Brevet FR2426156A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne un moteur à combustion interne à pistons linéaires refroidis à l'air, les cylindres étant en série et comportant une chambre d'accumulation d'air frais suivant la rangée des cylindres ainsi qu'une machine soufflante, axiale, qui est prévue en amont de la chambre d'accumulation d'air de refroidissement, latéralement par rapport au premier cylindre, en formant une seule pièce en métal léger, avec sa console de fixation. Lors du fonctionnement de moteurs à combustion interne à pistons linéaires, des gaz de fuite s' échappent en permanence le long des pistons pour passer dans le carter de vilebrequin. Pour éviter qu'il ne s'établisse une pression de gaz croissante dans le carter de vilebrequin, on évacue ces gaz ainsi que les vapeurs du carter d'huile, à l'atmosphère ou encore pour les systèmes d'apiration d'air du moteur. Dans les cas particuliers, on extrait les fractions d'huile entraînées par les gaz et vapeurs dans un séparateur d'huile. De tels séparateurs d'huile doivent être en général de dimensions importantes pour être efficaces, ctest à dire qu'ils fonctionnent suivant le principe des séparateurs centrifuges ou encore des séparateurs à inertie, avec une chambre de repos de grandes dimensions et des vitesses d'écoulement extrêmement faibles, ou encore un canal de circulation à grande vitesse avec plusieurs déviations très prononcées du jet de gaz, ce qui aboutit toujours à un encombrement important ne convenant pas pour des moteurs à combustion interne compacts. Pour cette raison, pour éviter l'encombrement, on monte souvent les séparateurs d'huile au voisinage du moteur à combustion interne, par exemple sur les parties de carrosserie ou sur les châssis des véhicules.L'inconvénient de tels séparateurs d'huile qui se trouvent à une certaine distance du moteur à combustion interne est que les conduites nécessaires, qui sont reliées au séparateur d'huile, doivent comporter des segments de tubes en forme de soufflets ou autres moyens équivalents à cause du montage élastique du moteur. Dans le cas de petits séparateurs d'huile, que l'on peut monter sur le moteur, le pouvoir séparateur est en général insuffisant. Des intallations telles que des sépa rateurs d'huile sont de préférence montées sur la face frontale du moteur dans le cas d'un moteur à c~-llrigre en ligne, car la tubulure d'aspiration d'air passe le long de la rangée des cylindres et comporte l'ajutage d'entrée à l'extrémité frontale du moteur. De cette façon, on a une liaison tubulaire très courte pour la tubulure d'aspiration d'air, pour recevoir. les gaz et vapeurs ne contenant plus d'huile, pour limiter les émissions. Comme les possibilités de transmission de force font que sur le côté avant du moteur, on a des machines auxiliaires entraînées par le vilebrequin, on ne dispose que de très peu de place ou pas de place du tout pour d'autres installations. La présente invention a pour but de créer un séparateur d'huile, efficace, ne demandant que très peu de place au niveau du moteur à combustion interne, ne limitant pas le montage d'autres machines auxiliaires et permettant une liaison aussi courte que possible entre le carter de vilebrequin et la -tubulure d'aspiration d'air A cet effet, l'invention concerne un moteur à combustion interne lu type ci-dessus, caractérisé en ce que le carter tubulaire de la machine soufflante ne forme qu'une seule pièce coulée, avec la console de fixation en forme de corps creux et un volume creux, qui est prévu latéralement par rapport au carter de la machine soufflante et s'étend verticalement,- ces volumes creux étant reliés l'un à l'autre de façon étanche à l'huile en reliant en même temps l'intérieur du moteur à la tubulure d'aspiration de ce moteur, les volumes creux ainsi reliés étantréalisés en forme de séparateurs d'huile. Un tel montage donne une chmabre de repos plus grande que le séparateur d'huile dans l'intervalle entre la machine soufflante et les éléments de montage de cette machine sur le moteur, ce qui est très peu encombrant et ne limite pas les possibilités de montage d'autres machines auxiliaires. En outre, le carter de la machine soufflante est ainsi rigide et stable. La structure allongée de la console prévue à l'extrémité inférieure du carter de la machine soufflante jusqu'à l'extrémité supérieure du volume creux qui s'étend à côté du carter de la machine souff-lante donne une chambre verticale allongée, pouvant recevoir divers séparateurs d'huile en fonction des sections.C'est ainsi que l'on peut prévoir un séparateur d'huile à chambre de repos de grande dimension et à vitesse d'écoulement faible en forme de séparateur par inertie, ou encore un séparateur d'huile à surface brise-jet et à résistance ou garnitures qui forment un canal d'écoulement de grande vitesse et comportent