DECALAGE D'ARBRE A CAMES Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un système de décalage en rotation entre deux arbres montés mobiles en rotation, L'invention concerne plus particulièrement un système de décalage d'arbre à cames pour un moteur à combustion interne. L'invention concerne également un moteur à combustion interne comportant un système de décalage d'arbre à cames. Etat de la technLue .10 Dans une configuration répandue des. moteurs à combustion interne, une culasse .est montée au dessus d'un carter cylindres oui loge un vilebrequin monté mobile en rotation autour d'un axe longitudinal du moteur. Le vilebrequin est entrainé en rotation par ies mouvements de va-et-vient de pistons coulissant dans des cylindres et reliés au vilebrequin par des bielies. A une eXtrémité du vilebrequin, est disposée une 15: roue dentée. qui entraine.à l'aide de moyens de transmission une seconde roue- dentée aménagée en bout d'un arbre à cames monté mobile en rotation dans la culasse. La rotation de l'arbre à cames est liée à la rotation du vilebrequin, L'arbre à cames est aménagé .pour ontrainer en coulissement des soupapes d'admission et d'échappement positionnés au dessus de chambres à combustion Installées dans les cylindres. Les 20 soupapes d'admission sont ouvertes pour admettre de l'air dans les chambres à combustion puis refermées, puis cet air est mélangé avec du carburant et comprimé avant d'être brui& Les soupapes d'échappement sont alors ouvertes pour laisser. s'échapper les gaz brillés dans des conduits d'échappement. Pour améliorer l'efficacité du moteur, les soupapes d'admission et les soupapes 25 d'échappement peuvent avoir des recouvrements de leur période d'ouverture afin de procurer un gain en couple â bas régime du moteur et un gain en puissance à haut régime. Le décalage d'arbre à cames sert. à faire fluctuer le calage de 'arbre à cames selon le régime, la charge du moteur et la demande d'accélération avec pour bénéfice un moteur possédant un couple plus important à bas régime, et présentant plus de 30 puissance .à haut régime, -et présentant un meilleur rendement et une moindre pollution,. , Selon tes régimes du moteur, il est efficace de jouer sur le décalage de l'arbre à carnes en avance ou en retard par rapport à la rotation du .vilebrequin. Un système de décalage d'arbre à cames comprend un vilebrequin comportant à une extrémité une roue dentée solidaire du vilebrequin, un arbre. à cames. comportant également une roue dentée à une extrémité, les deux. roues dentées étant coplanaires, et dés Moyens de transmission entourant lesdites roues dentées. Un tel système est divulgué dans la publication JP2011153531.. Une chambre circulaire est creusée dans la roue dentée associée à -l'arbre à cames, ladite chambre est .proiongée jusqu'en périphérie de la roue dentée par des chambres radiales. Une deuxième roue de décalage solidaire de l'arbre à carnes et coaxiale à la roue dentée, est logée mobile dans la chambre circulaire de la roue dentée. Ladite roue de .decalege comporte des parois radiales destinées à. être installées dans lés chambres radiales en périphérie de la roue dentée de telle façon que chacune des parois radiales partage une chambre radiale en deux .parties. De Fhuile est alors injectée dans. une partie desdites chambres radiales d'un côté eu de. l'autre de la paroi radiale et pousse la paroi radiale de la roue de décalage vers l'autre partie de la chambre radiale. La roue dentée associée à l'arbre à cames est entrainée en rotation par la rotation du vilebrequin grâce aux moyens de transmission. Le deuxieme roue de décalage solidaire de l'arbre à cames peut avoir un mouvement relatif en rotation par rapport à la roue dentée associée à l'arbre à cames. La rotation de l'arbre à cames est ainsi décalée par rapport à la rotation du vilebrequin. Le chambre radiale n'étant pas étanche, l'huile injectée fuit. en continu dans la. culasse- En .conséquence, pour maintenir la position relative de la deuxième roue par rapport à la roue dentée, de l'huile est injectée en permanence, même lorsque le véhicule est arrête_ et le moteur tournant. La pompe à huile est sollicitée en permanence par ce système. de décalage ce qui augmente la consommation de carburant et les rejets de Un inconvénient de ce système est d'une part la nécessité d'une pompe à huile. 