Title:
Variable valve timing arrangement for internal combustion engine.
Kind Code:
A1


Abstract:

Variable timing device for controlling an inlet or exhaust valve of an internal combustion engine, comprising: two operating cams carried by the same camshaft, and the profile of one of which can be inscribed within the profile of the other, first and second separate rocker levers (1, 2) mounted side by side on one and the same rocker arm assembly (4) and interacting with the said cams, the second lever (2) which can translate along the rocker arm assembly (4) being able to be coupled selectively to the said first lever (1) under the action of operating means in order to obtain greater lift of the valve, characterised in that the operating means for coupling and uncoupling the second lever (2) with and from the first one (1) comprise two antagonist thrust assemblies (5; 13, 12, 11) located coaxially to the rocker arm assembly (4).




Inventors:
Eberhardt, Guy (FR)
Thivin, Guy (FR)
Lahcem, Christjan (FR)
Application Number:
EP19940106967
Publication Date:
11/09/1994
Filing Date:
05/04/1994
Assignee:
Renault (FR)
International Classes:
F01L1/26; F01L13/00; (IPC1-7): F01L13/00; F01L1/26
European Classes:
F01L1/26D; F01L13/00D6
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Foreign References:
DE3701609A11987-08-06
DE3326768A11984-02-02
DE4124305A11993-01-28
FR2510182A11983-01-28
46901101987-09-01Variable valve mechanism for internal combustion engines
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 10 (M-552) 10 Janvier 1987 & JP-A-61 185 605 (SUZUKI MOTOR CO LTD) 19 Août 1986
Claims:
1. Dispositif de distribution variable pour commander une soupape d'admission ou d'¢echappement d'un moteur £a combustion interne comprenant : deux cames de commande port¢ees par le m¥eme arbre £a 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) mont¢es c¥ote £a c¥ote sur une m¥eme rampe (4) et coop¢erant avec lesdites cames, le second levier (2) mobile en translation le long de la rampe (4) ¢etant s¢electivement accouplable avec ledit premier levier (1) sous l'action de moyens de manoeuvre pour obtenir une plus grande lev¢ee de la soupape, caract¢eris¢e en ce que les moyens de manoeuvre pour accoupler et d¢esaccoupler le second levier (2) audit premier (1) comprennent deux ensembles antagonistes de pouss¢ee (5;13,12,11) port¢es par la rampe (4).

2. Dispositif de distribution variable selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce que lesdits moyens de manoeuvre comprennent un premier ensemble (5) sollicitant en permanence le second levier (2) en position de d¢esaccouplement et un second ensemble (13,12,11) sollicitant s¢electivement le second levier (2) en position d'accouplement contre l'action du premier ensemble (5) suivant les valeurs prises par un ou plusieurs param£etres de fonctionnement du moteur.

3. Dispositif de distribution variable selon l'une quelconque des revendications 1 £a 2, caract¢eris¢e en ce que le second levier (2) comporte des ¢evidements lat¢eraux (10) correspondants £a des ergots (9) en saillie sur la face lat¢erale du premier levier (1) s'¢etendant en regard du second levier (2).

4. Dispositif de distribution variable selon l'une quelconque des revendications 1 £a 3, caract¢eris¢e en ce que le premier ensemble de pouss¢ee comprend un ressort h¢elico·idal de rappel (5) s'¢etendant 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 £a 4, caract¢eris¢e en ce que le second ensemble de pouss¢ee comprend un v¢erin hydraulique (13,12,11) aliment¢e s¢electivement en huile sous pression depuis la rampe (4) dans laquelle est am¢enag¢ee un conduit (14) d'amen¢ee de l'huile.

6. Dispositif de distribution variable selon la revendication 5, caract¢eris¢e en ce que le second levier (2) constitue la pi£ece mobile dudit v¢erin, ledit second levier (2) comprenant une surface d'appui formant piston s'¢etendant du c¥ot¢e oppos¢e audit premier levier (1) et coulissant le long de la paroi de guidage (13) du corps (3) du poussoir port¢e par la rampe (4).

