Partant de cet état de la technique, un but de la présente invention est de proposer un dispositif de commande précité, permettant de commander la durée d'ouverture et de fermeture de la soupape sur une large plage (s'étendant, pour l'ouverture, approximativement de 210° à 350° de rotation de vilebrequin), et en variant indépendamment l'un de l'autre les moments d'ouverture et de fermeture de la ou des soupapes. La mise en oeuvre de ce dispositif peut tre prévue pour une large gamme de moteurs. Ce but est atteint grâce aux moyens définis à la revendication 1. Des réalisations avantageuses sont décrites dans les revendications dépendantes.

Des formes d'exécution de l'invention seront décrites ci- après à titre d'exemples non limitatifs à l'aide des dessins annexés où :

la figure 1 montre schématiquement une première forme d'exécution d'un dispositif selon l'inven- tion, soupape en position fermée, la figure 2 montre le dispositif de la figure 1, soupape en position ouverte, la figure 3 montre une deuxième forme d'exécution d'un dispositif selon l'invention, soupape en position fermée et, la figure 4 montre le dispositif de la figure 3, soupape en position ouverte, la figure 5 montre une commande de décalage angulaire pour les cames des figures 1-4, la figure 6 montre une troisième forme d'exécution d'un dispositif selon l'invention, soupape en position fermée, la figure 7 montre le dispositif de la figure 6, soupape en position ouverte, la figure 8 montre schématiquement le fonctionnement du dispositif et le calage superposé des cames avec une ouverture courte, et la figure 9 montre schématiquement le calage superposé des cames de la figure 8 avec une ouverture longue.

Les figures 1 et 2 se réfèrent à un moteur avec une culasse à deux soupapes et deux arbres à cames communs à l'admission et l'échappement. Un culbuteur 1 avec ses deux patins 2,3

basculant autour de son axe 4 est commandé par deux cames, à savoir une came d'ouverture 5 et une came de fermeture 6, ces deux cames tournant en sens inverse, comme l'indique les flèches 5F, 6F. Le culbuteur 1 comprend en outre une fourchette 7 pour commander la soupape 8, dessinée à la figure 1 en position fermée et à la figure 2 en position ouverte.

La came d'ouverture 5 comporte trois parties géométriques distinctes : une première partie concentrique Y-A (correspondant au maintien de la soupape 8 contre son siège 10 et à la prise en charge de la bascule 1 pendant la phase de soupape fermée (grand rayon R2 de la came)), une deuxième partie excentrique A-B (provoquant le mouvement d'ouverture de ladite soupape) et une troisième partie concentrique B-L (petit rayon RI de la came).

De manière analogue la came de fermeture 6 comprend une première partie concentrique K-B' (zone de prise en charge de la bascule 1 pendant la phase de soupape 8 ouverte (petit rayon R3 de la came)), une deuxième partie excentrique B'-C, (provoquant le mouvement de fermeture de la soupape), et une troisième partie concentrique C-X, correspondant au maintien de la soupape 8 contre son siège 10 (grand rayon R4 de la came)).

La soupape 8 comprend à son extrémité inférieure une tulipe 9 pouvant s'appuyer contre un siège 10, cette tulipe se prolongeant d'une tige 11 guidée par un guide-soupape 12 et fixée par un dispositif de verrouillage comprenant une clavette-soupape 13 coopérant avec une goupille circulaire 14 et coulissant dans une assiette-coupelle tubulaire 15 dont la partie supérieure est coiffée d'une bague de fermeture 16 permettant d'obturer une chambre d'assiette- coupelle non-référencée. La bague de fermeture 16 comprend

un taraudage pour recevoir un goujon de réglage 16G de précontrainte d'un ressort 17 pouvant agir sur la tige 11 de la soupape (par l'intermédiaire des éléments 13,14).

Ce ressort d'amortissement 17 est logé dans l'espace formé entre le fond de l'assiette-coupelle 15 et la clavette- soupape 13. La fonction de ce ressort d'amortissement se comprend aisément en comparant les figures 1 et 2 et à la lecture du passage consacré à l'exposé du fonctionnement du dispositif (cf. infra, point 10 de cet exposé).

À l'inverse des commandes de soupapes connues, un organe élastique agissant sur la soupape 8 et la bascule 1 est constituée d'un ressort de détente de soupape 18. Ce dernier tend à ouvrir la soupape et permet au culbuteur, qui retient ladite soupape par l'intermédiaire de l'assiette-coupelle 15, du ressort d'amortissement 17 et du dispositif de verrouillage 13,14 de suivre le profil des cames. Le ressort 18 est tenu, d'une part, par un siège de ressort supérieur 19 et, d'autre part, par un épaulement circulaire 20 autour de l'assiette-coupelle 15.

