2925574 La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'une soupape d'un moteur à combustion interne. Elle a également pour objet un moteur à combustion interne comprenant un cylindre dont une soupape comporte une telle butée mécanique. The present invention relates to a device for controlling a valve of an internal combustion engine. It also relates to an internal combustion engine comprising a cylinder of which a valve comprises such a mechanical stop.
Les soupapes d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne sont actionnées par des cames installées sur des arbres à cames. Ces soupapes s'ouvrent et se ferment à chaque tour de came. La soupape d'admission est ouverte, pendant la phase d'admission, entre le point mort haut et le point mort bas lo du piston du cylindre. Ensuite, les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées pendant les phases de compression (montée du piston) et d'explosion (redescente du piston). La soupape d' échappement est alors ouverte à nouveau puis refermée pendant la montée du piston. 15 Dans le cas d'un moteur diesel, le mélange air-carburant qui est envoyé dans le cylindre dépend de l'énergie demandée au moteur (accélération, vitesse élevée ou ralenti, ...). En particulier, dans le cas d'un fonctionnement au ralenti, il faut réduire la quantité de carburant fournie au moteur. Cependant, le volume d'air aspiré 20 reste en général constant, l'ouverture de la soupape d'admission étant constante tant dans son degré d'ouverture que dans sa durée d'ouverture. Ainsi, le moteur est dans un mode de fonctionnement dit en excès d'air . Dans cette situation, des pertes par pompage sont provoquées par compression d'un volume d'air qui n'est pas 25 totalement utilisé. Pour remédier à ce problème, il a été proposé un dispositif comprenant une butée variable mécaniquement de manière à modifier le déplacement (ouverture) maximal de la soupape, afin d'optimiser le volume d'air entrant dans le moteur et ainsi d'éviter 30 les pertes par pompage. Un système d'ouverture de soupape comprenant une telle butée est connue notamment sous la dénomination Valvetronic . 2 2925574 Les figures 1 a et 1 b illustrent schématiquement une soupape équipée d'une telle butée variable respectivement dans le cas d'une butée de faible hauteur et dans le cas d'une butée de grande hauteur. 5 Sur ces figures, on a représenté une partie supérieure d'un carter dans laquelle une tige 2 de soupape 4 est mobile en translation. L'extrémité supérieure de la tige de soupape est en contact avec une butée 6 dont la position est définie par un linguet 8. Une extrémité 10 du linguet 8 est en contact avec la butée 6, la lo position de cette extrémité étant dépendante d'une came 12 d'un arbre à came du moteur en contact avec ce linguet 8, la position extrême du linguet, et donc l'ouverture de la soupape, dépendant en outre d'un excentrique 14 agissant sur une autre extrémité du linguet 8. 15 La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'une soupape de construction plus simple. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de commande d'une soupape d'un moteur à combustion interne, ce dispositif comportant un linguet, une came et une butée mobile, le 20 linguet ayant une première extrémité destinée à être en contact avec une extrémité d'une tige de la soupape pour commander le déplacement de ladite soupape et une deuxième extrémité en contact avec la butée mobile, ce dispositif étant caractérisé en ce que la butée mobile comprend un élément fixe destiné à être fixé au 25 moteur et un élément mobile monté en liaison hélicoïdale sur la l'élément fixe et comprenant un élément d'appui en contact avec la deuxième extrémité, la position de l'élément mobile définissant ainsi l'amplitude du déplacement de la soupape. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le 30 dispositif comprend en outre un moyen de commande de la position de l'élément mobile de la butée mobile. 3 2925574 Selon une forme d'exécution de l'invention, le dispositif comprend un moyen d'appui pour appliquer l'élément d'appui sur la deuxième extrémité du linguet. Ce moyen d'appui comprend de préférence un ressort. 5 Selon un mode de réalisation avantageux, la butée mobile comprend une butée d'appui comprenant l'élément d'appui. L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne comprenant une soupape et un dispositif de commande selon l'invention. io D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures la et lb, déjà décrites, illustrent un mode de 15 réalisation d'un dispositif de commande à butée mobile d'une soupape selon l'art antérieur, - la figure 2 illustre un mode de réalisation d'un dispositif de commande à butée mobile d'une soupape selon l'invention en position haute, la soupape étant fermée, 20 - la figure 3 illustre le dispositif de la figure 2, la soupape étant ouverte, - la figure 4 illustre le dispositif de la figure 2 en position basse, la soupape étant fermée, - la figure 5 illustre le dispositif de la figure 2 en position basse, 25 la soupape étant ouverte, - la figue 6 représente le graphe d'ouverture d'une soupape à butée variable pour différentes valeurs de butées, et - la figure 7 illustre le dispositif de la figure 2 en position très haute. 30 Sur les figures 2 à 5, et 7, les éléments identiques portent les mêmes références numériques. 