FR2497271A1 - Poussoir hydraulique extensible commande par pression - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN POUSSOIR HYDRAULIQUE EXTENSIBLE A CLAPET DE SORTIE VARIABLE. CE POUSSOIR COMPORTE UN CLAPET 70 D'ENTREE PERMETTANT A UN FLUIDE HYDRAULIQUE DE REMPLIR UNE CHAMBRE INTERNE 35 D'UN FLUIDE HYDRAULIQUE INCOMPRESSIBLE, JUSQU'A CE QU'UNE PRESSION PREDETERMINEE SOIT ATTEINTE, PRESSION AU-DESSUS DE LAQUELLE UN CLAPET 81 DE SORTIE S'OUVRE POUR PERMETTRE AU FLUIDE HYDRAULIQUE DE S'ECOULER DE LA CHAMBRE 35 A UN DEBIT PREDETERMINE. LA BILLE 82 DE CE CLAPET 81 PEUT SE DEPLACER DANS UN ALESAGE 84 DE CONFIGURATION PREDETERMINEE AFIN D'ETABLIR UN OU PLUSIEURS DEBITS D'ECOULEMENT DE SORTIE ET D'AMORTIR EGALEMENT LES MOUVEMENTS DU CLAPET 81. DOMAINE D'APPLICATION : MOTEURS A COMBUSTION INTERNE, NOTAMMENT DU TYPE DIESEL.

Description

L'invention concerne les poussoirs hydrauliques à réglage variable

destinés à des moteurs à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement des poussoirs hydrauliques extensibles qui sont sensibles à la pression et qui font varier le profil effectif d'un arbre à cames en prolongeant de façon hydraulique la transmission entre cet arbre à came et un mécanisme qu'il commande. Bien que des poussoirs hydrauliques soient connus dans l'art antérieur, ils ne sont pas sensibles à la pression, ils s'affaissent rapidement lorsque le fluide hydraulique sous haute pression est ventilé, ils provoquent une détérioration rapide des soupapes sous l'effet des hautes pressions, et un grand nombre de ces poussoirs exige individuellement un étalonnage et un réglage, ce qui a pour résultat une accumulation ou

addition indésirable de tolérances.

Pour tendre à élever au maximum le rendement et la puissance de sortie des moteurs du type Diesel, ainsi qu'à abaisser les émissions d'échappement indésirables, les constructeurs de moteurs Diesel ont recherché un moyen fiable et constant permettant de modifier le point d'injection et l'ouverture et la fermeture des soupapes

des cylindres. Dans un moteur Diesel typique, les in-

jecteurs et les soupapes sont commandés par un arbre à cames qui présente plusieurs profils de bossages

définis avec précision, situés radialement dans des posi-

tions relatives, en rotation, correspondant à des instants déterminés. Chaque bossage est relié à un mécanisme commandé par l'arbre à cames, par exemple une soupape ou un injecteur, par un ensemble approprié deliaisons mécaniques comprenant des tiges de poussée, des culbuteurs, etc. Cependant, ces tringleries mécaniques établissent un programme qui est rigide dans le temps et qui ne

peut être modifié.

Par le passé, les constructeurs ont essayé divers moyens pour modifier la distribution du moteur, mais

la plupart de ces moyens n'ont pas donné satisfaction.

Ces efforts ont porté sur des galets de cames excentrés, des dispositifs de synchronisation à engrenage, des

poussoirs à dépassement de course, des injecteurs à combi-

naison hélicoïdale, des multiplicateurs hydrauliques et

des poussoirs hydrauliques à travail variable.

On a également utilisé dans l'art antérieur des poussoirs hydrauliques à longueur variable pour faire varier le réglage, mais ces poussoirs n'ont rencontré qu'un succès limité. Des poussoirs hydrauliques sont montés entre l'arbre à cames et le mécanisme qu'il commande et ils modifient le réglage du moteur en allongeant sélectivement la transmission de la distribution, ce qui modifie le profil effectif de l'arbre à cames. En général, le poussoir replié ou raccourci permet au mécanisme commandé par l'arbre à cames de fonctionner suivant sa séquence normale de distribution. Lorsque le poussoir

est allongé en retenant du fluide hydraulique (incompres-

sible) dans une chambre interne, la transmission entre l'arbre à cames et le mécanisme qu'il commande s'allonge, ce qui provoque une avance de la séquence normale de distribution. Inversement, un tel poussoir peut être utilisé pour retarder la distribution en se rétractant sélectivement afin de raccourcir la transmission associée

à l'arbre à cames.

