Brevet FR2457378A1 — publié le 19801219

La présente invention concerne la construction des moteurs et a notamment pour objet un moteur à explosion à piston rotatif. Le moteur faisant l'objet de l'invention peut être utilisé avec le maximum d'efficacité sur les voitures automobiles. Toutefois, le moteur faisant l'objet de l'invention peut être aussi utilisé avantageusement sur d'autres moyens de transport. On connaît un moteur à explosion à piston rotatif, dans le carter duquel est réalisée une chambre de travail à surface intérieure courbe. A l'intérieur de cette chambre est placé un rotor qui est monté sur un arbre à excentrique. Sur le carter du moteur sont disposés les organes auxiliaires assurant sa marche, à savoir : le distributeur d'allumage, la pompe à huile, la pompe à carburant. Ces organes auxiliaires sont entraînés par un arbre de commande qui est lié cinématiquement à l'arbre à excentrique. La pompe à huile et le distributeur d'allumage sont disposés aux bouts opposés de l'arbre de commande. La pompe à huile est placée dans un carter disposé plus bas que le carter du moteur, sur le côté de celui-ci. L'arbre de commande est monté obliquement, de façon à former avec la verticale un angle bien plus grand qu'avec l'horizontale. Quand l'arbre de commande est ainsi disposé, la pompe à huile et le distributeur d'allumage dépassent au-delà de l'encombrement du carter du moteur. Ceci rend incommode la mise en place du moteur dans la voiture, entre les longerons de la carrosserie, ainsi que les travaux d'entretien dans le compartiment moteur de la voiture. On connait aussi un moteur à explosion à piston rotatif à chambre de travail trochoidale, dans lequel la pompe à huile et le carter d'huile sont déportés latéralement au-delà de l'encombrement du carter du moteur, le système d'alimentation et des canalisations de gaz et d'air étant situés de l'autre côté du moteur. Une telle solution technique complique elle aussi la mise en place du moteur dans la voiture. Outre les solutions techniques indiquées ci-dessus, on connatt un moteur à piston rotatif (du type wankel), dans lequel l'arbre de commande des organes auxiliaires est disposé parallèlement au grand axe de la chambre de travail trochoidale du moteur et est lié cinématiquement à l'arbre du rotor. A l'un des bouts de l'arbre de commande se trouve la pompe à huile, qui est montée dans un carter situé sous le carter du moteur. Au bout opposé de l'arbre de commande est monté le distributeur d'allumage. La pompe à carburant a un arbre de commande individuel, disposé perpendiculairement à l'arbre de commande mentionné et lié cinématiquement à l'arbre du rotor. En ce qui concerne la disposition des organes auxiliaires montés sur le carter du moteur, cette solution technique est plus avantageuse, car l'encombrement du moteur en largeur est plus faible. Toutefois, la présence de deux arbres pour l'entratnement des organes auxiliaires et, en outre, la nécessité (compte tenu de la construction du moteur) d'une commande spéciale pour l'actionnement de l'appareil assurant la lubrification de la surface trochoidale de la chambre de travail, compliquent la structure du moteur à explosion à piston rotatif. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé pour cela de créer un moteur à explosion à piston rotatif, dans lequel la position relative de l'arbre de commande des organes auxiliaires et des organes auxiliaires serait telle, qu'elle permettrait d'obtenir un moteur dont l'encombrement en largeur ne dépasserait pas celui d'un moteur à piston à mouvement alternatif, et assurerait en outre le libre accès aux organes auxiliaires pour leur entretien. La solution consiste en un moteur à explosion à piston rotatif du type comportant une chambre de travail trochoidale dont le grand axe est vertical et un rotor dont l'arbre est lié cinematiquement à la génératrice et à la pompe à eau situées sur le moteur, ainsi qu'à l'arbre de commande des organes auxiliaires, c'est-à-dire de la pompe à huile raccordée en série à un radiateur eau-huile et à un filtre d'huile, de la pompe à carburant et de l'appareil de lubrification, disposés sur le carter du moteur, caractérisé, d'après l'invention, en ce que l'arbre de commande est incliné, dans le sens de rotation de l'arbre du rotor, par rapport au grand axe de la chambre de travail, sous un angle de 7 à 150, de telle façon que son axe géométrique coupe le grand axe de la chambre de travail un peu plus haut que le point supérieur de cette chambre, l'appareil de lubrification et la pompe à huile étant placés aux bouts opposés dudit arbre de commande. En outre, dans le moteur faisant l'objet de l'invention, le radiateur eau-huile est juxtaposé à la pompe à huile, du côté du grand axe de la chambre de travail, et est placé sous le filtre d'huile, au voisinage direct de celui-ci. Un tel montage du radiateur eau-huile permet le passage de l'huile de la pompe à huile au filtre d'huile par le plus court chemin et, de plus, rend le moteur plus compact. Le moteur à explosion à piston rotatif faisant l'objet de l'invention a un encombrement en largeur qui est sensiblement égal à celui d'un moteur à explosion à piston alternatif de même puissance, ce qui permet de le monter aussi bien sur les voiturez existantes que sur celles nouvellement construites. En outre, le moteur en question est de construction simple et d'exploitation commode. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente un moteur à explosion à piston rotatif conforme à l'invention (vue de devant, avec arrachements partiels) ; - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 2. Le moteur à explosion à piston rotatif comprend un carter 1 (figure 1) constitué par une partie centrale 2 (figure 2) dans laquelle est réalisée une chambre de travail 3, et par trois flasques : un flasque avant 4 et deux flasques 5 juxtaposés à la partie centrale 2. La chambre de travail 3 a une surface intérieure 6 (figure 3) réalisée suivant une trochoide. Le grand axe "a" (figure 1) de la chambre de travail 3 (figure 2) est vertical et constitue l'axe du moteur, Dans la chambre de travail 3 est placé un rotor 7 monté sur l'excentrique 8 de l'arbre 9. L'arbre 9 tourne dans des roulements 10 disposés dans les flasques 5 juxtaposés à la partie centrale 2. Sur l'arbre 9 sont fixés un contrepoids li et une poulie 12 liée par une courroie 13 à la génératrice 14 (figure 1) et à la pompe à eau 15.Sur l'arbre 9 est calée une roue dentée 16, qui est engrenée avec un pignon 17 solidaire de l'arbre 18 de commande des organes auxiliaires. L'arbre de commande 18 est monté dans le flasque avant 4 et est incliné (dans le sens "A" de rotation de l'arbre 9 du rotor 7) sous un angle a (figure 1) par rapport au grand axe "a" de la chambre de travail 3 (figure 2), de façon que son axe géométrique coupe le grand axe "a" de la chambre de travail 3 un peu plus haut que son point supérieur. L'angle Cx d'inclinaispn de l'arbre de commande 18 par rapport au grand axe "a" a une valeur comprise entre 7 et 150. Une telle valeur, conforme à l'invention, de l'angle d'inclinaison par rapport au grand axe "a" est optimale pour les moteurs à piston rotatif de voitures, compte tenu de la disposition compacte des organes auxiliaires sur le carter 1 du moteur. Les recherches effectuées en ce qui concerne la disposition des organes auxiliaires ont fait apparattre qu'un écart (dans un sens ou l'autre) de l'inclinaison de l'arbre de commande 18 par rapport aux valeurs de l'angle " " conformes à la présente invention entraine une augmentation des dimensions du moteur en largeur, ce qui ne permet pas son application rationnelle aux voitures, que celles-ci soient fabriquées en série ou qu'elles soient nouvellement étudiées. Ceci apparattra clairement dans la suite de la présente description, en considérant concrètement la position de chacun des organes auxiliaires du moteur à piston rotatif. A l'extrémité supérieure de l'arbre de commande 18, dépassant dans un chambrage 19 prévu dans le flasque avant 4, est monté l'appareil lubrificateur 20. Cet appareil lubrifie la surface trochoidale 6 (figure 2) de la chambre de travail 3 pendant la marche du moteur. A cet effet, la cavité de l'appareil lubrificateur 20 (figure 1) est mise en communication avec la chambre de travail 3 (figure 2). A l'extrémité inférieure de l'arbre de commande 18 (figure 1) est montée la pompe à huile 21, dont la tubulure d'aspiration 22 descend dans la cavité 23 du carter d'huile 24. La pompe à huile 21 est partiellement engagée dans un logement 25 prévu dans le flasque avant 4. Une telle solution permet de diminuer la hauteur de la cavité 23 du carter d'huile 24. L'angle "oc" " (choisi dans la page de 7 à 150) d'inclinaison de l'arbre de commande 18 par rapport au grand axe "a" permet, compte tenu de la conception connue de la pompe à huile 21, de disposer celle-ci dans une zone extrême du flasque avant 4, sans sortir de l'encombrement en largeur du carter 1. Du côté du grand axe "a" se trouve le radiateur eau-huile 26 adjacent à la pompe à huile 21 et raccordé à la pompe 21 par une tubulure courte 27. Le radiateur eau-huile 26 est monté dans une niche 28 (figure 2) ménagée dans le flasque avant 4 et fermée à l'avant par un couvercle 29 ; il est placé sous le filtre d'huile 30 (figure 1), auquel il est raccordé par une tubulure 31. Le radiateur eau-huile 26 et le filtre d'huile 30 sont disposés de telle façon que leurs axes horizontaux soient de préférence perpendiculaires au grand axe "a" du moteur. L'angle "N " d'inclinaison de l'arbre de commande 18, par rapport au grand axe "a", choisi dans la plage indiquée ci-dessus, permet de loger le radiateur eau-huile 26 pratiquement dans les limites du flasque avant 4 du moteur et de réduire ainsi l'encombrement de celui-ci à un minimum. Un angle "' plus petit entraSnerait un dépassement du radiateur eau-huile 26 au-delà du carter 1 et un allongement de sa tubulure 31. En outre, la disposition adoptée pour le radiateur eau-huile 26 permet de réaliser le circuit d'huile de telle façon que le radiateur eau-huile 26 constitue une partie de la canalisation, l'huile