FR2756006A1 - Dispositif pour l'actionnement electromagnetique d'une soupape de changement de charge - Google Patents

Abstract

Dans ce dispositif comportant une unité formant actionneur (1, 2, 6) montée flottante dans la culasse (7) et, sur le côté de cette unité à l'opposé de la soupape (9), un dispositif de compensation de jeu (8) comportant un piston (14) et des première et seconde chambres de pression (16, 17), dont l'une (16) est commandée en fonction de la pression du moteur et l'autre (17) est reliée à la première (16) par une soupape anti-retour (18), pouvant être évacuée de la chambre (17) par une canalisation à étranglement (28) située entre le piston (14) et un cylindre (15) entourant ce dernier. Application notamment au moteur à combustion interne de voitures de tourisme.

Description

i L'invention concerne un dispositif pour l'actionnement électromagnétique

d'une soupape de changement de charge pour des moteurs à combustion interne, comportant une unité formant actionneur, qui coopère avec une soupape de changement de charge, est prévue dans une culasse et comporte une armature et deux aimants de commutation, qui sont disposés des deux côtés de l'armature, les aimants de commutation maintenant la soupape de changement de

charge dans une position ouverte et dans une position fermée.

Un dispositif de ce type est connu d'après la demande de brevet allemand DE 43 36 287 C1. Dans ce dispositif, des variations de longueur dans le dispositif d'entraînement de la soupape doivent être compensées au cours du fonctionnement. A cet effet on utilise des éléments de blocage. Si, lorsque la soupape est fermée, le blocage de l'aimant de commutation est supporté par les éléments de blocage, l'aimant de commutation est attiré de façon correspondante par l'intermédiaire de l'armature. Ceci garantit que l'aimant de commutation, qui est associé à la position de fermeture, peut être "réglé par asservissement" ou bien que l'on veille à ce que l'armature s'applique toujours de façon précise contre la surface

d'application et la surface polaire du corps de l'aimant de commutation.

La présente invention a pour but de perfectionner un dispositif mentionné plus haut dans le sens d'une simple compensation hydraulique de longueur dans le dispositif d'entraînement de la soupape au cours du fonctionnement. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif du type indiqué, grâce au fait que l'unité formant actionneur est montée flottante dans la culasse, et dans lequel un dispositif de compensation de jeu équipé d'un piston de compensation de jeu pourvu d'une première chambre de pression et d'une seconde chambre de pression est disposé sur ou dans le côté de l'unité formant actionneur, tourné à l'opposé de la soupape de changement de charge, et dans lequel la première chambre de pression est commandée en fonction de la pression du moteur et la seconde chambre de pression est reliée par l'intermédiaire d'une soupape antiretour à la première chambre de pression, et dans lequel du fluide sous pression peut être évacué de la seconde chambre de pression par l'intermédiaire d'une liaison à étranglement disposée entre le piston de compensation de jeu et un

cylindre entourant ce piston.

L'actionneur est maintenant monté flottant conformément à l'invention.

Cela signifie que l'ensemble de l'unité formant actionneur avec l'électroaimant, la plaque d'armature et les autres pièces sont montés d'une manière à être déplaçables le long de l'axe de la soupape dans la culasse. A cet effet, l'unité formant

actionneur peut être constituée par un composant pouvant être préassemblé.

Comme avantage supplémentaire, toutes les pièces mobiles du dispositif peuvent être également alimentées en huile de lubrification par l'intermédiaire d'un guidage correspondant au moyen d'un canal, et ce au moyen du fluide sous

pression qui sort de façon voulue, en général de l'huile.

