FR2547626A1 - Internal combustion engine moving gear - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative aux équipages mobiles de moteurs à combustion interne à pistons alternatifs, équipages du type dans lequel chaque piston coulissant dans un cylindre est relié par une bielle à un vilebrequin de manière qu'une rotation de ce dernier s'accompagne d'un mouvement de va-et-vient du piston entre deux points morts et d'une oscillation de la bielle. The invention relates to mobile equipment of internal combustion engines with reciprocating pistons, equipment of the type in which each piston sliding in a cylinder is connected by a connecting rod to a crankshaft so that a rotation of the latter is accompanied by a back and forth movement of the piston between two dead centers and an oscillation of the connecting rod.
Pour réduire l'usure et les frottements nuisibles au rendement du moteur, le piston est lubrifié sur sa périphérie par de l'huile amenée sous pression à travers la bielle et à travers un axe de piston sur lequel s'articule la bielle. Des segments d'étanchéité sont logés dans des gorges périphériques du piston situées au voisinage de sa face délimitant, du côté opposé à la bielle, une chambre de combustion. To reduce wear and friction detrimental to the performance of the engine, the piston is lubricated on its periphery by oil supplied under pressure through the connecting rod and through a piston pin on which the connecting rod is articulated. Sealing segments are housed in peripheral grooves of the piston located in the vicinity of its face delimiting, on the side opposite the connecting rod, a combustion chamber.
Dans les moteurs à taux de compression élevé, et notamment dans les moteurs Diesel, les poussées latérales du piston contre les parois du cylindre sont particulièrement importantes et le film d'huile réalisant la lubrification entre les surfaces de glissement de ces deux pièces risque, par suite, de se briser lors de 1 'inver- sion du sens de déplacement du piston, à chacun de ses points morts. In engines with a high compression ratio, and in particular in diesel engines, the lateral thrusts of the piston against the walls of the cylinder are particularly significant and the oil film providing lubrication between the sliding surfaces of these two parts risks, by subsequently, to break when reversing the direction of movement of the piston, at each of its dead centers.
Pour éviter ce risque, il est connu de faire tourner légèrement le piston autour de l'axe géométrique du cylindre, principalement au voisinage de ses points morts. To avoid this risk, it is known to slightly rotate the piston around the geometric axis of the cylinder, mainly in the vicinity of its dead centers.
Mais les moyens utilisés à cet effet sont généralement compliqués, comportant notamment des mécanismes à came ou à cliquet, et impliquent que la liaison entre le piston et la bielle soit une articulation sphérique, plus délicate à réaliser et moins fiable que l'axe de piston usuel. De plus, la rotation du piston est nuisible à l'endurance des segments d'étanchéité et peut provoquer leur rupture ou une usure excessive du cylindre à leur niveau. However, the means used for this purpose are generally complicated, comprising in particular cam or ratchet mechanisms, and imply that the connection between the piston and the connecting rod is a spherical joint, more delicate to produce and less reliable than the piston pin. usual. In addition, the rotation of the piston is detrimental to the endurance of the sealing rings and can cause them to rupture or excessive wear of the cylinder at their level.
L'invention a pour but de réaliser de manière relativement simple un équipage mobile du type susmentionné, comportant des moyens qui maintiennent un film d'huile entre le piston et le cylindre, en particulier quand le piston est au voisinage de ses points morts, tout en ne nuisant pas à l'endurance des segments d'étanchéité. The object of the invention is to produce, in a relatively simple manner, a mobile assembly of the aforementioned type, comprising means which maintain a film of oil between the piston and the cylinder, in particular when the piston is in the vicinity of its dead centers, while by not harming the endurance of the sealing segments.
