WO2017081379A1 - Ensemble de distribution variable pour un moteur a combustion interne - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of internal combustion engines.
- the invention more particularly relates to a variable distribution assembly for an internal combustion engine.
- the new engines must respond to a problem that is becoming more and more restrictive, in particular to regulatory limits for pollutant emissions and C0 2 emissions that are becoming more severe.
- variable distribution allows better performance and less pollution by varying parameters such as angular setting, the duration of opening and / or the lifting of the intake and exhaust valves.
- document US20120160197 discloses a variable distribution device comprising an internal camshaft and an outer camshaft, the two shafts being concentric. In this device, the internal shaft is out of phase with the external shaft which is connected to the crankshaft.
- One of the difficulties of this technology is to integrate a target to read the position of the internal camshaft.
- US20120160197 proposes to place for example the target at the end of the internal camshaft or still on the phase shifter, coupled to the inner part which shifts.
- implantations generate excessive construction and assembly costs.
- variable distribution assembly for an internal combustion engine comprising:
- this cam comprising:
- fastening and driving means which connect the cam to the internal shaft through a lumen of the external shaft
- the technical effect is to mutualize the fastening means to the fixing of the movable cam and the ring carrying the target, which allows a saving of workpiece and mounting operation.
- the fixing and driving fixing means are formed by a pin.
- the movable cam comprises a first portion carrying a lever profile of a motor valve and a second portion, adjacent to the first portion and carrying a passage hole of the fastening and driving means.
- the ring comprises a first portion carrying the target and a second portion carrying a through hole of the fastening and driving means.
- the second portion of the ring concentrically overlaps the second portion of the movable cam.
- the assembly comprises a plurality of moving cams and the ring is assembled with the most end movable cam of the external shaft, preferably at the end of the outer shaft intended to be connected to a distribution pulley of the engine.
- the target is positioned between the endmost movable cam of the outer shaft and the same outer shaft end.
- the invention also relates to a method of mounting a variable distribution assembly according to the latter variant, the assembly comprising a plurality of moving cams and a plurality of cams mounted fixed on the outer shaft, characterized in that it comprises the steps of:
- the invention also relates to an internal combustion engine, characterized in that it comprises a variable distribution assembly according to one of the previously described variants.
- the invention also relates to a vehicle, characterized in that it comprises such an internal combustion engine.
- FIG. 1 is an exploded schematic representation of a variable distribution assembly for an internal combustion engine according to the invention.
- FIG. 2 is a schematic representation of the assembly between the movable cam, the target carrier ring and the inner shaft and the outer shaft.
- FIG. 3a and FIG. 3b illustrate two steps of mounting a variable distribution assembly for an internal combustion engine according to the invention.
- Figure 1 shows an exploded view of a variable distribution assembly embodiment for an internal combustion engine of the invention.
- Such a variable timing assembly is suitable for an internal combustion engine whose intake and / or exhaust valves are driven by cams. Such an engine can equip a vehicle.
- the reference 1 designates an internal shaft and the reference 2 a hollow external shaft extending along a longitudinal axis Z.
- the external shaft 2 is mounted concentrically to the internal shaft 1, this external shaft 2 being able to rotate relative to the internal shaft 1.
- the external shaft 2 which serves as a reference is intended to be connected to a distribution pulley itself connected to the crankshaft of the engine by flexible transmission means such as a belt or a chain, the internal shaft 1 is intended for be connected to a phase shifter for rotating about the longitudinal axis Z the internal shaft 1 to apply a predetermined angular offset with respect to the outer shaft 2.
- cams 10 On the outer shaft 2 are rigidly fixed cams 10.
- the cams 10 may for example be fitted on the outer shaft 2.
- four fixed cams 10 are shown, each intended to control the movement of an intake or exhaust valve of a cylinder of the cylinder. engine.
- the variable distribution assembly presented in FIG. 1 is therefore suitable for a four-cylinder internal combustion engine.
- the number of cams of the variable distribution assembly of the invention can be adapted to an internal combustion engine comprising a different number of cylinders, for example three cylinders.
- cams 3 movable each for the control of the movement of another intake valve or exhaust cylinder of the engine.
- FIG. 1 four moving cams 3 are shown, each intended to control the movement of another intake or exhaust valve of a cylinder of the engine.
- the cams 3 are movable in that they can rotate over a determined angular range around the outer shaft 2.
