Brevet FR3060645A1 — publié le 20180622

ARBRE A CAMES COMPORTANT UN SYSTEME DE DEPHASAGE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un arbre à came pour moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. 5 Plus particulièrement, l'invention concerne un système de déphasage coopérant avec l'arbre à came. Etat de la technique de l'invention Afin de réduire la consommation de carburant et des émissions polluants d'un moteur à combustion interne, on 10 réalise un réglage des lois de levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction du régime et de la charge du moteur. Pour régler les lois de levée des soupapes, un système de déphasage agit sur l'arbre à cames en fonction du 15 régime du moteur de manière à varier le phasage (la position angulaire) de l'arbre à cames par rapport au vilebrequin. En fonction du type du moteur, les systèmes de déphasage peuvent être utilisés aussi bien sur des arbres à cames d'admission que sur des arbres à cames d'échappement. 20 Il est connu des systèmes de déphasage hydrauliques qui fonctionnent avec de l'huile sous pression. Ces systèmes comprennent un déphaseur qui est constitué d'un rotor mobile en rotation par rapport à un stator, ledit rotor étant relié à l'arbre à cames. Sous l'action de l'huile sous pression, le 25 rotor tourne et entraîne l'arbre à cames en rotation. Le système de déphasage comprend en outre une électrovanne à distribution variable pour alimenter le rotor en huile sous pression. Il existe des déphaseurs hydrauliques dont 30 l'alimentation en huile sous pression est réalisée au centre de celui-ci, c'est-à-dire qu'il comprend un conduit d'alimentation en huile s'étend suivant l'axe central ou l'axe de rotation du déphaseur. De manière générale, 3060645 2 l'alimentation d'un tel déphaseur est réalisée du côté de distribution, c'est-à-dire le côté du moteur où sont installées la poulie de l'arbre à cames et celle du vilebrequin. A titre d'exemple, des canaux d'alimentation en huile sous pression sont percés travers d'un palier d'extrémité de guidage de l'arbre à cames pour conduire de l'huile jusqu'au déphaseur. Cependant, cette installation ne convient pas certaines structures de l'arbre à cames. En effet, lorsque le palier d'extrémité de guidage du côté de distribution comporte un roulement, il n'est plus possible d'intégrer le canal d'alimentation dans ce palier. Il est aussi connu des arbres à cames creux et comportant un conduit de lubrification des contacts entre ledit arbre à cames et des paliers. L'arbre à cames comporte ainsi des orifices débouchant de la surface extérieure de l'arbre à cames en regard avec un palier de maintien. L'huile s'échappe donc du conduit de lubrification, projetée vers le palier pour permettre la lubrification des contacts. La pression de l'huile à l'intérieur du conduit de lubrification est donc altérée par la ladite lubrification et ne permet pas un contrôle optimal d'un déphaseur. La publication US20070283913-A1 divulgue ainsi un arbre à cames creux pour permettre la lubrification des contacts entre ledit arbre et des paliers de maintien dudit arbre. L'ajout d'un déphaseur entraîne la création d'un conduit de contrôle spécifique qui amène des problèmes d'encombrement dudit conduit et d'agencement dans une culasse. Objectif de l'invention Aussi, l'invention a pour objectif de proposer un système de déphasage qui permet une commande précise et optimale d'un déphaseur coopérant avec un arbre à cames. Un 3060645 3 autre objectif de l'invention est de proposer un système de déphasage dont la structure est peu encombrante et qui ne pose pas de problème d'agencement dans la culasse. Description générale de l'invention 5 A cet effet, l'invention propose un système de déphasage pour moteur à combustion interne comprenant un arbre à cames tenu par des paliers comportant un conduit de lubrification des contacts entre l'arbre et les paliers, ledit conduit de lubrification comportant une extrémité 10 débouchant dans un déphaseur. Selon l'invention, le conduit de lubrification entoure un conduit coaxial d'huile de commande d'un déphaseur qui distribue dans le conduit de lubrification. Ainsi, on peut contrôler la distribution de l'huile 15 entre le conduit d'huile de commande et le conduit de lubrification, notamment la quantité et le débit d'huile passant du conduit d'huile de commande au conduit de lubrification. De cette manière, la distribution peut être réglée de sorte à ne pas altérer la pression de l'huile à 20 l'intérieur du conduit d'huile de commande, ce qui permet un réglage précis du déphasage et donc un contrôle optimal du déphaseur. Par ailleurs, le système de déphasage comprenant deux conduits disposés l'un