Butée hydraulique autonome

L'invention de la présente demande est née d'un problème de commande des soupapes de cylindres des moteurs à combustion interne sans arbre à cames, plus précisément par ce qu'on appelle un arbre à cames électromagnétique, qu'on qualifie de technologie sans came (camless).

Une soupape, qu'il s'agisse de l'admission ou de l'échappement, est rappelée sur son siège par un ressort de soupape montée autour d'une queue de soupape et, sous l'action d'une palette d'électroaimant en matériau magnétique et d'un électroaimant d'ouverture, la soupape est écartée de son siège par une tige de la palette repoussant la queue de soupape. L'électroaimant d'ouverture est généralement associé à un électroaimant de fermeture, la palette étant montée entre les deux électroaimants. Quand aucun des deux électroaimants n'est activé, la palette est maintenue entre les deux par le ressort de soupape et un ressort de palette monté autour de sa tige.

Entre la queue de soupape et la tige de palette est ménagé un jeu dit de distribution.

Ce jeu permet à l'une des tiges de soupape et de palette de coulisser quand l'autre est immobile. Ce jeu permet d'assurer le rappel de la soupape en position de fermeture, c'est-à-dire qu'il permet d'assurer l'étanchéité. Dans cette position, dans laquelle la queue de soupape est éloignée de la tige de palette, la force exercée par l'électroaimant de fermeture ne s'oppose qu'à l'action du ressort de la palette.

Ainsi, la soupape et la palette alternent des positions fixes, dites en butée, avec des déplacements transitoires entre ces positions.

L'existence du jeu de distribution pose des problèmes, tant au niveau système qu'à celui des lois de commande. En effet, il impose de contrôler les percussions queue de soupape - tige de palette ; il complique totalement le contrôle serré du moment de l'ouverture de soupape ; il détériore dans des proportions

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importantes la consommation du système.

Pour résoudre tout ou partie de ces problèmes, on a déjà proposé des butées hydrauliques de rattrapage de jeu. Mais ces butées sont alimentées par le circuit d'huile du moteur, ce qui complique ce circuit d'huile.

L'invention vise donc à proposer une butée hydraulique plus simple de mise en œuvre.

Mais la demanderesse n'entend pas limiter la portée de sa demande aux moteurs à combustion interne, avec ou sans arbre à cames, pas d'avantage aux moteurs en général. Des butées hydrauliques peuvent être utilisées dans beaucoup d'équipements et, par exemle, dans des compresseurs, des pompes, des machines- outils, etc.

Ainsi, l'invention concerne une butée hydraulique de rattrapage de jeu entre deux tiges respectivement solidaires de deux organes et animées d'un mouvement relatif, la butée, disposée entre les deux tiges, étant de longueur variable pour maintenir comblé le jeu entre les deux tiges, caractérisée par le fait que la butée est une butée autonome et étanche.

Quand les deux organes sont une soupape de moteur à combustion interne et un actionneur de rappel de la soupape en position d'ouverture, le jeu entre les deux tiges étant comblé par la butée, l'inconvénient des percussions des deux tiges l'une sur l'autre n'existe plus et, grâce à " l'élasticité " de la butée, du fait du caractère variable de sa longueur, quand le moteur monte en température, la butée s'étend pour continuer de maintenir comblé le jeu agrandi entre les deux tiges.

Avantageusement, la butée hydraulique autonome et étanche est encapsulée dans une poche souple remplie d'huile sans air.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de la butée de l'invention en référence à la figure unique en annexe, qui la représente en coupe.

En référence à la figure , la butée hydraulique autonome et étanche de rattrapage de jeu 27 comporte, solidaire en déplacement d'une tige 3, ici de soupape d'un moteur à combustion interne, un cylindre 28 dans lequel est monté coulissant un piston 29 solidaire en déplacement d'un couvercle 30 lui-même solidaire en déplacement d'une tige 8, ici d'un actionneur de rappel de la soupape en position d'ouverture. Une poche souple 31 , de forme générale cylindrique, encapsule la butée ; cette poche est fixée de façon étanche au couvercle 30 et au fond 32 du cylindre 28.

Dans la forme de réalisation de la figure , le piston 29 est un piston tubulaire à paroi latérale 33 comportant une cloison transversale 34 formant, avec la partie d'extrémité 35 de la paroi latérale 33 proche du fond 32 du cylindre 28, un logement de réception d'un clapet à bille 36. Le diamètre extérieur du piston 29 est sensiblement égal (très légèrement inférieur) au diamètre intérieur du cylindre 28. La cloison transversale 34 du piston 29 est percée d'un orifice 37, ici axial, de passage d'huile.

Le clapet 36 comporte une bille 38 rappelée vers l'orifice 37 par un ressort 39 en appui contre le fond d'une cage 40 fixée sous la cloison transversale 34 (sur la figure 4).

Un ressort 41 de rattrapage de jeu prend appui contre le fond 32 du cylindre 28 et la cloison transversale 34, en entourant ici la cage 40.

Du côté tourné vers le piston 29, le couvercle 30 est pourvu d'ouïes de passage d'huile 42.

La poche 31 est ici remplie d'huile sans air.

La butée comporte ainsi une chambre basse pression 43 et une chambre haute pression 44 séparées par le clapet 36 s'ouvrant de la chambre basse pression vers la chambre haute pression.

Le fonctionnement de la butée 27 va maintenant être expliqué.

Quand la soupape (tige 3) est fermée, la butée 27 est dans son état libre, elle n'est pas contrainte par l'actionneur (tige 8). Sous l'action du ressort 41 repoussant le piston 29, elle s'allonge au maximum pour être en butée contre les deux tiges 3, 8.

On notera que, dans l'exemple considéré, si la température du moteur s'élève et que le jeu entre les deux tiges 3, 8 s'agrandit, la butée, sous l'action du ressort 41 , rattrapera toujours le jeu.

Dans cet état libre, lorsque le piston 29 se soulève dans le cylindre 28, de l'huile passe à travers le clapet à bille 36, de la chambre basse pression 43 à la chambre haute pression 44. La butée est aussi agencée pour que du liquide passe également de la poche 31 dans la chambre basse pression 43, par les ouies 42.

Lorsque l'actionneur (tige 8) intervient pour déplacer la soupape (tige 3) dans sa position d'ouverture et que la tige d'actionneur 8 se rapproche de la tige de soupape 3, le clapet 36 bloque le passage de l'huile de la chambre haute pression

44 vers la chambre basse pression 43. La butée 27 devient rigide et l'actionneur, par sa tige 8, peut vraiment actionner la tige de soupape 3. il y a quelques fuites d'huile

45 entre le piston 29 et le cylindre 28 qui retournent dans la poche 31. En d'autres termes, le cylindre 28 et le piston 29 sont agencés pour permettre des fuites de liquide de la chambre haute pression 44 vers la poche 31.

Grâce à cela, on assure une bonne étanchéité de la soupape sur son siège en position de fermeture.

Quand le moteur refroidit, les deux tiges 3 et 8 se rapprochent l'une de l'autre. Pour que la soupape reste sur son siège, il faut donc que la longueur de la butée diminue, par coulissement du cylindre 28 sur le piston 29. Pour qu'il en soit ainsi, il doit y avoir la fuite 45.

On notera que le couvercle 30 et le piston 29 pourraient être réalisés

d'une seule pièce. Le remplissage d'huile peut s'effectuer par un orifice ménagé dans le couvercle qu'on obture ensuite par tout moyen, comme par exemple une vis.