FR2663078A1 - Dispositif a linguet et a amplitude variable pour la levee d'une soupape de moteur a combustion interne. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif à linguet et à amplitude variable pour la levée d'une soupape de moteur à combustion interne. Ce dispositif comprend essentiellement un linguet (7) dont une extrémité est montée sur deux pivots (8, 9) différemment éloignés de la tige de soupape (2) et pouvant sélectivement former l'axe d'articulation du linguet (7), et dont l'autre extrémité coopère avec une came de commande (10) afin d'alternativement pousser et relâcher la tige de soupape (2) dans sa direction axiale, au moins l'un (8) des deux pivots étant mobile sous l'effet d'un organe de sélection (14), entre une position active où il forme l'axe d'articulation du linguet (7), et une position escamotée. Ce dispositif s'applique à des moteurs à combustion interne pour tout type de véhicule.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif à linguet et à amplitude variable pour la levée d'une soupape de moteur à combustion interne.

On connalt depuis longtemps des dispositifs de levée de soupape dans lesquels le mouvement d'une came de commande solidaire d'un arbre à came du moteur est transmis à la tige de soupape par l'intermédiaire d'un levier ou linguet, dont une extrémité est montée pivotante sur la culasse et dont l'autre extrémité est interposée entre la came de commande et l'extrémité libre de la tige de soupape afin d'alternativement exercer ou non une poussée axiale sur cette dernière.

Toutefois, ce dispositif ne permet pas de faire varier l'amplitude de la levée de soupape en fonction du régime et de la charge du moteur.

On a alors proposé des dispositifs de levée de soupape dans lesquels le linguet est monté excentriquement sur un arbre pivotant par rapport à la culasse, pour que la position de l'axe géométrique de pivotement du linguet se déplace et permette ainsi de faire varier l'amplitude de la levée de soupape, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur.

Cependant, les dispositifs de l'art antérieur sont encombrants, complexes, et de plus ne permettent pas un montage simple sur la culasse du moteur.

L'invention a pour but de résoudre ces problèmes en proposant un dispositif de levée de soupapes à linguet et à amplitude variable, qui soit simple et compact, et qui en outre permette un montage aisé sur la culasse du moteur.

A cet effet, l'invention a pour objet, un dispositif à linguet et à amplitude variable pour la levée d'une soupape de moteur à combustion interne, et du type comprenant un levier ou linguet dont une extrémité est montée pivotante sur la culasse à l'aide d'un moyen formant pivot et dont l'autre extrémité coopère avec une came de commande afin d'alternativement pousser et relâcher la tige de soupape dans sa direction axiale, l'axe géométrique d'articulation du moyen formant pivot étant déplaçable dans la direction longitudinale du linguet pour faire varier l'amplitude de la levée de soupape, caractérisé en ce que le moyen formant pivot comprend deux pivots différemment éloignés de la soupape sensiblement suivant l'axe longitudinal du linguet, et pouvant alternativement former l'axe d'articulation du linguet, l'un au moins des pivots étant mobile sous l'effet d'un organe de sélection entre une position active où il forme l'axe d'articulation et une position escamotée.

L'invention est également caractérisée en ce que chaque pivot mobile est fixé sur un guide monté coulissant dans la culasse sous l'effet d'un organe de sélection, tel qu'une came.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le guide coulissant est constitué par une partie supérieure sur laquelle est fixé le pivot et par une partie inférieure coopérant avec la came de sélection, un ressort étant interposé entre les parties supérieure et inférieure afin d'exercer sur ces parties une force qui tend à les écarter axialement.

Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, chaque came de sélection est solidaire d'un arbre monté pivotant dans un logement formé dans la culasse du moteur.

On précisera encore ici que les pivots sont montés sur une platine qui est rapportée et fixée dans le logement précité.

L'invention est encore caractérisée en ce qu'un seul des pivots est mobile et coopère avec une came de sélection qui est solidaire d'un arbre s'étendant sensiblement suivant une direction parallèle à l'axe de rotation de la came de commande du linguet.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les deux pivots sont mobiles et coopèrent chacun avec une came de sélection, les deux cames de sélection étant solidaires d'un même arbre qui s'étend sensiblement suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation de la came de commande du linguet.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaltront mieux dans la description détaillée qui suit et se refère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de levée de soupape conforme à l'invention, la coupe étant effectuée suivant la ligne I-I de la figure 2
- la figure 2 représente le dispositif visible sur la figure 1, vu en coupe verticale suivant un plan comprenant l'axe longitudinal du pivot 8
- la figure 3 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 1, mais illustrant un autre mode de réalisation de l'invention
- la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, et sur laquelle on voit bien une platine de montage des pivots sur la culasse ; et
- la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 1, mais illustrant encore un autre mode de réalisation de l'invention, suivant lequel les deux pivots sont montés coulissants sur une culasse du moteur.

