FR2729731A1 - Dispositif hydraulique de commande de soupape - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif hydraulique de commande de soupape. Dans ce dispositif de commande d'une soupape alternative comportant une queue de soupape et des moyens en forme de ressorts agissant sur cette soupape, et dans laquelle la queue de soupape est reliée à un piston de commande situé dans un espace de travail, la force de précontrainte de l'un (16) des moyens formant ressorts est réglable pendant le fonctionnement du dispositif de commande de soupape et l'autre moyen formant ressort (14) maintient la soupape alternative (1) dans une position fermée lorsque la pression du liquide de travail situé dans l'espace de travail (11) est détendue et que le moyen formant ressort (16) est détendu. Application notamment aux moteurs à combustion interne de véhicules automobiles.
Description
DISPOSITIF HYDRAULIQUE DE COMMANDE DE SOUPAPE
L'invention concerne un dispositif hydraulique de commande de soupape pour une soupape alternative, qui est montée notamment dans un moteur à combustion interne, et dans lequel la soupape alternative comporte une queue de soupape et un premier moyen formant ressort agissant sur cette soupape dans le sens de fermeture de cette dernière, ainsi qu'un second moyen formant ressort, qui agit au moins temporairement sur cette soupape, dans le sens d'ouverture de cette dernière, et dans lequel la queue de soupape est reliée au moins à un piston de commande, qui est disposé dans une chambre de travail et peut être chargé sur ses deux faces par un liquide de travail et à l'aide duquel respectivement une chambre de pression, qui fait partie de l'espace de travail et peut être séparée hydrauliquement de ce dernier, est limitée partiellement dans la zone des positions d'extrémité de ce piston, et dans lequel la pression du liquide de travail dans la chambre de travail peut être réglée par l'intermédiaire d'une source de pression, avec une soupape de commutation et une canalisation d'alimentation, et, au niveau d'au moins l'une des deux positions d'extrémité du piston de commande, la pression dans la chambre de pression associée à cette position d'extrémité peut être détendue par
l'intermédiaire d'un canal de liaison.
D'après la demande de brevet allemand DE 38 36 725 C1, on connaît déjà un dispositif hydraulique de commande de soupape pour une soupape alternative, notamment destiné à être monté dans un moteur à combustion interne. Une queue de la soupape alternative est reliée à un piston qui, dans un cylindre, sépare l'un de l'autre deux espaces de déplacement du piston, qui peuvent être reliés respectivement par l'intermédiaire d'ouvertures d'admission et d'échappement, pouvant être fermées par le piston, à une pompe prévue pour entraîner un liquide de travail ou à un réservoir. Pour réduire le besoin en énergie du dispositif de réglage, les deux ouvertures d'admission, qui s'ouvrent dans une zone de réglage médiane du piston, sont reliées entre elles directement par une canalisation. Le piston ou la queue de soupape est attaqué par deux ressorts de pression agissant en des sens opposés et qui, à l'équilibre, maintiennent le piston dans une position médiane entre ses deux positions d'extrémité, et c'est pourquoi, lorsque le liquide de travail est détendu, c'est-à-dire lorsque le moteur à combustion interne est arrêté, la soupape est
partiellement ouverte.
Dans des dispositifs du type indiqué, des logements de soupape sont prévus dans le piston, étant donné que la soupape est partiellement ouverte dans sa position de repos, dans laquelle elle est non actionnée, ou bien il est nécessaire d'utiliser des dispositifs supplémentaires de serrage, qui maintiennent la soupape fermée dans sa position de repos, dans
laquelle elle n'est pas activée.
L'invention a pour but de perfectionner plus encore un dispositif
hydraulique de commande de soupape du type indiqué.
Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que la force de précontrainte du second moyen formant ressort est réglable pendant le fonctionnement du dispositif de commande de soupape et le premier moyen formant ressort maintient la soupape alternative dans une position fermée lorsque la pression du liquide de travail situé dans la chambre de travail est détendue et que le second moyen formant ressort
est détendu.
