WO2013045796A1 - Système de transmission du mouvement de cames à une soupape - Google Patents

Système de transmission du mouvement de cames à une soupape Download PDF

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WO2013045796A1
WO2013045796A1 PCT/FR2012/052115 FR2012052115W WO2013045796A1 WO 2013045796 A1 WO2013045796 A1 WO 2013045796A1 FR 2012052115 W FR2012052115 W FR 2012052115W WO 2013045796 A1 WO2013045796 A1 WO 2013045796A1
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WO
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pusher
locking member
housing
valve
cam
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/052115
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas Gelez
Julien Hobraiche
Gabriel KOPP
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes De Controle Moteur filed Critical Valeo Systemes De Controle Moteur
Priority to EP12775754.0A priority Critical patent/EP2761143A1/fr
Publication of WO2013045796A1 publication Critical patent/WO2013045796A1/fr

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005—Deactivating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to a system for transmitting the cam movement to a valve and an assembly comprising such a system, the cams and the valve.
  • the invention applies in particular to the movement of valves of a vehicle.
  • This is for example a vehicle comprising a heat engine.
  • the invention applies in particular but not exclusively to valves
  • the valves are, for example, intake or exhaust valves of the engine cylinders.
  • US Patent 6,401,676 discloses an assembly comprising a cam, a valve and a system for transmitting the movement of the cam to the valve.
  • the transmission system comprises a pusher in which is provided a passage capable of receiving an actuating rod of the valve.
  • a housing is formed in the pusher, this housing being traversed by a passage and a locking piece is disposed in the housing in which it can slide in a direction perpendicular to the direction of movement of the pusher.
  • a through hole is provided in the locking piece and this hole may be aligned with the passage according to the position in the housing of the locking piece.
  • U.S. Patent Nos. 5,878,705 and 6,273,041 disclose a system for transmitting the motion of two cams mounted on a common camshaft. These cams have different profiles so that their displacement induces different leaflets for the valve.
  • This transmission system implements a locking member which secures or not pushers respectively associated with one of the cams. The locking member is moved by a hydraulic actuation system implementing a hydraulic circuit whose pressure comes from a hydraulic pump actuated by the engine.
  • valves displaced according to the teachings of these two patents US Pat. No. 5,878,705 and US Pat. No. 6,273,041 thus have two discrete states corresponding to different leys.
  • the hydraulic actuation as used in the above solutions is difficult to implement because it requires the use of a hydraulic circuit.
  • the response times of the hydraulic actuators are too high to establish effective engine management strategies. Indeed, the response time of a hydraulic actuator depends on the pressure supply of the hydraulic circuit or the temperature and therefore directly the engine speed.
  • a system for transmitting the cam movement to a valve comprising: a first pusher intended to come opposite a first cam, a second pusher intended to face at least one second cam, the second pusher comprising a housing in a part of which the first pusher is partially or wholly and
  • a locking device comprising a first locking member configured to secure or not the first and second pusher and a second locking member configured to seal or not, partially or completely, the housing.
  • the securing or not of the first and second pusher allows the movement of the second pusher due to the movement of the second cam or not is transmitted to the first pusher.
  • the second locking member may, by sealing all or part of the housing, to secure or not the first pusher and the valve stem, so that when the first pusher and the valve stem are secured, the movement of the first pusher is transmitted to the valve.
  • the valve stem can slide in the housing, in which case the movement of the first pusher does not move the valve.
  • the valve stem can no longer slide in the housing and bears against the second locking member, undergoing the movements of the latter.
  • valve must be understood broadly, also designating a piston.
  • the first pusher can be received in the housing on less than the height of this housing.
  • the displacement of the first pusher may or may not be the same as that of the second pusher, depending on the configuration of the locking device.
  • the first and second pusher may have only one degree of freedom when received in a motor bracket, for example the cylinder head of the engine. These two pushers move in particular in translation along an axis parallel or not to an axis of the system which is for example the axis of movement of the valve.
  • the actuation system is driven in particular by the cams directly, that is to say by a contact of each of the cams with the transmission system without intermediate tipper, which is not the case when a pawl or a rocker arm is used to transmit the movement of each cam.
  • the first and the second pushbutton can be received in the support with indexing, to prevent their rotational movement about the axis in which they can move in translation. Such indexing may furthermore make it possible to prevent a rotation movement of the pushers relative to the actuator.
  • the indexing of the first pusher in the support can be performed by an electromagnetic actuator described below.
  • the first and the second pusher may be concentric and the housing in which the first pusher is arranged may be formed in a central region of the second pusher.
  • the first and the second pusher have for example a cylindrical shape around the same axis, this axis then being the axis of the system mentioned above.
  • the second pusher may comprise a housing provided with an opening forming part of the housing. This housing can be movable relative to the portion of the second pusher coming opposite the second cams. Along the axis of the system, there is for example the portion of the second pusher facing the second cams and the housing.
  • the first pusher can extend into the opening in the housing.
  • the outer dimensions of the first pusher, especially its outer diameter, are then less than or equal to the transverse dimension, including the diameter, of the opening of the housing.
  • the first locking member is separate from the second locking member.
  • the first locking member and the second locking member may be located at different heights along the axis of the system.
  • the first locking member can be movable between a position in which it comes to secure the first and second pusher and a position in which the first and second pusher are not secured.
  • the first pusher and the second pusher may each have a passage and at least one locking piece may move in said passages, the first locking member acting on said locking piece so that it extends partly in the passage of the first pusher and partly in the passage of the second pusher or that it extends in only one of said passage and not in the other.
  • the passage in each pusher extends transversely, especially perpendicular to the axis of the system. Where appropriate, a force recovery sleeve may be introduced into all or part of each passage, this sleeve then being interposed between the corresponding pusher and the corresponding locking piece.
  • the locking piece thus allows, depending on its position in one and / or the other passages to secure or not the first pusher and the second pusher.
  • the first locking member may comprise a non-planar contact surface with the locking piece. Such a contact surface can facilitate the breaking of contact between said locking member and said locking piece.
  • the arrangement of the contact surface of the first locking member can make it possible to break the live edge.
  • This non-planar contact surface may be rounded or alternatively may include a bevelled portion. In the latter case, the beveled portion extends at an angle with the rest of the contact surface.
  • the contact surface has a bevelled portion and the surface of this bevelled portion is rounded.
  • the second locking member may have a through hole and be movable between a position in which the through hole is aligned with the housing in the second pusher and a position in which the through hole is not aligned with said housing. This second locking member, separate from the first locking member ensures a selective connection of the first pusher to the valve stem.
  • the second latch member may be at least partially accommodated in the housing and move therein between a position in which the through hole and the housing opening are aligned and a position in which the through hole and the opening of the housing housing are not aligned.
  • the second locking member may or may not be made in one piece.
  • the wall of the second locking member defining the through hole may be wholly or partly non-planar.
  • This wall may comprise a non-flat portion, for example rounded, beveled or bevelled and rounded as described above.
  • the tapered portion may flare when moving along the axis of the system away from the portion facing the cams. Such beveled portion may promote the introduction of the valve stem into the through hole.
  • the first pusher and the second locking member may be located at different heights along the axis of the system and the first pusher may comprise an end bearing on the portion of the second locking member protruding in the opening of the housing.
  • the pressing of the first pusher on the second locking member can make it possible to transmit the movement of the first pusher to the second locking member and, when the second locking member presses on the stem of the valve, the second locking member can transmit to the stem of the valve the displacement of the first pusher.
  • the system may include at least one electromagnetic actuator that changes the configuration of the locking device. This actuator can overcome the disadvantages of hydraulic actuation mentioned above.
  • the actuator may be exclusively electromagnetic, which means that when the actuator is activated, ie controlled to modify the configuration of the locking device, only the magnetic field generated by the actuator causes this modification of the device by displacing the one and / or the other of the locking members, unlike for example actuators implementing an electromagnetically actuated valve to selectively allow a passage of a liquid moving a locking member.
  • the electromagnetic actuator may have a first pin configured to move the first latch member and a second pin configured to move the second latch member.
  • Each pin may be disposed wholly or partly in a body in which the magnetic field is located and the movement of the pin to move a locking member is caused by this magnetic field.
  • the pins can be made of any material, for example a ferromagnetic material.
  • Each pin may exert a force on the corresponding locking member by means of a non-planar surface, for example wholly or partly rounded, bevelled or bevelled and rounded, as previously described. The sharp edges of the pins can thus be broken.
  • the pins may be made of a material other than the material used for the locking members.
  • the pins are for example made of a ferromagnetic steel while the locking members are made of a hard steel, such as 100C6 steel.
  • the magnetic field generated by the electromagnetic actuator for moving the pins can be obtained by means of one or more current-carrying coils, also called electromagnets, or permanent magnets whose field can be selectively canceled to pass from one position to another.
