EP0623737A1 - Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne - Google Patents

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EP0623737A1
EP0623737A1 EP94106967A EP94106967A EP0623737A1 EP 0623737 A1 EP0623737 A1 EP 0623737A1 EP 94106967 A EP94106967 A EP 94106967A EP 94106967 A EP94106967 A EP 94106967A EP 0623737 A1 EP0623737 A1 EP 0623737A1
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EP
European Patent Office
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lever
ramp
distribution device
variable distribution
variable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94106967A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guy Eberhardt
Guy Thivin
Christjan Lahcem
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Original Assignee
Renault SA
Regie Nationale des Usines Renault
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves

Definitions

  • the present invention relates to a variable distribution device making it possible to adapt the law of lifting of the intake and / or exhaust valves of an internal combustion engine, so as to improve the performance of the latter.
  • variable distribution devices comprising for each intake valve at least two control cams, the first cam being intended to operate l opening of the valve at low load and the second opening at full load.
  • the first cam the profile of which fits into the profile of the second, cooperates with a first rocker arm or tilting lever enabling the valve to be actuated, while the second cam cooperates with a second lever selectively coupled with the first to obtain more large valve lift.
  • the present invention relates to a simple embodiment of such a variable dispensing device, allowing a low cost price and a high reliability of use.
  • variable distribution device is characterized in that the operating means for coupling and uncoupling the second lever to the first, comprise two antagonistic thrust assemblies carried directly by the ramp.
  • the maneuvering means comprise a first assembly permanently urging the second lever in the uncoupling position and a second assembly selectively biasing the second lever in the coupling position, against the action of the first assembly, according to the values taken by one or more engine operating parameters.
  • the second lever has lateral recesses corresponding to lugs projecting from the side face of the first lever extending opposite the second lever.
  • the first thrust assembly comprises a helical return spring extending around the ramp, pressing against each of the levers.
  • the second thrust assembly comprises a hydraulic cylinder selectively supplied with oil under pressure from the ramp in which an oil supply duct is arranged.
  • the second lever constitutes the movable part of the jack, the second lever comprising for this purpose a bearing surface forming a piston extending on the side opposite to the first lever and sliding along the guide wall of the body of the pusher carried by the ramp.
  • the body of the jack is formed by a cylindrical piece fitted on the ramp, the outer surface of which defines the guide wall, the second lever having a corresponding central bore capable of sliding. along this guide wall.
  • the cylindrical part forming the cylinder body is secured to a lever mounted on said ramp to actuate a second valve.
  • variable distribution device associated in the figures with a single cylinder, is used to actuate intake valves of an internal combustion engine of the multicylinder type.
  • the device is more particularly used, in the present example of a multi-valve engine, for actuating a single intake valve per cylinder according to several distinct lifting laws.
  • a first inlet valve is therefore controlled from two control cams, also not shown.
  • a first cam is used to operate the opening of the valve at low load and the second to operate the opening at high load.
  • the first cam the profile of which fits into the profile of the second, cooperates with a first movement transmission member or rocking lever 1 which makes it possible to actuate the valve, while the second cam cooperates with a second lever 2, selectively can be coupled with the first to obtain greater valve lift.
  • These two levers are mounted side by side on the same ramp 14, the first 1 being immobilized axially while the second 2 is mounted to slide freely.
  • the second inlet valve is it controlled by a single control cam, also not shown, by means of a third transmission member or rocking lever 3 cooperating at its end 37 with the valve and by its other end 36 with the cam.
  • the third lever 3 which is positioned on the ramp 4 following the lever 2 on the side opposite to the first lever, is immobilized axially on the ramp.
  • the lever 2 is selectively couplable with the lever 1, by means of conjugated forms 7, 9 such as teeth and dog teeth housings which they carry respectively.
  • conjugated forms 7, 9 such as teeth and dog teeth housings which they carry respectively.
  • the second lever 2 has lateral recesses 10 corresponding to lugs 9 projecting from the side face of the first lever 1 extending opposite the second lever 2.