Un avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait que la soupape alternative est fermée dans une position de repos, dans laquelle elle n'est pas actionnée. Par conséquent, on peut renoncer à des logements de soupape dans le piston ou à des dispositifs séparés de serrage, qui maintiennent la soupape alternative fermée dans une position de repos,
dans laquelle elle n'est pas actionnée.
Par rapport à des dispositifs électromagnétiques de commande de soupapes, le dispositif hydraulique selon l'invention présente notamment également des avantages liés au principe, étant donné qu'il est inutile d'utiliser des électroaimants possédant un agencement lourd, de grande taille et requérant des courants intenses, pour appliquer les forces
correspondantes de commande.
Dans le dispositif d'actionnement de soupape selon l'invention, aucune consommation d'huile sous pression n'intervient pendant le déplacement de la soupape, et au contraire seul un courant d'huile de fuite interne relativement faible circule, ce qui est avantageux notamment en ce qui concerne les temps de commande de la soupape et le besoin en énergie pour le dispositif. L'apport d'énergie s'effectue dans une large mesure d'une manière auto-commandée, lorsque la soupape alternative est dans
la position fermée.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait que les processus de captage et de retenue de la soupape alternative se déroulent d'une manière auto-commandée. Une force excessive visant à vaincre les forces des gaz dans le cylindre du moteur à combustion interne (travail de poussée de la soupape alternative) peut être commandée au
moyen du niveau de pression du ressort hydraulique de pression.
Lors de l'intégration du dispositif d'entraînement de la soupape et des perçages d'alimentation en huile dans la structure de la culasse, l'espace radial de montage peut être réduit au point qu'un diamètre égal encore seulement à environ 25-30 mm est nécessaire pour chaque unité hydraulique. Étant donné que l'ensemble du système de commande par came est supprimé, on peut obtenir par conséquent globalement une réduction de l'espace de montage pour le dispositif d'entraînement de la soupape. Selon une variante de réalisation de l'invention, la perte d'énergie, qui apparaît pendant un cycle de déplacement, peut être compensée au moyen d'une variation cyclique de la force de précontrainte du second moyen formant ressort, la variation de la précontrainte du second moyen formant ressort présentant l'avantage consistant en ce que d'une part la
perte d'énergie, qui apparaît essentiellement par frottement lors de l'action-
nement du dispositif, peut être compensée par un bandage complémentaire du second moyen 4 forme de: ressort, et que d'autre part, on obtient une fermeture sûre de la soupape ouverte par le fait qu'une force de précontrainte subsistante, éventuellement trop intense, du second moyen formant ressort peut être réduite de sorte que la force du premier moyen formant ressort peut assumer de façon sûre le déplacement de fermeture. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le second moyen formant ressort est un ressort hydraulique de pression, dont la pression d'huile est réglable dans la zone des deux positions d'extrémité du déplacement de la soupape, ce qui correspond à une forme de réalisation préférée du second moyen formant ressort. Contrairement à cela, il est possible d'utiliser, à la place du ressort hydraulique de pression, un ressort hélicoïdal ou analogue, le point d'articulation du ressort étant déplaçable par exemple cycliquement de sorte que la force de précontrainte de ce ressort est réglable lors du fonctionnement du dispositif. Ceci peut être réalisé par exemple au moyen d'une transmission de force hydraulique. Selon une autre caractéristique de l'invention, une pression résiduelle du ressort hydraulique de pression peut être supprimée par l'intermédiaire d'un canal de détente de pression et un établissement de la pression d'huile du ressort hydraulique de pression peut être commandé par l'intermédiaire d'un canal de pression, qui, lorsque la soupape alternative est fermée, est relié au ressort hydraulique de pression par
l'intermédiaire d'un canal de pression disposé dans la queue de soupape.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston de commande comprend deux pistons plongeurs, dont chacun est associé respectivement à l'une des deux chambres de pression et peut être inséré dans cette chambre, le piston de commande étant agencé de telle sorte qu'après la sortie de l'un des deux pistons plongeurs hors de la chambre de pression associée, l'espace de travail et les deux chambres de pression
soient reliés hydrauliquement entre eux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la séparation temporaire des chambres de pression par rapport à la chambre de travail s'effectue au moyen de sièges d'étanchéité coniques ou plats, qui sont formés entre les chambres de pression et le piston de commande, la séparation temporaire des chambres de pression s'effectuant
exclusivement au moyen de ces sièges d'étanchéité coniques ou plats.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison hydraulique des deux chambres de pression est formée par l'espace de
travail lui-même.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les surfaces, actives du point de vue hydraulique, du piston de commande possèdent des valeurs identiques dans une position écartée des positions d'extrémité respectives du piston, dans le sens de l'ouverture de la soupape et dans le
sens de la fermeture de la soupape.
Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas o le piston plongeur est inséré dans la chambre de pression, la soupape alternative ouverte peut être retenue dans sa position ouverte au moyen de la charge en pression du liquide de travail dans l'espace de travail à l'encontre de la pression du premier moyen formant ressort, à l'encontre de la pression régnant dans la chambre de pression ainsi qu'à l'encontre de forces agissant éventuellement dans le sens de la fermeture et appliquées
au disque de soupape.
Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas o le piston plongeur est introduit dans la chambre de pression, la soupape. alternative fermée peut être retenue dans sa position fermée au moyen d'une charge en pression du liquide de travail dans l'espace de travail à l'encontre de la pression du second moyen formant ressort et à l'encontre de la pression dans la chambre de pression ainsi qu'à l'encontre de forces agissant éventuellement dans le sens de l'ouverture et
appliquées au disque de soupape.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux
dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un dispositif de commande de soupape, qui travaille hydrauliquement et peut être commandé librement et est disposé dans un logement d'un moteur à combustion interne, dans une représentation dans le cas o la soupape est fermée; la figure 2 représente le dispositif de commande de soupape de la figure 1, dans une représentation dans laquelle la soupape est partiellement ouverte; et - la figure 3 représente le dispositif de commande de soupape des figures 1 et 2 dans une représentation dans laquelle la soupape est
complètement fermée.
Sur les figures 1 à 3, on a représenté un dispositif hydraulique de commande de soupape, pouvant être commandé librement et qui comporte une soupape alternative 1 comportant une queue de soupape 2, qui est guidée dans des guides de soupape 3, 4 dans un boîtier 5 d'un moteur à combustion interne non représenté de façon détaillée. La soupape alternative 1 comprend un disque de soupape 6 ainsi qu'un siège de soupape 7 et un piston de commande 8 qui sera décrit plus loin de façon plus détaillée et qui est fixé à la queue de soupape 2. Le piston de commande 8 comprend deux pistons plongeurs 9 et 10, le piston plongeur 9 étant fixé à la face supérieure du piston de commande 8 et le piston
plongeur 10 à la face inférieure de ce piston de commande.
Dans le boîtier 5 est présente, entre les deux guides de soupape 3 et 4, une cavité, qui forme un espace de travail 11 pour le piston de commande 8 avec les pistons plongeurs 9 et 10. La queue de soupape 2 traverse l'espace de travail Il et un premier moyen formant ressort 14, qui agit dans le sens de la fermeture de la soupape, est disposé entre un logement 12 de ressort de la queue de soupape 2 et un logement 13 de ressort du boîtier 5. Le moyen formant ressort 14 est un ressort hélicoïdal de pression 15, qui prend appui dans les logements de ressort 12, 13 et est fixé dans ces logements. Sur le côté de la queue de soupape 2, qui est tourné à l'opposé du disque de soupape 6, est disposé un second moyen formant ressort 16 qui agit dans le sens de l'ouverture de soupape et qui est constitué par un ressort hydraulique de pression 17. Ce ressort comprend une chambre de déplacement 18 qui est reliée par des canaux de pression 19 et 20, qui traversent la queue de soupape 2, à une gorge de commande 21 de la queue de soupape 2, gorge qui possède deux arêtes de commande 22 et 23. La gorge de commande 21 est temporairement, d'une manière décrite plus loin de façon plus détaillée, en liaison hydraulique avec un canal de pression 24 formant gorge annulaire, qui est disposé autour de la queue de soupape 2 et à l'intérieur du boîtier 5 et qui est relié par l'intermédiaire d'un canal 25 et d'une canalisation 26 à une canalisation d'alimentation
en pression 45-45'.
