FR2499625A1

FR2499625A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING COOLING AIR FAN

Info

Publication number: FR2499625A1
Application number: FR8122502A
Authority: FR
Inventors: Johann Schmuck
Original assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1982-08-13
Also published as: IT1152753B; JPS57135219A; DE3104534A1; FR2499625B3; IT8219253A0; GB2092666A

Abstract

DANS CE MOTEUR, LE VOLANT D'INERTIE 32 PORTE DES AILETTES DE VENTILATEUR 32A QUI COOPERENT AVEC UNE CLOISON 40 FORMANT UN PASSAGE D'ENTREE 42E INSONORISE ET AVEC UN SUPPORT 26 DU MOTEUR AMENAGE AU MOYEN D'AILETTES 26B POUR CONSTITUER UN STATOR DU VENTILATEUR. L'AIR EST ASPIRE RADIALEMENT ET REFOULE AXIALEMENT OU A PEU PRES AXIALEMENT VERS LE MOTEUR ET SORT DE L'ENVELOPPE INSONORISANTE 22, 24 EN PASSANT PAR UN PASSAGE INSONORISANT 24K APRES AVOIR LECHE LES AILETTES DU CYLINDRE 14 ET TRAVERSE UN PASSAGE 16A DE LA CULASSE POUR LECHER L'INJECTEUR 20.IN THIS MOTOR, THE INERTIA FLYWHEEL 32 CARRIES FAN FINS 32A WHICH COOPERATE WITH A BULKHEAD 40 FORMING A SOUNDPROOF 42N INPUT PASSAGE AND WITH A MOTOR SUPPORT 26 FITTED BY MEANS OF FINS 26B TO CONSTITUTE A FAN STATOR . THE AIR IS SUCKED RADIALLY AND RETURNS AXIALLY OR NEARLY AXIALLY TOWARDS THE ENGINE AND EXITS THE SOUNDPROOFING ENCLOSURE 22, 24 BY PASSING THROUGH A 24K SOUNDPROOFING PASSAGE AFTER LICKING THE FINS OF CYLINDER 14 AND CROSSING A 16A PASSAGE OF THE CYLINDER TO LICK THE INJECTOR 20.

Description

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne équipéThe present invention relates to an internal combustion engine equipped

d'un ventilateur qui refoule l'air de refroidissement contre les parties à refroidir a fan which blows the cooling air against the parts to be cooled

du moteur et d'un volant d'inertie entraîné par le vile- of the engine and of a flywheel driven by the vile-

brequin. Dans les moteurs de ce genre, il est connu de brequin. In engines of this kind, it is known to

réaliser le volant d'inertie sous la forme d'un ventila- make the flywheel in the form of a ventila-

teur de refroidissement. Pour pouvoir garder la face fron- cooling tor. To be able to keep the front face

tale du volant d'inertie libre pour l'entraînement ou free flywheel size for driving or

o pour le montage d'appareils, dans ces formes de réalisa- o for the mounting of devices, in these embodiments

tion déjà connues, on doit réaliser le ventilateur sous la forme d'un ventilateur radial, de sorte que l'air de refroidissement est aspiré dans la direction axiale, en partant de la face arrière du volant d'inertie, et qu'il est refoulé dans la direction radiale par l'intermédiaire de canaux de refroidissement prévus à l'intérieur du tion already known, the fan must be made in the form of a radial fan, so that the cooling air is drawn in in the axial direction, starting from the rear face of the flywheel, and that it is discharged in the radial direction through cooling channels provided inside the

volant d'inertie, pour être ensuite acheminé à l'emplace- flywheel, to then be sent to the location-

ment à refroidir.to cool.

