FR2677704A1 - Hydraulic device for taking up the play (adjusting the tappets) for internal combustion engine timing - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF HYDRAULIOUE DE RATTRAPAGE DE JEU
POUR DISTRIBUTION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention a pour objet un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu pour distribution de moteur à combustion interne.HYDRAULIC GAME RETRAPING DEVICE
FOR DISTRIBUTION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
The present invention relates to a hydraulic backlash device for distributing an internal combustion engine.
On connaît des dispositifs hydrauliques compensateurs de jeu, encore appelés poussoirs hydrauliques, pouvant être insérés dans une chaîne cinématique pour la transmission du mouvement d'un arbre à cames de moteur à combustion interne à une soupape de ce moteur afin de régler automatiquement le jeu, le long de la chaîne elle-même. There are known hydraulic play compensators, also called hydraulic lifters, which can be inserted into a kinematic chain for transmitting the movement of a camshaft of an internal combustion engine to a valve of this engine in order to automatically adjust the play, along the chain itself.
La publication Fr-2.508.543 décrit un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu formant l'articulation d'un doigt culbuteur ou linguet. Ce dispositif est constitué par : un corps cylindrique fixé dans une paroi du carter d'un moteur, un équipage mobile monté coulissant dans le corps cylindrique, des passages pour alimenter l'équipage mobile en huile de graissage à travers des trous formés dans le corps cylindrique, une chambre de pression disposée derrière l'équipage mobile, un clapet de retenue à bille prévu dans la chambre de pression pour fermer un orifice de soupape ménagé dans la paroi arrière de l'équipage mobile afin de maintenir la pression d'huile dans celui-ci, et un ressort disposé dans la chambre de pression pour forcer l'équipage mobile vers l'extérieur. The publication Fr-2.508.543 describes a hydraulic backlash device forming the articulation of a rocker finger or latch. This device consists of: a cylindrical body fixed in a wall of the motor casing, a movable assembly mounted to slide in the cylindrical body, passages for supplying the movable assembly with lubricating oil through holes formed in the body cylindrical, a pressure chamber disposed behind the moving element, a ball check valve provided in the pressure chamber to close a valve orifice formed in the rear wall of the moving element in order to maintain the oil pressure in the latter, and a spring arranged in the pressure chamber to force the moving assembly outwards.
L'extrémité libre de l'équipage mobile est destinée à venir en contact avec l'extrémité d'un doigt de culbuteur ou linguet, une came est en contact avec le culbuteur dans une partie intermédiaire du doigt, et l'autre extrémité du linguet est en contact avec l'extrémité supérieure de la soupape.The free end of the movable assembly is intended to come into contact with the end of a rocker finger or latch, a cam is in contact with the rocker in an intermediate part of the finger, and the other end of the latch is in contact with the upper end of the valve.
Il est connu que de tels dispositifs de rattrapage de jeu doivent présenter une grande rigidité en compression pour pouvoir transmettre intégralement l'énergie de la came à la soupape. La publication Fr-2.217.530 décrit précisément un système destiné à évacuer l'air présent dans la chambre de pression notamment par incorporation à l'huile, de façon à augmenter au maximum la dureté hydraulique du dispositif de rattrapage de jeu. It is known that such play take-up devices must have a high compressive rigidity in order to be able to transmit the entire energy from the cam to the valve. The publication Fr-2.217.530 describes precisely a system intended for evacuating the air present in the pressure chamber in particular by incorporation in oil, so as to maximize the hydraulic hardness of the play take-up device.
La demanderesse a pu démontrer que cette dureté hydraulique effectivement nécessaire pour transmettre correctement le mouvement à travers la chaîne cinématique est également une source d'usure des organes composant la chaîne, et qu'il convient donc d'adapter cette dureté. The Applicant has been able to demonstrate that this hydraulic hardness actually necessary to correctly transmit the movement through the kinematic chain is also a source of wear of the components of the chain, and that this hardness should therefore be adapted.
