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Perfectionnements aux moteurs à combustion interne Ayant faitl'objet d'une demande de brevet aux b.L.A. en date du 3 avril 1930 sous le N 441.390
L'invention est relative aux moteurs à combustion interne et plue spécialement à leur mode de graissage.,
L'invention a notamment pour objet:
1 ) D'établir un moteur à combustion interne à taux de compression élevée dont le carter est combiné à un système de graissage établi de façon à supprimer l'emploi de canaux pratiqués dans le carter qui affaibliraient ce dernier.
2 ) De réaliser un système de graissage de moteurs à combustion interne dans lequelle lubrifiant est amené à plusieurs paliers à travers les parties du mécanisme si- tuées à l'intérieur du carter, avec suppression presque complète de conduits auxiliaires.
3 ) De munir le moteur d'un diaphragme ou paroi de
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renforcement amovible, servant de d18triute pour diri- ger l'huile vers plusieurs paliers du Tiluin et dit mécanisme de distribution et deinjection de comb-aetible,, 4 ) 7êtablir un système de graissage de construction simple, dans lequel la tête de la bielle maîtresse et les axes des biellettes de l'embiellage d'un moteur en étoile sont parcourus par un courant continu dhuile de graissage*
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56) De faire en sorte que lthuile soit maintenue eut. ficaeeent au-dessous d'une température déterminée, en toute circonstance, sana augmenter le débit dhuile dans le système ou les dimensions du réfrigérateur.
6') De produire une circulation continue dhuile par plusieurs points, suivant un cycle déterminé pendant le fonctionnement du moteur, les organes essentiels du mo- teur étant utilisés, sensiblement dans toute la capacité du carter, comme éléments du circuit de distribution.
7 ) De réaliser un mode de circulation et de refroi. dis se ment de l'huile en circuit fermé, entre les paliers
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du moteur et un réservoir, de façon que l<'huile soit maintenue à une température convenable en toute oirconom tance, sans augmenter la vitesse de circulation ou la dimension du réfrigérateur* lorsque la température est élevée,
D'autres caractéristiques résulteront de la descrip- tion qui va suivre, en se référant au dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 est une coupe verticale médiane d'un moteur
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en étoile muni dtm système de graissage suivant leinven- tient.
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La fig. a est une coupe verticale partielle de la partie supérieure de l'un des cylindres
La figé 3 est une coupe partielle d'une pompe utili-
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sée dans ce système<
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La fig. 4 est une vue en élévation partielle, avec parties en coupe, montrant le système de graissage de l'embiellage.
La fig. 5 est un schéma du système de graissage.
En se référant au dessin, 10 représente un carter cylindrique en une seule pièce, dont l'extrémité ouverte est munie d'un fond amovible 11, dont la partie centrale est évidée de façon à recevoir un démarreur (non repré- senté). boulonné de préférence à ce fond,. et fermant nor- malement l'ouverture de ce fond, Plusieurs cylindres 12. disposés en étoile, traversent l'extrémité antérieure de la paroi périphérique du carter 10 et sont munis d'embases 13. qui supputent contre cette paroi, à laquelle elles sont fixées par un certain nombre d$anneaux de serrage 14.
Les cylindres sont pourvus de préférence dune culasse Tenue de fonte, sur chacune desquelles est boulonnée une culasse auxiliaire 16,
Afin de permettre aux pistons d'aspirer l'air pen- dant les courses d'aspiration, chaque cylindre est muni d'un conduit unique 18, qui traverse la culasse 15 et la culasse auxiliaire 16, ce même conduit étant utilisé com- me conduit dtéohappement. Une soupape 19 s'appuie sur l'ex- trémité intérieure de chacun de ces conduits et est norma- lement maintenue fermée par plusieurs ressorts 20 les soupapes devant rester fermées pendant les courses de compression et de détente, et devant souvrir pendant les courses d'admission d'air et d'échappement.
Le moteur représenté est de préférence du type Diesel à allumage par compression, de poids suffisamment léger pour pouvoir être utilisé en vue de la propulsion dun aéronef ou avion, son poids étant inférieur à 1,2 kg en- viron par CV développé. Dans ce type de moteur, il s'agit donc d'injecter des charges de combustible liquide dans les cylindrées d'air comprimé dans les cylindres et, dans
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ce but, chaque cylindre est pourvu d'un orifice 21 et d'une pompe, indiquée d'une façon générale en 22, ces ori- fices traversant les parois des cylindres de façon que le combustible puisse être refoulé par les pompes direc- tement dans l'intérieur des cylindres-, Chacune des sou- papes 19 est commandée mécaniquement par un culbuteur 23,
chaque culbuteur étant actionné par une tige ou poussoir 24, parallèle au cylindre, tandis qutune tige poussoir 25 est combinée à chaque mécanisme de pompe, parallèlement au poussoir de soupape de chaque cylindre.