  • One or more electromagnets may be assigned to move the first pin while one or more other electromagnets may be assigned to move the second pin. Actuation of a pin can be controlled independently of actuation of the other pin and magnetic insulation can be provided so that the magnetic field generated to move one pin can not move the other pin.
  • each locking member can be done when the force exerted by a pin on said member is greater than that exerted by one or more return members holding each locking member in a rest position, this rest position corresponding to the position of a locking member when no magnetic field is exerted by the actuator to move it.
  • the rest position of the first locking member may correspond to a position of this member in which the first and the second pusher are integral. In a variant, the rest position of the first locking member corresponds to the position of this member in which the first and the second pusher are not integral.
  • the rest position of the second locking member may correspond to a position of this member in which it does not close the housing.
  • the second locking member closes the housing, to prevent the sliding of the valve stem in this housing.
  • the first and the second pusher are integral and the housing is partly closed by the second locking member.
  • the locking device can be bistable, each locking member having two rest positions respectively corresponding to one of the two positions mentioned above, which makes it unnecessary to generate a magnetic field, in particular by injecting an electric current, for holding each locking member in one or other of these positions.
  • the actuator is for example a linear actuator, that is to say it causes a displacement in translation of each locking member.
  • Each pin can move in translation to obtain this result.
  • pins can act directly in contact with a respective locking member.
  • an intermediate pin may be interposed between the pin of the electromagnetic actuator and the locking member. Whether there is direct contact or not between pin and locking member, the contact can be via at least one elongate surface along the axis of the system. This elongate surface, also called “protrusion” can increase the contact surface between the pin and the locking member and thus maintain the locking member in position when the pin and the locking member interacting together do not are not at the same height relative to the axis of the system.
  • the second locking member can be in abutment in the position in which it closes all or part of the housing and this abutment position can be obtained through a wall of the second pusher relative to which the second locking member is movable according to the invention. axis of the system.
  • this protrusion may come to contact the wall of the second pusher even when the second locking member is at a distance from said wall, which makes it possible to ensure that the second member locking does not exceed the stop position.
  • the first pin and the second pin can be integrated with a common actuator or with separate actuators, the latter then having separate bodies.
  • each locking member by a pin can be made by contact, directly or if necessary via the corresponding intermediate pin.
  • the electromagnetic actuator may be of the "pull" type, that is to say that each pin translates from the outside towards the inside of the actuator when a magnetic field is generated. for example when a current flows through the electromagnet.
  • the electromagnetic actuator may be of the "push" type, that is to say that each pin translates from the inside to the outside of the actuator when a field Magnetic flux is generated, for example when a current flows through the electromagnet.
  • a pin translates from the inside to the outside of the actuator when a magnetic field is generated and the other pin translates from the outside to the inside of the actuator when a magnetic field is generated.
  • the invention further relates, in another of its aspects, to an assembly comprising: a camshaft carrying a first cam and at least a second cam, the system as defined above, and a valve,
  • the system transmitting the movement of the first cam or the second cam or cams to the valve.
  • the assembly thus allows the valve to have three states depending on the configuration of the locking device.
  • the configuration of the locking device can be selectively such that the system transmits the movement of the first cam to the valve, such that the system transmits the movement of the second cam (s) to the valve, or such that no cam movement is transmitted to the valve.
  • the valve is deactivated and can then remain in a position in which it does not close any conduit or in a position in which it completely closes the conduit.
  • This is for example an intake duct or exhaust of a heat engine cylinder, in particular for a vehicle.
  • the first and the second pusher may be concentric, the first pusher may be surrounded by the second pusher and the camshaft may carry two second cams having the same lifting profiles between which the first cam is arranged, each second cam facing each other. of a region of the second pusher.
  • the second cams may have the same profile different from the profile of the first cam.
  • the profile of the second cams is for example such that when their movement is transmitted to the valve by the system, the latter moves in a full lift while when the movement of the first cam is transmitted to the valve, it is moves according to an intermediate lift.
  • the valve may comprise a rod sliding in all or part of the housing when the latter is not closed by the second locking member.
  • the transmission system transmits to the valve the movement of the first or second cams when said locking member closes the passage and presses on the valve stem or the control system. transmission does not transmit any movement to the valve since it is received in the housing in which it slides during the movement of the pushers.
  • the first pusher may be hollow, having an internal cavity whose dimensions can allow the sliding in it of the valve stem.
  • the dimensions of the through hole formed in the second locking member and the dimensions of the cavity formed in the first pusher, these dimensions being measured perpendicularly to the axis of the system, may allow, when the through hole is aligned with the cavity, a passage of the valve stem in the through hole and in the cavity.
  • the opening in the housing has for example dimensions, measured perpendicular to the axis of the system, greater than the corresponding dimensions of the first pusher, so that the first pusher can be received in this opening but the dimensions of the first pusher then do not allow its introduction into the through hole of the second locking member.
  • the locking device comprising the two above locking members may allow the valve to be in any one of the following states:
  • the use of two separate locking members within the locking device and the control of each locking member independently of the other locking member allows the valve to pass from any one of the states (i) to (iii) any one of the other two states (i) to (iii).
  • the valve can reach the deactivated state (iii) while in the state (i) without having to go through the intermediate state (ii).
  • the housing can thus allow the passage of the stem of the valve, which corresponds to the state (iii) above while the first and second pusher are integral.
  • Another subject of the invention is an assembly comprising:
  • a system for transmitting cam movement to a valve comprising:
  • first pusher intended to come opposite a first cam
  • second pusher intended to come opposite at least one second cam
  • the second pusher comprising a housing in which the first pusher is entirely or partially disposed, a locking device configured to secure or not the
  • first and second pusher and to transmit or not the movement of the cam or cams to the valve.
  • FIG. 1 schematically represents an assembly according to an exemplary implementation of the invention
  • FIGS 2 to 4 show the whole of Figure 1 in different configurations
  • FIG. 5 represents a first locking member different from that forming part of the assembly represented in FIG.
  • FIG. 6 represents a second locking member different from that forming part of the assembly represented in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a set 1 according to an exemplary implementation of the invention.
  • This assembly 1 comprises a camshaft 2 on which is mounted a first cam 3, this first cam 3 being surrounded when moving along the shaft 2 by two second cams 4.
  • the second cams 4 have in the first cam 3 example describes an identical profile, this profile being different from that of the first cam 3.
  • the assembly also comprises a system 5 and a valve 6 of which only the actuating rod 7 is visible in FIG.
  • the system 5 is interposed between the cams 3 and 4 and the valve 6 and configured to transmit the movement of the first cam 3 or the second cams 4 to the valve 6.
  • the valve 6 is in the example described an intake or exhaust valve of a cylinder of a heat engine but the invention is not limited thereto.
  • the system 5 extends here along a longitudinal axis X which is in the example considered the axis in which the valve 6 moves. This axis X will subsequently be called “axis of the system 5".
  • the system 5 is integrated with a support, not shown, such as the cylinder head of the engine.
  • the system 5 comprises a first pusher 9 and a second pusher 10.
  • the second pusher 10 has a housing 11 extending along the axis X.
  • the first pusher 9 is disposed in this housing 11, having along this axis a dimension smaller than that of the housing 11.
  • the first pusher 9 and the second pusher 10 are here concentric along the X axis and, in the sectional plane of FIG. the first pusher 9 is surrounded by two regions of the second pusher 10.
  • the first 9 and the second pusher 10 can each move in translation along the axis X, independently or not one of the other, as will be seen later.
  • a cavity 7 is in the example considered formed in the first pusher 9, this cavity 7 extending over less than the height of the first pusher 9.
  • a passage 13, respectively 14 is provided in the first pusher 9, respectively in each region of the second pusher 10.
  • the passage 13 is formed in the example considered above the cavity 7 and does not communicate with the latter.
  • a sleeve 12 can be placed against the wall of the second pusher 10 defining each passage 14.
  • Each of these passages 13 and 14 extends in the example considered perpendicular to the X axis and the dimensions of these passages 13 and 14 may be such that, when the first pusher 9 and the second pusher 10 are at the same height according to the X axis in the support, the passage 13 and the passage 14 have continuous edges.
  • the first pusher 9 comprises an end surface 15 facing the first cam 3 and on which this cam 3 can bear.
  • Each region of the second pusher 10 also has an end surface 16 facing the cams 4, the latter being able to press on this surface 16.
  • two locking pieces 18 and 19 can extend in one of the passages only or straddling two passages when they are at the same height.
  • the locking piece 18 extends both in the passage 14 formed in one of the regions of the second pusher 10 and in the passage 13 formed in the first pusher 9.
  • the locking piece 19 extends both in the passage 13 and in the passage 14 formed in the other region of the second pusher 10. As can be seen, these parts 18 and 19 can abut against each other in the passage 13.
  • the locking piece 19 is subjected to a restoring force maintaining it in the rest position shown in FIG. 1 while the locking piece is held in this position by a first locking member 41 described below in spite of the action of a restoring force.
  • Each of these recall forces is by example exerted by a spring 21 whose one end is connected to said part 18 or 19 and whose other end is attached to the passage concerned.