- Each cam 3 is mechanically connected to the inner shaft 1, by means for fixing and driving this cam 3 to the inner shaft 1. These fixing means and drive connecting the cam 3 to the inner shaft 1 by passing through a slot 9 formed in the outer shaft 2.
- these fixing and driving means are formed by a pin 8.
- variable distribution assembly further comprises a ring 6 bearing on a first annular portion 6a, a target 7 for reading the angular position of the camshaft internal 1.
- This ring 6 is also held by the pin 8.
- the same pin 8 allows the attachment and the rotational drive of both the movable cam 3 and the ring 6 carrying the target 7.
- the target 7 may comprise teeth whose detection of the presence makes it possible to determine the angular position of the internal shaft 1.
- the target 7 may advantageously be a magnetic track, which is more compact than a toothing.
- the movable cam 3 comprises two adjacent portions 4 and 5.
- the first 4 part of the cam 3 carries a lever profile of the valve whose movement is controlled by the cam 3.
- the second part 5 having the shape of a ring carries a hole 1 1 passage in which is inserted in force the pin 8 to immobilize and position the cam 3 movable relative to the inner shaft 1.
- the ring comprises a second portion 6b, adjacent to the first portion 6a carrying the target 7.
- This second portion 6b also carries an orifice 12 in which is inserted by force the pin 8 to immobilize and position the ring 6 relative to the shaft internal 1.
- the second portion 6b of the ring 6 concentrically overlaps the second portion 5 of the movable cam 3.
- the light 9 is open in the outer shaft 2 perpendicular to the longitudinal axis Z is arranged to allow the movement of the pin 8 and thus the rotation of the inner shaft 1 over a given angular range, for example 60 ° .
- the ring 6 may be sheet metal, with a magnetic target 7 reported and glued to the first portion 6a.
- the ring 6 can be made differently, for example by sintering.
- the ring 6 carrying the target 7 is preferably assembled with the movable cam 3 situated at the end of the outer shaft 2, which allows improve the accuracy of reading. More preferably it is the external shaft end 2 intended to be connected to the distribution pulley, Thus the target is closer to the distribution drive at a place where the twist is less than on the other cams, which improves reading accuracy.
- the target 7 is oriented outwardly of the outer shaft 2, in other words the target 7 is positioned between this movable cam 3 and this outer shaft end 2.
- the assembly of an assembly as shown in FIG. 1 is as follows:
- the mobile cams 3 not bearing the ring 6 are identical to the cam bearing the ring 6. Due to the extra thickness of the ring 6, the pin 8 intended to immobilize the assembled movable cam 3 with the ring 6 may be longer than the other pins. Alternatively, in order to improve the standardization of the parts, the pins 8 can be of the same length.
- the invention makes it possible to integrate a target on the out-of-phase cam in an easily implantable and easy to mount manner, without generating diversity on the cams.
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Abstract
L'invention concerne un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant un arbre interne (1), un arbre externe (2) monté concentriquement à l'arbre interne (1), cet arbre externe (2) pouvant tourner relativement à l'arbre interne (1), une came (3) disposée sur l'arbre externe (2), mobile autour d'un axe longitudinal (Z) de l'arbre externe (2), cette came (3) comprenant des moyens de fixation et d'entrainement qui relient la came (3) à l'arbre interne (1) à travers une lumière (9) de l'arbre externe (2), caractérisé en ce qu'il comprend une bague (6) comprenant une cible (7) pour la lecture de la position angulaire de l'arbre à cames interne (1), cette bague (6) étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came (3) à l'arbre interne (1).
Description
ENSEMBLE DE DISTRIBUTION VARIABLE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION
INTERNE
La présente invention se rapporte au domaine des moteurs à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne.
Les nouvelles motorisations doivent répondre à une problématique de plus en plus contraignante, notamment à des limites réglementaires d'émissions de polluants et des émissions de C02 de plus en plus sévères.
Ces contraintes nous poussent à optimiser le moteur thermique dans son fonctionnement, et ce, pour toutes ses phases de vie. Parmi les technologies utilisées dans ce but, la distribution variable permet un meilleur rendement et une moindre pollution en faisant varier des paramètres tels que le calage angulaire, la durée d'ouverture et/ou la levée des soupapes d'admission et d'échappement. On connaît par exemple du document US20120160197 un dispositif de distribution variable comprenant un arbre à cames interne et un arbre à cames externe, les deux arbres étant concentriques. Dans ce dispositif, l'arbre interne est déphasé par rapport à l'arbre externe qui lui est relié au vilebrequin. Une des difficultés de cette technologie est d'intégrer une cible pour lire la position de l'arbre à cames interne.