30 et d'autre part une consommation de carburant et une production de CO2 dues à la. sollicitation en permanence de la pompe a huile et entraînant également des problèmes de maintenance et d'étanchéité. De plus, certains moteurs à combustion interne ne comportent pas de pompe â huile notamment les moteurs à deux temps. Bref ilfflIic19 en tic n Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients et l'invention e pour objet 5 un système de décalage en rotation entre un arbre à carnes par rapport a un vilebrequin mobiles en rotation selon des axes sensiblement parallèles que l'on peut monter sur des moteurs deux temps. L'objet de l'invention est caractérisé plus particulièrement par un système de décalage en rotation d'un arbre à cames relié à un vilebrequin d'un moteur thermique lu par des moyens de transmission entourant des roues dentées coplanaires, l'arbre à cames et le vilebrequin comportant chacun au moins une des roues dentées, l'arbre à carnes et le vilebrequin étant mobiles en rotation selon des axes sensiblement parallèles, caractérisé en ce que le système comprend des moyens de déplacement des 15 branches des moyens de transmission, situées entre les roues dentées, selon 1>i,irte des directions parallèles eu pian défini par les roues dentées et orthogonales au plan passant par les axes du vilebrequin .et de 'arbre à carnes. Selon des caractéristiques particulières de l'invention : - le système comporte des moyens d'écartement supplémentaire des branches 20 des moyens de transmission entre elles. la distance d'écartement entre les branches est conservée lors du déplacement des branches par les moyens de déplacement, - te système comporte des moyens adaptés à faire coulisser les moyens d'écartement selon l'une des directions parallèles au plan défini par les roues dentées 25 et orthogonales au plan passant par les axes du Vilebrequin et de l'arbre à carnes, les moyens d'écartement des branches comportent deux extrémités diamétralement opposées en contact constant avec les branches des moyens de transmission, - les moyens de déplacement comprennent une roue de décalage mobile autour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin, aménagée entre les deux roues dentées et entourée par les moyens de transmission, - l'axe de la roue de décalage est relié à des moyens adaptés à faire coulisser la roue de décalage selon l'une des directions parallèles au plan défini par les roues dentées et orthogonales au plan passant par les axes du vilebrequin et de l'arbre à cames, - le diamètre de la roue de décalage est égal à fa distance d'écartement entre les deux branches, to - une surface de contact de la roue de décalage avec les moyens de transmission est lisse, D'autres aspects de l'invention vont être présentés dans la description qui suit en regard des dessins annexés, donnée a titre d'exemple non limitatif dans le but de bien comprendre l'invention et comment elle peut etre réalisée, 15 Brève description des figures La figure 1 est un schéma de profil d'un moteur à combustion 1. La figure 2 est un schéma de face de l'invention en position initiale selon un premier mode de réalisation. La figure 3 est un schéma de face de l'invention avec déplacement dans un 20 sens des moyens de déplacement. La figure 4 est un schéma de face de l'invention en position initiale selon un deuxième mode de réalisation avec une roue. La figure 5 un schéma de face de l'invention avec déplace lent dans un sens de la roue. 25 PlUgint19.11..0M.014,9, Les descriptions qui suivent se réfèrent à l'axe longitudinal X du vilebrequin, transversal Y et vertical Z.
Dans les figures, les mêmes éléments. repr'Sei 'gardent los mêmes référenCes. Selon la figure 1, un moteur à combustion interne 11 comprend une culasse 12 monté au dessus d'un carter cylindres 13. Dans le carter cylindres 13, un Vilebrequin 16 est monté mobile en rotation autour d'un axe X. Une roue dentée 17 est montée- .solidaire. du vilebrequin, à une extrémité du vilebrequin 16. Dans la culasse 12, un arbre à cames .14 est monté mobile en rotation autour d'un axe parallèle à. l'axe longitudinal X du vilebrequin, Une .roue dentée 1.5 est montée 10 solidaire de l'arbre a cames à une extrémité. de l'arbre à cames 14, Ladite roue dentée 15 et ia roue dentée solidaire 17 du .vilebreqUin sont sensiblement coplanaires, Situées sensiblement dans un plan YZ orthogonal à l'axe longitudinal X, Des moyens de transmission de distribution 18 entourent les deux roues dentées 15, 17, grâce à quoi le mouvement de rotation du vilebrequin 16 est transMis 15 l'arbre à cames 14. Les diamètres des deux roues dentées sont égaux dans les modes do réalisation présentes afin de simplifier la description, mais lis pourraient être différents. Selon la figure 2, les Moyen de transmiSsion 18 entourant les deux roues dentées comprennent une zone 19 en contact avec la roue dentée 15 solidaire de 20: l'arbre -à cames 14, une première branche 20, une _Zone de contact 21 avec. la roue dentée 17 soiidaire du vilebrequin 16 et une deuxième branche 22^ Les deux branches 20, 22 des moyens de transmission sont en conséquence écartées .par la configuration, Un galet tendeur 28 est positionné en. contact -avec les moyens de transmission peur maintenir la tension des moyens de transmission,. 25 Selon un premier mode de réalisation, des moyens 23 de déplacement de rune des branches 20, 22 dans une direction (Y) parallèle au plan des roues dentées et orthogonale au plan passant par les axes de rotation du viiebrequin et de l'arbre à cames, sont disposés de manière préférentielle à mi-hauteur entre les deux roues dentées 15, 17. A l'état inittal, les branches 20, 22 des moyens de transmission sbnt 3Q disposées de manière symétrique par rapport à l'axe YZ passant par les axes des deux roues dentées.
