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(11) | EP 0 970 302 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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DISPOSITIF DE COMMANDE D'OUVERTURE ET DE FERMETURE D'AU MOINS UN CONDUIT D'AIR D'UNE CULASSE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE STEUERVORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN UND SCHLIESSEN VON MINDESTENS EINER LUFTZUFUHRLEITUNG EINES ZYLINDERKOPFES EINER BRENNKRAFTMASCHINE DEVICE FOR CONTROLLING THE OPENING AND CLOSING OF AT LEAST AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD AIR CONDUIT |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention se rapporte un dispositif de commande d'ouverture et de fermeture d'au moins un conduit d'air d'une culasse d'un moteur à combustion interne.
[0002] De façon générale, les dispositifs de commande d'ouverture et de fermeture des conduits d'admission d'air des moteurs à combustion interne sont constitués d'un axe disposé dans la culasse qui traverse de part et d'autre les conduits d'admissions et qui est pourvu au droit de chaque conduit d'un fraisage sur lequel est fixé un papillon, qui a la forme générale d'un disque, par l'intermédiaire de deux vis.
[0003] De tels dispositifs nécessitent de nombreux usinages de grande précisions dans la culasse, ainsi qu'un montage des papillons dans les conduits particulièrement difficiles pouvant entraîner par exemple des risques de pertes de vis dans les conduits d'admission, ce qui entraîne des temps de montage important et coûteux.
[0004] Le document EP-A-0 480 607 décrit, en tant que dispositif de commande d'ouverture et de fermeture de deux conduits d'admission d'air parallèles d'une culasse d'un moteur à combustion interne, un boisseau cylindrique disposé transversalement par rapport aux conduits d'air d'admission dans un alésage réalisé dans la culasse et apte à se déplacer entre une première position d'obturation des conduits et une seconde position d'ouverture de ceux-ci. Le boisseau divulgué dans ce document comporte successivement sur sa longueur pour chaque conduit un palier qui présente en coupe transversale la forme générale d'un cercle et d'autre part une seconde portion constituée d'une cloison verticale de longueur sensiblement équivalente au diamètre d'un conduit, chacune des portions étant délimitée par deux disques perpendiculaires à l'axe longitudinal du boisseau. Un inconvénient lié à ce boisseau est que l'écoulement de l'air autour de la cloison lors de la phase d'admission peut être fortement perturbé, ce qui est préjudiciable à la combustion immédiatement après.
[0005] Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de commande d'ouverture et de fermeture d'au moins un conduit d'admission qui permet de résoudre les inconvénients mentionnés ci-dessus.
[0006] A cet effet, la présente invention concerne un boisseau cylindrique, destiné à la commande d'ouverture et fermeture d'au moins un conduit d'admission d'air d'une culasse d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte successivement sur sa longueur pour chaque conduit d'une part une première portion formant palier qui présente en coupe transversale la forme générale d'une croix et d'autre part une seconde portion qui est constituée d'une barre cylindrique pourvue d'un orifice dont son axe de symétrie longitudinal (N) est perpendiculaire à l'axe longitudinal (M) dudit boisseau et dont le diamètre est équivalent au diamètre du conduit d'admission d'air correspondant.
[0007] Le dispositif de commande suivant l'invention peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes:
- le boisseau est apte à se déplacer en translation dans l'alésage,
- le boisseau est apte à se déplacer en rotation dans l'alésage,
- le boisseau comporte sur l'une des portions formant palier, un moyen de détrompage du boisseau dans l'alésage permettant de s'assurer de la position adéquate desdites secondes portion au droit des conduits d'admission d'air,
- le moyen de détrompage est constitué d'une rainure longitudinale qui est apte à recevoir l'extrémité d'une vis de guidage qui est fixée sur la culasse,
- le moyen d'actionnement est constitué d'une chambre de dépression formée entre l'une des extrémités du boisseau et une plaque de fermeture qui est munie d'un orifice formant un système à dépression commandable par un calculateur en fonction des régimes moteurs,
- le moyen d'actionnement est constitué d'une biellette fixée sur l'une des extrémités du boisseau et qui est reliée à une capsule à dépression actionnée par un calculateur en fonction des régimes moteur,
- le boisseau est constitué d'un ensemble monopièce réalisé par moulage d'un matériau plastique qui est apte à résister à des températures inférieures ou égales à 100 degrés celsius tel que par exemple du polyamide.
[0008] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une culasse, d'un moteur à combustion interne, pourvu du dispositif de commande d'ouverture et de fermeture des conduits d'admission d'air ,
- la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la culasse de la figure 1 équipée d'un moyen d'actionnement du dispositif en translation,
- la figure 3 est une vue en perspective du dispositif selon la figure 2 sans la culasse,
- la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, équipée selon une variante d'un moyen d'actionnement en translation,
- la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de commande d'ouverture et de fermeture et de son moyen d'actionnement en rotation, sans la culasse,
- les figures 6 et 7 sont des vues partielles en perspective d'une culasse et du dispositif selon les lignes VI-VI de la figure 2, respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture des conduits d'admission d'air,
- la figure 8 est une vue de face en coupe d'un conduit d'admission d'air muni d'une variante de réalisation du dispositif de commande, et
- la figure 9 est une vue en perspective du dispositif de commande selon la figure 8.
[0009] On a représenté à la figure 1, une culasse 1 d'un moteur à combustion interne qui est pourvue, de manière classique, de conduits 2 d'admission d'air, par exemple quatre, disposés sur l'une des faces latérales de la culasse 1 et ayant chacun la forme générale d'un coude dont l'un des orifices est débouchant au niveau du plan de joint horizontal P sur lequel repose un carter arbre à cames, non représenté.
[0010] La culasse 1 est munie, avantageusement, d'un dispositif de commande d'ouverture et de fermeture des conduits d'admission d'air qui est constitué, selon la présente invention, d'un boisseau cylindrique 3 disposé transversalement par rapport aux conduits 2 d'air dans un alésage 4, comme visible à la figure 2, réalisé dans la culasse 1 et apte à se déplacer entre une première position d'obturation du conduit P2 et une seconde position d'ouverture P1 dudit conduit sous l'action d'un moyen d'actionnement.
[0011] L'alésage 4 est constitué d'un trou borgne qui est réalisé de manière à traverser transversalement de part et d'autre les conduits d'admission 2, comme visible à la figure 2.
[0012] Le boisseau 3 est constitué d'un ensemble monopièce réalisé par moulage d'un matériau plastique qui est apte à résister à des températures inférieures ou égales à 100 degrés celsius tel que par exemple du polyamide.
[0013] Ce boisseau 3 comporte successivement sur sa longueur pour chaque conduit 2 d'une part une première portion 5 formant palier qui présente en coupe transversale la forme générale d'une croix et d'autre part une seconde portion 6 qui est constituée d'une cloison verticale 7 de longueur sensiblement équivalente au diamètre d'un conduit 2. Chacune des portions 5, 6 étant délimitée par deux disques perpendiculaires à l'axe longitudinal M du boisseau 3.
[0014] On notera que de manière à assurer le détrompage de la cloison verticale 7 des secondes portion 6 du boisseau 3 lors du montage de celui-ci dans l'alésage 4, il est prévu un moyen de détrompage sur l'une des branches formant la croix de l'une des premières portions 5 qui est constitué d'une rainure longitudinale 9, comme visible sur la figure 3.
[0015] Cette rainure 9 est apte à recevoir l'extrémité d'une vis 10 de guidage qui est fixée sur la culasse 1, comme visible à la figure 2.
[0016] On a représenté sur les figures 2 et 3, des moyens d'actionnement du boisseau 3 permettant à ce-dernier de se déplacer en translation à l'intérieur de l'alésage, suivant une direction représentée par la flèche F.
[0017] A cet effet, le boisseau 3 cylindrique est pourvu à l'une-de ses extrémités 11 d'une gorge circulaire 12 dans laquelle est monté un joint torique 13 formant ainsi un piston.
