FR2467971A1

FR2467971A1 - Desmodromic valve gear for reciprocating IC engine - has valves closed by cams rotating in opposition to cams which open valves

Info

Publication number: FR2467971A1
Application number: FR7926469A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1981-04-30

Abstract

The engine has a cylinder (11) with poppet inlet and exhaust valves (19,20). The stem (22,23) of each valve has a longitudinal recess (24,25) near its upper end. One end of a rocker arm (26,27) fits into the recess and is held by a spring (28,29) which takes up the mechanical tolerances. The other end of the rocker arm is held between two cams (34,35,36,37) which rotate in opposite directions. One of the cams moves the rocker arm to open the valve and the other cam moves it to close the valve. No spring is needed for closure.

Description

La présente invention concerne un moteur à explosion comportant au moins une soupape d'admission et une soupape d'échappement, ainsi qu'un mécanisme de commande de ltouverture et de la fermeture desdites soupapes. The present invention relates to an internal combustion engine comprising at least one intake valve and one exhaust valve, as well as a mechanism for controlling the opening and closing of said valves.

Dans les moteurs à explosion conventionnels, la commande d'ouverture des soupapes se fait par un arbre à cames relié par courroie crantée, chaîne ou d'autrs moyens d'entrainement appropriés, au vilebrequin du moteur, et la fermeture est assurée par des ressorts. Ces ressorts sont comprimés au moment de l'ouverture pour accumuler une énergie suffisante pour actionner la fermeture selon un schéma de fonctionnement bien connu en soi. La compression des soupapes consomme une quantité relativement importante d'énergie, ce qui entraine une perte de puissance du moteur.En outre, les ressorts de soupapes posent des problèmes critiques, en ce qui concerne le fonctionnement du moteur à haut régime, les ressorts devant être suffisamment puissants pour fermer cycliquement les orifices d'admission et d'échappement, et ceci dans un délai d'autant plus court que le moteur tourne à une vitesse plus élevée. En pratique, ces ressorts doivent être surdimensionnés pour garantir un fonctionnement efficace quelque soit le régime du moteur, et par conséquent consomment une part non négligeable d'énergie à chaque cycle de travail. In conventional combustion engines, the valve opening control is done by a camshaft connected by toothed belt, chain or other suitable drive means, to the engine crankshaft, and the closing is ensured by springs . These springs are compressed at the time of opening to accumulate sufficient energy to actuate the closure according to a well-known operating scheme. The compression of the valves consumes a relatively large amount of energy, which leads to a loss of engine power. In addition, the valve springs pose critical problems, with regard to the operation of the engine at high speed, the springs in front be powerful enough to cyclically close the intake and exhaust ports, and this in a shorter time as the engine runs at a higher speed. In practice, these springs must be oversized to guarantee efficient operation regardless of the engine speed, and consequently consume a non-negligible part of energy during each work cycle.

La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un moteur à explosion tel que défini ci-dessus, et dans lequel les ressorts de soupapes conventionnels sont supprimés, ce moteur étant caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend pour chaque soupape un culbuteur pivotant dont une extrémité est reliée à la queue de la soupape et dont l'autre extrémité est en appui simultanément sur deux cames rotatives en tramées en synchronisme, et destinées respectivement à commander séquentiellement l'ouverture et la fermeture desdites cames. The present invention proposes to remedy these drawbacks by producing an internal combustion engine as defined above, and in which the conventional valve springs are omitted, this engine being characterized in that said mechanism comprises for each valve a pivoting rocker arm one end of which is connected to the valve stem and the other end of which rests simultaneously on two rotary cams in raster synchronous operation, and intended respectively to sequentially control the opening and closing of said cams.

Selon une forme de réalisation particulière, ladite seconde extrémité comporte une surface d'appui supérieure et une surface d'appui inférieure, ces deux surfaces d'appui se trouvant respectivement en contact avec lesdites cames rotatives. Dans ce cas, la première extrémité du culbuteur est engagée dans un évidement aménagé dans la queue de la soupape et ajustée en position par un ressort de compression logé dans cet évidement. According to a particular embodiment, said second end comprises an upper bearing surface and a lower bearing surface, these two bearing surfaces being respectively in contact with said rotary cams. In this case, the first end of the rocker arm is engaged in a recess arranged in the tail of the valve and adjusted in position by a compression spring housed in this recess.

Selon une autre forme de réalisation du moteur à explosion selon l'invention, plus particulièrement adaptée aux moteurs ayant un arbre à came en tête, les deux cames sont montées sur un même axe, l'une des cames étant en appui sur un poussoir coulissant relié à l'extrémité de la queue de la soupape et l'autre came étant en contact avec une surface d'appui diamé- tralement opposée au poussoir par rapport à l'axe de rotation des cames, et reliée rigidement au poussoir par une pièce de liaison. According to another embodiment of the internal combustion engine according to the invention, more particularly suitable for engines having a camshaft at the head, the two cams are mounted on the same axis, one of the cams being in abutment on a sliding pusher connected to the end of the valve stem and the other cam being in contact with a bearing surface diametrically opposite the pusher relative to the axis of rotation of the cams, and rigidly connected to the pusher by a piece link.