L'espace limité par le carter 10 et le fond posté- rieur 11 est subdivisé intérieurement par un diaphragme de renforcement 26, fixé de façon détachable à des bossa- ges en saillie sur la périphérie du carter 10, ce diaphrag- me se trouvant sensiblement dans le plan de l'auneau pos- térieur de serrage 14.
On voit donc que le diaphragme 26 subdivise l'intérieur du carter en deux compartiments 27 et 28, l'embiellage se trouvant dans le compartiment 27 et les mécanismes pour actionner les tiges poussoir 24 et 25 à partir du vilebrequin étant disposés dans le compartiment 28,
Le vilebrequin représenté est du type à un seul cou- de et disposé axialement dans le carter, sa portée anté- rieure 29 étant supportée par un palier à billes 30à son extrémité antérieure et par un palier à billes 31 vers ltintérieur, ces paliers étant montés dans le prolongement en forme de moyeu 32 du carter 10,, L'a portée postérieure 33 du vilebrequin est fixée de façon détachable aur le maneton 34 par un boulon 35, le vilebrequin comprencant des joues 36,
auxquelles sont reliée de façon pivotante des contrepoids 37.
L'embiellage est porté par le maneton 34 et comprend une bielle maîtresse 38, dont la tête 39 est traversée par les pivots d'articulation des biellettesun coussinet 40 formé de deux parties espacées étant dispose entre la
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tête de bielle et le maneton, es pivots d'articulation 41, sur lesquels s'attachent les biellettes 42. sont disposés oireulairement autour de la tête de bielle 39.
La bielle Maîtresse et les biellettes se dirigent vers les pistons et s'articulent sur les axes de pistons 43
Comme indiqué précédemment, le compartiment 28 sert de logement aux mécanismes de commande des poussoirs qui actionnent les soupapes et les pompes, ces poussoirs 24 et 25 pénétrant dans ce compartimenta Un anneau 44, entou- rant la partie 33 du vilebrequin à L'intérieur du comparu timent 28, maintient les chemins de roulement du palier à billes 45, centré par rapport au diaphragme et au vile- brequin, sert au montage du moyeu 46 de la came 47 et for- me une gorge annulaire 48, dont le but apparaitra ci-après, Cet anneau 44 est maintenu axialement par une pièce de re- tenue 49, montée dans une rainure d'un prolongement 50 du vilebrequin,,
e prolongement est claveté dans la par- tie 33 du vilebrequin et est retenu axialement par un axe creux 51, et il comporte des clabota 52 à son extrémité postérieure, pour la liaison avec un démarreur.,
Le prolongement de vilebrequin présente une denture 53, engrenant avec une roue dentée 54, dont l'axe 55 est supporte par un palier 56, porté par le fond 11 du carter,, La roue dentée 54 présenté deux dentures de diamètres dif- ferents, dont lune engrène avec la denture 53 et l'autre avec la denture intérieure 57 de la came 47, cette liai- son par engrenages entre la came et le vilebrequin ayant pour effet de faire tourner la came à une vitesse égale au huitième de oelle du vilebrequin pendant la rotation du moteur.
La partie antérieure de la périphérie de la came pré- sente, des bossages espacés 58, tandis que la partie posté- riaure de sa périphérie présente des bossages espacés 59
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Les bossages 58 se trouvent dans le plan des poussoirs de commande des pompes, tandis que les bossages 59 sont dans le plan des poussoirs de distrisution Un certain nombre d'axes creux 60 sont disposés entre la came ,,.et les poussoirs 24 et 35,des axes étant pressés dans des orifices du- diaphragme 26 et supportés à leurs extrémité. opposées dans des paliers 61, formés dans la fond postérieur 11.
Sur chacun de ces axes pivotent deux culbuteurs 68 et 63, les culbuteurs 62 coopérant chacun arec une tige 64, reliée à un poussoir 25. de façon à communiquer à ce dernier sa. course dinjection sous la commande des bossages 58 ; cha- cun des culbuteurs 63 coopère avec une tige 65, actionnant un poussoir de distribution 24. dans la direction oorres- pondant à 1'ouverture des soupapes, sous la commande des bossages 59, Il va de soi que le mécanisme de commande de l'injection du combustible est disposé de façon réglable en vue de faire varier la quantité de combustible injectée.
