<Desc/Clms Page number 1>
Construction de moteur à combustion interne.
Cette invention concerne les moteurs à combustion interne du type comportant deux rangées ou files de cylindres disposées selon des positions mutuellement inclinées sur un carter à vile- brequin commun. Le but de l'invention est de perfectionner le dessin et la construction générale de ces moteurs en vue de sim- plifier et d'accélérer leur usinage et leur montage.
Dans la production des moteurs du genre sus-indique, il a été de pratique courante de constituer chaque bloc ou rangée de cylindres par une seule pièce de fonderie. Mais par suite de la nécessité où l'on se trouve de prévoir des supports pour les garnissages des cylindres, de monter l'arbre à cames et les parties acoessoire's ainsi que les espaces ou chemises de refroi- dissement d'au, la face de jonctionnement entre le bloc de cy- lindres et le carter à vilebrequin est irrégulière et exige un nombre d'opérations séparées et souvent complexes et difficiles pour usiner oes surfaces oontiguës. un usinagé complexe et précis supplémentaire est d'ailleurs nécessaire pour réaliser un. alignement exaot entre les divers éléments constitutifs du .
moteur, ce qui est une opération souvent lente et difficile.
@ @ L'invention est destinée à obvier à ces difficultés et à fournir une construction perfectionnée de moteur ainsi qu'un mode d'assemblage grâce auquel la construction puisse être ef- fectuée sur les petites machines existantes et le montage opéré par une main d'oeuvre non spécialisée.
. Un moteur à combustion interne conforme à l'invention com- .prend deux rangées ou files de cylindres mutuellement inclinées disposées au-dessus'd'un vilebrequin.commun et il comprend un carter à vilebrequin pourvu sur sa sunaoe supérieure de faces de jonctionnement ininterrompues à trois plans, des blocs de oylin- dre$ aptes à être boulonnés en position sur deux des dites faces, une boite de cames formant un ensemble capable d'être boulonné en place sur la troisième des dites faces, enfin des éléments for- mant culasses de cylindres comportant des faces de jonctionnement ininterrompues planes aptes à être appuyées sur et fixées à des faces de forme correspondante ménagées sur les blocs de cylindres.
Les dessins annexés représentent l'application de l'in- vention à la construction et à l'assemblage d'un moteur du type Diesel comportant deux rangées de cylindres mutuellement incli- nées, chacune de ces rangées comprenant six cylindres.
La fig. 1 est une vue en élévation montrant l'ensemble du moteur.
<Desc/Clms Page number 2>
La fige 2 est une vue en élévation montrant deux blocs de cylindres adjacents.
La fig. 3 est une vue en plan par rapport à la fig; 2.
La fig. 4 est une vue en perspective d'un élément formant culasse de cylindres.
La fig. 5 est une, vue en élévation latérale de la boite de cames.
La fig. 6 est une vue en perspective du carter à vilebre- quin.
La fig. 7 est une vue en coupe transversale du carter à vilebrequin.
La fig. 8 est une vue en coupe verticale longitudinale du carter à vilebrequin.
La fig. 9 est une vue en coupe de l'extrémité libre du carter à vilebrequin, la coupe étant faite à la hauteur de la ligne A-B de la fig, 8.
La fig, 10 est une vue de l'extrémité du carter à vilebre- quin par làquelle s'opère la commande.
La disposition générale du moteur sera mieux'comprise en se reportant à la fig, 1 qui montre dans leur-ensemble cïeua cylindres opposés montés en v. Ces cylindres désignés par 1 sont pris dans des blocs dont chacun comprend trois cylindres.
Ces blocs sont représentés en fig. 2 et 3 et sont décrits en détailci-après. La disposition de cylindres qui y est représen- tée permet au poids d'être soulevé pour chaque opération, d'usi- nage successive à exécuter; elle permet, en outre, de réduire considérablement par rapport à la pratique antérieure les dimen- sions de la machine qui est nécessaire pour l'opération. L'em- base de chaque bloc de cylindres indiquée en 2 est constituée par un certain nombre de surfaces, toutes placées dans un même plan, ce qui fait de l'usinage de ces surfaces, en vue du-façon- nage d'une face de jonctionnement apte à coopérer avec une face de jonctionnement prévue sur le carter à vilebrequin, une opéra- tion simple et directe.
Les surfaces supérieures 3 de chaque bloc de cylindres se trouvent également dans un seul plan, de sorte qu'une seule opération'd'usinage les transforme en les par- ties constitutives de la face de jonctionnement contre laquelle vient s'appuyer la face de jonctionnement appareillée d'un élé- ment formant culasse de cylindre. Dans la fig.l, le plan de coupe a été légèrement modifié, de façon que la culasse du cy- lindre de gauche comporte une soupape 5 d'admission d'air et une chambre de combustion 6, tandis que la culasse du cylindre de droite comporte une soupape d'échappement.7. Les faces de jonc- tionnement entré le bloc de cylindre et 1''élément formant culas- se de cylindre sont indiquées par les lignes 8-8 en fig. 1.