4 2925574 On a représenté sur la figure 2 un dispositif de commande à butée mobile d'une soupape selon un mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif comprend un linguet 16, une came 18 et une 5 butée mobile 20. Une première extrémité 22 du linguet est destinée à être en contact avec une extrémité de la tige 24 d'une soupape 26 d'un moteur à combustion interne. Une deuxième extrémité 28 du linguet est en contact avec un élément d'appui 30 de la butée mobile 20. Enfin, la came 18 est en contact avec le linguet 16 de io sorte que lorsqu'elle tourne elle provoque le déplacement de la première extrémité 22 du linguet et ainsi l'ouverture et la fermeture de la soupape. La butée mobile 20 comprend essentiellement trois pièces, à savoir un élément fixe 32 destiné à être fixée à la culasse du 15 moteur, un élément mobile 34 en liaison hélicoïdale avec l'élément fixe 32 et une butée d'appui 36. De préférence, ces trois pièces présentent une symétrie de révolution par rapport à un même axe XX'. La butée d'appui 36 comprend l'élément d'appui 30 qui sert d'appui pour la deuxième extrémité du linguet 16. Sa position 20 suivant l'axe XX' est déterminée par la position de l'élément mobile 34 de la butée mobile, l'élément mobile 34 étant lui-même positionné grâce à un moyen de commande, tel qu'un bras 38, pour définir, en fonction du régime moteur (accélération, ralenti, ...) le degré d'ouverture désiré de la soupape. La liaison hélicoïdale 25 présente de préférence un pas rapide pour permettre un déplacement important de l'élément mobile 34 suivant l'axe XX' pour une faible rotation de cet élément mobile. La butée d'appui 36 est guidée en translation selon l'axe XX' par exemple, comme représenté, par l' élément fixe 32 de la butée mobile et un moyen 30 d'appui, tel qu'un ressort 40, est prévu pour appliquer l'élément d'appui 30 contre la deuxième extrémité 28 du linguet. 5 2925574 On note que, dans la position haute de la butée mobile, un jeu e existe entre la butée d'appui 36 et l'élément mobile 34. Ce jeu est utile pour amortir les chocs dus aux mouvements de rotation de la came 18. La rotation de la came, dans le sens anti-horaire sur la 5 figure, va d'abord éliminer le jeu e. Ensuite, la butée d'appui 36 étant en contact avec l'élément mobile 34, la rotation de la came 18 va entraîner la rotation du linguet 16 autour de l'élément d'appui 30, provoquant le déplacement de la première extrémité 22 du linguet et, par suite, l'ouverture de la soupape. The intake or exhaust valves of an internal combustion engine are actuated by cams installed on camshafts. These valves open and close at each cam rotation. The intake valve is open, during the intake phase, between the top dead center and the bottom dead center lo of the cylinder piston. Then, the intake and exhaust valves are closed during the compression (piston up) and explosion (piston down) phases. The exhaust valve is then opened again and closed again while the piston is rising. In the case of a diesel engine, the air-fuel mixture that is sent into the cylinder depends on the energy demanded from the engine (acceleration, high speed or idling, etc.). In particular, in the case of idling operation, it is necessary to reduce the amount of fuel supplied to the engine. However, the volume of sucked air 20 remains generally constant, the opening of the intake valve being constant both in its degree of opening and in its opening time. Thus, the engine is in a mode of operation said excess air. In this situation, pumping losses are caused by compressing a volume of air that is not fully used. To remedy this problem, it has been proposed a device comprising a mechanically variable stop so as to modify the maximum displacement (opening) of the valve, in order to optimize the volume of air entering the engine and thus to avoid pumping losses. A valve opening system comprising such a stop is known in particular under the name Valvetronic. Figures 1a and 1b schematically illustrate a valve equipped with such a variable stop respectively in the case of a stop of low height and in the case of a stop high. In these figures, there is shown an upper portion of a housing in which a valve stem 2 is movable in translation. The upper end of the valve stem is in contact with a stop 6 whose position is defined by a pawl 8. One end of the pawl 8 is in contact with the abutment 6, the position of this end being dependent on a cam 12 of a camshaft of the engine in contact with this latch 8, the extreme position of the pawl, and therefore the opening of the valve, also depending on an eccentric 14 acting on another end of the pawl 8. The present invention relates to a device for controlling a simpler construction valve. More specifically, the invention relates to a device for controlling a valve of an internal combustion engine, this device comprising a pawl, a cam and a movable stop, the pawl having a first end intended to be in contact with a one end of a valve stem for controlling the displacement of said valve and a second end in contact with the movable stop, this device being characterized in that the movable stop comprises a fixed element intended to be fixed to the motor and an element movable mounted helically on the fixed member and comprising a bearing member in contact with the second end, the position of the movable member thereby defining the amplitude of the displacement of the valve. According to an advantageous characteristic of the invention, the device further comprises a means for controlling the position of the mobile element of the movable stop. According to one embodiment of the invention, the device comprises a support means for applying the support element to the second end of the pawl. This support means preferably comprises a spring. According to an advantageous embodiment, the movable stop comprises a bearing abutment comprising the support element. The invention also relates to an internal combustion engine comprising a valve and a control device according to the invention. Other features and advantages of the invention will emerge on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of non-limiting indication, with