  • a first assembly permanently requests the second lever 2 in the uncoupling position, it is essentially formed by a return spring 5 extending around the ramp 4 bearing against the first lever 1 on the one hand and the second lever 2 on the other hand.
  • the second set selectively solicits the second lever 2 in the coupling position thanks to a control system activated by the values taken by one or more engine operating parameters, such as the load and / or the speed.
  • This second thrust assembly is formed by a jack selectively supplied with pressurized oil from the ramp 4 in which a duct 14 for supplying the oil is arranged.
  • the jack is formed by a movable part sliding in a body immobilized axially and carried by the ramp 4.
  • the movable part is constituted by the second lever 2 which has for this purpose a bearing surface forming a piston extending on the side opposite to the first lever 1.
  • This bearing surface is formed by a central bore 12 slidingly mounted on a corresponding cylindrical surface 13 carried by the lever 3.
  • the cavity 11 between the lever 2 and the lever 3 forms the hydraulic pressure chamber, this chamber is supplied with pressurized oil from the conduit 14 by means of holes 16 machined on the ramp 4 and opening out in front of the guide surface 13 of the lever 3.
  • a control unit keeps the conduit 14 connected on a low pressure supply circuit or on a return circuit to the oil tank. Chamber 11 is therefore not supplied with oil under high pressure, the spring 5 then exerts a predominant action on the lever 2 keeping the latter uncoupled from the lever 1 ( Figures 1 and 2).
  • the intake valve is then actuated from the first intake cam, the lifting law of which is adapted to such engine operating ranges.
  • the control unit When operating at high speed, for example above 4000 rpm, the control unit then connects the conduit 14 to a high pressure oil circuit.
  • the chamber 11 is therefore supplied with oil under high pressure and the lever 2 is then pushed back against the lever 1 so as to effect the coupling of the conjugate forms 10.9 and thus secure the lever 2 and the lever 1.
  • the lever 2 transmits then to the intake valve via the lever 1, the adapted lifting law determined by the second intake cam.
  • the control unit When the speed decreases, ie returns to the change speed, the control unit removes the high pressure supply and reconnects the conduit 14 to a low pressure supply circuit or to a return circuit to the oil tank.
  • the chamber 11 is therefore no longer supplied with oil under high pressure, the thrust of the spring 5 then provokes the uncoupling of the levers 1 and 2.
  • the intake valve is then actuated again from the first intake cam whose the lifting law is then adapted to the new engine operating ranges.
  • the dimensioning of the different elements of the lever 2 translation control system such as the setting of the spring 5 or the value of the oil supply pressure in the chamber 11 are of course adapted for each type of engine by preliminary tests.
  • variable distribution device all the engine intake and / or exhaust valves can be controlled by the variable distribution device according to the invention.
  • rocking lever 3 carrying the body of the hydraulic cylinder actuating the movable rocker arm 2 can be used to control an exhaust valve.
  • the body of the hydraulic cylinder actuating the movable rocker arm 2 can be produced by a simple cylindrical part fitted on the ramp, this part being or not secured to a rocking lever.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Dispositif de distribution variable pour commander une soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant : deux cames de commande portées par le même arbre à cames et dont le profil de l'une s'inscrit dans le profil de l'autre, un premier et un second leviers basculants distincts (1,2) montés côte à côte sur une même rampe (4) et coopérant avec lesdites cames, le second levier (2) mobile en translation le long de la rampe (4) étant sélectivement accouplable avec ledit premier levier (1) sous l'action de moyens de manoeuvre pour obtenir une plus grande levée de la soupape, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre pour accoupler et désaccoupler le second levier (2) audit premier (1) comprennent deux ensembles antagonistes de poussée (5;13,12,11) disposés coaxialement à la rampe (4). <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de distribution variable permettant d'adapter la loi de levée des soupapes d'admission et/ou d'échappement d'un moteur à combustion interne, de façon à améliorer les performances de ce dernier.
