FR2566837A1 - Dispositif d'actionnement de soupape ayant un role d'arret pour moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT DE SOUPAPE AYANT UNE FONCTION D'INTERRUPTION DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. IL COMPREND UN ARBRE A CAME 11 PORTE PAR UNE CULASSE 10, UN CULBUTEUR MONTE SUR UN ARBRE DE CULBUTEUR 13 AYANT UN MECANISME DE COMMANDE ACTIONNE PAR PRESSION D'HUILE QUI INTERROMPT LE FONCTIONNEMENT DE LA SOUPAPE D'ADMISSION OU D'ECHAPPEMENT. UN PASSAGE D'ARBRE A CAME EST FORME DANS UN PASSAGE D'APPORT DE PRESSION D'HUILE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PASSAGE D'HUILE DANS LE CULBUTEUR, AU MECANISME DE COMMANDE. UNE SOUPAPE DIRECTRICE 20 POUR L'OUVERTURE ET LA FERMETURE DU PASSAGE D'ARBRE A CAME EST PREVUE A LA PARTIE D'EXTREMITE DUDIT ARBRE A CAME 11. UN REGULATEUR CENTRIFUGE 25 EST MONTE A LA PARTIE D'EXTREMITE 22 DUDIT ARBRE A CAME 11. LE REGULATEUR CENTRIFUGE 25 TOURNE AVEC L'ARBRE A CAME 11 ET ENTRAINE EN ROTATION LA SOUPAPE DIRECTRICE 20 LORSQUE LA VITESSE DUDIT ARBRE A CAME 11 SE SITUE DANS UNE PLACE PREDETERMINEE.
Description
Dispositif d'actionnement de soupape ayant un rôLe d'arrêt
pour moteur à combustion interne.
La présente invention concerne un dispositif d'actionnement de soupape ayant un rôle d'arrêt à utiliser dans un moteur à combustion interne qui commande
le fonctionnement d'une soupape d'admission ou d'échap-
pement en fonction de la vitesse du moteur. Plus préci-
sément, l'invention concerne une soupape directrice de pression d'huile qui, dans ce dispositif d'actionnement de soupape, fonctionne de façon à choisir entre un état o une pression d'huile est appliquée par une source
d'application de pression d'huile à une partie fonction-
nant par pression d'huile, et un état o la partie fonctionnant par pression d'huile est ouverte sur
l'atmosphère.
Un dispositif d'actionnement de soupape classi-
que de ce type comporte un arbre à came monte sur une culasse et tournant en association avec le vilebrequin, et un culbuteur qui est monté basculant sur un arbre de culbuteur porté par la culasse et qui ouvre et ferme une soupape d'admission ou d'échappement selon la rotation
d'une came montée sur l'arbre à came. Le culbuteur com-
porte un mécanisme de commande fonctionnant par pression d'huile et interrompt le fonctionnement de la soupape d'admission ou d'échappement pour certaines conditions
de fonctionnement spécifiées du moteur.
Ce mécanisme de commande est représenté sur la figure 1. Un montag e à culbuteur 3 est monté basculant sur un arbre de culbuteur 2, qui a la forme d'un tuyau muni d'un passage d'huile 1. Le montage du culbuteur 3 se compose d'un premier culbuteur 4 et d'un second culbuteur 5. Les premier et second culbuteurs 4 et 5 s'emboîtent de façon amovible au moyen d'une broche d'arrêt 6. Si la soupape correspondante doit être activée, une pression d'huile est appliquée à partir d'une source de pression d'huile par L'intermédiaire du passage d'huile 1 à une chambre de pression d'huile 7, de
façon à contraindre la broche d'arrêt 6 du second culbu-
teur 5 à se déplacer vers le premier culbuteur 4 afin d'emboîter les premier et second culbuteur 4 et 5 L'un dans l'autre. Par conséquent, le second culbuteur 5 se déplace en même temps que Le premier cuLbuteur 4,
ce dernier suivant le mouvement de La came (non représen-
tée) et pivotant par conséquent autour de l'arbre de culbuteur 2, amenant la partie d'extrémité du second
culbuteur 5 à actionner la soupape d'admission ou d'échap-
pement 8. Pour interrompre le fonctionnement de la soupape, l'application de La pression d'huile à la chambre de pression d'huile 7 est interrompue par une soupape de sélection (non représentée) de façon à ce que la broche d'arrêt 6 soit remise en position, c'est-à-dire que les premier et second culbuteurs-4 et 5 se séparent
l'un de l'autre. Il en résulte que le mouvement de balan-
cement du premier culbuteur 4 n'est pas transféré au
second culbuteur 5.
Classiquement, le passage entre les états
d'activation et de désactivation de la soupape s'effec-
tue en fonction d'une condition de fonctionnement
prédéterminée du moteur, telle que la vitesse du moteur.
Généralement, la vitesse du moteur est détectée électri-
quement et le fonctionnement d'une soupape à solénolde est commandé par celle-ci afin de commuter l'application
de pression d'huile à la chambre de pression d'huile 7.
La soupape à solénoide est généralement réalisée
comme le montre la figure 2. Une bobine actionnée direc-
tement 102 est montée coulissante dans un boîtier 101.
La bobine 102 est entraînée par un solénoide 103 de façon à sélectionner une position (représentée dans la
figure 2) o un orifice 104 (relié à un mécanisme d'ac-
tionnement, c'est-à-dire une pièce fonctionnant par pression d'huile) communique avec un orifice de renvoi (relié au réservoir d'huile), et une position dans laquelle un orifice 106 (relié à une pompe à huile, c'est-àdire une source d'application de pression d'huile) communique avec l'orifice 104. Ces soupapes à solénoïde ont été largement utilisées. A titre d'exemple, cette soupape à solénoide est souvent utilisée dans le circuit à pression d'huile d'un dispositif d'actionnement de soupape du type
représenté dans la figure 1.