En se reportant aux figures 1 et 2, on voit une partie de la culasse 1 d'un moteur à combustion interne.

On a repéré en 2 la tige d'une soupape qui est montée axialement coulissante dans un guide 3 fixé à la culasse 1. La référence numérique 4 désigne deux coupelles de centrage d'un ressort de rappel 5. L'une de ces coupelles 4 est placée en appui contre une partie de la culasse 1 d'où font saillie le guide 3 et la tige 2, alors que l'autre de ces coupelles 4 est fixée à la partie extrême de la tige de soupape 2 par l'intermédiaire d'une bague conique 6 qui est retenue en position sur la tige 2 à l'aide d'une gorge circulaire 2b formée dans cette dernière. Le ressort 5 de rappel de la soupape est interposé entre les coupelles 4, concentriquement à la tige 2. Un linguet 7 de forme allongée repose d'une part contre l'extrémité 2a de la tige 2, et est monté d'autre part sur deux pivots sphériques repérés en 8 et 9.Le linguet 7 prend appui contre la tige 2 par l'intermédiaire d'une surface convexe 7a formée à la partie inférieure du linguet 7. Les pivots 8 et 9 sont montés dans des portées sphériques 7b et 7c, respectivement, qui débouchent au regard de la culasse 1 et qui sont disposées à différents éloignements de la tige de soupape 2. On notera ici que les axes longitudinaux des pivots 8 et 9 et de la tige 2 sont alignés suivant la direction longitudinale du linguet 7.

On a repéré en 7d un patin convexe situé à la partie supérieure du linguet 7, entre l'axe de la tige 2 et l'axe du pivot 8. Ce patin est constamment en contact avec le chemin d'une came de commande 10 solidaire d'un arbre rotatif i1, et est constitué de préférence dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement, de fanon à faciliter le glissement de la came 10 contre le linguet 7.

Suivant le mode de réalisation de l'invention visible sur les figures 1 et 2, seul le pivot 8, ctest-à-dire le pivot le plus proche de la tige de soupape 2, est monté mobile dans la culasse 1. Le pivot 8 qui est représenté sur les figures en position active, est constitué par une tête sphérique d'où s'étend une tige filetée 8a qui est vissée dans un guide coulissant 12. La fixation du pivot 8 sur le guide 12 est également assurée par un contre-écrou 13 qui est serré contre la face supérieure du guide coulissant 12.

Le guide coulissant 12 est de forme cylindrique et comporte un perçage taraudé de réception de la tige 8a du pivot 8 qui s'étend suivant l'axe longitudinal du guide 12 jusqu'à la face supérieure de ce dernier. Le guide 12 est monté coulissant dans un alésage la de la culasse 1, qui débouche par son extrémité inférieure dans un logement lb.

La face inférieure du guide coulissant 12 fait saillie dans le logement lb de la culasse et repose contre une came de sélection 14 d'un arbre 15.

Comme on le voit bien sur la figure 2, l'arbre 15 s'étend suivant une direction qui est comprise dans le plan normal à l'axe longitudinal du guide 12 et qui est sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la came de commande 10 et de l'arbre 11. L'arbre 15 est monté pivotant dans le logement lb de la culasse 1 par l'intermédiaire de paliers lisses repérés en îc et dans lesquels sont montées deux portées cylindriques 16.

On comprend aisément qu'un même arbre 15 peut comporter plusieurs cames de sélection coopérant avec un certain nombre de pivots coulissants, de manière à actionner plusieurs dispositifs similaires de levée de soupape d'un moteur, à l'aide d'un seul organe de sélection.

En se reportant à la figure 1, on voit que le pivot 9 est directement monté dans un perçage taraudé îd de la culasse, par l'intermédiaire d'une tige filetée 9a, et est bloqué en position par un contre-écrou 17.

il convient de noter ici que les portées sphériques 7b et 7c présentent une forme évasée vers la surface inférieure du linguet 7 de façon à permettre alternativement le désengagement des pivots 8 et 9 respectivement. Sur la figure 1, le pivot mobile 8 est représenté en position active, c 'est-à-dire dans une position où la tête sphérique du pivot est en contact avec la portée 7b. En position escamotée du pivot 8, la face inférieure du guide coulissant 12 est en contact avec la partie "basse" de la came 14 qui est sensiblement tangente à la périphérie de l'arbre 15 et qui est diamétralement opposée à la partie "haute" de la came 14 correspondant à la position active du pivot 8.En d'autres termes, lorsque la partie "basse" de la came 14 est en contact avec le guide 12, ce dernier fait plus profondément saillie dans le logement lb et la portée 7b du linguet ne repose pas contre la tête sphérique du pivot 8.

