FR3031135B1 - Machine de detente axiale a pistons - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une machine (4) de détente axiale à pistons comprenant : - une culasse (10) d'admission de vapeur sous pression comprenant un orifice (100) d'admission de la vapeur, - une zone d'expansion comprenant une pluralité de cylindres (110), dans laquelle un piston coulissant dans chaque cylindre respectif est lié à un arbre (40) par un plateau (20) incliné, chaque piston étant parallèle audit arbre, - une pluralité de soupapes (12) à tige disposées dans la culasse (10) d'admission permettant l'admission de vapeur alternativement dans lesdits cylindres (110), chaque soupape (12) étant commandée par une came (21) agencée sur l'arbre (40), - un mécanisme (13) de levée de chaque soupape coopérant avec la came, - un mécanisme de rappel de chaque soupape, ladite machine étant caractérisée en ce que la culasse (10) d'admission comprend : - une zone centrale (10A) close et lubrifiée comprenant la came et les mécanismes de levée et de rappel des soupapes, - une zone périphérique (10B) dans laquelle débouche l'orifice d'admission (100), s'étendant autour de la zone centrale (10A).

Description

MACHINE DE DETENTE AXIALE A PISTONS

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne une machine de détente axiale à pistons.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

On connaît des systèmes de conversion de la chaleur issue d’un moteur en énergie mécanique. De tels ensembles sont notamment connus pour la conversion de chaleur émise par des moteurs à combustion interne, qui est notamment dissipée lors de l’expulsion des gaz d’échappement et est donc perdue.

De tels ensembles sont soumis à des contraintes de poids et d’encombrement exigeantes. Ils tendent ainsi à devenir de plus en plus compacts.

Ces systèmes fonctionnent avec un fluide de travail que l’on soumet à un cycle thermodynamique de Rankine comprenant une compression, une évaporation complétée d’une éventuelle surchauffe, une détente dans une machine de détente et une condensation. La détente au sein de la machine de détente permet d’actionner des organes mobiles tels que des pistons afin d’obtenir de l’énergie mécanique.

On s’intéresse en particulier aux systèmes comprenant une machine de détente qui comprend une culasse d’admission de vapeur sous pression comprenant un orifice d’admission de la vapeur et une zone d’expansion comprenant une pluralité de cylindres, dans laquelle un piston coulissant dans chaque cylindre respectif est lié à un arbre par un plateau incliné, chaque piston étant parallèle audit arbre.

Une pluralité de soupapes disposées dans la culasse d’admission permettent l’admission de vapeur alternativement dans lesdits cylindres, chaque soupape étant commandée par une came agencée sur l’arbre et coopérant avec un mécanisme de levée et de rappel de chaque soupape.

Dans ce type de machine, les pistons peuvent être à simple effet, c’est-à-dire ne bénéficier d’un travail mécanique par détente de la vapeur que d’un seul côté, ou à double effet, c’est-à-dire bénéficier d’un travail mécanique par détente de la vapeur sur ses deux côtés.

Le document WO 2005/073511 décrit, en référence aux figures 1 et 6, des machines de détente comprenant des pistons à simple effet. Dans ces machines, la liaison entre la tige des soupapes et la came est bien lubrifiée car elle se trouve dans un carter contenant également le plateau incliné. Cependant, cette configuration présente l’inconvénient de nécessiter des tiges de soupapes très longues, qui augmentent leur masse et par conséquent les efforts d’inertie. Le mécanisme de rappel des soupapes - généralement un ressort - doit donc être dimensionné en conséquence, ce qui augmente encore la masse et l’encombrement de la machine. Par ailleurs, cette construction des soupapes est difficilement compatible avec l’utilisation de pistons à double effet. En effet, dans le cas de la figure 1, l’arbre gênerait les soupapes et, pour éviter le passage de lubrifiant dans la culasse contenant la vapeur à haute pression, il serait nécessaire de prévoir des joints d’étanchéité particuliers, qui sont chers et peu fiables aux températures de fonctionnement de la machine. Dans le cas de la figure 6, l’agencement des soupapes à la périphérie de la machine est plus favorable à l’utilisation de pistons à double effet, mais nécessiterait une augmentation du diamètre extérieur de la machine.