Le document US20120160197 propose de placer par exemple la cible au bout de l'arbre à cames interne ou en encore sur le déphaseur, couplé à la partie interne qui déphase. Cependant de telles implantations engendrent des coûts de réalisation et de montage excessifs.
Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de réaliser un ensemble de distribution variable avec une cible implantée à moindre coût. Un autre but de l'invention est d'éviter une diversité sur les cames, qui induit aussi un coût plus élevé.
Pour résoudre ce problème, il est prévu selon l'invention un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant :
-un arbre interne,
-un arbre externe monté concentriquement à l'arbre interne, cet arbre externe pouvant tourner relativement à l'arbre interne,
-une came disposée sur l'arbre externe, mobile autour d'un axe longitudinal de l'arbre externe, cette came comprenant :
-des moyens de fixation et d'entraînement qui relient la came à l'arbre interne à travers une lumière de l'arbre externe,
caractérisé en ce qu'il comprend une bague comprenant une cible pour la lecture de la position angulaire de l'arbre à cames interne, cette bague étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came à l'arbre interne.
L'effet technique est de mutualiser les moyens de fixation à la fixation de la came mobile et de la bague portant la cible, ce qui permet une économie de pièce et d'opération de montage.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
Dans une variante, les moyens de fixation de fixation et d'entraînement sont formés par une goupille.
Dans une autre variante, la came mobile comprend une première partie portant un profil de lever d'une soupape du moteur et une seconde partie, adjacente à la première partie et portant un orifice de passage des moyens de fixation et d'entraînement.
Dans une autre variante, la bague comprend une première partie portant la cible et une seconde partie portant un orifice de passage des moyens de fixation et d'entraînement.
Dans une variante, la seconde partie de la bague chevauche concentriquement la seconde partie de la came mobile.
Dans une autre variante, l'ensemble comprend plusieurs cames mobiles et la bague est assemblée avec la came mobile la plus en bout de l'arbre externe, de préférence au bout de l'arbre externe destiné à être relié à une poulie de distribution du moteur.
Dans une variante, la cible est positionnée entre la came mobile la plus en bout de l'arbre externe et ce même bout d'arbre externe.
L'invention porte aussi sur un procédé de montage d'un ensemble de distribution variable selon cette dernière variante, l'ensemble comprenant plusieurs cames mobiles et plusieurs cames montées fixes sur l'arbre externe caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
-sur l'arbre externe, alternance d'emmanchement d'une came fixe et de glissement d'une came mobile,
-sur la dernière came mobile glissée, mise en place de la bague portant la cible,
-Insertion de l'arbre interne dans l'arbre externe,
-pour les cames mobiles sans bague, emmanchement de leurs goupilles pour immobiliser les cames mobiles par rapport à l'arbre interne,
- pour la came mobile portant la bague, emmanchement de sa goupille pour immobiliser cette came et la bague par rapport à l'arbre interne.
L'invention porte aussi sur un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de distribution variable selon l'une des variantes précédemment décrites.
L'invention porte aussi sur un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un tel moteur à combustion interne.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- La figure 1 est une représentation schématique en éclaté d'un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne selon l'invention.
- La figure 2 est une représentation schématique de l'assemblage entre la came mobile, la bague support de cible et l'arbre interne et l'arbre externe.
- La figure 3a et la figure 3b illustrent deux étapes de montage d'un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne selon l'invention.
La figure 1 présente en vue éclatée un mode de réalisation d'ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne de l'invention. Un tel ensemble de distribution variable convient pour un moteur à combustion interne dont les soupapes d'admission et/ ou d'échappement sont animées par des cames. Un tel moteur peut équiper un véhicule.
Sur cette figure 1 , la référence 1 désigne un arbre interne et la référence 2 un arbre externe creux s'étendant selon un axe longitudinal Z. L'arbre externe 2 est monté concentriquement à l'arbre interne 1 , cet arbre externe 2 pouvant tourner relativement à l'arbre interne 1 .