[0018] Une plaque de fermeture 14 est fixée par l'intermédiaire de vis V sur la culasse 1 de manière à obturer le trou borgne 4 assurant ainsi l'étanchéité du dispositif de commande. Cette plaque 14 est munie d'un orifice 15 de faible diamètre permettant la prise de dépression dans une chambre 16 formée entre la plaque 14 et l'extrémité du boisseau 3 formant piston.
[0019] Le fonctionnement du dispositif de commande d'ouverture et de fermeture de la présente invention va maintenant être expliqué au regard des figures 6, 7 et 2.
[0020] La commande d'arrivée d'air dans les conduits d'admission 2 est assurée par le boisseau 3 cylindrique qui est déplaçable en translation entre une première position P1 par exemple d'ouverture, tel que représentée à la figure 6, ou la cloison verticale 7 est disposée au droit des conduits 2 d'admission d'air et une seconde position d'obturation P2, tel que représentée aux figures 7 et 2, ou la première portion 5 du boisseau 3 est disposée au droit des conduits 2 d'admission d'air.
[0021] Ce boisseau 3 est actionné par un système à dépression/surpression, en fonction du régime moteur, réalisée dans la chambre 16 formée entre l'extrémité 11 dudit boisseau 3 et la plaque 14 de fermeture qui est commandée par exemple par un calculateur, non représenté.
[0022] On notera que le déplacement du boisseau 3 est commandé de manière variable entre les deux positions d'ouverture P1 et de fermeture P2 des conduits 2 d'admission d'air.
[0023] On a représenté à la figure 4, une variante de réalisation du moyen d'actionnement du boisseau 3, dans laquelle la chambre de dépression 16 est remplacée par une capsule à dépression 17 montée en bout de l'alésage 4 permettant le déplacement du boisseau 3 en translation, suivant la flèche F, en fonction des régimes moteur contrôlés par un calculateur, non représenté.
[0024] Une autre variante de réalisation du moyen d'actionnement est représentée à la figure 5, dans laquelle le déplacement en translation est remplacé par un déplacement en rotation, flèche R. Ces moyens d'actionnement sont par exemple constitués par une biellette 18 fixée sur l'une des extrémités 11 du boisseau 3 qui est reliée à une capsule 19 à dépression qui est actionnée en fonction des régimes moteur contrôlés par un calculateur.
[0025] On a représenté aux figures 8 et 9, une autre variante de réalisation du boisseau 3 de commande permettant, avantageusement, de ne pas perturber l'écoulement d'air dans le conduit 2 d'admission d'air.
[0026] La forme du boisseau 3 est réalisée de telle manière que celui-ci soit complètement effacé du conduit d'air en position d'ouverture P1, comme visible à la figure 8.
[0027] Ce boisseau 3 comporte successivement sur sa longueur pour chaque conduit 2 d'une part une première portion 20 formant palier qui présente en coupe transversale la forme générale d'une croix et d'autre part une seconde portion 21 qui est constituée d'une barre cylindrique munie d'un orifice 22 dont l'axe de symétrie longitudinal N est perpendiculaire à l'axe longitudinal M du boisseau 3 et dont le diamètre est équivalent au diamètre du conduit d'admission d'air correspondant, comme visible à la figure 8.
1. Boisseau (3) cylindrique, destiné à la commande d'ouverture et fermeture d'au moins
un conduit (2) d'admission d'air d'une culasse (1) d'un moteur à combustion interne,
caractérisé en ce qu'il comporte successivement sur sa longueur pour chaque conduit (2) d'une part une
première portion (20) formant palier qui présente en coupe transversale la forme générale
d'une croix et d'autre part une seconde portion (21) qui est constituée d'une barre
cylindrique pourvue d'un orifice (22) dont son axe de symétrie longitudinal (N) est
perpendiculaire à l'axe longitudinal (M) dudit boisseau (3) et dont le diamètre est
équivalent au diamètre du conduit (2) d'admission d'air correspondant.
2. Boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble monopièce réalisé par moulage d'un matériau plastique
qui est apte à résister à des températures inférieures ou égales à 100 degrés celsius
tel que par exemple du polyamide.
