Brevet FR2050401A1 — publié le 19710402

la présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un dispositif formant carter ou "boîtier refroidi par liquide pour machine et en particulier moteur à combustion interne à pistons rotatifs ou analogue qui se 5 composent au moins d'une enveloppe périphérique annulaire et de deux éléments latéraux, le carter présentant une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie pour le liquide de refroidissement tandis que l'enveloppe- périphérique et les éléments latéraux contiennent des cavités placées mutuellement 10 en communication qui sont traversées par l'écoulement du liquide de refroidissement, ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa aiise en oeuvre et les systèmes, ensembles, appareils, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. 15 Dans un carter connu refroidi par liquide (brevet allemand n° 1 193 303) des canaux, pour liquide de refroidissement, disposés parallèlement à l'axe central longitudinal du carter, sont prévus dans l'enveloppe périphérique, lesquels s'étendent d'un côté à l'autre de l'enveloppe et dont les 20 extrémités sont en communication avec les cavités prévues dans les éléments latéraux et lesquelles rassemblent les canaux en groupes dans lesquels les canaux sont montés ou branchés en parallèle, certaines des cavités étant réalisées sous la forme de canaux d'inversion ou de renvoi qui relient,. 25 successivement les uns derrière les autres, les groupes de canaux montés en parallèle. Ainsi est obtenu un écoulement de traversée de l'enveloppe périphérique suivant une ,configu-ration en zigzag qui permet d'adapter le refroidissement de 1'enveloppe périphérique très exactement aux différents -30 apports de-chaleur sur la périphérie de l'enveloppe, de sorte que les contraintes ou sollicitations et déformations thermiques auxquelles en particulier un moteur à combustion interne est exposé en cours de fonctionnement, peuvent être maintenues à une faible valeur. Pour éviter une sortie du liquide de refroi-35 dissement aux surfaces d'appui entre l'enveloppe et les éléments latéraux aussi bien vers l'intérieur en direction des espaces ou chambres de travail que vers l'extérieur, un anneau de corde 70 17664 2 2050401 ronde es-typrévu à la périphérie extérieure et un anneau de corde ronde est prévu à la périphérie intérieure de l'enveloppe dans chaque face latérale de l'enveloppe dans le mode de réalisation connus lesquels armeaux sont insérés ! dans des . 5 rainures correspondantes. Ge mode de réalisation présente divers inconvénients qui doivent surtout être considérés dans le fait que la réalisation cl.es rainures pour les anneau de corde ronds exige une dépense considérable - quand célles-ei ne peuvent pas être circulaires mais doivent posséder la forme 10 d'une ellipse ou d'une épitrochoïde, en épousant ' à la forme de la surface intérieure de l'enveloppe* les anneaux de corde ronde possèdent en outre un diamètre relativement grand et sont donc coûteux à fabriquer. Enfin la pose ou l'insertion de tels anneaux de corde ronde de grand diamètre présente des difficul-15 tés - considérables lors du montage.- l'invention a pour tâche fondamentale d'éviter les inconvénients précités et de créer un carter dans lequel la sortie du liquide de refroidissement vers l'extérieur et vers l'intérieur est empêchée par des moyens simples .et "bon marché » Oe 20 problème est résolu conformément à l'invention par le fait que les orifices de passage ou de traversée pou;? -Le liquide de refroidissement dans les parois latérales mutuellement juxtaposées de l'enveloppe et des éléments latéraux sort rendus individuellement étanches par des anneaux ou "baguer d'etanchéité entourant 25 ces orifices » Grâce à cette proposition conforme à l'invention, on peut utiliser des anneaux ou "bagues d'etanchéité commercia-' lement disponibles de diamètre relativement petit, qui, malgré leur nombre plus grand en comparaison avec celui des anneaux de corde ronde connus, sont considérablement moins 'onéreux 30 et peuvent-être insérés' ou posés lors du montage avec une dépense de temps et ■ de. main, d'oeuvre ou de travail très faible". Quand le carter est destiné à des machines multiples à pistons rotatifs et présente par'conséquent plusieurs enveloppes, auquel cas-un élément intermédiaire de carter est disposé 35 respectivement entre deux enveloppes voisines,- des cavités sont prévues -conformément à- l'Invention1 'dans l'élément inter-médiaire, lesquelles relient" èntre elles les cavités des 70 17664 3 2050401 enveloppes voisines, auquel cas les orifices de passage pour le liquide de refroidissement dans les parois latérales mutuellement juxtaposées ou adjacentes de l'enveloppe