Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~ a presente invention se rapporte ~ un ensemble de
soupape pour moteurs ~ explosion et, plus particuli~rement
un ensemble de soupape destin~ à contrôler le passaae de gaz
~ers ou provenant d'une chambre de combustion d'un moteur à
explosion.
Dans un moteur ~ explosion à quatre temps de
construction classique, les soupapes montées ~ l'admission
ou à lléchappement sont ageac~es de façon que, lors de
l'ouverture de la soupape, la tate de soupape pénètre dans
la chambre de combustion du moteur. Ce~ agencemant, bien que
permettant un fonctionnement correct du moteur, présente
l'inconv~nient que la suxface sup~rieure des pistons du
motenr doit ~tre pourvue d'une zone sensiblement concave
pour éviter tout contact intempestif entre le piston et la
lS soupape. La presence de cette zone concave peut avoir des
effets néfastes sur la combustion du mélange essence/air
dans la chambre de combustion.
Le document FR-A 2.518.166 décrit un ensemble de
soupape pour moteur à explosion qui s'ouvre en s'éloignant
de la chambre de combustion. Cet ensemble de soupape
pr~sente des inconvénients car la pression créée dans la
chambre de combustion lors de 'l'explosion agit sur la
soupape et tend à la soulever de son siège. L'étancheit~, de
la chambre de combustion n'est donc pas assurée.
La pr~sente invention a pour but de fournir un
ensemble de soupape pour moteur ~ explosion qui soitJfiable,
de construction simple et dont l'etanchéit~ est assuree
quand l'ensemble est ferm~.
Pour ce faire, l'invention propose un ensemble de
soupape destine à fermer une chambre de combustion d'un
moteur a explosion et comprenant une soupape et un siage de
soupape, la soupape se soulevant de son siège pour ouvrir la
chambre de combustion en s'eloignant de cette dernière,
caract~rise en ce que le siège de soupape est a~ence pour se
déplacer par rapport ~ la chambre de combustivn sous l'effet
de la pression regnant dans cette chambre et renforcer ainsi
la fermeture de l'ensemble de soupape.
2 20~a~.3
D ' autres caract~ristiques et avantages de
l'invention ressortiront de la description suivante donn~e,
titre d'exemple, en référence aux dessins annex~s sur
lesquels :
- S - la figure 1 est un vue en coupe longitudinale d'une partie
d'un moteur ~ combustion interne comportant un ensemble de
soupape selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue sch~matique d~taill~e de
l'ensemble de soupape de la figure 1 ;
- la figure 3a est une vue en coupe longitudinale d'un
ensemble de soupape selon l'invention auqu~l est associe
. un premier type de moyen d'actionnement ;
- la figure 3b est une vue prise selon les flaches -3- de la
figure 3a ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un
ensemble de soupape selon 1'invention auquel est associé
un deuxième type de moyen d'actionnement ; et
- la figure 5 est une vue schématique d'un ensemble de
soupape selon un autre mode de réalisation.
Sur la figure 1 est repr~sentée une partie d'un
moteur à combustion interne comprenant un cylinare 10 dans
lequel coulisse un piston 12. Une chambre de combustion 14,
de volume variable, est d~finie e~tre la surface superieure
16 du piston 12 et le cylindre 10 et comporte une bougie
d'allumage 18. La chambre de combustion 14 est reliee ~ u~e
source d'un mélange d'essence et d'air, tell~ qu'un
carburateur (non repr~senté), par un passage 20 form~ dans
la culasse 21 du moteur et dans lequel est dispos~ un
ensemble de soupape 22 qui sera décrit plus en d~tail
ci-dessous.
La chambre de combustion 14 est aussi reliee à
l'air ambiant par un passage d'~chappement 24 dans lequel
est dispose un ensemble de soupape 26 de construction
classique. L'ensemble de soupape 26 comprend un el~ment de
soupape 28 formé d'une tige 30 et d'une t~te de soupape 32
qui est destin~e ~ coopérer avec un siège 34 sous l'effet
d'un ressort (non représent~) pour fermer le passage 24.