reference to the appended drawings in which: FIGS. 1a and 1b, already described, illustrate an embodiment of a movable stop control device of a valve according to the prior art; FIG. 2 illustrates an embodiment of a control device FIG. 3 illustrates the device of FIG. 2, the valve being closed, FIG. 4 illustrates the device of FIG. lower position, the valve being closed, - Figure 5 illustrates the device of Figure 2 in the lower position, the valve being open, - Figure 6 shows the opening graph of a variable stop valve for different values of stops and FIG. 7 illustrates the device of FIG. 2 in a very high position. In FIGS. 2 to 5, and 7, the identical elements bear the same numerical references. FIG. 2 shows a movable thrust control device of a valve according to one embodiment of the invention. This device comprises a pawl 16, a cam 18 and a movable stop 20. A first end 22 of the pawl is intended to be in contact with one end of the rod 24 of a valve 26 of an internal combustion engine. A second end 28 of the pawl is in contact with a bearing element 30 of the mobile abutment 20. Finally, the cam 18 is in contact with the pawl 16 so that when it rotates it causes the displacement of the first end. 22 of the pawl and thus the opening and closing of the valve. The movable abutment 20 essentially comprises three parts, namely a fixed element 32 intended to be fixed to the cylinder head of the engine, a movable element 34 in helical connection with the fixed element 32 and a bearing abutment 36. Preferably, these three parts have a symmetry of revolution with respect to the same axis XX '. The bearing abutment 36 comprises the bearing element 30 which serves as support for the second end of the latch 16. Its position 20 along the axis XX 'is determined by the position of the movable element 34 of the abutment mobile, the movable element 34 itself being positioned by means of a control means, such as an arm 38, to define, depending on the engine speed (acceleration, idle, ...) the desired degree of opening of the valve. The helical link 25 preferably has a rapid pitch to allow a large displacement of the movable element 34 along the axis XX 'for a small rotation of this movable element. The bearing abutment 36 is guided in translation along the axis XX ', for example, as shown, by the fixed element 32 of the movable abutment and a support means 30, such as a spring 40, is provided for apply the support element 30 against the second end 28 of the pawl. 2925574 Note that in the high position of the movable stop, a clearance e exists between the bearing abutment 36 and the movable member 34. This clearance is useful for damping shocks due to the rotational movements of the cam 18 The rotation of the cam, counterclockwise in the figure, will first eliminate play e. Then, the bearing abutment 36 being in contact with the movable element 34, the rotation of the cam 18 will cause the latch 16 to rotate about the bearing element 30, causing the first end 22 to move. latch and, consequently, the opening of the valve.
On se trouve alors dans la position illustrée sur la figure 3 qui correspond à l'ouverture maximale de la soupape. Cette position correspond à l'ouverture que réalise la soupape avec une butée fixe de l'état de la technique. Une telle ouverture de la soupape est commandée pour de fortes demandes en énergie : accélération, forte charge ou vitesse élevée. Cela permet d'avoir une importante quantité d'air dans le cylindre et donc d'injecter une quantité de carburant importante pour répondre à la demande d'énergie. Les figures 4 et 5 illustrent la situation dite minimale où, l'élément mobile 34 étant en position basse, l'ouverture de la soupape est minimale. Si la soupape est une soupape d'admission, la quantité d'air que peut aspirer le cylindre est minimale. Cette faible quantité d'air permet de maintenir le moteur à un faible régime, par exemple en mode ralenti. La figure 4 correspond à la position fermée de la soupape et la figure 5 à la position ouverte, ces positions étant définies par la position de la came. Sur la figure 4, la butée d'appui 36 est dans la même position que sur la figure 2 mais du fait de la position basse de l'élément mobile 34, le jeu e' entre la butée d'appui 36 et l'élément mobile 34 est plus important que dans le cas de la figure 2. Seul l'élément fixe 34 occupe une position différente, ce qui réduit l'ouverture de la soupape, comme on peut le voir sur la figure 5.It is then in the position shown in Figure 3 which corresponds to the maximum opening of the valve. This position corresponds to the opening made by the valve with a fixed stop of the state of the art. Such an opening of the valve is controlled for high energy demands: acceleration, high load or high speed. This makes it possible to have a large quantity of air in the cylinder and thus to inject a large quantity of fuel to meet the energy demand. Figures 4 and 5 illustrate the so-called minimal situation where, the movable member 34 being in the low position, the opening of the valve is minimal. If the valve is an intake valve, the amount of air that the cylinder can draw is minimal. This small amount of air keeps the engine at a low speed, for example in idle mode. Figure 4 corresponds to the closed position of the valve and Figure 5 to the open position, these positions being defined by the position of the cam. In FIG. 4, the bearing abutment 36 is in the same position as in FIG. 2 but because of the low position of the movable element 34, the clearance e 'between the abutment stop 36 and the element mobile 34 is greater than in the case of Figure 2. Only the fixed element 34 occupies a different position, which reduces the opening of the valve, as can be seen in Figure 5.
