FR2962506A1 - Balancing device for balancing inertia force torque of crankshaft of three cylinder engine, of motor vehicle, has toothed wheels whose axes are coplanar with axis of crankshaft, where two masses are assembled on corresponding wheels - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'EQUILIBRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE A TROIS CYLINDRES [0001 La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique à trois cylindres. [0002 L'équilibrage dynamique d'un moteur à trois cylindres nécessite, pour compenser une partie des masses alternatives telles que celles des pistons, des axes, des segments, des bielles, etc., l'implantation sur son architecture d'un arbre d'équilibrage. [0003] De manière fonctionnelle, cet arbre doit comporter deux masses, disposées de part et d'autre du plan médian du vilebrequin, et tourner en sens inverse et à la même vitesse que le vilebrequin. [0004 De manière classique, cet arbre d'équilibrage est disposé à droite ou à gauche du vilebrequin, et les deux masses sont assemblées sur un axe, monté sur roulements, qui traverse toute la longueur du moteur. Un premier pignon est monté sur cet arbre et l'entraînement de l'arbre est assuré par un second pignon, monté sur le vilebrequin directement en vis-à-vis du premier pignon. Cet arbre d'équilibrage doit être relativement éloigné de l'axe du vilebrequin, du fait, en particulier, des diamètres des masses, et du diamètre de l'axe sur lequel les masses d'équilibrage sont disposées. [0005] D'autres architectures de systèmes d'équilibrage sont connues de l'art antérieur. [0006] A titre d'exemple, le document FR 2 512 108 décrit un dispositif d'équilibrage pour moteur à trois cylindres, qui comprend trois cylindres, un vilebrequin dans lequel les bras de manivelle sont disposés à des intervalles angulaires de 120° et un arbre de renvoi monté de façon à tourner à la même vitesse que le vilebrequin. Ce dispositif comporte des contrepoids, qui sont fixés sur le vilebrequin pour le premier cylindre et le troisième cylindre et qui sont disposés aux deux extrémités du moteur pour assurer l'équilibrage des masses effectuant un mouvement de va-et-vient et des masses entraînées en rotation. Un The present invention relates to a device for balancing a three-cylinder thermal engine. [0002] The dynamic balancing of a three-cylinder engine requires, to compensate for a part of the alternative masses such as pistons, axes, segments, connecting rods, etc., the implantation on its architecture of a tree. balancing. Functionally, this shaft must have two masses disposed on either side of the median plane of the crankshaft, and rotate in the opposite direction and at the same speed as the crankshaft. Conventionally, this balancing shaft is disposed to the right or left of the crankshaft, and the two masses are assembled on an axis, mounted on bearings, which runs through the entire length of the engine. A first pinion is mounted on this shaft and the driving of the shaft is provided by a second pinion, mounted on the crankshaft directly vis-à-vis the first pinion. This balancing shaft must be relatively far from the axis of the crankshaft, in particular because of the diameters of the masses and the diameter of the axis on which the balancing masses are arranged. [0005] Other balancing system architectures are known from the prior art. By way of example, the document FR 2 512 108 describes a balancing device for a three-cylinder engine, which comprises three cylinders, a crankshaft in which the crank arms are arranged at angular intervals of 120 ° and a countershaft mounted to rotate at the same speed as the crankshaft. This device comprises counterweights, which are fixed on the crankshaft for the first cylinder and the third cylinder and which are arranged at both ends of the engine to ensure the balancing of the reciprocating masses and the masses driven by them. rotation. A
contrepoids au moins est fixé sur le vilebrequin pour le second cylindre, de manière à assurer l'équilibrage des masses effectuant un mouvement de rotation. Deux masses d'équilibrage au moins sont fixées sur l'arbre de renvoi aux deux extrémités de ce dernier. Ces deux masses d'équilibrage sont disposées dans des positions qui correspondent aux paliers des deux extrémités du vilebrequin. [0007] De manière générale, les dispositifs d'équilibrage de moteurs à trois cylindres connus de l'art antérieur présentent l'inconvénient d'imposer une largeur de moteur difficilement réductible, et par voie de conséquence, le moteur étant implanté transversalement, une longueur du véhicule difficilement réductible. [0008] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique à trois cylindres, qui prenne le moins de place possible, en particulier de façon à ne pas avoir d'influence sur la largeur du moteur et, par conséquent, sur la longueur du véhicule lorsque le moteur est implanté transversalement. [0009] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif d'équilibrage, qui puisse entraîner, outre les masses d'équilibrage, différents accessoires dans l'environnement direct du moteur, tels que la pompe à huile, la pompe d'injection, la pompe à eau, la pompe à vide, l'alternateur ou le compresseur de climatisation, ou encore l'alterno-démarreur de la fonction « Stop and Start » du véhicule. [0010] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif d'équilibrage, qui soit de conception et de réalisation simples, qui soit fiable et économique. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique qui comprend trois cylindres, un vilebrequin et deux masses d'équilibrage qui tournent en sens inverse du vilebrequin et viennent équilibrer le couple de forces d'inertie de ce dernier. Dans ce dispositif nouveau d'équilibrage, les deux masses d'équilibrage sont situées à l'une et à l'autre extrémités du vilebrequin, et sont montées, chacune, sur une roue dentée counterweight at least is fixed on the crankshaft for the second cylinder, so as to ensure the balancing masses performing a rotational movement. At least two balance weights are attached to the spindle at both ends of the spindle. These two balancing masses are arranged in positions that correspond to the bearings of the two ends of the crankshaft. In general, the balancing devices of three-cylinder engines known from the prior art have the disadvantage of imposing a motor width that is difficult to reduce, and consequently, the motor being transversely implanted, a length of the vehicle hardly reducible. The object of the present invention is to provide a balancing device for a three-cylinder engine, which takes the least possible space, particularly so as not to have an influence on the width of the engine and, therefore, the length of the vehicle when the engine is transversely implanted. Another object of the present invention is to provide such a balancing device, which can cause, in addition to the balancing masses, different accessories in the direct environment of the engine, such as the oil pump, the pump injection, the water pump, the vacuum pump, the alternator or the air-conditioning compressor, or the alternator-starter of the "Stop and Start" function of the vehicle. Finally, it is also an object of the present invention to provide such a balancing device, which is simple in design and construction, which is reliable and economical. To achieve these goals, the present invention relates to a balancing device of a heat engine which comprises three cylinders, a crankshaft and two balancing masses which rotate in the opposite direction of the crankshaft and come balance the torque inertia forces of the latter. In this new balancing device, the two balancing masses are located at one and the other end of the crankshaft, and are each mounted on a toothed wheel
entraînée par le vilebrequin, à la même vitesse de rotation que ce dernier. De plus, les axes desdites roues dentées sont coplanaires avec l'axe du vilebrequin. [0012] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, chaque roue dentée est entraînée par un pignon assemblé à une extrémité du vilebrequin. [0013] Chaque roue dentée est montée sur un arbre logé dans le carter cylindres du moteur, ou bien dans le carter chapeaux de paliers de vilebrequin du moteur, ou bien encore entre le carter cylindres et le carter chapeaux de paliers de vilebrequin du moteur. [0014] Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, chaque pignon 10 peut également être un pignon d'entraînement en rotation d'au moins un accessoire du moteur. [0015] De la même façon, chaque roue dentée peut également être un pignon d'entraînement en rotation d'au moins un accessoire du moteur. [0016] Par accessoire, on entend au moins l'un des accessoires suivants : la 15 pompe à huile, la pompe d'injection, la pompe à eau, la pompe à vide, l'alternateur ou le compresseur de climatisation du véhicule. [0017] En variante, l'accessoire évoqué ci-dessus peut aussi être l'alternodémarreur de la fonction « Stop and Start » du véhicule, ce dernier pouvant ainsi se substituer au démarreur. 20 [0018] Les roues dentées et les pignons mentionnés ci-dessus peuvent avantageusement être des engrenages à denture droite ou à denture hélicoïdale, équipés de moyens de rattrapage de jeux, (simple ou double). [0019] L'invention a également pour objet un véhicule automobile à moteur thermique à trois cylindres, dans lequel le moteur comprend un dispositif 25 d'équilibrage conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'exemples de réalisation de l'invention, non limitatifs driven by the crankshaft, at the same speed of rotation as the latter. In addition, the axes of said gears are coplanar with the axis of the crankshaft. According to the preferred embodiment of the invention, each toothed wheel is driven by a pinion assembled at one end of the crankshaft. Each gearwheel is mounted on a shaft housed in the crankcase of the engine, or in the housing crankshaft bearing caps of the engine, or even between the crankcase and crankcase housing crankshaft bearings of the engine. According to an advantageous embodiment of the invention, each pinion 10 may also be a pinion driving rotation of at least one engine accessory. In the same way, each toothed wheel can also be a pinion driving in rotation of at least one accessory of the engine. By accessory is meant at least one of the following accessories: the oil pump, the injection pump, the water pump, the vacuum pump, the alternator or the air conditioning compressor of the vehicle. Alternatively, the accessory mentioned above can also be the alternator starter of the "Stop and Start" function of the vehicle, the latter can thus be substituted for the starter. [0018] The gears and pinions mentioned above may advantageously be spur gears or helical gears, equipped with means of catching games, (single or double). The invention also relates to a motor vehicle with a three-cylinder engine, wherein the engine comprises a balancing device 25 in accordance with that described above in outline. Other objects, advantages and features of the invention will appear in the following description of non-limiting embodiments of the invention.
