FR2855554A1

FR2855554A1 - Appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2855554A1
Application number: FR0405948A
Authority: FR
Inventors: Makoto Nakamura; Mikihiro Kajiura
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2004-12-03
Also published as: DE102004026821A1; US20040237920A1; US7055476B2

Abstract

L'invention concerne un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne.Cet appareil comporte une paire de cames d'actionnement (5) des soupapes disposées sur les deux côtés d'une came de manivelle (4) et ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre, où les faces d'extrémité intérieures présentent entre elles une portion annulaire du bras de manivelle (11) supportée à la manière d'un sandwich depuis la direction axiale d'un arbre d'entraînement (3).L'invention est applicable notamment dans le domaine des moteurs pour automobiles.

Description

La présente invention se rapporte à un appareil

d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne et, plus particulièrement, à un perfectionnement du positionnement d'un bras de manivelle.

D'une manière typique, un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, conçu pour un moteur ayant deux soupapes d'admission par cylindre, comprend un arbre d'entraînement qui tourne d'une manière synchronisée avec un vilebrequin, une came 10 de manivelle agencée à la périphérie externe de l'arbre d'entraînement et présentant un axe excentrique à un axe de l'arbre d'entraînement, et deux arbres à cames cylindriques agencés d'une manière coaxialement tournante à la périphérie externe de l'arbre d'entraînement.

Les arbres à cames possèdent une paire de cames d'actionnement des soupapes intégrées dans la périphérie externe afin de correspondre à une paire de soupapes d'admission. Le couple de la came de manivelle est transmis aux cames d'actionnement des soupapes par un 20 mécanisme de transmission ou une liaison multi-noeud, en ouvrant/fermant les soupapes d'admission par des organes de levée des soupapes.

Le mécanisme de transmission comprend un culbuteur agencé au-dessus des cames d'actionnement des soupapes et 25 supporté d'une manière pivotante sur un arbre de commande par une came de commande, un bras de manivelle ayant à une extrémité une portion circulaire reliée d'une manière tournante à la came de manivelle et à l'autre extrémité une saillie couplée d'une manière tournante à un premier 30 bras du culbuteur entre deux portions fourchues par un axe, et une paire de tiges de liaison, chacune ayant une première extrémité couplée d'une manière rotative à une portion correspondante de deux portions bifurquées d'un second bras du culbuteur par un axe et une seconde 35 extrémité couplée d'une manière rotative à un ergot de came de la came d'actionnement des soupapes.

Les cames d'actionnement des soupapes sont agencées d'une manière symétrique par rapport à la came de manivelle (bras de manivelle) et sont amenées à pivoter en même temps par le second bras bifurqué pour empêcher 5 la survenue de variations dans la levée d'ouverture/de fermeture des soupapes d'admission.

Etant donné qu'avec l'appareil d'actionnement des soupapes ci-dessus, la transmission du couple de la came de manivelle aux cames d'actionnement des soupapes est 10 exécutée par la liaison multi-neud comprenant le bras de manivelle, le culbuteur et la tige de liaison, divers composants de la liaison multi-noeud sont amenés à être actionnés vigoureusement lors du fonctionnement du moteur. Ainsi, les composants doivent être réalisés avec 15 des précisions de dimension et de position élevées pour limiter la production de l'usure de ceux-ci ainsi qu'un bruit de fonctionnement produit par ceux-ci.

Dans le cas du bras de manivelle de la liaison multi-noeud, particulièrement, la saillie de l'autre 20 extrémité est disposée entre les deux portions fourchues du premier bras du culbuteur pour limiter un mouvement axial, avec une précision de position relativement élevée. D'autre part, la portion circulaire d'une extrémité retenant d'une manière coulissante la came de 25 manivelle n'est pas empêchée de se déplacer dans la direction axiale de l'arbre d'entraînement, en ayant ainsi la possibilité d'effectuer un léger mouvement dans sa direction axiale. Ensuite, le bras de manivelle dans son ensemble peut être légèrement basculé dans la 30 direction axiale de l'arbre d'entraînement, ce qui se traduit par une vibration de celui-ci. Cela produit une collision partielle sur un côté, en particulier entre la surface périphérique interne de la portion circulaire du bras de manivelle et la surface périphérique externe de 35 la came de manivelle, ce qui entraîne facilement une usure locale du bras de manivelle et de la came de manivelle, en réduisant leur durabilité.

Par conséquent, la présente invention a pour objet la réalisation d'un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, qui contribue à améliorer la durabilité de l'appareil sans qu'il y ait une usure locale des éléments.

Cet objet est atteint conformément à l'invention par un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, qui comprend un arbre d'entraînement qui reçoit un couple du moteur; une came 10 de manivelle qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement, la came de manivelle ayant un axe excentrique à l'axe de l'arbre d'entraînement, un bras de manivelle comprenant une portion annulaire pour retenir d'une manière rotative dans celle-ci, la came de 15 manivelle, le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une force de va-et-vient; un culbuteur qui pivote sous une force d'entraînement provenant du bras de manivelle; et une paire de cames d'actionnement des soupapes supportées d'une manière 20 pivotante sur l'arbre d'entraînement, les cames d'actionnement des soupapes pivotant sous une force de basculement obtenue du culbuteur pour entraîner les soupapes du moteur, les cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de 25 manivelle, les cames d'actionnement des soupapes ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre, les faces d'extrémité intérieures comprenant entre elles la portion annulaire du bras de manivelle supportée à la manière d'un sandwich depuis une direction 30 axiale de l'arbre d'entraînement.

Selon des réalisations avantageuses de l'invention: - l'appareil d'actionnement des soupapes comprend en outre un circuit d'amenée d'huile de lubrification qui amène l'huile de lubrification de l'intérieur de l'arbre 35 d'entraînement à un espace entre la came de manivelle et la portion annulaire du bras de manivelle; - l'appareil d'actionnement des soupapes comprend en outre des paliers utilisés pour l'arbre d'entraînement et fixés à un cylindre, o les cames d'actionnement des soupapes ont des faces d'extrémité extérieures opposées 5 aux faces d'extrémité intérieures, les faces d'extrémité extérieures étant limitées en mouvement axial par les paliers; - l'appareil d'actionnement des soupapes comprend en outre un arbre de commande; une came de commande 10 fixée à une périphérie externe de l'arbre de commande, la came de commande ayant une surface périphérique externe pour supporter d'une manière pivotante le culbuteur; une tige de liaison qui relie une portion de bras du culbuteur aux cames d'actionnement des soupapes; et un 15 mécanisme de modification qui fait varier une quantité de levée des soupapes du moteur, et o la rotation de l'arbre de commande et de la came de commande est commandée en accord avec les conditions de fonctionnement du moteur afin de modifier un point d'appui de 20 basculement du culbuteur en changeant ainsi les positions de coulissement des cames d'actionnement des soupapes par rapport aux soupapes du moteur; - l'arbre d'entraînement et la came de manivelle forment un ensemble unitaire; - les cames d'actionnement des soupapes comprennent chacune des divisions supérieure et inférieure qui, lorsqu'elles sont couplées l'une à l'autre par un élément de couplage, réalisent un contact de coulissement avec une surface périphérique externe de l'arbre d'entraînement; - l'élément de couplage comprend un boulon; les cames d'actionnement des soupapes ont chacune une face de coulissement cylindrique qui vient en contact de coulissement avec la surface périphérique externe de 35 l'arbre d'entraînement; - le bras de manivelle et le culbuteur sont couplés à rotation par un axe; - le culbuteur présente un évidement dans lequel le bras de manivelle est couplé d'une manière rotative au culbuteur lorsqu'il est agencé dans l'évidement; - la portion annulaire du bras de manivelle a une 5 épaisseur axiale plus grande qu'une épaisseur axiale de la came de manivelle; - les cames d'actionnement des soupapes sont disposées d'une manière sensiblement symétrique par rapport à la came de manivelle, le culbuteur comprenant 10 une portion de bras pour transmettre la force de basculement à des points d'action des cames d'actionnement des soupapes depuis au-dessus dans une direction de gravitation, l'appareil d'actionnement des soupapes comprenant en outre un arbre de commande sur 15 lequel le culbuteur est réalisé d'une manière pivotante, et un circuit d'amenée d'huile de lubrification qui amène l'huile de lubrification de l'intérieur de l'arbre d'entraînement à une surface périphérique externe de la came de manivelle, et depuis l'intérieur de l'arbre de 20 commande au culbuteur; - le culbuteur a un côté inférieur orienté vers la came de manivelle, le côté inférieur incluant une surface courbée d'une manière concave; - l'appareil d'actionnement des soupapes comprend 25 en outre une came de commande fixée à une périphérie externe de l'arbre de commande, la came de commande ayant une surface périphérique externe pour supporter d'une manière pivotante le culbuteur; une tige de liaison qui relie une portion de bras du culbuteur aux cames 30 d'actionnement des soupapes; et un mécanisme de modification qui modifie une quantité de levée des soupapes du moteur, o l'arbre de commande et la came de commande sont commandés en rotation en accord avec des conditions de fonctionnement du moteur pour faire varier 35 un point d'appui de basculement du culbuteur en changeant ainsi les positions de coulissement des cames d'actionnement des soupapes par rapport aux soupapes du moteur; - les cames d'actionnement des soupapes comprennent chacune une base comprenant des divisions supérieure et 5 inférieure, la base servant de point d'appui de basculement à la came d'actionnement des soupapes.