L'espace de travail 11 entoure le piston de commande 8 avec les pistons plongeurs 9 et 10 et deux chambres de pression 28 et 29, qui sont respectivement associées aux pistons plongeurs 9 et 10, sont disposées dans l'espace de travail 11. Le piston plongeur 9 peut être introduit dans la chambre de pression 28, dans la zone de la position de l'extrémité supérieure du piston de commande 8, et le piston plongeur 10 peut être introduit dans la chambre de pression 29, dans la zone de la position d'extrémité inférieure du piston de commande 8, ce qui a pour effet que le piston de commande 9 ou 10 forme une limite partielle de la chambre de
pression respectivement associée 28 ou 29.
Dans l'espace de travail 11 est disposé un liquide de travail (par exemple de l'huile lubrifiante ou du carburant), dont la pression est réglable par l'intermédiaire d'une source de pression non représentée (pompe d'entraînement d'un liquide de travail) ainsi qu'une soupape de commutation 27 et une canalisation d'alimentation 30. Dans la zone de la position d'extrémité supérieure du piston de commande 8, la pression de la chambre de pression peut être détendue par l'intermédiaire d'un canal de liaison 31, dans un canal annulaire de détente de pression 34 (voir figure 1) et, dans la zone de la position de l'extrémité inférieure du piston de commande 8, la pression de la chambre de pression 29 peut être détendue par l'intermédiaire d'un canal de liaison 32 dans un canal
annulaire de détente de pression 35 (voir figure 3).
Lorsque le piston plongeur 9 ou 10 pénètre dans la chambre de pression 28 ou 29, il se produit une séparation hydraulique de la chambre respective de pression 28 ou 29 par rapport à l'espace de travail 11. Le piston de commande 8 ainsi que les pistons plongeurs 9 et 10 peuvent être chargés, sur leurs deux faces, par le liquide de travail situé dans l'espace de
travail 11.
Le piston de commande 8 est agencé de telle sorte qu'après la sortie de l'un des deux pistons de commande 9, 10 hors de la chambre de pression associée 28 ou 29, l'espace de travail 11 et les deux chambres de pression 28 et 29 soient reliés entre eux par voie hydraulique, la liaison hydraulique des deux chambres de pression 28 et 29 étant formée par
l'espace de travail 11 lui-même.
La force de précontrainte du second moyen formant ressort 16 (ressort hydraulique de pression 17) peut être réglable, d'une manière qui sera décrite plus loin de façon plus détaillée, pendant le fonctionnement du dispositif hydraulique de commande de soupape. Dans le cas o le liquide de travail n'est plus soumis à une pression dans l'espace de travail 11il et o le second moyen formant ressort 16 est détendu, le premier moyen formant ressort 14 (ressort hélicoïdal de pression 15) maintient la
soupape alternative 1 dans une position fermée (voir figure 1).
La perte d'énergie, qui apparaît pendant un cycle de déplacement peut être compensée par l'intermédiaire d'une variation cyclique de la force de précontrainte du second moyen formant ressort 16 (ressort hydraulique de pression 17). Lorsque la soupape alternative 1 est fermée, la pression de travail du ressort hydraulique de pression 17 peut être établie par l'intermédiaire des canaux de pression 19, 20 ainsi que de la rainure de commande 21 par l'intermédiaire du canal de pression formant gorge annulaire 24 ainsi que par la canalisation 26 à partir de la canalisation
d'alimentation en pression 45-45' (voir figure 1).
Lorsque la soupape alternative 1 est fermée et qu'on ouvre volontairement cette soupape, une chute de la pression dans;'espace de travail 11 peut être commandée par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation 30, équipée de la soupape de commutation 27. La soupape de commutation 27 est reliée d'une part par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation 30 à l'espace de travail et d'autre part par la canalisation d'alimentation en pression 45-45' à la pompe d'entraînement
du liquide de travail ainsi qu'au réservoir 38 de liquide de travail.