3. Boisseau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte sur l'une des portions (20) formant palier, un moyen de détrompage (9,
10) du boisseau (3) dans l'alésage (4) dudit conduit (2) d'admission d'air permettant
de s'assurer de la position adéquate de chacune desdites secondes portion (21) au
droit dudit conduit (2).
4. Boisseau selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de détrompage est constitué d'une rainure (9) longitudinale qui est apte
à recevoir l'extrémité d'une vis (10) de guidage fixée sur la culasse (1).
5. Moteur à combustion interne comprenant une culasse avec au moins un conduit (2) d'admission
d'air dans lequel est disposé transversalement, dans un alésage (4), le boisseau (3)
selon l'une quelconque des revendications précédentes en tant que dispositif de commande
d'ouverture et de fermeture dudit conduit.
6. Moteur selon la revendication 5, dans lequel le boisseau (3) est apte à se déplacer
en translation entre une première position d'obturation (P2) et une seconde position
d'ouverture (P1) sous l'action d'un moyen d'actionnement solidaire du moteur, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement est constitué d'une chambre (16) de dépression formée entre
l'une des extrémités (11) du boisseau (3) et une plaque (14) de fermeture qui est
munie d'un orifice (15) formant un système à dépression commandable par un calculateur
en fonction des régimes moteur.
7. Moteur selon la revendication 5, dans lequel le boisseau (3) est apte à se déplacer
en translation entre une première position d'obturation (P2) et une seconde position
d'ouverture (P1) sous l'action d'un moyen d'actionnement solidaire du moteur, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement est constitué par une capsule à dépression (17) montée en
bout de l'alésage (4).
8. Moteur selon la revendication 5, dans lequel le boisseau (3) est apte à se déplacer
en rotation entre une première position d'obturation (P2) et une seconde position
d'ouverture (P1) sous l'action d'un moyen d'actionnement solidaire du moteur, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement est constitué d'une biellette (18) fixée sur l'une des extrémités
(11) du boisseau (3) et qui est reliée à une capsule (19) à dépression actionnée par
un calculateur en fonction des régimes moteur.
1. Cylindrical sliding gate (3), intended for controlling the opening and closing of
at least one air intake conduit (2) of a cylinder head (1) of an internal combustion
engine, characterised in that it comprises, in succession over its length, for each conduit (2) on the one hand
a first portion (20) forming a bearing that is generally cross-shaped in cross section
and, on the other hand, a second portion (21) that is constituted by a cylindrical
bar provided with an orifice (22), the longitudinal axis of symmetry (N) of which
is perpendicular to the longitudinal axis (M) of said sliding gate (3) and the diameter
of which is equivalent to the diameter of the corresponding air intake conduit (2).
2. Sliding gate according to Claim 1, characterised in that it is constituted by a single-part assembly produced by moulding a plastic material
that is capable of resisting temperatures below or equal to 100 degrees Celsius, such
as for example polyamide.
3. Sliding gate according to Claim 1 or 2, characterised in that it comprises, on one of the portions (20) forming a bearing, a fool-proofing means
(9, 10) for the sliding gate (3) in the bore hole (4) of said air intake conduit (2)
making it possible to ensure the correct position of each of said second portions
(21) in line with said conduit (2).
4. Sliding gate according to Claim 3, characterised in that the fool-proofing means is constituted by a longitudinal slot (9) that is capable
of receiving the end of a guide screw (10) fixed to the cylinder head (1).
5. Internal combustion engine comprising a cylinder head with at least one air intake
conduit (2) in which there is arranged transversely, in a bore hole (4), the sliding
gate (3) according to any one of the preceding claims as a device for controlling
the opening and closing of said passage.
6. Engine according to Claim 5, in which the sliding gate (3) is capable of being displaced
in translation between a first blocking position (P2) and a second open position (P1)
by the action of an actuating means integral with the engine, characterised in that the actuation means is constituted by a vacuum chamber (16) formed between one of
the ends (11) of the sliding gate (3) and a closing plate (14), which is provided
with an orifice (15) forming a vacuum system controllable by a calculator as a function
of engine speeds.