Grâce à l'arrangement décrit plus haut, lorsque le pivot 8 est en position active, le linguet 7 est articulé sur la culasse 1 par l'intermédiaire de sa portée sphérique 7b, alors que lorsque le pivot 8 est en position escamotée, le linguet 7 est articulé par l'intermédiaire de sa portée 7c.

Les figures 3 et 4 représentent un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les pièces ou éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes références numériques que celles utilisées pour l'exemple de réalisation visible sur les figures 1 et 2.

A l'exception du guide coulissant 12 et d'une platine 20 de montage des pivots 8 et 9, le mode de réalisation visible sur les figures 3 et 4 est identique à celui décrit plus haut. En conséquence, les parties communes aux deux modes de réalisation n'auront pas à être décrites à nouveau.

La référence numérique 20 désigne sur les figures 3 et 4 une platine de montage des pivots 8 et 9.

Cette platine 20 est constituée par une pièce prismatique, ou cylindrique arrêtée en rotation, présentant à sa partie supérieure un épaulement 21 qui s'étend sur toute sa périphérie, ainsi que deux perçages 25, 25 pour le montage des pivots 8 et 9, respectivement. Le perçage 26 de montage du pivot 9 est un trou borgne et taraudé de diamètre correspondant à celui de la tige filetée 9a, alors que le perçage 25 de montage du pivot 8 est un trou débouchant de part et d'autre de la platine 20. En position de montage de la platine 20, le perçage 25 débouche au regard de la came 14.On remarquera ici que suivant ce mode de réalisation, le logement lb de réception de l'arbre 15 est plus grand que celui illustré sur les figures 1 et 2, de façon que la platine 20 puisse être disposée et fixée dans un orifice la de la culasse 1 qui débouche dans le logement lb. Dans sa position de montage visible sur les figures la platine 20 constitue un couvercle du logement lb avec la face inférieure de l'épaulement 21 qui repose sur la surface supérieure de la culasse 1. Le positionnement de la platine 20 sur la culasse est assuré par exemple à l'aide de pion 22. On comprend déjà que la platine 20 permet un montage simplifié du dispositif conforme à l'invention en rendant possible l'installation simultanée d'un ensemble constitué par la platine 20, les pivots 8 et 9, et le guide 12.En outre, cette platine 20 permet d'améliorer l'accessibilité à l'arbre 15 de sélection de la position du pivot mobile, et d'adapter des pivots plus ou moins espacés.

On voit bien sur la figure 3 que le guide 12 est constitué par deux parties 12a et 12b de forme sensiblement cylindrique et montées axialement coulissantes dans le perçage 25 de la platine 20.

La partie supérieure 12a présente à son centre un perçage taraudé dans lequel est fixée la tige 8a du pivot 8. A l'extrémité supérieure de la partie 12a est formé un épaulement 23. Cet épaulement 23 coopère avec un rebord 24 faisant saillie de la périphérie du perçage 25 dans lequel est monté le guide 12, de manière à constituer une butée supérieure pour celui-ci.

Dans la position illustrée sur la figure 3, la partie inférieure 12b du guide 12 est en appui par sa face supérieure contre la partie 12a, et repose par sa face inférieure contre le chemin de la came de sélection 14.

On a repéré en 27a et 27b deux usinages formés au regard l'un de l'autre, dans la parties 12a et 12b respectivement du guide coulissant. Ces perçages 27a et 27b sont de sections transversales circulaires et s'étendent axialement depuis les surfaces par lesquelles les parties 12a et 12b du guide coulissant entrent en contact l'une avec l'autre. Un ressort hélicoidal 28 est logé dans l'évidement formé par les usinages 27a et 27b, et prend appui par ses extrémités supérieure et inférieure contre les surfaces de fond des usinages 27a et 27b, respectivement. On comprend déjà que le ressort hélicoïdal 28 est un ressort de rappel qui exerce sur les parties 12a et 12b du guide coulissant 12 une force ayant tendance à les écarter axialement l'une de l'autre.Il convient de noter ici que des perçages 29 sont prévus à la base de l'usinage 27b de manière à raccorder ce dernier au logement lb et ainsi à permettre une circulation de fluide entre ces deux évidements.