Des surfaces F1-F6, actives du point de vue hydraulique, du piston de commande 8 sont orientées perpendiculairement ou obliquement par rapport à l'axe 33 de la soupape alternative. Par conséquent, une composante de force, qui correspond à la composante projetée de la surface respective F1-F6, est produite parallèlement à l'axe 33 de la soupape alternative, sous l'effet d'une charge en pression. Les surfaces F1-F6, actives du point de vue hydraulique, du piston de commande 8 ainsi que des pistons plongeurs 9, 10, sont égales dans une position écartée des positions d'extrémité du piston de commande 8, dans le sens d'ouverture et dans le sens d'ouverture de la soupape. Les surfaces F1/F6, F2/F5 et F3/F4 sont égales et disposées symétriquement par rapport à un plan
normal à l'axe 33 de la soupape alternative.
Dans le cas o le piston plongeur 10 est introduit dans la chambre de pression 29, la soupape alternative 1 ouverte (voir figure 3) peut être maintenue dans sa position ouverte sous l'effet d'une charge en pression appliquée au liquide de travail dans l'espace de travail 11, à l'encontre de la pression du premier moyen formant ressort 14 (ressort hélicoïdal de pression 15) et d'une pression régnant encore éventuellement dans la chambre de pression 29 ainsi qu'à l'encontre d'une force agissant éventuellement dans le sens de fermeture de la soupape et appliquée au
disque de soupape 6.
Les canaux annulaires de détente de pression 34 et 35 sont situés respectivement au-dessus ou au-dessous de l'espace de travail 11 et sont reliés par l'intermédiaire de canalisations respectives de liaison 36 et 37, à un réservoir du liquide de travail 38. La liaison hydraulique entre le canal de liaison 31 et le canal de détente de pression 34 est commandée par une gorge de commande 39 aménagée dans la queue de soupape 2, ainsi que par l'arête de commande 40. La liaison hydraulique entre le canal de liaison 32 et le canal annulaire de détente de pression 35 est réalisée de façon analogue au moyen d'une gorge de commande 42 aménagée dans la queue de soupape 2 ainsi que par une arête de commande 44. Les canaux de liaison 31, 32 débouchent en des emplacements 41, 43, dans la gorge
respective de commande 39 ou 42.
Lorsque le piston de commande 8 est dans la position d'extrémité supérieure, la surface oblique F3 est repoussée contre un siège S1 de l'espace de travail 11, ce qui a pour effet que la chambre de pression 28 est séparée hydrauliquement de l'espace de travail 11 (voir figure 1). De façon analogue, lorsque le piston de commande 8 est dans la position d'extrémité inférieure, la surface oblique F4 est repoussée contre un siège S2 de l'espace de travail 11, ce qui a pour effet que la chambre de pression 29 est séparée hydrauliquement de l'espace de travail 11 (voir figure 3). Ci-après, on va décrire et expliquer, sur la base d'un cycle de travail, le fonctionnement du dispositif hydraulique de commande de soupape
selon l'invention.
Le ressort hydraulique de pression 17 et le piston de commande 8 forment, conjointement avec le ressort hélicoïdal de pression 15 et la soupape alternative 1, un système ressorts - masse. Dans le cas o aucune pression d'alimentation n'est appliquée au liquide de travail, la soupape alternative 1 est toujours fermée étant donné que le disque de soupape 6 est repoussé par la force de précontrainte du ressort hélicoïdal 15 contre le siège de soupape 7. Lorsque le fluide de travail est refoulé hors du réservoir 38 à l'aide de la pompe d'entraînement du liquide de travail, non représentée, il s'établit une pression d'alimentation, qui est appliquée à la soupape de commutation 27 par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation en pression. La charge en pression de la canalisation 26 avec le liquide de travail est garantie par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation en pression 45', indépendamment de la position de
commutation de la soupape de commutation.
La pression est établie par l'intermédiaire de la canalisation 26, du canal 25, de la gorge de commande 21 et des canaux de pression 20 et 19 dans le ressort hydraulique de pression 17. La pression dans l'espace de travail 11 est également établie au moyen de la position de la soupape de commutation 27 représentée sur la figure 1. Cependant, le système à ressorts - masse est bloqué dans sa position d'extrémité supérieure (voir figure 1), car en raison de la liaison établie entre la chambre de pression 28 et le réservoir 38 du liquide de travail par l'intermédiaire du canal de liaison 31 et du canal annulaire de décharge de pression 34 et de la canalisation de liaison 36, il se produit une détente de la charge appliquée à la face supérieure du piston de commande 8 (piston plongeur 9). La pression dans l'espace de travail 11 charge au contraire la surface active 1l hydraulique correspondante présente sur le piston de commande 8 (les surfaces annulaires F5 et F6 perpendiculaires à l'axe 33 de la soupape alternative ainsi que la surface annulaire F4 oblique par rapport à cet axe) et fait apparaître une force résultante antagoniste, qui repousse le piston de commande 8 vers le haut. Par conséquent la soupape alternative 1 reste fermée. Lors de la commande de la soupape de commutation 27, l'espace de travail 11 est déconnecté de l'alimentation en pression et est relié au réservoir 38. De ce fait, la surface active hydraulique présente sur le piston de commande 8 subit également une détente de contrainte et par conséquent la force antagoniste est supprimée. Le piston de commande 8 ainsi que la soupape alternative 1 peuvent alors commencer à osciller pour passer de la position d'extrémité supérieure dans la position
d'extrémité inférieure.
Lorsque, dans la zone de la position d'extrémité supérieure du piston de commande 8, le piston plongeur 9 est complètement ressorti de la chambre de pression 28, la chambre de pression 28 et la chambre de pression 29 sont reliées entre elles hydrauliquement par l'intermédiaire de l'espace de travail 11. A partir de cet instant, en raison de la symétrie indiquée précédemment des surfaces déterminantes F1-F6 du piston de commande 8, la pression dans l'espace de travail 11 n'a plus aucune
influence sur le comportement de ce piston.
Lorsque le piston plongeur 9 ressort de la chambre de pression 28, la queue de soupape 12 ferme, par son arête de commande 40, la liaison hydraulique entre la chambre de pression 28 et le canal annulaire 34 de détente de pression.- La soupape de commutation 27 est alors commutée et l'espace de travail 11 est à nouveau placé sous pression. Ce processus n'a
aucune influence sur le déplacement du piston de commande 8.
Cependant, on doit être certain que l'établissement de la pression dans l'espace de travail 11 est achevé avant que la position d'extrémité inférieure du piston de commande 8 ne soit atteinte, étant donné que la pression dans l'espace de travail 11 est nécessaire pour maintenir fermement le système ressorts masse dans sa position d'extrémité
inférieure.
Peu avant que la position d'extrémité inférieure du piston de commande 8 ne soit atteinte, la queue de soupape 2 ouvre, au moyen de son arête de commande 44, la liaison hydraulique entre le canal de liaison 32 et le canal annulaire de détente de pression 35. Le piston plongeur 10 ferme la liaison entre l'espace de travail 11 et la chambre de pression 29, les pressions différentes appliquées aux surfaces actives hydrauliques du piston de commande 8 (piston plongeur 9/10) appliquent une force résultante au piston de commande 8 dans le sens d'ouverture de la soupape, force qui déplace le système ressorts - masse en l'amenant dans sa position d'extrémité inférieure et l'y maintient fermement, ce qui a pour
effet que la soupape alternative 1 (voir figure 3) reste ouverte.
La perte d'énergie, qui apparaît lors du cycle de déplacement, est compensée par une variation physique de la force de précontrainte du
ressort hydraulique de pression. Ceci s'effectue lorsque le système ressorts -
masse est dans la position d'extrémité inférieure, par suppression d'une pression résiduelle encore existante dans le ressort hydraulique de pression 17 par l'intermédiaire des canaux de pression 19 et 20 et de la gorge de commande 21 aménagée dans le canal annulaire de détente de pression 34 (voir figure 3). Dans la position d'extrémité inférieure du système ressorts - masse, l'arête de commande 23 de la gorge de commande 21 est située par conséquent dans la zone du canal annulaire de détente de
pression 34.
Lors du retour de la soupape alternative 1 dans sa position d'extrémité supérieure, le fait que cette position soit atteinte est garanti par le ressort hélicoïdal de pression 15 qui par conséquent est plus fortement précontraint que le ressort hydraulique de pression 17. En raison de la suppression préalable de la pression résiduelle dans le ressort hydraulique de pression 17, ce dernier ne peut plus être comprimé à la pression initiale d'origine. La différence de pression, qui apparaît, est par conséquent compensée, lorsque le système à ressorts - masse est dans la position d'extrémité supérieure (voir figure 1), par l'intermédiaire de la canalisation 26 et du canal 25, de la gorge de commande 21 et des canaux de pression 19, 20, 24 du ressort hydraulique de pression 17. Ceci garantit qu'au début de cycles de travail suivants, le ressort hydraulique de pression 17 soit plus fortement précontraint que le ressort hélicoïdal de pression 15. L'énergie, qui est envoyée au système ressorts - masse, peut être modifiée d'une manière réciproquement indépendante dans les deux positions d'extrémité, par modification des pressions, entre lesquelles fonctionne le ressort hydraulique de pression 17. Ces variations de pression peuvent être obtenues au moyen de dispositifs de régulation de pression non représentés pour les pressions régnant dans la canalisation
d'alimentation en pression 45 et dans le réservoir 38.
Avec le dispositif de commande de soupape selon l'invention, on peut réaliser sans problème des courses usuelles de soupape pour des temps de commande de par exemple 5-10 millisecondes avec une consommation d'énergie d'environ 100-250 watts (pour 50 ouvertures de
la soupape par seconde).
Dans une autre réalisation de l'invention, la commande de la canalisation26 peut également être réalisée par l'intermédiaire d'une
autre soupape de commutation.
Dans l'exemple de réalisation représenté, la queue de soupape 2 est réalisée d'un seul tenant avec le piston de commande 8, mais naturellement la queue de soupape et le piston de commande peuvent être également constitués de deux parties ou plus, qui sont fixées entre elles par des moyens de fixation ou bien sont reliées entre elles selon un flux de force (par exemple par assemblage au moyen de forces de pression exercées par des moyens formant ressorts) ou bien par des moyens
d'accouplement (par exemple une transmission mécanique).
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la séparation temporaire des chambres de pression 28, 29 par rapport à l'espace de travail 11 peut être réalisée au moyen de sièges d'étanchéité coniques ou plats, qui sont formés entre les chambres de pression 28 et 29 et le piston de commande 8. Par exemple les surfaces S1/F3 et S2/F4 pourraient être réalisées non pas sous la forme d'un siège conique (comme cela est représenté dans l'exemple de réalisation), mais également sous la forme d'un siège d'étanchéité plat. Aussi bien dans le cas de la réalisation avec un siège conique que dans le cas de la réalisation avec un siège d'étanchéité plat, la séparation temporaire des chambres de pression 28, 29 peut être réalisée exclusivement au moyen de ces sièges coniques ou ces sièges d'étanchéité plats, auquel cas le piston plongeur conformément à
l'exemple de réalisation indiqué ci-dessus est alors supprimé.
Le dispositif de commande de soupape décrit plus haut et pouvant être commandé librement peut être utilisé pour toutes les commandes de soupapes alternative, notamment pour des soupapes d'admission et d'échappement de moteurs à combustion interne et de compresseurs à pistons.