Toutefois, cette disposition comportant un However, this provision including a

volant d'inertie formant ventilateur radial est très désa- flywheel forming a radial fan is very

vantageuse. Tout d'abord, les canaux de refoulement qui s'étendent à l'intérieur du volant d'inertie donnent à ce boastful. First, the discharge channels that extend inside the flywheel give this

volant une configuration compliquée qui en rend la fabri- stealing a complicated configuration that makes it

cation économique plus difficile, notamment dans le cas more difficult economic cation, especially in the case

d'une production en série. Par ailleurs, l'air de re- of a serial production. In addition, the air of re-

froidissement aspiré par la face arrière du volant d' inertie ne peut être acheminé qu'à l'aide de canaux qui s'étendent en particulier le long du moteur ou de son carter de vilebrequin et qui doivent être adaptés aux contours du moteur pour des raison d'encombrement, ce qui cooling drawn from the rear of the flywheel can only be routed using channels which extend in particular along the engine or its crankcase and which must be adapted to the contours of the engine for reason for congestion, which

conduit à donner aux canaux une configuration compliquée. leads to giving the channels a complicated configuration.

Si, par ailleurs, on cherche à rendre le moteur insonore, il est nécessaire, pour amortir le bruit d'aspiration, de If, moreover, it is sought to make the motor soundproof, it is necessary, to dampen the suction noise, to

munir chacun des canalisations de couches insonorisantes. provide each of the pipes with soundproof layers.

Les inconvénients d'un volant-ventilateur The disadvantages of a fan wheel

radial qui ont été cités plus haut conduisent à une con- which have been mentioned above lead to a con-

struction compliquée et, en conséquence, à une fabrication complicated construction and, as a result, to a manufacturing

coûteuse. Le but de la présente invention est donc d'éli- expensive. The aim of the present invention is therefore to

miner ces inconvénients et d'obtenir un ventilateur d'air de refroidissement dont la construction est peu compliquée et qui peut être fabriquée à peu de frais. Suivant l'in- vention, ce problème est résolu en ce que le volant d' undermine these disadvantages and obtain a cooling air fan whose construction is uncomplicated and which can be manufactured inexpensively. According to the invention, this problem is solved in that the steering wheel

inertie est réalisé sous la forme d'un rotor d'un venti- inertia is realized in the form of a rotor of a fan

lateur axial d'air de refroidissement, en ce qu'il est axial lator of cooling air, in that it is

prévu sur sa périphérie un grand nombre d'ailettes de re- provided on its periphery a large number of fins

foulement et en ce qu'une cloison qui entoure étroitement cracks and in that a partition that tightly surrounds

le rotor joue le rôle du stator du ventilateur, les ai- the rotor plays the role of the fan stator,

lettes de refroidissement aspirant l'air de refroidissement dans une direction radiale ou approximativement radiale sur le côté de la cloison qui est à l'opposé du moteur, tandis que, sur le côté de la cloison qui est en regard du moteur, elles refoulent cet air dans une direction axiale ou approximativement axiale cet air étant ensuite conduit cooling fins sucking the cooling air in a radial or approximately radial direction on the side of the partition which is opposite the engine, while on the side of the partition which faces the engine, they discharge this air in an axial or approximately axial direction this air then being conveyed

vers les zones à refroidir du moteur. to the areas to be cooled by the engine.

Cette construction du ventilateur laisse dans tous les cas la face frontale du volant d'inertie libre pour le montage d'appareils et permet par ailleurs de This construction of the fan in any case leaves the front face of the flywheel free for mounting devices and also allows

donner au ventilateur une configuration favorable à l'é- give the fan a configuration favorable to the

coulement. Par exemple, on peut réaliser les ailettes d' une seule pièce avec le volant ou encore les prévoir à la flow. For example, you can make the fins in one piece with the steering wheel or even provide them to the

périphérie d'un anneau qui est ensuite assemblé au volant. periphery of a ring which is then assembled to the steering wheel.

Dans cette dernière forme de réalisation, on peut avan- In this latter embodiment, it is possible to advance

tageusement réaliser l'anneau en une matière plastique, taggingly make the ring out of a plastic material,

par exemple sous la forme d'une pièce moulée par injection. for example in the form of an injection molded part.