et des éléments intermédiaires sont de nouveau recouverts individuellement par 5 des anneaux ou bagues d'étanchéité entourant ces orifices. Pour ne pas avoir trop d'orifices de passage à rendre étanches, il est avantageux de prévoir dans l'enveloppe, au lieu des simples ca:-naux . de passage ou de traversée du mode de réalisation connu, des cavités plus grandes qui sont placées 10 en communication par tin ou quelques orifices de passage dans chaque paroi latérale de l'enveloppe avec des orifices de passage correspondants dans les éléments latéraux ou intermédiaires voisins. Dans des moteurs à combustion interne à pistons rotatifs, .15 on sait que l'apport de chaleur est très variable sur la périphérie du carter. Alors que la région, dans laquelle ont lieu le temps d'aspiration et le temps de compression, reste relativement froide; la région, dans laquelle s'effectuent l'allumage, l'expansion ou la détente et le temps d'échappement 20 ou de refoulement, est très fortement échauffée. Pour obtenir une température autant que possible uniforme sur toute la périphérie du carter, il est avantageux de relier les cavités de l'enveloppe ou des enveloppes de façon connue en soi par les cavités des éléments latéraux de telle façon successivement 25 les unes aux autres que la région des bougies d'allumage puis la région adjacente s'y raccordant en direction du canal d'échappement et ensuite la région entourant le conduit d'échappement soient traversées par l'écoulement, les sections transversales des trajets d'écoulement individuels 30 peuvent alors être dimensionnées de façon connue de telle" façon que, dans la région ayant le plus grand apport de chaleur, la plus grande vitesse d'écoulement est par suite l'évacuation de chaleur-la plus rapide soient obtenues. Comme, dans des machines multiples à pistons rotatifs, 35 la résistance à l'écoulement pour le liquide de refroidissement peut devenir relativement grande, il est avantageux de prévoir, dans l'élément intermédiaire ou dans les éléments intermédiaires 70 17664 4 2050401 outre les cavités reliant entre elles les cavités des enveloppes voisines, une cavité pour l'évacuation d'une partie du liquide de refroidissement qui s'écoule en arrivant en provenance- de. la région entourant le canal de sortie d'une enveloppe voisine. 5 l'évacuation du liquide de refroidissement s'effectue donc dans ce cas parallèlement dans les éléments intermédiaires et dans l'un des éléments latéraux. Quand le carter conforme à l'invention est utilisé pour un moteur à combustion interne à pistons rotatifs pour la 10 propulsion ou commande d'entraînement d'un véhicule, il est avantageux qu'un conduit de raccordement d'amenée, d'arrivée, ou d'alimentation pour l'échangeur de chaleur du système de chauffage du véhicule parte comme embranchement de la cavité de l'élément latéral qui assure la première déviation par 15 changement de direction du liquide, tandis que le conduit de raccordement d'évacuation de ce système de chauffage est placé en communication avec l'écoulement de retour du circuit du liquide de refroidissement. Le prélèvement de liquide de refroidissement pour usage de chauffage s'effectue 20 donc en un emplacement où existe une différence ou chute de pression aussi élevée que possible pour le retour.,, de sorte que l'échangeur de chaleur est traversé par l'écoulement avec une vitesse relativement grande. En outre, de l'eau chaude est disponible à cet emplacement déjà peu après le démarrage ou 25 lancement du moteur à combustion interne, de sorte que le chauffage répond ou entre en action rapidement. Gomme le moteur à combustion interne à pistons rotatifs est monté avantageusement en raison de sa forme de telle façon dans le véhicule que son axe longitudinal médian soit parallèle à l'axe du véhicule 30 et que par conséquent l'entrée du liquide de refroidissement dans l'élément latéral avant s'effectue à partir du radiateur situé à l'avant, le point de raccordement pour l'échangeur de chaleur est placé sur l'élément latérâLarrière, de sorte qu'il en résulte des canalisations courtes menant de cet élément 35 latéral à l'échangeur de chaleur. Dans le cas d'un radiateur ou réfrigérant d'huile pour le liquide de refroidissement s'écoulant à travers le piston, sa disposition s'impose sur 70 17664 5 2050401 l'élément latéral avant, de sorte que ce réfrigérant est placé dans le courant d'air dû au mouvement du véhicule et peut être raccordé à la cavité de l'élément latéral avant qui assure la déviation ou le changement de direction du liquide de refroidissement du carter. l'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention sous la forme d'un carter pour une machine double à pistons rotatifs du type de construction