Le document US 4,262,579 décrit une autre machine de détente axiale à pistons. Ce document ne fait apparaître aucun confinement de la zone s’étendant de la came jusqu’au cylindre dans lequel coulisse chaque piston. Par conséquent, toute fuite de vapeur par les guides des tiges de soupape est perdue. D’autre part, les angles d’admission des machines à vapeur sont généralement très faibles, ce qui entraîne des levées de soupapes extrêmement raides et nécessite, pour des machines tournant à haute vitesse, des ressorts de rappel des soupapes très raides. Ces ressorts étant encombrants notamment dans la direction axiale, ils pénalisent la compacité de la machine.

Or, dans les applications visant à embarquer un tel système de conversion sur un véhicule, il est nécessaire de minimiser l’encombrement et la masse des différents composants du système.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

Un but de l’invention est de remédier aux inconvénients des machines de détente existantes et de concevoir une machine de détente axiale à pistons qui soit plus compacte tout en procurant une bonne lubrification et permettant d’éviter les pertes de vapeur occasionnées par d’éventuelles fuites.

Conformément à l'invention, il est proposé une machine de détente axiale à pistons comprenant : - une culasse d’admission de vapeur sous pression comprenant un orifice d’admission de la vapeur, - une zone d’expansion comprenant une pluralité de cylindres, dans laquelle un piston coulissant dans chaque cylindre respectif est lié à un arbre par un plateau incliné, chaque piston étant parallèle audit arbre, - une pluralité de soupapes à tige disposées dans la culasse d’admission permettant l’admission de vapeur alternativement dans lesdits cylindres, chaque soupape étant commandée par une came agencée sur l’arbre, - un mécanisme de levée de chaque soupape coopérant avec la came, - un mécanisme de rappel de chaque soupape, ladite machine étant caractérisée en ce que la culasse d’admission comprend : - une zone centrale close et lubrifiée comprenant la came et les mécanismes de levée et de rappel des soupapes, - une zone périphérique dans laquelle débouche l’orifice d’admission, s’étendant autour de la zone centrale. .

Par « supérieur » ou « inférieur » on entend une position relative par rapport à la position de la machine de détente lors de son utilisation normale.

Par « longitudinal » on entend une direction parallèle à l’axe de l’arbre.

De manière particulièrement avantageuse, ladite zone périphérique s’étend uniquement autour d’une partie supérieure de la zone centrale.

De préférence, ladite zone périphérique ne comporte pas de paroi commune avec la partie inférieure de la zone centrale.

Selon un mode de réalisation, la machine comprend en outre un circuit de lubrification de la zone centrale, ledit circuit comprenant : - un canal agencé dans l’arbre et débouchant dans la zone centrale par un orifice d’entrée du lubrifiant, et - un orifice de sortie du lubrifiant agencé dans une paroi de la partie inférieure de la zone centrale.

Par ailleurs, la zone centrale comprend avantageusement, dans sa partie supérieure, un orifice de passage de la vapeur en liaison fluidique avec une zone d’échappement de la machine.

Selon une forme d’exécution préférée, le mécanisme de rappel de chaque soupape comprend une barre de torsion et un linguet de rappel s’étendant entre ladite barre de torsion et la tige d’une soupape respective de sorte à exercer un effort de plaquage de la tête de la soupape vis-à-vis du siège de ladite soupape.

De préférence, la barre de torsion est parallèle à l’arbre.

Selon un mode de réalisation avantageux, le linguet de rappel est solidaire de la tige de la soupape par une fourche.

De préférence, ladite fourche est en contact avec la queue de la soupape par deux points de contact dont l’axe n’est pas parallèle à l’axe de rotation du linguet de rappel, de sorte que la fourche induit une rotation de la tige autour de l’axe de ladite tige.