Dans une autre forme de réalisation de l'inven- In another embodiment of the invention

tion, les ailettes de ventilateur du volant d'inertie sont entourées d'une couronne d'ailettes montée-fixe dans la cloison et dont les ailettes sont situées sur le côté d' aspiration du ventilateur et conduisent le courant d'air de refroidissement aux ailettes du ventilateur du volant d' tion, the flywheel fan fins are surrounded by a crown of fins mounted-fixed in the bulkhead and the fins of which are located on the suction side of the fan and conduct the flow of cooling air to the flywheel fan fins

inertie. De cette façon, on obtient une répartition adé- inertia. In this way, an ade-

quate de l'air de refroidissement sur toute la périphérie du volant et, avec un guidage approprié des filets fluides dans les ailettes de la couronne, on obtient également une influence favorable sur le processus d'aspiration du ventilateur. La configuration suivant l'invention du ventilateur d'air de refroidissement apporte également une grande diversité d'avantages dans le cas d'un moteur à combustion interne comportant une enveloppe insonorisante qui enferme le bloc moteur et le volant d'inertie. Dans ce cas, on peut réaliser la cloison qui forme le stator du ventilateur sous la forme d'une partie de l'enveloppe, qui sépare le volume de l'enveloppe entourant le bloc du moteur du volume de l'enveloppe qui entoure le volant d' inertie ainsi que le côté aspiration du ventilateur. De cette façon, la cloison du ventilateur est incorporée dans quate cooling air on the entire periphery of the flywheel and, with proper guidance of the fluid threads in the fins of the crown, we also obtain a favorable influence on the suction process of the fan. The configuration according to the invention of the cooling air fan also provides a wide variety of advantages in the case of an internal combustion engine comprising a sound-absorbing envelope which encloses the engine block and the flywheel. In this case, the partition which forms the stator of the fan can be produced in the form of a part of the envelope, which separates the volume of the envelope surrounding the engine block from the volume of the envelope which surrounds the flywheel. of inertia as well as the suction side of the fan. In this way, the fan wall is incorporated in

la construction de l'enveloppe du moteur et sa configura- the construction of the motor housing and its configuration

tion est considérablement simplifiée. tion is considerably simplified.

Dans cette construction, l'enveloppe formant le côté d'aspiration du ventilateur peut être réalisée très simplement et du moins partiellement sous la forme In this construction, the envelope forming the suction side of the fan can be produced very simply and at least partially in the form

d'un passage amortisseur muni de couches insonorisantes. a damping passage provided with sound-absorbing layers.

Par ailleurs, il est avantageux de disposer l'ouverture d'entrée de l'air de refroidissement au point le plus élevé de l'enveloppe entourant le volant d'inertie Furthermore, it is advantageous to have the cooling air inlet opening at the highest point of the envelope surrounding the flywheel

et de la raccorder directement au passage insonorisant. and connect it directly to the soundproof passage.

On place également avantageusement l'ouverture de sortie de l'air de refroidissement au point extrême supérieur de The cooling air outlet opening is also advantageously placed at the upper end point of

l'enveloppe et à l'extrémité d'un autre passage insonori- the envelope and at the end of another soundproof passage

sant. D'autres caractéristiques et avantages de 1' health. Other features and advantages of 1 '

invention apparaîtront au cours de la description qui va invention will appear during the description which goes

suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d' to follow. In the accompanying drawings given only as

exemple,example,

la Fig. 1 est une coupe longitudinale du mo- Fig. 1 is a longitudinal section of the mo-

teur à combustion interne; la Fig. 2 est une vue de côté prise dans la direction A de la Fig. 1; la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne IIIIII de la Fig. 1; les Fig. 4 et 5 représentent respectivement en coupe et en vue de dessus un détail du volant d'inertie. internal combustion fuel; Fig. 2 is a side view taken in direction A of FIG. 1; Fig. 3 is a section along line IIIIII of FIG. 1; Figs. 4 and 5 represent respectively in section and in top view a detail of the flywheel.