trochoïdale et dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe d'un développement en plan du carter pour montrer le circuit du fluide de refroidissement ; - la figure 2 est une vue du carter dans le sens de la flèche A de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1 ; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne G-C de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue de l'élément latéral droit selon la figure 1 dans le sens de la flèche D ; et - la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne E-E de la figure 3. le carter refroidi par eau représenté se compose de deux éléments latéraux 1 et 2, d'un élément intermédiaire 3 et de deux enveloppes annulaires 4a et 4b qui sont montées respectivement entre un élément latéral 1 ou 2 et l'élément intermédiaire 3• la surface intérieure 5 de chaque enveloppe la forme d'une épitiochoxde à deux arches. Bans chaque enveloppe, un piston non représenté est monté .de façon à pouvoir tourner excentriquement, lequel délimite, conjointement avec la surface intérieure 5, trois chambres de travail à volume variable dans lesquelles est respectivement exécuté un cycle complet à quatre temps. Bans chaque enveloppe sont prévus un canal d'entrée ou 70 17664 ■6 2050401 d'admission 6 pour l'amenée d'un mélange de conbustible ou de carburant et d'air, deux bougies d'allumage 7 et un canal de sortie ou d'échappement 8 pour l'évacuation des gaz brûlés, le carter est exposé en cours de fonctionnement à un échauffement 5 très variable sur la périphérie, car dans la région s'étendant du canal d'entrée 6 jusqu'aux bougies d'allumage 7 se produisent toujours les temps respectivement d'aspiration ou d'admission et de compression et que dans la région s'étendant des bougies d'allumage 7 jusqu'au canal de sortie ou d'échappement 8 ont 10 toujours lieu les temps d'expansion ou de détente et d'échappement. Pour obtenir une température du carter autant que possible uniforme sur la périphérie, il est ainsi nécessaire que la région, mentionnée en dernier lieu, soit refroidie très intensivement tandis que la région mentionnée en premier lieu n'a besoin 15 d'être que peu refroidie ou pas du tout. Un bon refroidissement dans la région ou au voisinage des bougies d'allumage 7 est particulièrement important car l'apport de chaleur y est le plus élevé comme le montre l'expérience. Un bon refroidissement des enveloppes est alors particulièreaent important , tandis que 20 le refroidissement des éléments latéraux et de l'élément intermédiaire ne soulève pas de problèmes essentiels. Chaque enveloppe 4as 4b comporte, dans l'exemple de réalisation, trois cavités 9, 10 et 11 qui sont successivement traversées par l'écoulement du liquide de refroidissement d'une 25 manière qui sera encore décrite plus loin, la cavité 9 est disposé» dans la région ou au voisinage des bougies d'allumage 7, la cavité 10 dans la portion s'y raccordant en direction du canal de sortie 8 et la cavité 11 dans la région ou au voisinage du canal de sortie 8. De chacune de ces cavités partent des 30 orifices de passage dans les deux parois latérales de chaque enveloppe et en fait, ces orifices de passage ou de traversée sont désignés par les chiffres de référence 12 et 13 pour la cavité 9, par les chiffres de référence 14 et 15 pour la cavité 10 et par les chiffres de référence 16 et 17 pour la cavité 11. 35 Chaque enveloppe 4 est en outre pourvue d'un- canal traversant 18 pour le retour du fluide de refroidissement après traversée des enveloppes, l'élément latéral 1- présente -.un-.alésage 19 pour 70 17664 7 2050401 recevoir une pompe à eau 20 avec un régulateur de débit d'écoulement, laquelle est reliée par une conduite 21 à un réfrigérant ou radiateur de liquide non représenté, le liquide, véhiculé par la pompe 20, parvient dans une cavité 22 dans l'élément 5 latéral 1 et de là dans la cavité 9 de la première enveloppe 4a en traversant les orifices de passage 23 qui sont alignés avec les orifices 12 dans l'enveloppe 4a. Dans l'élément intermédiaire 3 est prévue une cavité 24 qui relie, par l'intermédiaire des orifices 24a, les orifices de passage 13 de la 10 première enveloppe 4a aux orifices de passage 12 de la seconde enveloppe 4b. Après traversée de la cavité 9 de la seconde enveloppe 4b, le liquide de refroidissement parvient à travers les orifices 13 de cette enveloppe et à travers les arifices 25 alignés avec ceux-ci et prévus dans la paroi latérale voisine .15 de l'élément latéral 2, dans une cavité 26 dans cet élément latéral, dans laquelle le liquide de refroidissement est dévié ou renvoyé et peut pénétrer, à travers les orifices de passage 27 dans la paroi latéraHe de l'élément latéral 2 et les orifices 15 dans la seconde enveloppe 4b, dans la cavité 10 de cette 20 enveloppe, les orifices 14 dans l'autre paroi de l'enveloppe 4b sont placés en communication, par une cavité 28 et les orifices 28a dans l'élément intermédiaire 3, avec des orifices 15 dans la première enveloppe 4a, de sorte que le liquide de refroidissement peut s'écouler à travers la cavité 10 de la première enveloppe 25 4a et pénétrer, à travers les orifices 14 et les orifices 29, qui y correspondent dans la paroi latérale voisine de l'élément latéral 1, dans la cavité 30 prévue dans l'élément latéral 1. Dans la cavité 30 , le liquide de refroidissement est de nouveau dévié ou renvoyé et pénètre,à travers les orifices 31 et les 30 orifices 16 dans la première enveloppe 4a qui y correspondent, dans la cavité 11 de cette enveloppe. le liquide s'écoule alors en sortant de la cavité 11 à travers les orifices 17 et les orifices correspondants 32 pour pénétrer dans une cavité 33 de l'élément intermédiaire 3 qui est placée en .communication avec 35 des orifices 16 dans la seconde enveloppe 4b par des orifices 34 et avec des canaux 18 dans les enveloppes 4a et 4b par des orifices 35. Une partie du liquide, arrivant en provenance de la cavité 70 17664 8 2050401 11 de la première enveloppe 4a, parvient à travers les orifices 34 et 16 dans la cavité 11 de la seconde enveloppe 4b et la partie restante du liquide de refroidissement s'écoule à travers un orifice 35 pour pénétrer dans le canal 18 de l'enve- jr loppe 4a. En sortant de la cavité 11 de la seconde enveloppe 4b, lë liquide parvient, à travers des orifices 17 et des orifices 36 qui y correspondent dans la paroi latérale adjacente de l'élément latéral 2, dans unô cavité 37 prévue dans cet élément latéral, laquelle est placée en communication 10 par un orifice 38 avec le canal 18 de l'enveloppe voisine 4b. le canal 18 de la première enveloppe 4a débouche dans un espace d'écoulement de retour 39 dans le premier élément latéral 1 qui est placé en communication, par un conduit 40, avec l'autre extrémité du réfrigérant ou radiateur de liquide 1 *5 non représenté et par un canal de dérivation 41 contrôlé par la soupape ou valve de régulation de débit d'écoulement dans la pompe 20, avec la cavité 22 prévue dans l'élément latéral 1. le liquide de refroidissement s'écoule donc pour pénétrer dans la cavité 22 de l'élément latéral 1, traverse 20 successivement les cavités 9 des enveloppes 4a et 4b, est dévié par la cavité 26 dans 1' élément latéral 2, traverse les cavités 10 des enveloppes, est de nouveau dirigé à "travers la cavité 30 dans le premier élément latéral, traverse la cavité 11 de la première enveloppe 4a, est ensuite divisé en deux cou-25 rants parallèles dont l'un est conduit à travers la cavité 33 dans l'élément intermédiaire 3 et l'orifice 35 dans le canal 18 de l'enveloppe 4a et dont' l'autre est conduit à travers la cavité 11 de la seconde enveloppe 4b pour s * écouler de là dans la cavité 37 de l'élément latéral 2 et être évacué par 30 l'orifice 38 et les canaux 18. Pour éviter un débordement du liquide de refroidissement hors des orifices individuels de passage ou de traversée le long des parois latérales mutuellement juxtaposées ou adjacentes des enveloppes, des éléments latéraux et de l'élément intermédiaire, 35 ces orifices de passage sont rendus étanches individuellement par des anneaux ou bagues d'étanchéité 42 (figure 6) qui sont montés dans des gorges ou rainures annulaires 43 qui entourent 70 17664 9 2050401 les orifices de passage individuels dans les parois latérales des enveloppes 4a et 4b. les éléments latéraux 1 et 2, l'élément intermédiaire 3 et les enveloppes 4a et 4b sont maintenus assemblés de la manière usuelle par des "boulons ou tirants 5 traversants non représentés, par lesquels les anneaux d'étanchéité 42 sont pressés hermétiquement contre les parois latérales voisines des éléments latéraux 1 , 2 et de l'élément intermédiaire 3. Quand le moteur à combustion interne sert à la propul-10 sion ou à la commande d'entraînement d'un véhicule automobile, il est avantageux de disposer l'axe longitudinal médian du carter parallèlement à l'axe du véhicule, auquel cas le côté gauche du carter, selon la figure 1,est orienté dans la direction du mouvement du véhicule. Si les pistons du moteur à combustion • -] 5 interne à pistons rotatifs sont refroidis par huile, le réfrigérant d'huile est disposé dans le courant d'air produit par le mouvement du véhicule et est raccordé à des conduits 44, 45 qui partent de la cavité dans le premier élément latéral 1, de sorte que ce réfrigérant est ainsi traversé par le liquide 20 de refroidissement. Pour le raccordement d'un système de chauffage du véhicule, deux canaux 46, 47 peuvent être prévus dans le second élément latéral 2, dont le canal 46 part de la cavité 26 et amène, de l'eau chaude à l'échangeur de chaleur du système de chauffage tandis que le canal 47 conduit l'eau, 25 après traversée de cet échangeur de chaleur, dans la cavité 37 de l'élément latéral 1 se trouvant en communication avec l'écoulement de retour. Il en résulte ainsi la plus grande, différence de pression possible entre le côté d'entrée et le côté de sortie de l'échangeur de chaleur, de sorte que celui-30 ci est traversé par l'écoulement avec une grande vitesse - d'écoulement et le chauffage répond ou se met en action très rapidement. Comme cela a été mentionné précédemment, le liquide de -refroidissement est subdivisé en deux courants partiels après 35 traversée de la cavité t1 de la première enveloppe 4a, de sorte -que le retour du liquide de refroidissement s'effectue en courants parallèles. On évite ainsi que la résistance à 70 17664 10 2050401 l'écoulement dans le circuit total.des liquides de retour prenne une valeur trop élevée. Ceci est particulièrement important dans des machines dans lesquelles plus de deux unités sont juxtaposées ou groupées en rangée . 5 l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et en particulier à une machine double. L'invention est plutôt applicable avec les mêmes avantages à une machine comportant seulement une enveloppe ou à une machine ayant plus de deux enveloppes et un nombre plus grand, de façon correspon-10 dante,d » élément intermédiaires. Bien entendu, l'invention vJest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs 15 combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention» 70 17664 n 2050401 BETEIDICATIOHS 1. - Dispositif formant carter refroidi par liquide pour machine et en particulier moteur à combustion interne à pistons rotatifs, du type se composant d'au moins une enveloppe périphérique annulaire et de deux éléments latéraux, ledit 5 carter présentant une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie pour le fluide de refroidissement tandis que l'enveloppe et les éléments latéraux contiennent des cavités placées mutuellement en communication et le liquide de refroidissement s'écoule ei^direction axiale à travers les cavités de ladite 10 enveloppe et est dévié ou change de direction dans les cavités des éléments latéraux, caractérisé en ce que les orifices de passage ou de traversée pour le liquide de refroidissement dans les parois latérales mutuellement adjacentes .ou juxtaposées de ladite enveloppe et desdits éléments latéraux sont rendus 15 étanches individuellement par des anneaux ou bagues d'étanchéité entourant ces orifices. 2. - Dispositif selon la revendication 1 pour machine ■ multiple à'pistonsrotatiÊ qui présente plusieurs enveloppes périphériques, auquel cas un élément intermédiaire de carter 20 est respectivement disposé entre deux enveloppes voisines, caractérisé, en ce que dans ledit élément intermédiaire sont prévues des cavités qui relient entre elles les cavités des -enveloppes voisines, tandis que les orifices de passage précités pour le liquide de refroidissement dans les parois latérales 25 mutuellement adjacentes de l'enveloppe et de l'élément intermédiaire sont également rendus étanches individuellement par des anneaux d'étanchéité entourant ces orifices. 3» - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les cavités de l'enveloppe ou des enveloppes précitées 30 sont reliées l'une après l'autre par des cavités des éléments latéraux précités de telle façon que d'abord la région des bougies d'allumage, ensuite la région s'y raccordant en direction du canal de sortie et puis la région entourant ledit canal de sortie sont traversées par l'écoulement du liquide de refroidissement 35 précité. 70 17664 12 2050401 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en que dans l'élément intermédiaire ou dans les éléments inter -médiaires précités est prévue une cavité pour l'évacuation d'une partie du liquide de refroidissement précité qui arrive en 5 provenance de la cavité entourant le canal de sortie de l'une des enveloppes voisines précitées. 5. - Dispositif selon la revendication 3 ou 4 pour moteur à combustion interne à pistonsrotatifsdestiné a la propulsion ou commande d'entraînement de véhicules automobiles, caractérisé 10 en ce qu'un conduit de raccordement d'arrivée pour l'échangeur de chaleur d'un système de chauffage dudit véhicule part comme embranchement de la cavité de l'élément latéral précité qui réalise la première déviation du liquide précité tandis que le conduit de raccordement de retour dudit système de chauffage 15 est en communication avec l'écoulement de retour du circuit de liquide de refroidissement.