  • On connaît déjà, décrits en particulier dans la demande de brevet N° FR 92/03865 déposée par la demanderesse, des dispositifs de distribution variable comprenant pour chaque soupape d'admission au moins deux cames de commande, la première came étant destinée à opérer l'ouverture de la soupape à faible charge et la seconde l'ouverture à pleine charge. La première came dont le profil s'inscrit dans le profil de la seconde, coopère avec un premier culbuteur ou levier basculant permettant d'actionner la soupape, tandis que la seconde came coopère avec un second levier sélectivement accouplable avec le premier pour obtenir une plus grande levée de la soupape.
  • L'utilisation de deux cames, de levée et éventuellement de calage différents, permet de mieux adapter la valeur de la levée des soupapes au fonctionnement du moteur et ainsi d'améliorer le remplissage du moteur dans une plus large plage de régimes.
  • La présente invention a pour objet une réalisation simple d'un tel dispositif de distribution variable, permettant un faible coût de revient et une grande fiabilité d'utilisation.
  • Le dispositif de distribution variable selon l'invention pour commander une soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne comprend : deux cames de commande portées par le même arbre à cames et dont le profil de l'une s'inscrit dans le profil de l'autre, un premier et un second leviers basculants montés côte à côte sur une même rampe et coopérant avec les cames, le second levier mobile en translation le long de la rampe étant sélectivement accouplable avec le premier levier sous l'action de moyens de manoeuvre pour obtenir une plus grande levée de la soupape.
  • Selon l'invention, le dispositif de distribution variable est caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre pour accoupler et désaccoupler le second levier au premier, comprennent deux ensembles antagonistes de poussée portés directement par la rampe.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, les moyens de manoeuvre comprennent un premier ensemble sollicitant en permanence le second levier en position de désaccouplement et un second ensemble sollicitant sélectivement le second levier en position d'accouplement, contre l'action du premier ensemble, suivant les valeurs prises par un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier comporte des évidements latéraux correspondants à des ergots en saillie sur la face latérale du premier levier s'étendant en regard du second levier.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier ensemble de poussée comprend un ressort hélicoïdal de rappel s'étendant autour de la rampe, en appui contre chacun des leviers.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second ensemble de poussée comprend un vérin hydraulique alimenté sélectivement en huile sous pression depuis la rampe dans laquelle est aménagée un conduit d'amenée de l'huile.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier constitue la pièce mobile du vérin, le second levier comprenant à cet effet une surface d'appui formant piston s'étendant du côté opposé au premier levier et coulissant le long de la paroi de guidage du corps du poussoir porté par la rampe.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le corps du vérin est formé par une pièce cylindrique emmanchée sur la rampe dont la surface extérieure définit la paroi de guidage, le second levier comportant un alésage central correspondant apte à coulisser le long de cette paroi de guidage.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, la pièce cylindrique formant le corps du vérin est solidaire d'un levier monté sur ladite rampe pour actionner une seconde soupape.
  • On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, ce mode de réalisation étant fourni à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel :
    • la figure 1 est une vue de dessus partielle d'un dispositif de distribution variable selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue de face en coupe du dispositif, suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue de côté en coupe du dispositif, suivant la ligne III-III de la figure 2.
  • Conformément aux figures 1 à 3, seuls ont été représentés les éléments constitutifs du dispositif de distribution variable nécessaires à la compréhension de l'invention. Pour simplifier la lecture de ces figures, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références d'une figure à l'autre.
  • Le dispositif de distribution variable, associé sur les figures à un seul cylindre, est utilisé pour actionner des soupapes d'admission d'un moteur à combustion interne du type multicylindre. Le dispositif est plus particulièrement utilisé, dans le présent exemple d'un moteur multisoupape, pour actionner une seule soupape d'admission par cylindre selon plusieurs lois de levée distinctes.
  • Une première soupape d'admission, non figurée, est donc commandée à partir de deux cames de commande, également non figurée. Une première came est utilisée pour opérer l'ouverture de la soupape à faible charge et la seconde pour opérer l'ouverture à forte charge. La première came dont le profil s'inscrit dans le profil de la seconde, coopère avec un premier organe de transmission de mouvement ou levier basculant 1 qui permet d'actionner la soupape, tandis que la seconde came coopère avec un second levier 2, sélectivement accouplable avec le premier pour obtenir une plus grande levée de la soupape. Ces deux leviers sont montés côte à côte sur la même rampe 14, le premier 1 étant immobilisé axialement tandis que le second 2 est monté libre à coulissement.