Par ailleurs, le mécanisme de levée de chaque soupape comprend un linguet pivotant solidaire d’une soupape respective, ledit linguet, dit « linguet suiveur de came », coopérant avec la came de sorte à écarter la tête de ladite soupape du siège de ladite soupape.

Selon un mode de réalisation, les pistons sont à double effet.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est un schéma de principe d’un circuit de Rankine, la figure 2 est une vue en perspective de l’extérieur d’une machine de détente selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 3 est une vue en coupe transversale au niveau de la culasse de la machine de détente de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la machine de détente de la figure 2, les figures 5 et 6 sont des vues en perspective des mécanismes de levée et de rappel d’une soupape selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 7 est une vue en perspective d’une forme d’exécution particulière du linguet de rappel, la figure 8 est une vue en coupe transversale au niveau de la culasse d’une machine de détente selon une autre forme d’exécution de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

La figure 1 représente un circuit opérant un cycle thermodynamique de Rankine.

On représente sur cette figure un circuit 1 contenant un fluide de travail, le circuit 1 comprenant : une pompe 2, typiquement une pompe adaptée pour délivrer un débit de fluide de travail ce qui établit une pression de 40 bars à son refoulement ; un premier échangeur thermique 3 que l’on désignera dans la suite du texte par « évaporateur » ; une machine de détente 4 ; un second échangeur thermique 5, que l’on désignera dans la suite du texte par « condenseur » ; un dispositif de dérivation 6.

La pompe 2 alimente l’évaporateur 3 en fluide de travail à l’état liquide sous pression, typiquement de l’ordre de 40 bars. L’évaporateur 3 est disposé dans un milieu à température élevée, et réalise ainsi un transfert thermique entre ce milieu à température élevée et le fluide de travail de sorte que ce dernier soit vaporisé et passe à l’état gazeux.

Le fluide de travail en sortie de l’évaporateur 3 est donc à l’état gazeux et sous pression.

Le fluide de travail passe ensuite par la machine de détente 4, dans laquelle se produit une détente.

La détente du fluide de travail dans la machine de détente 4 entraîne des moyens mobiles tels qu’un arbre mécanique tournant, permettant ainsi de récupérer l’énergie de la détente du fluide de travail.

Les moyens mobiles sont avantageusement couplés à l’arbre du moteur à combustion interne, de manière à réinjecter un couple mécanique. Les moyens mobiles peuvent également être couplés à des moyens de conversion d’énergie tels qu’une génératrice électrique, de manière à permettre une conversion de l’énergie résultant de la détente en énergie électrique.

Le fluide de travail en sortie de la machine de détente 4 est donc à l’état gazeux, et à pression faible, typiquement de l’ordre de 2,2 bars.

Le fluide de travail passe ensuite par le condenseur 5, qui est disposé dans un milieu à température faible afin de réaliser un échange thermique entre le fluide de travail et ce milieu à température faible pour abaisser la température du fluide de travail et le ramener à l’état liquide.

Le fluide de travail en sortie du condenseur 5 est donc à l’état liquide et à pression faible, de l’ordre de 2,2 bars. II est ensuite réinjecté dans le circuit 1 par la pompe 2 et réalise à nouveau le cycle décrit précédemment.

Le circuit 1 présenté comprend en outre un dispositif de dérivation 6 adapté pour permettre de prélever tout ou partie du fluide de travail en amont de la machine de détente 4 et de le réinjecter dans le circuit 1 en aval de la machine de détente 4, réalisant ainsi une fonction de court-circuit de la machine de détente 4. On qualifie communément un tel dispositif selon l’appellation anglaise « bypass ».

Un tel dispositif de dérivation 6 est avantageusement utilisé en phase d’initiation du circuit 1 afin de permettre l’établissement des conditions de température et de pression dans le circuit 1 et/ou afin de réaliser une montée en température du carter 17, ou en cas de nécessité de modulation du fonctionnement du circuit 1.

La figure 2 est une vue en perspective de l’extérieur d’une machine de détente selon un mode de réalisation de l’invention.

