FR2891005A1 - Internal combustion engine valve gear drive device for automobile field, has two shafts connected and inter-connected by respective homo-kinematic connection and with cams actuating inlet and outlet valves respectively - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de distribution d'un moteur àThe present invention relates to a device for dispensing a motor
combustion interne du type comprenant quatre soupapes par cylindre du moteur, respectivement deux soupapes d'admission et deux soupapes internal combustion of the type comprising four valves per cylinder of the engine, respectively two intake valves and two valves
d'échappement.exhaust.
Un tel dispositif de distribution est connu et représenté aux figures 1 et 2. Selon ce dispositif, les deux soupapes d'admission 1 sont déplaçables en translation guidée par rapport à la culasse (non représentée) du moteur sous la commande respectivement de deux cames 2 portées par un arbre à cames 3 monté à rotation dans la culasse par deux paliers de support non représentés. Chaque came 2 agit sur la queue la de la soupape d'admission correspondante 1 par l'intermédiaire d'un poussoir 4 à déplacement en translation guidé relativement à la culasse et disposé coaxialement à la tige de soupape 1. Such a dispensing device is known and shown in FIGS. 1 and 2. According to this device, the two intake valves 1 are movable in guided translation with respect to the cylinder head (not shown) of the engine under the control respectively of two cams 2 carried by a camshaft 3 rotatably mounted in the cylinder head by two support bearings not shown. Each cam 2 acts on the tail 1a of the corresponding intake valve 1 via a pusher 4 with translation displacement guided relative to the yoke and arranged coaxially with the valve stem 1.
De même, les deux soupapes d'échappement 5 sont déplaçables en translation guidée par rapport à la culasse du moteur sous la commande respectivement de deux cames 6 portées par un arbre à cames 7 monté à rotation dans la culasse par deux paliers de support non représentés. Chaque came 6 agit sur la queue 5a de la soupape d'échappement correspondante 5 par l'intermédiaire d'un poussoir 8 monté à coulissement guidé relativement à la culasse et disposé coaxialement à la tige de soupape 5. Similarly, the two exhaust valves 5 are movable in guided translation relative to the cylinder head of the engine under the control respectively of two cams 6 carried by a camshaft 7 rotatably mounted in the cylinder head by two support bearings not shown . Each cam 6 acts on the tail 5a of the corresponding exhaust valve 5 via a pusher 8 slidably mounted guided relative to the cylinder head and arranged coaxially with the valve stem 5.
La culasse, qui est fixée au bloc cylindre du moteur, comporte pour chaque cylindre une paroi convexe extérieurement 9 définissant une chambre interne de combustion sensiblement hémisphérique. Chaque soupape d'admission 1 a sa tête lb logée dans une ouverture d'admission de combustible dans la chambre de combustion hémisphérique tandis que chaque soupape d'échappement 5 a sa tête 5b logée dans une ouverture d'échappement des gaz de combustion de cette chambre. Les axes longitudinaux des deux soupapes d'admission 1 le long desquels elles se déplacent, ainsi que les axes longitudinaux des deux soupapes d'échappement 5 le long desquels elles se déplacent, s'étendent à partir d'un même point situé sur l'axe vertical central du cylindre associé. Les deux axes longitudinaux des soupapes d'admission 1 tout comme les deux axes longitudinaux des soupapes d'échappement 5 définissent entre eux un angle déterminé, par exemple d'environ 20 , à partir de leur point d'intersection avec l'axe vertical central du cylindre associé. Les deux soupapes d'admission 1, l'arbre à cames 3 et les poussoirs 4 sont disposés symétriquement aux deux soupapes d'échappement 5, à l'arbre à cames 7 et aux poussoirs 8 relativement à un plan médian contenant l'axe vertical central du cylindre associé. The cylinder head, which is fixed to the cylinder block of the engine, comprises for each cylinder an externally convex wall 9 defining a substantially hemispherical internal combustion chamber. Each intake valve 1 has its head 1b housed in a fuel inlet opening in the hemispherical combustion chamber while each exhaust valve 5 has its head 5b housed in an exhaust opening of the combustion gases of this bedroom. The longitudinal axes of the two intake valves 1 along which they move, as well as the longitudinal axes of the two exhaust valves 5 along which they move, extend from the same point on the central vertical axis of the associated cylinder. The two longitudinal axes of the intake valves 1 as well as the two longitudinal axes of the exhaust valves 5 define between them a given angle, for example of about 20, from their point of intersection with the central vertical axis of the associated cylinder. The two intake valves 1, the camshaft 3 and the pushers 4 are arranged symmetrically with the two exhaust valves 5, the camshaft 7 and the pushers 8 relative to a median plane containing the vertical axis central cylinder associated.