En se reportant maintenant à la figure 5, on voit un troisième mode de réalisation de l'invention suivant lequel les deux pivots sont montés mobiles sur la culasse. Comme pour le mode de réalisation décrit plus haut, les pièces et éléments identiques ou similaires à ceux décrits précédemment sont repérés par les mêmes références numériques, et n'auront donc pas à être décrits à nouveau.

Sur cette figure, les références 30 et 32 désignent deux perçages de forme cylindrique et dans lesquels sont montés des guides coulissants 12 et 31 respectivement. Ces guides coulissants sont similaires à celui qui a été décrit pour le premier mode de réalisation, et permettent la fixation des pivots 8 et 9 respectivement.

La surface de base de chacun de ces guides fait saillie dans un logement lb de la culasse 1. Un arbre 15 qui s'étend sensiblement à angle droit par rapport à l'axe de rotation de la came 10 est monté pivotant dans le logement lb. De part et d'autre du logement lb, dans la direction longitudinale du linguet 7, sont formés des paliers lisses îc dans lesquels sont montées des portées 16 de guidage en rotation de l'arbre 15. Entre les portées, l'arbre 15 comporte deux cames 14 et 34 qui coopèrent respectivement avec les guides coulissants 12 et 31.

On a repéré en 33 un levier qui permet le pivotement de l'arbre 15 et donc la sélection de la position des pivots 8 et 9 qui coopèrent avec les cames 14 et 34.

Toujours en se reportant à la figure 5, le fonctionnement du dispositif de levée de soupapes à amplitude variable et à linguet suivant l'invention va maintenant être brièvement expliqué.

Dans la position illustrée sur la figure 5, le pivot 8 le plus proche de la tige de soupape 2 est en position active. En d'autres termes, c'est le pivot 8 qui forme l'axe d'articulation du linguet 7 sur la culasse 1, puisque la came de sélection 14 est dans une position telle que le pivot 8 vient en appui contre la portée sphérique 7b. Dans cette position, lorsque l'arbre 11 va entrer en rotation, la came de commande 10 va exercer sur le patin convexe 7d une force grâce à laquelle le linguet 7 va pivoter autour du pivot 8 de façon que d'une part la surface convexe 7a du linguet 7 se déplace à l'encontre de la force exercée par le ressort 5 et de façon à pousser axialement la tige de soupape 2, et que d'autre part la portée sphérique 7c du linguet 7 ne soit plus supportée par le pivot 9.

Lorsque la partie basse de la came 10 vient en contact avec le patin 7d du linguet, le ressort 5 rappelle ce dernier dans une position où les deux portées 7b et 7c sont appui contre les pivots 8 et 9 respectivement.

Dans le cas où le pivot 8 est en position active, le bras de levier entre le pivot 8 et le point de contact de la came 10 avec le patin convexe 7d du linguet est court, et en conséquence, la levée de la soupape a une amplitude importante.

On notera ici que le changement d'amplitude de la levée de soupape peut être commandé de différentes façons, et par exemple automatiquement à l'aide d'un mécanisme tel qu'un servo-moteur ou analogue, couplé à l'arbre 15. Il va de soi que les variations de l'amplitude de levée de soupape peuvent être commandées par exemple à l'aide d'un microprocesseur pilotant le mécanisme de déplacement de l'arbre 15 et en fonction de signaux émis par des capteurs sensibles à des paramètres tels que par exemple la vitesse de rotation de l'embiellage du moteur et la position angulaire de l'arbre à cames, ainsi que l'ouverture de la vanne papillon du carburateur.

Suivant le mode de réalisation de la figure 5, il suffit d'agir sur le levier 33 pour faire varier l'amplitude de la levée de soupape.

Le déplacement du levier 33 entraîne la rotation de l'arbre 15 jusqu'à ce que la partie "basse" de la came de sélection 14 soit au regard du guide coulissant 12, et que la partie "haute" de la came de sélection 34 soit au regard du guide coulissant 31. Une fois cette manoeuvre de rotation effectuée, le pivot 8 est en position escamotée et le pivot 9 est en position active, c'est-à-dire supporte la portée sphérique 7c. Dans cette position active du pivot 9, la came de commande ?0 se trouve à une distance plus éloignée de l'axe géométrique d'articulation du linguet 7 sur la culasse 1. Avec un tel bras de levier plus long que lorsque le pivot 8 est en position active, la rotation de la came de commande 10 provoque un débattement d'amplitude plus faible du linguet 7 autour du pivot 9.Ce débattement réduit du linguet 7 permet de limiter l'amplitude de la poussée axiale exercée sur la tige de soupape 2 et ainsi de restreindre la levée de cette soupape.

