressort de soupape est représenté en déterminant un couple dans une direction de poussée vers l'arrière de la came 21 dans un sens opposé au sens de rotation par le moteur 21 vers une direction positive. Comme représenté sur la figure 5, la vitesse de levée de la soupape d'admission 2 commence à monter depuis une position Pi à laquelle la levée (l'opération d'ouverture) est commencée et atteint la moitié de la levée. En outre, la vitesse de levée Vv est ramenée à 0 (zéro) à une position P2 dans un axe vertical sur la figure 5 où la valeur de levée maximum de la soupape d'admission 2 est obtenue, c'est-à-dire une position où une extrémité avant du nez 21a de la came 21 atteint un point de contact avec la contre came 25, ensuite la vitesse de levée Vv atteint un pic dans une direction négative au milieu de l'opération de fermeture de la soupape d'admission 2 et la vitesse de levée Vv est ramenée à 0 (zéro) à une position P3 où la soupape d'admission 2 est complètement fermée. Dans ce cas, des variations de la vitesse de levée Vv sont égales les unes aux autres entre deux soupapes d'admission 2. Par ailleurs, du fait que le ressort de soupape 28 est légèrement comprimé même à un état initial, dans lequel la soupape d'admission 2 est complètement fermée, une force de réaction de compression Fs présente une valeur initiale fixe dans une direction positive à l'état initial. La force de réaction de compression Fs est augmentée progressivement depuis la valeur initiale après la position Pl à laquelle la soupape d'admission 2 est ouverte, et la force de réaction de compression Fs atteint un pic à la position de levée maximum P2. La force de réaction de compression Fs est progressivement réduite vers la valeur initiale entre la position de levée maximum P2 et la position P3 à laquelle la soupape d'admission 2 est complètement fermée. Un couple de ressort de soupape Tv tel que représenté par une ligne à trait continu sur la figure 5 est obtenu en multipliant la vitesse de levée Vv par la force de réaction de compression Fs. Une forme d'onde du couple de ressort de soupape Tv est une forme d'onde dans les pics positif et négatif sont déviés vers la position de levée maximum P2 par comparaison à la forme d'onde de la vitesse de levée Vv. De manière à annuler le couple de ressort de soupape Tv appliqué au mécanisme de cames 14, il est préférable d'appliquer un couple opposé complémentaire présentant une phase opposée au couple du ressort de soupape Tv représenté par une ligne à trait interrompu sur la figure 5 à l'arbre à cames 20 depuis le mécanisme de réduction de couple 3C). Le couple opposé mentionné ci-dessus est appliqué dans une direction de poussée vers l'extérieur de la came de phase opposée 31 dans son sens de rotation durant une période (P1 à P2) où la came 21 est positionnée d'un côté où la came 21 est poussée vers l'arrière dans un sens opposé au sens de rotation sur la base de la force de réaction du ressort de soupape 28, en déterminant la position P2 de la came 21, à laquelle le mécanisme de cames 14 applique une valeur de levée maximum à la soupape d'admission 2, pour représenter une limite, alors que le couple opposé est appliqué dans une direction de poussée vers l'arrière de la came de phase opposée 31 dans un sens opposé au sens de rotation durant une période (P2 à P3) où la came 21 est positionnée d'un côté où la came 21 est poussée à l'extérieur dans le sens de rotation sur la base de la force de réaction du ressort de soupape 28. Du fait que le couple opposé appliqué par le mécanisme de réduction de couple 30 peut être obtenu par un produit de la force de réaction de compression du ressort 35 et de la vitesse de levée de l'élément de levage 34, il est possible de déterminer la vitesse de levée de l'élément de levage 34 appliquée par la came de phase opposée 31, en déterminant tout d'abord la force de réaction de compression du ressort 35 (une force de ressort) de façon appropriée et en divisant ensuite le couple de la phase opposée représenté sur la figure 5 par la force de réaction de compression du ressort 35. En outre, il est possible d'obtenir la valeur de levée de la came de phase opposée 31 par rapport à la phase de la came 21 en intégrant la vitesse de levée déterminée et il est possible de déterminer une forme (un profil) de la surface de came 31a de la came de phase opposée 31 à partir de la valeur de levée acquise. Le