En effet il est connu que lors de la combustion, la pression dans la chambre de combustion s'élève de façon très importante, pouvant dépasser les 100 bars, et plaque les soupapes sur leur siège. Les soupapes tendent à effectuer alors une légère mais réelle remontée, de l'ordre de 50 à 100 microns suivant leur taille. Or avec un dispositif de rattrapage de jeu très rigide disposé dans la chaîne cinématique de commande d'une soupape, la remontée de la soupape est freinée. La totalité des efforts s'exerçant sur la soupape se trouve ainsi répercutée au contact came - patin de culbuteur ( ou au contact came poussoir dans le cas d'une distribution par attaque directe) provoquant alors une augmentation des frottements et de l'usure nuisibles au fonctionnement du moteur. Indeed, it is known that during combustion, the pressure in the combustion chamber rises very significantly, possibly exceeding 100 bars, and presses the valves on their seats. The valves then tend to make a slight but real rise, of the order of 50 to 100 microns depending on their size. However, with a very rigid play take-up device disposed in the kinematic control chain of a valve, the valve rise is braked. The totality of the forces exerted on the valve is thus passed on to the cam - rocker shoe contact (or to the push cam contact in the case of distribution by direct attack) then causing an increase in friction and harmful wear. during engine operation.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu qui résoud ce problème de façon extrêmement simple et économique. The object of the invention is therefore to propose a hydraulic backlash device which solves this problem in an extremely simple and economical manner.
Le dispositif hydraulique de rattrapage de jeu pour distribution de moteur à combustion interne, selon l'invention, est apte à s'insérer dans une chaîne cinématique pour la transmission d'un mouvement d'un arbre à cames à une soupape et permet de régler automatiquement le jeu le long de la chaine. The hydraulic clearance take-up device for internal combustion engine distribution, according to the invention, is capable of being inserted in a kinematic chain for the transmission of a movement from a camshaft to a valve and makes it possible to adjust automatically play along the chain.
Selon l'invention le dispositif est caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens élastiques adaptés autorisant la compression du dispositif de rattrapage de jeu dans des limites prédéterminées. According to the invention, the device is characterized in that it is equipped with suitable elastic means allowing the compression of the play take-up device within predetermined limits.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites limites sont déterminées de façon à autoriser la totale remontée de la soupape lors de la combustion. According to another characteristic of the invention, said limits are determined so as to allow the valve to rise completely during combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique comprend un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont disposés à l'intérieur de ladite chambre de pression. According to one embodiment of the invention, the hydraulic play take-up device comprises a movable assembly slidably mounted in a body and a hydraulic pressure chamber disposed behind said crew, characterized in that said elastic means are disposed inside said pressure chamber.
Selon une autre caractéristique de l'invention les dits moyens élastiques sont constitués par un corps élastiquement compressible de volume variable. According to another characteristic of the invention, the said elastic means consist of an elastically compressible body of variable volume.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens élastiques sont formés par un soufflet (11) rempli de façon étanche par une quantité prédéterminée de gaz, tel que de l'air. According to another characteristic of the invention, the elastic means are formed by a bellows (11) filled in a sealed manner with a predetermined quantity of gas, such as air.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention la chambre de pression qui est alimentée en huile par un orifice fermé par un clapet de retenue à bille, est caractérisé en ce que la bille dudit clapet est compressible et forme lesdits moyens élastiques. According to another alternative embodiment of the invention, the pressure chamber which is supplied with oil through an orifice closed by a ball check valve, is characterized in that the ball of said valve is compressible and forms said elastic means.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention comprenant un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, est caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont disposés sous ledit corps. According to another alternative embodiment of the invention comprising a movable element mounted to slide in a body and a hydraulic pressure chamber disposed behind said element, is characterized in that said elastic means are arranged under said body.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique comprenant un équipage mobile monté coulissant dans un corps et une chambre hydraulique de pression disposée derrière ledit équipage, est caractérisé en ce que lesdits moyens amortisseurs sont portés par l'extrémité libre dudit équipage mobile. According to another alternative embodiment of the invention, the hydraulic play take-up device comprising a movable element mounted to slide in a body and a hydraulic pressure chamber disposed behind said element, is characterized in that said damping means are carried by the free end of said moving part.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemples non limitatifs, en se référant au dessin annexé, dans lequel
la figure 1 représente la chaîne cinématique pour la commande de soupape d'un moteur à combustion interne, le long de laquelle un dispositif suivant l'invention est inséré ;
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif suivant l'invention représenté à la figure 1.The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawing, in which
Figure 1 shows the kinematic chain for the valve control of an internal combustion engine, along which a device according to the invention is inserted;
FIG. 2 is a view in longitudinal section of the device according to the invention shown in FIG. 1.