A titre d'exemple de réalisation, on a re- As an exemplary embodiment, we have

présenté un moteur à combustion interne à injection mono- presented an internal combustion engine with single injection

cylindrique et refroidi par air. Ce moteur comprend un carter de vilebrequin 10 dans lequel tourillonne un vilebrequin 12, un cylindre 14, une culasse 16 et un cylindrical and air-cooled. This engine includes a crankcase 10 in which a crankshaft 12, a cylinder 14, a cylinder head 16 and a

couvre-culbuteurs 18 qui renferme les culbuteurs des sou- rocker cover 18 which encloses the rocker arms of the

papes. L'injecteur est représenté en 20. popes. The injector is shown at 20.

Pour l'insonorisation, le moteur est entouré d'une enveloppe insonorisante qui est composée de deux moitiés ou demi-enveloppes 22 et 24. Ces demi-enveloppes sont composées de plusieurs éléments assemblés rigidement entre eux mais, pour simplifier le dessin, chacune des demi- enveloppes 22 et 24 est représentée comme un seul For soundproofing, the motor is surrounded by a soundproofing envelope which is composed of two halves or half-envelopes 22 and 24. These half-envelopes are composed of several elements rigidly assembled together but, to simplify the drawing, each of the half envelopes 22 and 24 is shown as a single

bloc dans l'exemple de réalisation considéré. block in the exemplary embodiment considered.

Au carter de vilebrequin 10 est fixé un support annulaire 26 sur lequel la demi-enveloppe inférieure 22 prend appui avec interposition de deux bagues en caoutchouc 28. Un tampon latéral en caoutchouc 30 est interposé comme entretoise entre les éléments 10 et 22. Pour le support 26, on peut fixer d'une façon connue un appareil dont 1' entraînement est assuré par un volant d'inertie 32 qui est The crankcase 10 is fixed an annular support 26 on which the lower half-casing 22 is supported with the interposition of two rubber rings 28. A side rubber pad 30 is interposed as a spacer between the elements 10 and 22. For the support 26, a device can be fixed in a known manner, the drive of which is ensured by a flywheel 32 which is

monté à l'extrémité 12a du vilebrequin 12. mounted at the end 12a of the crankshaft 12.

Sur chaque côté longitudinal du carter de vilebrequin 10 sont prévus deux goujons de fixation 34 qui On each longitudinal side of the crankcase 10 are provided two fixing studs 34 which

émergent de l'enveloppe 22 et supportent un pied 36 dis- emerge from the casing 22 and support a stand 36 dis-

posé longitudinalement. Le moteur est fixé-à la fondation à l'aide des deux pieds 36. La demi-enveloppe supérieure 24 est appuyée sur la demienveloppe inférieure 22 et est accouplée à cette dernière d'une façon démontable à l'aide de verrous à encliquetage 38. De cette façon, le moteur est entièrement enveloppé par les deux demi-enveloppes 22, 24. Pour le refroidissement par air du moteur ainsi enfermé, ainsi que pour l'entrée etl'évacuation de l'air laid longitudinally. The motor is fixed to the foundation using two feet 36. The upper half-casing 24 is supported on the lower half-casing 22 and is coupled to the latter in a removable manner using snap locks 38 In this way, the motor is entirely enveloped by the two half-envelopes 22, 24. For the air cooling of the motor thus enclosed, as well as for the intake and exhaust of the air.

comburant, il est prévu le dispositif suivant. oxidizer, the following device is provided.