6 2925574 Bien entendu, la butée mobile peut être commandée pour régler l'ouverture de la soupape entre l'ouverture maximale et l'ouverture minimale. On a représenté sur la figure 6 le graphe d'ouverture d'une 5 soupape en fonction de la position de la came pour différentes positions de l'élément mobile de la butée mobile. Les termes PMH et PMB signifient respectivement point mort haut et point mort bas . La courbe Ch représente l'ouverture maximale décrite en Io référence aux figures 2 et 3, la courbe Cb l'ouverture minimale décrite en référence aux figures 4 et 5, et les courbes Cl, C2, C3 et C4 correspondent à des positions intermédiaires de l'élément mobile. Ces différentes ouvertures correspondent à des quantités d'air is (dans le cas d'une soupape d'admission) que l'on souhaite fournir au cylindre. L'invention permet ainsi de contrôler et d'optimiser la quantité d'air entrant dans le cylindre de sorte qu'il est possible de supprimer le volet qui se trouve en amont de la soupape. On diminue alors les pertes par pompage, ce qui induit une économie 20 de consommation du véhicule. Le dispositif de commande selon l'invention est utile également sur une soupape d'échappement. En effet, en plaçant l'élément mobile en position basse, l'ouverture de la soupape est minimal, Ceci engendre, lors du ralenti où une quantité trop 25 importante de carburant est injectée, une compression et une décompression des gaz présents dans le cylindre, qui ne peuvent pas s'échapper en intégralité par la faible ouverture de la soupape. On crée ainsi du frein moteur. On peut également garder dans les cylindres des résidus de 30 gaz brûlé en limitant l'ouverture des soupapes d'échappement. Ceci permet de réduire la proportion d'air extérieur entrant dans les cylindres et donc la production de Nox par le moteur.Of course, the movable stop may be controlled to adjust the opening of the valve between the maximum opening and the minimum opening. FIG. 6 shows the opening graph of a valve as a function of the position of the cam for different positions of the mobile element of the movable stop. The terms PMH and PMB mean respectively top dead point and bottom dead point. Curve Ch represents the maximum opening described in Io reference to FIGS. 2 and 3, the curve Cb the minimum opening described with reference to FIGS. 4 and 5, and the curves C1, C2, C3 and C4 correspond to intermediate positions of the moving element. These different openings correspond to quantities of air (in the case of an intake valve) that it is desired to supply to the cylinder. The invention thus makes it possible to control and optimize the quantity of air entering the cylinder so that it is possible to remove the flap which is upstream of the valve. The losses are then reduced by pumping, which leads to a saving in the consumption of the vehicle. The control device according to the invention is also useful on an exhaust valve. Indeed, by placing the movable element in the low position, the opening of the valve is minimal, This generates, during idling when too much fuel is injected, compression and decompression of the gases present in the cylinder , which can not escape completely by the small opening of the valve. This creates engine brake. Flue gas residues can also be kept in the cylinders by limiting the opening of the exhaust valves. This reduces the proportion of outside air entering the cylinders and thus the production of Nox by the engine.
7 2925574 La figure 7 illustre le dispositif selon l'invention dans lequel la butée est en position très haute, ceci étant utile notamment pour redémarrer un moteur à chaud. Lorsqu'un moteur est à l'arrêt, les soupapes d'échappement 5 sont fermées. Pour redémarrer le moteur, il faut alors combattre la compression existante dans les cylindres et, pour ce faire, injecter une grande quantité de carburant. Le dispositif selon l'invention, lorsque l'élément mobile est en position très haute permet de maintenir légèrement ouvertes les io soupapes d'échappement. Ceci supprime la compression dans les cylindres. Il est alors possible de redémarrer le moteur sans injecter trop de carburant. FIG. 7 illustrates the device according to the invention in which the stop is in a very high position, this being particularly useful for restarting a hot engine. When an engine is stopped, the exhaust valves 5 are closed. To restart the engine, it is necessary to fight the existing compression in the cylinders and, to do this, inject a large amount of fuel. The device according to the invention, when the movable element is in a very high position keeps the exhaust valves slightly open. This suppresses compression in the cylinders. It is then possible to restart the engine without injecting too much fuel.