Selon encore une réalisation avantageuse de l'invention, l'appareil d'actionnement des soupapes comprend un arbre d'entraînement qui reçoit un couple du 10 moteur; une came de manivelle qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement, la came de manivelle ayant un axe excentrique à l'axe de l'arbre d'entraînement; un bras de manivelle comprenant une portion annulaire pour tenir d'une manière rotative dans celle-ci la came de 15 manivelle, le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une force de va-et-vient; un culbuteur qui pivote sous une force d'entraînement dérivée du bras de manivelle; une paire de cames d'actionnement de soupapes supportées d'une manière 20 pivotante sur l'arbre d'entraînement, les cames d'actionnement des soupapes pivotant sous une force de basculement provenant du culbuteur pour entraîner les soupapes du moteur, les cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de 25 manivelle, les cames d'actionnement des soupapes ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre; et une rondelle agencée au moins entre l'une des faces d'extrémité intérieures des cames d'actionnement des soupapes et le bras de manivelle, la 30 rondelle et les faces d'extrémité intérieures des cames d'actionnement des soupapes coopérant pour avoir entre elles la portion annulaire du bras de manivelle supportée à la manière d'un sandwich depuis une direction axiale de l'arbre d'entraînement.

Selon d'autres réalisations avantageuses de l'invention: - l'appareil d'actionnement des soupapes comprend en outre des paliers utilisés pour l'arbre d'entraînement et fixés à un cylindre, o les cames d'actionnement des soupapes ont des faces d'extrémité extérieures opposées 5 aux faces d'extrémité intérieures, les faces d'extrémité extérieures étant limitées dans leur mouvement axial par les paliers; - la rondelle a une longueur ajustable en accord avec la longueur axiale de l'espace; et - la rondelle comprend une pièce d'écartement pour réduire l'usure.

Enfin, selon encore une réalisation avantageuse de l'invention, l'appareil d'actionnement des soupapes comprend un arbre d'entraînement qui reçoit un couple du 15 moteur; une came de manivelle qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement, la came de manivelle ayant un axe excentrique à l'axe de l'arbre d'entraînement; un bras de manivelle comprenant une portion annulaire pour tenir d'une manière rotative dans celle-ci la came de 20 manivelle, le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une force de va-et-vient; un mécanisme de transmission qui convertit une force d'entraînement obtenue du bras de manivelle en une force de basculement; et une paire de cames d'actionnement des 25 soupapes qui pivotent sous la force de basculement du mécanisme de transmission pour entraîner les soupapes du moteur, les cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de manivelle, les cames d'actionnement des soupapes ayant des faces 30 d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre, les faces d'extrémité intérieures présentant entre elles la portion annulaire du bras de manivelle supportée à la manière d'un sandwich depuis une direction axiale de l'arbre d'entraînement.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant des modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section représentant un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne incorporant la présente invention; la figure 2 est une vue de côté, partiellement en section, représentant l'appareil d'actionnement des 10 soupapes; - la figure 3 est une vue en plan représentant l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 4 est une vue en perspective représentant l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, représentant l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 6 est une vue frontale représentant l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 7A est une vue schématique pour 20 expliquer une opération de fermeture d'une soupape d'admission pendant une commande de levée minimale de l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 7B est une vue similaire à la figure 7A, pour expliquer l'opération d'ouverture de la soupape 25 d'admission pendant la commande de levée minimale de l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 8A est une vue similaire à la figure 7B, pour expliquer l'opération de fermeture d'une soupape d'admission pendant la commande de levée maximale de 30 l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 8B est une vue similaire à la figure 8A, pour expliquer l'opération d'ouverture de la soupape d'admission pendant la commande de levée maximale de l'appareil d'actionnement des soupapes; - la figure 9 est une vue similaire à la figure 1, représentant un deuxième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 10 est une vue similaire à la figure 2, représentant un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 11 est une vue similaire à la figure 5, 5 représentant l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 12 est une vue similaire à la figure 11, représentant l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 13 est une vue similaire à la figure 9, représentant l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 14 est une vue similaire à la figure 12, représentant l'appareil d'actionnement des soupapes 15 sur la figure 10; - la figure 15 est une vue similaire à la figure 6, représentant l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 16A est une vue similaire à la figure 20 8B, pour expliquer l'opération de fermeture d'une soupape d'admission pendant une commande de levée minimale de l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 16B est une vue similaire à la figure 16A, pour expliquer l'opération d'ouverture de la soupape 25 d'admission pendant une commande de levée minimale de l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; - la figure 17A est une vue similaire à la figure 16B, pour expliquer l'opération de fermeture d'une soupape d'admission pendant la commande de levée maximale 30 de l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10; et - la figure 17B est une vue similaire à la figure 17A, pour expliquer l'opération d'ouverture de la soupape d'admission pendant la commande de levée maximale de 35 l'appareil d'actionnement des soupapes sur la figure 10.

En se reportant maintenant aux dessins, on décrira un appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne incorporant la présente invention.

Dans les modes de réalisation illustratifs, l'appareil d'actionnement des soupapes est appliqué à un moteur à combustion interne comportant deux soupapes d'admission 5 par cylindre ainsi qu'un mécanisme de modification pour faire varier la quantité de levée des soupapes d'admission en accord avec les états de fonctionnement du moteur.

En se reportant aux figures 1 à 5, il est 10 représenté un premier mode de réalisation de la présente invention. L'appareil d'actionnement des soupapes comprend deux soupapes d'admission 2 réalisées d'une manière coulissante sur une culasse de cylindre 1 par des guides de soupape, non représentés, un arbre 15 d'entraînement creux 3 disposé dans la direction longitudinale du moteur, un bras de manivelle 4 fixé à l'arbre d'entraînement 3 dans une position prédéterminée, deux cames d'actionnement de soupape 5 supportées d'une manière coulissante sur l'arbre d'entraînement 3 et 20 disposées d'une manière symétrique par rapport à la came de manivelle 4 et pour ouvrir/fermer les soupapes d'admission 2 par des organes de levée 6 des soupapes, un mécanisme de transmission 7 relié entre la came de manivelle 4 et les cames d'actionnement de soupapes 5 25 pour transmettre le couple de la came de manivelle 4 aux cames d'actionnement de soupapes 5 comme force de pivotement ou de basculement ou force d'ouverture de soupapes de cellesci et un mécanisme de commande 8 pour faire varier la position de fonctionnement du mécanisme 30 de transmission 7.

En se reportant à la figure 2, chaque soupape d'admission 2 est sollicitée dans la direction de fermeture par un ressort de soupape 9 disposé entre le fond d'un alésage grossièrement cylindrique agencé dans 35 une extrémité supérieure de la culasse de cylindre 1 et un organe de retenue de ressort agencé à une extrémité supérieure d'une tige de soupape.

L'arbre d'entraînement 3 est disposé le long de la direction longitudinale du moteur, et ses deux extrémités sont supportées d'une manière tournante par des paliers 24 agencés dans une portion supérieure de la culasse de 5 cylindre 1. L'arbre d'entraînement 3 reçoit le couple d'un vilebrequin du moteur par un pignon à chaîne menée agencé à une extrémité, une chaîne de distribution enroulée sur le pignon à chaîne menée et analogue; non représentée. L'arbre d'entraînement 3 est amené à tourner 10 dans le sens des aiguilles d'une montre, comme on le voit sur la figure 2. En se reportant à la figure 1, les paliers 24 sont disposés à l'extérieur des soupapes d'admission 2, et chacun comprend une base 24a intégrée dans l'extrémité supérieure de la culasse de cylindre 1 15 et présentant au centre une rainure de palier semicirculaire et un support 24b disposé sur la base 24a et ayant au centre une rainure de palier semi- circulaire qui coopère avec la rainure de palier de la base 24a pour supporter l'arbre d'entraînement 3. Les supports 24b sont 20 fixés aux bases 24a par des boulons 25, 26 respectivement.

En se reportant aux figures 2 et 5, la came de manivelle 4 d'une forme sensiblement en disque est intégrée dans l'arbre d'entraînement 3 et possède un 25 centre Y décalé par rapport à un axe X de l'arbre d'entraînement 3 ainsi qu'une surface périphérique externe 4a présentant un profil de came d'un cercle excentrique.