Cependant, ce système d'actionnement de soupape présente l'inconvénient qu'il est relativement coûteux à fabriquer car il nécessite des constituants onéreux
tels que le dispositif de détection et la soupape à solé-
noide, et parce qu'il comporte un grand nombre de constituants. Au lieu de la commande électrique, une commande mécanique peut être utilisée. Dans ce cas, une soupape
directrice hydraulique mécanique doit être employée.
Cependant, ces soupapes sont intrinsèquement complexes
et onéreuses et n'ont pas été largement utilisées.
Compte tenu de ce qui a été mentionné ci-dessus, la présente invention a pour but de fournir un dispositif
de commande directrice mécanique dans lequel les diffi-
cultés mentionnées ci-dessus concernant les coûts de fabrication, le nombre de constituants, etc., ont été surmontés. Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, conformément à l'invention, un dispositif d'actionnement de soupape est fourni dans lequel un passage d'arbre à came traversant une partie d'extrémité d'un arbre à came est prévu dans un passage d'apport d'huile qui s'étend entre une source de pression d'huile, passe par un passage d'huile dans un culbuteur, jusqu'à un mécanisme de commande dans un culbuteur dans lequel une soupape directrice est prévue pour ouvrir et fermer Le passage de L'arbre à came, La soupape directrice étant montée dans une partie
d'extrémité de l'arbre à came, et dans lequel un régu-
Lateur centrifuge est prévu, également dans la partie de l'arbre à came. Le régulateur tourne avec L'arbre à
came. Lorsque le régulateur tourne dans une gamme pré-
déterminée de vitesses de rotation, la soupape directrice tourne de façon à faire entrer en communication La source
de pression d'huile et le mécanisme de commande.
La nature, l'utilité et le principe de l'in-
vention seront bien compris à la lecture de la description
ci-après, faite en référence aux dessins annexés.
Dans les dessins annexés, - la figure I est une vue en coupe représentant Les principaux constituants d'un montage de culbuteurs classiques; - la figure 2 est une vue en coupe représentant une soupape à soLénolde classique; - la figure 3 est une vue en plan représentant la culasse d'un moteur à cylindre unique à quatre soupapes; - la figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5A est une vue en coupe Le long d'une ligne V-V de la figure 3, et Les figures 5B et 5C sont des vues en coupe le long de la ligne B-B de La figure 5A, représentant différents états de la soupape directrice; - la figure 6 est une vue en coupe le Long - d'une ligne VI-VI de la figure 3; - la figure 7 est une vue en coupe représentant une soupape directrice de pression d'huile et les constituants mis en jeu à une extrémité d'un arbre à came; - les figures 8A et 8B sont des vues en coupe le long d'une ligne VIIIVIII représentant différents états de la soupape directrice; - la figure 9 est une vue en coupe le long d'une ligne IX-IX de la figure 7; - la figure 10 est une vue en coupe horizontale d'une partie d'un culbuteur;
- la figure 11A est une vue en coupe représen-
tant une soupape directrice de pression d'huile et les constituants mis en jeu à une extrémité d'un arbre à came; et - les figures 11B et 11C sont des vues en
coupe le long d'une ligne A-A de la figure 11A, repré-
sentant différents états de la soupape directrice.
La figure 3 est une vue en plan de la culasse d'un moteur, représentant le moteur dont la culasse a été retiré. Les figures 4, 5 et 6 sont des vues en
coupe le long des lignes IV-IV, V-V et VI-VI respecti-
vement, de la figure 3. Dans ces figures, le numéro de référence 211 désigne une culasse; le numéro 212, un arbre à came du c6té de la soupape d'admission; et le numéro 213, un arbre à came du côté de la soupape
d'échappement. Les arbres à came 212 et 213, respecti-
vement, prennent appui sur la culasse 211. Un culbuteur 218 du type à fonctionnement constant et un culbuteur directeur 219 sont montés sur les arbres de culbuteur 216 et 217,
respectivement.
Comme le montre la figure 6, le culbuteur 218 du type à fonctionnement constant (seul le culbuteur du côté de la soupape d'échappement étant représenté dans la figure 6) présente une partie saillante 218a qui est au contact d'une came 213 (ou 212a) afin que le culbuteur pivote sur l'arbre de culbuteur 217 (ou 216) selon la position de la soupape 215 (ou de la soupape d'admission 214) par l'intermédiaire d'un taquet de
soupape 220, à chaque instant.
Dans la figure 6, le numéro de référence 221 désigne un guide de soupape; les numéros 222 et 223 des ressorts de soupape; et le numéro 224, un arrêt de ressort de soupape. Comme le montre la figure 3, quatre taquets de soupape 220 sont prévus pour les soupapes d'admission 214 et les soupapes d'échappement 215 respectives. Chaque taquet de soupape 220 est monté à rotation sur l'arbre à taquet respectif 220a prenant appui sur la culasse 211, sa partie d'extrémité étant située entre Les culbuteurs.218 et 219. Les taquets de soupape 220 sont utilisés pour minimiser le glissement des dessus de soupape dans les soupapes d'admission et
d'échappement 214 et 215.
Le culbuteur de type directeur 219 comporte
un premier culbuteur 225 et un second culbuteur 226.
Comme le montre la figure 6, le premier culbuteur 225 présente une partie saillante 225a qui est au contact d'une came 212a (ou 213a). Le premier culbuteur 225 est repoussé vers la came 212a (ou 213a) en suivant cette dernière. L'extrémité du second culbuteur 226 vient buter contre la tête de la soupape d'admission ou d'échappement 214 ou 215 par l'intermédiaire du taquet de soupape 220, et est repoussée vers la tête de soupape par un ressort de
torsion 228. Une broche d'arrêt 229 est montée coulis-
sante dans le second culbuteur et peut s'emboîter dans le trou cylindrique du premier culbuteur 225. Une broche 231 servant à pousser vers l'arrière la broche d'arrêt 229 à l'aide d'un ressort de rappel 230, est logée dans le premier culbuteur 225. Une chambre à pression d'huile 226a est formée à l'arrière de la broche d'arrêt 229 dans le second culbuteur 226. La chambre à pression d'huile 226a communique avec un passage d'huile 217a
dans l'arbre de culbuteur 217 (ou 216).