La présente invention sera mieux comprise en référence à. la description d'un exemple de réalisation dans lequel
la figure 1 représente une vue partielle en coupe transversale d'un bloc-moteur équipé du perfectionnement correspondant à une première forme de réalisation de l'invention,
la figure 2 représente une vue partielle en coupe du perfectionnement correspondant à une seconde forme de réalisation selon l'invention, et
la figure 3 représente une vue du dispositif de la figure 2, selon un plan faisant un angle de 900 par rapport à celui de la vue de la figure 2.The present invention will be better understood with reference to. the description of an exemplary embodiment in which
FIG. 1 represents a partial view in cross section of an engine block equipped with the improvement corresponding to a first embodiment of the invention,
FIG. 2 represents a partial sectional view of the improvement corresponding to a second embodiment according to the invention, and
FIG. 3 represents a view of the device of FIG. 2, according to a plane making an angle of 900 with respect to that of the view of FIG. 2.

En référence à la figure 1, le bloc-moteur 10 représenté schématiquement en coupe transversale effectuée à travers une chambre de combustion 11, contient de façon conventionnelle un vilebrequin 12 auquel est fixée une bielle 13 dont l'extrémité libre est attachée à un piston 14 se déplaçant longitudinalement dans la chambre de combustion 11, d'une façon connue en soi. La chambre de combustion 11 comporte deux ouvertures 15 et 16 communiquant respectivement avec la pipe d'admission 17 et le collecteur d'échappement 18. Ces ouvertures 15 et 16 sont cycliquement obturées respectivement par la soupape d'admission 19 et la soupape d'échappement 20. Une bougie 21 communique avec la partie supérieure de la chambre de combustion pour assurer l'allumage des gaz combustibles. Referring to Figure 1, the engine block 10 shown schematically in cross section made through a combustion chamber 11, conventionally contains a crankshaft 12 to which is attached a connecting rod 13 whose free end is attached to a piston 14 moving longitudinally in the combustion chamber 11, in a manner known per se. The combustion chamber 11 has two openings 15 and 16 communicating respectively with the intake pipe 17 and the exhaust manifold 18. These openings 15 and 16 are cyclically closed respectively by the intake valve 19 and the exhaust valve 20. A spark plug 21 communicates with the upper part of the combustion chamber to ensure the ignition of the combustible gases.

Les soupapes 19 et 20 comportent chacune une queue de soupape 22, 23 qui permet de guider la soupape au cours de son déplacement séquentiel. Elles sont toutes deux pourvues d'un évidement latéral 24, 25 dans lequel sntrespectivement logé, d'une part l'extrémité d'un culbuteur 26, 27 et d'autre part un ressort 28, 29 pour compenser les tolérances mécaniques. Les deux culbuteurs 26, 27 sont respectivement pivotables autour d'un axe fixe 30, 31 et leurs extrémités opposées 32, 33 sont respectivement prises entre deux couples de cames 34, 35 et 36, 37. Ces cames sont entraînées en synchronisme mais tournent en sens inverse. Elles sont par exemple montées sur un arbre à came entraînées de façon connue en soi par exemple par l'intermédiaire d'une courroie crantée ou d'une chaîne (non représentée), par le vilebrequin 12.Les deux cames 34 et 36, ainsi que les deux cames 35 et 37 sont respectivement identiques. The valves 19 and 20 each have a valve stem 22, 23 which makes it possible to guide the valve during its sequential movement. They are both provided with a lateral recess 24, 25 in which sntrespectively housed, on the one hand the end of a rocker arm 26, 27 and on the other hand a spring 28, 29 to compensate for the mechanical tolerances. The two rocker arms 26, 27 are respectively pivotable about a fixed axis 30, 31 and their opposite ends 32, 33 are respectively taken between two pairs of cams 34, 35 and 36, 37. These cams are driven in synchronism but rotate in reverse. They are for example mounted on a camshaft driven in a manner known per se, for example by means of a toothed belt or a chain (not shown), by the crankshaft 12. The two cams 34 and 36, thus that the two cams 35 and 37 are respectively identical.

Par contre'les cames d'un même couple de cames 34, 35 et 36, 37 sont différentes de telle manière qu'elles commandent au cours de leuls rotations l'ouverture et la fermeture séquentielle des soupapes en provoquant le déplacement des extrémités 32, 33 des culbuteurs 26, 27 respectivement liées aux queues de soupapes 22 et 23.By cons, the cams of the same pair of cams 34, 35 and 36, 37 are different in such a way that they control, during their rotation, the opening and sequential closing of the valves by causing the ends 32 to move, 33 of rocker arms 26, 27 respectively linked to valve stems 22 and 23.