L'arbre externe 2 qui sert de référence est destiné à être relié à une poulie de distribution elle-même reliée au vilebrequin du moteur par des moyens de transmission souple telle qu'une courroie ou une chaîne, l'arbre interne 1 est destiné à être relié à un déphaseur permettant d'actionner en rotation autour de l'axe longitudinal Z l'arbre interne 1 pour appliquer un décalage angulaire déterminé par rapport à l'arbre externe 2.
Sur l'arbre externe 2 sont disposées rigidement des cames 10 fixes. Les cames 10 peuvent être par exemple emmanchées sur l'arbre externe 2. Sur la figure 1 , quatre cames fixes 10 sont représentées, destinées chacune à la commande du mouvement d'une soupape d'admission ou d'échappement d'un cylindre du moteur. L'ensemble de distribution variable présenté en figure 1 convient donc pour un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Le nombre de cames de l'ensemble de distribution variable de l'invention peut être adapté à un moteur à combustion interne comprenant un nombre différent de cylindres, par exemple trois cylindres.
Sur l'arbre externe 2 sont également disposées des cames 3 mobiles destinées chacune à la commande du mouvement d'une autre soupape d'admission ou d'échappement d'un cylindre du moteur. Sur la figure 1 , quatre cames mobiles 3 sont représentées, destinées chacune à la commande du mouvement d'une autre soupape d'admission ou d'échappement d'un cylindre du moteur.
Les cames 3 sont mobiles en ce qu'elles peuvent tourner sur une plage angulaire déterminée autour de l'arbre externe 2.
Chaque came 3 est reliée mécaniquement à l'arbre interne 1 , par des moyens permettant la fixation et l'entraînement de cette came 3 à l'arbre interne 1 . Ces moyens de fixation et
d'entraînement relient la came 3 à l'arbre interne 1 en passant à travers une lumière 9 aménagée dans l'arbre externe 2.
Pour des raisons de simplicité de réalisation mécanique, ces moyens de fixation et d'entraînement sont formés par une goupille 8.
Conformément à l'invention, en référence également avec la figure 2, l'ensemble de distribution variable comprend encore une bague 6 portant sur une première partie annulaire, 6a, une cible 7 pour la lecture de la position angulaire de l'arbre à cames interne 1 . Cette bague 6 est également maintenue par la goupille 8. Dans cet agencement, la même goupille 8 permet la fixation et l'entraînement en rotation à la fois de la came mobile 3 et de la bague 6 portant la cible 7.
La cible 7 peut comprendre des dentures dont la détection de la présence permet de déterminer la position angulaire de l'arbre interne 1 . La cible 7 peut avantageusement être une piste magnétique, ce qui est plus compact qu'une denture.
En référence encore à la figure 2, la came mobile 3 comprend deux parties adjacentes 4 et 5. La première 4 partie de la came 3 porte un profil de lever de la soupape dont le mouvement est commandé par la came 3. La deuxième partie 5, ayant la forme d'une couronne porte un orifice 1 1 de passage dans lequel est insérée en force la goupille 8 pour immobiliser et positionner la came 3 mobile par rapport à l'arbre interne 1 .
La bague comprend une deuxième partie 6b, adjacente à la première partie 6a portant la cible 7. Cette deuxième partie 6b porte aussi un orifice 12 dans lequel est insérée en force la goupille 8 pour immobiliser et positionner la bague 6 par rapport à l'arbre interne 1 . La seconde partie 6b de la bague 6 chevauche concentriquement la seconde partie 5 de la came 3 mobile. La lumière 9 est ouverte dans l'arbre externe 2 perpendiculairement à l'axe longitudinal Z est agencée de sorte à autoriser le mouvement de la goupille 8 et donc la rotation de l'arbre interne 1 sur une plage angulaire déterminée, par exemple 60° .
La bague 6 peut être en tôle, avec une cible 7 magnétique rapportée et collée à la première partie 6a. La bague 6 peut être réalisée autrement, par exemple par frittage.
En revenant à la figure 1 , lorsque l'arbre interne commande plusieurs cames 3 mobiles, la bague 6 portant la cible 7 est de préférence assemblée avec la came 3 mobile située le plus en bout d'arbre externe 2, ce qui permet d'améliorer la précision de la lecture. De préférence encore il s'agit du bout d'arbre externe 2 destiné à être relié à la poulie de distribution, Ainsi la cible est au plus près de l'entraînement de distribution à un endroit où la torsion y est moindre que sur les autres cames, ce qui améliore la précision de lecture. De préférence encore, la cible 7 est orientée vers l'extérieur de l'arbre externe 2, autrement dit la cible 7 est positionnée entre cette came 3 mobile et ce bout d'arbre externe 2.