En se reportant à la figure 2, les cames 30 d'actionnement 5 des soupapes sont toutes les deux réalisées grossièrement en forme de goutte d'eau et présentent une extrémité de base 5a construite pour pivoter autour de l'axe X de l'arbre d'entraînement 3 par un arbre à cames et une face de came 5b formée au côté 35 inférieur. La face de came 5b comporte une face de cercle de base sur le côté de l'extrémité de base 5a, une face formant rampe s'étendant circulairement depuis la face de cercle de base à un ergot de came 5c ainsi qu'une face de levée s'étendant depuis la face formant rampe à une face supérieure, la levée maximale étant agencée à l'extrémité frontale de l'ergot de came 5c. La face de cercle de 5 base, la face formant rampe, la face de levée et la face supérieure viennent en contact avec des points prédéterminés de la face supérieure de l'organe de levée des soupapes 6 en accord avec la position de pivotement de la came d'actionnement 5 des soupapes.

En se reportant à la figure 2, l'extrémité de base 5a de la came d'actionnement des soupapes 5 comporte des divisions supérieure et inférieure 5d, 5e obtenues par rapport à l'arbre d'entraînement 3 et couplées par des boulons 23 dans la direction verticale. A l'état 15 accouplé, les divisions supérieure et inférieure 5d, 5e ont des surfaces intérieures semi-circulaires formées sur des faces de coulissement cylindriques 5f qui viennent en contact de coulissement avec la surface périphérique extérieure de l'arbre d'entraînement 3.

En se reportant aux figures 4 et 5, le mécanisme de transmission 7 comprend un culbuteur 10 disposé au-dessus de l'arbre d'entraînement 3, un bras de manivelle 11 pour relier un premier bras 10a du culbuteur 10 à la came de manivelle 4, et deux tiges de liaison 12 pour relier un 25 second bras 10b du culbuteur 10 aux cames d'actionnement des soupapes.

Le culbuteur 10 possède au centre une base cylindrique avec un trou de support 10c ménagé à travers celle-ci depuis la direction latérale, comme représenté 30 sur la figure 2, et par lequel le culbuteur 10 est supporté d'une manière oscillante par une came de commande 17, comme cela sera décrit ultérieurement. En se reportant à la figure 3, le premier bras 10a s'étendant depuis un côté radial de la base cylindrique possède au 35 centre un évidement 10d pour réaliser deux portions qui se font face, tandis que le second bras 10d s'étendant depuis un autre côté radial de la base cylindrique présente deux portions bifurquées correspondant aux deux cames d'actionnement 5 des soupapes. Des seconds bras bifurqués lO0b sont disposés d'une manière symétrique par rapport à la base cylindrique, chacun ayant à une 5 extrémité frontale un trou d'axe 10d formé à travers celui-ci pour recevoir un axe 14 afin de coupler le second bras lo0b à une première extrémité 12a de la tige de liaison 12. Les seconds bras bifurqués lo0b servent à transmettre une force de basculement aux cames 10 d'actionnement 5 des soupapes par les tiges de liaison 12 depuis audessus dans la direction de gravitation. Par ailleurs, le culbuteur 10 présente un côté inférieur 10e faisant face à la came de manivelle 4 et comprenant une surface courbée d'une manière concave dans l'ensemble.

En se reportant aux figures 2 et 5, le bras de manivelle 11 comporte à une extrémité une portion annulaire lia d'un diamètre relativement grand et à l'autre extrémité une extension llb agencée dans une position prédéterminée de la surface périphérique externe 20 de la portion annulaire lia. La portion annulaire lia présente au centre un trou d'engagement lic dans lequel une surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4 est engagée d'une manière tournante.

L'extension llb est engagée dans un évidement lod du 25 premier bras lOa du culbuteur 10 et est couplée d'une manière tournante au premier bras lOa par un axe 13 agencé à travers un trou d'axe l1d formé axialement. La portion annulaire lia a une épaisseur ou largeur légèrement plus grande dans la direction axiale de 30 l'arbre d'entraînement 3 que celle de la came de manivelle 4 en assurant la retenue de la came de manivelle 4 sur l'intérieur de la portion annulaire lia.

En se reportant à la figure 4, la tige de liaison 12 est réalisée en une section transversale sensiblement 35 en forme de C par un travail de pressage et possède au voisinage de chaque extrémité 12a, 12b deux portions de plaque qui se font face pourvues d'un trou d'axe 12c, 12d. A travers les trous d'axe 12c, 12d s'étendent un axe 14 pour coupler d'une manière tournante l'extrémité 12a au second bras lob du culbuteur 10 et un axe 15 pour coupler d'une manière tournante l'extrémité 12b à l'ergot de came 5c de la came d'actionnement 5 des soupapes.

En se reportant aux figures 4 et 5, le mécanisme de commande 8 comprend un arbre de commande 16 supporté d'une manière tournante sur un palier, non représenté, disposé au-dessus de la culasse de cylindre 1 ainsi 10 qu'une came de commande 17 fixée à la périphérie externe de l'arbre de commande 16 pour former un appui de basculement du culbuteur 10.

L'arbre de commande 16 est disposé parallèlement à l'arbre d'entraînement 3 pour s'étendre dans la direction 15 longitudinale du moteur, et sa rotation est réglée à l'intérieur d'un angle de rotation prédéterminé par un mécanisme d'engrenage par un actionneur électrique ou moteur à courant continu, non représenté, agencé à une extrémité. La came de commande 17 est d'une forme 20 cylindrique et possède un axe P1 décalé d'une quantité de la portion épaisse par rapport à un axe P2 de l'arbre de commande 16.

L'actionneur électrique est entraîné par un signal de commande d'une unité de commande électrique, non 25 représentée, pour déterminer les conditions de fonctionnement du moteur. L'unité de commande électrique comprend un micro-ordinateur et détermine par calcul et analogue les conditions de fonctionnement courantes du moteur en accord avec des signaux de détection provenant 30 des divers capteurs, comme d'un capteur de l'angle du vilebrequin, d'un débitmètre d'air, d'un capteur de la température de l'agent de refroidissement et d'un potentiomètre pour détecter la position de rotation de l'arbre de commande 16, en fournissant un signal de 35 commande à l'actionneur électrique.

En se reportant à la figure 1, des extensions cylindriques 27a, 27b, 28a, 28b sont intégrées dans les cames d'actionnement de soupapes 5 aux faces d'extrémité opposées aux extrémités de base 5a, c'est-à-dire aux bords des trous des faces de coulissement 5f. Les extensions 27a, 27b, 28a, 28b ont une longueur axiale 5 totale incluant la longueur des extrémités de base 5a, qui s'étendent depuis les faces opposées des paliers 24 au voisinage des deux faces latérales axiales de la portion annulaire lla du bras de manivelle 11, supportant la portion annulaire lla de manière à la tenir par les 10 faces d'extrémité internes opposées des extensions intérieures opposées 27a, 28a. D'autre part, les faces d'extrémité externes des extensions 27b, 28b butent contre les faces opposées des paliers 24. Ainsi, le mouvement axial libre de la portion annulaire lla est 15 limité par les extensions 27a, 27b, 28a, 28b par les paliers 24.

Un circuit d'amenée d'huile de lubrification est agencé pour procéder à la lubrification entre la surface périphérique externe 4a du bras de manivelle 4 et la 20 surface périphérique interne du trou d'engagement llc du bras de manivelle 11 et entre la surface périphérique externe de la came de commande 17 et la surface périphérique interne du trou de support 10c du culbuteur 10.

En particulier, en se reportant aux figures 1 et 2, le circuit d'amenéed'huile de lubrification comprend un premier passage d'huile 18 formé à travers l'arbre d'entraînement 3 axialement, un premier passage de communication 19 formé à travers la came de manivelle 4 30 radialement afin de réaliser une communication fluidique entre le premier passage d'huile 18, la face périphérique externe 4a de la came de manivelle 4, et un trou d'engagement llc du bras de manivelle 11, un deuxième passage d'huile 20 formé à travers l'arbre de commande 16 35 axialement, un trou diamétral 21 formé à travers l'arbre de commande 16 diamétralement pour communiquer avec le second passage d'huile 20 et un second passage de communication 22 formé à travers une portion épaisse de la came de commande 17 radialement afin de réaliser une communication fluidique entre le trou diamétral 21, la surface interne du trou de support 10c du culbuteur 10 et la surface externe de la came de commande 17.

L'huile de lubrification est introduite dans le premier passage d'huile 18 à partir d'une canalisation d'huile agencée dans la culasse de cylindre 1 par un passage d'introduction d'huile 30 formé à travers le 10 palier 24 et un trou d'huile 31 formé à travers une paroi périphérique de l'arbre d'entraînement 3 radialement.