  • the locking piece 18 may have a collar 23 on which is fixed an end of a spring 21.
  • a housing 25 is disposed in the second pusher 10.
  • This housing 25 has a passage 26 extending in the example considered perpendicular to the X axis.
  • the housing has an opening 27 formed along the X axis and which forms part of the housing 11.
  • the first pusher 9 and the opening 27 may have dimensions allowing the first pusher 9 to be received on part of the height of the opening 27.
  • the housing 25 has in the example of Figure 1 two end surfaces 28 and 29 extending perpendicular to the axis X. Each here receives an end of a spring 30 or 31.
  • a spring 30 is interposed between the housing 25 and the regions of the second pusher 10 comprising the passages 14 and a spring 31 is interposed between the housing 25 and a fixed structure 34 relative to the support and not shown, this structure is for example part of the breech.
  • the system 5 further comprises a locking device 40 which will now be described.
  • This device 40 is configured to join or not the first pusher 9 and the second pusher 10 and to seal or not all or part of the housing 11.
  • the locking device 40 comprises a first locking member 41 and a second locking member 42. These locking members 41 and 42 are arranged at different heights relative to the axis X.
  • the first locking member 41 is in the example considered as a rod adapted to be introduced into the passage 14, the end opposite to that opening towards the passage 13 is open.
  • the first locking member may have a contact face 45 with the nearest locking piece 18 or 19.
  • this contact face 45 is flat, but in the example of FIG. 5, this contact face 45 is rounded, for example convex.
  • the first locking member comprises, at its end opposite to the face 45 by which it comes to contact a locking piece, a protrusion 47.
  • This protrusion 47 extends here parallel to the axis X and defines a contact surface 48.
  • the first locking member 41 is in the example considered made in one piece but could alternatively be formed of several parts rigidly coupled to each other.
  • the second locking member 42 is also in the form of a rod and has dimensions enabling it to be introduced into the passage formed in the housing 25.
  • a through-hole 50 is formed in the second locking member 42.
  • This through hole 50 is, depending on the position of the second locking member 42 in the housing 25, in alignment or not with the opening 27 and therefore in alignment with the housing 11 formed in the second pusher 10.
  • the dimensions of the through hole 50 can allow the introduction through the latter of the stem of the valve 6.
  • the second locking member 42 moves in the passage formed in the housing 25 against a restoring force exerted by a spring 39.
  • the wall 51 defining the through hole 50 is flat and extends parallel to the axis X but the invention is not limited to this example. As can be seen in FIG. 6, this wall may have, when viewed in section along the X axis, a portion parallel to the X axis extended towards the valve 6 by a portion diverging from the axis X.
  • the second locking member 42 comprises in the example described, similarly to the first locking member 41, an outgrowth 53 defining a contact surface 54.
  • the protrusion 53 extends parallel to the axis X, similarly to the outgrowth 47.
  • the second locking member 42 is formed in one piece but it could, alternatively, be formed by several pieces rigidly coupled together.
  • the system 5 also comprises an electromagnetic actuator 60 modifying the configuration of the locking device 40.
  • the electromagnetic actuator 60 comprises in the example of Figure 1 a body 61 in which is disposed a magnetic field source such as one or more electromagnets.
  • a first pin 62 and a second pin 63 are provided.
  • the first pin 62 is here positioned to face the passages 13 and 14 when the pushers 9 and 10 are not moved by the cams 3 and 4.
  • the second pin 63 is, still in this example, positioned so as to next to the passage formed in the housing 25 when the latter is not subject to any displacement induced by the cams 3 and 4.
  • the actuator 60 comprises a single body 61 in which the two pins 62 and 63 are arranged but, alternatively, two separate bodies 61 each receiving a pin could be provided.
  • the actuator 60 further comprises a control unit for generating a magnetic field for moving one and / or the other of the pins 62 and 63.
  • the actuator 60 is of the "push" type, that is to say that, in the rest position of FIG. 1 in which no magnetic field is generated, the pins 62 and 63 are more inside the body 61 than when the magnetic field is generated, in which case one and / or the other of the pins moves outwardly of the body 61 in the direction of the pushers 9 and 10.
  • Each pin acts on the contact surface 48 or 54 formed by the corresponding protrusion of the first or second locking member.
  • the contact surface 65 of the first pin 62 with the first locking member 41 has a dimension measured parallel to the lower X axis, for example at least half, to the corresponding dimension of the contact surface 48 formed by the protrusion 47. It is in the example described likewise for the contact surface 66 of the second pin 63 vis-à-vis the contact surface 54 formed by the protrusion 53.
  • first pusher 9 has in the example described an end portion 58 bearing against a portion 60 of the second locking member.
  • Figure 1 neither the first pin 41 nor the second pin 42 acts on a locking member. It is found that no contact occurs between the pins 62 and 63 and the locking members 41 and 42.
  • Figure 1 corresponds to a rest position of the overall example 1 being shown. In this rest position, the first locking member 41 interacts with the locking pieces 18 and 19 so that they each extend in part in the passage 14 formed in the second pusher 10 and partly in the passage 13 The first pusher 9 and the second pusher 10 are then secured, so that the movement of the second cams 4 moves the first 9 and the second pusher.
  • the second locking member 42 is in a position in which the through-hole 50 is not aligned with the housing 11.
  • a portion 68 of the second locking member 42 closes the housing 11 and the valve stem 6 abuts against this portion 68.
  • the first pusher 9 then bears on this portion 68 of the second locking member 42 via its portion 58, causing a displacement of the portion 68 along the axis X and, because of this displacement, the portion 68 in turn exerts a force on the stem of the valve 6, causing the displacement along the axis X of the valve 6.
  • valve 6 is in this case moved in a full lift, this displacement being induced by the movement of the second cams 4.
  • the electromagnetic actuator 60 which is not shown for reasons of clarity, is controlled in such a way that the first pin 62 acts on the first locking member 41. This action, each locking piece 18 or 19 is brought into a single passage 13 or 14, against the action of the return springs 21.
  • the locking piece 18 extends here only in the passage 13 formed in the first pusher 9 while the locking piece 19 extends only in the passage 14 formed in a portion of the second pusher 10.
  • the pushers 9 and 10 are then no longer integral, and can move relative to each other, as shown in Figure 2 where the pushers 9 and 10 are not at the same height.
  • the movement of the second cams 4 moves the second pusher 10 a distance greater than that on which the first pusher 9 is displaced by the first cam 3.
  • the second locking member 42 is here in the same position as in Figure 1, no action being exerted by the second pin 63 on the latter.
  • the displacement of the first pusher 9 is then always transmitted via the second locking member 42 to the valve 6.
  • the valve 6 is then moved in an intermediate lift.
  • each pin 62 and 63 acts on one of the locking members 41 and 42.
  • the first pin 62 exerts a force on the first locking member 41 such that the first pusher 9 and the second pusher 10 are not integral.
  • the second pin 63 exerts a force on the second locking member 42 such that the latter occupies a position in the housing 25 allowing the through hole 50 to be part of the housing 11 and the opening 27. As shown, the rod of the valve 6 is then received in the through hole and may also be disposed in the cavity 7 formed in the first pusher 9 and in the opening 27. In this situation, the second locking member 42 abuts via the protrusion 53 against a wall of the second pusher 10.
  • FIG. 4 shows another situation of the assembly 1.
  • the valve 6 is also deactivated but the configuration of the locking device 40 is not the same.
  • the first locking member 41 secures the first pusher 9 and the second pusher 10 while the second pusher 42 is in the position of Figure 3 in which the through hole 50 is part of the opening 27 and the housing 11
  • the first pusher 9 and the second pusher 10 are both displaced by the movement of the second cams 4 but this displacement is not transmitted to the rod 7 of the valve 6 which is received in the through hole 50, and if necessary in the opening 27 and the housing 1 1 during the movement of the first pusher 9.
  • the second locking member 42 abuts against the wall of the second pusher 10 thanks to the protrusion, although said wall is remote from the housing 25.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described, in particular to a particular number of locking pieces, to a particular structure of the electromagnetic actuator 60 or to a particular structure of the locking device 40.
  • the first and second pins are not necessarily aligned along the axis
  • the electromagnetic actuator may comprise two first pins and two second pins as described above and these first two pins may be diametrically opposed relative to the X axis. It is for example the same for the two second pins.

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Abstract

Système (5) de transmission du mouvement de cames (3, 4) à une soupape (6), comprenant : - un premier poussoir (9) destiné à venir en regard d'une première came (3), - un deuxième poussoir (10) destiné à venir en regard d'au moins une deuxième came (4), le deuxième poussoir (4) comprenant un logement (11) dans lequel est disposé en tout ou partie le premier poussoir (9), - un dispositif de verrouillage (40) configuré pour solidariser ou non le premier (9) et le deuxième (10) poussoir et pour obturer ou non au moins en partie le logement (11).

