FR2610038A1

FR2610038A1 - Systeme de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau

Info

Publication number: FR2610038A1
Application number: FR8800723A
Authority: FR
Inventors: Ryoichi Ito; Koji Iwai; Tsuyoshi Nishida; Junji Kimura
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1988-07-29
Anticipated expiration: 2008-01-22
Also published as: GB8801579D0; US5007383A; FR2610038B1; US4883024A; GB2200742B; JPS63183215A; GB2200742A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT PAR EAU POUR UN MOTEUR HORIZONTAL. SELON L'INVENTION, IL COMPREND : A) UNE CULASSE 5 A L'AVANT DU BLOC DE CYLINDRE 10 DU MOTEUR E; B) UN RADIATEUR 3 A L'AVANT DE LA CULASSE 5; C) UNE ENVELOPPE D'EAU DANS LA CULASSE 5 ET LE BLOC DE CYLINDRE 10; D) UN CONDUIT D'EAU CHAUDE 35 RELIANT L'ORIFICE DE SORTIE 34 A L'ENTREE DU RADIATEUR 3; E) UN CONDUIT D'EAU FROIDE 37 RELIANT LA SORTIE DU RADIATEUR 3 A L'ENTREE 36 DE L'ENVELOPPE D'EAU; F) UN VENTILATEUR 4; ET G) UN PASSAGE D'AIR DE REFROIDISSEMENT 6 CIRCULANT DEPUIS L'ESPACE AU-DESSUS DE LA CULASSE 5 VERS LE RADIATEUR 3 PAR L'ACTION D'ASPIRATION DU VENTILATEUR 4. L'INVENTION S'APPLIQUE AU REFROIDISSEMENT DE MOTEURS.

Description

La présente invention concerne un système de refroi-

dissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau qui est monté dans une condition telle que les axes

du vilebrequin et du cylindre de celui-ci sont horizon-

taux, c'est-à-dire dans la direction transversale pour le

vilebrequin et dans la direction de l'avant vers l'arriè-

re pour le cylindre.

En ce qui concerne les moteurs horizontaux à refroi-

dissement par eau habituels, on connait, par exemple, celui décrit dans la publication de brevet japonais Nc 35408 de 1982 (voir la figure 5), dans laquelle le radiateur 103 et un réservoir de combustible sont montés

sur le côté avant et le côté arrière d'un bloc de cv-in-

dre 100 monté latéralement dans un moteur horizontal re-

froidi par eau E, un ventilateur 104 est monté du côté gauche du radiateur 103 situé du côté avant et supérieur

au bloc de cylindre 100 et un passage d'air de refroidis-

sement est prévu qui traverse le ventilateur 104 dar.s la direction de la gauche vers la droite au-dessus du bloc

de cylindre 100.

Cependant, dans l'art antérieur indiqué ci-dessus, comme le moteur horizontal E présente un radiateur 103 monté sur celui-ci, la hauteur totale du moteur E augmente

de façon correspondant à celle du radiateur 103.

De plus, comme la culasse 105 du moteur horizontal E est disposée dans la partie avant et inférieure du moteur E, elle se trouve éloignée du ventilateur 104 vers le bas par rapport à celui-ci qui est situé dans la partie avant

et supérieure du moteur E. Ainsi, la culasse 105 est dif-

ficilement refroidie directement par le flux d'air de

refroidissement délivré par le ventilateur 104 et la cha-

leur tout à fait importante créée à partir de la culasse n'est pas diffusée effectivement autour du moteur E, mais au contraire tend à rester confinée à proximité de celui-ci. Par ailleurs, dans un moteur du type montré sur la figure 6 et dans un moteur vertical refroidi par eau comme montré dans le document US-A-4.122.353, comme le radiateur 103a est agencé du côté avant du moteur E au lieu de son côté supérieur, on peut résoudre le problème concernant la hauteur totale d'un moteur du tvype ayant un

radiateur monté sur celui-ci, comme indiqué ci-dessus.