Le piston de compensation de jeu permet de compenser le jeu aussi bien " positif " que " négatif " de la soupape. Un jeu de soupape " négatif " signifie que la soupape ne se ferme plus correctement. Dans ce cas, du fluide sous pression est évacué de la seconde chambre de pression jusqu'à ce que le jeu de soupape soit nul ou qu'il se produise une compensation de longueur. Inversement dans le cas d'un jeu " positif ", c'est à dire que dans le cas d'une soupape appliquée correctement sur son siège, un jeu est présent entre la tige de soupape et l'unité formant actionneur tant que le fluide sous pression est ajouté dans la première chambre de pression du piston de compensation de jeu, jusqu'à ce que le jeu indiqué précédemment soit à nouveau compensé ou que la tige de soupape coopère

sans jeu avec l'unité formant actionneur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le cylindre situé dans l'unité formant actionneur est déplaçable dans la direction longitudinale de la soupape de

changement de charge.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston de compensation de jeu coopère avec un vérin de serrage qui sépare l'une de l'autre deux chambres de pression, qui enserrent le piston de compensation de jeu, et est rempli par un fluide sous pression, en laissant subsister une fente d'étranglement, le cylindre étant relié rigidement à l'unité formant actionneur, tandis que la seconde chambre de pression est reliée par l'intermédiaire de la liaison à étranglement à l'une des

deux chambres de pression du vérin de serrage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston de compensation de jeu est disposé coaxialement à l'axe longitudinal de la soupape de changement de

charge.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison à étranglement est agencée sous la forme d'une fente annulaire située entre le piston de compensation

de jeu et le cylindre.

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 une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation de l'invention; et + la figure 2 représente une coupe longitudinale d'un second exemple de

réalisation de l'invention.

L'unité formant actionneur comporte deux électroaimants 1 et 2, un ressort supérieur 3, qui prend appui sur une coupelle 4, une tige de guidage 5 et une plaque d'armature 6. L'unité formant actionneur est disposée dans une culasse 7 et

est montée de manière à être déplaçable ou flottante le long de l'axe de la soupape.

L'unité formant actionneur peut être constituée par un composant pouvant être préassemblé. Dans le cas d'actionneurs rectangulaires, le guidage supérieur peut être réalisé au moyen d'un boîtier d'un dispositif hydraulique de compensation de jeu 8 ou par un composant supplémentaire. Le système de guidage inférieur est constitué par une pièce cylindrique. Dans le cas d'aimants en forme de pot ayant une forme

cylindrique, le boîtier de l'actionneur lui-même peut être utilisé comme guide.

Une soupape 9, qui à l'état fermé s'applique contre un anneau 10 formant siège de soupape, est en outre pourvu d'un ressort inférieur 11, qui prend appui par l'une de ses extrémités sur la culasse 7 et par son autre extrémité sur une plaque de support 12, qui est située sur l'extrémité arrière d'une tige 13 de la soupape 9. La tige 13 de la soupape est alignée sur ou est coaxiale à la tige de guidage 5 et, dans le cas idéal, aucun jeu ne doit être présent frontalement entre les

deux parties.

Le dispositif de compensation de jeu 8 comporte, comme partie

centrale, un piston de compensation de jeu 14 et un cylindre 15 entourant ce piston.

Le piston de compensation de jeu 14 comporte une première chambre de pression supérieure 16 et une seconde chambre de pression inférieure 17. Entre les deux chambres de pression 16 et 17 est disposée une soupape antiretour 18, qui est maintenue dans la position fermée par un ressort de retenue 19. La soupape antiretour 18 s'ouvre dans le cas d'une surpression en direction de la seconde chambre de pression 17. Un jeu souhaitable est présent en tant que liaison à étranglement 28 entre le piston de compensation de jeu 14 et le cylindre 15 de sorte que du fluide sous pression peut s'évacuer vers l'extérieur hors de la seconde chambre de pression 17, sous la forme d'une dérivation étranglée du fluide sous pression. Comme cela est visible sur le dessin, le fluide sous pression refoulé de cette manière peut être évacué, d'une manière ciblée, par l'intermédiaire de fentes présentes entre un couvercle de fermeture 20 et l'électroaimant supérieur 1 ainsi

qu'entre l'unité formant actionneur et la culasse 7.