L'huile de lubrification est également introduite dans le second passage d'huile 20 à partir de la canalisation d'huile par un passage d'introduction d'huile formé à 15 travers un palier, non représenté, et un trou d'huile formé à travers l'arbre de commande 16 radialement.

On décrira maintenant brièvement le fonctionnement du mécanisme de modification selon le premier mode de réalisation. Pendant la commande de faible levée, l'arbre 20 de commande 16 est amené à tourner dans une direction par l'actionneur électrique en accord avec un signal de commande de l'unité de commande électrique. Ainsi, en se reportant aux figures 7A et 7B, la portion épaisse de la came de commande 17 est amenée à tourner vers la droite, 25 comme on le voit sur les figures 7A et 7B, par rapport à l'arbre de commande 16, la came de commande 17 étant maintenue dans cette position de l'angle de rotation. Ce faisant, le second bras 10b du culbuteur 10 est tourné vers le haut de telle sorte que l'ergot de came 5c de la 30 came d'actionnement de soupapes 5 est tiré de force vers le haut par la tige de liaison 12, la came d'actionnement de soupapes 5 étant retenue entièrement dans une position après rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, comme représenté sur la figure 7A.

En se reportant à la figure 7B, lorsque la rotation de la came de manivelle 4 amène le bras de manivelle 11 à tirer le premier bras 10a du culbuteur 10 vers le haut, une quantité de levée correspondante est transmise à la came d'actionnement de soupapes 15 et à l'organe de levée des soupapes 6 par la tige de liaison 12. La quantité de levée est alors suffisamment petite.

Cela mène à une petite quantité de levée de soupape Ll et à un instant d'ouverture retardé des soupapes d'admission 2, en réduisant le chevauchement des soupapes avec les soupapes d'échappement, en obtenant ainsi une amélioration de la consommation du combustible et une 10 rotation stable du moteur dans la plage de charge réduite, par exemple.

D'autre part, pendant la commande de forte levée, l'arbre de commande 16 est amené à tourner dans l'autre direction par l'actionneur électrique en accord avec un 15 signal de commande de l'unité de commande électrique.

Ainsi, en se reportant aux figures 8A et 8B, l'arbre de commande 16 fait tourner la came de commande 17 vers le haut à une position d'angle de rotation prédéterminée pour que la portion épaisse soit amenée vers le bas. Ce 20 faisant, le second bras lob du culbuteur 10 est tourné vers le bas de telle sorte que l'ergot de came 5c de la came d'actionnement 5 des soupapes est poussée vers le bas par la tige de liaison 12, la came d'actionnement 5 des soupapes dans son ensemble étant maintenue dans une 25 position tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, comme représenté sur la figure 8B.

Par conséquent, la position de contact de la face de came 5b de la came d'actionnement 5 des soupapes par rapport à la face supérieure de l'organe de levée 6 des 30 soupapes est amenée sur le côté de l'ergot de came 5c.

Lorsque, en se reportant à la figure 8B, la rotation de la came de manivelle 4 amène le bras de manivelle 11 à tirer vers le haut le premier bras 10a du culbuteur 10, une quantité de levée correspondante est grande par 35 rapport à l'organe de levée 6 des soupapes.

Cela mène à une grande quantité de levée de soupape L2 et à un instant retardé de la fermeture des soupapes d'admission 2, en obtenant une amélioration de l'efficacité de chargement d'admission dans la plage de charge élevée et un rendement suffisant du moteur, par

exemple.

Par ailleurs, dans le premier mode de réalisation, le bras de manivelle 11 a l'extension llb retenue dans l'évidement 10d du premier bras 10a du culbuteur 10 afin d'avoir un mouvement restreint d'un côté vers l'autre, ainsi qu'une portion annulaire lia supportée par les 10 extensions 27a, 27b, 28a, 28b des cames d'actionnement 5 des soupapes à l'état en sandwich, c'est-à-dire à l'état ne produisant pas d'inconvénient pour le fonctionnement du bras de manivelle 11 et des cames d'actionnement 5 des soupapes ayant un mouvement axial libre limité. Par 15 conséquent, le bras de manivelle 11 ne peut pas être amené à basculer, en empêchant la survenue d'une collision partielle vers un côté entre la surface périphérique interne du trou d'engagement lic de la portion annulaire lia du bras de manivelle 11 et la 20 surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4.

De ce fait, l'usure de la surface périphérique interne du trou d'engagement llc et de la surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4 est 25 empêchée de se produire, en entraînant une plus grande durabilité de ceux-ci.

On décrira maintenant le fonctionnement du circuit d'amenée d'huile de lubrification dans le premier mode de réalisation. En se reportant aux figures 1 et 2, pendant 30 le fonctionnement du moteur, l'huile de lubrification s'écoulant dans le premier passage d'huile 18 est amenée à un premier espace de coulissement Ci entre la surface périphérique interne du trou d'engagement llc et la surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4 35 par un premier passage de communication 19. De ce fait, une lubrification forcée est exécutée entre la surface périphérique interne du trou d'engagement lic et la surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4, en obtenant une meilleure performance de lubrification entre celles-ci.

Par conséquent, en combinaison avec le 5 fonctionnement limité du mouvement libre d'un côté vers l'autre de la portion annulaire lla du bras de manivelle 11, l'usure de la portion annulaire lla et de la came de manivelle 4 peut être empêchée d'une manière efficace.

Par ailleurs, l'huile de lubrification s'écoulant 10 de l'espace de coulissement Cl entre la surface périphérique interne du trou d'engagement llc et la surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4 est également amenée entre les faces extérieures de la portion annulaire lia et les extrémités opposées des 15 extensions 27a, 27b, 28a, 28b des cames d'actionnement 5 des soupapes, en obtenant une meilleure performance de lubrification entre celles-ci. En outre, l'huile de lubrification amenée aux extrémités opposées des extensions 27a, 27b, 28a, 28b tombe sur les faces 20 supérieures des organes de levée 6 des soupapes, en obtenant une meilleure performance de lubrification entre les faces supérieures des cames d'actionnement 5 des soupapes et les organes de levée 6 des soupapes.

D'autre part, l'huile de lubrification s'écoulant 25 dans le second passage d'huile 20 est amenée à un second espace de coulissement C2 entre la face interne du trou de support 10c et la face externe de la came de commande 17 à travers le trou diamétral 21 et le second trou de communication 22. Ainsi, une lubrification forcée est 30 effectuée entre la came de commande 17 et le culbuteur 10.

Dans le premier mode de réalisation, les cames d'actionnement 5 des soupapes ont des extrémités de base 5a, chacune formée d'une manière divisée, permettant 35 l'intégration de l'arbre d'entraînement 3 et de la came de manivelle 4.

En particulier, lorsque les extrémités de base 5a des cames d'actionnement 5 des soupapes ne sont pas divisées, l'assemblage des divers composants de chaque cylindre devrait être exécuté de telle sorte que les 5 cames d'actionnement 5 des soupapes viennent en prise avec l'arbre d'entraînement 3 depuis les deux extrémités le long de la direction axiale, ensuite la came de manivelle 4 qui est un élément séparé et distinct de l'arbre d'entraînement 3, est fixée à celui-ci par un axe 10 et analogue, ce qui demande un travail d'assemblage très compliqué. D'autre part, dans le premier mode de réalisation, à cause de la réalisation divisée des extrémités de base 5a, les cames d'actionnement 5 des soupapes peuvent être installées depuis la direction 15 radiale de l'arbre d'entraînement 3 même si la came de manivelle 4 est intégrée dans l'arbre d'entraînement 3 à l'avance.

De ce fait, la came de manivelle 4 peut être intégrée dans l'arbre d'entraînement 3, ce qui se traduit 20 par un travail d'assemblage plus facile dans l'ensemble.

Par ailleurs, la zone axiale projetée ou diamètre de l'arbre d'entraînement 3 et de la came de manivelle 4 unitaire est plus petit que le diamètre interne du trou d'engagement llc du bras de manivelle 11 de telle sorte 25 que même lorsque l'arbre d'entraînement 3 et le bras de manivelle 4 sont intégrés l'un avec l'autre, le bras de manivelle 11 peut être assemblé sur la surface périphérique externe 4a de la came de manivelle 4, ensuite les cames d'actionnement 5 des soupapes à ceux-ci 30 depuis la direction radiale. Cela mène à une excellente possibilité d'assemblage de ces éléments, en augmentant l'efficacité d'assemblage.

En se reportant à la figure 9, il est représenté un deuxième mode de réalisation de la présente invention, 35 qui est sensiblement le même que le premier mode de réalisation, excepté que des rondelles d'ajustage du jeu 32-34 sont agencées entre les extensions internes 27a, 28a des cames d'actionnement 5 des soupapes et les deux faces latérales de la portion annulaire l1a et l'extension extérieure droite 28b et la face intérieure du palier droit 24.