Cependant, comme un tel type de moteur vertical refroidi par eau présente une culasse 105a fixée sur le côté supérieur du bloc de cylindre, ce qui augmente sa hauteur, et que de plus la hauteur du radiateur 103a est limitée, de façon correspondante par celle de la culasse a du fait que des réservoirs supérieur et inférieur 113a, 113b du radiateur 103a sont reliés à une enveloppe d'eau du moteur E par une canalisation d'eau chaude 116 et une canalisation d'eau froide 117, la hauteur totale du moteur ne peut pas être réduite de façon remarquable

par rapport à celle du moteur horizontal.

De plus, il est souhaitable de réduire la hauteur totale du moteur en décalant le radiateur 103a vers le

bas, de sorte que le réservoir supérieur 113a du radia-

teur 103a se trouve situé au-dessous de la culasse 105a.

Cependant, comme le réservoir supérieur 113a du radiateur 103a est situé au-dessous de l'enveloppe du cylindre, il devient nécessaire de faire circuler vers le bas, de façon opposée à la convection naturelle, au moyen d'une

pompe, l'eau chaude qui tend à monter du fait de sa der.-

sité diminuée après l'achèvement de l'échange thermique.

En conséquence, l'eau de refroidissement ne peut pas

circuler de façon régulière et ia performance du refrci-

dissement est dégradée.

Ainsi, c'est un objet de la présente invention de

permettre une meilleure circulation de l'eau de refroi-

dissement dans un système de refroidissement par eau pour

un moteur horizontal refroidi par eau, alors cue la hau-

teur totale du moteur refroidi par eau est maintenue

relativement faible.

C'est un autre objet de la présente invention d'éva-

cuer rapidement la chaleur créée à partir d'une culasse chaude pendant le fonctionnement du moteur refroidi par eau.

Pour réaliser les objets indiqués ci-dessus, la pré-

sente invention est caractérisée en ce que le système de

refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroi-

di par eau comprend une culasse agencée du côté avant d'un bloc de cylindre du moteur horizontal refroidi par 261003e eau, un radiateur monté de façon à faire face vers l'avant et ayant un ventilateur disposé dans l'espace avant de la culasse, un conduit d'eau chaude et un

conduit d'eau froide grâce auxquels le radiateur et l'en-

veloppe d'eau formée dans le moteur sont reliés l'un à l'autre, et un passage d'air de refroidissement à travers lequel de l'air de refroidissement est forcé à passer au

moins de l'espace au-dessus de la culasse vers le radia-

teur par l'action d'aspiration du ventilateur.

Dans le système de refroidissement par eau indiqué ci-dessus pour le moteur horizontal refroidi par eau, le radiateur est situé du côté avant du bloc de cylindre du moteur, la hauteur du radiateur ne dépendant que de la largeur du bloc de cylindre dans la direction de bas en haut de celui-ci et, en conséquence, la hauteur totale du

moteur peut être maintenue relativement faible.

Comme la partie supérieure du radiateur n'est pas située au-dessous de l'enveloppe d'eau du moteur, l'eau chaude ascendante est introduite à partir de l'enveloppe d'eau vers le radiateur conformément à la direction d'écoulement normale de celle-ci, de façon à permettre

une circulation régulière de l'eau de refroidissement.

De plus, comme l'air de refroidissement peut être délivré, de façon forcée, par le ventilateur à travers l'espace au-dessus de la culasse de sorte que la chaleur créée à partir de la culasse chaude est évacuée par

l'écoulement de l'air de refroidissement, le moteur hori-

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zontal refroidi par eau peut être utilisé dans une machi-

ne à moteur quelconque sans problème.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments sem- blables. La figure 1 est une vue verticale en coupe du côté droit d'un générateur à moteur insonorisé utilisant un

moteur horizontal refroidi par eau de la présente inven-

tion.

La figure 2 est une vue de dessus en coupe hcrizon-

tale du générateur à moteur.

La figure 3 est une vue de côté droit du générateur à moteur. La figure 4 est une vue schématique explicative d'un

régulateur de tension automatique.

La figure 5 est une vue en coupe schématique montrant

un générateur à moteur insonorisé habituel.

La figure 6 est une vue verticale en coupe du côté

droit du générateur à moteur insonorisé habituel utili-

sant un moteur vertical refroidi par eau en correspondan-

ce à la figure 1.

Un exemple de réalisation de la présente invention, appliqué à un générateur à moteur insonorisé utilisant un

moteur horizontal refroidi par eau, sera maintenant dé-

crit ci-dessous en référence au dessin.