Dans ce mode de réalisation, la machine contient des pistons à double effet, de la vapeur sous pression étant admise dans deux culasses 10 situées de part et d’autre de la machine. Bien que préférée, cette configuration n’est pas limitative et une construction avec des pistons à simple effet peut être mise en oeuvre sans pour autant sortir de la portée de la présente invention.

La machine 4 comprend un orifice 100 d’admission de la vapeur sous pression dans chaque culasse 10, ainsi que deux orifices d’échappement 200.

La figure 3 est une vue en coupe transversale au niveau d’une culasse de la machine de détente de la figure 2, dans sa position normale d’utilisation. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de ladite machine.

La culasse 10 présente un orifice 100 d’admission de vapeur sous pression.

La culasse comprend par ailleurs une zone centrale 10A et une zone périphérique 10B. Pour des raisons expliquées en détail plus bas, la zone périphérique 10B entoure partiellement la zone centrale 10A. Plus précisément, la zone périphérique 10B s’étend uniquement autour de la partie supérieure de la zone centrale 10A. L’orifice 100 débouche dans la zone périphérique 10B de la culasse.

La machine 4 comprend des cylindres 110 (au nombre de trois de chaque côté de la machine sur la figure 4) qui sont agencés dans une zone d’expansion, à l’intérieur desquels coulisse un piston 111 respectif (cf. figure 4). Comme indiqué plus haut, sur cette figure, les pistons sont à double effet, bien que cette configuration ne soit pas limitative.

Chaque piston 111 est lié à un arbre 40 par un plateau incliné 20 (cf. figure 4), chaque piston étant parallèle à l’arbre 40. En position normale d’utilisation, l’arbre 40 s’étend dans un plan sensiblement horizontal. Le plateau est agencé dans un carter 14 contenant un lubrifiant qui est à l’état liquide dans les conditions de fonctionnement de la machine. La liaison entre chaque piston et le plateau incliné est donc lubrifiée.

Chaque cylindre est en liaison fluidique avec une zone d’échappement qui débouche de la machine par un orifice d’échappement 200, pour l’échappement du fluide de travail à l’état détendu.

Dans une région s’étendant dans la culasse 10, l’arbre 40 porte une came 21. Ladite came peut former partie intégrante de l’arbre ou bien être fabriquée séparément de l’arbre puis rendue rigidement solidaire de celui-ci.

Ladite came 21 commande une pluralité de soupapes 12 (trois dans le mode de réalisation de la figure 3, ce nombre étant purement indicatif) de sorte à permettre l’admission, depuis la zone périphérique 10B, de vapeur sous pression dans un cylindre 110 respectif.

Les soupapes 12 sont des soupapes à tige (communément désignées par le terme « poppet valve » selon la terminologie anglo-saxonne. De manière connue en elle-même, de telles soupapes comprennent : - une tête 120 circulaire remplissant une fonction d’obturateur entre la culasse d’admission et chaque cylindre. Lorsque la soupape est en position fermée, elle vient s'appuyer sur un siège de soupape 101 agencé dans la culasse pour assurer l'étanchéité du cylindre ; - une tige 121 cylindrique dont le diamètre est sensiblement inférieur à celui de la tête, qui assure le guidage vertical de la soupape en coulissant dans un guide de soupape 102 ménagé dans la culasse ; - un collet 122 raccordant la tête 120 à la tige 121 avec un grand rayon de courbure, - une queue 123 située à l’extrémité de la tige opposée à la tête, couplée au mécanisme 13 de levée de la soupape qui coopère avec la came 21.

Un avantage des soupapes à tige est qu’elles présentent une taille réduite, ce qui permet de minimiser les efforts d’inertie, favorisant ainsi la compacité de la machine. Par ailleurs, les soupapes à tige sont un système d’admission ne nécessitant une bonne lubrification que dans le contact entre la tige et le guide. Le contact entre la tête et le siège qui est le contact le plus chaud de ce mécanisme, peut se satisfaire d’une faible lubrification, par exemple un apport de lubrifiant circulant avec le fluide de travail de la machine d’expansion. Des proportions massiques de lubrifiant dans le fluide de travail inférieures ou égales à 5% suffisent.

