FR2464375A1

FR2464375A1 - Moteur a combustion interne a plusieurs cylindres, refroidi a l'eau

Info

Publication number: FR2464375A1
Application number: FR8014556A
Authority: FR
Inventors: Bertram Obermayer; Othmar Skatsche; Josef Greier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1981-03-06
Also published as: DE3026041A1; GB2060056B; FR2464375B1; JPS5634937A; US4393822A; GB2060056A

Abstract

A.MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A PLUSIEURS CYLINDRES REFROIDI A L'EAU, DONT LES CYLINDRES DANS LEURS PARTIES INFERIEURES SONT RELIES ENSEMBLE AINSI QU'AVEC LA CHEMISE DE REFROIDISSEMENT, ET DONT LE PALIER PRINCIPAL DE VILEBREQUIN EST CONSTITUE DE DEUX PARTIES RELIEES AU MOYEN DE VIS DE PALIER PRINCIPAL. B.MOTEUR CARACTERISE EN CE QUE LES EXTREMITES INFERIEURES DES CYLINDRES 29, 39 SUR UNE HAUTEUR QUI CORRESPOND A 0,5 JUSQU'A 0,75 FOIS LE DIAMETRE DES CYLINDRES, ET DE PREFERENCE A 0,6 JUSQU'A 0,7 FOIS LE DIAMETRE DES CYLINDRES, SONT RELIEES AVEC LA CHEMISE DE REFROIDISSEMENT 11; 36 ET A PARTIR DE CETTE HAUTEUR VERS LE BAS SONT RELIEES ENSEMBLE TANDIS QU'ELLES SONT PAR AILLEURS LAISSEES LIBRES, LE FILETAGE DES VIS DE PALIER PRINCIPAL 16; 34 SE TROUVANT DANS CETTE ZONE INFERIEURE AU-DESSUS. C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX MOTEURS A COMBUSTION INTERNE DE CONSTRUCTION COMPACTE.

Description

i.- L'invention concerne un moteur à combustion interne à plusieurs

cylindres refroidi à l'eau, dont les cylindres dans leurs parties inférieures, sont reliés ensemble ainsi qu'avec la jaquetct de refroidissement, et dont le palier principal de vilebrequin est constitué de deux parties reliées au moyen de vis de palier principale On connait des moteurs à combustion interne dans

lesquels les cylindres à leurs extrémités inférieures sont re-

liés entre eux et avec la jaquettede refroidissement, L'emplace-

ment de liaison entre deux cylindres constituant également le point de départ pour la paroi portant le palier de l'arbre du

vilebrequin. Grâce â ce mode de construction il est certes pos-

sible, du fait que ltespace réservé à l'eau de refroidissement s'étend vers le bas jusque presque à l'extrémité du cylindre, d'assurer un refroidissement suffisant de l'ensemble du cylindre Il se produit touLtefois, du fait des extrémités inférieures

du cylindre extrômemen rigides ainsi que des forces de réac-

tion introduites dans les cylindres ou dans les chemises de cy-

lindres par ltinterimdiaire des parois de palier aux emplacements de liaison entre deux cylindres, des déformations, notamment

au voisinage des exemits inférieures du cylindre. Pour maitri-

ser ces déformations des cylindres ou des chemises de cylindres dans leurs parties iîférieuzres, il est nécessaire dans cette

réalisation connue, de prévoir dès le départ un jeu plus im-

portant entre les pistons et les chemises de cylindres et de com-

penser les déformations des chemises de cylindres par une ten-

sion plus élevée des segments de pistons. Ceci entratne natu-

rellement des pertes plus élevées par frottement, un accroisse-

ment du bruit engendré et un accroissement de la consommation

d'huile.

On connarat en outre des moteurs à combustion interne

de grandes dimensions dans lesquels du fait de la distance re-

lativement importante entre leurs cylindres, les parois de pa-

liers principaux povbànt également les paliers de l'arbre à came,

sont allongées vers le haut jusqusà un voile reliant deux cy-

lindres et fermant la chambre d'eau de refroidissements Ce voile se trouve à un niveau qui correspond à peu près à la moitié du diamètre des cylindres Ainsi, les extrémités inférieures des cylindres sont pratiquement laissées libres au-dessous de ce voile, ce quiten libérant les extrémités inférieures des cylindres