Les figures 2 et 2a représentent respectivement deux vues différentes d'une forme de réalisation différente du dispositif selon l'invention. En référence à ces figures, une queue de soupape 40 a son extrémité liée de façon rigide à un poussoir 41 logé dans un alésage 42 sensi blement cylindrique de la culasse 43 du bloc moteur. Le poussoir 41 peut se mouvoir longitudinalement dans l'alésage 42 dans le sens de la double flèche A, entraînant avec lui la queue de soupape 40 et par conséquent la soupape (non représentée). Le poussoir 41 est surmonté d'une pièce de liaison 44 en forme de bec qui porte une plaque d'appui 45 dont la surface inférieure 46 constitue la surface d'appui de la came 47, dont le rôle sera décrit plus en détail cidessous. La surface supérieure du poussoir 41 constitue la surface d'appui 48 d'une secondeveame 49.Les deux cames 47 et 48 sont montées sur un même arbre rotatif 50 et tournent en synchronisme dans le même sens, par exemple celui des deux flèches B, entraînées d'une façon connue en soi par le vilebrequin. C'est ainsi qu'au cours d'une rotation,la came 49 agissant sur la surface d'appui 48 du poussoir 41 provoque l'ouverture de la soupape correspondant à la queue de soupape 40, et la came 47 agissant sur la surface d'appui 46 provoque la fermeture de cette soupape. Pour compenser les tolérances mécaniques, la plaque 45 est logée dans un évidement 51 aménagé dans le bec 44 et repoussée vers le bas par un ressort 52 dont la force d'appui peut être réglée par une vis de règlage 53 logée dans un contre-écrou 54. Figures 2 and 2a respectively represent two different views of a different embodiment of the device according to the invention. With reference to these figures, a valve stem 40 has its end rigidly connected to a tappet 41 housed in a substantially cylindrical bore 42 of the cylinder head 43 of the engine block. The plunger 41 can move longitudinally in the bore 42 in the direction of the double arrow A, carrying with it the valve stem 40 and consequently the valve (not shown). The pusher 41 is surmounted by a connecting piece 44 in the form of a beak which carries a support plate 45, the lower surface 46 of which constitutes the support surface of the cam 47, the role of which will be described in more detail below. The upper surface of the pusher 41 constitutes the bearing surface 48 of a second valve 49. The two cams 47 and 48 are mounted on the same rotary shaft 50 and rotate in synchronism in the same direction, for example that of the two arrows B, driven in a manner known per se by the crankshaft. Thus during a rotation, the cam 49 acting on the bearing surface 48 of the pusher 41 causes the opening of the valve corresponding to the valve stem 40, and the cam 47 acting on the surface support 46 causes the closure of this valve. To compensate for the mechanical tolerances, the plate 45 is housed in a recess 51 arranged in the spout 44 and pushed down by a spring 52 whose pressing force can be adjusted by an adjusting screw 53 housed in a lock nut 54.

Bien entendu ce dispositif de commande des soupapes peut être adapté à n'importe quel moteur, le perfectionnement consistant à remplacer les ressorts des soupapes par une came de commande destinée à provoquer leur fermeture. Of course, this valve control device can be adapted to any engine, the improvement consisting in replacing the valve springs by a control cam intended to cause their closing.

Claims

1. Internal combustion engine comprising at least one intake valve and one exhaust valve, as well as a mechanism for controlling the opening and closing of said valves, characterized in that said mechanism comprises for each valve a rocker arm pivoting, one end of which is connected to the valve stem and the other end of which bears simultaneously on two rotary cams - driven in synchronism, and intended respectively to sequentially control the opening and closing of said cams.

2. Engine according to claim 1, characterized in that said second end of the rocker arm has an upper bearing surface and a lower bearing surface, these two bearing surfaces being respectively in contact with said rotary cams.

3. Engine according to claim 1, characterized in that said first end of the rocker arm is engaged in a recess arranged in the stem of the valve, and adjusted in position by a compression spring housed in said recess.

4. Internal combustion engine comprising at least one supply valve and one exhaust valve as well as a mechanism for controlling the opening and closing of said valves, characterized in that said mechanism comprises two rotary cams mounted on a same axis of rotation, one of them being supported on a sliding plunger connected to the end of the valve stem, and the other cam being in contact with a bearing surface diametrically opposite to the pusher relative to the axis of rotation of the cams, and rigidly connected to the pusher by a connecting piece.

5. Motor according to claim 4, characterized in that the connecting piece comprises a recess in which is housed a plate, one of the faces of which constitutes said bearing surface, and a compression spring tending to push said plate towards the contact surface of said cam.