Le dispositif de distribution des figures 1 et 2 permet une meilleure combustion et, par conséquent, un gain au niveau des performances du moteur et une diminution de consommation en combustible de ce moteur. The dispensing device of Figures 1 and 2 allows better combustion and, therefore, a gain in engine performance and a reduction in fuel consumption of the engine.
Par contre, cette conception de dispositif de distribution impose des cames 2, 6 de forme tronconique d'une pente d'environ 10% et dont l'usinage est relativement complexe. En outre, lors du fonctionnement de ce dispositif connu, il se crée un frottement relatif radial FR entre chaque came 2, 6 et le poussoir correspondant 4, 8. On the other hand, this dispensing device design imposes frustoconical cams 2, 6 with a slope of approximately 10% and whose machining is relatively complex. In addition, during the operation of this known device, a radial relative friction FR is created between each cam 2, 6 and the corresponding pusher 4, 8.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs de distribution connus en proposant un dispositif de distribution d'un moteur à combustion interne comprenant quatre soupapes par cylindre du moteur, respectivement deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement à translation guidée par rapport à la culasse et chacune commandée par une came agissant sur la queue de la soupape par l'intermédiaire d'un poussoir disposé coaxialement à la queue de soupape, les deux soupapes d'admission ainsi que les deux soupapes d'échappement ayant leurs axes longitudinaux formant un angle, par exemple d'environ 20 , à partir de la chambre de combustion hémisphérique du cylindre, et qui est caractérisé en ce que chaque came est portée par son propre arbre en ayant sa surface périphérique parallèle à l'axe de l'arbre à came, en ce que les deux arbres portant respectivement les deux cames d'actionnement des soupapes d'admission et les deux arbres portant respectivement les deux cames d'actionnement des soupapes d'échappement sont reliés l'un à l'autre par une liaison homocinétique et en ce que deux des arbres à cames d'actionnement respectivement d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement situées d'un même côté sont reliés l'un à l'autre par une liaison homocinétique. The present invention aims to eliminate the above drawbacks of known dispensing devices by providing a distribution device of an internal combustion engine comprising four valves per cylinder engine, respectively two intake valves and two valves d guided displacement escapement with respect to the cylinder head and each controlled by a cam acting on the tail of the valve via a pusher arranged coaxially with the valve stem, the two intake valves and the two valves exhaust pipe having their longitudinal axes forming an angle, for example about 20, from the hemispherical combustion chamber of the cylinder, and which is characterized in that each cam is carried by its own shaft having its parallel peripheral surface to the axis of the camshaft, in that the two shafts bearing respectively the two actuating cams of the intake valves and the the shafts respectively carrying the two actuating cams of the exhaust valves are connected to one another by a homokinetic connection and in that two of the camshafts respectively actuating an intake valve and a an exhaust valve located on the same side are connected to each other by a homokinetic connection.
Chaque liaison homocinétique reliant les deux arbres à cames d'actionnement des soupapes d'admission et les deux arbres à cames d'actionnement des soupapes d'échappement comprend deux pignons coniques en engrènement solidaires respectivement des deux extrémités adjacentes des deux arbres à cames. Each constant velocity link connecting the two camshafts for actuating the intake valves and the two camshafts for actuating the exhaust valves comprises two meshing conical pinions respectively integral with the two adjacent ends of the two camshafts.
La liaison homocinétique reliant les deux arbres d'actionnement d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement comprend un pignon conique en engrènement avec deux pignons coniques solidaires respectivement des deux extrémités de ces deux arbres. The homokinetic connection connecting the two operating shafts of an intake valve and an exhaust valve comprises a conical pinion meshing with two conical pinions secured respectively to the two ends of these two shafts.
De préférence, un moyen applique à l'extrémité de chacun des deux arbres des deux cames d'actionnement d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement et non reliés homocinétiquement l'un à l'autre, un effort axial maintenant en engrènement précontraint les différents pignons coniques. Preferably, a means applies to the end of each of the two shafts of the two actuating cams of an intake valve and an exhaust valve and not homokinically connected to each other, an effort axially now meshing prestressed the different bevel gears.
Chaque moyen comprend un roulement à rouleaux coniques formant palier de support de l'extrémité correspondante de l'arbre à came. Each means comprises a tapered roller bearing forming a support bearing of the corresponding end of the cam shaft.