Description

Système de transmission du mouvement de cames à une soupape
La présente invention a pour objet un système de transmission du mouvement de cames à une soupape ainsi qu'un ensemble comprenant un tel système, les cames et la soupape.
L'invention s'applique notamment au déplacement de soupapes d'un véhicule. Il s'agit par exemple d'un véhicule comportant un moteur thermique.
L'invention s'applique notamment mais non exclusivement à des soupapes
déconnectables. Il s'agit par exemple de soupapes déplacées par la transmission du mouvement de cames sans l'intermédiaire d'un linguet ou d'un culbuteur, selon une technique communément appelée « attaque directe ». Les soupapes sont par exemples des soupapes d'admission ou d'échappement de cylindres du moteur.
Pour étendre la zone de fonctionnement optimal d'un moteur thermique à combustion interne, notamment lorsque le moteur fonctionne à mi-charge, il est connu de désactiver la moitié des cylindres définissant des chambres de combustion de manière à augmenter la charge unitaire des cylindres restant activés. Cette désactivation des cylindres peut être obtenue par la neutralisation des soupapes d'admission et d'échappement desdits cylindres.
D'autres solutions sont par ailleurs connues pour étendre la zone de fonctionnement optimal d'un moteur thermique, à savoir lever les soupapes de moitié et/ou réduire leur étalement à faible charge et à faible régime, ou encore déconnecter seulement deux des quatre soupapes d'un cylindre à seize soupapes pour améliorer la combustion en agissant sur l'aérodynamique des gaz.
Le brevet US 6 401 676 divulgue un ensemble comprenant une came, une soupape et un système de transmission du mouvement de la came à la soupape. Le système de transmission comprend un poussoir dans lequel est ménagé un passage pouvant recevoir une tige d' actionnement de la soupape. Un logement est ménagé dans le poussoir, ce logement étant traversé par un passage et une pièce de verrouillage est disposée dans le logement dans lequel elle peut coulisser dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du poussoir. Un trou traversant est ménagé dans la pièce de verrouillage et ce trou peut être aligné avec le passage selon la position dans le logement de la pièce de verrouillage. Lorsque le trou est aligné avec le passage, le déplacement du poussoir lié au mouvement de la came n'est pas transmis à la tige de la soupape puisque celle-ci coulisse dans le passage en cas de déplacement du poussoir. Lorsque le trou et le passage ne sont pas alignés, une portion de la pièce de verrouillage vient en appui sur la tige d'actionnement de sorte que cet appui transmet à la tige de la soupape le mouvement de la came. US 6 401 676 enseigne de déplacer la pièce de verrouillage dans le logement pour transmettre ou non à la soupape le mouvement de la came à l'aide d'un actionneur hydraulique mettant en œuvre un circuit hydraulique dont la pression provient d'une pompe hydraulique actionnée par le moteur. US 6 401 676 permet ainsi de connecter ou non une soupape, de sorte que celle-ci a deux états discrets.
Les brevets US 5 878 705 et 6 273 041 divulguent un système de transmission du mouvement de deux cames montées sur un arbre à cames commun. Ces cames ont des profils différents de manière à ce que leur déplacement induise des levées différentes pour la soupape. Ce système de transmission met en œuvre un organe de verrouillage qui solidarise ou non des poussoirs respectivement associés à l'une des cames. L'organe de verrouillage est déplacé par un système d'actionnement hydraulique mettant en œuvre un circuit hydraulique dont la pression provient d'une pompe hydraulique actionnée par le moteur.
Les soupapes déplacées selon l'enseignement de ces deux brevets US 5 878 705 et US 6 273 041 présentent ainsi deux états discrets correspondant à des levées différentes.
Les solutions ci-dessus ne permettent pas que la soupape présente trois états discrets correspondant respectivement à un état déconnecté et à deux états de levée différente.
En outre, l'actionnement hydraulique tel qu'utilisé dans les solutions ci-dessus est difficile à mettre en œuvre, car il nécessite l'utilisation d'un circuit hydraulique. Outre la complexité de la mise au point d'un tel circuit hydraulique, les temps de réponse des actionneurs hydrauliques sont trop élevés pour pouvoir établir des stratégies de gestion des moteurs efficaces. En effet, le temps de réponse d'un actionneur hydraulique dépend de l'alimentation en pression du circuit hydraulique ou de la température et donc directement du régime moteur.
Les solutions connues ne sont par ailleurs pas réellement satisfaisantes pour permettre de faire varier de façon rapide et reproductible l'état d'une soupape sur un intervalle de température et de régime large.
Il existe un besoin pour bénéficier d'un système de transmission du mouvement de cames à au moins une soupape, ce système permettant que la soupape ait trois états discrets dont un soit un état déconnecté, et remédiant aux inconvénients précités.
L'invention a pour but de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un système de transmission du mouvement de cames à une soupape, comprenant : un premier poussoir destiné à venir en regard d'une première came, un deuxième poussoir destiné à venir en regard d'au moins une deuxième came, le deuxième poussoir comprenant un logement dans une partie duquel est disposé partiellement ou en totalité le premier poussoir, et
- un dispositif de verrouillage comprenant un premier organe de verrouillage configuré pour solidariser ou non le premier et le deuxième poussoir et un deuxième organe de verrouillage configuré pour obturer ou non, partiellement ou en totalité, le logement. La solidarisation ou non du premier et du deuxième poussoir permet que le déplacement du deuxième poussoir du fait du mouvement de la ou des deuxièmes cames soit ou non transmis au premier poussoir. Le deuxième organe de verrouillage peut, en obturant en tout ou partie le logement, solidariser ou non le premier poussoir et la tige de la soupape, de sorte que lorsque le premier poussoir et la tige de la soupape sont solidaires, le déplacement du premier poussoir est transmis à la soupape. En effet, quand le logement n'est pas obturé, la tige de la soupape peut coulisser dans le logement, auquel cas le déplacement du premier poussoir ne déplace pas la soupape. En revanche, quand le logement est obturé, la tige de la soupape ne peut plus coulisser dans le logement et elle vient en appui contre le deuxième organe de verrouillage, subissant les déplacements de ce dernier.
Au sens de l'invention, « soupape » doit être compris de façon large, désignant également un piston.
Le premier poussoir peut être reçu dans le logement sur moins de la hauteur de ce logement.
Le déplacement du premier poussoir peut être ou non le même que celui du deuxième poussoir, selon la configuration du dispositif de verrouillage.
Le premier et le deuxième poussoir peuvent ne présenter qu'un seul degré de liberté lorsqu'ils sont reçus dans un support du moteur, par exemple la culasse du moteur. Ces deux poussoirs ne se déplacent notamment qu'en translation selon un axe parallèle ou non à un axe du système qui est par exemple l'axe de déplacement de la soupape.
Le système d'actionnement est notamment entraîné par les cames de façon directe, c'est- à-dire par un contact de chacune des cames avec le système de transmission sans basculeur intermédiaire, ce qui n'est pas le cas quand un linguet ou un culbuteur est utilisé pour transmettre le mouvement de chaque came.
Le premier et le deuxième poussoir peuvent être reçus dans le support avec indexation, afin d'empêcher leur déplacement en rotation autour de l'axe selon lequel ils peuvent se déplacer en translation. Une telle indexation peut en outre permettre d'empêcher un déplacement en rotation des poussoirs par rapport à l'actionneur. L'indexation du premier poussoir dans le support peut être réalisée par un actionneur électromagnétique décrit ci- après.
Le premier et le deuxième poussoir peuvent être concentriques et le logement dans lequel est disposé le premier poussoir peut être ménagé dans une région centrale du deuxième poussoir.
Le premier et le deuxième poussoir ont par exemple une forme cylindrique autour d'un même axe, cet axe étant alors l'axe du système mentionné ci-dessus.
Le deuxième poussoir peut comporter un boîtier muni d'une ouverture formant une partie du logement. Ce boîtier peut être mobile par rapport à la partie du deuxième poussoir venant en regard des deuxièmes cames. Le long de l'axe du système, on trouve par exemple la partie du deuxième poussoir en regard des deuxièmes cames puis le boîtier.
Le premier poussoir peut s'étendre jusque dans l'ouverture ménagée dans le boîtier. Les dimensions extérieures du premier poussoir, notamment son diamètre extérieur, sont alors inférieures ou égales à la dimension transversale, notamment le diamètre, de l'ouverture du boîtier.
Le premier organe de verrouillage est distinct du deuxième organe de verrouillage. Le premier organe de verrouillage et le deuxième organe de verrouillage peuvent être situés à des hauteurs différentes le long de l'axe du système.
Le premier organe de verrouillage peut être mobile entre une position dans laquelle il vient solidariser le premier et le deuxième poussoir et une position dans laquelle le premier et le deuxième poussoir ne sont pas solidaires.
