Brevet FR2393938A1 — publié le 19790105

La présente invention concerne un moteur à combustion interne monocylindrique refroidi par l'air avec ventilateur à volant d'inertie et injection de carburant, et avec une roue dentée calée sur l'arbre de vilebrequin pour l'entraînement direct de l'arbre à cames, disposé parallèlement à l'arbre de vilebrequin et au-dessus de lui, entraînant la pompe d'injection et les tiges poussoirs de soupapes, ainsi qu'un régulateur de nombre de tours et une pompe à huile de graissage, cet arbre à cames étant décalé latéralement par rapport à l'arbre de vilebrequin. Dans un moteur connu de ce genre, l'arbre à cames est disposé verticalement au-dessus du vilebrequin et l'actionnement des bielles a lieu avec une came unique, la roue dentée de l'arbre à cames s'avançant au-delà de la partie de cheminée de cylindre qui doit encore être refroidie, de sorte que le refroidissement est gêné à cet endroit. Dans les moteurs monocylindriques, dans lesquels, pour des raisons de simplification, on utilise surtout un ventilateur à volant d'inertie, la circulation d'air désirée sur la tête de cylindre et la chemise de cylindre en direction du vilebrequin, pour obtenir un guidage plus simple de l'air, est gênée par l'arbre à cames et sa roue dentée qui se trouvent verticalement au-dessus du vilebrequin devant la tête de cylindre, si l'on n'utilise pas, en vue d'éviter un carter prolongé vers le haut pour la roue d'arbre à cames, une longue bielle, de manière à placer plus haut le point mort inférieur du piston qui doit être intéressé par le refroidissement.Dans le cas où sont recherchés, dans l'intérêt d'une réduction de poids, des moteurs à faible course, avec des bielles courtes, la partie de carter prolongée vers le haut se trouve au-dessus de cette position de point mort inférieur, de sorte que, en plus de l'inconvénient de gêne du refroidissement, la fabrication, autrement possible, du carter de moteur, du cylindre et de la tête de cylindre, en une seule pièce de fonderie, est rendue très difficile dans cette partie. Dans une réalisation connue du genre mentionné plus haut, le régulateur de nombre de tours est monté sur le vilebrequint I1 tourne par conséquent relativement lentement avec la vitesse de l'arbre de vilebrequin et est en conséquence de construction grosse. La pompe d'injection est disposée horizontalement ou obliquement au niveau de l'arbre à cames et se trouve par conséquent loin au-delà du contour de carter de vilebrequin. Dans le cas d'une pompe d'injection verticale on rencontrerait une gêne encore plus grande du refroidissement du cylindre. Dans la réalisation connue, la pompe à huile de graissage est entraînée avec une faible vitesse en raison de la distance nécessaire entre l'arbre de vilebrequin et sa roue, et elle présente, comme le régulateur une grosseur de construction dépendant du nombre de tours. La pompe à huile à rotation lente, bien qu'elle soit prévue avec une denture intérieure, ne peut pas être montéer en raison de sa grosseur, dans sa paroi antérieure de palier. Dans le cas d'une disposition de l'arbre à cames verticalement au-dessus de l'arbre vilebrequin, il n'est pas possible de monter des régulateurs et des pompes à rotation rapide et ainsi de faibles dimensions, car ou bien ils sont montés directement sur le vilebrequin, ou bien ils doivent être entravés par la petite roue dentée de vilebrequin. Pour un montage du régulateur ou de la pompe à huile dans la paroi de palier principale on serait gêné dans ce cas par le palier d'arbre de vilebrequin, parce que la roue dentée de vilebrequin est petite et que l'agrégat entraîné, régulateur ou pompe, serait placé très près de l'arbre de vilebrequin. Pour un entraînement par l'arbre à cames placé en haut, la pompe à huile par exemple se trouverait placée trop haut. Pour une disposition du régulateur sur l'arbre vilebrequin, un passage du bout d'arbre à travers le couvercle ne serait pas possible, ni une prise d'entrainement à partir de l'extrémité antérieure de l'arbre de vilebrequin. Dans le brevet AT PS 3110130, est également décrit un moteur à construction interne à un seul cylindre du type mentionné plus haut, dans lequel l'entratnement de l'arbre à cames, monté parallèlement à l'axe de l'arbre de vilebrequin, a lieu directement à partir du vilebrequin par l'intermédiaire de roues dentées. Par l'arbre à cames sont entraînés la pompe d'injection, les poussoirs de soupapes, le régulateur de nombre de tours et la pompe à huile de graissage qui sont disposés tous les deux au-dessous de l'arbre à cames. L'arbre à cames est décalé latéralement au-dessus de l'arbre vilebrequin, ce qui est nécessaire du fait que l'arbre à cames est constitué pour s'étendre au-dessus de la totalité du carter de