Cette invention a en effet pour objet un équipage mobile pour moteur à combustion interne à pistons alternatifs, dont chaque piston est traversé diamétralement par un axe de piston sur lequel est articulée une bielle de liaison au vilebrequin, dans lequel le piston comporte entre une portion périphérique portant des segments d'étanchéité et son extrémité tournée vers la bielle, une portion cylindrique de moindre diamètre qui est enveloppée par une jupe coulissante portant intérieurement un axe radial sur lequel est montée une rotule, tandis que la bielle comporte un logement latéral de réception de la rotule, qui est par suite excentrée par rapport au piston, de sorte qu'une oscillation de la bielle provoque une légère rotation de la jupe autour de son axe. The object of this invention is in fact a movable assembly for an internal combustion engine with reciprocating pistons, each piston of which is crossed diametrically by a piston pin on which is articulated a connecting rod connecting to the crankshaft, in which the piston comprises between a peripheral portion bearing sealing segments and its end facing the connecting rod, a cylindrical portion of smaller diameter which is enveloped by a sliding skirt internally carrying a radial axis on which a ball joint is mounted, while the connecting rod comprises a lateral housing for receiving the ball joint, which is consequently eccentric with respect to the piston, so that an oscillation of the connecting rod causes a slight rotation of the skirt around its axis.
La rotation de la jupe s'effectuant en même temps que le coulissement du piston dans le cylindre, la jupe louvoie dans ce dernier ce qui évite que le film d'huile entre la jupe et le cylindre ne se brise lors de l1inver- sion du sens du déplacement du piston. The rotation of the skirt taking place at the same time as the sliding of the piston in the cylinder, the skirt sway in the latter which prevents the oil film between the skirt and the cylinder from being broken during the inversion of the direction of piston movement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe de piston étant creux et relié à travers la bielle à une source de lubrifiant, la jupe recouvre les deux extrémités du trou diamétral contenant cet axe, de sorte que le lubrifiant atteint les surfaces frottantes entre la jupe et le piston. According to one embodiment of the invention, the piston pin being hollow and connected through the connecting rod to a source of lubricant, the skirt covers the two ends of the diametrical hole containing this axis, so that the lubricant reaches the surfaces rubbing between the skirt and the piston.
De préférence, le diamètre extérieur de la jupe est plus faible à ses extrémités que dans sa partie centrale. Preferably, the outer diameter of the skirt is smaller at its ends than in its central part.
Le logement de la bielle qui reçoit la rotule est relié,par un conduit ménagé dans l'amie de la bielle,à la source de lubrifiant. The housing of the connecting rod which receives the ball joint is connected, by a conduit formed in the friend of the connecting rod, to the source of lubricant.
Selon une autre caractéristique, la rotule est annulaire, emmanchée coulissante sur l'axe radial et maintenue dans le logement par une bague filetée vissée sur l'âme de la bielle. According to another characteristic, the ball joint is annular, fitted sliding on the radial axis and held in the housing by a threaded ring screwed onto the soul of the connecting rod.
Un exemple de réalisation d'un équipage mobile selon l'invention est decrit ci-après, en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une partie de cet équipage mobile dans un cylindre;
- la fig. 2 en est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1;
- la fig. 3 en est une coupe suivant la ligne III
III de la figure 1.An exemplary embodiment of a mobile assembly according to the invention is described below, with reference to the accompanying drawings, in which
- fig. 1 is an axial sectional view of part of this movable assembly in a cylinder;
- fig. 2 is a section along the line II-II of Figure 1;
- fig. 3 is a section along line III
III of Figure 1.
On voit sur la figure 1, associée à un cylindre 1 d'un moteur à combustion interne, une partie d'un équipage mobile comprenant un piston 2 coulissant dans le cylindre et une bielle 3 dont le pied 4 s'articule sur un axe de piston 5 emmanché dans un trou diamétral 6 du piston. De façon classique, non représentée ici, la tête de la bielle s'articule sur un maneton d'un vilebrequin d'axe parallèle à l'axe de piston 5, de sorte qu'une rotation du vilebrequin s'accompagne d'un mouvement de coulissement alternatif, ou de va-et-vient, du piston dans le cylindre entre deux points morts, et d'un mouvement d'oscillation de la bielle, dont l'axe XX peut prendre les positions extrêmes XlXl et X2X2 (fig. 2). We see in Figure 1, associated with a cylinder 1 of an internal combustion engine, part of a movable assembly comprising a piston 2 sliding in the cylinder and a connecting rod 3 whose foot 4 is articulated on an axis of piston 5 fitted into a diametrical hole 6 of the piston. Conventionally, not shown here, the head of the connecting rod is articulated on a crankpin of a crankshaft with an axis parallel to the piston axis 5, so that a rotation of the crankshaft is accompanied by a movement alternating sliding, or back and forth, of the piston in the cylinder between two dead centers, and an oscillating movement of the connecting rod, whose axis XX can take the extreme positions XlXl and X2X2 (fig. 2).