Les rondelles 32 à 34 ont des longueurs axiales différentes. Les rondelles intérieures 32, 33 ont une plus petite longueur axiale et sont réalisées grossièrement en une forme circulaire, tandis que la rondelle extérieure 34 a une plus grande longueur axiale 10 et est réalisée d'une manière cylindrique.

L'agencement sélectif des rondelles 32 à 34 de longueurs différentes fournit l'avantage suivant. Même si les longueurs axiales des extensions 27a, 27b, 28a, 28b varient à cause d'erreurs de formage et d'assemblage et 15 analogue des composants qui rendent le positionnement précis des cames d'actionnement 5 des soupapes impossible, le montage sélectif des rondelles 32 à 34 permet l'ajustement des espaces entre les paliers 24 et la portion annulaire lia. Ainsi, un mouvement axial libre 20 de la portion annulaire lia du bras de manivelle 11 peut être limité d'une manière sûre.

Les rondelles 32 à 34 peuvent être préparées à l'avance en des longueurs axiales différentes correspondant aux longueurs axiales des espaces entre les 25 paliers 24 et la portion annulaire lia, ou bien leur longueur axiale peut être ajustée après avoir mesuré les espaces.

En option, les rondelles 32 à 34 peuvent être replacées par des pièces d'écartement simples d'une 30 épaisseur donnée. A titre d'exemple, lorsque la rondelle 32 est remplacée par une pièce d'écartement, la face d'extrémité de la came d'actionnement 5 des soupapes et la face latérale du bras de manivelle 11, qui pivotent séparément, ne viennent pas directement en contact l'une 35 avec l'autre, en empêchant l'usure de la face d'extrémité et de la face latérale. Lorsque la rondelle 34 est remplacée par une pièce d'écartement, la face latérale de la culasse de cylindre 1 réalisée en aluminium ou analogue ne vient pas en contact direct avec la face d'extrémité de la came d'actionnement 5 des soupapes, en empêchant l'usure de la face latérale du palier 24.

En se reportant aux figures 10 à 15, il est représenté un troisième mode de réalisation de la présente invention. L'appareil d'actionnement des soupapes comprend deux soupapes d'admission 102 réalisées d'une manière coulissante sur une culasse de cylindre 100 10 par des guides de soupape, non représentés, un arbre d'entraînement creux 103 disposé dans la direction longitudinale du moteur, une came de manivelle 104 fixée à l'arbre d'entraînement 103 à une position prédéterminée, deux cames d'actionnement de soupapes 105 15 supportées d'une manière coulissante sur l'arbre d'entraînement 103 et disposées d'une manière symétrique par rapport à la came de manivelle 104 et pour ouvrir/fermer des soupapes d'admission 102 par des organes de levée 106 des soupapes, un mécanisme de 20 transmission 107 connecté entre la came de manivelle 104 et les cames d'actionnement 105 des soupapes pour transmettre le couple de la came de manivelle 104 aux cames d'actionnement 105 des soupapes comme force de pivotement ou de basculement ou force d'ouverture des 25 soupapes et un mécanisme de commande 108 pour faire varier la position fonctionnelle du mécanisme de transmission 107.

En se reportant à la figure 10, chaque soupape d'admission 102 est sollicitée dans la direction de 30 fermeture par un ressort de soupape 109 agencé entre le fond d'un alésage grossièrement cylindrique ménagé dans une extrémité supérieure de la culasse de cylindre 101 et un organe de retenue de ressort agencé à une extrémité supérieure d'une tige de soupape.

L'arbre d'entraînement 103 est disposé dans la direction longitudinale du moteur, et ses deux extrémités sont supportées à rotation par des paliers, non représentés, agencés dans une portion supérieure de la culasse de cylindre 101. L'arbre d'entraînement 103 reçoit un couple d'un vilebrequin du moteur par un pignon à chaîne menée agencé à une extrémité, une chaîne de 5 distribution étant enroulée sur le pignon à chaîne menée et analogue, non représentée. L'arbre d'entraînement 103 est amené à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant la figure 10.

En se reportant aux figures 10 et 14, la came de 10 manivelle 104 ayant sensiblement une forme en disque est intégrée dans l'arbre d'entraînement 103 et présente un centre Y décalé par rapport à un axe X de l'arbre d'entraînement 103 et une surface périphérique externe 104a réalisée avec un profil de came d'un cercle 15 excentrique.

En se reportant à la figure 2, les cames d'actionnement de soupapes 105 sont toutes les deux réalisées grossièrement comme une goutte d'eau et ont une extrémité de base 105a construite pour pivoter autour de 20 l'axe X de l'arbre d'entraînement 103 par un arbre à cames et une face de came 105b formée sur le côté inférieur. La face de came 105b comporte une face de cercle de base sur le côté de l'extrémité de base 105a, une face formant rampe s'étendant circulairement depuis 25 la face de cercle de base vers un ergot de came 105c ainsi qu'une face de levée s'étendant de la face formant rampe à une face supérieure, la levée maximale étant réalisée à une extrémité frontale de l'ergot de came 105c. La face de cercle de base, la face formant rampe, 30 la face de levée et la face supérieure viennent en contact avec des points prédéterminés de la face supérieure de l'organe de levée 106 des soupapes en accord avec la position de pivotement des cames d'actionnement 105 des soupapes.

En se reportant à la figure 10, l'extrémité de base 105a de la came d'actionnement 105 des soupapes comporte des divisions supérieure et inférieure 105d, 105e obtenues par rapport à l'arbre d'entraînement 103 et couplées par des boulons 123 depuis la direction verticale. A l'état accouplé, les divisions supérieure et inférieure 105d, 105e ont des surfaces internes semi5 circulaires formées sur des faces de coulissement circulaires 105f qui viennent en contact de coulissement avec la surface périphérique externe de l'arbre d'entraînement 103.

En se reportant aux figures 12 et 14, le mécanisme 10 de transmission 107 comprend un culbuteur 110 disposé audessus de l'arbre d'entraînement 103, un bras de manivelle 111 pour relier un premier bras 110a du culbuteur 110 à la came de manivelle 104 ainsi qu'une paire de tiges de liaison 112 pour relier un second bras 15 110b du culbuteur 110 aux cames d'actionnement 105 des soupapes.

Le culbuteur 110 possède au centre une base cylindrique avec un trou de support 11Oc formé à travers celui-ci depuis la direction latérale, comme représenté 20 sur la figure 10, et par lequel le culbuteur 110 est supporté d'une manière pivotante par une came de commande 117, comme cela sera décrit ultérieurement. En se reportant à la figure 11, le premier bras 110a s'étendant depuis un côté radial de la base cylindrique présente un 25 axe 113 agencé à travers celui-ci, tandis que le second bras 110ob s'étendant depuis l'autre côté radial de la base cylindrique présente deux portions bifurquées correspondant à deux cames d'actionnement 105 des soupapes. Les seconds bras bifurqués 11Ob sont disposés 30 d'une manière symétrique par rapport à la base cylindrique, chacun ayant à une extrémité frontale un trou d'axe 11Od formé à travers celle-ci pour recevoir un axe 114 afin de coupler le second bras llOb à une première extrémité 112a de la tige de liaison 112. Des 35 bagues d'enclenchement sont montées sur les deux extrémités des axes 113, 120 pour empêcher la sortie de prise de ceux-ci. Par ailleurs, les seconds bras bifurqués llOb servent à transmettre une force de basculement aux cames d'actionnement 105 des soupapes par des tiges de liaison 112 depuis au-dessus dans la direction de gravitation. Les seconds bras 110b se 5 situent axialement grossièrement dans les mêmes positions par rapport aux cames d'actionnement 105 des soupapes.

Par ailleurs, le culbuteur 110 présente un côté inférieur 110e orienté vers la came de manivelle 104 et comprenant une surface courbée d'une manière concave dans 10 l'ensemble.

En se reportant aux figures 10 et 14, le bras de manivelle 111 comporte une portion annulaire 11la d'un diamètre relativement grand et une extension lllb agencée dans une position prédéterminée de la surface 15 périphérique externe de la portion annulaire 111a. La portion annulaire 11la présente au centre un trou d'engagement 111c dans lequel la surface périphérique externe 104a de la came de manivelle 104 est engagée d'une manière tournante. L'extension 111 présente un trou 20 d'axe 111d dans lequel l'axe 113 est engagé d'une manière tournante.

En se reportant à la figure 12, la tige de liaison 112 est réalisée pour avoir sensiblement une forme en C en section transversale par un travail de pressage, et 25 possède au voisinage de chaque extrémité 112a, 112b deux portions de plaque qui se font face, présentant un trou d'axe 112c, 112d. A travers les trous d'axe 112c, 112d sont agencés un axe 114 pour coupler d'une manière tournante l'extrémité 112a au second bras llOb du 30 culbuteur 110 ainsi qu'un axe 115 pour coupler d'une manière tournante l'extrémité 112b à l'ergot de came 105c de la came d'actionnement 105 des soupapes.

En se reportant aux figures 12 et 14, le mécanisme de commande 108 comprend un arbre de commande 116 35 supporté d'une manière tournante sur un palier, non représenté, disposé au-dessus de l'arbre d'entraînement 103, et une came de commande 117 fixée à la périphérie externe de l'arbre de commande 116 pour former un point d'appui de basculement du culbuteur 110.

L'arbre de commande 116 est disposé parallèlement à l'arbre d'entraînement 103 pour s'étendre dans la 5 direction longitudinale du moteur, et sa rotation est réglée dans un angle de rotation prédéterminé par un mécanisme d'engrenage par un actionneur électrique ou moteur à courant continu, non représenté, agencé à une extrémité. La came de commande 117 est réalisée en une 10 forme cylindrique et présente un axe Pl décalé d'une quantité de la portion épaisse par rapport à un axe P2 de l'arbre de commande 116.

L'actionneur électrique est entraîné par un signal de commande d'une unité de commande électrique, non 15 représentée, pour déterminer les conditions de fonctionnement du moteur. L'unité de commande électrique comprend un micro-ordinateur et détermine par calcul et analogue les conditions de fonctionnement courantes du moteur en accord avec des signaux de détection provenant 20 de divers capteurs, comme d'un capteur de l'angle de vilebrequin, d'un débitmètre d'air, d'un capteur de la température de l'agent de refroidissement et d'un potentiomètre pour détecter la position de rotation de l'arbre de commande 116, en fournissant un signal de 25 commande à l'actionneur électrique.

Un circuit d'amenée d'huile de lubrification est agencé pour fournir de l'huile de lubrification à la circonférence des axes 113, 114, 115 en accord avec le fonctionnement du moteur.

En particulier, en se reportant aux figures 10 et 12, le circuit d'amenée d'huile de lubrification comprend un premier passage d'huile 118 formé à travers l'arbre d'entraînement 103 axialement, un premier passage de communication 119 formé à travers une came de manivelle 35 104 radialement afin de réaliser une communication fluidique entre le premier passage d'huile 118, la face périphérique externe 104a de la came de manivelle 104 et le trou d'engagement 111c du bras de manivelle 111, un deuxième passage d'huile 120 formé à travers l'arbre de commande 116 axialement, un trou diamétral 121 formé à travers l'arbre de commande 116 diamétralement afin de 5 communiquer avec le deuxième passage d'huile 120, et un deuxième passage de communication 122 formé à travers une portion épaisse de la came de commande 117 radialement pour réaliser une communication fluidique entre le trou diamétral 121, la surface interne du trou de support 110c 10 du culbuteur 110 et la surface externe de la came de commande 117.

Le premier passage d'huile 118 et le second passage d'huile 120 communiquent avec un passage d'introduction d'huile, non représenté, s'étendant à partir d'une 15 canalisation d'huile agencée dans la culasse de cylindre 101 vers l'intérieur des paliers pour supporter l'arbre d'entraînement 103 et l'arbre de commande 116.

Le fonctionnement du mécanisme de modification dans le troisième mode de réalisation sera décrit brièvement. 20 Pendant la commande de faible levée, l'arbre de commande 116 est tourné dans une direction par l'actionneur électrique en accord avec un signal de commande de l'unité de commande électrique. Ainsi, en se reportant aux figures 16A et 16B, la portion épaisse de la came de 25 commande 117 est tournée vers la droite, comme on le voit sur les figures 16A et 16B, par rapport à l'arbre de commande 116, la came de commande 117 étant retenue dans cette position d'angle de rotation. Ce faisant, le second bras 11Ob du culbuteur 110 est tourné vers le haut de 30 telle sorte que l'ergot de came 105c de la came d'actionnement de soupape 105 est tiré de force vers le haut par la tige de liaison 112, la came d'actionnement 105 des soupapes dans son ensemble étant retenue dans une position tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, 35 comme représenté sur la figure 16A.

Lorsque, en se reportant à la figure 16B, la rotation de la came de manivelle 104 sollicite le bras de manivelle 111 à tirer vers le haut le premier bras 110a du culbuteur 110, une quantité de levée correspondante est transmise à la came d'actionnement des soupapes 105 et à l'organe de levée 106 des soupapes par la tige de 5 liaison 112. La quantité de levée est alors suffisamment petite.

Cela entraîne une petite quantité de levée Li de la soupape et un temps d'ouverture retardé des soupapes d'admission 102, en réduisant le chevauchement des 10 soupapes avec les soupapes d'échappement, en obtenant ainsi une amélioration de la consommation du combustible ainsi qu'une rotation stable du moteur dans la plage de charge réduite, par exemple.

D'autre part, pendant la forte commande de levée, 15 l'arbre de commande 116 est tourné dans l'autre direction par l'actionneur électrique en accord avec un signal de commande de l'unité de commande électrique. Ainsi, en se reportant aux figures 17A et 17B, l'arbre de commande 116 fait tourner la came de commande 117 vers le haut à une 20 position prédéterminée de l'angle de rotation pour que la portion épaisse soit déplacée vers le bas. Ce faisant, le second bras 11Ob du culbuteur 110 est tourné vers le bas de telle sorte que l'ergot de came 105c de la came d'actionnement 105 des soupapes est poussé vers le bas 25 par la tige de liaison 112, la came d'actionnement 105 des soupapes dans son ensemble étant retenue dans une position tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, comme représenté sur la figure 17B.

Par conséquent, la position de contact de la face 30 de came 105b de la came d'actionnement 105 des soupapes par rapport à la face supérieure de l'organe de levée 106 des soupapes est déplacée sur le côté de l'ergot de came 105c. Lorsque, en se reportant à la figure 17B, la rotation de la came de manivelle 104 sollicite le bras de 35 manivelle 111 à tirer vers le haut le premier bras llOa du culbuteur 110, une quantité de levée correspondante est grande par rapport à l'organe de levée 106 des soupapes.

Cela entraîne une grande quantité de levée de soupape L2 et un temps de fermeture retardé des soupapes 5 d'admission 102, en obtenant une amélioration de l'efficacité de chargement d'admission dans la plage de charge élevée ainsi qu'un rendement suffisant du moteur,

par exemple.

On décrira maintenant le fonctionnement du circuit 10 d'amenée d'huile de lubrification dans le troisième mode de réalisation. En se reportant à la figure 10, pendant le fonctionnement du moteur, l'huile de lubrification s'écoulant dans le premier passage d'huile 118 est amenée à un premier espace de coulissement Cl entre la surface 15 périphérique interne du trou d'engagement lllc et la surface périphérique externe 104a de la came de manivelle 104 par un premier passage de communication 119. Ainsi, une lubrification forcée est effectuée entre le trou d'engagement lllc et la came de manivelle 104.

Après avoir exécuté une lubrification suffisante entre la surface périphérique interne du trou d'engagement lllc et la surface périphérique externe 104a de la came de manivelle 104, l'huile de lubrification s'écoule de l'espace de coulissement Ci à cause de la 25 rotation excentrique à vitesse élevée de la came de manivelle 104. L'huile de lubrification est ensuite éclaboussée dans la direction de rotation, comme représenté par la flèche Q1 sur la figure 10, c'est-àdire dans la direction du côté inférieur courbé 110e ou 30 une portion cylindrique 110e' du culbuteur 110, qui adhère à celle-ci.

L'huile de lubrification en adhésion au côté inférieur 110e ou à la portion cylindrique 110e' est amenée principalement à la circonférence de l'axe 14 le 35 long du côté inférieur de la surface interne du second bras 110b, comme représenté par la flèche Q2 sur la figure 10, à cause de laforce centrifuge et analogue produite par le mouvement de basculement du culbuteur 110. L'accélération de cet effet résulte de la structure du second bras 11Ob transmettant une force de basculement à la came d'actionnement 105 des soupapes par la tige de 5 liaison 112 depuis audessus dans la direction de gravitation.

D'autre part, l'huile de lubrification s'écoulant dans le deuxième passage d'huile 120 est amenée à un deuxième espace de coulissement C2 entre la face interne 10 du trou de support 110c et la face externe de la came de commande 117 à travers le trou diamétral 121 et le second trou de communication 122. De ce fait, une lubrification forcée est effectuée entre la came de commande 117 et le culbuteur 110.

En se reportant à la figure 11, après avoir exécuté la lubrification entre la came de commande 117 et le culbuteur 110, l'huile de lubrification s'écoule de l'espace de coulissement C2 pour être amenée principalement à la circonférence de l'axe 114 le long de 20 la surface externe du second bras 110b du culbuteur 110, comme représenté par des flèches Q3. A l'axe 114, le flux d'huile de lubrification Q3 se fond dans le flux d'huile de lubrification Q2 avançant le long du côté interne ou du côté inférieur du second bras llOb, en lubrifiant la 25 circonférence de l'axe 114.