Cependant, ces poussoirs présentent divers défauts comprenant une sensibilité à la viscosité du fluide hydraulique et à la vitesse du moteur, une conception non universelle, un maintien de pression non uniforme, l'absence d'auto-amorçage lors d'un démarrage à sec du moteur, des réponses transitoires irrégulières, un taux

de pannes trop élevé, dû aux fortes pressions hydrau-

liques produites, et un étalonnage individuel ayant pour résultat une accumulation de tolérances. De plus, les poussoirs hydrauliques à longueur variable sont limités aux utilisations dans lesquelles le mécanisme commandé par l'arbre à cames est insensible aux accroissements de la charge de pression, au dépassement de course des liaisons réalisées avec les cames et au raccourcissement rapide des poussoirs. Par conséquent, ces poussoirs hydrauliques de l'art antérieur ne conviennent pas à une utilisation avec des injecteurs et ils sont limités

aux soupapes commandées par arbre à cames. En particu-

lier, le dépassement de course des liaisons avec l'arbre à cames et l'accroissement de la pression d'injection ou des charges du mécanisme de transmission peuvent faire éclater la coupelle d'injection, réduire la durée

de l'injection et étrangler la carburation en mode d'avance.

De plus, le raccourcissement rapide des poussoirs peut gêner un arrêt net et défini de l'injection et permettre

à des gaz chauds d'échappement de passer dans l'injecteur.

Des poussoirs sensibles à la pression ont en outre pour inconvénient de provoquer une défaillance

des soupapes d'échappement par suite des pressions hydrau-

liques extrêmes. Pendant la chute de pression, des

éléments des soupapes et des organes de commande s'entre-

choquent plusieurs fois à des vitesses excessives, pro-

voquant une détérioration par fatigue des éléments et

des sièges.

L'invention a pour objet d'éliminer les difficul-

tés et inconvénients précités, rencontrés dans l'art antérieur, pour faire varier sélectivement le profil utile d'un arbre à cames afin de modifier la distribution d'un moteur. L'invention a pour autre objet un dispositif nouveau, fiable et simple destiné à modifier sélectivement

la distribution d'un moteur à combustion interne compre-

nant une injection de carburant Diesel. L'invention a pour autre objet un poussoir hydraulique qui limite la pression sans cependant se rétracter rapidement lorsque la pression prédéterminée est atteinte. Ce poussoir délivre du fluide sous haute pression à plusieurs débits d'écoulement. L'invention a également pour objet d'amortir le fonctionnement de la soupape à poussoir afin de

prolonger la durée de vie de cette soupape.

L'invention concerne donc un poussoir hydraulique extensible à commande par pression, destiné à un moteur à combustion interne. Le poussoir selon l'invention fait varier sélectivement le profil utile d'un arbre à cames en prolongeant le train de transmission entre cet arbre à cames et un mécanisme commandé par ce dernier, et en se contractant lorsque la pression du train de transmission

atteint un maximum prédéterminé.

Le poussoir selon l'invention comprend un corps comportant un logement interne de piston. Un piston extensible est monté à l'intérieur du corps de manière à pouvoir exécuter un mouvement alternatif et il définit une chambre de cellule de charge avec un orifice d'entrée et un orifice de sortie. Un fluide hydraulique arrive à l'orifice d'entrée et à un clapet d'entrée qui est disposé entre la source de fluide et la chambre. Le clapet d'entrée, lorsqu'il est ouvert sélectivement,

admet le fluide dans la chambre, ce qui provoque un mouve-

ment d'extension du piston et, lorsqu'il est fermé, il obture la chambre de manière étanche. Un clapet de sortie est relié à l'orifice de sortie afin d'ouvrir et fermer sélectivement la chambre. Le clapet de sortie permet un ou plusieurs débits d'écoulement de sortie et il est associé à des moyens d'amortissement qui facilitent la fermeture de ce clapet. Il est également prévu un élément de commande du clapet de sortie qui est sensible à la pression régnant dans la chambre afin de modifier le débit

d'écoulement de sortie.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle

d'un cylindre de moteur Diesel, en coupe verticale par-

tielle, comportant une forme de réalisation du poussoir hydraulique extensible selon l'invention, destiné à faire varier le profil utile d'un arbre à cames en prolongeant le train de transmission entre cet arbre et un injecteur de carburant qu'il commande; - la figure 2 est une coupe verticale partielle, à échelle agrandie, du poussoir hydraulique extensible perfectionné de la figure 1, représenté à l'état contracté; et - les figures 3 et 4 sont des coupes partielles, à échelle agrandie, du poussoir de la figure 2, dont le clapet de sortie est représenté dans des alésages d'autres conceptions. La figure 1 représente un moteur Diesel E de conception classique, qui comprend un bloc-cylindres 1

dans lequel un piston 2 peut exécuter un mouvement alter-

natif à l'intérieur d'une chemise 3 qui est ajustée dans un alésage B formé dans le bloc-cylindres. Une bielle 4 relie le piston 2 à un vilebrequin 5 qui est monté de

manière à pouvoir tourner à l'intérieur du bloc-cylindres.

Le nombre d'alésages B réalisés dans le bloc dépend des

caractéristiques de fonctionnement demandées au moteur.