7. Dispositif de distribution variable selon la revendication 6, caract¢eris¢e en ce que le corps du v¢erin est form¢e par une pi£ece cylindrique (3) emmanch¢ee sur ladite rampe (4) dont la surface ext¢erieure (13) d¢efinie la paroi de guidage, le second levier (2) comportant un al¢esage central (12) correspondant apte £a coulisser le long de ladite paroi de guidage.

8. Dispositif de distribution variable selon la revendication 7, caract¢eris¢e en ce que la pi£ece cylindrique formant le corps du v¢erin est solidaire d'un levier (3) mont¢e sur ladite rampe pour actionner une seconde soupape.

Description:

La pr¢esente invention concerne un dispositif de distribution variable permettant d'adapter la loi de lev¢ee des soupapes d'admission et/ou d'¢echappement d'un moteur £a combustion interne, de fa©con £a am¢eliorer les performances de ce dernier.

On conna¥it d¢ej£a, d¢ecrits en particulier dans la demande de brevet N DEG FR 92/03865 d¢epos¢ee par la demanderesse, des dispositifs de distribution variable comprenant pour chaque soupape d'admission au moins deux cames de commande, la premi£ere came ¢etant destin¢ee £a op¢erer l'ouverture de la soupape £a faible charge et la seconde l'ouverture £a pleine charge. La premi£ere came dont le profil s'inscrit dans le profil de la seconde, coop£ere avec un premier culbuteur ou levier basculant permettant d'actionner la soupape, tandis que la seconde came coop£ere avec un second levier s¢electivement accouplable avec le premier pour obtenir une plus grande lev¢ee de la soupape.

L'utilisation de deux cames, de lev¢ee et ¢eventuellement de calage diff¢erents, permet de mieux adapter la valeur de la lev¢ee des soupapes au fonctionnement du moteur et ainsi d'am¢eliorer le remplissage du moteur dans une plus large plage de r¢egimes.

La pr¢esente invention a pour objet une r¢ealisation simple d'un tel dispositif de distribution variable, permettant un faible co¥ut de revient et une grande fiabilit¢e d'utilisation.

Le dispositif de distribution variable selon l'invention pour commander une soupape d'admission ou d'¢echappement d'un moteur £a combustion interne comprend : deux cames de commande port¢ees par le m¥eme arbre £a cames et dont le profil de l'une s'inscrit dans le profil de l'autre, un premier et un second leviers basculants mont¢es c¥ote £a c¥ote sur une m¥eme rampe et coop¢erant avec les cames, le second levier mobile en translation le long de la rampe ¢etant s¢electivement accouplable avec le premier levier sous l'action de moyens de manoeuvre pour obtenir une plus grande lev¢ee de la soupape.

Selon l'invention, le dispositif de distribution variable est caract¢eris¢e en ce que les moyens de manoeuvre pour accoupler et d¢esaccoupler le second levier au premier, comprennent deux ensembles antagonistes de pouss¢ee port¢es directement par la rampe.

Selon une autre caract¢eristique 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 d¢esaccouplement et un second ensemble sollicitant s¢electivement le second levier en position d'accouplement, contre l'action du premier ensemble, suivant les valeurs prises par un ou plusieurs param£etres de fonctionnement du moteur.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier comporte des ¢evidements lat¢eraux correspondants £a des ergots en saillie sur la face lat¢erale du premier levier s'¢etendant en regard du second levier.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le premier ensemble de pouss¢ee comprend un ressort h¢elico·idal de rappel s'¢etendant autour de la rampe, en appui contre chacun des leviers.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second ensemble de pouss¢ee comprend un v¢erin hydraulique aliment¢e s¢electivement en huile sous pression depuis la rampe dans laquelle est am¢enag¢ee un conduit d'amen¢ee de l'huile.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le second levier constitue la pi£ece mobile du v¢erin, le second levier comprenant £a cet effet une surface d'appui formant piston s'¢etendant du c¥ot¢e oppos¢e au premier levier et coulissant le long de la paroi de guidage du corps du poussoir port¢e par la rampe.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, le corps du v¢erin est form¢e par une pi£ece cylindrique emmanch¢ee sur la rampe dont la surface ext¢erieure d¢efinit la paroi de guidage, le second levier comportant un al¢esage central correspondant apte £a coulisser le long de cette paroi de guidage.

Selon une autre caract¢eristique du dispositif de distribution variable objet de l'invention, la pi£ece cylindrique formant le corps du v¢erin est solidaire d'un levier mont¢e sur ladite rampe pour actionner une seconde soupape.

On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la pr¢esente invention, d'apr£es la description donn¢ee ci-apr£es d'un mode de r¢ealisation de l'invention, ce mode de r¢ealisation ¢etant fourni £a titre d'exemple non limitatif, en se r¢ef¢erant au dessin annex¢e, 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 c¥ot¢e en coupe du dispositif, suivant la ligne III-III de la figure 2.

Conform¢ement aux figures 1 £a 3, seuls ont ¢et¢e repr¢esent¢es les ¢el¢ements constitutifs du dispositif de distribution variable n¢ecessaires £a la compr¢ehension de l'invention. Pour simplifier la lecture de ces figures, les m¥emes ¢el¢ements sont rep¢er¢es par les m¥emes r¢ef¢erences d'une figure £a l'autre.

Le dispositif de distribution variable, associ¢e sur les figures £a un seul cylindre, est utilis¢e pour actionner des soupapes d'admission d'un moteur £a combustion interne du type multicylindre. Le dispositif est plus particuli£erement utilis¢e, dans le pr¢esent exemple d'un moteur multisoupape, pour actionner une seule soupape d'admission par cylindre selon plusieurs lois de lev¢ee distinctes.

Une premi£ere soupape d'admission, non figur¢ee, est donc command¢ee £a partir de deux cames de commande, ¢egalement non figur¢ee. Une premi£ere came est utilis¢ee pour op¢erer l'ouverture de la soupape £a faible charge et la seconde pour op¢erer l'ouverture £a forte charge. La premi£ere came dont le profil s'inscrit dans le profil de la seconde, coop£ere avec un premier organe de transmission de mouvement ou levier basculant 1 qui permet d'actionner la soupape, tandis que la seconde came coop£ere avec un second levier 2, s¢electivement accouplable avec le premier pour obtenir une plus grande lev¢ee de la soupape. Ces deux leviers sont mont¢es c¥ote £a c¥ote sur la m¥eme rampe 14, le premier 1 ¢etant immobilis¢e axialement tandis que le second 2 est mont¢e libre £a coulissement.

La seconde soupape d'admission, non figur¢ee, est elle command¢ee par une unique came de commande, ¢egalement non figur¢ee, par l'interm¢ediaire d'un troisi£eme organe de transmission ou levier basculant 3 coop¢erant par son extr¢emit¢e 37 avec la soupape et par son autre extr¢emit¢e 36 avec la came. Le troisi£eme levier 3 qui est positionn¢e sur la rampe 4 £a la suite du levier 2 du c¥ot¢e oppos¢e au premier levier, est immobilis¢e axialement sur la rampe.

Le levier 2 est s¢electivement accouplable avec le levier 1, par l'interm¢ediaire de formes conjugu¢ees 7,9 tels que des dents et des logements de dents de crabot qu'ils portent respectivement. Dans l'exemple figur¢e, le second levier 2 comporte des ¢evidements lat¢eraux 10 correspondants £a des ergots 9 en saillie sur la face lat¢erale du premier levier 1 s'¢etendant en regard du second levier 2.

La commande en translation du second levier 2 pour op¢erer l'accouplement ou le d¢esaccouplement de ce dernier avec le levier 1, est assur¢ee par l'interm¢ediaire de moyens de manoeuvre appropri¢es form¢es par deux ensembles antagonistes de pouss¢ee port¢es par la rampe 4.