profil de la surface de came 31a représenté par la ligne à trait continu sur la figure 4 peut être obtenu conformément à la procédure mentionnée ci-dessus. En outre, au moment du montage de la came de phase opposée 31 sur l'arbre à cames 21, il est préférable de positionner la came de phase opposée 31 dans une direction périphérique de telle sorte que l'élément de levage 34 se situe à la position la plus basse de la partie en retrait 31c de la surface de came 31a au moment où la valeur de levée de la soupape d'admission 2 devient maximum. Il est possible d'appliquer le couple qui annule le couple de ressort de soupape Tv au mécanisme de cames 14 à partir du mécanisme de réduction de couple 30, en déterminant le profil de la came de phase opposée 31 et la position de montage dans la direction périphérique par rapport à l'arbre à cames 20. Par conséquent, il est possible de réduire la puissance requise pour le moteur 12, il est possible de limiter la consommation d'énergie électrique du moteur 12, et il est possible d'utiliser le moteur compact 12 ayant une faible puissance nominale. Dans l'élément de commande de soupapes 11A décrit ci-dessus, le couple de ressort de soupape appliqué depuis chacun des ressorts de soupapes 28 des deux soupapes d'admission 2 est annulé par le couple appliqué à la seule came de phase opposée 31. Par conséquent, lors de la conception de la surface de came 31a de la came de phase opposée 31a, une somme des forces de réaction de compression respectives des deux ressorts de soupapes 28 est utilisée comme force de réaction de compression Fs. L'élément de commande de soupapes 11A destiné à commander la soupape d'admission est décrit ci-dessus, cependant, par rapport à l'élément de commande de soupapes 11B destiné à commander la soupape d'échappement 3, le mécanisme de réduction de couple 30 peut être prévu de la même manière. Dans ce cas, lorsqu'une pluralité de cames 21 sont prévues dans un seul arbre à cames 20, une seule came opposée 31 est prévue dans l'arbre à cames 20, où le même nombre de cames de phase opposée 31 que celui des cames 21 est prévu. Dans l'élément de commande de soupapes 11B, lorsque uniquement une seule came de phase opposée 31 est prévue par rapport à une pluralité de cames 21, le profil de la surface de came 31a est conçu de la même manière que mentionné ci-dessus, de sorte que la somme des forces de réaction de compression des ressorts de soupapes respectifs 28 est établie pour être la force de réaction de compression Fs. Lorsque le même nombre de cames de phase opposée 31 que celui des cames 21 est prévu sur l'arbre à cames 20, le profil de la surface de came 31a de chacune des cames de phase opposée 31 est conçue d'après la force de réaction de compression du ressort de soupape 28 générant le couple de ressort de soupape à annuler par la came de phase opposée 31, et la vitesse de levée de la soupape d'échappement 3. (Second mode de réalisation) Ensuite, une description du second mode de réalisation conforme à la présente invention sera donnée en faisant référence aux figures 6 à 8. Selon le second mode de réalisation, le profil de came de la came de phase opposée 31 est conçu en prenant en considération une force d'inertie d'une partie à mouvement alternatif au moment où la soupape d'admission 2 ou la soupape d'échappement 3 estcommandée de façon à être ouverte et fermée. Dans ce cas, la structure mécanique des éléments de commande de soupapes 11A et 11B est la même que pour le premier mode de réalisation. Dans le cas de l'ouverture et de la fermeture de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3 par l'intermédiaire du mécanisme de cames 14, le culbuteur 24, le ressort de soupape 28 et autres effectuent un mouvement de va-et-vient en fonction du mouvement de la soupape 2 ou 3, grâce à quoi la force d'inertie est générée et le couple d'inertie est appliqué au mécanisme de cames 14 en plus du couple de ressort de soupape. Lorsque le régime du moteur à combustion interne est faible, le couple d'inertie est suffisamment petit par comparaison au couple de ressort de soupape d'après la force de réaction de compression du ressort de soupape 28, cependant, en particulier dans la plage de rotation élevée, une influence du couple d'inertie devient comparativement importante et il existe un cas où une influence considérable est appliquée à la propriété de mouvement de soupape