dans l'autre est compact et facile à 25 monter sur une culasse. L'ensemble selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la pression d'huile dans le conduit d'huile de commande est supérieure à la pression d'huile dans le conduit 30 de lubrification; - le système de déphasage comprend un organe d'alimentation connecté avec un conduit d'amenée d'huile et avec le conduit d'huile de commande ; 3060645 4 le conduit de lubrification délimite une chambre de lubrification dans laquelle est logé le conduit d'huile de commande. - le conduit d'huile de commande comprend des 5 orifices débouchant dans la chambre de lubrification ; ainsi, le conduit de lubrification est alimenté en huile par le conduit d'huile de commande ; - le conduit de lubrification comprend des orifices débouchant de la surface extérieure dudit conduit en regard 10 avec un palier ; ainsi, le conduit de lubrification, alimenté par le conduit d'huile de commande, projette de l'huile dans des zones de contact délimitée par la surface extérieure du conduit de lubrification et le palier de maintien. - le système comprend un bouchon obturant une 15 extrémité du conduit de lubrification et du conduit d'huile de commande, et comportant un passage reliant le conduit d'amenée au conduit d'huile de commande. selon l'alinéa précédent, le passage s'étend autour du tube d'alimentation; 20 - le conduit de lubrification comprend une rainure circonférentielle au niveau d'un palier d'extrémité de guidage lisse, le conduit d'amenée de l'huile sous pression débouchant dans ladite rainure circonférentielle ; ainsi, l'huile, arrivant dans l'espace délimité par la rainure et 25 une face interne du palier de guidage lisse, vient lubrifier la zone de contact et de frottement entre ces éléments ; le conduit d'amenée est réalisé dans le palier d'extrémité lisse; ainsi, on n'a pas besoin de pièce supplémentaire, tel qu'un tuyau, un conduit, pour alimenter 30 l'huile au tube d'alimentation ; - le diamètre du conduit d'huile de commande est compris entre 5 et 6 mm ; avec une telle dimension, le 3060645 5 conduit d'huile de commande assure le débit et la pression nécessaire de l'huile coulant en son sein ; - l'orifice interne du conduit d'huile de commande a un diamètre compris entre 2 mm et 4 mm et l'orifice externe 5 du conduit lubrification un diamètre compris entre 2 et 3 mm. L'invention concerne également un moteur comprenant deux arbres à cames dont un premier arbre à cames coopère avec des soupapes d'admission et un deuxième arbre à cames coopère avec des soupapes d'échappement. Selon l'invention, 10 chacun de ces arbres appartient à un système de déphasage correspondant réalisé selon au moins une des caractéristiques concerne également un véhicule précédentes. L'invention comportant un tel moteur. Liste des figures 15 D'autres caractéristiques ressortiront de la description indicatif et nullement limitatif, annexés, dans lesquels : - La figure 1 représente une vue en coupe et avantages innovants ci-après, fournie à titre en référence aux dessins 20 longitudinale et de dessus d'un système de déphasage selon l'invention; La figure 2 représente une vue de détail de la zone référencée « II » sur la figure 1; La figure 2A représente une vue en perspective 25 selon la coupe A-A de la figure 2; La figure 3 représente une vue de détail de la zone référencée « III » sur la figure 1; La figure 3A représente une vue en perspective selon la coupe B-B de la figure 3 ; 30 La figure 4 représente une vue de détail de la zone référencée « IV » sur la figure 1. 3060645 6 Description générale de l'invention En référence à la figure 1, un système de déphasage 1 selon l'invention comprend un arbre à cames 2 composé d'un conduit de lubrification 21 creux et d'un conduit d'huile de 5 commande 22 d'un déphaseur 3. Le conduit de lubrification 21 et le conduit d'huile de commande 22 sont coaxiaux. Le conduit de lubrification 21 est monté mobile en rotation par rapport à des paliers de guidage 4 fixés au moteur. Le conduit de lubrification 21 reçoit en outre six 10 cames 8 espacées de manière régulière. Bien entendu, le nombre de cames 8 peut être différent dans d'autres modes de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, le conduit de lubrification 21 est porté par trois paliers de guidage dont deux paliers 15 d'extrémité 41, 42 et un palier intermédiaire 43. Le premier palier d'extrémité 41 est à gauche de la figure 1 et le deuxième palier d'extrémité 42 est à droite de la même figure. Le deuxième palier d'extrémité 42 porte un roulement 20 à bille 45, d'où son nom de palier d'extrémité 42 roulement. En revanche, le premier palier d'extrémité 41 ne comprend aucun roulement, d'où son nom de palier d'extrémité 41 lisse. Le palier intermédiaire 43 est situé à mi longueur de l'arbre à cames 2 pour empêcher la flexion de ce dernier. 