Les moyens 23 de déplacement des moyens de transmission comprennent des moyens d'écartement 24 supplémentaire des deux branches 20, 22 d'une longueur L, et des moyens 26 adaptés à faire coulisser lesdits moyens d'écartement 24 selon l'axe transversal Y. Les moyens d'écartement 24 peuvent comporter un élément droit 25 constitué par exemple d'une barre en acier. Des patins de forme sensiblement ovale 26 sont fixés aux extrémités diamétralement opposés de l'élément droit 25 et sont destinés au conta..°À avec les moyens de transmission, La surface de contact des patins avec les moyens de transmission est de manière préférentielle lisse et ladite surface de contact est adaptée pour avoir le plus faible frottement. La longueur des moyens de transmission est telle que lesdits moyens entourent les deux roues dentées 15, 17 et les moyens d'écartement 26. Selon la figure 3, les moyens d'écartement 24 sont déplacés en translation selon l'axe transversal Y d'une distance D. La longueur L des moyens d'écartement 24 15 est telle que les extrémités desdits moyens d'écartement sont en contact constant avec les branches 20, 22 des moyens de transmission, lors des déplacements. Elle est par exemple sensiblement supérieure au diamètre d'une des roues dentées 15, 17 augmentée d'une Longueur 2xD correspondant au double du déplacement transversal selon l'axe Y des moyens d'écartement. 20 La force appliquée par les moyens 26 adaptés à faire coulisser les moyens d'écartement est de l'ordre de 200N. La longueur totale des moyens de transmission ne varie sensiblement pas, Lesdits moyens restent en contact avec les deux extrémités des moyens d'écartement, la distance d'écartement entre les deux branches ne varie donc pas. 25 La force est transmise à la roue dentée 15 solidaire de l'arbre à cames et entraine un décalage d'un angle Al de la roue dentée 15 solidaire de l'arbre é cames par rapport à la roue dentée solidaire du vilebrequin, L'angle Al est en rapport avec les valeurs du déplacement D, de la longueur d'écartement des deux branches et de la position des moyens d'écartement entre les deux roues dentées. Le vilebrequin étant 30 moteur, il ne subit pas l'effet du déplacement des moyens de transmission. Les moyens d'écartement 24 peuvent coulisser également dans le sens opposé selon la même longueur de déplacement depuis la position initiale. La force est appliquée sur la branche diamétralement opposée et est transmise à la roue dentée solidaire dé. l'arbre à cames entrainant le basculement du décalage selon un angle A2 de même valeur mais en sens opposé à Al. Les moyens d'écartement peuvent également coulisser .sur une distance inférieure à la distance D, ce qui permet d'avoir des angles de .décalages inférieurs en valeur:absolue à Al ou A2 entre les. deux 'roues dentées. Les petits déplacements en translation selon l'axe Y des moyens d'écartement autour de Fa position initie) d'un côté ou de t'autre n'entraient pas de décalage de la roue dentée 15 solidaire de l'arbre à carnes par rapport .à la roué dentée 17 solidaire du vilebrequin, ce qui autorise des petits écarts dans le fonctionnement des moyens adaptés à faire coulisser les moyens d'écartement. Selon un deuxième mode de réalisation, représenté dans les figures 4 et 5, les Moyens d'écartement des branches 20, 22 des moyens de transmission comprennent une roue d'écartement 29 mobile en rotation autour d'un axe X2 monté mobile en b translation selon l'axe transversal Y. Le diamètre de la roue d'écartement 29 est tel que la surface externe de la roue d'écartement est en contact constant avec les branches. 28, 22 des moyens de transmission lors des. déplacements' Ii est par exemple. .Sensiblement supérieur au. diamètre d'une des roues dentées 15, 17 augmentée sensiblement d'une longueur 2x0 .20 correspondant au double du déplacement transversal selon l'axe Y. de la roue d'écartement 29. L'axe X2 dé la roue d'écartement 2e eSt positionné de manière préférentielle à Mi-hauteur entre les. axes des roues dentées 15 et 17, et est relié à des Moyens 30 adaptés a faire .coulisser ledit axe X2 et donc la roue d'écartement selon Faxe Y, ces 25 moyens sont par exemple un vérin électrique ou une vis sans fin connectée à un moteur. La surface externe de. la roue d'écartement est préférentiellement lisse pour autoriser un léger glissement entre les moyens de transmission 18 et la roue d'écartement 29. 30 Un galet tendeur 28 est. positionné en contact avec les moyens de transmission pour maintenir la-tension des moyens de transmission.
Dans l'état initial, selon la figure 4, l'axe X2 de la roue d'écartement 29 se trouve sur l'axe passant par les axes des deux roues dentées 15, 17. L'axe X2 de la roue d'écartement est ci an en déplacement par translation selon l'axe Y dans un sens ou dans l'autre depuis la position initiale. Durant le déplacement en translation, un glissement est rendu possible entre l'une des branches 20, 22 des moyens de transmission 18 et la roue d'écartement 29, par la surface lisse externe de la roue d'écartement en contact avec ladite branche, La vitesse de glissement entre la branche et la roue d'écartement est très faible, ce qui autorise l'utilisation de matériaux plastiques sur la surface de la roue d'écartement, ces 10 matériaux sont favorables au silence de fonctionnement du système de décalage. Les moyens de transmission 18 restent en contact avec les deux cités diamétralement opposés de la roue d'écartement 29, la distance d'écartement entre les deux branches ne varie pas. La force appliquée par les moyens 30 adaptés à faire coulisser l'axe X2 est de 15 l'ordre de 200N. La longueur totale des moyens de transmission ne varie sensiblement pas. Le force est transmise à la roue dentée solidaire de l'arbre à cames et entraine un décalage d'un angle Al de l'arbre à cames par rapport eu vilebrequin. L'angle Al est en rapport avec les valeurs du déplacement D, du diamètre de la roue d'écartement et 20 de la position de ladite roue d'écartement entre les deux roues dentées. La longueur D de déplacement est une valeur maximale correspondant à l'angle maximal de décalage de l'arbre à cames 14 par rapport au vilebrequin 16, Le vilebrequin étant moteur, il ne subit pas l'effet du déplacement des moyens de transmission. La roue d'écartement peut coulisser également dans le sens opposé selon la 25 même longueur de déplacement depuis la position initiale. La force, est appliquée sur la branche diamétralement opposée et est trartsmise à la roue dentée solidaire de l'arbre à cames entrainant le basculement du décalage selon un angle A2 de même valeur mais en sens opposé à Al. La roue d'écartement 29 peut également coulisser transversalement sur une 30 iongueur inférieure à D, ce qui permet d'obtenir des angles de décalage inférieurs en valeur absolue aux valeurs absolues des angles Al et A2, Les petits déplacements en translation selon 'axe Y de la roue d'écartement autour de le position initiale d'un côté ou de l'autre n'entrainent pas de décalage de la roue dentée solidaire de l'arbre à cernes par rapport à la roue dentée solidaire du vilebrequin, Ce qui autorise des petits écarts dans le fonctionnement des moyens adaptés à tee coulisser la roue d'écartement. L'objectif de la présente invention est atteint le. système présente permet un décalage on rotation d'un arbre. entreiné par .rapport à un arbre entrainant, avec un système peu cher et ne nécessitant pas de circuit d'huile et d'injection L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. D'autres. modes de réalisation peuvent être suggérés dans l'esprit de l'homme du métier pour déplacer les branches des moyens de transmissions per exemple en employant une came mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe du vilebrequin ou des moyens. de déplacement ne comportant pas de moyens d'écartement deSdites. branches.
15 Les moyens de transmission peuvent comporter une courroie ou une. chainOE