7. Engine according to Claim 5, in which the sliding gate (3) is capable of being displaced
in translation between a first blocking position (P2) and a second open position (P1)
by the action of an actuation means integral with the engine, characterised in that the actuation means is constituted by a vacuum capsule (17) mounted at the end of
the bore hole (4).
8. Engine according to Claim 5, in which the sliding gate (3) is capable of being displaced
in rotation between a first blocking position (P2) and a second open position (P1)
by the action of an actuation means integral with the engine, characterised in that the actuation means is constituted by a link (18) fixed to one of the ends (11) of
the sliding gate (3) and which is connected to a vacuum capsule (19) actuated by a
calculator as a function of engine speeds.
1. Zylindrische Steuerwelle (3) für die Steuerung der Öffnung und des Schließens mindestens
eines Lufteinlasskanals (2) eines Zylinderkopfes (1) eines Brennkraftmotors, dadurch gekennzeichnet, dass sie nacheinander auf ihrer Länge für jeden Kanal einerseits einen ersten Abschnitt
(20), der einen Absatz bildet, der im Querschnitt die allgemeine Form eines Kreuzes
aufweist, und andererseits einen zweiten Abschnitt (21) aufweist, der aus einem zylindrischen
Stab besteht, der eine Öffnung (22) aufweist, dessen Symmetrielängsachse (N) senkrecht
zur Längsachse (M) der Steuerwelle ist, und dessen Durchmesser dem Durchmesser des
entsprechenden Luftansatzrohres 2 entspricht.
2. Steuerwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einstückig aufgebaut ist und durch Gießen eines Plastikmaterials erreicht wird,
das Temperaturen von unter oder gleich 100°C widerstehen kann, so wie beispielsweise
das Polyamid.
3. Steuerwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem der Abschnitte (20), die den Absatz bilden, eine Kodierung (9, 10)
der Steuerwelle (3) in der Bohrung (4) des Lufteinlasskanals (2) aufweist, die die
geeignete Position eines jeden der zweiten Abschnitte (21) vor dem Kanal (2) sicherstellt.
4. Steuerwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierung aus einer Längsrille besteht, die das Ende einer Führungsschraube (10)
aufnehmen kann, die an dem Zylinderkopf (1) befestigt ist.
5. Verbrennungsmotor, der einen Zylinderkopf mit mindestens einem Lufteinlasskarial (2)
aufweist, in dem quer in einer Bohrung (4) die Steuerwelle (3) nach einem der vorstehenden
Ansprüche als Steuervorrichtung zum Öffnen und Schließen des Kanals angeordnet ist.
6. Motor nach Anspruch 5, wobei die Steuerwelle (3) sich translatorisch zwischen einer
ersten Verschlussposition (P2) und einer zweiten Öffnungsposition (P1) durch die Betätigung
einer Betätigungseinrichtung verschieben kann, die fest mit dem Motor verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung aus einer Unterdruckkammer (16) besteht, die zwischen
einem der Enden (11) des Ansatzrohres (3) und einer Verschlussplatte (14) gebildet
ist, die mit einer Öffnung (15) versehen ist und ein Unterdrucksystem bildet, das
von einem Rechner in Abhängigkeit von den Motorbetriebszuständen steuerbar ist.
7. Motor nach Anspruch 5, bei dem die Steuerwelle sich translatorisch zwischen einer
ersten Verschlussposition (P2) und einer zweiten Öffnungsposition (P1) durch die Betätigung
einer Betätigungseinrichtung verschoben werden kann, die fest mit dem Motor verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung aus einer Unterdruckkapsel (17) besteht, die am Ende der
Bohrung (4) angeordnet ist.
8. Motor nach Anspruch 5, bei dem die Steuerwelle (3) drehend zwischen einer ersten Verschlussposition
(P2) und einer zweiten Öffnungsposition (P1) durch die Betätigung einer Betätigungseinrichtung
verschöben werden kann, die fest mit dem Motor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung aus einer Betätigungsstange (18) besteht, die fest an
einem der beiden Enden (11) der Steuerwelle befestigt ist und die mit einer Unterdruckkapsel
(19) verbunden ist, die in Abhängigkeit von den Motorbetriebszuständen von einem Rechner
betätigt wird.