FR2504190A1 - Dispositif pour la commande selon un cycle approprie de soupapes de circulation de gaz - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF POUR LA COMMANDE SELON UN CYCLE APPROPRIE DE SOUPAPES DE CIRCULATION DE GAZ. LE DISPOSITIF S'APPLIQUE AUX SOUPAPES, COMMANDEES PAR CAMES, DES MACHINES A PISTONS ALTERNATIFS DONT LES SOUPAPES SONT MANOEUVREES A L'AIDE DE TIGES MECANO-HYDRAULIQUES OU ENTIEREMENT HYDRAULIQUES. ON OBTIENT UNE VARIATION PRECISE DE LA COURSE DE CES SOUPAPES AU MOYEN DE CAMES 32, 33 SUPPLEMENTAIRES, TOURNANT AVEC LA CAME NORMALE 1 ET COMMANDANT DES VERINS 34, 35 A DOUBLE EFFET A L'AIDE DESQUELS UNE PLUS OU MOINS GRANDE QUANTITE DE LIQUIDE DE COMMANDE EST REFOULEE, A VOLONTE, DANS LE VERIN TRANSMETTEUR 3 OU DANS LE VERIN DE MANOEUVRE 7 DE LA SOUPAPE 12.

Description

2504 190

L'invention a pou; Qb Jet un dispositif pour la commande, selon un cycle approprié indépendant de leur course normale, des soupapes de circulation de gaz dans les moteurs à combustion interne, les moto-compresseurs et les machines similaires En particulier, le dispositif de l'invention est destiné à faire vmarier la course d'ouverture des soupapes, qui

est normalement provoquée et déterminée par un moyen d'en-

traînement à cames duquel dépend le moment régulier normal

de commande.

Dans les moteurs à combustion interne, les moto-

compresseurs et les machines similaires, il est connu de transmettre à une soupape le déplacement d'un élément de

course associé à un moyen de commande à cames, par l'inter-

médiaire d'un élément de transmission, par exemple d'un culbuteur A cette occasion, le déplacement de l'élément de

course associé au moyen d'entraînement à cames peut être trans-

mis au culbuteur de façon mécanique ou par des éléments inter-

Inédiaires hydrauliques Mais il est connu aussi par le brevet allemand N O 467 440 de transmettre le déplacement de l'élément

de course à la soupape de façon purement hydraulique par l'in-

termédiaire de ce que l'on a pris d'habitude d'appeler des tiges hydrauliques, sans utiliser de culbuteur, l'élément de course associé au moyen d'entraînement à cames commandant lui-même un piston transmetteur, qui commande à son tour hydrauliquement un vérin de manoeuvre disposé à proximité de

la soupape.

Selon une proposition de la demanderesse (voir sa demande de brevet allemand publiée N O 28 40 4451 il est connu, en relation avec de telles tiges hydrauliques, de dégazer constamment ces dernières à leur point le plus élevé afin

d'obtenir des déplacements à course constante de la soupape.

La course d'ouverture de la soupape d'un moteur manoeuvrée par les tiges hydrauliques décrites dans cette demande, peut être règlée par le fait que la pression à transmettre à la soupape et, par conséquent, le mouvement de la soupape est plus ou moins limité grâce à un étranglement intercalé sur la ligne

de transmission hydraulique.

En diminuant la course de la soupape on peut influer

de façon favorable sur le comportement du moteur au démar-

rage et en fonctionnement à charge partielle Le réglage de l'étranglement nécessaire selon ce mode de réalisation ne permet, du fait du niveau de la technique, par nature, qu'une adaptation plus ou moins lâche de la course de la soupape

aux diverses situations.

L'invention a pour but principal de rendre possi-

ble le règlage de la course d'une soupape de façon rythmique, selon un cycle approprié, avec une grande précision de façon à obtenir une course de soupape selon un cycle approprié

déterminé se superposant à la course normale de cette sou-

pape. Ce but est atteint par un dispositif au moyen

duquel on influe, par réglage, sur le rapport de transmis-

sion à la soupape du mouvement de l'élément de course associé au moyen d'entraînement à cames Cette variation du rapport de transmission peut, selon un mode de réalisation avantageux

de l'invention, s'effectuer de deux manières, soit mécanique-

ment dans le cas de l'existence d'un élément mécanique de transmission, comme par exemple un culbuteur de soupape, par intervention sur son point d'articulation et/ou sur la

longueur du bras du culbuteur, soit directement par inter-

vention sur les tiges hydrauliques.