Le premier poussoir et le deuxième poussoir peuvent chacun comporter un passage et au moins une pièce de verrouillage peut se déplacer dans lesdits passages, le premier organe de verrouillage agissant sur ladite pièce de verrouillage de manière à ce qu'elle s'étende en partie dans le passage du premier poussoir et en partie dans le passage du deuxième poussoir ou à ce qu'elle ne s'étende que dans un seul desdits passage et pas dans l'autre. Le passage ménagé dans chaque poussoir s'étend transversalement, notamment perpendiculairement à l'axe du système. Le cas échéant, un manchon de reprise d'efforts peut être introduit dans tout ou partie de chaque passage, ce manchon étant alors interposé entre le poussoir correspondant et la pièce de verrouillage correspondante.
La pièce de verrouillage permet ainsi, selon sa position dans l'un et/ou l'autre des passages de solidariser ou non le premier poussoir et le deuxième poussoir.
Le premier organe de verrouillage peut comporter une surface de contact non plane avec la pièce de verrouillage. Une telle surface de contact peut faciliter la rupture de contact entre ledit organe de verrouillage et ladite pièce de verrouillage. L'agencement de la surface de contact du premier organe de verrouillage peut permettre de rompre l'arrête vive.
Cette surface de contact non plane peut être arrondie ou en variante comprendre une portion bisautée. Dans ce dernier cas, la portion bisautée s'étend en formant un angle avec le reste de la surface de contact.
Dans une autre variante, la surface de contact présente une portion bisautée et la surface de cette portion bisautée est arrondie.
Le deuxième organe de verrouillage peut présenter un trou traversant et être mobile entre une position dans laquelle le trou traversant est aligné avec le logement ménagé dans le deuxième poussoir et une position dans laquelle le trou traversant n'est pas aligné avec ledit logement. Ce deuxième organe de verrouillage, distinct du premier organe de verrouillage assure une connexion sélective du premier poussoir à la tige de la soupape.
Le deuxième organe de verrouillage peut être reçu au moins en partie dans le boîtier et se déplacer dans ce dernier entre une position dans laquelle le trou traversant et l'ouverture du boîtier sont alignés et une position dans laquelle le trou traversant et l'ouverture du boîtier ne sont pas alignés. Le deuxième organe de verrouillage peut ou non être réalisé d'une seule pièce.
La paroi du deuxième organe de verrouillage définissant le trou traversant peut être en tout ou partie non plane. Cette paroi peut comporter une portion non plane, par exemple arrondie, biseautée ou bisautée et arrondie comme décrit précédemment. La portion biseautée peut s'évaser lorsque l'on se déplace de long de l'axe du système en s'éloignant de la partie en regard des cames. Une telle portion biseautée peut favoriser l'introduction de la tige de soupape dans le trou traversant.
Le premier poussoir et le deuxième organe de verrouillage peuvent être situés à des hauteurs différentes le long de l'axe du système et le premier poussoir peut comporter une extrémité venant en appui sur la portion du deuxième organe de verrouillage faisant saillie dans l'ouverture du boîtier. L'appui du premier poussoir sur le deuxième organe de verrouillage peut permettre de transmettre le déplacement du premier poussoir au deuxième organe de verrouillage et, lorsque le deuxième organe de verrouillage appuie sur la tige de la soupape, le deuxième organe de verrouillage peut transmettre à la tige de la soupape le déplacement du premier poussoir. Le système peut comporter au moins un actionneur électromagnétique modifiant la configuration du dispositif de verrouillage. Cet actionneur peut remédier aux inconvénients de l'actionnement hydraulique mentionnés précédemment.
L' actionneur peut être exclusivement électromagnétique, ce qui signifie que lorsque Γ actionneur est activé, ie commandé pour modifier la configuration du dispositif de verrouillage, seul le champ magnétique généré par P actionneur provoque cette modification du dispositif en déplaçant l'un et/ou l'autre des organes de verrouillage, contrairement par exemple aux actionneurs mettant en œuvre une vanne actionnée électromagnétiquement pour permettre sélectivement un passage d'un liquide déplaçant un organe de verrouillage.
Lorsque le dispositif de verrouillage comporte le premier organe et le deuxième organe mentionnés ci-dessus, P actionneur électromagnétique peut comporter une première goupille configurée pour déplacer le premier organe de verrouillage et une deuxième goupille configurée pour déplacer le deuxième organe de verrouillage. Chaque goupille peut être disposée en tout ou partie dans un corps dans lequel se trouve le champ magnétique et le déplacement de la goupille pour déplacer un organe de verrouillage est causé par ce champ magnétique.
Les goupilles peuvent être réalisées en tout matériau, par exemple en un matériau ferromagnétique .
Chaque goupille peut exercer une force sur l'organe de verrouillage correspondant au moyen d'une surface non plane, par exemple en tout ou partie arrondie, bisautée ou bisautée et arrondie, comme décrit précédemment. Les arrêtes vives des goupilles peuvent ainsi être rompues.
Les goupilles peuvent être réalisées en un matériau autre que le matériau utilisé pour les organes de verrouillage. Les goupilles sont par exemple réalisées en un acier ferromagnétique tandis que les organes de verrouillage sont réalisés en un acier dur, tel que de l'acier 100C6.
Le champ magnétique généré par P actionneur électromagnétique pour déplacer les goupilles peut être obtenu à l'aide d'une ou plusieurs bobines parcourues par un courant, encore appelées électroaimants, ou d'aimants permanents dont le champ peut être annulé sélectivement pour passer d'une position à l'autre. Un ou plusieurs électroaimants peuvent être affectés au déplacement de la première goupille tandis qu'un ou plusieurs autres électroaimants peuvent être affectés au déplacement de la deuxième goupille. L'actionnement d'une goupille peut être commandé indépendamment de l'actionnement de l'autre goupille et une isolation magnétique peut être prévue pour que le champ magnétique généré pour déplacer une goupille ne puisse déplacer l'autre goupille.
Le déplacement de chaque organe de verrouillage peut se faire lorsque la force exercée par une goupille sur ledit organe est supérieure à celle exercée par un ou plusieurs organes de rappel maintenant chaque organe de verrouillage dans une position au repos, cette position au repos correspondant à la position d'un organe de verrouillage lorsque aucun champ magnétique n'est exercé par l'actionneur pour le déplacer.
La position au repos du premier organe de verrouillage peut correspondre à une position de cet organe dans laquelle le premier et le deuxième poussoir sont solidaires. En variante, la position au repos du premier organe de verrouillage correspond à la position de cet organe dans laquelle le premier et le deuxième poussoir ne sont pas solidaires.
La position au repos du deuxième organe de verrouillage peut correspondre à une position de cet organe dans laquelle il n'obture pas le logement. En variante, lorsqu'il est au repos, le deuxième organe de verrouillage obture le logement, pour empêcher le coulissement de la tige de soupape dans ce logement.
Selon un exemple, lorsque le dispositif de verrouillage est au repos, le premier et le deuxième poussoir sont solidaires et le logement est en partie obturé par le deuxième organe de verrouillage
En variante encore, le dispositif de verrouillage peut être bistable, chaque organe de verrouillage ayant deux positions de repos correspondant respectivement à une des deux positions mentionnées ci-dessus, ce qui permet de ne pas avoir besoin de générer de champ magnétique, notamment en injectant un courant électrique, pour maintenir chaque organe de verrouillage dans l'une ou l'autre de ces positions.
L'actionneur est par exemple un actionneur linéaire, c'est-à-dire qu'il provoque un déplacement en translation de chaque organe de verrouillage. Chaque goupille peut se déplacer en translation pour obtenir ce résultat.
Ces goupilles peuvent agir directement au contact d'un organe de verrouillage respectif. En variante, une goupille intermédiaire peut être interposée entre la goupille de l'actionneur électromagnétique et l'organe de verrouillage. Qu'il y ait contact direct ou non entre goupille et organe de verrouillage, le contact peut se faire via au moins une surface allongée selon l'axe du système. Cette surface allongée, encore appelée « excroissance » peut permettre d'augmenter la surface de contact entre la goupille et l'organe de verrouillage et ainsi de maintenir l'organe de verrouillage en position lorsque la goupille et l'organe de verrouillage interagissant ensemble ne sont pas à même hauteur par rapport à l'axe du système.
Le deuxième organe de verrouillage peut être en butée dans la position dans laquelle il obture en totalité ou partiellement le logement et cette position en butée peut être obtenue grâce à une paroi du deuxième poussoir par rapport à laquelle le deuxième organe de verrouillage est mobile selon l'axe du système. Lorsque le deuxième organe de verrouillage porte l'excroissance mentionnée ci-dessus, cette excroissance peut venir contacter la paroi du deuxième poussoir même lorsque le deuxième organe de verrouillage est à distance de ladite paroi, ce qui permet de s'assurer que le deuxième organe de verrouillage ne dépasse pas la position en butée.
La première goupille et la deuxième goupille peuvent être intégrées à un actionneur commun ou à des actionneurs distincts, ces derniers présentant alors des corps distincts.