Conformément à la présente invention, comme le montrent mieux les figures 5A à 5C, un trou cylindrique 212b est formé dans une partie d'extrémité de l'arbre à came 212 (l'arbre à came représenté dans la figure 5 étant destiné à la soupape d'admission). La soupape tournante (soupape directrice) 232 est insérée dans le trou cylindrique 212b. La soupape tournante est maintenue en position en butée contre la paroi de la culasse 211 par l'intermédiaire d'une rondelle 233. Un régulateur centrifuge 234 est monté sur La partie d'extrémité de
l'arbre à came 212 par clavetage. Le régulateur centri-
fuge 234 possède des bras 234a qui s'engagent dans des encoches 232a pratiquées dans la face d'extrémité de la soupape tournante 232. Lorsque les masses 234b du régulateur reliées aux bras 234a sont déplacées par la force centrifuge, la soupape tournante 232 est mise en rotation.
Un premier passage de communication 236 (pas-
sage de l'arbre à came) communiquant avec une pompe à huile principale (source de pression d'huile), un second passage de communication 237 (passage de l'arbre à came) communiquant par l'intermédiaire d'un passage d'huile 216a dans le culbuteur 216 avec la chambre de pression d'huile 226a dans le second culbuteur 226, et un troisième passage de communication 239 communiquant avec une soupape de dégagement 238 (décrite ci-dessous), sont formés dans
un organe de passage 235 dans lequel une partie d'extré-
mité de l'arbre à came 12 est insérée.
Deux gorges annulaires 212c sont formées dans la paroi extérieure de l'arbre à came 212, et sont en contact avec les premier, second et troisième passages
de communication 236, 237 et 239, et sont en communi-
cation avec la soupape tournante 232 par l'intermédiaire
de trous de communication 212d. Des gorges de communi-
cation 232b sont formées dans la paroi extérieure de la
soupape tournante 232 et s'étendent en direction axiale.
Les gorges de communication 232b sont utilisées pour faire communiquer les deux gorges annulaires 212c l'une avec L'autre Lorsque La soupape tournante subit une rotation d'un angle prédéterminé. Des trous de fuite 232d sont formés dans la paroi extérieure de La soupape tournante 232. Les trous de fuite 232d sont utilisés pour faire communiquer Le second passage de communication 237 avec un orifice de renvoi 232c pratiqué dans la
soupape tournante 232.
La soupape de dégagement 238 mentionnée ci-dessus
est positionnée au-dessus de la soupape tournante 232.
Un piston 238b est logé coulissant dans le trou cylin-
drique 238c de la soupape de dégagement 238 et est chargé par un ressort 238a. La soupape de dégagement 238
présente un trou de dégagement 238d s'ouvrant sur l'at-
mosphère. Le passage d'huile est décrit ci-après de façon plus détaillée. Une pompe à huile principale est entraînée par Le moteur pour fournir de L'huile. L'huile ainsi fournie, comme le montre la figure 8, s'écoule dans un passage 241 formé dans lecouvercle de culasse 240, et dans un passage 242, jusqu'à une pompe à huile de mise sous pression 243 o sa pression est augmentée. L'huile -passe ensuite par un passage 244, un raccord 245, un tuyau de communication 246, un raccord 247 du côté de La
soupape d'admission, et le premier passage de communi-
cation 236 jusqu'à la soupape tournante 232. L'huile s'écoule de la soupape tournante 232 jusqu'au second passage de communication 237 o elle se sépare en deux parties. L'une des deux parties est fournie en provenance du second passage de communication 237, par l'intermédiaire d'un passage d'huile 216a dans le culbuteur 216 du côté de la soupape d'admission, à une chambre à pression d'huile 226a dans le second culbuteur 226 du culbuteur
du type directeur 219 du côté de la soupape d'admission.
L'autre partie est fournie en provenance du second passage de communication 237, par l'intermédiaire d'un raccord 248 (figure 3), du tuyau de communication 249, d'un raccord 250 et d'un passage d'huile 217a dans le culbuteur 217 du côté du tuyau d'échappement, à une chambre à pression d'huile 226a dans le second culbuteur du culbuteur du type directeur 219, du côté de la soupape d'échappement. La pompe à augmentation de pression d'huile 243 mentionnée ci-dessus est une pompe à cycloide qui est disposée à l'extrémité de l'arbre à came 213 du côté de la soupape d'échappement. La raison pour laquelle cette pompe à huile 243 est disposée séparément, est que cela conduit à une plus faible perte d'entraînement que si l'on augmentait la pression d'évacuation de la pompe à huite principale. Cependant, il est à noter qu'il n'est pas toujours nécessaire d'utiliser la pompe à
buile à augmentation de pression séparée 243.
En ce qui concerne les deux passages décrits ci-dessus, l'écoulement de l'huile vers le culbuteur du côté de la soupape d'admission, est indiqué par des flèches en trait plein et l'écoulement de l'huile vers le culbuteur 219 du côté de la soupape d'échappement
est indiqué par des flèches en pointillés.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la broche d'arrêt 229 dans le second culbuteur 226, la chambre à pression d'huile 226a formée derrière la broche d'arrêt 229, la broche de renvoi 231 dans le
premier culbuteur 225, et le ressort de rappel 230, -
forment un mécanisme de commande permettant d'activer et de désactiver sélectivement la soupape d'admission
ou d'échappement.