Au voisinage de sa face extreme 7 située du -côté opposé à la bielle' et délimitant une chambre de combustion 8 du moteur, le piston est muni de trois gorges périphériques 9 contenant chacune un segment d'étanchéité 10 qui frotte contre la paroi intérieure du cylindre. In the vicinity of its extreme face 7 located on the side opposite the connecting rod 'and delimiting a combustion chamber 8 of the engine, the piston is provided with three peripheral grooves 9 each containing a sealing segment 10 which rubs against the inner wall of the cylinder.
Selon l'invention, le piston comporte, entre sa portion périphérique 11 munie des trois gorges et-son extrémité ouverte 12 opposée à la face 7, une portion cylindrique 13 de diamètre inférieur à celui de la portion 11. Une jupe 14 enveloppe cette portion 13 tout en étant suscep tib-le de glisser sur elle, en rotation et en coulissement. According to the invention, the piston comprises, between its peripheral portion 11 provided with the three grooves and-its open end 12 opposite the face 7, a cylindrical portion 13 of diameter smaller than that of the portion 11. A skirt 14 envelops this portion 13 while being suscep tib to slide on it, rotating and sliding.
La jupe recouvre les deux orifices opposés du trou 6 du piston. Son diamètre extérieur est légèrement inférieur à celui de l'alésage du cylindre 1 et, de préférence, sensiblement plus petit à ses deux extrémités 15 que dans sa partie centrale 16, de manière à présenter une forme de tonneau favorisant la formation d'un "coin d'huile" lors du coulissement de la jupe dans le cylindre.The skirt covers the two opposite holes of the hole 6 of the piston. Its outer diameter is slightly less than that of the bore of the cylinder 1 and, preferably, substantially smaller at its two ends 15 than in its central part 16, so as to have a barrel shape favoring the formation of a " oil wedge "when sliding the skirt in the cylinder.
A proximité de l'extrémité ouverte 12 du piston, la jupe 14 comporte un bossage intérieur 17 dans lequel est emmanché dur un axe radial 18 portant une rotule annulaire 19 pouvant coulisser sur lui. Cette rotule est excentrée par rapport au piston 2 et coopère avec une portion sphérique d'un logement 20 pratiqué dans un bossage 21 en saillie sur l'amie 22 de la bielle 3, dans une direction parallèle à son axe d'oscillation, et avec une portion interne également sphérique d'une bague filetée 23 vissée sur le bossage 21 de manière à maintenir la rotule dans le logement 20. Near the open end 12 of the piston, the skirt 14 has an internal boss 17 in which is hard fitted a radial axis 18 carrying an annular ball 19 which can slide on it. This ball joint is eccentric with respect to the piston 2 and cooperates with a spherical portion of a housing 20 formed in a boss 21 projecting from the friend 22 of the connecting rod 3, in a direction parallel to its axis of oscillation, and with an internal portion also spherical of a threaded ring 23 screwed onto the boss 21 so as to maintain the ball joint in the housing 20.
Un conduit 24, percé dans l'âme 22 et communiquant avec une source d'huile sous pression non représentée, à travers la tête de bielle, est relié au logement 20 par un trou radial 25 et au trou 6 du piston par une gorge interne circulaire 26 du pied de bielle. L'axe de piston 5 est tubulaire et est percé de trous radiaux 27 reliant sa partie intérieure creuse 28 à la gorge 26. Ainsi, l'huile amenée par le conduit24 vers ces passages 25, 26 de la bielle et 27, 28 de l'axe du piston lubrifie la rotule 19 à travers le logement 20 et les surfaces frot tantes entre la jupe et le piston par les deux orifices du trou 6. Des trous sensiblement radiaux 29, pratiqués dans le piston entre sa portion 11 et la jupe 14, assurent le retour de l'huile de lubrification de la jupe vers le carter du moteur. A conduit 24, drilled in the core 22 and communicating with a source of oil under pressure not shown, through the connecting rod head, is connected to the housing 20 by a radial hole 25 and to the hole 6 of the piston by an internal groove circular 26 of the big end. The piston pin 5 is tubular and is pierced with radial holes 27 connecting its hollow inner part 28 to the groove 26. Thus, the oil brought by the conduit 24 towards these passages 25, 26 of the connecting rod and 27, 28 of the piston axis lubricates the ball joint 19 through the housing 20 and the friction surfaces between the skirt and the piston through the two orifices of the hole 6. Substantially radial holes 29, made in the piston between its portion 11 and the skirt 14 , ensure the return of the lubricating oil from the skirt to the engine crankcase.