Selon une variante de réalisation, chaque moyen comprend une butée à billes portant l'extrémité correspondante de l'arbre à came et une rondelle 2891005 4 élastique, telle que rondelle Belleville, ou un ressort, exerçant un effort axial sur cette extrémité. According to an alternative embodiment, each means comprises a thrust bearing bearing the corresponding end of the cam shaft and an elastic washer 2891005 4, such as Belleville washer, or a spring, exerting an axial force on this end.
Les deux arbres à cames d'actionnement des soupapes d'admission et les deux arbres à cames d'actionnement des soupapes d'échappement sont inclinés l'un par rapport à l'autre et les arbres à cames d'actionnement d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement sont mutuellement parallèles Les soupapes d'admission et leurs arbres à cames respectifs d'une part et les soupapes d'échappement et leurs arbres à cames respectifs d'autre part sont symétriques relativement à un plan médian longitudinal du cylindre. The two camshafts for actuating the intake valves and the two camshafts for actuating the exhaust valves are inclined relative to one another and the camshafts for actuating a valve The intake valves and their respective camshafts on the one hand and the exhaust valves and their respective camshafts on the other hand are symmetrical with respect to a longitudinal median plane of the cylinder.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, 15 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de distribution d'un moteur à combustion interne conforme à l'art antérieur; - la figure 2 est une vue partielle de face d'un ensemble à arbre à came et poussoir d'une soupape 25 d'admission de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de distribution d'un moteur à combustion interne conforme à l'invention; la figure 4 est une vue de dessus du dispositif 30 de distribution de la figure 3; - la figure 5 est une vue de côté suivant la flèche V de la figure 4; - la figure 6 est une vue de face d'un ensemble à arbre à came et poussoir d'une soupape d'admission ou d'échappement du dispositif de distribution de l'invention; et 2891005 5 -la figure 7 est une variante de réalisation de la partie cerclée en VII de la figure 4. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will appear more clearly in the following explanatory description made with reference to the accompanying drawings given solely by way of example illustrating a Embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a perspective view of a distribution device of an internal combustion engine according to the prior art; Figure 2 is a partial front view of a cam shaft and pusher assembly of an inlet valve of Figure 1; - Figure 3 is a perspective view of a distribution device of an internal combustion engine according to the invention; Figure 4 is a top view of the dispensing device 30 of Figure 3; - Figure 5 is a side view along the arrow V of Figure 4; FIG. 6 is a front view of a camshaft and pusher assembly of an intake or exhaust valve of the dispensing device of the invention; and FIG. 7 is an alternative embodiment of the circled portion VII of FIG. 4.
Les différents organes du dispositif de distribution de l'invention représenté aux figures 3 à 6, identiques ou accomplissant les mêmes fonctions que ceux du dispositif de distribution de l'art antérieur des figures 1 et 2 portent les mêmes références. The various members of the dispensing device of the invention shown in Figures 3 to 6, identical or performing the same functions as those of the prior art dispensing device of Figures 1 and 2 have the same references.
Selon le dispositif de distribution représenté aux figures 3 à 6, l'architecture des soupapes d'admission 1 et d'échappement 5 du moteur thermique est la même que celle du dispositif de la figure 1, c'est-àdire que les deux soupapes d'admission 1 et les deux soupapes d'échappement 5 font saillie radialement de la paroi 9 définissant la chambre hémisphérique de combustion du cylindre associé en définissant entre elles un angle d'environ 20 et sont chacune actionnées par la came correspondante 2, 6 par l'intermédiaire d'un poussoir 4, 8 pouvant se déplacer en translation guidée relativement à la culasse du moteur et disposé coaxialement à la queue la, 5a de la soupape correspondante. According to the distribution device represented in FIGS. 3 to 6, the architecture of the intake and exhaust valves 5 of the heat engine is the same as that of the device of FIG. 1, that is to say that the two valves 1 and the two exhaust valves 5 protrude radially from the wall 9 defining the hemispherical combustion chamber of the associated cylinder by defining between them an angle of about 20 and are each actuated by the corresponding cam 2, 6 by through a pusher 4, 8 can move in guided translation relative to the cylinder head of the engine and disposed coaxially with the tail la, 5a of the corresponding valve.
Selon l'invention, chaque came 2 d'actionnement d'une soupape d'admission 1 et chaque came 6 d'actionnement d'une soupape d'échappement 5 est portée par son propre arbre 3, 7, c'est-à-dire que les deux arbres 3 portant respectivement les deux cames 2 d'actionnement des soupapes d'admission sont distincts l'un de l'autre et les deux arbres 7 portant respectivement les deux cames 6 d'actionnement des soupapes d'échappement 5 sont distincts l'un de l'autre. According to the invention, each cam 2 for actuating an intake valve 1 and each cam 6 for actuating an exhaust valve 5 is carried by its own shaft 3, 7, that is to say say that the two shafts 3 respectively carrying the two cams 2 for operating the intake valves are distinct from one another and the two shafts 7 respectively carrying the two cams 6 for actuating the exhaust valves 5 are distinct from each other.
