Brevet FR3058760A1 — publié le 20180518

Soupape d'échange de gaz pour un moteur à combustion interne et moteur à combustion interne L'invention concerne une soupape d'échange de gaz pour un moteur à combustion interne et un moteur à combustion interne. Les moteurs à combustion interne connus dans la pratique sont équipés de soupapes d'échange de gaz, à savoir des soupapes d'échange de gaz côté entrée, par le biais desquelles les cylindres du moteur à combustion interne peuvent être alimentés en air d'alimentation, et des soupapes d'échange côté échappement, par le biais desquelles les gaz d'échappement peuvent être évacués des cylindres du moteur à combustion interne. Chaque soupape d'échange de gaz d'un moteur à combustion interne est équipée d'une tige de soupape, qui supporte un corps de soupape, un siège de soupape interagissant avec le corps de soupape. Lorsque la soupape d'échange de gaz est fermée, le corps de soupape se trouve contre le siège de soupape tandis que, lorsque la soupape d'échange de gaz est ouverte, le corps de soupape ne se trouve pas contre le siège de soupape. Les soupapes d'échange de gaz connues dans la pratique sont équipées, en outre, d'un guide de soupape servant à guider la tige de soupape lors du mouvement par rapport au siège de soupape du corps de soupape reçu par la tige de soupape, un espace radial étant formé entre le guide de soupape et la tige de soupape. À ce jour, le guide de soupape et la tige de soupape sont soumis à une usure provoquée par exemple par la corrosion résultant spécifiquement de la pénétration d'air d'alimentation dans cet espace radial ou de la pénétration de gaz d'échappement dans cet espace radial. De plus, des dépôts peuvent pénétrer dans l'espace radial, ce qui se traduit par un enrayage de la soupape. À partir de ceci, la présente invention a pour objet de créer un nouveau type de soupape d'échange de gaz pour un moteur à combustion interne et un moteur à combustion interne comportant de telles soupapes d'échange de gaz. Cet objet est rempli avec une soupape d'échange de gaz, comportant une tige de soupape supportant un corps de soupape ; un siège de soupape pour le corps de soupape, le corps de soupape se trouvant contre le siège de soupape lorsque la soupape d'échange de gaz est fermée, et le corps de soupape ne se trouvant pas contre le siège de soupape lorsque la soupape d'échange de gaz est ouverte ; comportant un guide de soupape servant à guider la tige de soupape ; caractérisée en ce que le guide de soupape comporte une rainure radialement intérieure qui reçoit un élément de raclage distinct pour 3058760 2 la tige de soupape. Selon l'invention, le guide de soupape comporte une rainure radiale intérieure qui reçoit un élément de raclage distinct pour la tige de soupape. Il est proposé, selon l'invention, que 5 le guide de soupape, plus spécifiquement la rainure radiale du guide de soupape, reçoive un élément de raclage pour la tige de soupape grâce auquel l'air ou les gaz d'échappement ne peuvent pas pénétrer dans l'espace radial entre le guide de soupape et la tige de soupape. On évite en outre que des dépôts ne pénètrent dans cet espace radial, le risque d'enrayage de la soupape étant ainsi réduit. Selon l'invention, l'élément de 10 raclage est réalisé sous la forme d'un élément de raclage distinct qui est reçu dans la rainure du guide de soupape. L'élément de raclage ne fait donc pas partie intégrante du guide de soupape, c'est-à-dire qu'il n'est pas formé par un bord de raclage du guide de soupape, l'élément de raclage est en fait un composant distinct. Le guide de soupape est alors moins susceptible de s'user. L'élément de raclage distinct, une fois usé, peut 15 simplement être remplacé. De préférence, l'élément de raclage pour la tige de soupape fait saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la rainure du guide de soupape. De ce fait, une isolation particulièrement efficace de l'espace radial entre le guide de soupape et la tige de 20 soupape est assurée, tout en évitant que des dépôts ne puissent pénétrer dans la région de l'espace radial entre le guide de soupape et la tige de soupape. Selon un développement supplémentaire avantageux, l'élément de raclage pour la tige de soupape est aligné de manière concentrique sur la tige de soupape. De ce fait, l'élément 25 de raclage peut mettre en oeuvre une isolation particulièrement efficace de l'espace radial et empêcher de manière particulièrement efficace que des dépôts ne pénètrent dans l'espace radial. Selon un développement supplémentaire avantageux, la rainure fixe l'élément de raclage 30 pour la tige de soupape dans la rainure vue dans la direction de déplacement de la tige de soupape. De ce fait, un alignement exact de l'élément de raclage par rapport à la tige de soupape lors du fonctionnement est également assuré, de façon à assurer ainsi une fermeture efficace de l'espace radial et à empêcher efficacement que des dépôts ne pénètrent dans l'espace radial. 