Une culasse 10, fixée rigidement sur le bloc 1, coopère avec la chemise 3 et le piston 2 pour définir

une chambre 11 de compression. Un injecteur 12 de carbu-

rant est monté dans la culasse et sa pointe ou coupelle 13 est disposée dans la partie la plus haute de la chambre 11. La configuration exacte de l'injecteur est bien connue de l'homme de l'art et, hormis comme indiqué

ci-après, la description de cet injecteur est inutile

à la compréhension de la présente invention.

Une pompe 15 à carburant, de conception classi-

que, fait passer, au moyen d'un conduit 16, du carburant

d'une source convenable 14 dans l'injecteur 12. Le car-

burant arrive dans l'injecteur 12 et il est introduit de façon dosée, par tous moyens bien connus, dans une

poche 17 située dans l'extrémité ou à proximité de l'ex-

trémité 13 de l'injecteur. Un plongeur 18 à mouvement alternatif est monté à l'intérieur de l'injecteur et s'étend généralement sur toute sa longueur de manière

qu'une pointe 19 de ce plongeur pénètre dans la poche 17.

Un arbre à cames 22, comportant un nombre choisi de bossages excentrés 23 réglés en.rotation de façon prédéterminée les uns par rapport aux autres, est monté afin de pouvoir tourner à l'intérieur du bloc et est

relié au vilebrequin 5 par un dispositif 24 de distribu-

tion afin d'établir une relation synchronisée et fixe qui coordonne le mouvement d'une contre-came 25, portant

contre la périphérie du bossage, avec celui du piston 2.

Le dispositif de distribution peut comprendre des engrenages, des chaînes ou tout autre mécanisme bien connu de l'homme de l'art. La contre-came 25 est reliée rigidement à un poussoir 26 de culbuteurs avec lequel elle se déplace d'un seul bloc. Un culbuteur oscillant 27 est monté sur un axe 28 disposé à proximité de l'extrémité supérieure du poussoir 26. Une première extrémité 27A du culbuteur 27 est reliée au poussoir 26 et une seconde extrémité 27B du culbuteur, située sur le côté opposé de l'axe 28, est

en contact avec l'extrémité d'une tige 31 de culbuteur.

Cette tige est enclenchée avec le poussoir hydraulique qui, lui-même, porte contre l'extrémité supérieure du

plongeur 18 de l'injecteur.

Une pompe convenable 33 alimente le poussoir en fluide hydraulique qui provient d'une source convenable 32 par un conduit 34. Une valve 34A est montée dans le conduit 34. Le fluide, en arrivant au poussoir, remplit une chambre interne 35 formée dans ce dernier et provoque un mouvement d'extension ou de retrait d'un ensemble à piston disposé à l'intérieur de la chambre. Le poussoir sera décrit plus en détail ci-après. Le mouvement relatif des divers éléments de l'ensemble à piston allonge ou raccourcit le train de transmission (par exemple la contre-came 25, le poussoir 26 de culbuteur, le culbuteur 27, la tige 31 et le poussoir 30) entre l'arbre à cames 22 et l'injecteur 12, ce qui modifie le profil de l'arbre à cames et le réglage de l'injecteur. Le poussoir peut être placé dans toute position appropriée dans le train

de transmission.

Lorsque l'ensemble à piston fonctionne en mode de retrait, la longueur du train de transmission et, par

conséquent, le profil de l'arbre à cames restent inchangés.

En particulier, le vilebrequin 5 et l'arbre à cames 22

tournent suivant une relation de temps fixe avec le mouve-

ment alternatif du piston 2. Lorsque le train de trans-

mission est en mode relâché, comme représenté (c'est-à-dire en mode dans lequel la contre-came 25 n'est pas soulevée par le bossage 23 de l'arbre à cames), le plongeur 18 de l'injecteur est également rétracté ou élevé par rapport à l'extrémité 13. Pendant cette période de temps, du

carburant 14 est introduit de manière dosée dans l'in-

jecteur afin qu'une quantité prédéterminée remplisse la poche 17 de l'injecteur. La poursuite de la rotation du

bossage 23 de l'arbre à cames agit sur le train de trans-

mission afin qu'il fasse descendre l'ensemble à piston

qui, se comportant comme une liaison solide, fait égale-

ment descendre le plongeur 18 de l'injecteur. Lorsque le plongeur est abaissé, son extrémité pointue 19 pénètre dans la poche 17 afin d'en expulser sous une pression élevée (environ 21 MPa) la dose de carburant pour la

faire passer dans la chambre 11 de combustion. Le plon-

geur est maintenu dans sa position abaissée pendant une durée prédéterminée et sous une pression donnée suivant

la configuration du bossage 23 de l'arbre à cames.