Un premier ensemble sollicite en permanence le second levier 2 en position de d¢esaccouplement, il est essentiellement form¢e d'un ressort de rappel 5 s'¢etendant 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 s¢electivement le second levier 2 en position d'accouplement gr¥ace £a un syst£eme de pilotage activ¢e par les valeurs prises par un ou plusieurs param£etres de fonctionnement du moteur, tels que la charge et/ou le r¢egime. Ce second ensemble de pouss¢ee est form¢e par un v¢erin aliment¢e s¢electivement en huile sous pression depuis la rampe 4 dans laquelle est am¢enag¢e un conduit 14 d'amen¢ee de l'huile.

Le v¢erin est form¢e par une pi£ece mobile coulissant dans un corps immobilis¢e axialement et port¢e par la rampe 4. La pi£ece mobile est constitu¢ee par le second levier 2 qui pr¢esente £a cet effet une surface d'appui formant piston s'¢etendant du c¥ot¢e oppos¢e au premier levier 1. Cette surface d'appui est form¢ee par un al¢esage central 12 mont¢e coulissant sur une surface cylindrique correspondante 13 port¢ee par le levier 3. La cavit¢e 11 comprise entre le levier 2 et le levier 3 forme la chambre hydraulique de pression, cette chambre est aliment¢ee en huile sous pression depuis le conduit 14 gr¥ace £a des per©cages 16 usin¢es sur la rampe 4 et d¢ebouchant devant la surface de guidage 13 du levier 3.

Le fonctionnement du dispositif de distribution est conform¢ement aux figures 1 £a 3 le suivant.

Lors des phases de fonctionnement £a bas ou moyen r¢egime de rotation moteur, une centrale de contr¥ole, non figur¢ee, maintient connect¢e le conduit 14 sur un circuit d'alimentation basse pression ou sur un circuit de retour £a la b¥ache £a huile. La chambre 11 n'est donc pas aliment¢ee en huile sous haute pression, le ressort 5 exerce alors une action pr¢epond¢erante sur le levier 2 maintenant ce dernier d¢esaccoupl¢e du levier 1 (figures 1 et 2). La soupape d'admission est alors actionn¢ee £a partir de la premi£ere came d'admission dont la loi de lev¢ee est adapt¢ee £a de telles plages de fonctionnement moteur.

Lors d'un fonctionnement £a r¢egime ¢elev¢e, 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 aliment¢ee en huile sous haute pression et le levier 2 est alors repouss¢e contre le levier 1 de fa©con £a op¢erer l'accouplement des formes conjugu¢ees 10,9 et ainsi solidariser le levier 2 et le levier 1. Le levier 2 transmet alors £a la soupape d'admission par l'interm¢ediaire du levier 1, la loi de lev¢ee adapt¢ee d¢etermin¢ee par la seconde came d'admission.

Lorsque le r¢egime diminue, i.e. repasse sous le r¢egime 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 £a la b¥ache £a huile. La chambre 11 n'est donc plus aliment¢ee en huile sous haute pression, la pouss¢ee du ressort 5 provoque alors le d¢esaccouplement des leviers 1 et 2. La soupape d'admission est alors de nouveau actionn¢ee £a partir de la premi£ere came d'admission dont la loi de lev¢ee est alors adapt¢ee aux nouvelles plages de fonctionnement moteur.

Le dimensionnement des diff¢erents ¢el¢ements du syst£eme 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 s¥ur adapt¢es pour chaque type de moteur par des essais pr¢ealables.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limit¢ee au mode de r¢ealisation d¢ecrit et illustr¢e qui n'a ¢et¢e donn¢e qu'£a titre d'exemple.

Au contraire, l'invention comprend tous les ¢equivalents techniques des moyens d¢ecrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectu¢ees suivant son esprit.

Ainsi, toutes les soupapes d'admission et/ou d'¢echappement du moteur peuvent ¥etre command¢ees par le dispositif de distribution variable selon l'invention.

Ainsi, le levier basculant 3 portant le corps du v¢erin hydraulique actionnant le culbuteur mobile 2, peut ¥etre utilis¢e pour commander une soupape d'¢echappement.

Ainsi, le corps du v¢erin hydraulique actionnant le culbuteur mobile 2 peut ¥etre r¢ealis¢e par une simple pi£ece cylindrique emmanch¢ee sur la rampe, cette pi£ece ¢etant ou non solidaire d'un levier basculant.