Le déplacement de chaque organe de verrouillage par une goupille peut être effectué par contact, directement ou le cas échéant via la goupille intermédiaire correspondante.
Dans tous les exemples ci-dessus, P actionneur électromagnétique peut être de type « pull », c ' est-à-dire que chaque goupille translate de l'extérieur vers l'intérieur de l'actionneur lorsqu'un champ magnétique est généré, par exemple lorsqu'un courant traverse P électroaimant.
En variante, dans tous les exemples ci-dessus, l'actionneur électromagnétique peut être de type « push », c'est-à-dire que chaque goupille translate de l'intérieur vers l'extérieur de l'actionneur lorsqu'un champ magnétique est généré, par exemple lorsqu'un courant traverse P électroaimant.
En variante encore une goupille translate de l'intérieur vers l'extérieur de l'actionneur lorsqu'un champ magnétique est généré et l'autre goupille translate de l'extérieur vers l'intérieur de l'actionneur lorsqu'un champ magnétique est généré.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble comprenant : un arbre à cames portant une première came et au moins une deuxième came, le système tel que défini ci-dessus, et une soupape,
le système transmettant le mouvement de la première came ou de la ou les deuxièmes cames à la soupape.
L'ensemble permet ainsi que la soupape ait trois états en fonction de la configuration du dispositif de verrouillage. La configuration du dispositif de verrouillage peut être sélectivement telle que le système transmette le mouvement de la première came à la soupape, telle que le système transmette le mouvement de la ou des deuxièmes cames à la soupape, ou telle qu'aucun mouvement de came ne soit transmis à la soupape. Dans cette dernière configuration, la soupape est désactivée et peut alors rester dans une position dans laquelle elle n'obture aucunement un conduit ou dans une position dans laquelle elle obture totalement ce conduit. Il s'agit par exemple d'un conduit d'admission ou d'échappement d'un cylindre de moteur thermique, notamment pour un véhicule.
Le premier et le deuxième poussoir peuvent être concentriques, le premier poussoir peut être entouré par le deuxième poussoir et l'arbre à cames porter deux deuxièmes cames ayant les mêmes profils de levée entre lesquelles est disposée la première came, chaque deuxième came venant en regard d'une région du deuxième poussoir.
Les deuxièmes cames peuvent avoir un même profil différent du profil de la première came. Le profil des deuxièmes cames est par exemple tel que lorsque leur mouvement est transmis à la soupape par le système, celle-ci se déplace selon une levée pleine tandis que lorsque le mouvement de la première came est transmis à la soupape, celle-ci se déplace selon une levée intermédiaire.
La soupape peut comporter une tige coulissant dans tout ou partie du logement lorsque ce dernier n'est pas obturé par le deuxième organe de verrouillage.
Ainsi, en fonction de la configuration du deuxième organe de verrouillage, le système de transmission transmet à la soupape le mouvement de la première ou des deuxièmes cames lorsque ledit organe de verrouillage obture le passage et vient appuyer sur la tige de soupape ou le système de transmission ne transmet aucun mouvement à la soupape étant donnée que celle-ci est reçue dans le logement dans lequel elle coulisse lors du déplacement des poussoirs.
Le premier poussoir peut être creux, présentant une cavité interne dont les dimensions peuvent permettre le coulissement dans celle-ci de la tige de la soupape. Les dimensions du trou traversant ménagé dans le deuxième organe de verrouillage et les dimensions de la cavité ménagée dans le premier poussoir, ces dimensions étant mesurées perpendiculairement à l'axe du système, peuvent permettre, lorsque le trou traversant est aligné avec la cavité, un passage de la tige de la soupape dans le trou traversant et dans la cavité.
L'ouverture ménagée dans le boîtier présente par exemple des dimensions, mesurées perpendiculairement à l'axe du système, supérieures aux dimensions correspondantes du premier poussoir, de manière à ce que le premier poussoir puisse être reçu dans cette ouverture mais les dimensions du premier poussoir ne permettent alors pas son introduction dans le trou traversant du deuxième organe de verrouillage.
Le dispositif de verrouillage comprenant les deux organes de verrouillage ci-dessus peut permettre que la soupape soit dans l'un quelconque des états suivants:
(i) déplacée selon une levée pleine,
(ii) déplacée selon une levée intermédiaire,
- (iii) pas déplacée, auquel cas elle est désactivée.
En particulier, l'emploi de deux organes de verrouillage distincts au sein du dispositif de verrouillage et la commande de chaque organe de verrouillage indépendamment de l'autre organe de verrouillage permet que la soupape puisse passer de l'un quelconque des états (i) à (iii) à l'un quelconque des deux autres états (i) à (iii).
Par exemple, la soupape peut atteindre l'état désactivé (iii) alors qu'elle est dans l'état (i) sans qu'il soit besoin de passer par l'état intermédiaire (ii). Le logement peut ainsi permettre le passage de la tige de la soupape, ce qui correspond à l'état (iii) ci-dessus alors que le premier et le deuxième poussoir sont solidaires.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble comprenant :
une soupape, et
un système de transmission du mouvement de cames à une soupape, comprenant :
un premier poussoir destiné à venir en regard d'une première came, un deuxième poussoir destiné à venir en regard d'au moins une deuxième came, le deuxième poussoir comprenant un logement dans lequel est disposé en tout ou partie le premier poussoir, un dispositif de verrouillage configuré pour solidariser ou non le
premier et le deuxième poussoir et pour transmettre ou non le mouvement de la ou des cames à la soupape.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
la figure 1 représente de façon schématique un ensemble selon un exemple de mise en œuvre de l'invention,
les figures 2 à 4 représ entent l ' ens emble de la figure 1 dans différentes configurations,
la figure 5 représente un premier organe de verrouillage différent de celui faisant partie de l'ensemble représenté à la figure 1 et
la figure 6 représente un deuxième organe de verrouillage différent de celui faisant partie de l'ensemble représenté à la figure 1.
On a représenté à la figure 1 un ensemble 1 selon un exemple de mise en œuvre de l'invention.
Cet ensemble 1 comprend un arbre à cames 2 sur lequel est montée une première came 3, cette première came 3 étant entourée lorsque l'on se déplace le long de l'arbre 2 par deux deuxièmes cames 4. Les deuxièmes cames 4 ont dans l'exemple décrit un profil identique, ce profil étant différent de celui de la première came 3.
L'ensemble comprend encore un système 5 et une soupape 6 dont seule la tige d'actionnement 7 est visible sur la figure 1.
Le système 5 est interposé entre les cames 3 et 4 et la soupape 6 et configuré pour transmettre le mouvement de la première came 3 ou des deuxièmes cames 4 à la soupape 6.
La soupape 6 est dans l'exemple décrit une soupape d'admission ou d'échappement d'un cylindre d'un moteur thermique mais l'invention n'y est pas limitée.
Le système 5 s'étend ici selon un axe longitudinal X qui est dans l'exemple considéré l'axe selon lequel se déplace la soupape 6. Cet axe X sera par la suite appelé « axe du système 5 ». Le système 5 est intégré à un support non représenté, tel que la culasse du moteur.
Le système 5 comprend un premier poussoir 9 et un deuxième poussoir 10. Le deuxième poussoir 10 présente un logement 11 s'étendant le long de l'axe X. Le premier poussoir 9 est disposé dans ce logement 11, présentant le long de cet axe une dimension inférieure à celle du logement 11. Le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 sont ici concentriques selon l'axe X et, dans le plan de coupe de la figure 1, le premier poussoir 9 est entouré par deux régions du deuxième poussoir 10.
Le premier 9 et le deuxième 10 poussoir peuvent chacun se déplacer en translation selon l'axe X, indépendamment ou non l'un de l'autre, comme on le verra par la suite.
Une cavité 7 est dans l'exemple considéré ménagée dans le premier poussoir 9, cette cavité 7 s' étendant sur moins de la hauteur du premier poussoir 9.
Dans le premier poussoir 9, respectivement dans chaque région du deuxième poussoir 10, un passage 13, respectivement 14, est ménagé. Le passage 13 est ménagé dans l'exemple considéré au-dessus de la cavité 7 et ne communique pas avec cette dernière. Comme représenté, un manchon 12 peut être placé contre la paroi du deuxième poussoir 10 définissant chaque passage 14.
Chacun de ces passages 13 et 14 s'étend dans l'exemple considéré perpendiculairement à l'axe X et les dimensions de ces passages 13 et 14 peuvent être telles que, lorsque le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 sont à même hauteur selon l'axe X dans le support, le passage 13 et le passage 14 ont des bords continus.
Le premier poussoir 9 comprend une surface d'extrémité 15 venant en regard de la première came 3 et sur laquelle cette came 3 peut venir en appui. Chaque région du deuxième poussoir 10 comporte également une surface d'extrémité 16 venant en regard des cames 4, ces dernières pouvant appuyer sur cette surface 16.