des forces de réaction introduites en premier lieu par l'inter-

médiaire du voile, réduit le risque de déformation de ces ex-

trémités inférieures des cylindres. Cette réalisation connue présente toutefois l'inconvénient que pour l'allongement vers le haut des parois des paliers principaux, la distance entre les différents cylindres doit être relativement importante ce qui interdit une construction compacte du moteur à combustion interne Le but de l'invention est d'assurer une suppression des contraintes dans les extrémités inférieures des cylindres,

même dans le cas de moteur à combustion interne moderne de cons-

truction compacte du type initialement cité. A cet effet, l'in-

vention concerne un moteur à combustion interne à plusieurs cy-

lindres refroidi à l'eau, dont les cylindres dans leurs parties inférieures sont reliés ensemble ainsi qu'avec la 5atqa*tde refroidissement, et dont le palier principal de vilebrequin est constitué de deux parties reliées au moyen de vis de palier

principal, moteur caractérisé en ce que les extrémités infé-

rieures des cylindres sur une hauteur qui correspond à 0,5 jusqu'à 0,75 fois le diamètre des cylindres et de préférence à 0,6 jusquià 0,7 fois le diamètre des cylindres, sont reliées avec la jaquette - de refroidissement et à partir de cette hauteur vers le bas, sont reliées ensemble tandis qu'elles sont par ailleurs laissées libres, le filetage des vis de palier principal se

trouvantdans cette zone inférieure,au-dessus.

Ainsi les forces de réaction en provenance des vis de paliem principaux sont directement transmises dans la zone se situant au-dessus de la liaison entre les cylindres et la jaquette de refroidissement, ou bien audessus de la liaison entre les cylindres et la jaquette de refroidissement sur les cylindres et sur la jaquette de refroidissement qui sont séparés au-dessus de cette liaison. Il est ainsi garanti dans tous les cas que les extrémités inférieures laissées libres des cylindres

ne sont pas soumises aux forces de réaction grâce à quoi des dé-

formations sont évitées dans cette zone. Il est ainsi possible

de faire choix d'un jeu relativement réduit entre piston et cy-

lindres, ce qui réduit l'émission des bruits. On peut également utilter des segments de piston avec des tensions plus faibles, ce qui implique des pertes par frottement plus réduites et du fait de la réduction des déformations des chemises de cylindres, 2- 3.-

une consommation d'huile également réduite.

Les extrémités inférieures des cylindres peuvent,

selon une autre forme de l'invention, être laissées complète-

ment libres jusqu'à une hauteur qui correspond à 0,2 et jusqu'à 0,4 fois le diamètre des cylindres. Cela signifie que de cette façon, les extrémités inférieures des cylindres sont laissées

libres dans la zone de l'emplacement de liaison entre deux cy-

lindres, ce qui contribue à réduire la tension des extrémités de cylindres ou bien des chemises de cylindres dans cette zone,

et de ce fait, les déformations, malgré l'introduction possi-

ble au-dessus de la liaison entre les cylindres des forces de réaction en provenance des vis de paliers principaux ou bien de leurs logements dans la zone au-dessus de la liaison entre les extrémités de cylindres et la jaquette de refroidissement ô Dans le cas d'un bloc-cylindres venu d'une seule

pièce avec le carter du vilebrequin, il est prévu selon une au-

tre réalisation de l'invention, dans la zone entre les ex-

trémités inférieures des cylindres, une ouverture dans la paroi du palier principal, Cette ouverture dans la paroi du palier principal permet l'introduction des forces de réaction à partir

des paliers principaux dans la zone de la liaison entre les ex-

trémités de cylindres et la jaquette de refroidissement, sans

que, de ce fait, l'installation libre des extrémités inférieu-

res de cylindres dans cette zone soit interrompue.-

Dans le cas de moteur à combustion interne avec un bloc-cylindres fixé sur le carter du vilebrequin à l'aide des vis des paliers principaux, il est prévu dans une autre forme de réalisation de l'invention, entre les bords inférieurs des cylindres et le carter du vilebrequin, une fente. Ainsi l'installation libre des extrémités inférieures des cylindres reste préservée malgré le bridage du bloc-cylindres contre le

carter du vilebrequin au moyen des vis des paliers principaux.