Dans les deux cas, la variation s'effectue sous la dépendance d'un entraînement à cames, accouplé rigidement en phase, au moyen d'entraînement à cames qui règle la course normale de la soupape, l'entraînement à cames destiné à

influer sur le rapport de transmission étant disposé avan-

tageusement sur l'arbre à cames lui-même.

On donnera maintenant, sans intention limitative,

une description de deux exemples qui n'excluent pas d'autres

modes possibles de réalisation On se reportera aux dessins annexésdans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique

d'un dispositif qui réalise une combinaison de tiges hydrau-

liques avec un culbuteur pour la commande de la course d'une soupape, la figure la montre une variante de réalisation du dispositif de la fig 1 à l'aide d'un piston à simple effet, la figure 2 montre une réalisation comprenant des tiges hydrauliques en superposition à une commande

générale hydraulique.

Dans les deux exemples de réalisation, on a désigné par la référence 1 la came de commande à partir de laquelle et sous la dépendance de laquelle s'effectue la manoeuvre

d'une soupape 12, par l'intermédiaire d'un piston trans-

metteur 2, d'un cylindre 3, d'une conduite 4 à dégazage

permanent 5, d'un piston moteur 6 et d'un cylindre 7.

Les tiges hydrauliques ainsi réalisées sont, dans chaque cas, remplies d'huile par l'intermédiaire d'une soupzpe de retenue 8 à partir d'une pompe 9 associée à une soupape

de maintien de pression 10 et à un réservoir 11.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le piston moteur 6-ne commande pas directement la soupape 12 du moteur comme c'est le cas de l'exemple de réalisation de la figure 2, mais il commande un culbuteur 13 articulé par

une extrémité en un point 14.

Pour influer sur la course de la soupape 12 on peut ajuster la position du point d'articulation 14 selon un cycle approprié, en provoquant le déplacement de ce point 14 en correspondance avec le mouvement de déplacement du piston moteur 6 de façon qu'il en résulte une variation du

mouvement de la soupape 12.

A cette fin, le point d'articulation 14 est monté sur une patte 15 qui, par l'intermédiaire d'un piston 16 d'un vérin 17, peut décoller d'une butée 18 et en être

écarté contre la force d'un ressort 19.

Le piston 16 est commandé par la pression de l'huile dans le cylindre du vérin 17, pression qui est garantie par une conduite 20 et une soupape de remplissage 21 contre l'effet des pertes d'huile, la soupape de remplissage 21 pouvant communiquer avec le réservoir 11 déjà existant Ce

circuit hydraulique est, lui aussi, doté d'un dégazage per-

manent 22.

Les tiges hydrauliques supplémentaires construites de cette manière permettent de superposer, comme mentionné,

un déplacement supplémentaire au déplacement de la soupape.

Il en résulte des effets avantageux lors de la course de compression pour le freinage d'échappement, pour le change- ment des temps de distribution et pour la diminution de la course de la soupape lors du démarrage à froid; on doit prendre en considération que, par suite d'un déplacement du piston 16 opposé à la course du piston 6, la butée 18 étant disposée de façon adéquate, la course d'ouverture de la

soupape 12 provoquée par le piston moteur 6 peut être neutra-

lisée totalement ou partiellement; par conséquent, on peut obtenir des courses de soupape moins grandes que celles qui

seraient provoquées par le piston moteur 6 seul.

Mais on peut aussi utiliser avantageusement la distribution supplémentaire selon un cycle approprié pour

ouvrir brièvement les soupapes d'admission et/ou d'échap-

pement à des instants déterminés, à trouver de préférence aux essais, afin d'obtenir par exemple une aspiration en retour des gaz d'échappement, ce qui présente des avantages pour l'amélioration de la qualité des gaz d'échappement et

l'obtention d'un meilleur comportement au démarrage à froid.

En tout cas le piston 16 doit être m selon un

cycle approprié et périodiquement, d'une manière minutieuse-

ment dosée et bien déterminée dans le temps; de plus, il est nécessaire de pouvoir connecter et déconnecter à volonté

cette commande supplémentaire.

On y parvient, selon l'invention, par l'intermé-

diaire d'un vérin supplémentaire 26 dans lequel un piston 24 est commandé par une came 23 De cette façon la connexion et la déconnexion du vérin 26 s'effectue, conformément à l'invention, par le fait que le piston 24 est muni d'une tige de piston 25 continue, ou double, de manière à avoir un double effet De plus, on prévoit une soupape de court-circuit 27 qui relie les deux chambres du vérin, si bien qu'il est suffisant d'ouvrir ou de fermer la soupape de court-circuit 27 pour rendre le vérin 26 efficace ou inefficace à la

moindre apparition de chocs.