Lorsque la vitesse de rotation du moteur se situe dans une gamme de faibLe vitesse, les constituants concernés sont positionnés de la façon représentée sur les figures 3, 4, 5A à 5C, 6 et 11, et la soupape
d'admission ou d'échappement 214 ou 215 devant être com-
mandée par le culbuteur du type directeur 219 est désactivée. Plus précisément, Le régulateur centrifuge
234 tournant avec l'arbre à came 212 est à l'état fermé.
La soupape tournante 232, comme le montre les figures A et 5B, ferment les premier et second passages de communication 236 et 237, et le second passage de com- munication communique par l'intermédiaire de la gorge annulaire 212c, des trous de communication 212d et des
trous de fuite 232d, avec l'orifice de renvoi 232c.
Par conséquent, l'huile provenant de la pompe à huile principale (non représentée) n'est pas appliquée à la chambre à pression d'huile 226a dans le second culbuteur 226, et comme la chambre à pression d'huile 226a n'est
plus sous pression, aucune pression d'huile n'est ap-
pliquée à la face d'extrémité arrière dela broche d'arrêt 229. Par conséquent, la broche d'arrêt 229 est repoussée par la broche de renvoi 231, ce qui a p.our résultat que le premier culbuteur 225 et le second culbuteur 226 se séparent l'un de l'autre, et que le mouvement d'oscillation du premier culbuteur 225 dO au mouvement de la came 212a (ou 213a) n'est pas transmis au second culbuteur 226. Par conséquent, la soupape
d'admission 214 ou La soupape d'échappement 215 correspon-
dante est maintenue fermée. En d'autres termes, la
soupape est désactivée.
Lorsque la vitesse du moteur atteint une valeur prédéterminée, les masses du régulateur 234b du régulateur centrifuge 234 sont décalées. Lorsque les bras 234a s'engagent dans les encoches 232a de la soupape tournante 232, cette dernière tourne d'un angle prédéterminé sous l'effet des bras 234a, ce qui a pour résultat que la gorge de communication 232b dans la soupape tournante 232 est en regard des trous de communication 212d des gorges annulaires 212c. Par conséquent, l'huile provenant
de la pompe à huile principale est fournie par l'inter-
médiaire du premier passage de communication 236, de
l'une des gorges annulaires 212c, d'un trou de communi-
cation 212d, de la gorge de communication 232b de la soupape tournante 232, d'un autre trou de communication 212d, de l'autre gorge annulaire 212, du second passage de communication 237 et du passage d'huile 216a dans le culbuteur 216 de la chambre à pression d'huile 226a dans le second culbuteur 226. Les trous de fuite 232d sont décalés de telle manière que le second passage de communication 237 ne communique pas avec l'orifice de renvoi 232c. L'huile sous pression, se ramifiant au niveau du second passage de communication 237, est fournie, par l'intermédiaire du passage d'huile 216a
dans le culbuteur 216, du raccord 248, du tuyau de com-
munication 249 et du raccord 50, au passage d'huile 217a dans le culbuteur 217 du côté de la soupape d'échappement et est ensuite fournie à la chambre à pression dDhuile 226a dans le second culbuteur 226 du côté de la soupape d'échappement. Par conséquent, tant du côté de la soupape d'admission que du côté de la soupape d'échappement, la broche d'arrêt 229 dans le second culbuteur 226 fait saillie dans le premier culbuteur 225 de façon à ce que les premier et second culbuteurs 225 et 226 soient en prise l'un avec l'autre. Par conséquent, le second culbuteur 226 se déplace de façon solidaire avec le premier culbuteur 225 qui est mis en oscillation par la came 212a ou 213a, ce qui a pour effet que la soupape d'admission 214 ou que la soupape d'échappement 215 est
activée ou actionnée.
Lorsque la pression d'huile appliquée à la chambre de pression d'huile 226a est excessivement élevée, la soupape de dégagement 238 est actionnée afin que l'huile s'écoule par le troisième passage de communication 239 et la soupape de dégagement 238, empêchant ainsi toute
augmentation excessivement élevée de la pression d'huile.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, La soupape cylindrique 232 est insérée dans La partie
d'extrémité de l'arbre à came 212; cependant, ce dispo-
sitif peut être modifié de façon à ce que la soupape
cylindrique soit ajustée sur l'arbre à came 212.
Ce mode de réalisation a été décrit dans Le cas d'un moteur à cylindre unique à quatre soupapes; cependant, le concept technique de l'invention peut
s'appliquer également à un moteur à plusieurs cylindres.
On décrit ci-après plus en détait le premier mode de réalisation de l'invention en se référant aux
figures 7 à 10.
Le premier mode de réalisation est utilisé en tant que soupape directrice de pression d'huile dans
le circuit de pression d'huile d'un dispositif d'action-
nement de soupape ayant une fonction d'interruption du
fonctionnement, dans un moteur à combustion interne.
Le dispositif d'actionnement de soupape possède un arbre à came (ou un arbre rotatif) 11 qui prend appui sur la culasse 10 et est mis en rotation par la rotation du moteur. Un culbuteur 12 est monté oscillant sur un arbre de culbuteur 13, ce dernier étant soutenu par la culasse 10 de telle manière que le culbuteur suive la came lia montée sur l'arbre à came 11. Le cutbuteur 12 se compose d'un premier et d'un second culbuteurs 14 et 15. Le premier et le second culbuteurs 14 et 15 peuvent s'emboîter de façon amovible l'un dans l'autre
au moyen d'une broche d'arrêt 16.