de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, un exemple de dispositif d'équilibrage connu de l'art antérieur pour un moteur thermique à trois cylindres, - la figure 2 représente, de manière schématique, le dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique à trois cylindres, selon la présente invention, et - la figure 3 représente, de manière schématique, une variante de réalisation du dispositif d'équilibrage de la figure 2. [0021] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté un dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique à trois cylindres, connu de l'art antérieur. Dans ce dispositif classique, deux masses ml et m2 sont assemblées sur un arbre 2, d'axe A, monté sur roulements et traversant toute la longueur du moteur (ou longueur du vilebrequin). Sur cet arbre 2 est monté un pignon 3 qui coopère par engrenage avec un pignon 4 monté sur le vilebrequin 1, de telle sorte que l'arbre 2 est entraîné par le vilebrequin 1 et tourne en sens contraire de ce dernier. De préférence, les deux pignons 3 et 4 sont dimensionnés de telle sorte que la vitesse de rotation de l'arbre 2 est identique à celle du vilebrequin 1. [0022] Comme mentionné précédemment, un tel dispositif d'équilibrage connu de l'art antérieur présente l'inconvénient d'imposer une largeur de moteur difficilement réductible, et par voie de conséquence, le moteur étant implanté transversalement, une longueur du véhicule difficilement réductible. [0023] Selon le principe de la présente invention, et en référence au dessin de la figure 2, l'entraînement des masses d'équilibrage est dédoublé de façon à moins impacter l'environnement direct du vilebrequin. [0024] Le moteur thermique, tel que représenté figure 2, comprend trois cylindres référencés Cl, C2 et C3, le vilebrequin 1 d'axe X, et deux masses the object and scope of the present patent application, accompanied by drawings in which: - Figure 1 shows, schematically, an example of balancing device known from the prior art for a three-engine heat engine FIG. 2 schematically shows the balancing device of a three-cylinder thermal engine according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic representation of an embodiment variant of the device of FIG. Figure 2. [0021] With reference to the drawing of Figure 1, there is shown a balancing device of a three-cylinder thermal engine, known from the prior art. In this conventional device, two masses ml and m2 are assembled on a shaft 2, axis A, mounted on bearings and through the entire length of the engine (or length of the crankshaft). On this shaft 2 is mounted a pinion 3 which cooperates by gearing with a pinion 4 mounted on the crankshaft 1, so that the shaft 2 is driven by the crankshaft 1 and rotates in the opposite direction of the latter. Preferably, the two pinions 3 and 4 are dimensioned such that the speed of rotation of the shaft 2 is identical to that of the crankshaft 1. As mentioned above, such a balancing device known in the art. The prior art has the disadvantage of imposing a motor width that is difficult to reduce, and consequently, since the motor is transversely implanted, a length of the vehicle is difficult to reduce. According to the principle of the present invention, and with reference to the drawing of Figure 2, the drive of the balancing masses is split so as to less impact the direct environment of the crankshaft. The heat engine, as shown in Figure 2, comprises three cylinders referenced C1, C2 and C3, the crankshaft 1 X axis, and two masses.