La came 23 qui sert à la commande superposée supplé-

mentaire de la soupape 12 ainsi qu'on l'a décrite est, comme représentée schématiquement, montée sur l'arbre de la came motrice 1, de manière que le piston 2 et le piston 24 soit commandés selon un cycle absolument convenable l'un par rapport à l'autre On comprendra facilement que cela peu se faire simultanément ou bien aussi l'un par rapport à l'autre avec un déphasage De plus, il est évident pour le spécialiste que la came 23 pourrait aussi être disposée sur un arbre différent de celui de la came motrice 1; il suffirait simplement de veiller à ce que les cames soient entraînées à la même vitesse de rotation Le décalage

mutuel des phases peut être constant ou bien, aussi, réglable.

La Figure la est une vue partielle qui montre une configuration modifiée en ce qui se rapporte au réglable de

la position du point 14 par l'intermédiaire de tiges hydrau-

liques, avec la différence qu'on utilise dans ce cas un

piston 28 à simple effet au lieu du piston 24 à double effet.

Ce piston 28, qui travaille comme un élément de course associé à la came 23, fait partie d'un vérin 29 C'est par une soupape d'arrêt 30, par exemple à commande électrique, que l'on peut interrompre le cas échéant l'effet du vérin 29 Dans ce cas le piston 28 fait circuler constamment de l'huile, à partir de la conduite de remplissage 20,et à travers une soupape de maintien de pression 31 qui doit être règlée à

la pression de service la plus élevée.

Avec cette variante d'exécution on peut: également, à volonté, en ouvrant la soupape d'arrêt 30, superposer au déplacement de la soupape 12 provoqué par le piston moteur 6 un autre déplacement résultant de la variation de position du joint d'articulation 14, dans le sens d'une diminution

de la course de la soupape.

La figure 2 montre clairement, de façon schématique,

une lmssibilité de réalisation d'un dispositif selon l'inven-

tion, dans lequel les tiges hydrauliques influent directement sur la soupape 12, sans l'intermédiaire d'un culbuteur de soupape. _ ', sl r l

Les parties des tiges hydrauliques de la réali-

sation de la figure 2 qui correspondent aux pièces fonction-

nelles des tiges hydrauliques de la figure 1 sont désignées

par les mêmes références que sur cette figure 1.

Mais dans le cas de la figure 2, la superposition qui produit des fonctions supplémentaires d'ouverture de la soupape s'effectue par pure addition hydraulique Pour cela on prévoit deux cames 32 et 33 qui sont montées aussi

sur le même arbre que la came motrice 1.

Mais il faut attirer l'attention sur le fait que, pour obtenir ces fonctions supplémentaires, on peut prévoir des cames supplémentaires et que, selon cette variante de réalisation, les cames supplémentaires 32, 33 peuvent être

disposées sur un arbre différent de l'arbre à cames princi-

pal mais rigoureusement calé en phase avec celui-ci.

Les cames 32 et 33 sont associées à des vérins 34 et 35 ayant des pistons 36 et 37, qui sont réalisés de manière à procurer un double effet, tout comme avec le piston 24 et le vérin 26 de la figure 1 A chaque vérin à

double effet est associe une soupape d'arrêt 38 ou 39.

Lorsque ces dernières sont fermées, un fluide supplémentaire de commande, par exemple de l'huile, est refoulé dans les tiges hydrauliques par l'intermédiaire de conduites 40 et 41 et on obtient ainsi un mouvement supplémentaire du piston moteur 6 et, par conséquent, de la soupape 12 Les conduites 40 et 41 sont disposées de préférence de façon ascendante, dans le sens de la transmission de pression, pour que le dégazage permanent 5 devienne efficace aussi

pour ce circuit.

Une telle variante de réalisation présente l'avan-

tage vis-à-vis de l'exemple de réalisation des figures 1 ou la que l'on peut se passer de pièces mécaniques, du culbuteur notamment, et que, par le montage de plusieurs pistons parallèles aux pistons 36 et 37, qui peuvent être commandés

et rendus actifs à des instants différents, on peut intro-

duire un bon nombre de fonctions supplémentaires corres-

pondantes. bu- 250419 g De plus, l'ensemble élastique de la figure 2, dans lequel on doit compter les conduites d'huile ainsi qu'il est connu, est beaucoup moins exposé aux vibrations propres que dans l'exemple de réalisation de la figure 1, o les masses 6, 13, 15, 16 sont suspendues librement entre

des ressorts.