Un passage d'huile B (vers la partie actionnée par pression d'huile) est formé dans l'arbre de culbuteur 13 et communique par l'intermédiaire d'un passage d'admission 17a, avec une chambre à pression d'huile 17 formée derrière la broche d'arrêt 16. Lorsqu'une pression d'huile est appliquée à la chambre de pression d'huile 17 dans le culbuteur 12, la broche d'arrêt 16 dans le second culbuteur 15 pénètre dans le premier culbuteur 14 afin de mettre en prise les premier et second culbuteurs l'un avec l'autre. Il en résulte que le second culbuteur, en association avec le premier culbuteur 14 qui suit la came 11a, oscille autour de l'arbre à culbuteur 13, provoquant l'actionnement de la soupape d'admission ou d'échappement 18 par la partie d'extrémité avant du
second culbuteur 15.
Lorsque la chambre à pression d'huile 17 n'est plus sous pression, la broche d'arrêt 16 est remise en position par un ressort de rappel 19 de façon à ce que les premier et second culbuteurs 14 et 15 se séparent l'un de l'autre. Par conséquent, même si le premier culbuteur 14 oscille en suivant la came 11a, la soupape
18 butant contre le second culbuteur 15 n'est pas action-
née. En d'autres termes, la soupape est au repos.
Un passage d'huile A est en communication avec
une pompe à huile (ou une source de pression d'huile).
Conformément à l'invention, une soupape directrice de pression d'huile 20 est prévue entre le passage d'huile A partant de la pompe à huile, et le passage d'huile B partant de la chambre à pression d'huile 27. La soupape
directrice 20 est décrite ci-après de façon plus détaillée.
Un trou cylindrique 11b est formé dans une partie d'extrémité de l'arbre à came 11, de façon à s'étendre le long de l'axe central de cette partie d'extrémité. Une soupape tournante 23 présente une partie
cylindrique 21 et une partie d'extrémité d'engagement 22.
La partie cylindrique 21 est introduite à rotation dans le trou cylindrique 11b. La soupape tournante 23 est fixée contre la culasse 10 par l'intermédiaire d'une rondelle 24. Un régulateur centrifuge 25 est monté sur
la partie d'extrémité de l'arbre à came 11 par clave-
tage. Le régulateur centrifuge possède des bras munis de masses 25a s'engageant dans des encoches 22a formées dans la partie d'extrémité d'engagement de la soupape tournante 23. Lorsque les masses 25b du réguLateur, fixées sur Les bras 25a munis de masses, sont déplacées par la force centrifuge, La soupape tournante 23 est
mise en rotation.
Un passage de communication A1 (faisant partie du passage d'huile A partant de la pompe à huile), un passage de communication B1 (faisant partie du passage d'huile B partant de la chambre à pression d'huile 17), et un passage de dégagement 28 (communiquant avec une soupape de dégagement 27) sont formés dans un organe de passage 26 dans lequel une partie d'extrémité de l'arbre
à came 11 est insérée.
Comme l'illustrent les figures 4A et 4B,
une gorge annulaire 11c en regard du passage de communi-
cation A1 et B1 et du passage de dégagement 28, ainsi qu'un trou de communication 11d faisant communiquer la gorge annulaire 11c avec le trou cylindrique 11b mentionné précédemment, sont formés dans la partie extérieure de l'arbre à came 11. En outre, un orifice de renvoi 21a est formé dans la partie cylindrique 21 de la soupape
tournante 23 et s'étend parallèlement à l'axe central.
Pour faire communiquer l'orifice de renvoi 21a avec la gorge annulaire 11c, des trous de fuite s'étendant radialement 21b sont formés dans la partie cylindrique
21 de la soupape tournante 23.
Comme décrit précédemment, lorsque la rotation de l'arbre à came 11 s'effectue dans une gamme de faible vitesse, comme le montrent les figures 7, 8A, 8B, 9 et 10, la soupape directrice de pression d'huile 20 diminue la pression d'huile dans la chambre à pression d'huile 17 dans le culbuteur 12. Lorsque La vitesse de l'arbre à came 11 atteint une valeur élevée prédéterminée, la soupape tournante 23 est mise en rotation par rapport à l'arbre à came 11, par le régulateur centrifuge 25 (voir figure 9). Dans ce cas, aucune chute de pression n'est fournie par La soupape directrice de pression d'huile 20. Plus précisément, la soupape directrice 20 met alors en communication le passage d'huile A-Cy compris le passage A1) avec le passage d'huile B (y compris le passage B1) pour fournir une pression d'huile à la chambre à pression d'huile 17. Lorsque La pression d'huile
appliquée à la chambre à pression d'huile 17 est exces-
sivement élevée, la soupape de dégagement 27 fonctionne de façon à provoquer un écoulement d'huile sous pression dans le passage de dégagement 28, évitant ainsi que la pression d'huile n'atteigne une valeur excessivement élevée. Dans les figures 7 et 9, les flèches indiquent l'écoulement de l'huile provenant de La source de pression
d'huile, vers la chambre à pression d'huile 17.
Dans ce premier mode de réalisation de L'in-
vention, une extrémité d'un arbre 25a munie de masses du régulateur centrifuge 25, s'engage dans l'extrémité d'engagement 22 d'une soupape tournante 23. Une gorge annulaire 11c communiquant avec un passage B (allant jusqu'à une source de pression d'huile) et-un passage B (allant jusqu'à la partie 17 fonctionnant par pression d'huile), est formée dans la paroi extérieure d'un arbre rotatif 11. En outre, un trou de communication 11d faisant communiquer la gorge annulaire 11c avec un trou
cylindrique 11b, est également formé dans la paroi exté-
rieure de l'arbre rotatif 11. Un trou de fuite s'étendant radialement 21bfaisant communiquer l'extérieur d'une partie cylindrique 21 avec l'atmosphère, est formé dans la soupape tournante 23, communiquant avec le trou de communication 11d de l'arbre rotatif 11. Lorsque le
régulateur centrifuge 25 tourne à une vitesse prédéter-
minée, la soupape tournante 23 tourne par rapport-à l'arbre rotatif 11 établissant ainsi un trajet entre les passages A et B sans communication avec l'atmosphère
&66837
ou établissant un trajet entre Les deux passages A et B et l'atmosphère en passant par l'intérieur 21a de la
soupape tournante (s'ouvrant sur l'atmosphère).