Dans le générateur à moteur insonorisé, un générateur 2 est agencé à l'arrière du moteur horizontal refroidi par eau E situé au milieu de celui-ci, et un radiateur 3 et un ventilateur 4 sont agencés, respectivement, a

l'avant du moteur E. Ces générateur 2, radiateur 3, ven-

tilateur 4, et moteur E sont enfermés par un carter inso-

norisé 1 de forme générale rectangulaire.

Dans le moteur horizontal refroidi par eau E, un bloc de cylindre 10 présente un cylindre formé dans la partie

centrale de celui-ci. Un piston est monté de façon hori-

zontalement coulissante dans le cylindre, en étant relié

à un vilebrequin 20.

Le bloc de cylindre 10 présente un réservoir d'huile 11 fixé sur son dessous et une culasse 5 avec un capot

12, fixé à l'avant de celle-ci.

La culasse 5 présente un orifice d'admission 13 et un orifice d'échappement 14. L'orifice d'admission 13 est

relié à un filtre à air 16 par l'intermédiaire d'un con-

duit d'admission 15, et l'orifice d'échappement 14 est relié à un pot d'échappement 18 par l'intermédiaire d'un

conduit d'échappement 17.

Le vilebrequin 20 du moteur E et l'arbre rotatif 21 du générateur 2 sont supportés, de façon rotative, et

parallèlement l'un à l'autre, et munis d'une poulie d'en-

traînement 22 pour le vilebrequin 20 et d'une poulie

d'entraînement 23 pour l'arbre rotatif 21, respective-

ment, les poulies 22 et 23 étant reliées par une courroie 24 de sorte que le moteur E et le générateur 2 sont

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reliés l'un à l'autre.

L'enveloppe d'eau du moteur horizontal E comprend une enveloppe de cylindre formée dans le bloc de cylindre 10

et une enveloppe formée dans la culasse 5.

Le réservoir supérieur 3a du radiateur 3 est relié à l'orifice de sortie 34 de l'enveloppe de cylindre par

l'intermédiaire du conduit d'eau chaude 35, et le réser-

voir inférieur 3b est relié à l'orifice d'entrée 36 de l'enveloppe de cylindre par l'intermédiaire du conduit

d'eau froide 37. Une pompe à eau 36 est montée sur l'ori-

fice de sortie 34 en étant reliée au vilebrequin 2C et sert à faire circuler de l'eau de refroidissement de sorte aue l'eau chaude dans l'enveloppe de cylindre, aui

absorbe la chaleur provenant de la culasse 5 et du cvl'in-

!5 dre, est envoyée vers le radiateur 3 par l'intermédiaire du conduit d'eau chaude 35, de façon à y être refroidie,

puis est renvoyée vers l'enveloppe de culasse par l'in-

termédiaire du conduit d'eau froide 37.

Dans cette construction, comme la hauteur du radia-

teur 3 est seulement restreinte par celle du bloc de cylindre 10 se trouvant dans un état horizontal dans le

moteur E, et est ainsi faible, la hauteur du carter inso-

norisé 1 peut également être réduite de façon correspon-

dante à celle du radiateur 3.

Comme la hauteur du radiateur 3 est restreinte comme indiqué ci-dessus, les longueurs du conduit d'eau chaude et du conduit d'eau froide 37 peuvent être réduites de

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sorte que l'on peut ainsi obtenir une diminution remar-

quable de la dimension de la pompe et du coût de fabrica-

tion par rapport à un mode de réalisation habituel utili-

sant un moteur vertical.

Par ailleurs, le ventilateur 4 comprend un ventila- teur d'aspiration du type à écoulement axial qui est

situé à l'avant du radiateur 3 et est entraTné par un mo-

teur 43 relié électriquement à une batterie 41, en tant que source d'énergie, située du côté avant droit du

radiateur 3.

Le ventilateur 4 aspire de l'air ambiant, en tant qu'air de refroidissement, par les ouvertures d'entrée 39 prévues dans la partie centrale aussi bien que dans la partie arrière de la paroi latérale gauche lb, à l'avant de la paroi latérale droite la et dans la paroi de fond

lc du carter insonorisé 1. L'air de refroidissement in-

troduit dans le carter 1 s'écoule à travers le radiateur 3 en refroidissant le générateur 2, le moteur horizontal E et le radiateur 3, puis est évacué vers l'extérieur par la sortie d'air 40 prévue dans la paroi avant ld du

carter 1.