Le montage d'un ensemble tel que présenté à la figure 1 est le suivant :
-sur l'arbre externe 2, alternance d'emmanchement d'une came 10 fixe et de glissement de came 3 mobile,
-sur la dernière came 3 mobile glissée, mise en place de la bague 6 portant la cible 7 (figure 3a)
-Insertion de l'arbre interne 2 dans l'arbre externe 2,
-Emmanchement de goupilles 8 pour immobiliser les cames 3 mobiles sans bague par rapport à l'arbre interne 1 ,
-Emmanchement d'une goupille 8 pour la came 3 mobile portant la bague 6 pour immobiliser cette came et la bague 6 par rapport à l'arbre interne 1 (figure 3b).
Afin d'améliorer la standardisation des pièces, les cames 3 mobiles ne portant pas la bague 6 sont identiques à la came portant la bague 6. En raison de la surépaisseur de la bague 6, la goupille 8 destinée à immobiliser la came 3 mobile assemblée avec la bague 6 peut être plus longue que les autres goupilles. Alternativement, Afin d'améliorer la standardisation des pièces, les goupilles 8 peuvent être de même longueur.
L'invention permet d'intégrer une cible sur la came déphasée de manière facilement implantable et facile à monter, sans générer de diversité sur les cames.
Claims
1 . Ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant :
-un arbre interne (1 ),
-un arbre externe (2) monté concentriquement à l'arbre interne (1 ), cet arbre externe (2) pouvant tourner relativement à l'arbre interne (1 ),
-une came (3) disposée sur l'arbre externe (2), mobile autour d'un axe longitudinal (Z) de l'arbre externe (2), cette came (3) comprenant :
-des moyens de fixation et d'entraînement qui relient la came (3) à l'arbre interne (1 ) à travers une lumière (9) de l'arbre externe (2),
caractérisé en ce qu'il comprend une bague (6) comprenant une cible (7) pour la lecture de la position angulaire de l'arbre à cames interne (1 ), cette bague (6) étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came (3) à l'arbre interne (1 ).
2. Ensemble selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de fixation de fixation et d'entraînement sont formés par une goupille (8).
3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came (3) mobile comprend une première partie (4) portant un profil de lever d'une soupape du moteur et une seconde partie (5), adjacente à la première partie et portant un orifice (1 1 ) de passage des moyens de fixation et d'entraînement.
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (6) comprend une première partie (6a) portant la cible (7) et une seconde partie (6b) portant un orifice (12) de passage des moyens de fixation et d'entraînement.
5. Ensemble selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la seconde partie (6b) de la bague (6) chevauche concentriquement la seconde partie (5) de la came (3) mobile.
6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs cames (3) mobiles et la bague (6) est assemblée avec la came (3) mobile la plus en bout de l'arbre externe (2), de préférence au bout de l'arbre externe (2) destiné à être relié à une poulie de distribution du moteur.
7. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cible (7) est positionnée entre la came (3) mobile la plus en bout de l'arbre externe (2) et ce même bout d'arbre externe (2).
8. Procédé de montage d'un ensemble de distribution variable selon la revendication 7, l'ensemble comprenant plusieurs cames (3) mobiles et plusieurs cames (10) montées fixes sur l'arbre externe (2) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
-sur l'arbre externe (2), alternance d'emmanchement d'une came (10) fixe et de glissement d'une came (3) mobile,
-sur la dernière came (3) mobile glissée, mise en place de la bague (6) portant la cible (7),
-Insertion de l'arbre interne (1 ) dans l'arbre externe (2),
-pour les cames (3) mobiles sans bague, emmanchement de leurs goupilles (8) pour immobiliser les cames (3) mobiles par rapport à l'arbre interne (1 ),
- pour la came (3) mobile portant la bague (6), emmanchement de sa goupille (8) pour immobiliser cette came et la bague (6) par rapport à l'arbre interne 1 .
9. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de distribution variable selon l'une des revendications 1 à 7.
10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne selon la revendication précédente.
Applications Claiming Priority (2)
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FR3043716A1 (fr) | 2017-05-19 |
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