Les figures 3 et 4 montrent un système de distribution variable pour moteur avec culasse à quatre soupapes, la soupape 8 étant en position fermée respectivement en position ouverte. Un culbuteur 21 est commun à deux soupapes et pivote autour d'un axe 22. Ce culbuteur comprend un bras 23 portant un élément d'appui 24 (par exemple un roulement à galets ou, comme dans l'exécution représentée, un patin) un patin 24 et une fourchette 25, actionnant la soupape 8. La came d'ouverture 5 agit sur le patin 24 du bras du culbuteur, tandis que la came de fermeture 6 agit sur un roulement à galets 26 tournant autour d'un axe 27 fixé sur le bras du culbuteur avec la fourchette 25.

Dans cette forme d'exécution pour quatre soupapes par cylindre, le culbuteur n'est pas actionné par un ressort positionné dans l'axe de la tige de la soupape, mais par un ressort de détente 28 dont une branche s'appuie sur une butée 29, tandis que l'autre branche s'appuie sur une butée 30. L'agencement du culbuteur est tel que le ressort de détente 28 tend à ouvrir la soupape, comme représenté à la figure 4. Cette forme d'exécution (culbuteur commun à 2 soupapes) peut aussi tre conçue avec les systèmes de détente et d'amortissement décrits à l'appui des fig. 1-2 et 6-7.

Tige, assiette, guide et siège de la soupape sont similaires à ceux de l'exécution précédente, de mme que le système amortisseur avec le ressort d'amortissement 31 lequel est retenu entre, d'une part, une douille ou bague filetée 16B obturant une chambre (non référencée) que présente un support 32 et pouvant coulisser sur la tige de prolongation de soupape 57 à extrémité filetée et, d'autre part, un support-écrou 33 bloqué par un contre-écrou 34. La tige de soupape 11 et la tige de prolongation 57 sont assemblées à l'aide d'un manchon 35 retenu entre deux contre-écrous 36.

La figure 5 montre un dispositif de décalage angulaire des arbres à cames par rapport au vilebrequin, ce dispositif étant en soit connu. On reconnaît la came d'ouverture 5 et la came de fermeture 6, en section et en vue frontale, ces cames étant les mmes que celles décrites plus haut. La came 5 est fixée sur l'arbre à came d'ouverture 37 et la came 6 sur l'arbre à came de fermeture 38, ces arbres étant guidés par des roulements 39,40 respectivement. Les manchons 41, 42 pourvus de rainures hélicoïdales intérieures 43,44 et comprenant des engrenages d'entraînement 45,46 des arbres à cames sont fixés par des goupilles de positionnement 47 des engrenages sur l'arbre.

Sur l'arbre à came 38 se trouve un pignon denté 48 pour l'entraînement par chaîne par le vilebrequin, ce pignon étant solidaire de l'engrenage d'entraînement 46 par des moyens de fixation 49.

Les pièces de commande 50 et 51 coiffent sur une distance les extrémités des arbres à cames. Ces extrémités sont pourvues d'un accouplement intérieur à cannelure droite 52, 53 et d'un accouplement extérieur à rainures hélicoïdales 43,44.

Pour pouvoir effectuer le décalage angulaire des cames 5,6 entre elles, on fait coulisser l'un ou l'autre des pièces de commande (50,51), ou les deux, pour obtenir une ouverture de soupape plus courte ou plus longue.

Ce dispositif de commande est aussi applicable à d'autres systèmes de distribution, par exemple avec une commande par linguet ou avec une attaque directe.

Les figures 6 et 7 montrent une forme d'exécution pour une culasse à deux ou quatre soupapes où les cames 5 et 6 sont agencées sur un seul arbre à cames (voir aussi figures 8 et 9). La soupape 8 et sa fixation ainsi que les organes élastiques de détente et d'amortissement correspondent à ceux des les figures 1 et 2.

Le culbuteur 54, oscillant autour se son axe 55 est similaire à celui représenté aux figures 3 et 4 et comprend deux patins 56 dont seulement L'un est visible sur le dessin, mais on comprend que la commande du décalage angulaire devra alors tre adaptée en conséquence.

Les figures 8 et 9 montrent schématiquement le fonctionnement et le calage de la combinaison superposée de

la came d'ouverture avec la came de fermeture, cames calées de manière à provoquer une ouverture courte de la soupape.

On aperçoit les positions des cames pour une ouverture désirée de la soupape, où A est le point de début d'ouverture, B', B sont les points entre lesquels la soupape est ouverte au maximum, et C le point de fin de fermeture.

Selon l'exemple représenté à la figure 8, la soupape est fermée sur 240° et ouverte sur 120°. L'arc X-Y représente le croisement minimum des cames lors du calage de celles-ci en position d'ouverture courte de la soupape.

A la figure 9 la came d'ouverture est décalée angulairement de 30° dans son sens de rotation et la came de fermeture est décalée angulairement de 30° en sens contraire à sa rotation. Suite à ces décalages angulaires le temps d'ouverture de la soupape est porté à 180° (les angles sont exprimés chaque fois en degrés de rotation de came).