35 Selon un développement supplémentaire avantageux, l'élément de raclage pour la tige de soupape est constitué d'un matériau métallique. De ce fait, l'élément de raclage présente une résistance à l'usure avantageuse. En particulier, la dureté du matériau métallique de l'élément de raclage est inférieure à la dureté du matériau métallique de la tige de 3058760 3 soupape afin d'éviter une usure de la tige de soupape. Un autre objet de l'invention est un moteur à combustion interne comportant au moins un cylindre, chaque cylindre comportant au moins une soupape d'échange de gaz côté 5 entrée pour l'air d'alimentation et au moins une soupape d'échange de gaz côté échappement pour les gaz d'échappement, caractérisé en ce que la soupape d'échange de gaz côté entrée respective et/ou la soupape d'échange de gaz côté échappement respective sont telles que décrites ci-dessus. 10 Des développements supplémentaires préférés de l'invention sont obtenus à partir des revendications secondaires et de la description qui suit. Des modes de réalisation illustratifs de l'invention sont expliqués de manière plus détaillée au moyen du dessin sans s'y limiter. Celui-ci représente : 15 Figure 1 : une partie d'un moteur à combustion interne selon l'invention dans la région d'une soupape d'échange de gaz selon l'invention. La figure 1 représente une partie d'un moteur à combustion interne dans la région d'une soupape d'échange de gaz 10, une tige de soupape 11 de la soupape d'échange de gaz 20 10 étant illustrée, celle-ci supportant un corps de soupape 12, ainsi qu'un siège de soupape qui, dans le mode de réalisation illustratif représenté, est formé par un anneau 14 de siège de soupape. L'anneau 14 de siège de soupape est installé dans une culasse de cylindre 15. 25 En particulier, lorsque la soupape d'échange de gaz 10 est fermée, le corps de soupape 12, avec une surface d'étanchéité correspondante, se trouve contre le siège de soupape 13. En revanche, lorsque la soupape d'échange de gaz 10 est ouverte, le corps de soupape 12 ne se trouve pas contre le siège de soupape 13. 30 Lors de l'ouverture et de la fermeture de la soupape d'échange de gaz 10, le corps de soupape 12 est déplacé vers le haut et vers le bas par le biais de la tige de soupape 11 dans la direction d'un axe médian longitudinal 19 de la tige de soupape 11, la tige de soupape 11 étant guidée, au cours de ce processus, dans un guide de soupape 16. Entre une surface 20 du guide de soupape 16 orientée radialement vers l'intérieur et une 35 surface 21 de la tige de soupape 11 orientée radialement vers l'extérieur, un espace radial 22 est formé. En particulier, lorsque la soupape d'échange de gaz 10 de la figure 1 est une soupape d'échange de gaz côté entrée, celle-ci sert à l'introduction d'air d'alimentation dans une 3058760 4 chambre de combustion d'un cylindre du moteur à combustion interne respectif. En particulier, lorsque la soupape d'échange de gaz 10 est une soupape d'échange de gaz côté échappement, celle-ci sert à l'évacuation des gaz d'échappement de la chambre de combustion respective du cylindre respectif du moteur à combustion interne respectif. 5 Afin d'éviter que de l'air d'alimentation ou des gaz d'échappement ne pénètrent dans l'espace radial 22 entre la tige de soupape 11 et le guide de soupape 16, selon l'invention, dans une rainure 17 du guide de soupape 16 orientée radialement vers l'intérieur et ouverte radialement du côté intérieur, est inséré un élément de raclage 18 pour la tige de 10 soupape 11, par le biais duquel cet espace radial 22 peut être fermé et par le biais duquel des dépôts peuvent être raclés de la tige de soupape 11 de façon à éviter que de tels dépôts ne pénètrent dans la région de l'espace radial 22 et ne provoquent un enrayage de la soupape. L'élément de raclage 18 est par conséquent un ensemble distinct qui est reçu dans la rainure 17 du guide de soupape 16 et, par rapport à la rainure 17 et donc à la 15 surface 20 du guide de soupape, fait saillie radialement vers l'intérieur. L'élément de raclage 18 est aligné de manière concentrique sur la tige de soupape 11 et, du point de vue de la direction de déplacement de la tige de soupape 11, est fixé dans la rainure 19 par le biais de la rainure 17. 