Comme on peut le voir sur la figure 3, la came et les mécanismes de levée et de rappel des soupapes sont situés dans la zone centrale 10A de la culasse.

Cette zone 10A est close et lubrifiée, ce qui assure un bon fonctionnement des liaisons mécaniques mises en jeu tout en évitant des pertes de vapeur dans le cas où des fuites surviendraient au niveau des guides des soupapes.

En effet, la zone 10A comprend avantageusement un trou d’évacuation 103 de ces éventuelles fuites de vapeur vers la zone d’échappement des cylindres. Ainsi, la vapeur est réinjectée dans le circuit de vapeur.

Par ailleurs, le lubrifiant est amené dans la zone centrale 10A depuis le carter par l’intermédiaire d’un perçage 22 pratiqué dans l’arbre 40. Ledit perçage s’étend longitudinalement à l’intérieur de l’arbre 40 et débouche par un perçage radial 23 dans la zone 10A. A cet effet, le lubrifiant est pompé depuis le carter 14 au travers de canaux 150 par une pompe à huile 15 située à une extrémité de l’arbre 40.

Le lubrifiant ainsi introduit dans la zone centrale 10A permet de lubrifier les différentes liaisons mécaniques puis retombe par gravité dans la partie inférieure de ladite zone 10A.

La zone centrale 10A comprend par ailleurs un orifice 104 de sortie de lubrifiant agencé dans une paroi de la partie inférieure de ladite zone. Ledit orifice est en liaison fluidique avec le carter 14, de sorte à permettre le retour du lubrifiant vers le carter.

Dans la mesure où la partie inférieure de la zone centrale 10A ne présente pas de paroi commune avec la zone périphérique 10B qui est soumise à une forte température, le lubrifiant n’est pas échauffé inutilement avant son évacuation de la zone centrale 10A, ce qui évite de le dégrader.

Par ailleurs, la pompe à huile 15 étant située à l’extrémité de la machine d’expansion, des conduits peuvent ainsi être aménagés dans la partie inférieure de la zone centrale pour l’alimentation de la pompe à huile en lubrifiant depuis le carter et l’alimentation, depuis la pompe à huile, de certaines zones de la machine d’expansion.

Ainsi, des conduits (non illustrés) peuvent également être aménagés dans cette partie inférieure pour l’évacuation du lubrifiant alimentant le joint tournant de l’arbre.

Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 4, les pistons sont à double effet et la machine de détente comprend deux culasses d’admission 10 de part et d’autre de la machine. Le perçage longitudinal 22 pratiqué dans l’arbre permet d’alimenter en lubrifiant la zone centrale de chacune des deux culasses d’admission.

Alternativement ou complémentairement, un conduit 103 peut être aménagé entre la zone d’échappement d’un ou plusieurs cylindres et la zone centrale 10A de manière à permettre un écoulement de la vapeur d’échappement après expansion vers la zone centrale 10A. Cette configuration permet, dans le cas où le fluide de travail est chargé en lubrifiant, de lubrifier les liaisons mécaniques mises en jeu dans la commande des soupapes par le lubrifiant présent dans la vapeur, seule ou en complément de la lubrification provenant de l’arbre.

On va maintenant décrire de manière plus détaillée un mode de réalisation préféré des mécanismes de levée et de rappel des soupapes, en référence aux figures 5 et 6.

Le mécanisme de levée d’une soupape comprend un linguet 130, dit «linguet suiveur de came » pivotant selon un axe parallèle à l’arbre et présentant une zone 131 de contact avec la came. Ledit linguet est couplé, par une zone opposée à la zone 131, à la queue 123 de la soupape 12 de sorte à exercer un effort de poussée sur la soupape lorsque la zone 131 coopère avec la came 21. Cet effort de poussée a pour effet d’écarter la tête 120 de la soupape de son siège 101, permettant ainsi l’admission de vapeur dans le cylindre correspondant.