Quand la bielle oscille autour de l'axe de piston 5, par exemple de sa position médiane, représentée en traits pleins sur la figure 2, à l'une de ses positions extrêmes 3a, représentée en-traits mixtes, le centre du logement sphérique 20, parcourant un arc de cercle concentrique à l'axe de piston, passe d'un point 0 à un point 01 visibles sur les figures 2 et 3. La rotule 19 pivote alors, ainsi que l'axe radial 18 sur lequel elle coulisse, autour de l'axe géométrique du cylindre, ce qui entraine la jupe 14 en rotation autour de cet axe, donc de son axe propre. Cette rotation s'effectuant en même temps que le coulissement du piston dans le cylindre, la jupe louvoie dans celui-ci.Le mouvement angulaire de la bielle étant maximal quand le piston est au voisinage de l'un ou l'autre de ses points morts, la rotation de lajupe est aussi maximale à ce moment, évitant que le film d'huile entre la jupe et la paroi du cylindre ne se brise lors de l'inversion du sens de coulissement piston sous l'action d'une forte poussée latérale sur celui-ci. I1 en résulte une lubrification efficace favorable au rendement et à l'endurance du moteur. Par ailleurs, le piston étant arrêté en rotation par son axe 5, les segments 10 qu'il porte glissent axialement le long des parois du cylindre sans tourner, donc sans risquer de se briser ou d'user anormalement ces parois. When the connecting rod oscillates around the piston axis 5, for example from its middle position, shown in solid lines in FIG. 2, at one of its extreme positions 3a, shown in dashed lines, the center of the spherical housing 20, traversing an arc of a circle concentric with the piston axis, passes from a point 0 to a point 01 visible in FIGS. 2 and 3. The ball joint 19 then pivots, as does the radial axis 18 on which it slides , around the geometric axis of the cylinder, which causes the skirt 14 to rotate about this axis, therefore its own axis. This rotation takes place at the same time as the sliding of the piston in the cylinder, the skirt weaves therein. The angular movement of the connecting rod being maximum when the piston is in the vicinity of one or the other of its points dead, the rotation of the skirt is also maximum at this time, preventing the oil film between the skirt and the cylinder wall from breaking when the direction of sliding piston reverses under the action of a strong push side on it. This results in efficient lubrication which favors the performance and endurance of the engine. Furthermore, the piston being stopped in rotation by its axis 5, the segments 10 which it carries slide axially along the walls of the cylinder without turning, therefore without risking breaking or abnormally wearing these walls.
Bien entendu la longueur de la jupe et la position de l'axe radial 18, c'est-à-dire la distance entre l'ensemble de la rotule et l'axe de piston 5,sont choisies de façon à obtenir la rotation désirée de la jupe. De préférence, comme le montrent les figures, la jupe 14 dépasse très légèrement l'extrémité ouverte du piston 2 qui comporte un évidement 30 permettant le passage du bossage 17 et de l'axe 18, ainsi que leur déplacement latéral. Of course the length of the skirt and the position of the radial axis 18, that is to say the distance between the assembly of the ball joint and the piston axis 5, are chosen so as to obtain the desired rotation of the skirt. Preferably, as the figures show, the skirt 14 slightly exceeds the open end of the piston 2 which has a recess 30 allowing the passage of the boss 17 and the axis 18, as well as their lateral displacement.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8309924A FR2547626B1 (en) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | MOBILE EQUIPMENT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8309924A FR2547626B1 (en) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | MOBILE EQUIPMENT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2547626A1 true FR2547626A1 (en) | 1984-12-21 |
| FR2547626B1 FR2547626B1 (en) | 1987-08-21 |
Family
ID=9289823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8309924A Expired FR2547626B1 (en) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | MOBILE EQUIPMENT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2547626B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0223288A1 (en) * | 1985-11-06 | 1987-05-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Arrangement comprising a hydrodynamically journalled reciprocable and rotatable piston |
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-
1983
- 1983-06-15 FR FR8309924A patent/FR2547626B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2547626B1 (en) | 1987-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |