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Perfectionnements aux cames pour la commande des soupapes desmo- teurs à combustion interne.
Cette invention se rapporte aux rampes des cames servant à actionner les soupapes des moteurs à combustion inter- ne, ces rampes étant aménagées pour absorber le jeu de tolérance du poussoir entre le cercle de tolérance de la came et le cercle primitif de celle-ci. Dans une came ordinaire il est tout à fait courant d'établir les courbes de levée de la came de telle maniè- re que la première partie de faible amplitude de la levée entre le cercle de tolérance et le cercle primitif, pour absorber le jeu du possoir, affecte la forme d'une rampe de levée à vitesse constante du côté de l'ouverture et d'une rampe similaire du côté de la fermeture, les deux inclinaisons étant toutefois fréquemment faites inégales.
L'inclinaison de la rampe d'ouverture détermine la vitesse à laquelle la soupape est soulevée de son siège et la rampe de fermeture la vitesse à laquelle elle est appliquée sur
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son siège. Comme l'inclinaison des rampes détermine aussi la pé- riode d'ouverture réelle de la soupape, il est évident qu'une inclinaison plus faible améliore les conditions de l'application de la soupape sur son siège mais offre l'inconvénient d'augmen- ter la période d'ouverture. Dans le cas d'une rampe de levée à vitesse constante il est par conséquent difficile en pratique d'an -surer une faible vitesse d'impact, car il m'est pas désirable que la rampe ait une longueur supérieure à une amplitude d'environ 35 degrés de la rotation de l'arbre à cames.
Dans une rampe établie suivant la présente invention, la première partie de la levée, correspondant à quelques degrés de la rotation de l'arbre à cames, est à accélération constante et transmet au poussoir une vitesse approximativement égale à la moitié de celle produite par la rampe habituelle à excentricité constante, la partie suivante de la rampe, correspondant par exem ple aux 8 degrés suivants de la rotation de l'arbre à cames, a une courbe de levée représentée par la moitié de la période d' une courbe sinusoïdale négative combinée avec une courbe ascen- dante rectiligne, et la partie subséquente, correspondant appro- ximativement aux 16 degrés suivants de la rotation de l'arbre à cames, a une courbe de levée représentée par le quart de la pé- riode d'une courbe sinusoïdale positive combinée avec une autre courbe ascendante en ligne droite,
la demi-période de la première sinusoïdale courbe/accélérant le mouvement du poussoir jusqu'au second quart de période de courbe sinusoïdale qui commence à la vitesse posi- tive maximum de la première courbe sinusoïdale combinée avec la courbe ascendante rectiligne et décélère le mouvement du poussoir jusqu'à une certaine vitesse constante prédéterminée.
L'invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue quelque peu schématique d'une came de forme conventionnelle.
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Figs. 2, 3 et 4 montrent la courbe de levée, la courbe de vitesse et la courbe d'accélération, respectivement, d'une rampe d'ouverture de forme conventionnelle ou usuelle.
Figs. 5, 6 et 7 montrent, respectivement, la courbe de levée, la courbe de vitesse et la courbe d'accélération d'une rampe d'ouverture établie suivant l'invention.
Sur la Fig. 1 des dessins, le cercle en traits de chaînette A désigne le cercle primitif usuel de la came et B est le cercle de tolérance usuel. Là partie de la surface de la came entre C et D est la rampe d'ouverture qui soulève le poussoir du cercle de tolérance B au cercle primitif A de manière à absorber le jeu de tolérance de la soupape. La partie de la surface de la came entre E et F est la rampe de fermeture.
Sur la Fig. 2 qui représente la courbe de levée d'une rampe d'ouverture de forme conventionnelle, la levée est mesurée sur l'axe vertical des ordonnées y et l'angle de rotation de la came sur l'axe horizontal des abscisses 9. On remarquera que pour les deux premiers degrés, le poussoir est soulevé à vitesse croissante, tandis qu'entre les degrés 2 et 30 il est soulevé à vitesse constante:
En se référant à la courbe correspondante des vites- ses représentée sur la Fig. 3 où la vitesse est mesurée sur l'axe vertical des ordonnées y, on voit que pour les deux premiers de- grés de rotation, la vitesse augmente constamment, et qu'entre les degrés 2 et 30 la vitesse reste constante.