de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3. Par conséquent, dans ce mode de réalisation, la forme de la surface de came 31a de la came de phase opposée 31 est conçue en prenant en compte le couple d'inertie. La surface de came 31a de la came de phase opposée 31, en prenant en considération l'influence du couple d'inertie, est établie par exemple, à un profil représenté par une ligne à trait interrompu sur la figure 3, d'après le couple de ressort de soupape et le couple d'inertie. Le couple d'inertie Ta (N-m) peut être calculé selon la formule suivante (2) en supposant que la force d'inertie est établie à Fa (N) et que la vitesse de levée de la came 21 est établie à Vv (m/rad). Ta = Fa x Vv (2) La force d'inertie Fa peut être calculée selon la formule suivante (3) en supposant qu'une masse équivalente du côté soupape est établie à We (kg), et qu'une accélération de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement (3) (accélération de soupape) est établie à Va (m/s2). Dans ce cas, du fait que l'accélération de soupape est différente par rapport au régime du moteur à combustion interne, lorsque le moteur à combustion interne se trouve au régime maximum (par exemple 6 000 tr/min), l'accélération est utilisée. Ceci s'explique par le fait que plus le régime est élevé, plus il apparaît une influence importante du couple d'inertie. Fa = We x Va (3) La masse équivalente du côté soupape We est une masse totale des parties effectuant un mouvement de va-et-vient par le mécanisme de cames 14 et, dans l'élément de commande de soupapes 11A sur la figure 1, représente une somme des masses respectives de la soupape d'admission 2, du ressort de soupape 28, du culbuteur 24 et autres. Le même principe est appliqué à l'élément de commande de soupapes 17LB du côté échappement. Une forme d'onde d'un couple combiné T représenté sur la figure 6A peut être obtenue en faisant se chevaucher le couple d'inertie Ta et le couple du ressort de soupape Tv (le même que celui représenté sur la figure 5) obtenus sans tenir compte de l'influence de la force d'inertie Fa. Les positions Pl à P3 sur la figure 6A sont les mêmes que celles sur la figure 5, la position Pa représente une position à laquelle la vitesse de levée maximum dans la direction d'ouverture est appliquée à la soupape d'admission 2 ou à la soupape d'échappement 3, et la position Pb représente une position à laquelle la vitesse de levée maximum dans la direction de fermeture est appliquée à la soupape d'admission 2 ou bien à la soupape d'échappement 3. Le couple combiné T forme une forme d'onde dans laquelle un couple d'inertie Ta dans une direction positive (+) chevauche la forme d'onde du couple de ressort de soupape Tv dans une plage A entre les position Pl et Pa et dans une place C entre les positions P2 et Pb, et un couple d'inertie Tb dans une direction négative (-) chevauche la forme d'onde du couple de ressort de soupape Tv dans une plage B entre les positions Pa et P2 et dans une plage D entre les positions Pb et P3. Comme cela est évident d'après les formules (2) et (3), une direction du couple d'inertie Ta déterminée sur la base d'un produit de la vitesse de levée Vv et de l'accélération de soupape Va. La vitesse de levée Vv (non représentée) est une valeur maximum sur une limite (une ligne à trait interrompu à gauche du dessin) entre les plages A et B sur la figure 6A, est approximativement de zéro (0) sur une limite (un axe vertical sur le dessin) entre les plages B et C, et est une valeur minimum sur une limite (une ligne à trait interrompu à droite du dessin) entre les plages C et D. Par ailleurs, l'accélération de soupape Va (non représentée) obtenue par une différentiation de la vitesse de levée Vv est une valeur positive dans les plages A et D et est une valeur négative dans les plages B et C. Par conséquent, le produit de la vitesse de levée Vv et de l'accélération de soupape Va est une valeur positive dans les plages A et C et est une plage négative dans les plages B et D, grâce à quoi le couple combiné T représenté sur la figure 6A est obtenu. De manière à annuler le couple combiné T représenté sur la figure 6A, il est préférable d'appliquer le couple opposé de la phase opposée représentée sur la figure 6B à l'arbre à cames 20 à partir du mécanisme de réduction de couple 30. Le couple opposé mentionné ci-dessus présente la caractéristique suivante par comparaison au couple opposé (se référer à la ligne à trait interrompu sur la figure 5) requis pour annuler uniquement le couple de ressort de soupape Tv mentionné ci-dessus. En d'autres termes, le couple opposé sur la figure 6B est relativement plus important que le couple opposé requis pour annuler seulement le couple de ressort de soupape durant une période où la came 21 est positionnée dans la plage (Pl à Pi et Pb à P3) où la vitesse de levée est augmentée, en déterminant la position (les positions Pa et Pb sur la figure 6A) où le mécanisme de cames 14 applique la vitesse de levée maximum à la soupape d'admission 2 ou à la soupape d'échappement 3 pour être une limite, et il est relativement plus petit que le couple opposé requis pour annuler uniquement le couple de ressort de soupape Tv durant une période où la came 21 est positionnée dans la plage (Pa à P2 et P2 à Pb) où la vitesse de levée est réduite. De manière à déterminer le profil de la surface de came 31a de la came de phase opposée 31 sur la base du couple opposé sur la figure 6B, la vitesse de levée de l'élément de levage 34 appliquée par la came de phase opposée 31 peut être obtenue en déterminant de façon appropriée la force de réaction de compression du ressort 35 de la même manière que pour le premier mode de réalisation et en divisant le couple de phase opposée représenté sur la figure 6B par la force de réaction de compression établie. La valeur de levée de la came de phase opposée 31 par rapport à chacune des phases de la came 21 peut être acquise en intégrant la vitesse de levée et il est possible de déterminer le profil de la came de phase opposée 31. Comme mentionné ci-dessus, lorsque le profil de la came de phase opposée 31 est conçu tout en tenant compte du couple d'inertie, la propriété de levée de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3, comme représenté sur la figure 7A et 7B peut être obtenue. Un axe horizontal de la forme de levée indique un angle de vilebrequin, et un axe vertical indique une valeur de levée, respectivement. La figure 7A représente la propriété de levée dans la plage de rotation à vitesse élevée du moteur à combustion interne et la figure 7B représente la propriété de levée dans la plage de rotation à vitesse faible, respectivement. Sur les figures 7A et 7B, une ligne continue représente la propriété de levée de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3 par la came de phase opposée 31 en prenant en compte le couple combiné T, et une ligne interrompue représente la propriété de levée de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3 par la came de phase opposée 31 sans tenir compte du couple d'inertie, respectivement. Comme représenté par la ligne interrompue sur la figure 7A, 40 dans la came de phase opposée 31 en prenant en compte uniquement le couple de ressort de soupape Tv, du fait que le couple appliqué à l'arbre à cames 20 depuis le mécanisme de réduction de couple 30 est court, la rotation du moteur 12 et l'augmentation de la valeur de levée ont tendance à être retardées. Au contraire, le retard de l'augmentation de la valeur de levée peut être annulé par la came de phase opposée 31 en prenant en compte le couple d'inertie Ta (la ligne continue sur la figure 7A). Par conséquent, il est possible d'augmenter une zone entourée par la forme de levée et l'axe horizontal, c'est-à-dire ce que l'on appelle une zone de temps, et il est possible d'actionner la soupape d'admission 2 ou la soupape d'échappement 3 conformément à une propriété voulue de façon à améliorer une précision de commande de celle-ci. En outre, comme représenté par la ligne continue sur la figure 7B, conformément à la came de phase opposée 31 en prenant en compte le couple d'inertie Ta, il est possible d'augmenter la zone de temps en appliquant le couple du moteur même dans la plage de rotation à vitesse faible, et une entrée ou une sortie suffisante dans la soupape d'admission 2 ou hors de la soupape d'échappement 3 est possible. Dans ce cas, lorsque la came de phase opposée 31 est conçue conformément au couple d'inertie au moment où le moteur à combustion interne est actionné à régime élevé, la variation du couple est augmentée par rapport à la variation de l'angle de came (la phase) et il existe une tendance à ce qu'un rayon de courbure de la surface de came 31a dans la came de phase opposée 31 diminue. Cependant, il est possible que la surface de came 31a ayant un petit rayon de courbure ne puisse pas être formée en raison d'une restriction de conception. Dans ce cas, le profil de la came de phase opposée 31 peut être établi sur la base d'une propriété de couple intermédiaire (la ligne continue sur la figure 8) entre un couple combiné T (ligne interrompue sur la figure 8) et un couple de ressort de soupape Tv (ligne à trait et point alternés sur la figure 8). Par conséquent, il est possible d'éviter les problèmes que le rayon de courbure du profil de la came de phase opposée 31 devienne extrêmement petit et il est possible de satisfaire la restriction de conception tout en prenant en compte le couple d'inertie Ta. La présente invention peut être exécutée selon divers 40 aspects sans être limitée aux modes de réalisation mentionnés 18 2863303 ci-dessus. La structure du mécanisme de réduction de couple 30 correspond à un exemple et peut être modifiée de diverses façons. Le mécanisme de réduction de couple 30 n'est pas limité au mode de réalisation dans lequel le mécanisme de réduction de couple est agencé coaxialement avec l'arbre à cames 20, mais peut être structuré pour autant que le couple peut être appliqué à toutes positions d'un chemin de transfert de rotation allant du moteur 12 à l'arbre à cames 20. Par exemple, la came de phase opposée 31 est disposée sur le même axe que la roue intermédiaire 16 disposée entre la roue dentée du moteur 15 et la roue menante 17. En variante, un arbre tournant dans un état où il est en prise avec l'arbre à cames 20 peut en outre être ajouté à l'extérieur du chemin de transfert de rotation du moteur 12 à l'arbre à cames 20, et la came de phase opposée 31 peut être disposée sur l'arbre. Dans ce cas, il est nécessaire que l'arbre devant être doté de la came de phase 31 du mécanisme de réduction de couple 30 tourne à une vitesse de rotation qui est 1/N (où N est un nombre entier) par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre à cames 20. Du fait que le cycle du couple de ressort de soupape et du couple d'inertie, qui sont appliqués à l'arbre à cames 20, varie selon le même cycle que celui du mouvement d'ouverture et de fermeture de l'arbre à cames 20, il est nécessaire d'établir une relation en ce que l'arbre à cames 20 est tourné à une vitesse qui est un multiple entier de celui de la came de phase opposée 31, de manière à varier le couple de phase opposée depuis le mécanisme de réduction de couple au même titre que celui du couple. Lorsque la came de phase opposée 31 est tournée à une vitesse uniforme avec l'arbre à cames 20, il est préférable d'établir le profil de la surface de came 31a en faisant correspondre un circuit de la came de phase opposée 31 à un circuit de la came 21. Cependant, lorsque la came de phase opposée 31 est tournée à une vitesse inférieure à celle de l'arbre à cames 20, c'est-à-dire lorsqu'une relation N >- 2 est établie, il est préférable de déterminer le profil de came de phase opposée 31 en faisant correspondre 1/N circuit de la came de phase opposée 31 à un circuit de la came 21. Par exemple, dans le cas où N = 3, le profil correspondant au couple opposé représenté sur la figure 5 ou 6B est prévu dans la came de phase opposée 31 de façon répétée trois fois dans une direction périphérique. 19 2863303 Sur la figure 2, un mécanisme de réduction de couple 30 est prévu dans deux soupapes d'admission 2 d'un cylindre 1, cependant, le mécanisme de réduction de couple 30 peut être prévu séparément dans chacune des soupapes d'admission 2. Même lorsqu'une pluralité de soupapes d'échappement ou de soupapes d'admission sont entraînées indépendamment par une pluralité de cames différentes comme dans l'élément de commande de soupapes 11B du côté échappement, un seul mécanisme de réduction de couple 30 peut être fourni dans deux cames 21 comme représenté sur la figure 9. Lorsque le mécanisme de réduction de couple 30 est utilisé en commun entre une pluralité de cames comme mentionné ci-dessus, il est possible de raccourcir la longueur de l'arbre à cames 20 par rapport à une direction axiale par comparaison au cas où le mécanisme de réduction de couple est prévu dans chacune des cames, et il est possible de réduire la limite par rapport à l'espace de positionnement des éléments de commande de soupapes 11A ou 11B. Lorsqu'un mécanisme de réduction de couple 30 est prévu pour une pluralité de cames 21, la came de phase opposée 31 du mécanisme de réduction de couple 30 peut être agencée entre les cames 21 comme représenté sur la figure 10. Dans ce cas, il est possible de réduire le couple chargé par l'arbre à cames 20 entre le mécanisme de réduction de couple 30 et la came 21 par comparaison à la structure sur la figure 9 de façon à rendre un diamètre axial de l'arbre à cames 20 petit. Lorsque le diamètre axial de l'arbre à cames 20 devient petit, un moment d'inertie de l'arbre à cames 20 est réduit de sorte qu'une réponse du moteur 12 peut être améliorée. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple dans lequel les éléments de commande de soupapes 11A ou 11B sont prévus dans chacun des cylindres 1. L'arbre à cames 20 peut être utilisé en commun entre une pluralité de cylindres 1 et un seul mécanisme de réduction de couple 30 peut être prévu dans un seul arbre à cames 20. Lorsque l'arbre à cames 20 est disposé au- dessus d'une pluralité de cylindres, la phase de la came 21 est décalée pour chaque cylindre 1. Par conséquent, il est nécessaire de déterminer le profil de came de la came de phase opposée 31 sur la base du couple obtenu en combinant le couple de ressort de soupape et le couple d'inertie pour chacun des cylindres appliqués à l'arbre à cames 20. Par exemple, lorsque l'arbre à cames 20 est utilisé en commun entre tous les cylindres 1 dans le moteur à combustion interne à quatre cylindres qui réalise même l'allumage, le couple correspondant à chacun des cylindres 1 est appliqué à l'arbre à cames 20 tout en étant décalé suivant un angle de vilebrequin de 180 degrés comme représenté sur la figure 11A. Par conséquent, il est préférable d'établir le profil de la came de phase opposée 31 sur la base du couple combiné représenté sur la figure 11B et obtenu en combinant ces formes d'onde. En outre, lorsqu'un mécanisme de réduction de couple 30 est prévu pour une pluralité de soupapes d'admission 2 ou de soupape d'échappement 3, il est souhaitable de rendre la force de réaction de compression du ressort 35 dans le mécanisme de réduction de couple 30 égale au produit de la force de réaction de compression d'un ressort de soupape 28 et du nombre de soupapes d'admission 2 ou de soupapes d'échappement 3. En établissant la force de réaction de compression du ressort 35 dans le mécanisme de réduction de couple 30 de la manière mentionnée ci-dessus, il est possible d'amener la propriété de levée de la soupape d'admission 2 ou de la soupape d'échappement 3 appliquée par la came de phase opposée 31 et la came 21 en ligne l'une avec l'autre. Par conséquent il est possible d'établir le profil de la came de phase opposée 31 d'après le profil uniforme de la came 21 et il n'y a aucun risque que le rayon de courbure de la came de phase opposée 31 soit extrêmement réduit. 21 REVENDICATIONS 1. Elément de commande de soupapes d'un moteur à combustion interne comprenant un mécanisme de cames (14) destiné à convertir un mouvement de rotation d'un moteur électrique (12) en un mouvement linéaire afin d'entraîner une soupape (2; 3) pour l'ouverture et la fermeture d'un cylindre (1) en s'opposant à un ressort de soupape (28), et caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de réduction de couple (30) destiné à ajouter un couple opposé, qui sert à réduire un couple appliqué au mécanisme de cames à partir du ressort de soupape au moment de la commande de la soupape, au mécanisme de cames. 2. Elément de commande de soupapes selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de réduction de couple comprend une came de phase opposée (31) qui tourne de manière à s'enclencher à une vitesse de rotation de 1/N fois (où N est un nombre entier) la vitesse de rotation d'une came (21) dans le mécanisme de cames et qui présente une surface de came (31a) formée sur une surface de celle-ci, un élément de maintien de came (34) qui est en contact avec la surface de came, et un élément de sollicitation (35) qui sollicite l'élément de maintien de came vers la surface de came de la came de phase opposée, et un profil de la surface de came dans la came de phase opposée est établie de telle sorte qu'un couple opposé annulant un couple de ressort de soupape appliqué au mécanisme de cames sur la base de la force de réaction du ressort de soupape est appliqué à la came de phase opposée à partir de l'élément de sollicitation. 