20 L'élément de raclage 18 distinct, qui est reçu dans la rainure 17 du guide de soupape 16, est, de préférence, constitué d'un matériau métallique présentant une dureté inférieure à celle du matériau métallique de la tige de soupape 11. 25 L'invention permet d'éviter de manière fiable que des gaz d'échappement ou de l'air d'alimentation ne pénètrent dans l'espace radial 22 entre la tige de soupape 11 et le guide de soupape 16. De ce fait, la corrosion sur ces ensembles peut être évitée dans la région de l'espace radial 22. On évite, en outre, que des dépôts se forment dans cet espace radial 22 ou que de tels dépôts, du fait du déplacement de la tige de soupape 11, ne 30 pénètrent dans l'espace radial 22. Le risque d'enrayage de la soupape est réduit. Une usure éventuelle est transférée à l'élément de raclage 18 distinct qui peut être remplacé de façon aisée et rentable. L'invention concerne en outre un moteur à combustion interne comportant de telles 35 soupapes d'échange de gaz 10. Ainsi qu'il a déjà été expliqué, aussi bien les soupapes d'échange de gaz côté entrée pour l'air d'alimentation que les soupapes d'échange de gaz côté échappement pour les gaz d'échappement peuvent être réalisées de la façon décrite en référence à la figure 1. Le moteur à combustion interne est, en particulier, un moteur à combustion interne fonctionnant au mazout lourd, en particulier un moteur à combustion 3058760 5 interne d'un navire, c'est-à-dire un moteur à combustion interne dont le carburant peut donner lieu à la formation de dépôts et à de la corrosion dans la région des soupapes d'échange de gaz. 3058760 6 Liste des références 5 10 Soupape d'échange de gaz 11 Tige de soupape 12 Corps de soupape 13 Siège de soupape 14 Anneau de siège de soupape 10 15 Culasse de cylindre 16 Guide de soupape 17 Rainure 18 Élément de raclage 19 Axe médian longitudinal 15 20 Surface 21 Surface 22 Espace radial REVENDICATIONS1. Soupape d'échange de gaz (10), comportant : une tige de soupape (11) supportant un corps de soupape (12) ; un siège de soupape (13) pour le corps de soupape (12), le corps de soupape (12) se trouvant contre le siège de soupape (13) lorsque la soupape d'échange de gaz est fermée, et le corps de soupape (12) ne se trouvant pas contre le siège de soupape (11) lorsque la soupape d'échange de gaz est ouverte; comportant un guide de soupape (16) servant à guider la tige de soupape (11) , caractérisée en ce que le guide de soupape (16) comporte une rainure (17) radialement intérieure qui reçoit un élément de raclage (18) distinct pour la tige de soupape (11). 2. Soupape d'échange de gaz selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de raclage (18) pour la tige de soupape (11) fait saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la rainure (17) du guide de soupape (16). 3. Soupape d'échange de gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de raclage (18) pour la tige de soupape (11) est aligné de manière concentrique sur la tige de soupape (11). 4. Soupape d'échange de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la rainure (17) fixe l'élément de raclage (18) pour la tige de soupape (11) dans la rainure (17) vue dans la direction de déplacement de la tige de soupape (11). 5. Soupape d'échange de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément de raclage (18) pour la tige de soupape (11) est constitué d'un matériau métallique. 6. Moteur à combustion interne comportant au moins un cylindre, chaque cylindre comportant au moins une soupape d'échange de gaz côté entrée pour l'air d'alimentation et au moins une soupape d'échange de gaz côté échappement (10) pour les gaz d'échappement, caractérisé en ce que la soupape d'échange de gaz côté entrée respective et/ou la soupape d'échange de gaz côté échappement (10) respective sont formées selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 3058760 8 7. Moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisé en ce que celui- ci est un moteur à combustion interne fonctionnant au mazout lourd. 8. Moteur à combustion interne selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que celui-ci est un moteur à combustion interne d'un navire.