Dans le premier mode de réalisation, lorsque l'arbre rotatif 11 tourne à faible vitesse, le trou de fuite 21b de la soupape tournante 23 est aligné avec le trou de communication 11d de L'arbre rotatif 11, et la gorge annulaire 11c communique avec L'intérieur 21a
de la soupape tournante 23 (s'ouvrant sur l'atmosphère).
Par conséquent, La pression d'huile provenant de la source de pression, appliquée à l'intérieur 21a de la soupape tournante 23, n'est pas appliquée à La partie
commandée par pression d'huiLe 17.
Lorsque La vitesse de l'arbre rotatif 11 atteint une valeur élevée prédéterminée, la soupape tournante 23 est mise en rotation par rapport à L'arbre rotatif 11 par le régulateur centrifuge 25, de façon à ce que Le trou de fuite 21b soit décalé par rapport au trou de communication 11d. Il en résulte que Les passages A et B communiquant avec la gorge annulaire 11c, communiquent l'un avec L'autre sans s'ouvrir sur l'atmosphère (à
condition qu'un dégagement de pression ne soit pas effec-
tué), et par conséquent, la pression d'huile provenant de la source de pression est appliquée à la partie 17
commandée par pression d'huile.
Le fonctionnement de la soupape directrice de pression d'huile 120 du second mode de réalisation
est très semblable à celui décrit précédemment.
Lorsque la vitesse de l'arbre à came 111 se situe dans la gamme des faibles vitesses de rotation, comme le montrent les figures 11A et 11B, la soupape directrice de pression d'huile 120 abaisse la pression d'huile. Lorsque la vitesse de l'arbre à came 11 atteint une valeur élevée prédéterminée, la soupape tournante 123 est entraînée en rotation par rapport à l'arbre -à came 111 par le régulateur centrifuge 125, comme le montre la
figure 11C. La soupape directrice 120 assure la commu-
nication entre le passage d'huile A (y compris A1) et le passage d'huile B (y compris B1), de façon à ce que la pression d'huile soit appliquée à la chambre de pression d'huile 117. Dans la figure 11A, les flèches en trait plein indiquent l'écoulement de l'huile entre la source de pression d'huile et la chambre de pression
d'huile 117.
Le second mode de réalisation est décrit ci-
après dans le cas d'un dispositif d'actionnement de soupape ayant une pluralité de culbuteurs. Dans la figure 11A, le numéro de référence 129 désigne un passage d'huile adapté à fournir une pression d'huile à la chambre de pression d'huile dans l'un d'une pluralité de culbuteurs. L'écoulement de l'huile est indiqué
par la flèche en pointillés.
Conformément au second mode de réalisation de l'invention, comme le montre la figure 11, deux gorges annulaires, à savoir une premier gorge annulaire 111c et une seconde gorge annulaire 111e, sont formées dans la paroi extérieure d'un arbre rotatif ( alors qu'une seule gorge annulaire est formée dans le premier mode
de réalisation décrit ci-dessus). Une gorge de communi-
cation 121c faisant communiquer les première et seconde gorges annulaires 111c et 111e l'une avec l'autre est formée dans la paroi extérieure d'une soupape tournante 123, de telle manière que sa position soit déphasée par rapport à celle d'un trou de fuite 121b et qu'elle s'étende pratiquement parallèlement à l'axe de la soupape tournante. Dans le premier mode de réalisation, une gorge annulaire est en communication à la fois avec le passage A allant jusqu'à la source de pression d'huile et avec le passage B allant jusqu'à la partie commandée par pression d'huile, alors que dans le second mode de réalisation, le passage A allant jusqu'à la source de pression d'huile communique avec la première gorge annulaire 111c, et le passage B allant jusqu'à la partie commandée par la pression d'huile 117, communique avec la seconde gorge annulaire 111e. Lorsque le moteur tourne à vitesse élevée, la soupape directrice, qui est reliée au régulateur centrifuge tournant avec l'arbre à came, est maintenue ouverte. Par conséquent, l'huile provenant de la source de pression d'huile est appliquée au mécanisme de commande dans le culbuteur par l'intermédiaire du passage de l'arbre à came et du passage d'huile du culbuteur, ce qui a pour résultat que la soupape d'admission ou la soupape d'échappement, est actionnée par la came, par
l'intermédiaire du culbuteur. Lorsque la vitesse de rota-
tion du moteur diminue, le moteur tournant dans une plage de vitesse prédéterminée, le régulateur centrifuge ferme alors la soupape directrice, ce qui a pour effet que l'huile provenant de la source de pression d'huile n'est
pas appliquée au mécanisme de commande dans le culbuteur.
On obtient ainsi un état de repos de la soupape, et la rotation de la came n'est pas transmise à la soupape
d'admission ou d'échappement.
Dans le second mode de réalisation, lorsque l'arbre rotatif 111 tourne à faible vitesse, les trous de fuite 121b de la soupape tournante 123 s'alignent avec le trou de communication 111f du côté de la seconde gorge annulaire 111e de l'arbre rotatif 111, et la seconde gorge annulaire 111e communique avec l'intérieur 121a de la soupape tournante 123, qui est ouverte sur l'atmosphère, alors que les trous de communication 111d et 111f des première et seconde gorges annulaires 111c et 111e se décalent par rapport à la gorge de communication 121c dans la soupape tournante 123, par l'intermédiaire de laquelle la première gorge annulaire 111c est en
communication avec ta seconde gorge annulaire 111e.