25 Bien entendu, le nombre de paliers intermédiaires peut être différent selon la structure de l'arbre à cames 2. Comme représenté à la figure 1, au niveau du palier d'extrémité 42 à roulement, le conduit de lubrification 21 coopère avec un déphaseur 3 hydraulique au moyen d'un embout 30 23. Le déphaseur 3 comprend un conduit d'alimentation 31 qui s'étend suivant un axe de rotation R du rotor du 3060645 7 déphaseur 3. A noter que l'axe de rotation R du déphaseur 3 est confondu avec l'axe de rotation de l'arbre à cames 2. Une vanne de distribution 32 est connectée à une extrémité du conduit d'alimentation 31. La distribution de 5 l'huile sous pression dans le déphaseur 3 est contrôlée par un actionneur 7 et la vanne de distribution 32. L'actionneur comporte un doigt 71 mobile en translation selon l'axe de rotation R du déphaseur 3. Par son déplacement axial, le doigt 71 fait translater la vanne de distribution 32 et la 10 mettre dans une position permettant le remplissage d'une chambre d'huile (non représentée) du déphaseur 3, ce qui permet d'actionner le rotor en rotation. La vanne de distribution 32 est vissée dans l'embout 23 d'une part et solidaire avec le rotor du déphaseur 3 15 d'autre part. Ainsi, lorsque le rotor tourne, il entraîne la vanne de distribution 32 et le conduit de lubrification 21 en rotation. Le palier d'extrémité 42 à roulement, le déphaseur 3, la vanne de distribution 32 et l'actionneur 7 sont situés au 20 côté droit de la figure 1. La poulie de l'arbre à cames 2 se trouve également de ce côté. C'est pour cette raison que ce côté est également appelé côté de distribution. Le palier d'extrémité 41 lisse est situé à l'autre côté de l'arbre à cames, à l'opposé du côté de distribution. 25 De manière générale, ce côté opposé est adjacent à une boîte de vitesse (non représentée). On l'appelle ainsi le côté d'accouplement selon le vocabulaire utilisé par l'homme du métier. Le conduit de lubrification 21 délimite une chambre 30 de lubrification 25 dans laquelle est logé le conduit d'huile de commande 22. Le conduit de lubrification 21 comprend en outre une extrémité 27 qui débouche dans le conduit d'alimentation 31 du déphaseur. 3060645 8 Quant au conduit d'huile de commande 22, il délimite radialement un chambre d'huile centrale 24 qui débouche également dans le conduit d'alimentation 31 du déphaseur 3. Des orifices externes et internes sont réalisés 5 respectivement au long du conduit de lubrification 22 et du conduit d'huile de commande 21. Un organe d'alimentation en huile sous pression 5 est positionné au niveau du palier d'extrémité 41 lisse pour fournir de l'huile au conduit d'huile de commande 22. 10 L'organe d'alimentation en huile sous pression 5 est illustré de manière détaillée aux figures 2 et 2A. Il relie un conduit d'amenée 53 au conduit d'huile de commande 22. Le conduit d'amenée 53 est intégré ici dans le palier d'extrémité 41 lisse. Le conduit d'amenée 53 débouche sur un 15 orifice externe 51 percé dans la paroi du conduit de lubrification 21. Ce dernier comprend trois autres orifices externes (visibles à la figure 2A) qui sont espacés l'un de l'autre. De manière similaire, le conduit d'huile de commande 22 comprend quatre orifices internes 52 espacés l'un de 20 l'autre. Un bouchon 54 obture à la fois le conduit d'huile de commande 22 et le conduit de lubrification 24 au niveau du palier d'extrémité 41 lisse. Le bouchon 54 comprend en outre un passage 55 qui relie le conduit d'amenée 53 au conduit 25 d'huile de commande 22. En d'autres termes, le passage 55 établit une connexion entre les orifices externes 51 et les orifices internes 52. Le passage 55 est ici une gorge 56 qui dessert de l'huile dans tous les orifices internes 52 comme cela est illustré par la flèche référencée « b » de la figure 30 2A. Par ailleurs, l'huile sous pression, par le chemin représenté par la flèche « a » de la figure 2A, rentre aussi dans un espace e entre le palier d'extrémité 41 lisse et le 3060645 9 conduit de lubrification 21 pour venir lubrifier la zone de contact et de frottement entre ces éléments. L'espace e est délimité par une rainure circonférentielle 26 pratiquée sur le conduit de lubrification 21 et une face interne du palier 5 lisse 41. Les orifices externes 51 sont réalisés dans la rainure circonférentielle 26. Le conduit d'huile de commande 22 comprend deux orifices secondaires 57 qui sont décalés vers la droite du palier d'extrémité 41 lisse. Ces orifices secondaires 57, 10 diamétralement opposés, débouchent dans la chambre de lubrification 25. L'huile sous