moteur. On obtient ainsi effectivement de meilleures conditions de refroidissement que dans la première réalisation mentionnée, car la pompe d'injection entraînée par l'arbre à cames est inclinée éloignée de l'axe du cylindre. Mais le carter du pignon d'arbre à cames et le corps de la pompe d'injection sont largement au-delà du contour du carter de moteur proprement dit En conséquence, ce mode de construction est lié également à un volume de construction accru et par suite à une augmentation du poids du moteur. La présente invention a pour but d'éviter les inconvé lents des exécutions connues et de réaliser un jeu de pignons et une commande tels que soient possibles un mode de construction plus compact et un poids plus faible ainsi qu'une fabrication plus économique Dans ce but, le moteur conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'arbre à cames est disposé horizontalement devant le cylindre et la ligne de l'espacement des axes entre l'arbre vilebrequin et l'arbre à cames forme par rapport à la verticale un angle d'environ 45 degrés. On obtient ainsi l'avantage que le carter du pignon d'arbre à cames ne dépasse pas, ou à peine, le pourtour du carter de vilebrequin proprement dit, et la sortie de l'air de refroidi sement provenant du cylindre, et de la partie inférieure de la chemise de cylindre qui doit être encore alimentée avec de l'air froid, n'est pas gênée, En conséquence de la position de l'arbre à cames devant le cylindre, on obtient en outre l'avantage d'une plus grande liberté dans le choix du décalage latéral de l'arbre à cames Ce décalage latéral de l'arbre à cames rend possible l'emploi d'une seule came pour l'actionnement des soupapes pour une variation de la position de l'arbre à cames et du levier pivotant. I1 apporte une liberté beaucoup plus grande dans le choix des positions des poussoirs de soupapes et des soupapes. I1 est dans ce cas particulièrement favorable que la ligne d'espacement d'axes entre arbre vilebrequin et arbre à cames forme avec la verticale un angle de 45 degrés. La disposition conforme à l'invention de l'arbre à cames facilite une fabrication éventuelle en une seule pièce du moteur, en réalisant le carter de moteur, le cylindre et la tête de cylindre en une seule unité de coulée. On peut obtenir alors une simplification de la pièce de tête de cylindre, en prévoyant comme surface de fermeture supérieure la surface d'appui des ressorts de soupapes et en montant séparément le carter de leviers de basculement. L'exécution avec deux carters de leviers de basculement séparés, disposés en de chaque côté du support de buses d'injection, apporte d'autres avantages du point de vue de la disposition des buses d'injection, Le carter de vilebrequin est avantageusement réalisé complètement ouvert vers le bas de sorte que le noyau de coulée en une seule pièce pour cylindre et carter de vilebrequin peut être facilement extrait du moule vers le bas. Aussi bien dans la fabrication du moteur en une seule pièce qu'en deux pièces, on a l'avantage de disposer le canal 'entrée et le canal de sortie transversalement à l'axe de l'arbre vilebrequin, pour permettre une position favorable, économisant la place, du filtre à air et de l'échappement sur chaque côté du cylindre.Grâce à la disposition du support de buses, vue à partir de la pompe d'injection, devant le milieu du cylindre, on obtient avantageusement une conduite d'injection plus courte Dans l'ensemble, le mode de construction conforme à l'invention apporte une simplification du moteur, une réduction du poids et du coût de fabrication. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que l'axe de la pompe d'injection est dirigé vers l'axe du cylindre, et suivant un angle aigü avec l'horizontale ou approximativement horizontal, et que le corps de la pompe d'injection ne dépasse pas latéralement le contour du carter de moteur et dans le domaine de l'extrémité inférieure du cylindre Cette disposition avantageuse de la pompe d'injection rend possible, conformément au problème posé par l'invention, une construction très compacte, avec un poids favorable et toujours de bonnes conditions de refroidissement de l'extrémité inférieure du cylindre. Dans le cas d'une fabrication en une seule pièce du carter de moteur, du cylindre, et de la tete de cylindre, d'autres avantages sont apportés par la constitution conforme à l'invention du point de vue de la facilité de coulée en moule Par rapport aux modes de réalisation connus, les pignons sont de meme grandeur. Cependant les dimensions du couvercle avant et de la combinaison pompe à huile-régulateur sont nettement plus faibles et il est possible de monter la pompe à huile dans la paroi de palier avant. L'invention est expliquée ci-après à l'aide d'un exemple représenté aux dessins dans lesquels - la figure 1 est une en coupe verticale partielle du moteur à combustion interne conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe par la ligne II-II de la figure 1 La figure 1 montre la disposition de l'arbre à cames 3 devant le cylindre 1, au-dessus de l'arbre vilebrequin 2, avec roue dentée d'arbre à cames 4, la came 5 et les leviers pivotants 22, 23 (figure 2) pour l'entraînement des poussoirs de soupapes 5, 6, ainsi qu'avec la came d'entraînement 7 pour la pompe d'injection 8 qui est représentée dans la figure 2. L'arbre à cames 3 est supporté dans la paroi de palier principal antérieur 9 et dans le couvercle de carter avant 10.La roue dentée d'arbre à cames 4 est entraînée par l'arbre de vilebrequin 2 par l'inter- médiaire d'un pignon 4 | o Elle est en prise avec un petit pignon 11 disposé verticalement au-dessous d'elle, qui entraîne, par un arbre commun 12, la pompe à huile de graissage montée dans la paroi de palier principal antérieur 9, et le régulateur de nombre de tours 14. La corbeille d'aspiration d'huile 13' est disposée au-dessous de la pompe 13 Le diametre du petit pignon 11 est de préférence choisi assez faible pour qu'il en résulte une distance entre axes entre l'arbre à cames 3 et l'arbre 12, qui permette de disposer au-dessous de la came 7 d'entraînement de la pompe à huile 8, un régulateur de nombre de tours 14 de multiplication désirée. L'arbre à cames 3 est, comme le montre la figure 2, disposé auçdessus de l'arbre manivelle 2, et décalé latéralement de telle manière que la ligne de distance axiale 15 entre l'arbre à cames 3 et l'arbre manivelle 2 forme avec la verticale un angle 16 de 30 à 60 degrés, de préférence de 45o L'arbre à cames 3 est entraîné par un petit pignon 4' monté sur l'arbre manivelle 2 e En dépendance des conditions de montage et de fabrication, ce pignon 4' est choisi d'une dimension suffisamment réduite pour que la distance des axes 2' et 3' de l'arbre vilebrequin 2 et de l'arbre à cames 3 soit aussi faible que possible. Dans le cas d'un arbre de vilebrequin 2 passant vers l'avant à travers le couvercle de carter 10, il faut en outre tenir compte de l'espace nécessaire pour le régulateur 14, indiqué dans la figure 2 par un cercle en traits interrompus. La traversée de l'arbre de vilebrequin 2 à travers le couvercle de carter antérieur 10 est rendue possible par la disposition latérale du régulateur 14, et de l'arbre de levier de régulateur 14' au-dessous de l'arbre de vilebrequin. La pompe d'injection 8 est dirigée avec son axe 17, depuis l'arbre à cames 3 vers l'axe 18 du cylindre, en faisant un angle aigü avec l'horizontale, ou sensiblement horizontalement. Elle ne dépasse que de peu au-delà du contour 19 du carter de moteur 20. La partie de cartér 21 destinée à recevoir la roue dentée 4 de l'arbre à cames se trouve dans la partie inférieure du cylindre 1, n'étant que de peu décalée latéralement au-delà du contour 19 du carter de moteur 20. La came 5 calée sur l'arbre à cames 3 actionne, par les leviers 22, 23, les deux tiges poussoirs de soupapes 6, qui sont disposées chacune dans un tube protecteur 24. Ces tubes 24 servent en même temps à dévier l'huile de graissage en dehors des boîtiers à levier de soupape 25, prévus séparément pour soupape d'admission et soupape d'echappement7 qui sont disposés de chaque côté de la buse d'injection 26. Dans le cas d'un moteur en une seule pièce, les boîtiers de leviers de soupape 25, sont montés au niveau des surfaces d'appui 29 des ressorts de soupape 28. La ligne en traits-points 27 montre le contour des nervures de refroidissement. R E v E N D I C A T I O N S 10) Moteur à combustion interne monocylindrique refroidi par l'air avec ventilateur à volant d'inertie et injection de carburant, et avec une roue dentée calée sur l'arbre de vilebrequin pour l'entraînement direct de l'arbre à cames, disposé parallèlement à l'arbre de vilebrequin et auDdessus de lui, entraînant la pompe d'injection et les tiges poussoirs de soupapes ainsi qu'un régulateur de nombre de tours et une pompe à huile de graissage, cet arbre à cames étant décalé latéralement par rapport à l'arbre de vilebrequin moteur caractérisé en ce que l'arbre à cames est disposé devant le cylindre et la ligne fictive (15) joignant les axes de l'arbre de vilebrequin (2) et de l'arbre à cames (3), forme, avec la verticale, un angle (16) égal à environ 45 degrés. 20) Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (17) de la pompe d'injection (8) est orienté vers ltaxe du cylindre (18), à angle aigu avec l'horizontale ou sensi- blement horizontalement, et le corps de la pompe d'injection (8) ne dépasse pas latéralement le contour du carter de moteur (19), ni le domaine de l'extrémité inférieure du cylindre.