Par conséquent, la seconde gorge annulaire 111e est en communication avec l'intérieur 121a de la soupape tournante 123, qui est ouverte sur l'atmosphère, et la première gorge annulaire 111c est fermée. De cet fait, le passage A vers la source de pression est fermé par la soupape tournante 123, et la pression d'huile n'est pas appliquée à la partie commandée par pression d'huile 117, l'huile s'écoulant à l'intérieur 121a de
la soupape tournante 123, qui est ouverte sur l'atmos-
phère. Lorsque ta vitesse de l'arbre rotatif 111 atteint une valeur élevée prédéterminée, la soupape tournante 123 est entraînée en rotation par rapport à l'arbre rotatif 111 par le régulateur centrifuge 125, de telle manière que les trous de fuite 121b soient décalés par rapport au trou de communication 111f du côté de l'arbre à came 111, et qu'ils soient ainsi fermés et la gorge de communication 121c s'aligne avec
le trou de communication 111d de la première gorge an-
nulaire 11c et avec le trou de communication 111f de la seconde gorge annulaire 111e, de telle manière que les première et seconde gorges annulaires tllc et 111e communiquent l'une avec l'autre. Par conséquent, les passages A et B communiquent l'un avec l'autre par l'intermédiaire de la soupape tournante 123 sans s'ouvrir sur l'atmosphère (ou à condition qu'aucun abaissement de pression ne soit produit), et par conséquent, la pression d'huile provenant de la source de pression est appliquée
à la partie commandée par pression d'huile 117.
Les conditions de fonctionnement de la soupape tournante aux vitesses élevées et aux faibles vitesses peuvent être contraires à celles qui ont été décrites ci-dessus.
L'invention a été décrite à propos d'un disposi-
tif d'actionnement de soupape ayant une fonction d'inter-
ruption du fonctionnement. Cependant, il est à noter que l'invention ne se limite pas à, ou n'est pas Limitée par cette fonction. Plus précisément, le concept technique de l'invention peut s'appliquer à une soupape directrice de pression d'huiLe qui oscille entre un état dans lequeL une pression d'huile provenant d'une source de pression d'huile est appliquée à un élément commandé par pression d'huile et un état dans lequel l'élément commandé par
pression d'huile est ouvert sur L'atmosphère.
Comme cela ressort de la description ci-dessus,
le passage d'apport d'huile aLLant jusqu'au mécanisme de commande dans le cuLbuteur, est conçu de manière à
traverser la soupape directrice dans la partie d'extré-
mité de l'arbre à came, et le régulateur centrifuge servant à commander La soupape directrice est fourni à cette extrémité de L'arbre à came. Par conséquent, l'agencement mécanique permettant L'oscillation entre l'état de fonctionnement de La soupape et l'état de repos de la soupape, qui était jusqu'à présent difficile à réaliser, peut être réalisé conformément à l'invention et fournit les effets suivants: En premier lieu, le nombre de constituants et par conséquent le coût de fabrication, peut être réduit conformément à l'invention. Plus précisément, le procédé décrit précédemment, qui utilise une commande électrique, est semblable à celui de l'invention en ce sens que la vitesse de rotation est utilisée comme signal de commande. Cependant, il présente l'inconvénient qu'il possède une structure complexe et'a un coût global de fabrication élevé, car un signal mécanique doit être converti en un signal électrique au moyen d'un capteur, et parce que le signal électrique ainsi obtenu doit être soumis à un calcul pour faire fonctionner le soLénoide de sortie, afin d'actionner la soupape directrice de pression d'huile. Par contre, le dispositif d'actionnement de soupape de l'invention a une structure simple, possède un nombre moins important de constituants et par
conséquent son coût de fabrication est inférieur.
En second lieu, comme la soupape directrice est montée à proximité du mécanisme de commande ce dernier présente d'excellentes caractéristiques de réponse, et par conséquent, l'oscillation entre l'état de fonctionnement de la soupape et l'état de repos de
la soupape peut être commandée avec précision.
En troisième lieu, la soupape directrice et
le régulateur centrifuge sont disposés de façon appro-
priée, de manière à ce que le dispositif nécessite un
volume d'installation minimum.
Comme il ressort des premier et second modes de réalisation décrits cidessus, dans la soupape
directrice de pression d'huile de l'invention, le fonc-
tionnement s'effectue dans le sens de la rotation, ce qui contribue à diminuer le volume dans la direction axiale. Comme l'arbre rotatif est utilisé de telle manière que la soupape tournante soit montée dans la partie d'extrémité de l'arbre rotatif, et comme il est entraîné par le régulateur centrifuge monté sur l'arbre rotatif, la soupape directrice de pression d'huile peut être suffisamment compacte. Le passage est formé dans la soupape tournante le long de son axe, et par conséquent les passages formés dans la soupape tournante sont efficacement utilisés, ce qui contribue davantage au
faible encombrement de la soupape directrice.
D'une manière générale, un dispositif d'action-
nement de la soupape dans lequel la soupape tournante est en rotation par rapport à la direction axiale, présente une force d'inertie moins importante que dans
le cas o elle coulisse le long de la direction axiale.
Par conséquent, le premier système nécessite une force d'actionnement de La soupape moins importante que Le second système. Cela signifie que le premier système présente une réponse plus rapide que Le second. En raison des effets décrits ci-dessus, La soupape directrice de pression d'huiLe mécanique peut être instaLLée en un Lieu o iL serait autrement difficile d'instaLLer une soupape directrice de pression d'huile, comme dans un dispositif d'actionnement de soupape ayant une fonction
d'interruption dans un moteur à combustion interne.