Le système de distribution représenté sur la figure 1 comprend une soupape 25 rappelée à sa position de fermeture par un ressort 24 qui s'appuie contre un plateau de retenue 26 ancré sur la queue de la soupape. L'ouverture de la soupape 25 est commandée par la came 21 de l'arbre à cames 22 par l'intermédiaire d'un doigt culbuteur ou linguet 29. La came 21 appuie sur la partie centrale supérieure du levier 29 alors que les extrémités inférieures 30 et 28 de ce dernier reposent respectivement sur la tige de la soupape 25 et sur l'extrémité supérieure du dispositif de rattrapage de jeu 1. The distribution system shown in Figure 1 comprises a valve 25 returned to its closed position by a spring 24 which bears against a retaining plate 26 anchored on the stem of the valve. The opening of the valve 25 is controlled by the cam 21 of the camshaft 22 by means of a rocker finger or latch 29. The cam 21 presses on the upper central part of the lever 29 while the lower ends 30 and 28 of the latter rest respectively on the valve stem 25 and on the upper end of the play take-up device 1.
Le dispositif de rattrapage de jeu 1, décrit figure 2, règle automatiquement le jeu de la commande de la soupape. Il comprend un corps cylindrique 2 logé à l'intérieur d'une cavité cylindrique correspotlante 3 de la culasse 40. Le corps 2 comporte un alésage cylindrique borgne 4, ayant le même axe que le corps lui-même, dans lequel est monté coulissant un équipage mobile constitué d'une première pièce cylindrique formant poussoir 8 et d'une seconde pièce cylindrique formant piston 9 s'étendant sous le poussoir. La réalisation en deux partie de l'équipage mobile n'est pas indispensable, elle présente toutefois des avantages de fabrication. The backlash adjuster 1, described in Figure 2, automatically adjusts the backlash of the valve control. It comprises a cylindrical body 2 housed inside a corresponding cylindrical cavity 3 of the cylinder head 40. The body 2 comprises a blind cylindrical bore 4, having the same axis as the body itself, in which is slidably mounted a moving element consisting of a first cylindrical part forming a pusher 8 and a second cylindrical part forming a piston 9 extending under the pusher. The realization in two parts of the movable assembly is not essential, it does however have manufacturing advantages.
L'extrémité supérieure du poussoir 8, qui s'étend hors de l'alésage 4, est destinée à servir d'appui à l'extrémité 28 du linguet 29, tandis que l'extrémité inférieure du poussoir 8 repose sur 11 extrémité supérieure du piston 9. Un ressort hélicoïdal 7 en appui sur le fond de l'alésage 4 repousse élastiquement vers le haut le piston 9 en même temps que le poussoir 8. The upper end of the pusher 8, which extends out of the bore 4, is intended to serve as a support for the end 28 of the latch 29, while the lower end of the pusher 8 rests on the upper end of the piston 9. A helical spring 7 bearing on the bottom of the bore 4 elastically pushes up the piston 9 at the same time as the pusher 8.
Le piston 9 présente un évidement central prolongé par une cavité correspondante pratiquée dans le poussoir 8 de manière à former un réservoir d'huile 5. Le réservoir 5 communique par un clapet de retenue à la chambre 6, dite chambre de pression, s'étendant sous le piston 9 et dans laquelle est logé le ressort 7. Le clapet est défini par une bille de soupape 10 apte à venir en appui sur le siège de soupape formé par un épaulement 13 défini à l'extrémité inférieure du piston 9. La bille 10 est maintenue en place par une cage en forme de coupe présentant un rebord annulaire et des orifices permettant le passage de l'huile. La cage est maintenue en place par le ressort 7 qui prend appui sur le rebord de la cage. The piston 9 has a central recess extended by a corresponding cavity formed in the pusher 8 so as to form an oil reservoir 5. The reservoir 5 communicates by a non-return valve with the chamber 6, called the pressure chamber, extending under the piston 9 and in which the spring 7 is housed. The valve is defined by a valve ball 10 capable of coming to bear on the valve seat formed by a shoulder 13 defined at the lower end of the piston 9. The ball 10 is held in place by a cup-shaped cage having an annular rim and orifices allowing the passage of the oil. The cage is held in place by the spring 7 which bears on the edge of the cage.
Un second ressort 15 monté dans la cage tend à pousser la bille 10 en appui sur son siège. A second spring 15 mounted in the cage tends to push the ball 10 bearing on its seat.