De plus, après la lubrification de la circonférence de l'axe 114, l'huile de lubrification s'écoule vers le bas le long de la surface interne de la tige de liaison 112 par gravitation pour être amenée à la circonférence 30 de l'axe inférieur 115. Les seconds bras 11Ob du culbuteur 110 par lesquels les axes 114 sont retenus, se situent au-dessus des axes 115 comme points d'action des cames d'actionnement 105 des soupapes dans la direction de gravitation et sensiblement dans les mêmes positions 35 axiales par rapport à celle-ci, en obtenant une amenée plus efficace de l'huile de lubrification à la circonférence des axes 115.

Cela permet une lubrification active de la circonférence des axes 114, 115 et des trous d'axe 11Od, 112c, 112d, en obtenant une meilleure performance de lubrification à ces sites, ce qui se traduit par un meilleur empêchement d'une survenue d'usure.

En outre, après la lubrification de la circonférence de l'axe 115, l'huile de lubrification s'écoule le long de la surface externe de la came d'actionnement 105 des soupapes, et passe de l'ergot de 10 came 105c à la face de came 105d pour être également amenée entre la face de came 105b et la face supérieure de l'organe de levée 106 des soupapes et entre la surface périphérique externe de l'organe de levée 106 des soupapes et un trou de retenue 0lla du cylindre 101 dans 15 lequel l'organe de levée 106 des soupapes se déplace d'une manière coulissante, en obtenant une lubrification suffisante de ces portions de coulissement. Cela permet d'atteindre à la fois une opération de coulissement toujours régulière et l'empêchement de la survenue d'une 20 usure de celles-ci.

De plus, comme représenté sur la figure 10, l'huile de lubrification s'écoulant du second espace de coulissement C2 s'écoule le long de la surface périphérique externe du premier bras 11Oa du culbuteur 25 110 par une force centrifuge résultant du mouvement de pivotement et analogue du culbuteur 110, et est amenée à la circonférence de l'axe 113. Cela permet d'obtenir une performance de lubrification excellente de la circonférence de l'axe 113.

En outre, dans le troisième mode de réalisation, les cames d'actionnement 105 des soupapes ont des extrémités de base 105a dont chacune est formée d'une manière divisée, permettant l'intégration de l'arbre d'entraînement 103 et de la came de manivelle 104.

En particulier, lorsque les extrémités de base 105a des cames d'actionnement 105 des soupapes ne sont pas réalisées chacune d'une manière divisée, l'assemblage de divers composants de chaque cylindre devrait être exécuté de façon que les cames d'actionnement 105 des soupapes viennent en prise avec l'arbre d'entraînement 103 depuis les deux extrémités le long de la direction axiale, 5 ensuite la came de manivelle 104, qui est un élément séparé et distinct de l'arbre d'entraînement 103, est fixée à celui-ci par un axe et analogue, ce qui demande un travail d'assemblage très compliqué. D'autre part, dans le troisième mode de réalisation, à cause de la 10 formation divisée des extrémités de base 105a, les cames d'actionnement 105 des soupapes peuvent être montées depuis la direction radiale de l'arbre d'entraînement 103 même si la came de manivelle 104 est intégrée dans l'arbre d'entraînement 103 à l'avance.

De ce fait, l'intégration de la came de manivelle 104 dans l'arbre d'entraînement 103 peut être atteinte, ce qui se traduit non seulement par un nombre réduit de pièces, mais également par une plus grande force de l'arbre d'entraînement 103 étant donné qu'il n'est pas 20 nécessaire de former dans celui-ci un trou d'axe et analogue.

Par ailleurs, la zone axiale projetée ou diamètre de l'arbre d'entraînement 103 et de la came de manivelle 104 unitaires est plus petite que le diamètre interne du 25 trou d'engagement 11lc du bras de manivelle 111 de telle sorte que même lorsque l'arbre d'entraînement 103 et la came de manivelle 104 sont intégrés, le bras de manivelle 111 peut être monté sur la surface périphérique externe 104a de la came de manivelle 104, ensuite les cames 30 d'actionnement 105 des soupapes à celles-ci depuis la direction radiale. Cela entraîne une excellente possibilité d'assemblage de ces éléments, en améliorant l'efficacité d'assemblage.

Comme décrit ci-dessus, en accord avec la présente 35 invention, la portion annulaire du bras de manivelle est supportée par les faces d'extrémité intérieures opposées des cames d'actionnement des soupapes à l'état en sandwich, c'est-à-dire à l'état o elles n'entraînent pas d'inconvénients pour le fonctionnement du bras de manivelle et des cames d'actionnement des soupapes, le mouvement axial libre étant limité. Par conséquent, le 5 bras de manivelle ne peut pas être basculé, en empêchant la survenue d'une collision partielle sur un côté entre la surface périphérique interne de la portion annulaire et la surface périphérique externe de la came de manivelle. Par conséquent, l'usure de ces sites est 10 empêchée, en entraînant une plus grande durabilité de ceux-ci.

En outre, par suite de l'agencement de la rondelle, la face d'extrémité de la came d'actionnement des soupapes et la face latérale du bras de manivelle, qui 15 pivotent séparément, ne viennent pas en contact direct l'une avec l'autre, en empêchant l'usure de la face d'extrémité et de la face latérale. De plus, même si la largeur des cames d'actionnement des soupapes, c'est-àdire la longueur axiale de l'arbre d'entraînement varie, 20 en rendant le positionnement précis des cames d'actionnement des soupapes impossible, la rondelle permet l'ajustement de l'espace, en empêchant d'une manière sûre un mouvement axial libre de la portion annulaire du bras de manivelle.

Par ailleurs, à cause de l'agencement du circuit d'amenée d'huile de lubrification, une lubrification forcée a lieu entre la surface périphérique interne de la portion annulaire du bras de manivelle et la surface périphérique externe de la came de manivelle, en obtenant 30 une meilleure performance de lubrification entre cellesci. De ce fait, en combinaison avec l'opération d'empêchement d'un mouvement axial libre de la portion annulaire, l'usure de la portion annulaire et de la came de manivelle peut être empêchée efficacement.

Par ailleurs, l'huile de lubrification s'écoulant entre la surface périphérique interne de la portion annulaire du bras de manivelle et la surface périphérique externe de la came de manivelle est également amenée entre la portion annulaire et les cames d'actionnement des soupapes, en obtenant une meilleure performance de lubrification entre celles-ci.

En outre, les faces d'extrémité extérieures des cames d'actionnement des soupapes butent contre les paliers afin d'avoir un mouvement axial restreint, en permettant un empêchement plus sûr d'un mouvement axial accidentel du bras de manivelle.

Toujours en outre, pendant le fonctionnement du moteur, l'huile de lubrification amenée de l'intérieur de l'arbre d'entraînement à la surface périphérique externe de la came de manivelle est éclaboussée de la surface périphérique externe par la rotation de la came de 15 manivelle, qui adhère à la face extérieure côté came de manivelle de la portion du bras du culbuteur. L'huile de lubrification en adhérence à la face extérieure s'écoule vers le bas le long de la face externe de la portion de bras par suite de la gravitation et du mouvement pivotant 20 du culbuteur et est activement amenée aux points d'action de la came d'actionnement des soupapes, c'est-à-dire la circonférence d'une portion pivotante de la portion de bras et de la came d'actionnement des soupapes. Cela entraîne une grande amélioration de la performance de 25 lubrification de la circonférence de la portion pivotante, en empêchant la survenue de l'usure de celleci.

En outre, l'huile de lubrification projetée par la came de manivelle est facilement reçue par le côté 30 inférieur concave du culbuteur ayant une plus grande zone. Par ailleurs, l'huile de lubrification adhérant au côté inférieur concave s'écoule facilement vers le bas le long de la surface courbée de celui-ci vers la came d'actionnement des soupapes et le point pivotant.

En outre, à cause de l'agencement du mécanisme de modification, une amélioration de la performance du moteur peut être obtenue en variant la quantité de levée des soupapes.

Par ailleurs, à cause de la formation divisée des cames d'actionnement des soupapes, les cames 5 d'actionnement des soupapes peuvent être montées depuis la direction radiale de l'arbre d'entraînement, en permettant l'intégration de la came de manivelle dans l'arbre d'entraînement à l'avance, ce qui se traduit par un travail d'assemblage plus facile dans l'ensemble.

Après avoir décrit la présente invention en rapport avec les modes de réalisation illustratifs, il faut noter que la présente invention n'est pas limitée à ceux-ci, et que divers changements et modifications peuvent être faits sans s'éloigner de l'étendue de la présente 15 invention.

A titre d'exemple, la présente invention peut être appliquée non seulement aux soupapes d'admission, mais également aux soupapes d'échappement. Par ailleurs, la présente invention peut être appliquée à un appareil 20 d'actionnement ordinaire des soupapes ne comportant pas de mécanisme de modification.