pression est ainsi amenée dans cette chambre de lubrification 25. Dans un autre exemple de réalisation, des passages reliant le conduit d'amenée 53 et la chambre de lubrification 15 25 sont réalisés sur le bouchon 54. En référence aux figures 3 et 3A, le conduit d'huile de commande 22 comprend deux orifices internes intermédiaires 62. Ceux-ci, comme les orifices secondaires 57, sont diamétralement opposés et débouchent dans la chambre de 20 lubrification 25. Parallèlement, le conduit de lubrification 21 comprend un orifice externe intermédiaire 61 débouchant dans la zone de contact e' entre le palier intermédiaire 43 et le conduit de lubrification 21. Ainsi, l'huile sous pression est conduit selon des flèches référencées « c » sur 25 la figure 3A pour venir lubrifier la zone de contact e' entre le palier intermédiaire 43 et le conduit de lubrification 21. Sur la figure 4, la chambre d'huile centrale 24 débouchant dans le conduit d'alimentation 31, l'huile sous pression est conduite à l'intérieur du déphaseur 3 selon des 30 flèches référencées « d ». L'arrivée de l'huile dans le déphaseur 3 est contrôlée par la vanne de distribution 32 et par l'actionneur 7 de manière à remplir la chambre à l'huile du déphaseur 3 afin de faire tourner l'arbre à cames 2. 3060645 10 Ainsi, grâce à l'organe d'alimentation 5 installé au niveau du palier d'extrémité 41 lisse, le déphaseur 3, situé au côté opposé, est alimenté en huile sous pression. En outre, l'huile sous pression est distribuée par le conduit de 5 lubrification 25 vers les paliers lisses 41 et 43 pour permettre la lubrification des contacts. Il est à noter que le diamètre du conduit d'huile de commande 22, du conduit de lubrification 21 ainsi que la dimension des orifices internes 52, 62 et externes 51, 61 10 sont calibrés de manière à pouvoir maintenir une pression nécessaire de l'huile à l'intérieur du conduit d'huile de commande 22, ce qui permet un contrôle optimal du déphaseur. La pression d'huile dans le conduit d'huile de commande 22 est supérieure à la pression d'huile dans le conduit de 15 lubrification 21. Bien entendu, il est possible d'apporter l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS1. Système de déphasage (1) pour moteur à combustion interne comprenant un arbre à cames (2) tenu par des paliers (4, 41, 42, 43) comportant un conduit de lubrification (21) des contacts entre l'arbre à cames (2) et les paliers (4, 41, 42, 43), ledit conduit de lubrification (21) comportant une extrémité (27) débouchant dans un déphaseur (3), ledit système de déphasage (1) étant caractérisé en ce que ledit conduit de lubrification (21) entoure un conduit coaxial d'huile de commande (22) d'un déphaseur (3) qui distribue dans le conduit de lubrification (21). 2. Système de déphasage (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression d'huile dans le conduit d'huile de commande (22) est supérieure à la pression d'huile dans le conduit de lubrification (21). 3. Système de déphasage (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'alimentation (2) connecté avec un conduit d'amenée (53) d'huile et avec le conduit d'huile de commande (22). 4. Système de déphasage (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le conduit de lubrification (21) délimite une chambre de lubrification (25) dans laquelle est logé le conduit d'huile de commande (22). 5. Système de déphasage (1) selon l'une des 25 revendications précédentes caractérisé en ce que le conduit d'huile de commande (22) comprend des orifices (57, 62) débouchant dans la chambre de lubrification (25). 6. Système de déphasage (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le système 30 comprend un bouchon (54) obturant une extrémité du conduit de 3060645 12 lubrification (21) et du conduit d'huile de commande (22), et comportant un passage (55) reliant le conduit d'amenée (53) au conduit d'huile de commande (22). 7. Système de déphasage (1) selon la revendication 6 5 caractérisé en ce que le passage (55) s'étend autour du conduit d'huile de commande (22). 8. Système de déphasage selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que le conduit de lubrification (21) comprend une rainure circonférentielle 10 (25) au niveau du palier de guidage lisse (41), le conduit d'amenée (53) de l'huile sous pression débouchant dans ladite rainure circonférentielle (25). 9. Moteur comprenant deux arbres à cames dont un premier coopère avec des soupapes d'admission et un deuxième 15 coopère avec des soupapes d'échappement caractérisé en ce que chacun de ces arbres appartient à un système de déphasage (1) selon l'une des revendications précédentes. 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication 9. 20