Au-dessus des lignes 8-8 il n'y a pas de parties saillantes du bloc de cylindres et au-dessous de ces lignes, il n'y a. pas de parties saillantes de l'élément formant culasse de cylindres.
Les blocs'de cylindres sont destinés à être montés sur un carter de vilebrequin dont le corps principal est constitué par une seule pièce de fonderie et dont.l'ossature comprend es- sentiellement cinq longerons longitudinaux 9,la,11,12 et 13 à profil en gouttière réunis de distance en distance (comme rprésenté en fig.7) par des goussets verticaux 14'munis de nervures de renforcement 15. A la base du carter à vilebrequin et de chaque coté du vilebrequin 16, sont prévus d'autres goussets 17 des-
<Desc/Clms Page number 3>
tinés à supporter les efforts résultant de la combustion et de la force vive engendrée par les masses animées de mouvements de rotation et de va-et-vient des pistons, des bielles, des pa- liers et du vilebrequin.
La partie supérieure du carter à vilebrequin constitue trois'faces de jonctionnement ménagées le long des surfaces su- périeures des longerons 9, 10 et 11. Ces faces de jonctionnement comprennent une face horizontale centrale la et deux faces la et 20 inclinées vers le bas et vers l'extérieur àpartir de cette face centrale 18. Chacune dès-faces 19 et 20 se trouve dans un plan placé perpendiculairement aux axes des cylindres englobés dans le bloc que supporte la face de jonctionnement.
Les surfaces constitutives formant chacune des trois faces de jonctionnement 18, 19 se trouvent dans un seul et même plan pour'faciliter l'usinage de sorte que, sans changer la position de la pièce de fonderie, les faces 18, 19 et 20 peuvent toutes être usinées, et la base de cette pièce perforée en 21 pour recevoir les coussinets du vilebrequin.
La face horinzontale centrale de la pièce de fonderie formant l'ébauche du carter à vilebrequin fait office de support poùr une boite de cames 22 destinée à être boulonnée en place, comme décrit d-apràs, et renfermant un arbre à cames 23 et des culbuteurs 24. Son couvercle amovible 25 est étudié pour suppor- ter des pompes à combustible 26 ainsi qu'un engrenage de distri- bution et des régulateurs ( voir les fig. 1 et 5.)
Pour permettre au carter à vilebrequin d'être muni des trois surfaces de jonotionnement dont chacune se trouve dans un seul plan comme décrit ci-dessous, il est nécessaire de prévoir des proportions relatives nettement déterminées entre la hauteur du carter à vilebrequin sur ses côtés externes et les cylindres individuels..
A cet effet, la hauteur de chaque cylindre est réduite mais dans une mesure strictement suffisante pour que la chemise 27 de refroidissement d'eau qui s'étend sensiblement jusqu'au point 2 de raccordement avec le carter à vilebrequin assure un refroidissement hydraulique des segments d'étanchéité du piston au bas de là course de ce piston. Sur sa face externe, le bloo de cylindres s'appuie sur un des longerons 10 ou 11 du carter à vilebrequin dont la hauteur sur les cûtés est réduite à un minimum qui doit cependant ménager la robustesse requise.
La réduc'tion de longueur du cylindre oblige à recourir à un garnis- sage 28 faisant saillie sur une certaine distance dans le carter à vilebrequin (comme le montre la fig.l) et qui peut être' ren- forcé près de son extrémité externe par un anneau 29 immobilisé sur lui pour empêcher ce garnissage d'être abîmé s'il vient à être heurté par la bielle 30, pendant le montag- ou le démontage.
Pour permettre d'enlever les bielles et les pistons quand.cela est nécessaire, des ouvertures 31 et des portes de visite avec panneaux 32 sont pratiquées dans les flancs du carter , vilebre- quin. La hauteur des ouvertures 31 dans le sens vertical doit être suffisante pour permettre à un piston 1 a, à une bielle 30 et à son extrémité inférieure 33 d'être engagésou dégagés. C'est cette hauteur qui détermine la hauteur minimum entre les longe- rons supérieurs 10 et 11 et les longerons inférieurs correspon- dants 13 et 12 de chaque coté du carter ainsi que leurs emplace- ments. Les blocs de cylindres 1 sont munis de pattes 34 sur leurs côtés internes et externes; ces pattes sont destinées à se toucher après le montage ( comme représenté en fig. 2 et 3) et à être solidarisées par des boulons et des écruus 35.