Dans ce cas, comme une partie du passage d'air de refroidissement 6 est formée dans l'espace au-dessus de

la culasse 5 de façon à s'étendre depuis la partie arriè-

re du moteur E vers le radiateur 3 à l'avant de celui-ci, la chaleur créée à partir de la culasse chaude 5 est

rapidement évacuée vers l'extérieur par l'air de refroi-

dissement à travers le radiateur 3 et la sortie d'air 40.

En conséquence, la chaleur créée à partir de la culasse 5 n'est pas confinée à l'intérieur du carter insonorisé 1, et le générateur 2 (incluant un tableau de commande) peut être effectivement protégé de la chaleur. En outre, comme on doit considérer que la courroie 24 qui sert à relier le moteur horizontal E et le générateur 2 est soumise à une diminution de tension du fait de sa distension pendant un fonctionnement de longue durée, un régulateur de tension automatique 25 est prévu de façon à

toujours maintenir la courroie 24 sous tension.

Comme montré sur la figure 4, le régulateur de ten-

sion automatique 25 comprend une poulie de tensior. 2E, une bielle 27, une tige de régulation 29, et un ressort de compression 32. La bielle coudée 27 est supportée, de façon pivotante, par un pivot 26 et reliée, à une de ses extrémités, à la poulie de tension 28 qui est agencée

pour venir contre la courroie 24, et, à son autre extré-

mité, à la partie 29a de la tige de régulation 29.

La tige de régulation 29 est supportée de façon cou-

lissante par une patte 31 fixée au corps du moteur et est toujours sollicitée dans la direction de la flèche P opposée à la patte 31 par le ressort de compression 32

retenu entre la patte 31 et la bride 29b prévue à l'ex-

trémité libre de la tige 29.

La référence numérique 33 désigne une vis pour régler

la force élastique du ressort de compression 32.

Dans le régulateur de tension 25, comme la tige de

régulation 29 est sollicitée dans la direction de la flè-

che P par la force élastique du ressort de compression

32, le bras coudé 27, relié de façon pivotante à la par-

tie 29a de la tige, oscille autour du pivot 26 dans la direction de la flèche Q de façon à appliquer une tension à la courroie 24 par la poulie de tension 28 qui oscille en conséquence dans la direction de la flèche R. Comme montré sur la figure 3, dans la paroi latérale droite la du carter insonorisé 1, sont prévus une porte pour la maintenance et, en parallèle, un tableau de commande 47. La porte 45 est reliée, de façon pivotante,

au carter 1 par des articulations 44 de façon à être ou-

verte vers le haut. Le tableau de commande 47 est égale-

ment relié de façon pivotante au carter 1 par des articu-

lations 46 de façon à être ouvert latéralement. De plus, les parties de liaison de câbles du générateur 2 sont concentrées du côté de la porte de maintenance 45, de façon que la maintenance et le fonctionnement puissent être mis en oeuvre rapidement et facilement grâce à leur accès à partir du même endroit (en conséquence, la paroi latérale droite la est définie comme le côté frontal quand on prend en compte la commodité de fonctionnement

de la machine).

A ce propos, le moteur horizontal E et le générateur 2 sont installés sur une base commune 48, qui est fixée à

la paroi de fond lc du carter insonorisé 1 par l'intermé-

il

diaire de supports en caoutchouc anti-vibrations 50.

Des organes de fixation 51 sont fixés à la paroi de fond lc du carter insonorisé 1. Dans le cas o des roues

sont montées sur les organes de fixation, le carter inso-

norisé 1 peut être transformé pour être du type portable. La référence numérique 52 indique un réservoir de combustible disposé au-dessus du générateur 2, et la référence numérique 53 désigne un démarreur pour le moteur E. Comme la présente invention est caractérisée en ce cue le radiateur et le ventilateur sont agencés à 'avant de la culasse du moteur horizontal refroidi par eau et que le passage d'air de refroidissement est prévu danr.s l'espace au-dessus de la culasse de façon que l'air de refroidissement puisse traverser le moteur de l'arrière vers l'avant grâce au ventilateur, le moteur horizontal refroidi par eau peut être utilisé comme moteur primaire, et également être appliqué à une machine à moteur, telle que par exemple un générateur à moteur, un compresseur à moteur, un appareil de soudage à moteur, une pompe

entraînée par un moteur et analogue.