Claims (10)
1. Dispositif hydraulique de commande de soupape pour une soupape alternative, qui est montée notamment dans un moteur à combustion interne, et dans lequel la soupape alternative comporte une queue de soupape et un premier moyen formant ressort agissant sur cette soupape dans le sens de fermeture de cette dernière, ainsi qu'un second moyen formant ressort, qui agit au moins temporairement sur cette soupape, dans le sens d'ouverture de cette dernière, et dans lequel la queue de soupape est reliée au moins à un piston de commande, qui est disposé dans une chambre de travail et peut être chargé sur ses deux faces par un liquide de travail et à l'aide duquel respectivement une chambre de pression, qui fait partie de l'espace de travail et peut être séparé hydrauliquement de ce dernier, est limitée partiellement dans la zone des positions d'extrémité de ce piston, et dans lequel la pression du liquide de travail dans la chambre de travail peut être réglée par l'intermédiaire d'une source de pression, avec une soupape de commutation et une canalisation d'alimentation, et, au niveau d'au moins l'une des deux positions d'extrémité du piston de commande, la pression dans la chambre de pression associée à cette position d'extrémité peut être détendue par l'intermédiaire d'un canal de liaison, caractérisé en ce que la force de précontrainte du second moyen formant ressort (16) est réglable pendant le fonctionnement du dispositif de commande de soupape et le premier moyen formant ressort (14) maintient la soupape alternative (1) dans une position fermée lorsque la pression du liquide de travail situé dans l'espace de travail (11) est détendue et que le second moyen formant
ressort (16) est détendu.
2. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perte d'énergie, qui apparaît pendant un cycle de déplacement, peut être compensée au moyen d'une variation cyclique de la force de précontrainte du second moyen formant
ressort (16).
3. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second moyen formant ressort (16) est un ressort hydraulique de pression (17), dont la pression d'huile est réglable dans la zone des deux positions d'extrémité du
déplacement de la soupape.
4. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une pression résiduelle du ressort hydraulique de pression (17) peut être supprimée par l'intermédiaire d'un canal de détente de pression (34) et qu'un établissement de la pression d'huile du ressort hydraulique de pression peut être commandé par l'intermédiaire d'un canal de pression (24), qui, lorsque la soupape alternative (1) est fermée, est relié au ressort hydraulique de pression (17) par l'intermédiaire d'un canal de pression
(19,20) disposé dans la queue de soupape (2).
5. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon l'une
quelsonque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston de
commande (8) comprend deux pistons plongeurs (9,10), dont chacun est associé respectivement à l'une des deux chambres de pression (28, 29) et peut être inséré dans cette chambre, le piston de commande (8) étant agencé de telle sorte qu'après la sortie de l'un des deux pistons plongeurs (9,10) hors de la chambre de pression associée (28,29), l'espace de travail (11) et les deux chambres de pression (28,29) soient reliés hydrauliquement
entre eux.
6. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que la séparation temporaire des chambres de pression (28, 29) par rapport à l'espace de travail (11) s'effectue au moyen de sièges d'étanchéité coniques ou plats, qui sont formés entre les chambres de pression (28) ou (29) et le piston de commande (8), la séparation temporaire des chambres de pression (28,29) s'effectuant
exclusivement au moyen de ces sièges d'étanchéité coniques ou plats.
7. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la liaison hydraulique des deux
chambres de pression (28,29) est formée par l'espace de travail (11) lui-
même.
I+ 2729731
8. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon l'une
quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les surfaces (F1-
F6), actives du point de vue hydraulique, du piston de commande (8) possè-
dent des valeurs identiques dans une position écartée des positions d'extrémité respectives du piston, dans le sens de l'ouverture de la
soupape et dans le sens de la fermeture de la soupape.
9. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon l'une
quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que dans le cas o le
piston plongeur (10) est inséré dans la chambre de pression (29), la soupape alternative (1) ouverte peut être retenue dans sa position ouverte au moyen de la charge en pression du liquide de travail dans l'espace de travail (11) à l'encontre de la pression du premier moyen formant ressort (14,15), à l'encontre de la pression régnant dans la chambre de pression (29) ainsi qu'à l'encontre de forces agissant éventuellement dans le sens de la
fermeture et appliquées au disque de soupape (6).
10. Dispositif hydraulique de commande de soupape selon l'une
quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que dans le cas o le
piston plongeur (9) est introduit dans la chambre de pression (28), la soupape alternative fermée (1) peut être retenue dans sa position fermée au moyen d'une charge en pression du liquide de travail dans l'espace de travail (11) à l'encontre de la pression du second moyen formant ressort (16,17) et à l'encontre de la pression dans la chambre de pression (28) ainsi qu'à l'encontre de forces agissant éventuellement dans le sens de
l'ouverture et appliquées au disque de soupape (6).
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