~ 3 ~Q1~3
Lors de l'ouverture de la soupape, l'~l~ment de soupape 28
est d~placé dans la direction de la fleche vexs l'interieur
de la chambre de combustion 14 sous l'effet d'un moyen
a ~ actionnement tel qu'un arbre ~ came (non repr~sent~).
L ' ensemble de soupape 22 comprend un ~lément de
soupape 36 forme d'une tigé 38 et d'une tête de soupape 40.
Selon l'inve~tion, l'ensemble de soupape 22 comprend, de
plus, un siège 42 monté mobile par rapport à la culasse 21.
Comme repr~senté sur la figure 2, le si~ge 42 est une pi~ce
sensiblement annulaire qui est en métal, par exemple en
acier, ou en matériau fritt~. Le siage 42 comporte une
surface chanfreinée 44 destin~e ~ coopérer de façon ~tanc~e
avec une surface correspondante 46 formée sur la t~te 40 de
l'él~ment de soupape 36. Le siege 42 est mont~ à
coulissement etanche dans un alésage ~tagé 48 formé dans la
culasse 21 et comportant une port~e 60. L'~tancheité entre
le si~ge 42 et l'alésage 48 est assurée par deux joints
toriques 50 et 52 re~us chacun dans une gorge annulaire
form~e sur la periph~rie du si~ge 42. Le siage 42 comprend,
de plus, un segment métallique 54, sensiblement annulaire
qui est reçu dans une cannelure 56 m~nagee ~galement dans la
périphérie du siege et qui assure ainsi l'~tancheité entre
le si~ge 42 et l'alésage étagé 48. Une rondelle annulaire 58
est dispos~e sur la portée 60 de l'alesage étagé 48 et sert
à assurer un léger écartement entre le si~ge 42 et la
portee 600
L'ouverture de l'élement de soupape 36 s'effectue
dans le sens de la flèche 62, la t~te de soupape 40
s'éloignant de la chambre de combustion 14. Dans la position
ouverte de l'element de soupape 36, la tête de soupape 40
occupe la position repr~sentee en pointill~. I.ors de la
fermeture de l'ensemble de soupape 22, l'~lément de soupape
36 se déplace dans le sens inverse de la fleche 62 sous
l'effet de l'arbre à came et la tête de soupape 40 vient en
butee sur le siege 42. Selon l'invention, le si~ge 42 sert ~
renforcer la fermeture de l'ensemble de soupape 22 lors de
l'allumage du melange dans la chambre 14. La pression
Z(~lO~Z3
gen~r~e dans la chambre de comhustion 14 agit sur la section
annulaire du si~ge 42 et tend à la d~placer dans l'alésage
étagé 48 dans le sens de la flèche 62 vers la tete de
soupape 40. L'étanch~ité entre les deux surfaces
chanfrein~es 44 et 46 est ainsi assur~e.
Le fait que l'ouverture de l'ensemble de soupape
22 s'effectue de mani~re telle que la t~te de soupape 40
s'éloigne de la chambre de combustion 14 présente certai~s
avantages par rapport à un ensemble de soupape de
construction classique. L'ouverture de l'ensemble de soupape
28 vers 1'int~rieur de la chambre de combustion 14 nécessite
que la surface sup~rieure 16 du piston 12 comporte une zone
sensiblement concave 64 pour ~viter tout contact intempestif
entre la t8te de soupape 32 et la surface supérieure 16 du
piston 12. La pr~sente de cette zone concave 64 peut avoir
des effets néfastes sur la combustion du m~lange essence/air
dans la chambre de combustion 14. En revanche, avec
l'ensemble de soupape 22 selon l'invention~ la t~te de
soupape 40 ne p~natre jamais dans la chambre de combustion
et de ce fait, la surface supérieure 16 du piston peut être
formée de façon ~ optimiser la combustion.