Lorsqu'il est souhaitable de faire avancer l'ins-

tant de l'injection, l'ensemble à piston du poussoir est soumis à une extension hydraulique afin d'allonger

le train de transmission précité, ce qui modifie sélecti-

vement le profil de l'arbre à cames. En cours de fonction-

nement, le train de transmission étant en mode relâché, le fluide hydraulique provenant de la source 32 est introduit de manière dosée dans la chambre 35 du poussoir afin de provoquer une extension axiale de l'ensemble à piston. Comme indiqué précédemment, la rotation continue du bossage 23 de l'arbre à cames a pour effet de faire descendre le plongeur 18 de l'injecteur et, étant donné que l'ensemble à piston est en position d'extension, le train de transmission est allongé, ce qui fait exécuter une course excessive au plongeur 18 de l'injecteur et le soumet à une pression excessive. A moins que l'ensemble

à piston du poussoir se contracte pour prendre sa posi-

tion relâchée après l'injection du carburant et l'arrivée de l'extrémité du plongeur dans la poche à carburant, la course et la pression excessives tendent à faire éclater la poche 17 de carburant et à détruire l'injecteur 12. De plus, il est important que le plongeur soit maintenu en position abaissée par rapport à lrextrémité 13 pendant une durée prédéterminée et sous une-pression prédéterminée, car, dans le cas contraire, le plongeur se rétracte prématurément, ce qui permet soit aux gaz d'échappement de passer dans la poche 17 de carburant, soit au carburant de s'infiltrer dans la chambre de combustion après l'injection plutôt que d'être arrêté de manière nette. Aucune de ces dernières conditions

n'est acceptable.

L'invention permet de résoudre ces problèmes

en évacuant le fluide hydraulique sous pression de la-.

chambre 35 du poussoir en réponse à la pression établie-

à l'intérieur de la chambre par la compression continue

de l'ensemble à piston sous l'action du train de trans-

mission de l'arbre à cames. La sortie du fluide provoque une contraction de l'ensemble à piston du poussoir tout en maintenant l'application d'une pression prédéterminée et relativement stable contre le plongeur de l'injecteur,

comme souhaité pour un fonctionnement optimal du moteur-

Diesel. Lorsque le dispositif est convenablement conçu, les pressions résultant de la rotation de l'arbre à cames provoquent une compression des ensembles à pistons 'L des poussoirs, permettant à ces ensembles de revenir

à l'état relâché ou rétracté au cours de chaque cycle.

Par conséquent, un fonctionnement en mode d'avance ou

de retard peut être choisi pour chaque cycle.

Le fonctionnement détaillé du poussoir de limi-

tation de pression selon l'invention sera décrit en regard de la figure 2. Ce poussoir comprend un corps 42 dans lequel est formé un alésage cylindrique longitudinal ou logement 43 de piston. Un orifice 44, relié au conduit 34 de fluide hydraulique, est réalisé dans le corps et communique avec une gorge annulaire 45 ménagée dans la surface définissant l'alésage 43. L'orifice 44 d'entrée du fluide hydraulique peut être parcouru par l'huile du moteur, sous des pressions classiques. Le corps 42 du poussoir peut être relié à une culasse ou à un raccord d'injecteur (non représenté) et il est généralement monté entre la tige 31 et une seconde tige 18 (par

exemple le plongeur de l'injecteur) ou tout autre mécanis-

me (non représenté) commandé par l'arbre à cames.

Un premier élément 50 de l'ensemble à piston est disposé dans l'alésage 43 afin de pouvoir exécuter un mouvement coaxial alternatif et de réaliser un joint hydraulique étanche avec ce dernier. L'élément 50 exécute un mouvement alternatif à l'intérieur de l'alésage et il présente une section axiale sensiblement en H. Sa partie supérieure 50A présente une cavité cylindrique 51 qui est coaxiale à l'alésage 43 du corps 42. Plusieurs orifices 52, espacés de façon annulaire, sont formés dans la partie supérieure 50A et permettent au fluide hydraulique arrivant de l'orifice 44 de s'écouler vers la surface de la cavité 51. Le positionnement axial de ces orifices 52 sur la partie supérieure 50A est laissé à l'appréciation de l'utilisateur pourvu que les orifices n'étranglent pas inutilement l'écoulement du fluide

lorsque le premier élément 50 du piston exécute son mouve-

ment alternatif à l'intérieur de l'alésage 43.

La partie inférieure 50B de l'élément 50 du piston présente une cavité inférieure 53 qui est à peu

près cylindrique et coaxiale à l'alésage 43. Un ou plu-

sieurs canaux 54 ventilent la cavité 53 vers l'extérieur.

Une partie centrale 50C de l'élément 50 sépare les cavités 51 et 53 et forme le fond de la chambre interne 35. La partie centrale 50C présente un orifice de sortie dont l'extrémité inférieure est fraisée, comme décrit

plus en détail ci-après.