En outre, les deux arbres 3 portant respectivement les deux cames 2 d'actionnement des soupapes d'admission 1 définissant l'un par rapport à l'autre un angle interne obtus en considérant la vue de dessus de la figure 4, sont reliés l'un à l'autre par une liaison homocinétique 10 de préférence constituée par deux pignons coniques 11 à denture droite ou hélicoïdale en engrènement l'un avec 2891005 6 l'autre et solidaires respectivement des deux extrémités adjacentes des arbres 3. In addition, the two shafts 3 respectively carrying the two cams 2 for actuating the intake valves 1 defining, with respect to each other, an obtuse internal angle by considering the top view of FIG. 4, are connected to each other. one to the other by a homokinetic connection 10 preferably constituted by two bevel gears 11 with straight or helical teeth meshing with each other and secured respectively to the two adjacent ends of the shafts 3.
De même, les deux arbres 7 portant respectivement les deux cames 6 d'actionnement des soupapes d'échappement 5 et qui définissent l'un par rapport à l'autre un angle interne obtus en considérant la vue de dessus de la figure 4, sont reliés l'un à l'autre par une liaison homocinétique 12 comprenant de préférence deux pignons coniques 13 à denture droite ou hélicoïdale et solidaires respectivement des deux extrémités adjacentes des arbres 7. Similarly, the two shafts 7 respectively carrying the two actuating cams 6 of the exhaust valves 5 and which define with respect to each other an obtuse internal angle, considering the top view of FIG. connected to one another by a homokinetic connection 12 preferably comprising two conical pinions 13 with straight or helical teeth and secured respectively to the two adjacent ends of the shafts 7.
Bien entendu, toute liaison homocinétique autre que celle à pignons coniques en engrènement l'un avec l'autre peut convenir sans sortir du cadre de l'invention. Naturally, any homokinetic link other than that with bevel gears meshing with each other may be suitable without departing from the scope of the invention.
Les deux arbres 3 à cames 2, les poussoirs 4 et les soupapes d'admission 1 d'une part et les deux arbres 7 à cames 6, les poussoirs 8 et les soupapes d'échappement 5 d'autre part sont disposés symétriquement au plan médian passant par l'axe longitudinal central du cylindre associé sur lequel se trouve le centre d'intersection des axes longitudinaux respectifs des soupapes d'admission 1 et des soupapes d'échappement 5. The two camshafts 2, the pushers 4 and the intake valves 1 on the one hand and the two camshafts 6 6, the pushers 8 and the exhaust valves 5 on the other hand are arranged symmetrically to the plane median passing through the central longitudinal axis of the associated cylinder on which is the center of intersection of the respective longitudinal axes of the intake valves 1 and the exhaust valves 5.
Ainsi, comme mieux représenté en figure 4, les arbres 3 à cames 2 d'actionnement respectivement des deux soupapes d'admission sont mutuellement parallèles aux arbres 7 à cames 6 d'actionnement respectivement des deux soupapes d'échappement 5. Thus, as best shown in FIG. 4, the camshafts 2 for respectively operating the two intake valves are mutually parallel to the camshafts 6 for actuating respectively the two exhaust valves 5.
L'architecture du dispositif de distribution de l'invention permet de réaliser un usinage classique de chaque came 2, 6, c'est-à-dire que la surface périphérique externe de chaque came 2, 6 est parallèle à l'axe longitudinal de son arbre correspondant 3, 7, ce qui permet de conserver une poussée classique de la came 2, 6 sur son poussoir associé 4, 8. The architecture of the dispensing device of the invention allows a conventional machining of each cam 2, 6, that is to say that the outer peripheral surface of each cam 2, 6 is parallel to the longitudinal axis of its corresponding shaft 3, 7, which allows to maintain a conventional thrust of the cam 2, 6 on its associated pusher 4, 8.
L'un des deux arbres 3 portant respectivement les deux cames 2 d'actionnement des soupapes d'admission 1 et l'un des deux arbres 7 portant respectivement les deux cames 6 d'actionnement des soupapes d'échappement 5 et situés d'un même côté, sont reliés l'un à l'autre par une liaison homocinétique 14 comprenant de préférence un pignon conique 15 à denture droite ou hélicoïdale en engrènement avec deux autres pignons coniques 16 à denture droite ou hélicoïdale solidaires respectivement des deux extrémités des deux arbres 3, 7. One of the two shafts 3 respectively carrying the two cams 2 for actuating the intake valves 1 and one of the two shafts 7 respectively carrying the two cams 6 for actuating the exhaust valves 5 and located in a same side, are connected to each other by a homokinetic connection 14 preferably comprising a bevel gear 15 with straight or helical teeth meshing with two other bevel gears 16 with straight or helical teeth secured respectively to the two ends of the two shafts 3, 7.