Il va de soi que le changement de position de l'axe géométrique de pivotement du linguet 7 est effectué alors que la partie "basse" de la came de commande 10 est en contact avec le patin convexe 7d du linguet 7.

Le fonctionnement des modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 4 est similaire à celui qui vient d'être décrit, à l'exception du pivot 9 qui est immobile par rapport à la culasse 1. C'est donc le déplacement du pivot 8 qui permet de sélectionner l'amplitude de la levée de soupape. Suivant le mode de réalisation des figures 1 et 2, lorsque la partie "basse" de la came de sélection 14 vient au regard du guide coulissant 12, celui-ci s' escamote dans la culasse 1, ce qui permet le libre débattement du linguet 7 autour du pivot 9, sous l'effet de la came de commande 10. On obtient ainsi une levée de soupape de faible amplitude.

Avec le pivot 8 en position active, le débattement du linguet 7 sous l'effet de la came de commande 10 entrain comme on l'a dit plus haut, d'une part une levée de soupape importante et d'autre part le désengagement du pivot 9 et de la portée sphérique 7c.

En se reportant maintenant aux figures 3 et 4, on comprend aisément que suivant le mode de réalisation de ces figures, seule la partie inférieure 12b du guide coulissant 12 se déplace lorsque la partie "basse" de la came de sélection 14 vient au regard du guide 12. En effet, le pivot 8 solidaire de la partie supérieure 12a est maintenu en appui contre la portée sphérique 7b du linguet sous l'effet du ressort 28 qui tend à séparer axialement les parties supérieure et inférieure du guide coulissant 12. Suivant ce mode de réalisation, le pivot 8 reste constamment en contact avec la portée sphérique 7b du linguet 7 puisque, quand la came de commande 10 agit sur le linguet 7, les deux parties supérieure et inférieure du guide coulissant 12 se rapprochent l'une de l'autre à l'encontre de l'effort exercé par le ressort 28.

Ce n'est que lorsque la partie haute de la came de commande 10 vient en contact avec le linguet 7 que le pivot 8 atteint sa position escamotée maximale dans la culasse 1.

On a par conséquent réalisé un dispositif à linguet et à amplitude variable qui est simple, peu encombrant et de montage aisé sur la culasse du moteur.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.

Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dispositif à linguet et à amplitude variable pour la levée d'une soupape de moteur à combustion interne, et du type comprenant un levier ou linguet (7) dont une extrémité est montée pivotante sur la culasse (1) à l'aide d'un moyen formant pivot et dont l'autre extrémité coopère avec une came de commande (10) afin d'alternativement pousser et relâcher la tige de soupape (2) dans sa direction axiale, l'axe géométrique d'articulation du moyen formant pivot étant déplaçable dans la direction longitudinale du linguet (7) pour faire varier l'amplitude de la levée de soupape, caractérisé en ce que le moyen formant pivot comprend deux pivots (8, 9) différemment éloignés de la soupape sensiblement suivant l'axe longitudinal du linguet, et pouvant alternativement former l'axe d'articulation du linguet (7), l'un (8) au moins des pivots étant mobile, sous l'effet d'un organe de sélection (14), entre une position active où il forme l'axe d'articulation et une position escamotée.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pivot mobile (8, 9) est fixé sur un guide (12, 31) monté coulissant sous l'effet d'un organe de sélection (14, 34), tel qu'une came.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guide coulissant (12) est constitué par une partie supérieure (12a) sur laquelle est fixé le pivot (8), et par une partie inférieure (12b) coopérant avec la came de sélection (14), un ressort (28) étant interposé entre les parties supérieure (12a) et inférieure (12b) afin d'exercer sur ces parties une force qui tend à les écarter axialement.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque came de sélection (14, 34) est solidaire d'un arbre (15) qui est monté pivotant dans un logement (lob) formé dans la culasse (1) du moteur.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pivots (8, 9) sont montés sur une platine (20) qui est rapportée et positionnée dans le logement (lob) précité.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un seul (8) pivot est mobile et coopère avec une came de sélection (14) qui est solidaire d'un arbre (15) s'étendant sensiblement suivant une direction parallèle à l'axe de rotation de la came de commande (10) du linguet (7).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux pivots (8, 9) sont mobiles et coopèrent chacun avec une came de sélection (14, 34), les deux cames de sélection (14, 34) étant solidaires d'un même arbre (15) qui s'étend sensiblement suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation de la came de commande (10) du linguet (7).