Sur la figure 3, est représenté un premier type de
moyen d'actionnement pour l'ensemble de soupape selon
l'invention. Un arbre ~ came 66 comporte plusieurs surfaces
~5 de came 68, chacune destinée à coop~rer avec un ensemble de
soupape. La surface de came 68 coopère avec l'extr~emit~ de
la tige 38 de llélément de soupape 36 par l'intermédiaire
d'un rouleau 70 monté libre en rotation dans une cage 72. La
cage 72, de forme sensiblement cylindrique, est re~u autour
de la tige 38 dans un logement cylindrique 74 formé dans la
culasse 21. Un ressort de compression 76 est disposé autour
de la tige 38 et retenu entre le fond 78 du logement 74 et
une collerette annulaire R0 montée fixe sur la tige 38 par
deux pinces de serrage 82. Le ressort 76 tend ainsi à ouvrir
l'ensemble de soupape 22. La fermeture de l'ensemble de
soupape 22 se fait par action de la surface de came 68 qui
agit sur la tige de soupape 38 par l'intermédiaire du
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Z0~ 3
rouleau 70. La fermeture de l'ensemble de soupape 22 est
renforcee, lors de l'explosion, par le siege 42 qui tend
se déplacer vers la t~te de soupape 40.
Un deuxi~me type de moyen d'actionnement pour
5 1'ensemble de soupape 22 est represent~ sur la figure 4.
Dans ce mode de r~alisation, la fermeture de l'ensemble de
soupape s'effectue de façon sensiblement analogue ~ celle de
la figure 3a. ~e moyen d'actionnement comprend un levier 84
mont~ ~ basculement sur un axe 86 fixé sur la culasse 21. Le
levier 84 comporte une extrémité 88 en forme de fourche et
qui passe par une ouverture 90 dans la cage 72 et prend
appui sur la face inférieure de la collerette annulaire 80.
L'autre extremité 92 du levier 84 est destin~e à coopérer
avec une surface de came 94 d'un arbre ~ came 96. La
fexmeture de l'ensemble de soupape 22 se fait comme pour le
mode de realisation de la figure 3a.
On peut envisager de modifier le moyen
d'actionnement de facon que la surface de came 68 agisse
directement sur l'extremit~ de la tige 38 de la soupape.
Un deuxième type de montage du siège 42 dans la
culasse 21 est représent~ sur la figure 5. Le siège 42 est
monte dans l'alésage 48 par l'intermediaire d'une rondelle
100 en acier flexible dont la périph~rie est reçue ~e fa~on
étanche dans une cannelure 102 pratiquée dans la paroi 104
de l'alésage 48. Le bord int~rieur 106 de la rondelle 100
s'appuie, de façon ~tanche, sur une port~e 108 form~ sur le
si~ge 42. Le si~ge 42 est donc mont~ de façon étanche par
rapport ~ la culasse 21, mais il est libre de se d~placer
légèrement, sous ].'effe~t de la pression dans la chambre de
combustion 14, pour renforcer la fermeture de l'ensemble de
soupape 22.
On peut envisagex de remplacer la rondelle 100 par
un soufflet m~tallique.
Afin d'assurer le refroidissement du si~ge 42, on
peut envisager de faire circuler de l'huile dans l'espace
annulaire 98 form~ entre les joints toriques 50 et 52.
Lors de sa fermeture, l'ensemble de soupape, en
s'approchant de la chambre de combustion, provoque le
passage d'une quantit~ du melange air/essence dans le
passage 20 vers 1'int~rieur de la chambre de combustion 14.
La fermeture de 1'ensemb:Le de soupape permet donc
d'augmenter le taux de remplissage et ainsi d'améliorer
l'efficacit~ du moteur.
La présente invention peut s'appliquer à toutes
sortes de moteur ~ explosion, par exemple, moteurs i~ quatre
temps ou à deux temps.
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