allant de la pompe à huile 21 au filtre d'huile 30 par le plus court chemin.La tubulure 32 amenant l'huile épurée à la cavitée 33 (figure 2) du rotor 7 pour le refroidir et pour lubrifier les paliers 10 (figure 2) est adjacente au filtre d'huile 30 (figure 1). Pour synchroniser la rotation du rotor 7 (figure 3), il est prévu un synchronisateur comprenant une couronne dentée 34 solidaire du rotor 7 et un pignon 35 fixé au flasque 5. Du coté de la pompe à huile 21 (figure 1) qui est opposé à celui où se trouve le grand axe "a", près de la pompe à eau 15, sur la surface latérale du flasque avant 4, est fixée la pompe à essence (à carburant) 36. Pour la commande de la pompe à essence 36 sont prévus un poussoir 37 et une came 38 disposée sur l'arbre de commande 18 tout près du pignon 17. Entre la pompe à essence 36 et l'appareil lubrifacteur 20 se trouve la pompe à eau 15, et, de l'autre côté du grand axe "a", auprès de l'appareil 20, se trouve la génératrice 14 montée sur un support 39. Sur le plan de connexion 40 (figure 3) se trouve le système d'échappement, qui est le premier dans le sens "A" de rotation du rotor 7 et comprend un canal 41 et un dispositif de postcombustion 42.Le mélange air-carburant est fourni au moteur par un système d'alimentation comprenant un tube d'admission 43 et un carburateur 44 monté sur ce tube. Pour le contrôle du niveau de l'huile dans le carter d'huile 24, il est prévu une jauge 45 engagée dans un bossage 46 prévu sur le côté gauche du flasque 5 du moteur. Dans la partie supérieure du flasque arrière 5 (figure 2) est introduite à force une tubulure 47 (figure 3) de remplissage d'huile. Pour le montage du carter de l'embrayage, un plan d'assemblage 48 (figure 2) est usiné sur le flasque 5. Pour la commande de-l'embrayage, il est prévu sur l'arbre 9 une poulie 49 avec une couronne dentée 50. De l'autre côté du système d'alimentation en mélange air-carburant, dans la partie centrale 2 du corps 1, sont montées les bougies d'allumage 51. Pour la commande des bougies d'allumage 51 (figure 3), le moteur comporte un système d'allumage numérique, comprenant un capteur 52 (figure 2) de début de comptage et un capteur 53 de déplacements angulaires, montés dans le flasque avant 4 du moteur, en regard de repères spécialement réalisés sur le contrepoids 11. Un exemple de montage des capteurs 52 et 53 est représenté conventionnellement en coupe sur la figure 2. Le capteur 52 de début de comptage est monté en regard d'un repère 54 (figure 1) réalisé diamétralement sur le contrepoids 11 (figure 2). Le repère 54 (figure 1) peut être réalisé, par exemple, sous la forme d'un creux fraisé ou d'un redan entre deux surfaces étagées. Le capteur 53 de déplacements angulaires est monté en regard de repères de comptage 55 (figure 2) réalisés à la périphérie de la jante du contrepoids 11. La commande de l'allumage électrique à l'aide d'un système numérique a permis de supprimer le distributeur d'allumage mécanique dans le moteur à piston rotatif en libérant ainsi un bout de l'arbre 18 de commande des organes auxiliaires. Ce bout d'arbre est utilisé pour actionner l'appareil de lubrification 20. Etant donné que le principe de fonctionnement des moteurs à piston rotatif est universellement connu, il ne sera pas décrit ici afin de ne pas compliquer la description de l'invention. L'invention permet de simplifier la conception du moteur, de réduire son encombrement. Par exemple, un moteur à piston rotatif d'une puissance de 70 ch a l'encombrement suivant : longueur 430 mm, largeur 600 mm, hauteur 560 mm. Le montage d'un moteur conforme à l'invention dans le compartiment moteur d'une voiture permet de mieux organiser ce compartiment et de rendre plus commode l'entretien des organes auxiliaires. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Moteur à explosion à piston rotatif du type comportant une chambre de travail trochoidale dont le grand axe est vertical, et un rotor dont l'arbre est lié cinématiquement à la génératrice et à la pompe à eau situées sur le carter du moteur, ainsi qu'à l'arbre de commande des organes auxiliaires du moteur, c'est-à-dire de la pompe à huile raccordée en série à un radiateur eau-huile et à un filtre d'huile, de la pompe à carburant et de l'appareil de lubrification, disposés sur le carter du moteur, caractérisé en ce que l'arbre de commande des organes auxiliaires du moteur est incliné, dans le sens de rotation de l'arbre du rotor, sous un angle de 7 à 150 par rapport au grand axe de la chambre de travail, de telle façon que son axe géométrique coupe le grand axe de la chambre de travail un peu plus haut que le point supérieur de cette chambre, l'appareil de lubrification et la pompe à huile étant montés respectivement aux extrémités mutuellement opposées dudit arbre de commande. 2. Moteur à explosion à piston rotatif selon la revendicatian l,caractérisé en ce que le radiateur eau-huile est adjacent à la pompe à huile du côté du grand axe de la chambre de travail et est placé sous le filtre d'huile, au voisinage immédiat de celui-ci.