La machine comprend en outre un moyen de rappel de la soupape permettant d’exercer un effort de plaquage de la tête de soupape contre son siège.

Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, ce moyen de rappel comprend une barre de torsion 132 agencée longitudinalement dans la machine. A l’une de ses extrémités, la barre de torsion est rigidement solidaire d’un linguet 133, dit « linguet de rappel ». A son extrémité opposée, la barre de torsion est rigidement solidaire d’un tube 134 à l’intérieur duquel elle est agencée. Ledit tube 134 est lui-même fixé à la culasse. La levée de soupape tord légèrement la barre 132, cette torsion induisant dans la barre un moment de rappel.

Le linguet de rappel 133 est solidaire de la tige 121 de la soupape au voisinage de la queue. La liaison entre le linguet de rappel 133 et la tige 121 est réalisée par une fourche 1330 s’étendant à l’extrémité du linguet de rappel opposée à la barre de torsion. La fourche 1330 présente deux bras parallèles entourant la tige 121, la distance entre les bras étant égale au diamètre de la tige.

La vitesse de rotation de la came est en effet élevée et l’angle d’ouverture de la soupape est très faible. Ainsi le mouvement de la soupape engendre des efforts d’inertie extrêmement importants. Il faut donc réduire la masse de la soupape et lutter contre l’inertie grâce à une force de rappel importante. Or il n’est pas possible avec un ressort compact d’avoir une force de rappel suffisante pour les faibles hauteurs de levée utilisées, sans utiliser une pré-contrainte importante d’un ressort. Cette pré-contrainte fait frotter en permanence le linguet suiveur de came sur ladite came ce qui augmente les frottements du moteur ainsi que l’usure. Une barre de torsion permet d’avoir une très grande raideur ce qui permet d’éviter l’utilisation d’une pré-contrainte importante.

Quel que soit le mode de mise en œuvre de la barre de torsion, ce mécanisme de rappel est particulièrement avantageux en ce qu’il présente une grande compacité. En effet, à raideur égale, la barre de torsion présente un encombrement beaucoup plus faible qu’un ressort spiralé utilisé conventionnellement comme moyen de rappel.

La figure 7 est une vue en perspective d’un mode de réalisation avantageux du linguet de rappel, ledit linguet 133 étant susceptible d’être utilisé dans les mécanismes de rappel présentés sur les figures 5 et 6.

Les contacts C1, C2 entre les bras de la fourche 1330 et la queue 123 de la soupape autorisent une rotation de la tige autour de son axe. Cette rotation est induite par un faible angle a ménagé entre l’axe X de rotation du linguet de rappel et l’axe X’ des points de contact C1, C2 de la fourche, qui génère un effort différent au niveau de chacun des deux contacts. Ceci permet de roder en permanence la tête de soupape sur son siège et ainsi de limiter les fuites tout au long de la vie de la machine.

La figure 8 est une vue en coupe transversale au niveau de la culasse d’un autre mode de réalisation de la machine de détente axiale selon l’invention. Les signes de référence identiques à ceux des figures précédentes désignent des éléments remplissant les mêmes fonctions que dans le précédent mode de réalisation, et qui ne sont donc pas décrits à nouveau.

Dans cette forme d’exécution, la fonction de rappel n’est pas remplie par des barres de torsion mais par des ressorts 140 agencés chacun entre un guide de soupape et la queue de la soupape respective. Les ressorts 140 exercent ainsi un effort de rappel de la soupape visant à la plaquer sur son siège.

Ce mode de réalisation est cependant moins préféré car les ressorts 140 doivent être très raides et par conséquent encombrants, ce qui pénalise la compacité de la machine.