En revanche, il est inévitable, avec la réalisa-

tion de la figure 2, que l'huile de fuite qui sort du vérin 7 tombe directement sur la soupape 12 et sur le bloc-moteur

et s'y cokéfie ou brûle dans la chambre de combustion.

Par contre, si on utilise un culbuteur la totalité

de l'huile de fuite peut être écartée du bloc-moteur.

Quand on emploie un culbuteur, la transmission du mouvement de l'élément de course, associé à la came, peut s'effectuer d'une autre manière que celle de la figure 1, surtout si, comme il est connu, on utilise un culbuteur à deux bras, la position du point d'articulation du culbuteur pouvant être modifiée dans ce cas aussi afin que l'on influe

sur le jeu de la soupape dans une direction ou dans l'autre.

De telles modifications sont à la portée de l'homme du métier.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Dispositif pour la commande d'une soupape de circulation de gaz selon un cycle approprié, indépendant de sa course normale, commandé sous la dépendance d'un moyen d'entraînement à cames déterminant l'instant normal de

commande, dans les moteurs à combustion interne, les moto-

compresseurs et les machines similaires, destiné à faire varier la course d'ouverture de cette soupape, le mouvement de l'élément de course associé au moyen d'entraînement à

cames étant transmis à la soupape par un élément de trans-

mission comme un culbuteur et/ou des tiges hydrauliques, caractérisé en ce que l'on prévoit des éléments de réglage ( 16,17 et 35 à 39), réglables selon un cycle approprié, de façon rythmique de préférence, destinés à modifier le rapport de transmission du mouvement de l'élément de course ( 2) à

la soupape ( 12).

2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la soupape est manoeuvrée par l'intermédiaire d'un culbuteur, caractérisé en ce que le point d'articulation ( 14) du culbuteur est conçu de façon à pouvoir être déplacé et

règlé en position.

3 Dispositif selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que le point d'articulation ( 14) du culbuteur ( 13) est conçu de façon à pouvoir être règlé en position par

des moyens hydrauliques ( 16,17).

4 Dispositif selon les revendications 2 et 3

réunies, caractérisé en ce que l'on prévoit une came ( 23)

supplémentaire accouplée rigidement-avec le moyen d'entraî-

nement à cames ( 1) et destinée à influer sur la soupape ( 12) selon un cycle approprié de superposition, cette came

réglant la position du point d'articulation ( 14) du culbu-

teur ( 13) par l'intermédiaire d'un organe hydraulique ( 24).

Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'organe hydraulique comprend un vérin ( 26)

à double effet et à double piston et une soupape de court-

circuit ( 27) relie les deux chambres de ce vérin afin d'en

rendre le piston ( 24) efficace et inefficace à volonté.

6 Dispositif selon la revendication 1, doté de tiges hydrauliques destinées à manoeuvrer la soupape et

comprenant un piston transmetteur, une conduite de trans-

mission et un piston moteur associé à la soupape ainsi que des moyens pour limiter la transmission de la course du piston transmetteur au piston moteur, caractérisé en ce que

l'on prévoit au moins un piston transmetteur ( 36,37) supplé-

mentaire à course réglable de façon rythmique, qui refoule de de façon réglable et selon un cycle approprié, un liquide de transmission dans le circuit de transmission qui relie

le piston transmetteur ( 2) au piston moteur ( 6).

7 Dispositif selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que les conduites de refoulement ( 40,41) sont disposées de façon montante en oblique entre les vérins des différents pistons transmetteurs supplémentaires ( 36,37) et

les tiges hydrauliques ( 4).

8 Dispositif selon les revendications 6 et 7

réunies, caractérisé en ce que, pour influer par superposition et selon un cycle approprié sur la soupape ( 12), les pistons transmetteurs ( 36, 37) supplémentaires sont associés à un moyen d'entraînement ayant des cames ( 32,33) qui sont calées en phase avec la came ( 1) de commande normale sur le même

arbre à cames.

9 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 6 à 8, caractérisé en ce que les vérins des pistons transmetteurs supplémentaires sont du type à double effet et à double piston et les chambres de cylindre qui résultent de ces doubles pistons ( 36,37) sont reliées par l'intermédiaire d'une soupape de court-circuit ( 38,39)

réglable.

ô ba