des déviations d'écoulement très prononcées. Le montage sur la paroi de la machine soufflante entraîne un effet de refroidissement des gaz et vapeurs qui traversent le séparateur d'huile, ce qui favorise la condensation des gouttellettes d'huile de la vapeur. Pour augmenter encore plus l'efficacité du séparateur d'huile, il est prévu suivant une autre caractéristique de l'invention de relier la console de fixation par une ouverture du carter du moteur à une chambre de repos à l'intérieur du carter du moteur, cette ouverture ou ces ouvertures étant prévues de façon que la section se trouve directement en avant ou å côté du centre d'une partie du moteur en forme de disque, rotatif. La disposition de cette chambre de repos comme étage préalable au séparateur d'huile assure déjà une séparation partielle de l'huile contenue dans les gaz et les vapeurs avant que ceux-ci ne pénètrent dans le séparateur d'huile proprement dit.Cet effet est amplifié par la position de l'orifice d'entrée au centre ou au voisinage du centre d'un pignon denté qui expulse les particules lourdes par effet centrifuge sur les gaz et vapeurs qui passent au niveau de ce pignon ou disque. Il est déjà connu (brevet DT- 400 341) d'utiliser un tel disque comme séparateur d'huile; toutefois, ce dispositif pris seul ne suffit pas séparer efficacement l'huile de quantités de gaz pénétrant dans le carter du vilebroquin de moteur à plusieurs cylindres. En combinaison avec la chambre de repos qui comporte ainsi un orifice d'entrée selon l'invention, on arrive à une vitesse d'écoulement faible, et la séparation partielle de l'huile est-déjà très efficace avant que les vapeurs ne pénètrent dans le séparateur d'huile proprement dit. Pour cela, il est avantageux de choisir pour la chambre de repos dans la carter du moteur une position qui n'augmente pas directement l'encombrement, mais utilise les coins ou les niches qui existent dans le carter, et qui n'apparaissent pas sur le contour extérieur pour des raisons de forme. Pour maintenir une légère pression dans le carter de vilebrequin, il est prévu de monter une soupape dans la partie supérieure du volume creux, latérale, pour limiter la pression de gaz dans le carter du moteur. L'utilisation de soupapes de réglage de pression est certes connue, mais le fait de les loger dans les conduites d'éva- cuation de gaz est délicate car il faut des moyens de fixation et on perd l'emplacement nécessaire pour les dispositifs auxi- liaires du moteur Le fait de loger une telle soupape dans la partie supérieure du séparateur d'huile est particulièrement avantageuse car il ne faut aucune conduite supplémentaire pour le retour de l'huile qui se condense sur la soupape. Pour relier le séparateur d'huile et la tubulure d'aspiration d'air, il est prévu de relier le volume creux, latéral, part une courte conduite tubulaire a la tubulure d'aspiration d'air du moteur. Une telle conduite tubulaire peut être constituée par un tube ou une pièce mou lée, élastique, pour compenser les différences de dimension, la dilatation thermique, ainsi que les oscillations différentes du séparateur d'huile et la tubulure d'aspiration d'airs La présente invention sera dé cri te plus en détail à l'aide diun exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels:: - la figure 1 montre le carter de la machine soufflante d'un moteur à combustion interne a pistons linéaires refroidis à l'air, à construction en ligne, avec une console de fixation, coulée, et un volume creux, raccordé latéralement7 pour servir de séparateur d'huile. - la figure 2 est une coupe du carter de la machine soufflante représentée à la figure l, selon la ligne Il-Il. - la figure 3 est une vue de dessus d'un moteur à combustion interne à pistons linéaires ref-roidis à l'air, à construction en ligne, comportant une soufflante d'air de refroidissement montée à côté des cylindres en ligne, avec une chambre d'air de refroidissement. - la figure 4 montre la partie supé rieure du volume creux latéral de la machine soufflante, servant-de séparateur d'huile, comportant une soupape de limitation de pression. Selon la figure 1, une machine soufflante axiale l pour l'air de refroidissement comporte une console de fixation 2, coulée, ainsi qu'un volume creux 3, raccordé latéralement, cette vue étant prise en regardant la couronne d'aubes directrices 4 de la machine soufflante i. La console de fixation 2, qui est réalisée en forme de corps creux, est reliée-au volume creux 3, coulé, latéralement à côté du carter de la machine soufflante.5. L'extrémité supérieure du volume creux 3 est recouverte par un couvercle 4 qui est traversé par le tube d'évacuation d'air 5 allant vers le tube d'aspiration d'air non représenté en détail du moteur à combustion interne. La figure 2 montre que le volume creux 8 est recouvert par un couvercle en table 9, de