Le long du bord interne supérieur de chaque bloc de cylindres et dans toute sa longueur s'étend une bride 36 ( voir la fig.l) percée d'ori- fioes 37 livrant passage à des tiges formant poussoirs de soupa- pes. La surface supérieure de cette bride 36 et la surface su- périeure principale du bloc de cylindres sont pourvues'de creusu-
<Desc/Clms Page number 4>
res taraudées 38 qui reçoivent les extrémités inférieures de goujons 39. par lesquels les éléments formant culasse de cylin- dres sont fixés dans lers positiuns de travail. chacune des surfaces supérieures et inférieures des blocs de cylindres se trouve dans un seul plan comme indiqué respectivement par les chiffres 8 et 2 en fig.
2 pour correspondre aux chiffres de ré- férence désignant ces mêmes surfaces dans la fig. 1.
Les éléments 4 des culasses des cylindres f orment égale- ment des blocs de trois (comme le montre la fig.4) et ainsi qu'il a déjà été décrit, les éléments constitutifs de la face inférieure de chacun d'eux se trouvent dans un seul plan pour permettre à cette face d'être usinée en une seule opération et sans changer sa position. Ces culasses de cylindres sont oons- tituées par des éléments secondaires dont chacun est complété par des soupapes 5 et 7, des poussoirs 40, des épurateurs d'air 41, des chambres de combustion 6, des injecteurs et d'autres parties accessoires, le tout en vue de permettre leur fixation en bloc au moyen des goujons 39 sur les blocs de cylindres.
Dans les moteurs appartenant au type général auquel s'applique la présente invention, il a été de pratique courante de ménager pour l'arbre à cames un logement pris dans la pièce de fonderie principale. Mais cette façon d'opérer non seule- ment présente l'inconvénient de donner à la pièce de fonderie un poids et une forme incommodes mais entraîne à des complexités d'usinage et de montage qui ajoutent considérablement au temps requis par la construction et l'assemblage et obligent à recou- rir à une forte proportion de main d'oeuvre spécialisée pour exécuter les opérations.
Au contraire de ceci, la disposition que prévoit l'invention permet de réserver un espace vide entre les deux rangées de cylindres inclinés '( voir la fig.l) dont les parois internes sont sensiblement exemptes de saillies, les têtes des boulons qui fixent les blocs de cylindres au carter à vilebrequin étant convenablement logées dans les espaces entre les cylindres et entre les orifices 62 (fig.6) pratiqués dans les faces 19 et 20 à travers lesquels font saillie les garnissages 28 des cylindres. un espace vide est ménagé de la sorte entre les blocs des cylindres pour permettre d'y monter la boite de cames 22 déjà décrite qui repose sur la surface formée par la base du longeron 9 en forme de gouttière renversée qui s'étend dans toute la longueur du sommet du carter à vilebrequin.
La botte de cames et les divers organes constitutifs montés sur son couverde 25 forment un ensemble complet qui est logé entre les blocs de cylindres et qui est maintenu en position par des gou- jons 44 qui traversent le couvercle 25 et des paliers recevant l'arbre à cailles 23 et logés dans le longeron 9, ces paliers étant conjugués avec des goujons intermédiaires qui ne servent qu'à retenir en place le couvercle 35.. Ce dernier peut avec les divers organes constitutifs qui sont montés sur lui être dégagé en bloc pour permettre d'accéder à l'arbre à cames 23 sans dé- ' ranger les autres parties du moteur.
Cette disposition permet également de monter la boite de cames en porte-à-faux à une extrémité du moteur puisqu'elle a simplement besoin d'être ali- gnée à l'extrémité où se trouve l'engrenage de distribution.
Une simplification complémentaire d'usinage et de mon- tage est réalisée en obviant à la nécessité de prévoir un ali- gnement précis entre les orifices 47 de la boite de cames, les orifices 37 de la bride 36 du bloc de cylindres, et les trous 48 pratiqués dans les culasses des cylindres et livrant passage aux tiges 49 des poussoirs qui transmettent les mouvements des cul- buteurs 24 montés sur l'arbre à cames aux poussoirs des soupapes.
Les orifices 37 et 47 et les trous 48 mesurent un diamètre
<Desc/Clms Page number 5>
suffisant pour permettre le libre passage et le mouvement angulaire des tiges 49, et chaque orifice 4 de la boite de cames est relié à l'orifice 57 situé au-dessus de lui par un manchon flexible ou élastique 50 construit et encastré en place comme décrit dans le brevet anglais n 557.237.