d'équilibrage qui tournent en sens inverse du vilebrequin 1 et viennent équilibrer le couple de forces d'inertie de ce dernier. [0025] Les deux masses d'équilibrage selon l'invention sont référencées M1 et M2. Elles sont situées à l'une et à l'autre extrémités de la longueur du vilebrequin 1, et sont montées, chacune, sur un roue dentée R1, respectivement R2, entraînée par le vilebrequin 1, à la même vitesse de rotation que ce dernier. Les axes de rotation X1, respectivement X2, des roues dentées R1, respectivement R2, sont coplanaires avec l'axe X du vilebrequin 1. [0026] Chaque roue dentée R1, respectivement R2, est entraînée par un pignon P1, respectivement P2, assemblé à une extrémité du vilebrequin 1. [0027] Les deux roues dentées R1 et R2 sont montées sur deux arbres distincts, d'axes X1 et X2 respectivement, logés dans le carter cylindres du moteur (désigné 20 sur la figure 3) ou bien dans le carter chapeaux de paliers de vilebrequin du moteur ou bien encore entre le carter cylindres 20 et le carter chapeaux de paliers de vilebrequin du moteur. [0028] Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, chaque pignon P1, P2 peut être un pignon d'entraînement en rotation d'au moins un accessoire du moteur. Ainsi, comme représenté sur le dessin de la figure 3, le pignon P1 entraîne en rotation un pignon 11 de la pompe à huile référencée 7, tandis que le pignon P2 entraîne en rotation un pignon 12 de la pompe à vide référencée 8. [0029] En variante, de façon analogue, chaque roue dentée R1, R2 peut être également un pignon d'entraînement en rotation d'au moins un accessoire du moteur. [0030] Par « accessoire du moteur », on entend l'un au moins des accessoires suivants : la pompe à huile 7 ou la pompe à vide 8 déjà mentionnées, ou encore la pompe d'injection, la pompe à eau, l'alternateur ou le compresseur de climatisation. [0031] En variante également, l'accessoire peut aussi être l'alterno-démarreur de la fonction « Stop and Start » du véhicule. [0032] Les roues dentées RI, R2 et les pignons P1, P2 sont des engrenages à denture droite ou hélicoïdale, équipés de moyens de rattrapage de jeux connus 5 en soi. [0033] Le dispositif d'équilibrage d'un moteur thermique à trois cylindres décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - il ne comporte pas, comme les dispositifs connus de l'art antérieur, d'axe 10 unique traversant toute la longueur du moteur, lequel axe traversant impacte de façon négative l'environnement direct du moteur dans les dispositifs d'équilibrage connus de l'art antérieur, - il peut, par ses pignons positionnés sur le vilebrequin, entraîner différents accessoires présents sur le moteur et permettre, ainsi, de réaliser un 15 ensemble plus compact, plus léger et plus économique. [0034] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. balancing which rotate in the opposite direction of the crankshaft 1 and come to balance the couple of inertia forces of the latter. The two balancing masses according to the invention are referenced M1 and M2. They are located at both ends of the length of the crankshaft 1, and are each mounted on a gear R1, respectively R2, driven by the crankshaft 1, at the same speed of rotation as the latter . The axes of rotation X1, respectively X2, of the toothed wheels R1, respectively R2, are coplanar with the axis X of the crankshaft 1. Each toothed wheel R1, respectively R2, is driven by a pinion P1, respectively P2, assembled at one end of the crankshaft 1. The two toothed wheels R1 and R2 are mounted on two separate shafts, of axes X1 and X2 respectively, housed in the crankcase of the engine (designated 20 in FIG. 3) or in the housing crankshaft bearing caps of the engine or even between the crankcase 20 and crankcase crankcase engine crankcase. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, each pinion P1, P2 may be a pinion driving rotation of at least one accessory of the engine. Thus, as shown in the drawing of FIG. 3, the pinion P1 drives in rotation a pinion 11 of the oil pump referenced 7, while the pinion P2 drives in rotation a pinion 12 of the vacuum pump referenced 8. [0029 Alternatively, similarly, each toothed wheel R1, R2 may also be a pinion driving rotation of at least one accessory of the engine. By "engine accessory" means at least one of the following accessories: the oil pump 7 or the vacuum pump 8 already mentioned, or the injection pump, the water pump, the alternator or air conditioning compressor. Alternatively also, the accessory can also be the alternator-starter of the "Stop and Start" function of the vehicle. The toothed wheels R1, R2 and the pinions P1, P2 are gear teeth with straight or helical teeth, equipped with means of catching games known per se. The balancing device of a three-cylinder thermal engine described above has many advantages, among which the following advantages: it does not include, as the known devices of the prior art, axis 10, which crosses the entire length of the engine, which traversing axis has a negative impact on the direct environment of the engine in the balancing devices known from the prior art; it can, by its pinions positioned on the crankshaft, cause various accessories present on the engine and thus allow to achieve a more compact, lighter and more economical. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown above as examples; other embodiments may be devised by those skilled in the art without departing from the scope and scope of the present invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TQ | Partial transmission of property |
Owner name: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA, FR Effective date: 20130725 Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC, US Effective date: 20130725 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
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| CA | Change of address |
Effective date: 20180312 |
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| CD | Change of name or company name |
Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC, US Effective date: 20180312 Owner name: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA, FR Effective date: 20180312 |
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| PLFP | Fee payment |
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