forme circulaire dans le carter du moteur; une fente 10 en forme de croissant avec un bord rabattu 11 est presse au voisinage du centre. Le bord rabattu ll vient dans la surface latérale d'un pignon denté 12 d'un moteur à combustion interne non représenté en détail. La fente étroite délimitée d'une part par la. surface latérale du pignon denté 2 et d'autre part par le couvercle en tôle 9, projette l'huile entratnée par les vapeurs et les gaz, par effet centrifuge du pignon denté 12, en rotation. Cet effet est particulièrement amplifié par la rainure périphérique 13 du pignon denté 12.Les gaz sont obligés à changer de sens, de façon prononcée, par deux fois, si bien que l'huile entraînée tombe sur la surface latérale des pignons dentés et est expulsée immédiatement. Cela entraîne également un mélange de gaz et de vapeur dans le volume creux 8 dont une.partie des fractions d'huile, entralnées, ont été séparées; cette séparation préalable permet de réduire les dimensions des autres dispositifs faisant partie du séparateur d'huile. Les volumes creux suivants : 2, 3 sont de grandes dimensions, de sorte que la vitesse d'écoulement vers la sortie supérieure est faible et les gouttelettes d'huile qui sont encore entraînées tombent sous L'effet de la pesanteur, et reviennent par un canal de retour d'huile, particulier, non représenté, dans le carter du vilebrequin. Lor-sque le degré de séparation dans les volumes creux 2, 3 n'est pas suffisant, on peut l'améliorer par des garnitures en forme de languettes ou de nervures délimitant des canaux étroits en méandres, qui, du fait de la déviation multiple, très prononcée, de l'écoulement, font que les fractions d'huile se séparent des gaz et des vapeurs et peuvent être évacués. D'autres dispositifs tels que des tôles brise-jets ou plaques de tôle avec des orifices de passage en nids d'abeilles sont également possibles pour former des gouttelettes d'huile sur les arêtesO- La figure 3 montre la position de la machine soufflante axiale 1 et de la chambre d'accumulation d'air 14 par rapport à la ligne des cylindres 15 du moteur à combustion interne.Le volume creux 3 qui se trouve à côté de la machine soufflante axiale1 d'air de refroidissement Iî montre que du fait de son intégration dans-le corps coulé du carter 7 de la machine soufflante, le séparateur d'huile ne présente qutun encombrement très réduit. Selon-la figure 4, il est prévu une soupape de limitation pression 16, munie d'un couvercle 17, dans la partie supérieure du volume creux 3 à la place du capuchon 4; le tuyau d'évacuation 5 part du cap-achon 17 pour rejoindre la tubulure d'aspiration d'air du moteur. La soupape 16 sépare le volume intérieur du carter de vilebrequin par rapport a la tubulu-re d'aspiration d'air en s'appuyant sur son siège 18; les mouvements de la soupape sont commandés par la membrane a déroulement 19 en fonction de la pression atmosphérique et de la pression qui règne dans le carter du vilebrequin. La membrane a dérosulement-19 est reliée, d'une part a 7tatmos- phère extérieure par l'intermédiaire du perçage 20, l autre face étant soumise à la pression des gaz du carter de vilebre quin. REVENDICATIONS ig) Noteur à combustion interne a pistons linéaires, refroidis à l'air, à cylindres en ligne, comportant une chambre d'accumulation de l'air de refroidissement le long de la ligne des cylindres ainsi qu'une machine soufflante axiale1 d'air de refroidissement, qui se trouve en amont de la chambre d'accumulation d'air de refroidissement, latéralement et en avant du premier cylindre, ce carter formant une seule pièce de métal léger, coulé, avec sa console de fixation, moteur caractérisé en ce que le carter tubulaire de la machine soufflante 7 forme une seule pièce coulée avec la console de fixation 2 en forme de volume creux et un volume creux 3 qui s'étend latéralement à côté du carter de la machine soufflante, et dont les volumes creux 2, 3 étanches à l'huile sont reliés et relient en même temps l'intérieur du moteur à la tubulure d'aspiration du moteur, les volumes creux 2, 3 ainsi reliés formant un séparateur d'huile. 2) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la console de fixation 2 est reliée à la chambre de repos 8 par une ouverture réalisée dans le carter du moteur, la section de cette ouverture 10 ou des ouvertures se trouvant directement devant ou a caté du centre d'une pièce 12 du moteur, rotative, en forme de disque. 3') Moteurs selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une soupape 18, 19'est prévue dans la partie supérieure du volume creux 3, disposé latéralement, cette soupape limitant la pression interne du carter de la machine. 4e) Moteur selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que le volume creux latéral 3 est relié à la tubulure d'aspiration d'air du moteur par une courte conduite tubulaire 5.