Le vilebrequin 16 est supporté dans des paliers placés au-dessous des parties perforées 21 des panneaux du carter; ces extrémités sont supportées dans des paliers 51 ménagés à l'ex- trémité libre et dans des paliers 52 ménagés% l'extrémité de commande (voir les Fig.8 et 9). Ces figures montrent également les plaques terminales 53 et 54 qui sont boulonnées'respecti- vement sur l'extrémité libre et l'extrémité de commande de la pièce de fonderie'formant le carter à vilebrequin.
En outre, les fig.1 et 8 montrent les paliers intermédiaires 35 de support du vilebrequin qui sont fixés en position dans des creusures infé- rieures 56 (voir fig.7) des goussets 14, et après montage de ces paliers, la partie inférieure de chaque gousset est renforcée par l'introduction de boulons horizontaux allongés 57 fixés en place au moyen d'éorous 58.
Pour fabriquer un moteur ainsi constitué, on commence par usiner le carter à vilebrequin qui est la pièce la plus grande et la plus lourde, de façon à ménager les faces de jonc- tionnement, puis on l'allège'pour constituer les portées du vile- brequin par des opérations de perçage en droite ligne qui ont l'avantage d'obvier à la nécessité de changements de, positions pendant l'usinage, changements qui nécessiteraient un outillage lourd à actionnement mécanique. On met ensuite en place le vile- brequin qui est constitué par une seule pièce forgée, et on bou- lonne en place les paliers 51, 52 et 55 ainsi que les plaques terminales 53 et 54 du carter.
On monte ensuite en place les blocs de cylindres, les culasses et la boîte de cames qui ont déjà été usinées à part, le montage s'effectuant dans des condi- tions telles qu'aucune de ces pièces n'ait besoin d'être façonnée spécialement pour convenir au moteur dans lequel elle doit trou- ver son emploi, de sorte que n'importe laquelle d'une série de pièces détachées peut être montée en place au fur et à mesure que l'assemblage du moteur se poursuit. ces pièces sont relativement petites, par exemple parce que les blocs de cylin- dres sont réduits en groupes de trois cylindres chacun, elles sont faciles à manipuler et ont seulement besoin d'être soulevées, puis abaissées pour être mises en place sur les faces de ,jonction- nement 18, 19 et 20 du carter à vilebrequin et pour être boulon- nées en position sur lui.
Les blocs de cylindres sont fixés en po- sition sur ce carter au moyen de boulons 43 faisant saillie vers le haut à travers les faces de jonctionnement 19 et 20 du carter, et les blocs de cylindres adjacents sont solidarisés par les bou- lons 35 et leurs écrous.
Les culasses sont fixées en position sur les blocs de cylindres au moyen des goujons 39 qui traversent de part en part ces culasses et dont les extrémités inférieures viennent s'im- planter dans la paroi adjacente à la chemise d'eau et dans les brides 36. Pendant le montage des ces éléments du moteur, on interpose des garnitures d'étanchéité appropriées entre les faces de jonctionnement conjuguées pour éviter toute fuite. Les joints sont ménagés entre les faces de jonctionnement 19,20 du carter et les faces de jonctionnement 2 des blocs de cylindres de même qu'entre les faces de jonctionnement de ceux-ci et les culasses qui se trouvent dans les plans indiqués par,les lignes 8.
L'absence d'opérations d'alignement pendant le montage .non seulement permet de supprimer de la main d'oeuvre spécialisée
<Desc/Clms Page number 6>
mais réduit notablement la durée de montage total du moteur. Les blocs de cylindres sont libres à leurs extrémités externes et le long de leurs cotés. La boite de cames est libre sur les 03tés et à sa partie supérieure; elle n'est fixée que par une extrémité. Cette construction donne une certaine latitude au point de vue de la hauteur, de la longueur, de la largeur et de l'emplacement des blocs de cylindres et des culasses individuel- les et de la boîte de cames; elle facilite, en outre, l'inter- changeabilité de tous les blocs des cylindres et de toutes les culasses cornue indiqué ci-dessus.
Après avoir opéré le montage de toutes les culasses du moteur, comme décrit, on raccorde les tubulures d'échappe- ment 59 aux côtés internes des culasses, puis on relie les in- Jecteurs de combustible 42 aux pompes 26 au moyen de tuyaux 60.
Au-dessus du carter à vilebrequin on boulonne un puisard 51 (voir le fig.l) destiné à contenir une réserve d'huile.
La construction du carter à vilebrequin, le montage de l'arbre à cames et la construction de cylindres que comporte le moteur sus décrit font l'objet des brevets anglais n 560.288- n 56u.289 du 14 juillet 1942 et n 556,987 ; ils doivent être considérés comme des particularités connues.