Un second élément 60 de l'ensemble à piston exécute un mouvement alternatif à l'intérieur de la cavité 51 de l'élément 50 et réalise avec ce dernier un joint hydraulique étanche. Une extrémité 60A de l'élément 60 est de forme concave, et reçoit de façon amovible l'extrémité de la tige 31 qui fait partie du train de transmission de l'arbre à cames. L'extrémité opposée ou inférieure de l'élément 60 forme une jupe 60B qui définit la surface supérieure de la chambre 35. Comme indiqué précédemment, la surface inférieure de la chambre 35 est définie par la partie centrale 50C. Une gorge annulaire 63 est formée dans la surface extérieure du second élément 60, entre l'extrémité 60A et la jupe B. Cette gorge 63 communique avec la chambre 35 par

plusieurs canaux internes 64 dont les extrémités inté-

rieures aboutissent à un clapet 70 disposé à l'extrémité

supérieure de la chambre 35.

Un ressort hélicoïdal 65 de pompage est disposé à l'intérieur de la chambre 35, entre les premier et second éléments 50 et 60 du piston, et il tend à écarter ces éléments l'un de l'autre afin de les maintenir en

contact avec respectivement la tige 31 et le plongeur 18.

Le mouvement de l'élément 60 à l'intérieur de la cavité 51 est limité, vers le haut, par un anneau élastique 67 de retenue qui fait saillie dans la cavité 51 et qui est logé dans une gorge 68 formée dans la paroi de la cavité. Le mouvement de descente de l'élément 60 est limité par l'entrée en contact de la jupe 60B avec un épaulement annulaire 69 formé à proximité de la base de la cavité 51, mais à unecertaine distance axiale de cette base. La configuration de l'anneau 67 de retenue et sa position peuvent varier de celles représentées, pourvu que le mouvement de l'élément 60 par rapport à l'élément 50 n'étrangle pas l'alimentation en fluide hydraulique à partir des orifices 52, par l'intermédiaire de la gorge 63. Le mouvement de l'élément 50 à l'intérieur de l'alésage 43 du corps peut être limité de la même manière, bien que les organes utilisés à cet effet ne soient pas représentés pour plus de clarté. D'autres moyens de limitation de mouvement peuvent être utilisés si cela est nécessaire ou souhaitable, y compris des moyens réalisant une limitation sur l'amplitude du jeu

du train de transmission.

Le clapet 70 d'entrée, disposé entre la chambre et le conduit 34 d'alimentation en fluide, est placé à l'intérieur du piston 60 et il comprend une bille 71 et un siège complémentaire 72, bien que de nombreuses autres formes de réalisation conviennent. Un ressort 73

d'entrée, par exemple un ressort hélicoïdal de compres-

sion, et un organe 74 de retenue du ressort sont disposés au-dessous de la bille 71 et coopèrent pour rappeler cette dernière vers sa position de fermeture contre le siège 72, ce qui obture les extrémités intérieures des canaux 64. Le ressort 73 maintient le clapet d'entrée en position de fermeture à moins que la pression du fluide hydraulique arrivant à l'orifice 53 soit supérieure à une valeur prédéterminée et que le train de transmission soit dans son mode relâché. Des ouvertures 75, ménagées dans l'élément 74 de retenue du ressort, assurent un écoulement libre du fluide du clapet ouvert 70 d'entrée

vers la partie inférieure de la chambre 35.

Un orifice 80 de sortie est formé dans la partie

centrale 50C de l'élément 50 afin d'établir une communi-

cation entre la cavité 51 et la cavité 53. Un clapet 81 de sortie est placé à l'extrémité aval de l'orifice 80 et comprend une bille 82 et un siège complémentaire

83, bien que de nombreuses formes de réalisation convien-

nent. Un guide 84 de la bille soutient cette bille 82 et est disposé dans la partie supérieure de la cavité

53 afin de pouvoir y exécuter un mouvement alternatif.

La surface supérieure 85 du guide 84 est concave et loge la face inférieure de la bille 82. L'extrémité supérieure d'un ressort hélicoïdal 93 porte contre la partie extrême inférieure 86 du guide 84 et l'extrémité opposée ou extrémité inférieure du ressort 93 est enclenchée avec un élément 87 à douille qui est disposé à l'extrémité inférieure de la cavité 53. L'élément 87 à douille est maintenu fermement en place entre un anneau élastique 89 de retenue faisant saillie dans la cavité et logé dans une gorge correspondante 90 formée dans la paroi de la cavité, et un épaulement annulaire 91 formé dans la paroi de la cavité, à une certaine distance axiale de la gorge 90. La face inférieure de l'élément 87 à douille présente une surface concave 87A qui reçoit de manière amovible l'extrémité supérieure du plongeur 18 de l'injecteur. Le ressort 93 maintient la bille 82 contre le

siège 83 par l'intermédiaire de l'élément 84 de guidage.

Cet élément 84 de guidage limite l'éloignement de la bille de son siège 83 en portant contre l'élément à

douille 87.