Ainsi qu'on l'a vu, de manière générale et à l'inverse des dispositifs traditionnels connus, le moyen de détente élastique 18 ; 28 agit sur le couple [dispositif de bascule (1 ; 21 ; 54)-tige de soupape (11)] dans le sens d'ouverture de la soupape (8), tandis que le couple [dispositif de bascule-came d'ouverture 5/de fermeture 6] exerce une double fonction, à savoir celle de permettre l'ouverture de la soupape et de rappeler celle-ci sur son siège 10 aux fins de fermeture. Partant de cette conception originale décrite plus haut, le mode de fonctionnement peut tre exposé comme suit (voir plus particulièrement les fig. 1-2 et 8-9) : 1. La fin de la phase de soupape 8 fermée est assurée par la surface de la came correspondant au profil A-Y de la came d'ouverture 5.

2. La phase d'ouverture débute lorsque le patin 2 a passé le point A de la came 5.

3. Le ressort de détente de soupape 18 se détend et permet au patin 2 de suivre le profil excentrique A-B.

4. A partir du moment où le patin 2 passe le point A, et sur environ 8° de rotation de la came 5, la soupape reste fermée et le dispositif d'amortissement 17 se détend jusqu'à sa position initiale (voir plus loin point 10 et fig. 1).

5. Dès l'instant où cette position initiale est atteinte, le mouvement de la came 5 sur le culbuteur 1 entraîne la levée de la soupape de son siège 10.

6. Lorsque le patin 2 arrive au point B de la came 5, simultanément, le patin 3, entre en contact avec la surface concentrique K-B'de la came de fermeture 6 qui prend en charge le culbuteur 1 pour la phase de fermeture. La soupape est alors ouverte au maximum (voir fig. 2).

7. Les mouvements de fermeture de la soupape et de compression du ressort de détente 18 s'amorcent dès que le patin 3 arrive au point B'de la came 6 et se poursuivent jusqu'à prendre fin lorsque le patin arrive au point C.

8. Pour une ouverture courte de la soupape, p. ex. de 210° de rotation de vilebrequin, le patin 3 entre en contact avec la surface K-B'exactement au point B', les points B et B'sont confondus, la soupape commence donc à se refermer immédiatement.

9. Pour une ouverture plus longue jusqu'à 350° de rotation de vilebrequin, trois solutions sont possibles : A) soit décaler angulairement l'arbre à came de fermeture dans le sens contraire à celui de rotation pour donner du retard à B'-C et donc au mouvement de fermeture, en éloignant B'de B, grâce au dispositif de décalage angulaire.

B) soit décaler angulairement l'arbre à came d'ouverture dans le sens de rotation, pour donner de l'avance à A-B et donc au mouvement d'ouverture en éloignant B de B' grâce au dispositif de décalage angulaire de l'arbre d'ouverture.

C) soit effectuer les deux possibilités en mme temps.

Dans les trois cas, la soupape reste ouverte au maximum pendant le temps au cours duquel le patin 3 effectue le trajet B-B'.

10. La soupape touche son siège 10 environ 8° avant que le patin 3 n'atteigne le point C. Le dispositif d'amortissement 17 se comprime-l'assiette 15 coulissant sur la tige 11 la clavette-soupape 13-et compense alors le restant de levée donné par la came 6, et cela pendant toute la durée de fermeture de la soupape.

11. La phase de fermeture de la soupape est scindée en deux temps. Dans un premier temps, ladite soupape est maintenue fermée et le ressort de détente 18 comprimé par la surface C-X de la came 6 agissant sur le patin 3.

12. Au cours de cette action, le patin 3 est en position d'attente du passage à fleur du point Y de la came 5, ce qui va marquer le deuxième temps.

13. La prise en charge du culbuteur 1 est alors effectuée par la surface A-Y de la came 1 et cela au minimum 5° de rotation came avant que le patin 3 n'arrive en X (pour assurer un croisement de cames minimum XY lors de l'ouverture courte de la soupape).

14. Le passage d'une came à l'autre s'effectue donc sans choc et le cycle peut recommencer.

Le fait, d'une part, que les entraînements des arbres des cames d'ouverture et de fermeture sont munis d'un dispositif de décalage angulaire à rainures hélicoïdales, et que, d'autre part les profils des cames concordant entre eux, permet de varier indépendamment, le moment d'ouverture et de fermeture de la soupape.

De plus, le dispositif d'amortissement garantit une étanchéité entre le siège et la soupape sans choc dans la distribution et compense l'allongement de la soupape dû à la dilatation thermique.

Les cames peuvent tre montées de différentes manières sur leurs arbres et tre entraînées en rotation dans le mme sens. Il est aussi possible de prévoir un arbre pour chaque came ou un ou des arbres communs.

Grâce aux profils originaux des cames, on peut provoquer des ouvertures courtes (fig. 8) ou longues (fig. 9) ou tous autres temps d'ouverture/fermeture entre les extrmes. Le dispositif remplit pratiquement une fonction de ce que l'on pourrait appeler"came variable".