Claims (3)
1. Dispositif d'actionnement de soupape ayant une fonction d'interruption dans un moteur à combustion interne comprenant: un arbre à came (11) porté par une culasse (10) et tournant en association avec la rotation d'un vilebrequin, et un culbuteur qui est monté oscillant sur un arbre de culbuteur (13) porté par ladite culasse, pour ouvrir et fermer une soupape d'admission ou d'échappement en suivant la rotation d'une came montée
sur ledit arbre à came (11), ledit culbuteur ayant un mé-
canisme de commande actionné par pression d'huile qui interrompt le fonctionnement de ladite soupape d'admission
ou d'échappement en fonction des conditions de fonctionne-
ment dudit moteur, caractérisé en ce que: - un passage d'arbre à came est formé dans un passage d'apport de pression d'huile qui relie une source de pression d'huile, par l'intermédiaire d'un passage d'huile dans ledit culbuteur, audit mécanisme de commande, de telle manière que ledit passage d'arbre à came traverse une partie d'extrémité (22) dudit arbre à came, en ce qu'une soupape directrice (20) pour l'ouverture et la fermeture dudit passage d'arbre à came est prévue à ladite partie d'extrémité dudit arbre à came (11), et - en ce qu'un régulateur centrifuge (25) est monté à ladite partie d'extrémité (22) dudit arbre à
came (11) de telle manière que ledit régulateur centri-
fuge (25) tourne avec ledit arbre à came (11),>et entraîne en rotation la soupape directrice (20) lorscue la vitesse
dudit arbre à came (11) se situe dans une plage prédé-
terminée, afin de faire communiquer ladite source de
pression d'huile avec ledit mécanisme de-commande.
2. Dispositif d'actionnement de soupape
ayant une fonction d'interruption dans un moteur à com-
bustion interne, qui comprend - un arbre à came (11) ayant un trou cylindrique (11 lb), - une soupape tournante (23) comprenant une partie cylindrique (21) et une partie d'extrémité d'engagement (22), ladite partie cylindrique (21) étant insérée à rotation dans ledit trou cylindrique (11lb), et - un régulateur centrifuge (25) monté sur la partie d'extrémité dudit arbre à came (11) par clavetage, caractérisé - en ce que ledit régulateur centrifuge (25) possède des bras munis de masses (25a), chacun d'entre eux s'engageant dans une partie d'extrémité d'engagement (22) d'une soupape tournante;
- en ce qu'une gorge annulaire (11c) communi-
quant avec un passage (A) vers ladite source de pression d'huile et avec un passage (B) vers une pièce commandée par la pression d'huile (17), et en ce que des trous de communication (11d) pour faire communiquer ladite gorge annulaire (11c) avec le trou cylindrique (11b), sont formés dans la paroi extérieure d'un arbre rotatif; - en ce que les trous de fuite radiaux (21b) faisant communiquer l'extérieur d'une partie cylindrique (21) de Ladite soupape tournante avec l'intérieur de
ladite partie cylindrique qui est ouverte sur l'atmos-
phère, sont-formés dans ladite soupape tournante (23), de manière à les faire communiquer avec lesdits trous ce communication dudit arbre rotatif (11); - en ce que ladite soupape tournante (23) tournant par rapport audit arbre rotatif (11) lorsque ledit régulateur centrifuge (25) tourne à une vitesse
prédéterminée, afin de sélectionner un état de communi-
cation desdits passages (A et B) qui ne sont pas ouverts sur l'atmosphère, ou un état de communication tel que
256683?
lesdits passages (A et B) sont en communication avec
ledit intérieur (21a) qui est ouvert sur l'atmosphère.
3. Dispositif d'actionnement de soupape ayant une fonction d'interruption dans un moteur à combustion interne, qui comprend:
- un arbre à came (11) ayant un trou cylindri-
que (11b), - une soupape tournante (23) comprenant une
partie cylindrique (21) et une partie d'extrémité d'enga-
gement (22), ladite partie cylindrique (21) étant insérée à rotation dans un trou cylindrique (11b), et - un régulateur centrifuge (25) monté sur ladite partie d'extrémité dudit arbre à came (11) par clavetage, caractérisé: - en ce que ledit régulateur centrifuge (25) possède des bras (25a) munis de masses, chacun d'entre eux
ayant une extrémité s'engageant dans une partie d'extré-
mité d'engagement (22) d'une soupape tournante (23), - en ce qu'une première gorge annulaire (11c) communiquant avec un passage (A) vers une source de pression d'huile et en ce qu'une seconde gorge annulaire communiquant avec un passage (B) vers une partie commandée par pression d'huile (17) sont formées dans la paroi extérieure d'un arbre rotatif (11) , - en ce que les trous de communication (11ld) faisant communiquer lesdites première et seconde gorges annulaires avec un trou cylindrique (11lb) sont prévus, - en ce que des trous de fuite radiaux (21b) faisant communiquer l'extérieur d'une partie cylindrique (21) avec son intérieur qui est ouvert sur l'atmosphère, sont formés dans ladite soupape tournante (23) de manière à communiquer avec lesdits trous de communication dudit arbre rotatif (11), - en ce que des gorges de communication
SR 2958.JP/MP/LW
servant à faire communiquer Lesdites première et seconde gorges annulaires (11c) L'une avec l'autre, sont fournies de telle manière que lesdites gorges de communication sont déphasées par rapport auxdits trous de fuite (21b) formés dans la paroi extérieure de ladite
soupape tournante, et qu'elles soient disposées prati-
quement parallèlement à l'axe de ladite soupape tournante, - en ce que ladite soupape tournante (23) tournant par rapport audit arbre rotatif (11) lorsque ledit régulateur centrifuge (25) tourne à une vitesse
prédéterminée, afin de sélectionner un état de communi-
cation desdits passages (A et B) qui ne sont pas ouverts sur l'atmosphère ou un état de communication tel que lesdits passages (A et B) ne sont pas mis en communication l'un avec l'autre et que Ledit passage (B) est mis en communication avec l'intérieur (21b) de ladite soupape
tournante (23) qui est ouverte sur l'atmosphère.
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