La face inférieure de la partie centrale 50C-

est fraisée ou lamée en 94. Le diamètre du lamage 94 est supérieur à celui de la bille 82. Le lamage 94 comprend une première partie 95 proche du siège 83 et: une seconde partie 96 située en aval du siège. Comme décrit plus en détail ci-après, la première partie 95 provoque la retenue d'un volume prédéterminé de fluide

à proximité du siège 83 et, par conséquent, l'amortisse-

ment du mouvement de la bille 82 vers le siège. La seconde partie 96 du lamage forme une zone de régulation

de fluide qui module le débit d'écoulement du fluide de-

la chambre 35 par l'orifice 80 de sortie et les canaux^

54.

Pendant le fonctionnement en mode retardé, les éléments du piston du poussoir sont contractés, afin de maintenir un train de transmission raccourci entre l'arbre à cames et le plongeur de l'injecteur. Lorsque la valve

34A (figure 1) est fermée, la pression du fluide hydrau-

lique régnant dans le conduit 34 et dans le canal 64

est nulle ou presque nulle. En l'absence de cette pres-

sion s'exerçant en amont sur le côté de l'orifice d'entrée du clapet 70, le ressort 73 d'entrée maintient la bille 71 contre le siège 72 afin d'obturer la chambre

et d'empêcher l'entrée de tout fluide dans cette der-

nière. Lorsque le profil de l'arbre à cames tourne vers son mode relâché (c'est-à-dire le mode dans lequel le bossage 23 de l'arbre à cames n'est pas en contact avec la contre-came 25 ou n'exerce pas de pression, sur cette contre-came 25, comme montré sur la figure 1), le ressort 65 de pompage éloigne l'élément 60 du piston de l'orifice 80 de sortie, provoquant une extension de l'ensemble à piston et le rattrapage de tout jeu présent dans le train de transmission de l'arbre à cames. Une légère dépression est créée dans la chambre en raison de son obturation étanche; cependant, la force du ressort 73 du clapet est suffisante pour maintenir la

bille appliquée de façon étanche contre son siège. Lors-

que l'arbre à cames tourne vers sa position en mode de travail, le bossage 23 provoque l'application d'une pression vers le bas sur la tige 31. La force du ressort 65 est vaincue par cette pression, ce qui provoque un mouvement de retrait de l'élément 60 vers l'orifice de sortie de l'élément 50 jusqu'à ce que ledit élément porte contre un épaulement intérieur 69 formé dans l'élément 50. Le poussoir se comporte alors comme une liaison solide et, par conséquent, bien qu'il soit en mode retardé, il n'exerce aucun effet sur la distribution du moteur et il se comporte simplement comme un régleur

de jeu.

Pendant le fonctionnement en mode d'avance, l'ensemble à piston du poussoir est en extension afin d'allonger le train de transmission. L'élément 60 étant, au commencement, dans sa position de retrait (comme montré sur la figure 2), la valve 34A (figure 1) du conduit 34 est ouverte afin qu'un fluide hydraulique sous pression arrive à l'orifice 44. Dans un moteur typique, la pression de travail du fluide (huile) est d'environ kPa. Le fluide hydraulique remplit la gorge 45 et s'écoule par les orifices 52, la gorge 63 et les canaux 64 vers le côté amont d'entrée du clapet 70. La force exercée par la pression du fluide hydraulique contre

la partie de surface exposée de la bille 71 est supé-

rieure à la force résistante exercée par le ressort 73 du clapet, ce qui a pour effet de soulever la bille 71 de son siège 72 et de permettre au fluide d'entrer dans la chambre 35. Pendant que le profil de l'arbre à cames est dans son mode de relâchement, le ressort 65 de pompage éloigne de nouveau l'élément 60 de l'élément 50, ce qui permet à la chambre élargie 35 de se remplir de fluide hydraulique. Le fluide est maintenu à l'intérieur de la chambre 35 par le clapet de sortie qui est rappelé vers une position de fermeture afin de maintenir de

façon étanche le fluide à l'intérieur de la chambre. Lors-

que l'arbre à canestourne vers sa position de travail (c'est-à-dire laposition dans laquelle le bossage 23 porte contre la contre-came 25), une pression est exercée sur le train de transmission de l'arbre à camesce qui a pour effet un accroissement rapide et important de la pression du fluide hydraulique exercée à l'intérieur de la chambre 35, la force résultant de cette pression s'élevant alors au-dessus de la force de rappel exercée sur la bille 71 du clapet 70. Le fluide retenu étant incompressible, l'ensemble à piston se comporte comme une liaison solide située dans le train de transmission. En

raison de cette suite d'actions, le plongeur 18 de l'in-

jecteur commence son mouvement de descente plus tôt qu'au

cours d'une injection de carburant à avance normale.

L'amplitude de l'avance dépend de l'amplitude de l'exten-

sion de l'ensemble à piston.

Lorsque le bossage 23 de l'arbre à came continue de tourner et amène la contre-came 25 dans sa position d'extension maximale, la pression s'exerçant sur le train de transmission entraîne une élévation de la pression hydraulique régnant dans la chambre 35. La bille 82 du clapet de sortie reste contre son siège jusqu'à ce que la force engendrée par la pression régnant dans la chambre et appliquée contre le côté d'entrée du clapet 81 devienne supérieure à la force du ressort 93 de la cellule de charge et des effets d'inertie de la bille 82

du clapet et de l'élément 84 de guidage de la bille.