Comme représenté sur la figure 1 , deux pièces de verrouillage 18 et 19 peuvent s'étendre dans un des passages seulement ou à cheval sur deux passages lorsque ces derniers sont à même hauteur. Dans la situation représentée sur la figure 1 , la pièce de verrouillage 18 s'étend à la fois dans le passage 14 ménagé dans une des régions du deuxième poussoir 10 et dans le passage 13 ménagé dans le premier poussoir 9. La pièce de verrouillage 19 s'étend à la fois dans le passage 13 et dans le passage 14 ménagé dans l'autre région du deuxième poussoir 10. Comme on peut le voir, ces pièces 18 et 19 peuvent être en butée l'une contre l'autre dans le passage 13.
Comme représenté, la pièce de verrouillage 19 est soumise à une force de rappel la maintenant dans la position au repos représentée sur la figure 1 tandis que la pièce de verrouillage est maintenue dans cette position par un premier organe de verrouillage 41 décrit ci-après malgré l'action d'une force de rappel. Chacune de ces forces de rappel est par exemple exercée par un ressort 21 dont une extrémité est reliée à ladite pièce 18 ou 19 et dont l'autre extrémité est rapportée sur le passage concerné. La pièce de verrouillage 18 peut présenter une collerette 23 sur laquelle est fixée une extrémité d'un ressort 21.
Comme représenté sur la figure 1, un boîtier 25 est disposé dans le deuxième poussoir 10. Ce boîtier 25 présente un passage 26 s' étendant dans l'exemple considéré perpendiculairement à l'axe X.
Le boîtier présente une ouverture 27 ménagée selon l'axe X et qui forme une partie du logement 11. Comme on le verra par la suite, le premier poussoir 9 et l'ouverture 27 peuvent présenter des dimension permettant au premier poussoir 9 d'être reçu sur une partie de la hauteur de l'ouverture 27.
Le boîtier 25 présente dans l'exemple de la figure 1 deux surfaces d'extrémité 28 et 29 s'étendant perpendiculairement à l'axe X. Chacune reçoit ici une extrémité d'un ressort 30 ou 31.
Un ressort 30 est interposé entre le boîtier 25 et les régions du deuxième poussoir 10 comprenant les passages 14 et un ressort 31 est interposé entre le boîtier 25 et une structure fixe 34 par rapport au support et non représentée, cette structure fait par exemple partie de la culasse.
Le système 5 comprend encore un dispositif de verrouillage 40 qui va maintenant être décrit. Ce dispositif 40 est configuré pour solidariser ou non le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 et pour obturer ou non tout ou partie du logement 11.
Dans l'exemple décrit, le dispositif de verrouillage 40 comprend un premier organe de verrouillage 41 et un deuxième organe de verrouillage 42. Ces organes de verrouillage 41 et 42 sont disposés à des hauteurs différentes par rapport à l'axe X.
Le premier organe de verrouillage 41 se présente dans l'exemple considéré comme une tige apte à être introduite dans le passage 14 dont l'extrémité opposée à celle débouchant vers le passage 13 est ouverte.
Le premier organe de verrouillage peut présenter une face de contact 45 avec la pièce de verrouillage 18 ou 19 la plus proche. Dans l'exemple de la figure 1, cette face de contact 45 est plane mais dans l'exemple de la figure 5, cette face de contact 45 est arrondie, par exemple convexe.
Dans l'exemple considéré, le premier organe de verrouillage comporte, à son extrémité opposée à la face 45 par laquelle il vient contacter une pièce de verrouillage, une excroissance 47. Cette excroissance 47 s'étend ici parallèlement à l'axe X et définit une surface de contact 48. Le premier organe de verrouillage 41 est dans l'exemple considéré réalisé d'une seule pièce mais pourrait en variante être formé de plusieurs pièces rigidement couplées entre elles.
Le deuxième organe de verrouillage 42 se présente également sous la forme d'une tige et a des dimensions lui permettant d'être introduit dans le passage ménagé dans le boîtier 25. Comme on peut le voir sur la figure 1, un trou traversant 50 est ménagé dans le deuxième organe de verrouillage 42. Ce trou traversant 50 est, en fonction de la position du deuxième organe de verrouillage 42 dans le boîtier 25, en alignement ou non avec l'ouverture 27 et donc en alignement avec le logement 11 ménagé dans le deuxième poussoir 10. Les dimensions du trou traversant 50 peuvent permettre l'introduction à travers ce dernier de la tige de la soupape 6.
Le deuxième organe de verrouillage 42 se déplace dans le passage ménagé dans le boîtier 25 contre une force de rappel exercée par un ressort 39.
Dans l'exemple de la figure 1, la paroi 51 définissant le trou traversant 50 est plane et s'étend parallèlement à l'axe X mais l'invention n'est pas limitée à cet exemple. Comme on peut le voir sur la figure 6, cette paroi peut présenter, lorsqu'on l'observe en coupe selon l' axe X, une portion parallèle à l'axe X prolongée vers la soupape 6 par une portion divergeant depuis l'axe X.
Le deuxième organe de verrouillage 42 comporte dans l'exemple décrit, similairement au premier organe de verrouillage 41 , une excroissance 53 définissant une surface de contact 54. L'excroissance 53 s'étend parallèlement à l'axe X, similairement à l'excroissance 47.
Dans l'exemple de la figure 1 , mais de façon non limitative, le deuxième organe de verrouillage 42 est réalisé d'une seule pièce mais il pourrait, en variante, être formé par plusieurs pièces rigidement couplées entre elles.
Le système 5 comprend également un actionneur électromagnétique 60 modifiant la configuration du dispositif de verrouillage 40.
L'actionneur électromagnétique 60 comprend dans l'exemple de la figure 1 un corps 61 dans lequel est disposée une source de champ magnétique telle qu'un ou plusieurs électroaimants. Une première goupille 62 et une deuxième goupille 63 sont prévues. La première goupille 62 est ici positionnée de manière à venir en regard des passages 13 et 14 lorsque les poussoirs 9 et 10 ne sont pas déplacés par les cames 3 et 4. La deuxième goupille 63 est, toujours dans cet exemple, positionnée de manière à venir en regard du passage ménagé dans le boîtier 25 lorsque ce dernier n'est soumis à aucun déplacement induit par les cames 3 et 4.
Dans l'exemple décrit, l'actionneur 60 comprend un seul corps 61 dans lequel les deux goupilles 62 et 63 sont disposées mais, en variante, deux corps 61 distincts recevant chacun une goupille pourraient être prévus.
L'actionneur 60 comprend encore une unité de pilotage pour générer un champ magnétique pour déplacer l'une et/ou l'autre des goupilles 62 et 63.
Dans l'exemple considéré, l'actionneur 60 est de type « push », c'est-à-dire que, dans la position au repos de la figure 1 dans laquelle aucun champ magnétique n'est généré, les goupilles 62 et 63 sont davantage à l'intérieur du corps 61 que lorsque le champ magnétique est généré, auquel cas l'une et/ou l'autre des goupilles se déplace vers l'extérieur du corps 61 en direction des poussoirs 9 et 10.
Chaque goupille agit sur la surface de contact 48 ou 54 formée par l'excroissance correspondante du premier ou du deuxième organe de verrouillage. Comme représentée, la surface de contact 65 de la première goupille 62 avec le premier organe de verrouillage 41 présente une dimension mesurée parallèlement à l'axe X inférieure, par exemple au moins de moitié, à la dimension correspondante de la surface de contact 48 formée par l'excroissance 47. Il en est dans l'exemple décrit de même pour la surface de contact 66 de la deuxième goupille 63 vis-à-vis de la surface de contact 54 formée par l'excroissance 53.
En outre, le premier poussoir 9 présente dans l'exemple décrit une portion d'extrémité 58 venant en appui contre une portion 60 du deuxième organe de verrouillage.
On va maintenant décrire en référence aux figures 1 à 4 le fonctionnement de l'ensemble 1 dont la structure vient d'être décrite.
Sur la figure 1, ni la première goupille 41, ni la deuxième goupille 42 n'agit sur un organe de verrouillage. On constate en effet qu'aucun contact n'a lieu entre les goupilles 62 et 63 et les organes de verrouillage 41 et 42. La figure 1 correspond à une position au repos de l'exemple d'ensemble 1 y étant représenté. Dans cette position au repos, le premier organe de verrouillage 41 interagit avec les pièces de verrouillage 18 et 19 de telle sorte que celles-ci s'étendent chacune en partie dans le passage 14 ménagé dans le deuxième poussoir 10 et en partie dans le passage 13 ménagé dans le premier poussoir 9. Le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 sont alors solidarisés, de sorte que le mouvement des deuxièmes cames 4 déplace le premier 9 et le deuxième 10 poussoir.