Sur la périphérie du volant d'inertie 32 sont montées des ailettes de ventilateur 32a qui sont entourées avec un faible jeu par le support annulaire 26. Entre la partie avant 26a du support 26 et le support luimême est interposée une couronne d'ailettes 26b dont les ailettes orientées horizontalement, légèrement bombées, dévient le flux d'air vers les ailettes de ventilateur 32a du volant On the periphery of the flywheel 32 are mounted fan fins 32a which are surrounded with little play by the annular support 26. Between the front part 26a of the support 26 and the support itself is interposed a ring of fins 26b of which the horizontally oriented fins, slightly curved, deflect the air flow towards the fan fins 32a of the steering wheel

d'inertie 32 qui fait fonction de rotor de ventilateur. 32 which acts as a fan rotor.

Une cloison verticale 40 est disposée au-dessus du support annulaire 26 et est garnie de couches insonorisantes qui forment le passage insonorisant. La cloison 40 se prolonge dans la demi-enveloppe supérieure en formant une paroi 42 qui constitue également un passage insonorisant et conduit A vertical partition 40 is disposed above the annular support 26 and is provided with sound-absorbing layers which form the sound-absorbing passage. The partition 40 is extended in the upper half-envelope by forming a wall 42 which also constitutes a sound-absorbing passage and leads

à une ouverture d'entrée d'air 24e ménagée dans la demi- to an air inlet opening 24e made in the half

enveloppe supérieure 24. De cette façon, on forme un con- upper envelope 24. In this way, a con

duit d'entrée d'air 42e, 40e constituant un passage inso- air inlet duct 42e, 40e constituting an insoluble passage

norisant et qui mène au volume annulaire 22a situé à 1' norizing and which leads to the annular volume 22a located at 1 '

intérieur de la demi-enveloppe 22 et qui entoure les ai- inside of the half-envelope 22 and which surrounds the ai-

lettes fixes 26b et les ailettes de ventilateur 32a. De cette façon, les ailettes de ventilateur 32a légèrement inclinées du volant 32 qui tourne dans le sens R aspirent l'air de refroidissement dans une direction radiale et le refoulent dans une direction axiale ou approximativement axiale vers les zones à refroidir du cylindre et de la culasse ainsi quel'indiquent les flèches tracées sur le dessin. Un réservoir de carburant 44 fixé à la paroi 42 est d'une configuration telle que sa paroi extérieure fixed blades 26b and fan blades 32a. In this way, the slightly inclined fan fins 32a of the flywheel 32 which rotates in the direction R draw the cooling air in a radial direction and discharge it in an axial or approximately axial direction towards the zones to be cooled of the cylinder and of the breech as indicated by the arrows drawn on the drawing. A fuel tank 44 fixed to the wall 42 is of a configuration such that its outer wall

joue le rôle de déflecteur pour l'air de refroidissement. acts as a deflector for the cooling air.

En supplément, il peut être prévu deux déflecteurs 46 montés sur la périphérie du cylindre 14 pour diriger le In addition, two deflectors 46 may be provided mounted on the periphery of the cylinder 14 to direct the

flux d'air de refroidissement dans une direction particu- cooling air flow in a particular direction

lièrement recherchée. Il peut encore être prévu un canal highly sought after. A channel can still be provided

traversant 16a dans la culasse 16, pour obtenir ici égale- crossing 16a in the cylinder head 16, to obtain here also

ment de plus grandes surfaces de refroidissement et pour pouvoir faire lécher directement l'injecteur 20 par le flux d'air. L'air de refoulement se rassemble dans un canal de sortie 24k de la demi-enveloppe supérieure 24 qui est réalisé sous la forme d'un passage insonorisant et en forme de T et qui mène à deux ouvertures de sortie 24a. Des passages analogues 22k et 22a sont également prévus dans la demi-enveloppe inférieure 22. Il convient encore de mentionner que l'air comburant alimentant le moteur est aspiré dans le volume intérieur de l'enveloppe 22, 24 à travers un filtre à air 47 tandis que les gaz d' échappement sont évacués de l'enveloppe 22, 24 d'un façon appropriée, par l'intermédiaire d'un pot silencieux isolé 48. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Fig. 1 à 3, les ailettes de ventilateur et le volant d'inertie forment une unité d'un seul tenant. Cette unité larger cooling surfaces and to be able to directly lick the injector 20 by the air flow. The discharge air collects in an outlet channel 24k of the upper half-envelope 24 which is produced in the form of a sound-absorbing and T-shaped passage and which leads to two outlet openings 24a. Similar passages 22k and 22a are also provided in the lower half-envelope 22. It should also be mentioned that the combustion air supplying the engine is drawn into the interior volume of the envelope 22, 24 through an air filter 47 while the exhaust gases are evacuated from the casing 22, 24 in an appropriate manner, by means of an insulated silent pot 48. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the fan fins and the flywheel form a single unit. This unit