L'invention va être décrite plus en détail en se référant à des exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale partielle d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres conforme à l'inventions la partie gauche de la coupe partielle se situant dans le plan entre les cylindres et la partie droite de la coupe partielle dans le plan moyen des cylindres - la figure 2 est une coupe partielle le long de la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe verticale partielle par

le plan médian des cylindres d'une autre réalisation de l'inven-

tion, - la figure 4 est une coupe partielle le long de la

ligne IV-IV de la figure 3.

le carter de vilebrequin 1 du moteur à combustioh

interne, non représenté plus en détail sur la figure 1, est réa-

lisé sous forme de pièce de fonderie d'un seul tenant avec le bloccylindres 2. Le carter de vilebrequin 1 comporte sur sa

face interne une bride 3 servant à la fixation et à l'étanche-

ment du carter d'huile, non représenté. Sur la partie supérieure du carter de vilebrequin 1, des passages longitudinaux 6 et 7 sont ménagés sur les parois externes 4 et 5, ces passages servant à canaliser l'huile de refroidissement ou de lubrificatioi4 Dans le plan entre les cylindres 8, est disposée, comme on peut le voir également sur la figure 2, une paroi de palier principal 9 qui à son extrémité supérieure débouche sur la liaison 10 entre les cylindres 8 ou bien entre les cylindres

8 et la jaquette de refroidissement 11 * A son extrémité inférieu-

re, la paroi de palier principal 9 portel la partie supérieure du palier d'arbre de vilebrequin 12 avec la coquille supérieure

de palier 13. La partie inférieure du palier d'abre de vilebre-

quin est constitu6e de la partie de palier 14 ou bien de la coquille inférieure de palier 15 qui sont fixées au moyen des vis de palier principal 16. Les vis de palier principal 16 sont

guidées dans des logements correspondants dans la partie de pa-

lier 14 ainsi que dans la; paroi de palier principal 9, le fileta-

ge 17 se trouvant au-dessus de la liaison 10 entre les cylindres

8 et la jaquette de refroidissement 11. Dans la zone oa il ren-

contre le perçage de canalisation d'huile 18, le perçage pour les yis de palier principal 16 forme un espace annulaire 19

par rapport aux vis de palier principal 16 pour permettre l'ache-

minement de l'huile sans empêchement vers les coquilles de pa-

lier 13 et 15. La paroi de palier principal 9 est reliée au moyen des nervures 20, 21 et 22 aux parois externes 4 et 5 du carter de vilebrequin 1, adaptées au débattement 23 des bielles indiqué en traits-points. La partie.. palier 14 qui est fixée par rapport à la paroi de palier principal 9 au moyen des vis de palier

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principal 16 sur les rondelles 24 par les écrous 25, est fixée par rapport au carter de vilebrequin 1, au moyen des vis 26

sur les embouts 27.

Des cylindres 8 qui comportent les douilles de cy-

lindres 28, sont laissés libres vis à vis du carter de vilebre-

quin 1 ou bien de la paroi de palier principal 9 à leurs extré-

mités se situant au-dessous de la liaison 10 avec la jaquette de refroidissement 11 Comme sécurité supplémentaire contre une chute hors des cylindres 8 des douilles de cylindres 28 collées à l'intérieur, il est prév un anneau 31ô Les extrémités inférieures de cylindres 29 laissées libres sont reliées ensemble dans la zone 30, la paroi de palier

principal 9 comportant ue ouverture 32 assurant de façon com-

plête le positionnement libre des extrémités inférieures de cy-

lindres Jusqu'à un niveau correspondant à 0,2 lois jusqu'à 0,4 fois le diamètre des cylindres,

Dans un moteur à combustion interne en fonctionne-

ment, les forces de réaction sur les paliers de l'arbre de vile-

brequin suscitées pai:x s forces de combustion, sont introduites partiellement par l'intermêdiaire de la paroi de palier principal

9 ou bien des nervures 20, 21 et 22, dans le carter de vilebre-

quin 1 et partiellement par lintermédiaire de la partie de

palier 14 et des vis de palier principal 16 dans la zone au-

dessus de la liaison 109 directement dans les cylindres 8 ou bien dans la jaquette de refroidissement 11'. En outre, au-dessus

de la zone de liaison 30 entre les cylindres 8, s'effectue éga-

lement une répartition des forces de réaction en direction du milieu des cylindres9 grce à quoi il est obtenu dans l'ensemble

une répartition régulière de ces forces de réaction sur l'en-

semble de la structure du moteur et en conséquence, un état de contrainte avantageux évitant des déformations indésirables, les extrémités inférieures 29 des cylindres laissées libres mont, du fait de la réalisation proposée, complètement libérées des forces de réaction, si bien que des modifications de forme dans cette zone sont évitées dans une large mesure, l'exemple de réalisation selon les figures 3 et 4 comporte un carter de vilebrequin 33 sur lequel est placé un bloc-cylindres 35 et fixé à l'aide des vis de palier principal 34. le bloc-cylindres 35 repose par un appendice 37 6.- s'allongeant vers le bas par le prolongement de la jaquette de refroidissement 36, sur la bride 38 du carter de vilebrequin 33 o il est également étanché. Les extrémités inférieures 39 sont libres par rapport à l'appendice 37 et comportent, par rapport au carter de vilebrequin 33 un Jeu 40 qui est dimensionné de façon telle que les extrémités inférieures 39 des cylindres

