Brevet FR3018331A1 — publié le 20150911

Dans un moteur thermique l'ouverture et la fermeture de la chambre de combustion est assuré par les soupapes qui sont en général des soupapes en tulipe avec une tête qui ferme la chambre de combustion, une tige et une queue qui transmet les mouvements de la came à l'ensemble de la soupape. La queue de la soupape est maintenue au contact de la came par le ressort de soupape. La queue de la soupape frotte contre la came ce qui génère une résistance, est source de réchauffement et d'usure. Un autre inconvénient des moteurs à soupapes est la lenteur du retour des soupapes qui limite la vitesse de rotation du moteur par la génération du phénomène dit d'affolement des soupapes car la dureté des ressorts de soupape doit être limitée afin de limiter le frottement des queues de soupapes contre les cames. Sur des moteurs anciens la queue de la soupape était équipée d'un galet qui roulait sur la came mais le dispositif a été abandonné du fait de l'encombrement du galet. Afin de limiter les forces de frottement et l'usure, la surface de contact entre la queue de soupape et la came doit être importante, le profil de la came doit en tenir compte, la remontée de la soupape est en général brutale et la tête de la soupape butte contre son siège lors de sa remontée ce qui est source d'usure et de bruit. Les inconvénients énoncés précédemment peuvent être atténués par l'utilisation d'une queue de soupape à bille. Le dispositif est présenté sur la figure 1 : a) vue de haut, b) vue de face en coupe médiane, c) vue de face, d) vue de profil. La queue de soupape à bille assure la transmission du mouvement de la came à la soupape par une bille principale (3) qui roule sur la came (1). La rotation de la bille principale entraîne la rotation d'un plateau circulaire (7) reposant sur une couronne de billes secondaires de plus petite taille (8), cage du roulement secondaire (9). Le plateau est excentré par rapport à la bille principale sur l'axe de l'arbre à cames, l'axe de rotation de la bille principale est perpendiculaire à l'axe de rotation du plateau, la bille principale repose sur la périphérie du plateau. La poussée verticale de la came s'exerce sur l'axe de la bille principale, elle est transmise à la partie du plateau située au-dessous qui la transmet aux billes secondaires situées au-dessous puis à la partie pleine la soupape (2). La bille principale, le plateau et les billes secondaires sont contenus dans des logettes situées dans la queue de la soupape. Une collerette biseautée qui amincit le haut de la queue de soupape (6) et des encoches verticales (5) permettent l'introduction de la bille principale dans sa logette. Les faces antérieures et postérieures de la queue de soupape sont biseautées (4), ce qui augmente l'angle que peut avoir la came avec la soupape et facilite l'introduction et éventuellement le retrait de la bille principale. Un canal oblique foré dans la queue de la soupape permet la circulation du fluide de lubrification (10). La queue de soupape à bille peut être usinée à partir d'une seule pièce de métal par fraisage et tournage comme le montre la figure 2. Il débutera par l'usinage de la logette de la bille principale par fraisage et tournage (a à d), puis interviendra l'usinage de la logette du plateau et du roulement secondaire (e à g), puis par le forage du canal d'évacuation du fluide de lubrification (h), la réalisation de la collerette (i), la réalisation des encoches verticales (j) et des biseaux antérieurs et postérieurs (k). Le roulement secondaire, le plateau et la bille principale seront introduits dans leurs logettes (1 : vue de profil, m : vue de face, n : coupe médiane de face). L'utilisation de soupapes à billes diminuera les forces de frottement source de résistance, de réchauffement et d'usure. La dureté des ressorts de soupape pourra être augmentée pour limiter le phénomène dit d'affolement des soupapes, ce qui permettra d'augmenter la vitesse de rotation des moteurs. La force exercée par l'arbre à cames sur les ressorts lors de la descente des soupapes sera restituée lors de leur remontée. La réduction du diamètre de la queue de soupape permettra de réaliser des cames accompagnant mieux les mouvements de la soupape et en particulier sa remontée et de diminuer le choc de la tête de la soupape sur son siège, ce qui est source de bruit et d'usure. REVENDICATIONS1)Dispositif destiné à équiper une queue de soupape caractérisée en ce qu'il comporte un système de roulement assurant la transmission des mouvements de la came (1) à la soupape (2) constituée d'une bille principale (3) qui transmet son mouvement de rotation à un plateau circulaire (7) reposant sur une couronne de roulement à billes secondaires de plus petite taille (8). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bille principale, le plateau et les billes secondaires sont contenus dans des logettes situées dans la queue de la soupape. 3) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que le plateau (7) est excentré par rapport à la bille principale dans l'axe de l'arbre à cames, celle-ci repose sur la périphérie du plateau. 4)Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les billes secondaires (8) reposent sur la partie pleine de la queue de la 20 soupape. 5) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que le haut de la soupape présente une collerette biseautée (6) et des rainures verticales (5) permettant l'introduction de la 25 bille principale. 6)Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que deux surfaces en biseau (4) à l'avant et à l'arrière de la partie supérieure de la queue de la soupape augmentent l'angle que peut avoir 30 la came avec la queue de la soupape. 7) Dispositif selon la revendication 1, la revendication 2 et la revendication 4 caractérisé en ce qu'un canal oblique (10) permet la circulation du fluide de lubrification.