est d'une construction très simple et peut donc être fa- is of a very simple construction and can therefore be fa-

briquéeà un coût minimum. Les ailettes 32a situées à la périphérie et le volant 32 lui-même peuvent être fabriqués avec précision dans la forme exigée, par exemple par un procédé de coulée. Toutefois, il est également possible de prévoir les ailettes 32a à la périphérie d'un anneau bricked at minimum cost. The fins 32a located at the periphery and the flywheel 32 itself can be manufactured with precision in the required shape, for example by a casting process. However, it is also possible to provide the fins 32a at the periphery of a ring.

séparé 32f en matière plastique moulée, qui n'est assem- separate 32f of molded plastic, which is not assembled

blée rigidement au volant 32 qu'au moment du montage, par exemple par frettage, comme on l'a indiqué sur les Fig. rigidly locked to the steering wheel 32 at the time of assembly, for example by shrinking, as indicated in FIGS.

4 et 5.4 and 5.

Claims

1. Internal combustion engine cooled by

air, fitted with a fan which discharges the return air

cooling on the areas to be cooled of the engine and of a flywheel driven by the crankshaft, this engine being characterized in that the flywheel (32) is produced in the form of the rotor of an axial fan of cooling air, in that on its periphery are arranged a large number of fan fins (32a) and in that a partition (40) which surrounds the rotor acts as the fan stator, the fan fins

sucking the cooling air in a direction

dial or approximately radial, on the side of the bulkhead which is opposite to the motor, while, on the

side of the bulkhead which is opposite the engine, they re-

tread this air in an axial or approximate direction-

axial, this air then being led to the areas

to cool (14, 16) the engine.

2. Internal combustion engine as per

vendication 1, characterized in that the fins (32a) of the cooling air fan and the flywheel

inertia (32) are made in one piece.

3. Internal combustion engine according to re-

vendication lcharacterized in that the ventilation fins

cooling air lator (32a) are provided at the periphery of a ring (32f) which is rigidly assembled

flywheel (32).

4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that said ring (32f) is made of plastic, with the fins of

fan (32a).

5. Internal combustion engine as per

vendication 1, characterized in that the ventilation fins

lator (32a) of the flywheel (32) are surrounded by a ring of fins (26) mounted in said partition (40) and whose fins (26b) are located on the suction side of the fan and lead the cooling air flow to the fan fins (32a) of the

flywheel (32).

6. Internal combustion engine according to claim 1 equipped with a soundproofing envelope which surrounds the engine block and the flywheel, characterized

in that the partition (40) which forms the stator of the ventila-

at the same time forms a part (22) of the envelope which separates the volume of the envelope surrounding the block

volume motor (22a) of the envelope which surrounds the

flywheel and forms the suction side of the fan.

7. Internal combustion engine according to re-

vendication 6, characterized in that the casing (40, 42) which forms the suction side of the fan at least partially constitutes a sound-absorbing passage provided with

sound absorbing layers.

8. Internal combustion engine as per

vendication 7, characterized in that the inlet opening (24e) of the cooling air is located at a point

upper end of the casing (24) and connects di-

soundproofing passage.

9. Internal combustion engine as per

vendication 7, characterized in that the outlet opening (24a) of the cooling air is located at an upper end point of the envelope and at the end of a

another soundproof passage.