Enfin, le culbuteur peut être du type ordinaire dont une extrémité appuie directement sur les soupapes du moteur.

Les enseignements complets de la demande de brevet japonais P2003-156166, déposée le 2 juin 2003 et de la demande de brevet japonais P2003-156165, déposée le 2 juin 2003, font partie de la technique à laquelle on peut se référer.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un arbre d'entraînement (3) qui reçoit un couple du moteur; une came de manivelle (4) qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement (3), la came de manivelle ayant un 10 axe excentrique à un axe de l'arbre d'entraînement; un bras de manivelle (11) comprenant une portion annulaire pour tenir d'une manière rotative dans celle-ci la came de manivelle (4), le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une 15 force de va-et- vient; un culbuteur (10) qui pivote par une force d'entraînement dérivée du bras de manivelle (11) ; et deux cames d'actionnement des soupapes (5) supportées d'une manière pivotante sur l'arbre 20 d'entraînement, les cames d'actionnement des soupapes pivotant par une force de basculement dérivée du culbuteur pour entraîner les soupapes du moteur, les cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de manivelle (4), les cames 25 d'actionnement des soupapes ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre, les faces d'extrémité intérieures présentant entre elles la portion annulaire (lia) du bras de manivelle (11) supportée à la manière d'un sandwich depuis une direction axiale de 30 l'arbre d'entraînement (3).

2. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit d'amenée d'huile de lubrification qui amène de l'huile de lubrification de l'intérieur de 35 l'arbre d'entraînement à un espace entre la came de manivelle (4) et la portion annulaire (lia) du bras de manivelle (11).

3. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des paliers (24) utilisés pour l'arbre d'entraînement et fixés à un cylindre, en ce que les 5 cames d'actionnement des soupapes ont des faces d'extrémité extérieures opposées aux faces d'extrémité intérieures et en ce que le déplacement axial des faces d'extrémité extérieures est empêché par les paliers (24).

4. Appareil d'actionnement des soupapes selon la 10 revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un arbre de commande (16) ; une came de commande (17) fixée sur la périphérie externe de l'arbre de commande, la came de commande ayant 15 une surface périphérique externe pour supporter d'une manière pivotante le culbuteur (10) ; une tige de liaison (12) qui relie une portion de bras du culbuteur aux cames d'actionnement des soupapes; et un mécanisme de modification qui fait varier une quantité de levée des soupapes du moteur, et en ce que la rotation de l'arbre de commande et de la came de commande est réglée en accord avec les conditions de fonctionnement du moteur pour faire varier 25 un point d'appui de basculement du culbuteur (10), en changeant ainsi les positions de coulissement des cames d'actionnement des soupapes par rapport aux soupapes du moteur.

5. Appareil d'actionnement des soupapes selon la 30 revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (3) et la came de manivelle (4) forment un ensemble unitaire.

6. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cames 35 d'actionnement des soupapes (5) comprennent chacune des divisions supérieure et inférieure, et en ce que, lorsqu'elles sont couplées l'une à l'autre par un élément de couplage, les divisions établissent un contact de coulissement avec une surface périphérique externe de l'arbre d'entraînement.

7. Appareil d'actionnement des soupapes selon la 5 revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de couplage comprend un boulon (23).

8. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cames d'actionnement des soupapes (5) comportent chacune une 10 face de coulissement cylindrique (1) qui vient en contact de coulissement avec la surface périphérique externe de l'arbre d'entraînement (3).

9. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de 15 manivelle (11) et le culbuteur (10) sont couplés en rotation par un axe.

10. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 9, caractérisé en ce que le culbuteur présente un évidement (10d) dans lequel le bras de 20 manivelle (11) est couplé à rotation au culbuteur (10) à l'état o il est agencé dans l'évidement.

11. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion annulaire (11a) du bras de manivelle a une épaisseur 25 axiale qui est plus grande que l'épaisseur axiale de la came de manivelle (4).

12. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cames d'actionnement des soupapes (5) sont disposées 30 sensiblement d'une manière symétrique par rapport à la came de manivelle, en ce que le culbuteur comprend une portion de bras (10a) pour transmettre la force de basculement à des points d'action des cames d'actionnement des soupapes depuis au-dessus dans une 35 direction de gravitation, l'appareil d'actionnement des soupapes comprenant en outre: un arbre de commande sur lequel le culbuteur est réalisé d'une manière pivotante; et un circuit d'amenée d'huile de lubrification qui amène une huile de lubrification de l'intérieur de 5 l'arbre d'entraînement à une surface périphérique externe de la came de manivelle, et depuis l'intérieur de l'arbre de commande (16) au culbuteur (10).

13. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 12, o le culbuteur (10) possède un côté 10 inférieur orienté vers la came de manivelle (4), ledit côté inférieur ayant une surface courbée d'une manière concave.

14. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en 15 outre: une came de commande (17) fixée sur une périphérie externe de l'arbre de commande (16), la came de commande ayant une surface périphérique externe pour supporter d'une manière pivotante le culbuteur; une tige de liaison (12) qui relie une portion de bras du culbuteur aux cames d'actionnement des soupapes; et un mécanisme de modification qui fait varier une quantité de levée des soupapes du moteur, et en ce que la rotation de l'arbre de commande et de la came de commande est commandée en accord avec les états de fonctionnement du moteur pour faire varier un point d'appui de basculement du culbuteur (10), en changeant ainsi les positions de coulissement des cames 30 d'actionnement des soupapes (5) par rapport aux soupapes du moteur.

15. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 12, caractérisé en ce que les cames d'actionnement des soupapes (5) comprennent chacune une 35 base (24a) comprenant des divisions supérieure et inférieure, la base servant de point d'appui de basculement à la came d'actionnement des soupapes.

16. Appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un arbre d'entraînement (3) qui reçoit un couple du moteur; une came de manivelle (4) qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement, la came de manivelle ayant un axe excentrique à l'axe de l'arbre d'entraînement; un bras de manivelle (11) comprenant une portion 10 annulaire (lla) pour tenir à rotation dans celle-ci la came de manivelle, le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une force de va-etvient; un culbuteur (10) qui pivote sous une force 15 d'entraînement dérivée du bras de manivelle; une paire de cames d'actionnement (5) des soupapes supportées d'une manière pivotante sur l'arbre d'entraînement, les cames d'actionnement des soupapes pivotant sous une force de basculement dérivée du 20 culbuteur (10) pour entraîner les soupapes du moteur, les cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de manivelle, les cames d'actionnement des soupapes ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre; et une rondelle (32) agencée au moins entre l'une des faces d'extrémité intérieures des cames d'actionnement des soupapes et le bras de manivelle, la rondelle et les faces d'extrémité intérieures des cames d'actionnement des soupapes coopérant pour avoir entre elles la portion 30 annulaire (lia) du bras de manivelle supporté à la manière d'un sandwich d'une direction axiale de l'arbre d'entraînement.

17. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en 35 outre des paliers (24) utilisés pour l'arbre d'entraînement et fixés à un cylindre, o les cames d'actionnement des soupapes ont des faces d'extrémité extérieures opposées aux faces d'extrémité intérieures, et en ce que le déplacement axial des faces d'extrémité extérieures est empêché par les paliers.

18. Appareil d'actionnement des soupapes selon la 5 revendication 17, caractérisé en ce que la rondelle (32) a une longueur ajustable en accord avec la longueur axiale de l'espace.

19. Appareil d'actionnement des soupapes selon la revendication 16, caractérisé en ce que la rondelle (32) 10 comprend une pièce d'écartement afin de réduire l'usure.

20. Appareil d'actionnement des soupapes pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un arbre d'entraînement (3) qui reçoit un couple du 15 moteur; une came de manivelle (4) qui reçoit un couple de l'arbre d'entraînement (3), la came de manivelle ayant un axe excentrique à un axe de l'arbre d'entraînement; un bras de manivelle (11) comprenant une portion 20 annulaire (11a) pour retenir à rotation dans celle-ci la came de manivelle (4), le bras de manivelle convertissant le couple de la came de manivelle en une force de va- etvient; un mécanisme de transmission qui convertit une 25 force d'entraînement dérivée du bras de manivelle en une force de basculement; et une paire de cames d'actionnement des soupapes (5) qui pivotent sous la force de basculement du mécanisme de transmission pour entraîner les soupapes du moteur, les 30 cames d'actionnement des soupapes étant disposées sur les deux côtés de la came de manivelle, les cames d'actionnement des soupapes ayant des faces d'extrémité intérieures opposées l'une à l'autre, les faces d'extrémité intérieures retenant entre elles la portion 35 annulaire (11a) du bras de manivelle supportée à la manière d'un sandwich depuis une direction axiale de l'arbre d'entraînement.