A l'intérieur de la cavité 6 sont disposés des moyens élastiquement compressibles formés par un soufflet à air 11 en matière élastique, par exemple en caoutchouc et couches de tissu intermédiaires, rempli de façon étanche par de l'air. Inside the cavity 6 are arranged elastically compressible means formed by an air bellows 11 made of elastic material, for example rubber and intermediate fabric layers, filled in a sealed manner with air.
Le réservoir 5 et la chambre de pression 6 sont normalement remplis d'huile. L'alimentation de ces chambres est opérée à partir d'un canal 14 d'amenée d'huile sous pression qui communique par une série de perçages à travers le corps 2 et l'équipage mobile, piston 9 et poussoir 8, avec le réservoir 5. The reservoir 5 and the pressure chamber 6 are normally filled with oil. The supply of these chambers is operated from a channel 14 for supplying pressurized oil which communicates by a series of bores through the body 2 and the mobile assembly, piston 9 and pusher 8, with the reservoir. 5.
Le dispositif de rattrapage de jeu hydraulique précédemment décrit fonctionne de la façon suivante. The hydraulic clearance take-up device described above operates in the following manner.
Lorsque le dos du linguet 29 repose sur le cercle de base de la came 21, le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut et contribue à compenser les jeux de la distribution en maintenant le linguet en appui contre la came. La chambre de pression 6 occupe alors un volume maximum, la pression qui y règne est sensiblement égale à celle du réservoir 5, entre 2 bars et 2,5 bars suivant la pression de l'huile dans le canal 14. Le soufflet d'air occupe également un volume maximum. When the back of the latch 29 rests on the base circle of the cam 21, the spring 7 forces the piston 9 and the pusher 8 upwards and contributes to compensating for the play in the distribution by keeping the latch in abutment against the cam. The pressure chamber 6 then occupies a maximum volume, the pressure prevailing there is substantially equal to that of the reservoir 5, between 2 bars and 2.5 bars depending on the pressure of the oil in the channel 14. The air bellows also occupies a maximum volume.
Lors de la combustion, la pression dans la chambre de combustion monte alors et atteint des valeurs supérieures à 90 bars. La soupape soumise à cette pression tend à remonter répercutant la pression sur la came et sur le poussoir. cette remontée est entièrement absorbée par la descente correspondante du poussoir ce qui évite la transmission des contraintes au contact linguet came En effet la descente du poussoir 8 et du piston 9 s'opère à l'encontre du ressort 7. La mise en pression de la chambre 6 chasse une certaine quantité d'huile et comprime le soufflet 11 qui diminue alors de volume. Cette diminution de volume est optimisée pour permettre la descente du piston 9 et donc du poussoir 8 de façon à compenser la remontée de la soupape, remontée variable, environ 30 microns pour une soupape de diamètre 25mm. During combustion, the pressure in the combustion chamber then rises and reaches values greater than 90 bars. The valve subjected to this pressure tends to rise, reflecting the pressure on the cam and on the plunger. this ascent is fully absorbed by the corresponding descent of the pusher which avoids the transmission of stresses on the cam latch contact. In fact, the descent of the pusher 8 and of the piston 9 takes place against the spring 7. chamber 6 flushes out a certain amount of oil and compresses the bellows 11 which then decreases in volume. This reduction in volume is optimized to allow the descent of the piston 9 and therefore of the pusher 8 so as to compensate for the ascent of the valve, variable ascent, about 30 microns for a valve with a diameter of 25mm.
La forme et les dimensions du soufflet 11, ainsi que la quantité et la pression initiale de l'air sont déterminés pour satisfaire cette condition. The shape and dimensions of the bellows 11, as well as the initial quantity and pressure of the air are determined to satisfy this condition.