Le carter insonorisé est associé, de façon faculta-

tive, au moteur pour enfermer la totalité de la machine.

Cependant, par exemple dans le générateur à moteur enfer-

mé par le carter comme expliqué dans l'exemple de réali-

sation ci-dessus, comme la taille de l'ensemble du carter peut être réduite de façon compacte, le générateur à moteur peut être installé dans l'espace prévu entre les roues et au-dessous du plancher d'un châssis de véhicule ou dans l'espace entre les pieds d'une table dans une cabine quand il est, par exemple, installé dans un camping-car.

Dans le cas du transport par camionnette, le généra-

teur à moteur peut être installé sur le plateau de char-

gement arrière dans un espace restreint.

Comme noté ci-dessus, le générateur à moteur selon la

présente invention est d'une grande souplesse d'utilisa-

tion.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau, caractérisé en ce qu'il comprend:

a - une culasse (5) agencée à l'avant d'un bloc de cylin-

dre (10) d'un moteur horizontal refroidi par eau (E); b - un radiateur (3) monté dans l'espace à l'avant de la culasse (5) de façon à faire face vers l'avant; c - une enveloppe d'eau formée dans la culasse (5) et dans le bloc de cylindre (10); d - un conduit d'eau chaude (35) reliant l'orifice de sortie (34) à l'orifice d'entrée d'eau du radiateur (3); e - un conduit d'eau froide (37) reliant la sortie d'eau

du radiateur (3) à l'orifice d'entrée (36) de l'en-

veloppe d'eau; f - un ventilateur (4) disposé contre le radiateur (3); et g - un passage d'air de refroidissement (6) à travers lequel de l'air de refroidissement est forcé à passer au moins depuis l'espace au-dessus de la culasse (5) vers le radiateur (3) par l'action d'aspiration du

ventilateur (4).

2 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une machine (2) est montée dans l'espace à l'arrière du moteur horizontal refroidi par eau (E), et l'arbre rotatif d'entrée (21) de la machine

(2) est relié à l'arbre de sortie (20) du moteur horizon-

tal refroidi par eau (E) par un mécanisme de liaison.

3 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 2,

caractérisé en ce que la machine (2) est un générateur.

4 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur horizontal refroidi par eau (E), le radiateur (3) et le ventilateur (4) sont

agencés à l'intérieur d'un carter insonorisé (1).

- Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une ouverture d'entrée d'air de refroidissement (39) est prévue à la partie arrière du carter insonorisé (1), et une sortie d'air est prévue à

la partie avant de ce dernier.

6 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau, caractérisé en ce qu'il comprend une culasse (5) prévue à l'avant d'un bloc de cylindre (10) d'un moteur horizontal

refroidi par eau (E), un radiateur (3) prévu dans l'espa-

ce à l'avant de la culasse (5) de façon à faire face vers l'avant, une enveloppe d'eau formée dans le bloc de cylindre (10) et dans la culasse (5), l'orifice de sortie

(34) de l'enveloppe d'eau étant reliée à l'orifice d'en-

trée du radiateur (3) par le conduit d'eau chaude (35), l'orifice de sortie d'eau du radiateur (3) étant relié à l'orifice d'entrée (36) de l'enveloppe d'eau par le conduit d'eau froide (37), un filtre à air (16) et un pot d'échappement (18) prévus, séparément, à gauche et à droite quand on regarde de la culasse (5) vers le radia-

teur (3).

7 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre à air (16) est prévu du

côté avant gauche de la culasse (5).

8 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pot d'échappement (18) est prévu

légèrement du côté avant droit de la culasse (5).

9 - Système de refroidissement par eau pour un moteur horizontal refroidi par eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur horizontal refroidi par eau (E) est prévu dans un carter insonorisé (1), une porte (45) utilisée pour la maintenance étant prévue sur la paroi latérale du carter insonorisé (1), le filtre à air (16) étant prévu plus près de la porte de maintenance (45) et le pot d'échappement (18) plus loin de la porte (45).