Le piston de compensation de jeu 14 est positionné d'une manière centrée ou coaxiale par rapport à l'axe longitudinal de la soupape dans ou à l'extérieur de l'électroaimant supérieur 1. De cette manière, le flux de force des ressorts 11 et 12 de la soupape 9 et du dispositif de compensation de jeu 8 est situé sur un axe. En fonction de la réalisation, le carburant doit être envoyé d'une manière non magnétique à la bille de la soupape antiretour 18 pour exclure l'influence des

forces de champ pour la fonction de compensation.

Grâce à un guidage correspondant du fluide sous pression en tant qu'huile, qui sort de la seconde chambre de pression 17, toutes les pièces mobiles peuvent être alimentées en huile de lubrification par l'intermédiaire de perçages et

de canaux correspondants.

Les deux électroaimants 1 et 2 de l'unité formant actionneur sont reliés entre eux de façon fixe, mais en étant déplaçables le long de l'axe de la soupape. Le piston de compensation de jeu 14 est alimenté en fluide sous pression par l'intermédiaire d'une canalisation 21 d'amenée du fluide sous pression, en

fonction de la pression du moteur.

L'exemple de réalisation de la figure 1 fonctionne de la manière suivante Dans la mesure o l'électroaimant 1 maintient la plaque d'armature 6 dans la position fermée, le jeu de la soupape est compensé par l'intermédiaire du dispositif de compensation de jeu. Le dispositif de compensation de soupape 8 prend appui sur le couvercle de fermeture 20, qui est relié de façon fixe à la culasse 7. Le dispositif de compensation de jeu 8 peut par conséquent transmettre uniquement des forces de compression. Le ressort de rappel 19 est agencé de telle sorte que la soupape antiretour 18 ne peut pas s'ouvrir lorsqu'aucun jeu n'est présent. La soupape antiretour 18 ferme par conséquent la liaison entre les deux chambres de pression 16 et 17. Si la soupape ne se ferme pas correctement, c'est à dire s'il existe un jeu " négatif " de la soupape, il s'établit, dans la chambre de pression 17, un accroissement de pression sous l'effet du déplacement, dirigé vers le haut, de l'unité formant actionneur. Cet accroissement de pression a pour effet que le fluide sous pression peut s'évacuer de la chambre de pression 17 par l'intermédiaire de la fente annulaire 28 agencée en tant que liaison à étranglement entre le piston de compensation de jeu 14 et le cylindre 15, et ce tant que le jeu

au niveau du siège de soupape entre la soupape 9 et le siège de soupape 10 est nul.

Naturellement le fluide sous pression peut être évacué de façon ciblée hors de la chambre de pression 17 également au moyen d'autres types de fuites produites volontairement, par exemple en raison de la présence d'ouverture, d'un perçage ou analogue, au lieu de s'évacuer par l'intennrmédiaire de la fente annulaire 28. Si la soupape 9 est appliquée correctement sur l'anneau 10 formant siège de soupape et si un jeu est présent entre la tige de soupape 13 ou la plaque de support 12 et l'extrémité inférieure de la tige de guidage 5 au niveau de l'emplacement désigné par 22, un dispositif de compensation de jeu entre en jeu à nouveau. Dans ce cas, aucune force de pression n'est plus appliquée à la chambre de pression 17. Cela signifie que la pression dans la première chambre de pression 16 est plus élevée de sorte que la soupape antiretour 18 s'ouvre à l'encontre de la force du ressort 19. De cette manière, du fluide sous pression est ajouté depuis la première chambre de pression supérieure 16 dans la seconde chambre de pression inférieure 17, et ce tant que l'unité formant actionneur est repoussée vers le bas au point que le jeu est à nouveau éliminé en "22". Cette compensation se déroule sur

plusieurs cycles ou courses de travail du moteur.

En ce qui concerne l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, il faut encore remarquer que dans cet exemple l'état de repos est représenté par une position à demi-ouverte de la soupape 9. Pour cette raison, une distance est présente entre la plaque d'armature 6 et l'électroaimant supérieur 1. Lorsque l'électroaimant 1 est attiré pour former la soupape 9, alors il n'existe plus aucune distance, mais un jeu indésirable peut être présent ou pourrait apparaître en "22" en raison d'une

usure, de tolérances de fabrication, de dilatation thermique et analogue.