Lorsque la bille 82 est soulevée de son siège 83, la pression régnant dans la chambre 35 n'agit plus sur la surface de l'orifice de sortie, mais sur toute la

section diamétrale de la bille. L'accroissement de sur-

face a pour résultat un accroissement de la force, ce qui accélère le mouvement de descente de la bille 82

et de l'élément 84 de guidage à l'écart du siège 83.

Ainsi, l'élément 50 commence à descendre par rapport au corps 42 du poussoir, empêchant la pression exercée par le train de transmission de l'arbre à cames de devenir excessive et de risquer d'endommager l'injecteur 12 par l'intermédiaire du plongeur 18. Cependant, du fait que la bille 82 s'éloigne de son siège sous une accélération rapide, la section d'écoulement passant dans le clapet doit être réduite ou bien la charge du train

de transmission chute prématurément. Le débit d'écoule-

ment de sortie du fluide est réduit par limitation de la section différentielle, de forme toroidale, formée entre la bille 82 de sortie et la surface du lamage 94, cette section étant mesurée à travers le centre de la

bille, perpendiculairement à l'axe longitudinal du corps.

Le contact entre l'élément 84 de guidage et l'élément 87 à douille limite le mouvement axial de la bille afin

que le centre de cette dernière ne dépasse pas l'extré-

mité aval du lamage 94.

La configuration et la dimension de la section différentielle peuvent être modifiées comme souhaité

pour établir tout nombre quelconque de débits d'écoule-

ment. Si l'on souhaite un seul débit d'écoulement, le lamage 94 peut être cylindrique, de sorte que la section différentielle dépend de la position de la bille, comme montré sur la figure 2. En variante, le lamage 94 peut être épaulé, de manière à présenter plusieurs diamètres différents, comme montré sur la figure 3. Dans la configuration de la figure 3, une partie 95A du lamage la plus proche du siège du clapet peut avoir un premier

diamètre afin de former une première section différen-

tielle et d'établir un premier débit d'écoulement, et une seconde partie 96A, proche des orifices de sortie 54A, peut avoir un diamètre plus grand, ce qui établit une section différentielle plus grande et un débit d'écoulement plus grand, le débit d'écoulement augmentant donc lorsque la pression de la chambre augmente et éloigne

davantage la bille 82A de son siège 83A.

La figure 4 représente une autre configuration pouvant être donnée au lamage, à savoir la forme d'un lamage conique 94B présentant un diamètre relativement faible 95B à proximité du siège 83B du clapet et un diamètre relativement grand 96B à proximité des orifices de sortie 54B. Par conséquent, il est possible d'utiliser toute configuration souhaitable pour le lamage, suivant

les tolérances de fabrication et les caractéristiquesL-

de chute de charge.

Le débit d'écoulement de sortie peut également

être commandé par limitation du mouvement axial de la -

bille afin de réduire la section d'écoulement entre la

bille 82 et le siège 83. Cependant, l'addition des tolé-

rances de fabrication portant sur le siège du clapet,

le diamètre du siège, le diamètre de la bille et l'épais-

seur de l'élément de guidage de la bille et de l'élément à douille provoque une accumulation de tolérances

entraînant des variations de fonctionnement inacceptables.

En plus d'empêcher une chute prématurée de la charge, la section d'écoulement différentielle amortit

également le mouvement de la bille lorsque cette dernière.

revient vers sa position d'obturation contre son siège.

Comme montré sur la figure 2, lorsque la pression de la chambre diminue, le ressort 93 ramène la bille 82 vers son siège 83. De l'huile est retenue dans la partie toroldale supérieure 95 du lamage 94 et n'est refoulée qu'en s'écoulant par la section différentielle réduite comprise entre la périphérie de la bille 82 et la paroi du lamage, de sorte que la bille s'applique en douceur contre son siège, ce qui augmente notablement la durée