Par ailleurs, le dispositif de distribution de l'invention est pourvu de moyens permettant d'appliquer respectivement à l'extrémité de l'arbre 3 portant une came d'actionnement d'une soupape d'admission et à l'extrémité de l'arbre 7 portant une came 6 d'actionnement d'une soupape d'échappement 5 et qui ne sont pas homocinétiquement reliés l'un à l'autre, un effort axial maintenant en engrènement précontraint les différents pignons coniques 11, 13, 15, 16. Furthermore, the dispensing device of the invention is provided with means for respectively applying to the end of the shaft 3 carrying an actuating cam of an intake valve and to the end of the shaft 7 carrying a cam 6 for actuating an exhaust valve 5 and which are not homokinically connected to each other, an axial force now meshing prestressed the different bevel gears 11, 13, 15, 16 .
Comme représenté en figure 4, chaque moyen comprend un roulement à rouleaux coniques 17 formant palier de support de l'extrémité correspondante de l'arbre 3, 7 à came 2, 6 opposée aux pignons coniques 11, 13; ce roulement étant monté dans la partie correspondante de la culasse C du moteur. As shown in FIG. 4, each means comprises a tapered roller bearing 17 forming a support bearing of the corresponding end of the cam shaft 3, 7 2, 6 opposed to the bevel gears 11, 13; this bearing being mounted in the corresponding part of the cylinder head C of the engine.
Ainsi, chaque roulement 17 exerce sur l'extrémité correspondante de l'arbre 3, 7 un effort axial F répercuté sur la cascade de pignons 11, 13, 16, 15, ce dernier, qui est monté à rotation dans la culasse C par un roulement à billes 18, équilibrant les deux efforts F qu'il reçoit. Thus, each bearing 17 exerts on the corresponding end of the shaft 3, 7 an axial force F echoed on the gear cascade 11, 13, 16, 15, the latter, which is rotatably mounted in the cylinder head C by a ball bearing 18, balancing the two forces F it receives.
Selon une variante de réalisation, chaque moyen permettant d'appliquer l'effort axial maintenant en engrènement précontraint les pignons coniques du dispositif de distribution peut être constitué par une butée à billes portant l'extrémité correspondante de l'arbre 3, 7 à came 2, 6 et une rondelle élastique, telle que rondelle Belleville, interposée entre l'extrémité de cet arbre coaxialemment à celui-ci et la culasse C, ou tout simplement par un ressort de compression 2891005 8 précontraint monté entre l'extrémité de l'arbre correspondant coaxialement à celui-ci et la culasse. According to an alternative embodiment, each means for applying the axial force now meshing prestressed bevel gears of the dispensing device may be constituted by a thrust ball bearing the corresponding end of the shaft 3, 7 to cam 2 , 6 and an elastic washer, such as Belleville washer, interposed between the end of this shaft coaxially with it and the cylinder head C, or simply by a prestressed compression spring 2891005 8 mounted between the end of the shaft corresponding coaxially to it and the cylinder head.
La figure 7 représente une variante de réalisation selon laquelle le roulement 18 est du type à rouleaux coniques et dont la bague interne est solidaire axialement de l'arbre 19 du pignon conique 15 et la bague externe est montée à ajustement glissant dans le carter de culasse C, un ressort hélicoïdal de compression 20 étant monté précontraint entre la bague externe du roulement 18 et une butée 21 constituée par un couvercle amoviblement fixé, par exemple par des vis de fixation non représentées, au carter de culasse C. Le ressort 21 permet ainsi d'équilibrer les efforts F appliqués au pignon conique 15. FIG. 7 represents a variant embodiment according to which the bearing 18 is of the tapered roller type and the inner ring of which is axially integral with the shaft 19 of the bevel gear 15 and the outer ring is mounted with a sliding fit in the cylinder head housing C, a helical compression spring 20 being mounted prestressed between the outer ring of the bearing 18 and a stop 21 constituted by a releasably fixed cover, for example by fastening screws not shown, to the cylinder head cover C. The spring 21 thus allows to balance the forces F applied to the bevel gear 15.
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- 2005-09-16 FR FR0509489A patent/FR2891005B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120531 |