Dans le cas de cet exemple de réalisation, le cylindre 15 est uniquement inséré dans un perçage de l'électroaimant 1, les deux parties pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre pour le mode de fonctionnement désiré. En général, dans le cas de cet agencement, il se présente l'effet consistant en ce que l'ensemble de l'unité formant actionneur se déplace pendant la durée de présence du courant de collecte. La durée de présence du courant de collecte désigne en d'autres termes la

durée d'actionnement de l'aimant supérieur pour la fermeture de la soupape.

Dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 2, il faut éviter que l'actionneur se déplace pendant la durée de courant de collecte. Mais en principe l'exemple de réalisation de la figure 2 possède le même agencement que celui de la figure 1 et c'est pourquoi ci-après on utilisera également les mêmes chiffres de

référence pour les mêmes parties.

En plus de l'exemple de réalisation de la figure 1, le dispositif de compensation de jeu 8 comporte un vérin de serrage 23 comportant une chambre de pression supérieure 24 et une chambre de pression inférieure 25. Le cylindre 15 possède au niveau de son extrémité supérieure, une partie élargie de forme annulaire 26, qui agit en tant que piston de séparation entre les deux chambres de pression 24 et 25. Le vérin de serrage 23 est subdivisé en deux parties, uniquement

pour des questions de montage, par un couvercle supérieur.

La première chambre de pression supérieure 16 et la seconde chambre de pression inférieure 17 sont présentes comme dans l'exemple de réalisation de la

figure 1. Il en va de même pour la soupape antiretour 18 et le ressort de rappel 19.

Mais dans ce cas le cylindre 15 est relié rigidement à l'unité formant actionneur, c'est-à-dire à l'électroaimant supérieur 1. La fente annulaire entre le cylindre 15 et le piston 14 ne débouche cependant pas, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, "directement" à l'extérieur, mais dans la chambre de pression supérieure 24. De même une fuite prévue volontairement est présente, par exemple sous la forme d'une fente annulaire d'étranglement 29 ou de rainures d'étranglement, entre la chambre de pression supérieure 24 et la chambre de pression inférieure 25 du cylindre 23. A nouveau des fentes, des systèmes d'adaptation de jeu, des canaux et des perçages pour la dérivation du fluide sous pression sont prévus sciemment de

manière à s'étendre vers l'extérieur à partir de la chambre de pression inférieure 25.

La chambre de pression inférieure 25 évite que l'unité formant actionneur et par

conséquent l'électroaimant 1 se déplacent pendant la durée du courant de collecte.

L'électroaimant inférieur 2 sert à ouvrir la soupape 9 d'une manière connue.

L'exemple de réalisation de la figure 2 fonctionne de la manière suivante: Lorsque l'électroaimant 1 est alimenté en courant, la plaque d'armature 6 et l'électroaimant 1 se rapprocheraient l'un de l'autre comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation de la figure 1. L'application de la force part maintenant du cylindre 15 en direction de la chambre de pression inférieure 25 et, à partir de là, au boîtier à la culasse 7. Cela signifie que l'électroaimant supérieur 1 ne peut pas se

déplacer et que la plaque d'armature 6 se déplace uniquement vers l'électroaimant 1.