Un reniflard 66, de forme classique, est combiné à la par- tie supérieure du fond 11 pour établie une communication entre le compartiment 28 et l'atmOSPHèRE.
On va décrire maintenant une des caractéristiques, objet de l'invention, appliquée an cas particulier d'un moteur du type indiqué ci-dessus.
Pour contribuer à la légèreté de moteurs de ce genre, on utilise certains éléments du moteur proprement dit pour mettre en circulation lthuile de graissage à travers les circuits: situés à l'intérieur du carter, ce résultat étant obtenu sans avoir à pratiquer de passages ou con- duits dans le carter du moteur, ce qui autrement affai- blirait ce dernier, soumis aux efforts d'explosion et de compression élevés dans le cas d'un moteur à allumage par compression, surtout lorsque ce carter a une épaisseur de paroi sensiblement égale à celle des moteurs essence ntilisés en aviation et fonctionnant sous une pression
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de compression d'environ 8,8 kg.cm2, comme dans le type de moteur représenté.
Le diaphragme 26 est pourvu de plusieurs conduits 67 attendant radialement depuis une gorge annulaire 68, pra- tiquée dans la face antérieure ou moyeu. L'un des canaux 67, de préférence, le canal supérieur, a un diamètre plu- sieurs fois supérieur à celui des autres, de façon à avoir un débit suffisant pour distribuer l'huile à tous les paliers disposés à L'intérieur du carter.
Comme indiqué précédemment, les axes oreux de culbuteurs 60 sont pres- sés dans des ouvertures du diaphragme et une lumière 68, traversant l'extrémité simsi emmanohée dans le diaphrag- me, établit une communication entre l'intérieur de chaque axe et un canal 67 du diaphragme. L'axe de culbuteur su- périeur a une capacité intérieure telle qu$il peut amener le lubrifiant en quantités suffisante dans le canal de distribution 67 avec lequel il communique, l'extrémité ex- térieure de cet axe de culbuteur supérieur étant pourvue d'un bouchon creux 69, disposé dans le bossage creux 61 dans lequel débouche la tuyauterie d'alimentation 70. Les axes de culbuteurs sont pourvus de deux séries de lumières 71, disposées dans liage des moyeux des culbuteurs.
On voit que le lubrifiant venant du conduit d'alimentation 70 pénètre dans l'axe de culbuteur supérieur et de là s'écoule par la lumière 68 dans le canal radial supérieur 67, puis dans la gorge circulaire 68 et les canaux ra- diaux 67 avec lesquels elle communique, les autres axes creux de culbuteurs comportant chacun une lumière 72, communiquant avec un canal radial. De cette façon, l'hui- le est amenée an palier 45 ainsi quaux paliers des cul- buteurs 62 et 63.
-Une partie de l'huile pénétrant dans le canal radial supérieur 67 passe à l'intérieur de la partie creuse 33
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du vilebrequin, comme il va être indiqué. Le canal supé- rieur 67 communique avec une lumière de sortie.73, sur la- quelle s'adapte un chapeau 74, fixé au diaphragme par des boulons 75. Une pièce annulaire 76 entoure le moyeu de la came 67 et présente une gorgechrculaire 77 et un bossage creux 78, communiquant avec le chapeau 74 par un raccord à genouillère 79, monté de façon à permettre un léger dé- placement de la pièce annulaire sans troubler cependant le réglage de la position du chapeau 74, ce qui, autre- ment provoquerait des fuites ou des ruptures.
Le moyeu 46 de la came présente une gorge circulaire intérieure 80, communiquant par une série de lumières 81 avec la gorge 77 de l'anneau, de sorte que l'huile s'écoule à travers la pièce annulaire, le moyeu de la came et les lumières 82 de la pièce 44 dans le chambrage 48 limité par cette pièce 44 et la psrtie creuse 33 du vilebrequin. Plusieurs lumières 83 relient le ohambrage 48 à l'intérieur de la partie 33 du vilebrequin.
