Brevet FR2288221A1 — publié le 19760514

L'invention est relative à un dispositif d'équilibrage de moteurs à combustion interne, applicable en particulier aux moteurs à quatre temps et à quatre cylindres en ligne. Dans les moteurs à combustion interne il est nécessaire, de façon à éviter des vibrations importantes du bloc moteur d'équilibrer autant que faire se peut les forces d'inertie alternatives produites par les mouvements alternatifs notamment de déplacement des pistons dans les cylindres et de rotation et déplacement des bielles. En particulier dans les moteurs à combustion interne à quatre temps et à quatre cylindres en ligne on règle la distribution de façon que quand les deux pistons des extrémités du moteur sont au point mort haut, les deux pistons du centre sont au point mort bas. On obtient de ce fait un équilibrage des forces d'inertie du premier ordre. Cependant, les forces d'inertie ne sont pas exactement les mimes suivant que les pistons se trouvent au point mort haut ou au point mort bas. Le résidu est appelé force d'inertie du deuxième ordre. Ce résidu non équilibré est la cause de vibrations désagréables ayant pour résultat qu'un moteur à quatre cylindres en ligne est naturellement moins silencieux qu'un moteur à six cylindres en ligne ou à huit cylindres en V , moteurs dans lesquels les forces d'inertie du second ordre sont facilement équilibrées. Les forces d'inertie du deuxième ordre étant des forces alternatives dont la fréquence est double de la fréquence de rotation du vilebrequin, il est possible thésriquement de les équilibrer au moyen de deux contrepoids tournant en sens inverse l'un de l'autre et à vitesse double de la vitesse de rotation du vilebrequin. Les réalisations mécaniques tentées en ce sens emploient des jeux de pignons pour ltentrainesent à vitesse de rotation double de celle du vilebrequin, dans le eme sens et entai sens inverse de deux arbres auxiliaires colportant des contrepoids de masse appropriée.Une telle construction est malheureusement conteuse et en outre, compte tenu de la vitesse élevée de rotation du moteur, les trains de pignons d'entraînement des arbres auxiliaires d'équilibrage émettent un sifflement qui contrebalance l'agrément du silence obtenu par l'annulation de la résultante des forces d'inertie du second ordre. Pour pallier ces difficultés, dans le dispositif d'équilibrage conforme à l'invention, les arbres auxiliaires sont entrainés par une courroie crantée sur ses deux faces opposées qui passe sur des poulies crantées coopérantes de diamètre déterminé calées respectivement sur chaque arbre d'équilibrage précité et sur l'arbre de vilebrequin, une face de la courroie engrenant avec la poulie de vilebrequin et une poulie de l'un des arbres d'équilibrage, l'autre face de la courroie engrenant avec la poulie de l'autre arbre d'équilibrage.Avantageusement de façon à simplifier la construction ladite courroie constitue la courroie de distribution et sert également à l'entraînement de l'arbre à cames. On obtient ainsi moyennant une disposition simple, peu coûteuse et non bruyante l'annulation de la résultante du second ordre des forces d'inertie par entrainement en sens inverse à vitesse de rotation double de celle du vilebrequin de contrepoids convenablement calculés et positionnés. L'invention apparattra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faisant référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en bout schématique du bloc d'un moteur à quatre temps et quatre cylindres en ligne équipé d'un dispositif d'équilibrage conforme à l'invention; - la figure 2 montre en vue agrandie le détail encerclé en II à la figure 1 relatif à la courroie d'entrainement crantée sur oes deux faces. Selon le mode de réalisation illustré aux dessins on aperçoit le bloc moteur 10 d'un moteur de type classique à quatre cylindres Il disposés en ligne au dessus d'un carter 12. On a supposé qu'il s'agissait d'un moteur à combustion interne fonctionnant selon le cycle à quatre temps. Xn 13, on aperçoit l'extrémité de l'arbre de vilebrequin et en 14 l'extrémité de l'arbre à cames qui dans l'exemple choisi est placé dans le carter 12, bien que l'invention puisse s'appliquer tout aussi bien à un moteur à arbre à cames en tête. De façon connue en soi, le moteur comporte deux arbres 15 et 16 parallèles à l'arbre 13 de vilebrequin, lesdits arbres pouvant entre montés dans le bloc moteur même, ou bien dans des oreilles telles que 17 fixées au bloc moteur ou venues de fabrication-avec lui. . De façon connue en soi, les arbres 15, 16 portent des contrepoids 18, 19 destinés à équilibrer les forces d'inertie du second ordre du moteur. Dans les moteurs connus jusqu'à présent comportant un dispositif d'équilibrage de ce type, les arbres 15 , 16, qui doivent tourner en sens inverse sont entrainés à partir du vilebrequin 2 au moyen d'un train de pignons dont le bruit détruit l'agrément