de vie du clapet.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au poussoir décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Poussoir hydraulique extensible, commandé par pression, destiné à un moteur à combustion interne afin de faire varier sélectivement le profil utile d'un arbre à cames (22) en augmentant la longueur du train de transmission entre cet arbre à cames et un mécanisme qu'il commande, le poussoir (30) étant caractérisé en ce qu'il comporte un corps 142) qui présente un logement interne (43) de piston, un piston extensible monté de manière à pouvoir exécuter un mouvement alternatif à l'intérieur du corps et délimitant une chambre (35) de cellule de charge présentant un orifice d'entrée (44) et un orifice de sortie (80), une alimentation (32, 34) en fluide hydraulique reliée à l'orifice d'entrée, un clapet d'entrée (70) interposé entre l'alimentation en fluide et la chambre et rappelé vers une position de fermeture, ce clapet s'ouvrant pour admettre du fluide hydraulique dans la chambre afin de provoquer un mouvement d'extension du piston lorsqu'une force prédéterminée d'ouverture du clapet s'exerce sur le côté amont de ce clapet, ce dernier reprenant une position de fermeture et retenant ledit fluide à l'intérieur de la chambre lorsque la force de fermeture, s'exerçant sur le côté aval du clapet, dépasse ladite force d'ouverture, le poussoir comportant également un clapet (81) de sortie relié à l'orifice de sortie afin, sélectivement, de fermer de façon étanche ou d'ouvrir ladite chambre, ce clapet permettant un ou plusieurs débits d'écoulement de sortie lorsqu'il est dans une position d'ouverture et comprenant des moyens d'amortissement qui limitent la vitesse de fermeture dudit clapet de sortie, celui-ci comprenant également un organe de rappel du clapet vers sa position de fermeture dans laquelle il retient de manière étanche du fluide hydraulique dans ladite chambre lorsque la pression régnant dans celle-ci est inférieure à une valeur prédéterminée, le clapet de sortie s'ouvrant pour permettre au fluide hydraulique de sortir de la chambre à un débit prédéterminé lorsque la pression

régnant dans ladite chambre dépasse ladite valeur prédé-

terminée.

2. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le corps présente un logement de piston cylin-

drique.

3. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le piston comprend des premier et second élé-

ments (50, 60).

4. Poussoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier élément (50) du piston est relié fonctionnellement au mécanisme commandé par l'arbre à cames, le second élément (60) du piston pouvant notamment

être relié fonctionnellement à l'arbre à cames.

5. Poussoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que-le premier élément du piston présente une cavité supérieure (51) formant une chambre pour le second élément du piston, et une cavité inférieure (53), coaxiale à la cavité supérieure, le second élément du piston étant notamment disposé de manière à exécuter un mouvement alternatif à l'intérieur de la cavité formant la chambre supérieure pour exécuter un mouvement centré sur l'axe du mouvement alternatif dudit piston extensible, le second élément du piston réalisant un joint hydraulique étanche avec cette cavité supérieure, et étant mobile par rapport au premier élément du piston, d'une position

de retrait vers une position d'extension afin de provo-

quer l'extension dudit piston.

6. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le piston est rappelé vers une position d'ex-

tension.

7. Poussoir selonla revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice de sortie établit une communication entre ladite cavité supérieure formant une chambre et

ladite cavité inférieure.

8. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation en fluide hydraulique est à

basse pression. -

9. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le clapet d'entrée est sensible à la pression.

10. Poussoir selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le clapet d'entrée comprend une bille (71), un siège complémentaire (72) et un organe de rappel de la bille sur son siège, la bille pouvant notamment être rappelée vers son siège par un ressort (73) d'entrée

soutenant ladite bille.

11. Poussoir selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que des moyens de commande du clapet d'entrée réagissent à la pression de l'alimentation en fluide

hydraulique, à une force prédéterminée de rappel du cla-

pet en position de fermeture et à toute pression régnant

dans la chambre.

12. Poussoir selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le clapet de sortie comprend une bille (82) de sortie,un siège complémentaire(83) et un alésage

(94) qui part du siège et qui présente un diamètre supé-

rieur à celui de la bille, cette dernière étant disposée de manière à pouvoir exécuter un mouvement alternatif

dans cet alésage.

13. Poussoir selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que l'alésage du clapet de sortie est cylin-

drique, ou bien en ce que l'alésage du clapet de sortie comporte une première partie (95A) adjacente au siège et ayant un premier diamètre, et une seconde partie (96A), située en aval de la première partie et ayant un second diamètre supérieur au premier diamètre, ou bien en ce que l'alésage (94B) du clapet de sortie est sensiblement tronconique et présente son diamètre le plus faible (95B) à proximité du siège et son diamètre le plus

grand (96B) plus en aval.

14. Poussoir selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que l'alésage du clapet de sortie comprend les moyens d'amortissement, ces derniers présentant un volume sensiblement toroldal, rempli de fluide hydraulique retenu à proximité du siège du clapet de sortie, ledit volume libérant le fluide hydraulique retenu lorsque la bille de sortie se déplace d'une position d'ouverture

vers une position de fermeture.

15. Poussoir selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que le débit d'écoulement de sortie du fluide hydraulique varie proportionnellement à la section diffé- rentielle comprise entre la bille de sortie et l'alésage du clapet de sortie, cette section étant mesurée dans

un plan passant par le centre de la bille et perpendicu-

laire à l'axe du mouvement alternatif de la bille de

sortie.

16. Poussoir selon la revendication 12, caracté-=, risé en ce que le clapet de sortie comporte un élément de limitation de rappel comportant un organe (84) de guidage de bille interposé entre la bille (82) et un organe (93) de rappel qui tend à appliquer cette bille

contre son siège (83).