On voit que le lubrifiant s'écoule par l'orifice de sortie 73 du diaphragme, le chapeau 74, le raccord 79. la pièce annulaire 78, le moyeu de la came et la pièce annulaire 44 dans le vilebrequin. Pendant ce trajet du . lubrifiant, les surfaces de contact entre la came rota- tive et la pièce annulaire relativement fixe 78 se trou- vent convenablement lubrifiées, de mime que les surfaces de contact entre le moyeu de la came et la pièce annu- laire relativement fixe 44 et que les surfaces de contact entre la pièce annulaire 44 et le- vilebrequin, Tout.excès d'huile pouvant fuir par ces paliers au droit des axes creux de culbuteurs 60 sécoule et se rassemble au fond du compartiment 28,
De la partie creuse 33 du vilebrequin, l'huile DE graissage est distribuée aux organes du moteur situés à l'intérieur du compartiment 27 et ayant besoin d'être
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graissés. Un canal 84 conduit au maneton creux 34 et un tube 85 traverse la joue antérieure pour amener l'huile du maneton creux au palier du contrepoids antérieur 37, tandis qu'un tube 86 traverse la jouir postérieure 36 et amène le lubrifiant de la partie creuse 33 du vilebrequin au palier du contrepoids postérieur 37, un canal de distribution 87 étant combiné à ces tubes pour amener le lubrifiant aux surfaces de contact à chaque extrémité
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des contrepoids#,
Comme décrit précédemment, les coussinets 40 entre le maneton et la tête de bielle maîtresse sont écartés,
l'espace circulaire qu'ils laissent entre eux étant re- lié par une lumière 88 à l'intérieur du maneton creux et servant à distribuer l'huile de ce dernier au palier de la bielle maîtresse et aux paliers des biellettes. Plu- sieurs rainures axiales 89 sont pratiquées dans la tê- te de la bielle maîtresse et deux canaux radiaux 90 par- tent de chacune de ces rainures pour se rendre à l'inté- rieur des axes creux 41 des biellettes, tandis qu'un canal 91 part de chaque axe creux pour se rendre au moyeu cor- respondant de la biellette 42.
On voit ainsi que toutes les parties en contact de l'embiellage sont continuelle- ment lubrifiées au moyen de l'huile venant de l'intérieur du maneton creux,*
Une partie de 1?huile refoulée dans les divers paliers situés dans le compartiment 27 dont il a été question pré- cedemment se trouve en suspension dans l'air pendant le fonctionnement du moteur et une partie de cette huile retombe dans l'orifice 92 du carter 10, conduisant au pa- lier 31, Il est clair que lhuile entrant dans ce palier 31 cheminera le long de la partie 27 du vilebrequin pour atteindre le palier 30.
L'huile en excès à l'intérieur du moyeu 32 du carter peut s'écouler per une ouverture 93
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dans le compartiment 27, On Toit également que l'huile en suspension dans le compartiment 27 servira à lubri- fier les cylindres 12.
L'huile s'écoulant par gravité au fond du comparti- ment 27 s'écoule par un orifice de sortie 94 à la partie inférieure du diaphragme 26 et passe dans le compartiment 28 serrant de puisard,. Le système de graissage du moteur représenté est du type bien connu "à carter sec". Lhui- le qui s'écoule de certains des axes 60 par les lumières 111 des culbuteurs correspondants 62 Tient graisser les bossages 58 de la came.
La buse 96 du conduit daspiration 95 est disposée près du fond du puisard dans le compartiment 28, et la succion créée par une pompe de circulation représentée @ dtune façon générale en A, sert à aspirer le lubrifiant du carter par le conduit 95 et à le refouler par les con- duits 97 et 99, à travers un réfrigérateur 98,, dans un réservoir 100, Une pompe de mise en pression, indiquée d'une façon générale en B, est reliée au réservoir 100 par une tuyauterie 101, et le lubrifiant est refoulé par la pompe de mise en pression à travers le conduit 70, dans le système de distribution à l'intérieur du carter du mo- teur Les pompes A et B sont montées dans un carter décrit ci-après et,
dans le cas où la pression dans le système serait trop élevée, l'huile peut âtre dérivée par un con- duit 102 du carter pour retourner directement du conduit 70 au conduit 97, ce by-pass étant contrôlé par un clapet à ressort 103.
Dans les moteurs à allumage par compression du type Diesel, le taux de compression employé fait qu'une grande quantité de chaleur est transmise à l'huile de graissage du système. de lubrification, surtout en raison de la hau-
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te température des pistons. Dans les systèmes de graissa- ge, on a déjà. utilisé des réfrigérateurs pour abaisser la température de lhuile venant du moteur dans le cir- cuit de graissage,, et, lorsqu'un moteur du type indiqué est utilisé comme source de force motrice sur un avion, on a constaté que, pour des conditions moyennes de tempes rature élevée, il suffit d'un réfrigérateur de dimen- sions modérées pour maintenir l'huile au-dessous de la température critique,.