Lorsque que la pression à l'intérieur de la chambre de combustion chute. Le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut, maintenant le linguet 29 en contact avec la came 22. La remontée du piston 9 génère une dépression dans la chambre 6, l'huile présente dans le réservoir 5 repousse la bille 10 et l'huile est alors admise à l'intérieur de la chambre 6 de façon à compenser éventuelles fuites d'huile, tandis que le soufflet 11 se regonfle
Lorsque la came tourne, sa partie excentrée force le linguet vers le bas entraînant à son tour la descente du poussoir 8 et du piston 9 à l'encontre du ressort 7. La mise en pression de la chambre 6 plaque la bille 10 contre son siège 13 et comprime le soufflet 11 qui atteint un volume V2.When the pressure inside the combustion chamber drops. The spring 7 forces the piston 9 and the pusher 8 upwards, keeping the latch 29 in contact with the cam 22. The raising of the piston 9 generates a vacuum in the chamber 6, the oil present in the reservoir 5 repels the ball 10 and the oil is then admitted inside the chamber 6 so as to compensate for any oil leaks, while the bellows 11 is inflated
When the cam rotates, its eccentric part forces the latch down, in turn causing the plunger 8 and the piston 9 to descend against the spring 7. The pressurization of the chamber 6 presses the ball 10 against its seat 13 and compresses the bellows 11 which reaches a volume V2.
Il se forme alors entre le piston 9 et le fond de l'alésage 4 une masse d'huile emprisonnée incompressible qui bloque la descente du piston 9 et le poussoir 8. Le linguet peut alors pivoter autour du poussoir qui forme une articulation. La descente du poussoir 8 correspondant à la compression du soufflet, 30 microns dans l'exemple précédent, et à la fuite d'une certaine quantité d'huile, qui peut être estimée à une variation de hauteur de 10 microns génère un retard minime dans la manoeuvre de la soupape, la valeur de levée étant généralement de l'ordre de 10 mm soit 10.000 microns. L'impact de ce retard peut être en grande partie effacée par la modification du profil de la came.It then forms between the piston 9 and the bottom of the bore 4 a mass of trapped incompressible oil which blocks the descent of the piston 9 and the pusher 8. The latch can then pivot around the pusher which forms a joint. The descent of the pusher 8 corresponding to the compression of the bellows, 30 microns in the previous example, and to the leakage of a certain amount of oil, which can be estimated at a variation in height of 10 microns generates a minimal delay in the operation of the valve, the lift value generally being of the order of 10 mm or 10,000 microns. The impact of this delay can be largely eliminated by modifying the profile of the cam.
Lors de la course de retour, le ressort 7 force le piston 9 et le poussoir 8 vers le haut, maintenant le linguet 29 en contact avec la came 21. La remontée du piston 9 génère une dépression dans la chambre 6, l'huile présente dans le réservoir 5 repousse la bille 10 et l'huile est alors admise à l'intérieur de la chambre 6, tandis que le soufflet 11 se gonfle. Lorsque le linguet repose à nouveau sur le cercle de base de la came, le piston 9 se stabilise, la chambre 6 est remplie pour le prochain cycle et le soufflet ll occupe son volume initial. L'équilibre des pressions entre le réservoir 5 et la chambre 6 provoque la fermeture du clapet la bille 10 étant appliquée sur son siège par le ressort 15. During the return stroke, the spring 7 forces the piston 9 and the pusher 8 upward, keeping the latch 29 in contact with the cam 21. The ascent of the piston 9 generates a vacuum in the chamber 6, the oil present in the tank 5 pushes the ball 10 and the oil is then admitted inside the chamber 6, while the bellows 11 inflates. When the latch rests again on the base circle of the cam, the piston 9 stabilizes, the chamber 6 is filled for the next cycle and the bellows ll occupies its initial volume. The balance of pressures between the reservoir 5 and the chamber 6 causes the valve to close, the ball 10 being applied to its seat by the spring 15.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leur combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
Ainsi il est possible de réaliser les moyens amortisseurs grâce à la bille du clapet de décharge qui peut être élastiquement déformable. Thus it is possible to produce the damping means thanks to the ball of the relief valve which can be elastically deformable.
Il est encore possible de disposer les moyens de amortisseurs en dehors de la chambre de pression, en les disposant par exemple à l'extrémité libre du poussoir en disposant un patin élastique en caoutchouc ou en élastomère. It is also possible to arrange the shock absorber means outside of the pressure chamber, for example by arranging them at the free end of the plunger by placing an elastic pad of rubber or elastomer.
Claims (8)
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| FR9107290A FR2677704B1 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | HYDRAULIC GAME RETRIEVAL DEVICE FOR DISTRIBUTION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE. |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR (1) | FR2677704B1 (en) |
Cited By (2)
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1991
- 1991-06-14 FR FR9107290A patent/FR2677704B1/en not_active Expired - Fee Related
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| FR2677704B1 (en) | 1995-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |