Brevet FR2922590A1 — publié le 20090424

- 1 - PROCEDE DE FINITION ET SIEGE DE SOUPAPE RAPPORTE DANS SON LOGEMENT La présente invention se rapporte à la finition des 5 conduits d'admission, au niveau de leur arrivée dans la chambre de combustion d'un cylindre. Plus précisément, elle a pour objet un procédé de finition d'un siège de soupape rapporté et de son logement sur le toit d'une chambre de combustion à 10 l'arrivée d'un conduit d'admission, ainsi qu'un siège de soupape rapporté, visant à favoriser l'aérodynamisme des gaz admis dans la chambre. Cette invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, sur un moteur dont les conduits 15 d'admission présentent dans la culasse un intrados rectiligne plan et un extrados incurvé à son arrivée dans la chambre. Les sièges de soupape dits � rapportés � (par opposition aux sièges insérés à la coulée), sont intégrés 20 dans la chambre de combustion, bien après la coulée, par un procédé d'usinage et d'emmanchement. Or, en raison des dispersions de fabrication, il n'est pas rare que les conduits soient déportés par rapport à leur position nominale dans la chambre. 25 Le nécessaire � repositionnement � du conduit, par rapport à la soupape d'admission, est alors obtenu lors du calibrage de l'arrivée du conduit dans la chambre. Ce calibrage s'effectue généralement au moyen d'une � ogive de calibrage �, dont le diamètre est légèrement supérieur - 2 - à celui de l'extrémité du conduit, de façon à assurer une reprise ogivale sur le pourtour du conduit. On sait par ailleurs, générer des mouvements tourbillonnaires, notamment de type � tumble �, en réalisant à l'arrivée du conduit, des tremplins qui s'avancOent vers l'intérieur du conduit de manière à générer l'aérodynamisme souhaité dans la chambre. Ces artifices peuvent par exemple être dégagés dans la masse de la culasse par les ogives de calibrage particulières, présentant une succession de rayons de courbure raccordés selon une géométrie très précise. Ces ogives sont cependant suffisamment coûteuses pour dissuader d'utiliser cette méthode. La présente invention vise à obtenir une géométrie d'arrivée de conduit, propre à générer dans la chambre de combustion, un mouvement tourbillonnaire de type � tumble �, d'une manière particulièrement simple et robuste. Dans ce but, elle propose d'usiner un chanfrein conique sur la face supérieure du siège, de supprimer la partie chanfreinée sur une partie de la face supérieure du siège, d'usiner le logement de siège, avant d'insérer siège dans le logement, et d'usiner la portée de soupape sur le siège après insertion. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'usinage du logement de siège est effectué selon un axe incliné par rapport celui de la soupape, alors que l'usinage de la portée de soupape est effectué dans l'axe de celle-ci. Conformément à l'invention, le siège de soupape présente, après usinage, une arête s'avançant vers l'intérieur du conduit, sur une partie de sa circonférence. L'invention a encore pour objet un moteur, dont les conduits d'admission et les sièges de soupape font l'objet de ces usinages de finition. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un siège de soupape chanfreiné, - la figure 2 est une coupe axiale du même siège après troncature d'une partie de sa face d'insertion, la figure 3 illustre l'usinage du logement de siège, - la figure 4 montre le conduit après insertion du siège, la figure 5 illustre l'usinage de la portée de soupape sur le siège, et la figure 6 montre le résultat final de ces opérations. Le siège de soupape 1, d'axe 2, apparaissant en coupe axiale sur la figure 1, présente un chanfrein conique la, sur le tour de sa face d'entrée (ou d'insertion), dans son logement sur le toit d'une chambre de combustion. Ce siège se place à l'arrivée d'un - 4 - conduit, notamment d'admission, dans la chambre. Comme indiqué plus haut, un tel siège est � rapporté �, lorsqu'il est introduit dans son logement, après la coulée de la culasse. Sur la figure, 2, le chanfrein a été supprimé sur une partie de la face supérieure du siège. Un tel siège présente une troncature lb sur une partie de la circonférence de sa face supérieure. Il n'est donc plus symétrique en révolution. Ce siège est destiné à être inséré dans un logement de siège 5, préalablement usiné comme sur la figure 3. L'usinage du siège 5 ne s'effectue pas dans l'axe 2a de la soupape, mais dans une direction 5a inclinée d'un angle a par rapport à celui-ci (cf. figure 3). Le conduit d'admission 3 représenté en coupe axiale sur les figures 3 à 6, favorise le � tumble � grâce à sa faible inclinaison 0 sur l'horizontale, son intrados 3a pratiquement rectiligne jusqu'au chanfrein la du siège 1, et son extrados incurvé dans sa zone de raccordement 3c sur le toit 4a de la chambre 4. Les génératrices inférieure et supérieure du conduit 3, sont donc dessinées, de manière à diriger l'air le plus rectilignement possible jusqu'à son entrée dans la chambre. Cette disposition renforce le débit vers l'avant de la soupape (côté avant soupape), de manière à générer un mouvement aérodynamique de type � tumble �, dans la chambre. Avant l'insertion du siège 1 dans son logement 5, ce dernier est donc usiné dans le toit 4a de la chambre - 5 - 4, selon un axe 5a incliné d'un angle a par rapport à l'axe 2a de la soupape (non représentée). Sur la figure 4, on a inséré dans un tel logement un siège tronqué 1, tel que celui de la figure 2. De préférence, ce siège est indexé de manière à faciliter son insertion dans le bon sens à l'intérieur du logement 5, c'est-à-dire avec sa troncature lb, du côté avant de la soupape. Après insertion du siège 1, on usine la portée de soupape 1d sur celui-ci. La figure 5, qui montre un profil d'ogive 7 utilisée pour cet usinage dans la matière du siège 1. A la différence de l'usinage du logement, l'usinage de la portée de soupape est réalisé selon l'axe 2a de la soupape. Cet usinage après insertion, génère une arête 6, côté arrière de la soupape, qui favorise le mouvement aérodynamique des gaz d'admission. En revanche, cet usinage ne laisse pas d'arête, côté avant de la soupape. En résumé, le procédé proposé, présente les principales étapes suivantes : a) usinage d'un chanfrein conique sur la face supérieure du siège, b) suppression de la partie chanfreinée sur une partie de la face supérieure du siège, c) usinage du logement de siège, d) insertion du siège dans le logement, et e) usinage de la portée de soupape sur le siège après insertion. A l'issue de ce procédé, le siège présente une arête 6 s'avançant vers l'intérieur du conduit, uniquement sur une partie de sa circonférence (cf. figure 6), sur laquelle porte l'arrière de la soupape (côté arrière de la soupape). En conclusion, le siège est usiné une première fois avant son insertion dans le conduit pour dégager un chanfrein conique la sur son pourtour d'insertion, puis une troncature lb sur une partie de ce pourtour, et une deuxième fois, après son insertion, selon l'axe de la soupape, pour générer la portée de soupape, avec une arête, côté arrière de la soupape. La troncature du siège permet de supprimer l'arête, côté avant de la soupape, (où elle est néfaste pour la perméabilité), lors de l'usinage final de la portée de soupape dans le siège. L'usinage du logement de siège est effectué selon un axe incliné par rapport celui de la soupape, alors que l'usinage de la portée de soupape est effectué dans l'axe de celle-ci. Cet usinage spécifique du logement de siège, permet d'intégrer la nouvelle forme de siège, qui n'est pas de révolution contrairement aux sièges connus. REVENDICATIONS 1. Procédé de finition d'un siège de soupape (1) rapporté et de son logement (5) sur le toit (4a) d'une chambre de combustion (4) à l'arrivée d'un conduit d'admission (3) dans celle-ci, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) usinage d'un chanfrein conique (la) sur la face supérieure du siège, b) suppression de la partie chanfreinée sur une partie de la face supérieure du siège, c) usinage du logement de siège (5), d) insertion du siège (1) dans le logement (5), et e) usinage de la portée de soupape (ld) sur le 15 siège (1) après son insertion. 2. Procédé de finition selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage du logement de siège (5) est effectué selon un axe incliné (5a) par rapport celui (2a) de la soupape. 20 3. Procédé de finition selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'usinage de la portée de soupape (ld) est effectué dans l'axe (2a) de celle-ci. 4. Procédé de finition selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'usinage de la portée de 25 soupape (ld) génère côté arrière de celle-ci, une arête (6) propre à favoriser le mouvement aérodynamique dans la chambre (4)- 5. Procédé de finition selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que-8 l'usinage de la portée de soupape (la) ne génère pas d'arête en avant de celle-ci. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le siège (1) est indexé de manière à être inséré obligatoirement dans le bon sens dans le logement (5). 7. Siège de soupape (1) usiné une première fois selon son propre axe de révolution (2) avant son insertion dans le logement (5) de manière à dégager un chanfrein conique (1) tronqué côté avant de la soupape, et une deuxième fois après son insertion, selon l'axe (2a) de la soupape de manière à générer l'arête (6), caractérisé en ce qu'il présente une arête (6) s'avançant vers l'intérieur 15 circonférence. 8. Siège dedu conduit, sur une partie de sa soupape (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'arête (6) s'avance dans le conduit (3), du côté arrière de la soupape. 9. Moteur dont au moins un conduit d'admission (3) 20 présente dans la culasse un intrados (3a) rectiligne plan, un extrados (3b) incurvé à son arrivée dans la chambre de combustion (4) de manière à favoriser un mouvement aérodynamique des gaz admis dans celle-ci, et un logement (5) à son arrivée dans la chambre qui reçoit 25 un siège de soupape (1) , caractérisé en ce que le siège de soupape (1) et son logement (5) font l'objet d'usinages de finition conformes à l'une des revendications 1 à 6.