  • La seconde soupape d'admission, non figurée, est elle commandée par une unique came de commande, également non figurée, par l'intermédiaire d'un troisième organe de transmission ou levier basculant 3 coopérant par son extrémité 37 avec la soupape et par son autre extrémité 36 avec la came. Le troisième levier 3 qui est positionné sur la rampe 4 à la suite du levier 2 du côté opposé au premier levier, est immobilisé axialement sur la rampe.
  • Le levier 2 est sélectivement accouplable avec le levier 1, par l'intermédiaire de formes conjuguées 7,9 tels que des dents et des logements de dents de crabot qu'ils portent respectivement. Dans l'exemple figuré, le second levier 2 comporte des évidements latéraux 10 correspondants à des ergots 9 en saillie sur la face latérale du premier levier 1 s'étendant en regard du second levier 2.
  • La commande en translation du second levier 2 pour opérer l'accouplement ou le désaccouplement de ce dernier avec le levier 1, est assurée par l'intermédiaire de moyens de manoeuvre appropriés formés par deux ensembles antagonistes de poussée portés par la rampe 4.
  • Un premier ensemble sollicite en permanence le second levier 2 en position de désaccouplement, il est essentiellement formé d'un ressort de rappel 5 s'étendant autour de la rampe 4 en appui contre le premier levier 1 d'une part et le second levier 2 d'autre part.
  • Le second ensemble sollicite sélectivement le second levier 2 en position d'accouplement grâce à un système de pilotage activé par les valeurs prises par un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur, tels que la charge et/ou le régime. Ce second ensemble de poussée est formé par un vérin alimenté sélectivement en huile sous pression depuis la rampe 4 dans laquelle est aménagé un conduit 14 d'amenée de l'huile.
  • Le vérin est formé par une pièce mobile coulissant dans un corps immobilisé axialement et porté par la rampe 4. La pièce mobile est constituée par le second levier 2 qui présente à cet effet une surface d'appui formant piston s'étendant du côté opposé au premier levier 1. Cette surface d'appui est formée par un alésage central 12 monté coulissant sur une surface cylindrique correspondante 13 portée par le levier 3. La cavité 11 comprise entre le levier 2 et le levier 3 forme la chambre hydraulique de pression, cette chambre est alimentée en huile sous pression depuis le conduit 14 grâce à des perçages 16 usinés sur la rampe 4 et débouchant devant la surface de guidage 13 du levier 3.
  • Le fonctionnement du dispositif de distribution est conformément aux figures 1 à 3 le suivant.
  • Lors des phases de fonctionnement à bas ou moyen régime de rotation moteur, une centrale de contrôle, non figurée, maintient connecté le conduit 14 sur un circuit d'alimentation basse pression ou sur un circuit de retour à la bâche à huile. La chambre 11 n'est donc pas alimentée en huile sous haute pression, le ressort 5 exerce alors une action prépondérante sur le levier 2 maintenant ce dernier désaccouplé du levier 1 (figures 1 et 2). La soupape d'admission est alors actionnée à partir de la première came d'admission dont la loi de levée est adaptée à de telles plages de fonctionnement moteur.
  • Lors d'un fonctionnement à régime élevé, par exemple au-dessus de 4000 tr / mn, la centrale de commande connecte alors le conduit 14 sur un circuit d'huile sous haute pression. La chambre 11 est donc alimentée en huile sous haute pression et le levier 2 est alors repoussé contre le levier 1 de façon à opérer l'accouplement des formes conjuguées 10,9 et ainsi solidariser le levier 2 et le levier 1. Le levier 2 transmet alors à la soupape d'admission par l'intermédiaire du levier 1, la loi de levée adaptée déterminée par la seconde came d'admission.