procuré par la suppression des vibrations dues aux forces d'inertie du second ordre. Selon l'invention, il est possible de pallier cet inconvénient en entrainant les deux arbres d'équilibrage 15,16 en sens contraire par une courroie crantée unique entrainée par La'arbre de vilebrequin et qui peut constituer en outre avantageusement la courroie de distribution servant à ltentrainement de l'arbre à cames comme connu en soi. De façon précise il suffit ainsi de prévoir comme illustré à la figure 1 le montage en bout de l'arbre de vilebrequin 13 d'une poulie crantée 23, en bout de l'arbre à cames4 d'une poulie crantée 24, en bout de l'arbre d'équilibrage 16 d'une poulie crantée 26 et en bout de l'arbre d'équilibrage 15 d'une poulie crantée 25, ces poulies 23,24,25,26 étant entrainées par une courroie unique 20 crantée sur ses deux faces formant courroie de distritution. Pour le bon entrainement de la poulie 25 on a prévu en outre une poulie de renvoi 27 montée sur un axe 27a sur l'oreille 17 du bloc moteur. A la figure 2 on aperçoit clairement à plus grande échelle les dents daS db prévues sur les deux faces 20a, 20b de la courroie, la face intérieure 20a de la courroie crantée servant à l'entraînement à vitesse convenable des poulies 24 et 26 par l'intermédiaire de la poulie 23 de vilebrequin, la face extérieure 20b de la courroie servant à l'entraînement à vitesse convenable de la poulie 25 de l'arbre d'équilibrage 15. Dans l'exemple illustré il suffit pour obtenir l'entraîne- ment à vitesses convenables des différents arbres 14,15,16 à partir del'arbre de vilebrequin 13 de choisir les diamètres des poulies respectivement 23 clavetée sur l'arbre de vilebrequin 13, 24 clavetée sur l'arbre à camesl4 et 25,26 clavetées sur les arbres 15,16 dans les rapports des nombres: 1,2 et 1/2. Ainsi en adoptant une telle disposition et sans introduire de complications notables dans le système de distribution on obtient, si l'on désigne par V la vitesse du vilebrequin l'entraînement à vitesse 2V des arbres d'équilibrage 15 et 16 et leur rotation en sens inverse, la courroie 20 assurant simultanément l'entraînement de l'arbre à cames 14 à la vitesse iV. Dans ces conditions il ne reste plus qu'à choisir et calculer convenablement les masses d'équilibrage 18, 19 en fonction de la position des arbres 15,16 et des données de construction du moteur pour obtenir l'équilibrage des forces d'inertie du second ordre, ce qui permettra d'obtenir un fonctionnement plus souple et plus silencieux du moteur. Dans le mode de réalisation illustré les arbres d'équilibrage 15,16 sont situés de part et d'autre du plan d'alignement P des cylindres Il et sensiblement à la hauteur du point mort bas des cylindres. Bien entendu l'invention n'est nullement au mode de réalisation illustré et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier l'invention peut s'appliquer à tout moteur à combustion interne en général bien que son intérêt primordial concerne les moteurs à quatre cylindres en ligne à quatre temps. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. RE V~E~ D I CA~TL~O N~S 1. Dispositif d'équilibrage de moteurs à combustion interne, applicable en particulier aux moteurs à quatre temps et quatre cylindres en ligne, dans lequel de façon à équilibrer les forces d'inertie notamment du second ordre résultant d'efforts dynamiques non parfaitement équilibrés , on fait tourner en deux sens opposés parallèlement à l'arbre du vilebrequin des contrepoids sur des arbres auxiliaires d'équilibrage, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits arbres auxiliaires 15,16 sont entrainés par une courroie crantée 20 sur ses deux faces opposées 20a, 20b qui passe sur des poulies crantées coopérantes de diamètre déterminé calées respectivement sur chaque arbre d'équilibrage précité et sur l'arbre de vilebrequin 13, une face de la courroie 20a engrenant avec la poulie 23 de vilebrequin et une poulie 26 de l'un des arbres d'équilibrage, l'autre face de la courroie 20b engrenant avec la poulie 25 de l'autre arbre d'équilibrage 15. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite courroie est la courroie de distribution servant également à l'entrainement de l'arbre à cames 14. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que, s'agissant d'un moteur à quatre tempos, les poulies de l'arbre de vilebrequin, de l'arbre à cames et des arbres d'équilibrage ont des diamètres respectifs de 1,2 et 1/2. 4. dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce Cl'une poulie de renvoi 27 est disposée au voisinage de la poulie 25 d'arbre d'équilibrage 15 qui tourne en sens inverse du vilebrequin 13. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que s'agissant d'un moteur à quatre temps et quatre cylindres en ligne, les arbres d'équilibrage sont situés de part et d'autre du plan d'alignement des cylindres, sensiblement à la hauteur du point mort bas des cylindres.