Sur la courbe des accélarations correspondante montrée sur la Fig. 4, où l'accélération est mesurée sur l'axe vertical des ordonnées y, on voit que l'accélération s'élève d'abord instantanément à une valeur maximum et reste ensuite cons- tante pendant les deux premiers degrés de la rotation. Au degré 2 l'accélération tombe instantanément à la valeur zéro et entre les degrés 2 et 30 elle reste à cette valeur zéro.
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En se référant à la Fig. 5 qui représente la courbe de levée d'une rampe établie suivant la présente invention, on voit que pendant les deux premiers degrés de rotation le poussoir est soulevé sur une très courte distance à une vitesse croissante, et qu'entre le degré 2 et le degré 10 sa levée augmente suivant la demi-période négative d'une courbe sinusoïdale portée sur une droite aseendante G, H. Entre le degré 10 et le degré 26 la cour- be de levée de la rampe est représentée par un quart de période positive de courbe sinusoïdale portée sur une autre droite as- cendante H, J, et c'est l'inclinaison de cette dernière droite H, J qui détermine l'inclinaison de la partie finale à vitesse constante de la rampe et doit être approximativement la moitié de celle de la rampe à vitesse constante usuelle.
C'est cette incli- naison finale qui détermine la vitesse d'ouverture et de fermetu- re de la soupape.
La Fig. 6, qui est la première différentielle de la courbe de levée (Fig. 5) et représente par conséquent la vitesse de la levée du poussoir, montre qu'entre le degré 0 et le degré 2 la vitesse s'élève constamment et qu'à partir du degré 2 jusqu'au degré 10 la vitesse s'élève suivant une demi-période négative- d'une courbe cosi nuosïdale portée sur une ligne J, K qui est, la première différentielle de droite G, H sur laquelle la demi- période négative de la courbe sinusoïdale de la courbe de levée de la Fig. 5 est portée. Entre les degrés 10 et 26 la vitesse tom- be suivant un quart de période positive d'une courbe cosinusoï- dale portée sur une ligne L, M qui est la première différentielle de la droite H J sur laquelle est porté le quart de,période posi- tive de courbe sinusoïdale de la Fig. 5.
Au-delà du degré 26 la vitesse reste constante jusqu'à l'extrémité de la rampe.
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En se référant à la Fig. 7, qui est la seconde différen- tielle de la courbe des levées et représente par conséquent l'ac- célération de la levée du poussoir, on voit qu'au degré 0 l'accé- lération monte instantanément jusqu'à une valeur relativement faible, reste à cette valeur entre les degrés 0 et 2 et tombe ensuite instantanément à la valeur zéro. Entre les degrés 2 et
10, l'accélération varie suivant une demi-période positive de courbe sinusoïdale et elle devient négative entre les degrés 10 et 26 et varie alors suivant un quart de période négative de cour- be sinusoïdale; au degré 26 l'accélération tombe instantanément à la valeur zéro et reste ensuite constante à cette valeur zéro jusqu'à l'extrémité de la rampe.
Ainsi, pendant la demi-période négative de la sinusoïde de la courbe de levée, le poussoir est soumis à une accélération positive, s'élevant àune valeur maxi- mum et tombant à zéro et pendant le quart de période négative de la sinusoïde de la courbe de levée, le poussoir est soumis à une accélération négative. L'accélération négative sera considéra- blement plus faible que celle d'une rampe suivant le Brevet an- glais No.29.775 de 1947 et pour cette raison, il n'est pas in- dispensable d'employer un petit ressort pour s'opposer élastique- ment au mouvement ascendant du poussoir, car le frottement du poussoir dans le guide sera suffisant pour maintenir le contact avec la rampe.
' En déterminant convenablement une accélération cons- tante pendant les premiers degrés de la rotation de l'arbre à cames, et en faisant varier l'inclinaison des lignes droites as- cendantes G, H et H, J on peut s'arranger pour qu'à la fin de la période de vitesse constante finale de la rampe, la levée réelle soit la même que celle obtenue dans le cas d'une rampe ordinaire à vitesse constante.
La rampe de fermeture peut présenter les mêmes carac- téristiques que la rampe d'ouverture mais dans l'ordre inverse.