sont également laissées libres par rapport au carter de vile-

brequin. Les cylindres 41 contiennent les chemises 42 par exemple collées, et sont reliés à un niveau 43, qui correspond à 0,5 fois et jusqu'à 0,75 fois le diamètre des cylindres, de préférence 0,6 fois jusqu'à 0,7 fois le diamètre des cylindres, à la jaquette de refroidissement 36 et à partir de cette liaison

vers le bas dans la zone 46 les cylindres sont reliés respec-

tivement entre eux. Grâce à un évidement 47, les extrémités in-

férieures 39 des cylindres sont également laissées complètement libres dans la zone de la liaison entre les cylindres 41. Le carter de vilebrequin 33 comporte sur ses parois externes 48 et 49 des embouts 50 et 51 pour

le perçage 55 sert à amener l'huile de lubrification et le per-

çage 56 dans la pièce de huse 57 à amener l'huile de refroidis-

sement pour refroidir le piston.

La paroi de palier 61 est prévue de façon telle à sa partie supérieure 62 que, d'une part, le Jeu 40 par rapport aux extrémités inférieures des cylindres 39 reste également ménagé et que, d'autre part, une sécurité supplémentaire est

donnée contre la chute des chemises 42 collées.

Les forces de réaction sont à nouveau, d'une part, introduites par l'intermédiaire des nervures 58 et 59, de la paroi de palier 61 ainsi que des embouts 60 sur le carter de vilebrequin 33 et, d'autre part, par l'intermédiaire des vis de palier principal 34 dans la zone 46 de la liaison entre les cylindres 41, ce qui correspond à une répartition favorable et à la libération de toute contrainte des extrémités inférieures

de cylihdres 39.

Dans ce cas, également, des modifications de forme inadmissibles des extrémités inférieures de cylindres 39 par les forces de réaction transmises sur elles sont empochées; grace à quoi le jeu nécessaire entre les chemises de cylindres 42 et le piston, non représenté ici, peut être réduit par rapport 7.- à la réalisation connue mentionnée initialemente Ainsi, on peut abaisser l'émission de bruit dans cette zones Grâce à la forme ronde améliorée des chemises de cylindres 41, il est par ailleurs possible d'utiliser des segments de pistons avec des tensions plus faibles, grâce à quoi les pertes par frotte- ment et la consommation d'huile peuvent être abaissées

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Claims

R E V E N D I C A T I O0 NS

l.- Moteur à combustion interne à plusieurs cylin-

dres refroidi à l'eau, dont les cylindres dans leu2s parties inférieures sont reliés ensemble ainsi qu'avec la chemise de -refroidissement, et dont le palier principal de vilebrequin est constitué de deux parties reliées au moyen de vis de palier

principal, moteur caractérisé en ce que les extrémités infé-

rieures des cylindres (29; 39) sur une hauteur qui correspond à 0,5 et Jusqu'à 0,75 fois le diamètre des cylindres, et de préférence à 0,6 et jusqu'à 0,7 fois le diamètre des cylindres, sont reliées avec la chemise de refroidissement (11; 36) et à partir

de cette hauteur vers le bas sont reliées ensemble tandis qu'l*.

les sont par ailleurs laissées libres, le filetage des vis de palier principal (16; 34) se trouvantdans cette zone inférieure,

au-dessus.
2.- Moteur à combustion interne selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que les extrémités inférieures des cylindres (29; 39) Jusqu'à une hauteur qui correspond à 0,2 et

jusqu'à 0,4 fois le diamètre des cylindres sont laissées com-

plètement libres
3.- Moteur à combustion interne selon la revendica-

tion 2, avec un bloc - cylindres venu d'une seule pièce avec le carter du vilebrequin, moteur caractérisé en ce que, dans la zone entre les extrémités inférieures das cylindres (29),il est prévu une ouverture (32) dans la paroi du palier principal (9).
4.- Moteur à combustion interne selon la revendica-

tion 2eavec un bloc-cylindres fixé sur le carter du vilebrequin à l'aide des vis de palier principal, moteur caractérisé en ce que, entre les bords inférieures des cylindres (41) et le carter du vilebrequin (33) il est pré-vu ur Jeu (40)è