Cependant, par une journée chaude si le moteur développe son maximum de puissance pendant une période continue, on constate que la température de l'huile est excessive avec un réfrigérateur de dimensions modérées, Dans le but daméliorer les ocnditions de tem- pérature sans avoir recours à un réfrigérateur dhuile de trop grande dimension, on a constaté quen faisant air- coulerl'huile chaude à travers le réfrigérateur avec des débits variables et en augmentant le débit, le rendement d'un réfrigérateur de taille modérée augmente rapidement jusqu'à un maximum:
par exemple, si l'on fait circuler l'huile avec un débit de 6,8 litres par minute à travers ce réfrigérateur, la température descend à 63 . tandis que si le débit augmente jusquà. 31,35 litres par minute la température de l'huile s'abaisse à 29 , Le produit du débit par la différence de température indique le ren- dément du système et, ces chiffres, égaux respectivemeht à 430 et 910, indiquent que le réfrigérateur dhuile, dans ces conditions, est pratiquement deux fois plus efficace avec le débit maximum*
Dans le moteur représenté;
' le système de graissage est disposé de préférence de telle sorte qu'il sécoule environ 9 litres dhuile par minute à travers le moteur, et il n'est pas désirable daugmenter ce débit à travers ]Les paliers, ni d'augmenter la capacité de la pompe de mi- se en pression B, au-delà de celle nécessaire pour le mo- teur, car la pompe de circulation A doit oonstamment pos-
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séder un excès de débit de 25 à 50 % par rapport à la pompe de mise en pression, et, sicette dernière dérive une quantité d$huile considérable pour la faire repasser à travers le réfrigérateur sans traverser la pompe de cir- culation, cette dernière aspire alors une quantité d'air considérable dans le système.
produisant des troubles très nuisibles dans le réservoir d'huile.Afin d'obtenir l'avan tsge du rendement maximum du réfrigérateur sans augmenter ses dimensions et sans augmenter le débit dhuile traver- sant le moteur, la demanderesse utilise un dispositif per- mettant de faire circuler une certaine quantité dhuile directement du reservoir d'huile à travers le réfrigéra- teur, en utilisant de préférence la conduite d'admission 101 de la pompe de mise en pression et la conduite de re- foulement 97 de la pompe de circulation.
Dans ce but, une @ pompe auxiliaire de circulation G communique avec la con-" duite d'admission 101 par un canal 104 et avec la condui- te de retour 97 partant de la pompe de circulation A par un canal 105.. Les pompes A, B, C sont de préférence des pompes à engrenages et sont disposées dans le carter 108, présentant des cloisons 109 et 110 formant des chambres séparées pour les pompes. Toutes les pompes sont entraî- nées par un arbre 106 au moyen d'un pignon 107, engrenant avec la roue dentée 54 décrite précédemment.
Diaprés ce qui précède, on voit que l'huile circule sous pression en circuit fermé. entre un réservoir et les parties du moteur à graisser, que lthuile,qui se ras- semble est alors recueillie, aspirée dans le moteur et mise en circulation pour retourner sous pression dans le réservoir à travers un réfrigérateur. De plus, de l'huile du réservoir retourne directement sous pression au conduit venant du moteur, afin d'augmenter le débit d'huile à. tra- vers le. réfrigérateur, utilisant ainsi une surface donnée dé réfrigérateur pour maintenir l'huile à.
UNE température
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convenable, ,dans le cas de conditions de température ex- trêmes
Bien qu'on ait décrit en détail un mode particulier de réalisation de l'invention, que l'on considère plus avantageux, il est évident que l'invention n'est pas limi- tée à ces détails exacts de construction, et que de nombreu- ses modifications peuvent y être apportées sans sortir pour cela du cadre de l'invention,
REVENDICATIONS
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1 ) Un dispositif de graissage de moteur à càmbus- tion interne,
dans lequel l'huile circule en circuit fer- mé caractérisé en ce que l'huile circule sous pression entre un réservoir et les paliers à lubrifier l'huile qui / fuit des paliers étant recueillie et renvoyée au réser- voir et étant soumise pendant ce trajet de retour à l'ac- tion dun agent réfrigérant, le volume de 1?huile de re- tour étant augmenté par l'apport d'un courant continu d''hui- le sous pression.
2 ) Un dispositif suivant 1. caractérisé en ce que le Volume de l'huile de retour est augmenté en faisant circu- ler de l'huile sous pression entre le réservoir et la con- duite de retour, avant que 1?huile de retour ne soit sou- mise à la réfrigération.
3 ) Un dispositif suivant 1 ou 2, caractérisé en ce que la réfrigération s'effectue par l'air,
4 ) Un dispositif suivant 1,2 ou 3, caractérisé en oe quune partie de lhuile s'écoulant du réservoir est conduite aux paliers à lubrifier, Vautre partie du courant dhuile étant amenée dans le circuit de retour de l'hui- le recueillie dans le moteur, pour augmenter le volume de cette dernière.
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