3. Elément de commande de soupapes selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de réduction de couple comprend une came de phase opposée (31) qui tourne de manière à s'enclencher à une vitesse de rotation de 1/N fois (où N est un nombre entier) la vitesse de rotation d'une came (21) dans le mécanisme de cames et présente une surface de came (31a) formée sur une surface de celle-ci, un élément de maintien de came (34) qui est en contact avec la surface de came, et un élément de sollicitation (35) qui sollicite l'élément de maintien de came vers la surface de came de la came de phase opposée, et un profil de la surface de came dans la came de phase opposée est établi de telle sorte qu'un couple opposé annulant un couple combiné obtenu en combinant un couple de ressort de soupape appliqué au mécanisme de cames sur la base de la force de réaction du ressort de soupape et un couple d'inertie appliqué au mécanisme de cames selon le mouvement de la soupape est appliqué à la came de phase opposée à partir de l'élément de sollicitation. 4. Elément de commande de soupapes selon la revendication 2, dans lequel le profil de la surface de came dans la came de phase opposée est établi de telle sorte que le couple opposé appliqué depuis l'élément de sollicitation est appliqué dans une direction de poussée vers l'extérieur de la came de phase opposée dans le sens de rotation au cours d'une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans un sens opposé au sens de rotation d'après la force de réaction du ressort de soupape, en déterminant une position dans la direction périphérique de la came dans le mécanisme de cames, à l'instant où le mécanisme de cames applique une valeur de levée maximum à la soupape, pour être une limite, alors que le couple opposé est appliqué dans une direction de poussée vers l'arrière de la came de phase opposée dans un sens opposé au sens de rotation au cours d'une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est poussée vers l'extérieur dans le sens de rotation sur la base de la force de réaction du ressort de soupape. 5. Elément de commande de soupapes selon la revendication 3, dans lequel le profil de la surface de came dans la came de phase opposée est établi de telle sorte que le couple opposé appliqué depuis l'élément de sollicitation est appliqué dans une direction de poussée vers l'extérieur de la came de phase opposée dans le sens de rotation au cours d'une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est repoussée dans un sens opposé au sens de rotation d'après la force de réaction du ressort de soupape, en déterminant une position dans la direction périphérique de la came du mécanisme de cames, à l'instant où le mécanisme de cames applique une valeur de levée maximum à la soupape, pour représenter une limite, alors que le couple opposé est appliqué dans une 2863303 23 direction de poussée vers l'arrière de la came de phase opposée dans un sens opposé au sens de rotation au cours d'une période où la came du mécanisme de cames est positionnée d'un côté où la came est poussée vers l'extérieur dans le sens de rotation d'après la force de réaction du ressort de soupape, et de telle sorte que le couple opposé relativement supérieur au couple opposé requis pour annuler uniquement le couple de ressort de soupape est appliqué à la came de phase opposée au cours d'une période où la came du mécanisme de cames est positionné dans une plage où la vitesse de levée est augmentée, en déterminant une position où le mécanisme de cames applique une vitesse de levée maximum à la soupape pour représenter une limite, alors que le couple opposé relativement inférieur au couple opposé requis pour annuler uniquement le couple de ressort de soupape est appliqué à la came de phase opposée durant une période où la came du mécanisme de cames est positionnée dans une plage où la vitesse de levée est réduite. 6. Elément de commande de soupapes selon la revendication 2 ou 3, dans lequel une pluralité de soupapes d'admission ou d'échappement (2; 3) sont prévues pour un seul cylindre (1) du moteur à combustion interne, une pluralité de cames (21) destinées à entraîner les soupapes du même cylindre sont prévues de façon à être entraînées par rotation grâce à un arbre à cames commun (20) et la came de phase opposée (31) est prévue en commun pour les cames. 7. Elément de commande de soupapes selon la revendication 6, dans lequel la came de phase opposée est agencée entre les 30 cames.