Par ailleurs, les lois de levée des soupapes sont très raides car chaque soupape n’est ouverte que sur une plage angulaire très faible (de l’ordre de 70-80°) par comparaison avec un moteur à combustion interne. La hauteur de levée des soupapes est elle aussi faible (de l’ordre de 2 mm) par rapport à un moteur à combustion interne. Si la vitesse de levée est trop élevée, la soupape est catapultée hors de son siège et son inertie rend difficile au mécanisme de rappel de la maintenir en contact avec la came ou, le cas échéant, sur le linguet suiveur de came comme sur la figure 8. Dans ce cas (dénommé « décollement de soupape »), la durée d’ouverture de la soupape n’est plus maîtrisée (fonctionnement balistique) et les chocs lors de la reprise de contact mènent à la défaillance à terme du système.

Enfin, il va de soi que les exemples que l’on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d’application de l’invention.

REFERENCES WO 2005/073511 US 4,262,579

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Machine (4) de détente axiale à pistons comprenant : - une culasse (10) d’admission de vapeur sous pression comprenant un orifice (100) d’admission de la vapeur, - une zone d’expansion comprenant une pluralité de cylindres (110), dans laquelle un piston (111) coulissant dans chaque cylindre respectif est lié à un arbre (40) par un plateau (20) incliné, chaque piston étant parallèle audit arbre, - une pluralité de soupapes (12) à tige disposées dans la culasse (10) d’admission permettant l’admission de vapeur alternativement dans lesdits cylindres (110), chaque soupape (12) étant commandée par une came (21) agencée sur l’arbre (40), - un mécanisme (13) de levée de chaque soupape coopérant avec la came, - un mécanisme de rappel de chaque soupape, ladite machine étant caractérisée en ce que la culasse (10) d’admission comprend : - une zone centrale (10A) close et lubrifiée comprenant la came et les mécanismes de levée et de rappel des soupapes, - une zone périphérique (10B) dans laquelle débouche l’orifice d’admission (100), s’étendant autour de la zone centrale (10A).
2. 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle ladite zone périphérique (10B) s’étend uniquement autour d’une partie supérieure de la zone centrale (10A).
3. 3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle ladite zone périphérique (10B) ne comporte pas de paroi commune avec la partie inférieure de la zone centrale (10A).
4. 4. Machine selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un circuit de lubrification de la zone centrale (10A), ledit circuit comprenant : - un canal (22) agencé dans l’arbre et débouchant dans la zone centrale (10A) par un orifice (23) d’entrée du lubrifiant, et - un orifice (104) de sortie du lubrifiant agencé dans une paroi de la partie inférieure de la zone centrale (10A).
5. 5. Machine selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la zone centrale (10A) comprend, dans sa partie supérieure, un orifice (103) de passage de la vapeur en liaison fluidique avec une zone d’échappement de la machine.
6. 6. Machine selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle le mécanisme de rappel de chaque soupape comprend une barre de torsion (132) et un linguet de rappel (133) s’étendant entre ladite barre de torsion (132) et la tige (121) d’une soupape respective de sorte à exercer un effort de plaquage de la tête de la soupape (120) vis-à-vis du siège (101) de ladite soupape.
7. 7. Machine selon la revendication 6, dans laquelle la barre de torsion (132) est parallèle à l’arbre (40).
8. 8. Machine selon l’une des revendications 6 ou 7, dans laquelle ledit linguet de rappel (133) est solidaire de la tige (121) de la soupape par une fourche (1330).
9. 9. Machine selon la revendication 8, dans laquelle la fourche (1330) est en contact avec la queue de la soupape par deux points de contact dont l’axe (X’) n’est pas parallèle à l’axe de rotation (X) du linguet de rappel (133), de sorte que la fourche (1330) induit une rotation de la tige (121) autour de l’axe de ladite tige.
10. 10. Machine selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le mécanisme (13) de levée de chaque soupape comprend un linguet (130) pivotant solidaire d’une soupape respective, ledit linguet, dit « linguet suiveur de came », coopérant avec la came (21) de sorte à écarter la tête (120) de ladite soupape du siège (101) de ladite soupape.
11. 11. Machine selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle les pistons (111) sont à double effet.