La durée du courant de collecte est très brève. En raison de la faible durée, aucune compensation du fluide sous pression ne se produit entre les deux chambres de pression 24 et 25. Par conséquent l'unité se comporte approximativement comme un corps rigide. Cependant une compensation du jeu peut être exécutée pendant toute la durée, pendant laquelle la soupape 9 est fermée, et même sur une durée plus longue telle qu'une rotation du moteur. Cela signifie qu'une compensation de pression peut s'effectuer entre la chambre de pression 24 et la chambre de pression pendant cet intervalle de temps, et par l'intermédiaire de la fuite prévue volontairement grâce à la fente d'étranglement 29, ou bien au moyen du fluide sous pression refoulé au préalable à partir de la seconde chambre de pression 17 et par l'intermédiaire de la fente annulaire 28 entre le piston de compensation de jeu 14 et le cylindre 15. Le fluide sous pression introduit de cette manière dans la chambre de pression supérieure 24 est alors évacué, par l'intermédiaire de la fuite supplémentaire prévue volontairement au niveau de la fente d'étranglement 29, dans la chambre de pression inférieure 25 et, à partir de là, vers l'extérieur. Cette évacuation du fluide sous pression est possible pendant toute la durée de fermeture de la soupape 9, et ce contrairement à la faible durée dans la phase de courant de collecte, pendant laquelle un serrage hydraulique est établi en raison de l'absence de possibilité de compensation de pression, entre les deux chambres de pression 24 et 25, en un bref intervalle de temps. Le déplacement de l'unité formant actionneur n'est possible que lorsqu'un intervalle de temps correspondant suffisant est présent

et qu'il faut compenser un jeu de soupape négatif ou positif.

En ce qui concerne le fonctionnement de cet exemple de réalisation, il suffit de choisir les fuites de manière que, dans le cas d'une contrainte de courte durée (durée du courant de collecte), le débit volumique du fluide sous pression ne permette aucun remplissage mais, dans le cas d'une charge plus longue (durée de fermeture de la soupape) permette un remplissage de la seconde chambre de pression 17 ou un déplacement de l'unité formant actionneur et par conséquent un échange du fluide sous pression entre les chambres de pression 24 et 25, par

l'intermédiaire de la fente annulaire d'étranglement 29.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour l'actionnement électromagnétique d'une soupape de changement de charge pour des moteurs à combustion interne, comportant une unité formant actionneur, qui coopère avec une soupape de changement de charge, est prévue dans une culasse et comporte une armature et deux aimants de commutation, qui sont disposés des deux côtés de l'armature, les aimants de commutation maintenant la soupape de changement de charge dans une position ouverte et dans une position fermée, caractérisé en ce que l'unité formant actionneur (1, 2, 6) est montée flottante dans la culasse (7), et dans lequel un dispositif de compensation de jeu (8) équipé d'un piston de compensation de jeu (14) pourvu d'une première chambre de pression (16) et d'une seconde chambre de pression (17) est disposé sur ou dans le côté de l'unité formant actionneur (1, 2, 6) tourné à l'opposé de la soupape de changement de charge (9), et dans lequel la première chambre de pression (16) est commandée en fonction de la pression du moteur et la seconde chambre de pression (17) est reliée par l'intermédiaire d'une soupape antiretour (18) à la première chambre de pression (16), et dans lequel du fluide sous pression peut être évacué de la seconde chambre de pression (17) par l'intermédiaire d'une liaison à étranglement (28) disposée entre le piston de

compensation de jeu (14) et un cylindre (15) entourant ce piston.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (15) situé dans l'unité formant actionneur (1, 2, 6) est déplaçable dans la direction

longitudinale de la soupape de changement de charge (9).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de compensation de jeu (14) coopère avec un vérin de serrage (23) qui sépare l'une de l'autre deux chambres de pression (24, 25), qui enserrent le piston de compensation de jeu (14), et est rempli par un fluide sous pression, en laissant subsister une fente d'étranglement (29), le cylindre (15) étant relié rigidement à l'unité formant actionneur (1, 2, 6), tandis que la seconde chambre de pression (17) est reliée par l'intermédiaire de la liaison à étranglement (28) à l'une des

deux chambres de pression (24) du vérin de serrage (23).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé

en ce que le piston de compensation de jeu (14) est disposé coaxialement à l'axe

longitudinal de la soupape de changement de charge (9).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé

en ce que la liaison à étranglement est agencée sous la forme d'une fente annulaire

(28) située entre le piston de compensation de jeu (14) et le cylindre (15).