Toujours sur la figure 1, le deuxième organe de verrouillage 42 est dans une position dans laquelle le trou traversant 50 n'est pas aligné avec le logement 11. Une portion 68 du deuxième organe de verrouillage 42 obture le logement 11 et la tige de la soupape 6 vient en butée contre cette portion 68. Le premier poussoir 9 appuie alors sur cette portion 68 du deuxième organe de verrouillage 42 via sa portion 58, provoquant un déplacement de la portion 68 selon l'axe X et, du fait de ce déplacement, la portion 68 exerce à son tour une force sur la tige de la soupape 6, provoquant le déplacement selon l'axe X de la soupape 6.
La soupape 6 est dans ce cas déplacée selon une levée pleine, ce déplacement étant induit par le mouvement des deuxièmes cames 4.
Dans l'exemple de la figure 2, l'actionneur électromagnétique 60, qui n'est pas représenté pour des raisons de clarté, est commandé de manière à ce que la première goupille 62 agisse sur le premier organe de verrouillage 41. Du fait ce cette action, chaque pièce de verrouillage 18 ou 19 est amenée dans un seul passage 13 ou 14, contre l'action des ressorts de rappel 21.
La pièce de verrouillage 18 ne s'étend ici que dans le passage 13 ménagé dans le premier poussoir 9 tandis que la pièce de verrouillage 19 ne s'étend que dans le passage 14 ménagé dans une partie du deuxième poussoir 10. Les poussoirs 9 et 10 ne sont alors plus solidaires, et peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre, comme représenté sur la figure 2 où les poussoirs 9 et 10 ne sont pas à même hauteur.
Dans cet exemple, le mouvement des deuxièmes cames 4 déplace le deuxième poussoir 10 sur une distance supérieure à celle sur laquelle est déplacé le premier poussoir 9 par la première came 3.
Le deuxième organe de verrouillage 42 est ici dans la même position que sur la figure 1, aucune action n'étant exercée par la deuxième goupille 63 sur ce dernier.
Le déplacement du premier poussoir 9 est alors toujours transmis via le deuxième organe de verrouillage 42 à la soupape 6. La soupape 6 est alors déplacée selon une levée intermédiaire.
Sur la figure 3, l'actionneur électromagnétique est commandé de telle sorte que chaque goupille 62 et 63 agisse sur un des organes de verrouillage 41 et 42.
La première goupille 62 exerce une force sur le premier organe de verrouillage 41 telle que le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 ne soient pas solidaires.
La deuxième goupille 63 exerce une force sur le deuxième organe de verrouillage 42 telle que ce dernier occupe une position dans le boîtier 25 permettant que le trou traversant 50 fasse partie du logement 11 et de l'ouverture 27. Comme représenté, la tige de la soupape 6 est alors reçue dans le trou traversant et peut, également être disposée dans la cavité 7 ménagée dans le premier poussoir 9 et dans l'ouverture 27. Dans cette situation, le deuxième organe de verrouillage 42 vient en butée via l'excroissance 53 contre une paroi du deuxième poussoir 10.
Dans la situation représentée sur la figure 3, le premier poussoir 9 est déplacé par le mouvement de la première came 3, le deuxième poussoir 10 est déplacé par le mouvement des deuxièmes cames 4. Ce déplacement n'est pas transmis à la soupape 6 puisque, lors du déplacement du premier poussoir 9, la tige de la soupape 6 est reçue dans le trou traversant 50 et, le cas échéant, en fonction de la raideur du ressort 31 non représenté, dans l'ouverture 27 et dans la cavité 7 ménagée dans le premier poussoir 9. Aucune force n'est alors transmise via le deuxième organe de verrouillage 42 à la soupape 6 qui n'est pas déplacée. La soupape est alors désactivée, restant en position fermée ou ouverte.
La figure 4 représente une autre situation de l'ensemble 1. Dans cet exemple, la soupape 6 est également désactivée mais la configuration du dispositif de verrouillage 40 n'est pas la même. En effet, le premier organe de verrouillage 41 solidarise le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 tandis que le deuxième poussoir 42 est dans la position de la figure 3 dans laquelle le trou traversant 50 fait partie de l'ouverture 27 et du logement 11. Dans cet exemple, le premier poussoir 9 et le deuxième poussoir 10 sont tous deux déplacés par le mouvement des deuxièmes cames 4 mais ce déplacement n'est pas transmis à la tige 7 de la soupape 6 qui est reçue dans le trou traversant 50, et le cas échéant dans l'ouverture 27 et le logement 1 1 lors du déplacement du premier poussoir 9. Toujours dans la situation représentée sur la figure 4, le deuxième organe de verrouillage 42 vient en butée contre la paroi du deuxième poussoir 10 grâce à l'excroissance, bien que ladite paroi soit à distance du boîtier 25.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits, en particulier à un nombre particulier de pièces de verrouillage, à une structure particulière de l'actionneur électromagnétique 60 ou encore à une structure particulière du dispositif de verrouillage 40.
La première et la deuxième goupille ne sont pas nécessairement alignées le long de l'axe
X.
L'actionneur électromagnétique peut comporter deux premières goupilles et deux deuxièmes goupilles telles que décrites ci-dessus et ces deux premières goupilles peuvent être diamétralement opposées par rapport à l'axe X. Il en est par exemple de même pour les deux deuxièmes goupilles.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme signifiant « comportant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

Revendications
1. Système (5) de transmission du mouvement de cames (3, 4) à une soupape (6),
comprenant :
un premier poussoir (9) destiné à venir en regard d'une première came (3), un deuxième poussoir (10) destiné à venir en regard d'au moins une deuxième came (4), le deuxième poussoir (10) comprenant un logement (11) dans lequel est disposé partiellement ou en totalité le premier poussoir (9),
un dispositif de verrouillage (40) comportant un premier organe de verrouillage (41) configuré pour solidariser ou non le premier (9) et le deuxième (10) poussoir et un deuxième organe de verrouillage (42) configuré pour obturer ou non, en totalité ou partiellement, le logement (11),
le deuxième organe de verrouillage (42) présentant un trou traversant (50) et étant mobile entre une position dans laquelle le trou traversant (50) est aligné avec le logement (11) du deuxième poussoir (10) et une position dans laquelle le trou traversant n'est pas aligné avec le logement (11).
2. Système selon la revendication 1, le deuxième poussoir (10) comportant un boîtier (25) muni d'une ouverture (27) formant une partie du logement (11).
3. Système selon la revendication 1 ou 2, le premier organe de verrouillage (41) étant mobile entre une position dans laquelle il vient solidariser le premier (9) et le deuxième (10) poussoir et une position dans laquelle le premier (9) et le deuxième (10) poussoir ne sont pas solidaires.
4. Système selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, le premier poussoir (9) comportant un passage (13) et le deuxième poussoir (10) comportant un passage (14), au moins une pièce de verrouillage (18, 19) pouvant se déplacer dans lesdits passages (13, 14) et le premier organe de verrouillage (41) agissant sur ladite pièce de verrouillage (18, 19) de manière à ce qu'elle s'étende en partie dans le passage (13) du premier poussoir (9) et en partie dans le passage (14) du deuxième poussoir (10) ou à ce qu'elle s'étende dans un seul desdits passages (13, 14).
5. Système selon la revendication 4, le premier organe de verrouillage (41) comportant une surface de contact non plane (45) avec la pièce de verrouillage.
6. Système selon la revendication 2, le deuxième organe de verrouillage (42) étant reçu au moins en partie dans le boîtier (25) et se déplaçant dans ce dernier entre une position dans laquelle le trou traversant (50) et l'ouverture (27) du boîtier sont alignés et une position dans laquelle le trou traversant (50) et l'ouverture (27) du boîtier (25) ne sont pas alignés.
7. Système selon la revendication 6, la paroi (51) définissant le trou traversant (50) étant en tout ou partie non plane.
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au
moins un actionneur électromagnétique (60) modifiant la configuration du dispositif de verrouillage (40).
9. Système selon la revendication 8, l'actionneur électromagnétique (60) comportant une première goupille (62) configurée pour déplacer le premier organe de verrouillage (41) et une deuxième goupille (63) configurée pour déplacer le deuxième organe de verrouillage (42).
10. Système selon la revendication 9, la première goupille (62) étant déplaçable
indépendamment de la première goupille (63).
11. Ensemble (1) comprenant :
un arbre à cames (2) portant une première came (3) et au moins une deuxième came (4),
le système (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et
une soupape (6),
le système (5) transmettant le mouvement de la première came (3) ou de la ou les deuxièmes cames (4) à la soupape (6).
12. Ensemble selon la revendication 11, le premier (9) et le deuxième (10) poussoir étant concentriques, le premier poussoir (9) étant entouré par le deuxième poussoir (10) et l'arbre à cames (2) portant deux deuxièmes cames (4) entre lesquelles est disposée la première came (3), chaque deuxième came (4) venant en regard d'une région du deuxième poussoir (10).
13. Ensemble selon la revendication 12, les deuxièmes cames (4) ayant un même profil différent du profil de la première came (3).
14. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, la soupape (6) comportant une tige (7) coulissant dans le logement (11) lorsque ce dernier n'est pas obturé par le deuxième organe de verrouillage (42).
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