  • Lorsque le régime diminue, i.e. repasse sous le régime de changement, la centrale de commande supprime l'alimentation haute pression et connecte de nouveau le conduit 14 sur un circuit d'alimentation basse pression ou sur un circuit de retour à la bâche à huile. La chambre 11 n'est donc plus alimentée en huile sous haute pression, la poussée du ressort 5 provoque alors le désaccouplement des leviers 1 et 2. La soupape d'admission est alors de nouveau actionnée à partir de la première came d'admission dont la loi de levée est alors adaptée aux nouvelles plages de fonctionnement moteur.
  • Le dimensionnement des différents éléments du système de commande en translation du levier 2, tel que le tarage du ressort 5 ou encore la valeur de la pression d'alimentation de l'huile dans la chambre 11 sont bien sûr adaptés pour chaque type de moteur par des essais préalables.
  • Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
  • Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.
  • Ainsi, toutes les soupapes d'admission et/ou d'échappement du moteur peuvent être commandées par le dispositif de distribution variable selon l'invention.
  • Ainsi, le levier basculant 3 portant le corps du vérin hydraulique actionnant le culbuteur mobile 2, peut être utilisé pour commander une soupape d'échappement.
  • Ainsi, le corps du vérin hydraulique actionnant le culbuteur mobile 2 peut être réalisé par une simple pièce cylindrique emmanchée sur la rampe, cette pièce étant ou non solidaire d'un levier basculant.

Claims (8)

  1. Dispositif de distribution variable pour commander une soupape d'admission ou d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant : deux cames de commande portées par le même arbre à cames et dont le profil de l'une s'inscrit dans le profil de l'autre, un premier et un second leviers basculants distincts (1,2) montés côte à côte sur une même rampe (4) et coopérant avec lesdites cames, le second levier (2) mobile en translation le long de la rampe (4) étant sélectivement accouplable avec ledit premier levier (1) sous l'action de moyens de manoeuvre pour obtenir une plus grande levée de la soupape, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre pour accoupler et désaccoupler le second levier (2) audit premier (1) comprennent deux ensembles antagonistes de poussée (5;13,12,11) portés par la rampe (4).
  2. Dispositif de distribution variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de manoeuvre comprennent un premier ensemble (5) sollicitant en permanence le second levier (2) en position de désaccouplement et un second ensemble (13,12,11) sollicitant sélectivement le second levier (2) en position d'accouplement contre l'action du premier ensemble (5) suivant les valeurs prises par un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur.
  3. Dispositif de distribution variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le second levier (2) comporte des évidements latéraux (10) correspondants à des ergots (9) en saillie sur la face latérale du premier levier (1) s'étendant en regard du second levier (2).
  4. Dispositif de distribution variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier ensemble de poussée comprend un ressort hélicoïdal de rappel (5) s'étendant autour de ladite rampe (4) en appui contre chacun desdits leviers (1,2).
  5. Dispositif de distribution variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second ensemble de poussée comprend un vérin hydraulique (13,12,11) alimenté sélectivement en huile sous pression depuis la rampe (4) dans laquelle est aménagée un conduit (14) d'amenée de l'huile.
  6. Dispositif de distribution variable selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second levier (2) constitue la pièce mobile dudit vérin, ledit second levier (2) comprenant une surface d'appui formant piston s'étendant du côté opposé audit premier levier (1) et coulissant le long de la paroi de guidage (13) du corps (3) du poussoir porté par la rampe (4).
  7. Dispositif de distribution variable selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps du vérin est formé par une pièce cylindrique (3) emmanchée sur ladite rampe (4) dont la surface extérieure (13) définie la paroi de guidage, le second levier (2) comportant un alésage central (12) correspondant apte à coulisser le long de ladite paroi de guidage.
  8. Dispositif de distribution variable selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce cylindrique formant le corps du vérin est solidaire d'un levier (3) monté sur ladite rampe pour actionner une seconde soupape.
EP94106967A 1993-05-04 1994-05-04 Dispositif de distribution variable pour moteur à combustion interne Withdrawn EP0623737A1 (fr)

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