Brevet FR2449788A1 — publié le 19800919

La presente invention est relative à un moteur à combustion interne à pistons alternatifs comportant un bloc moteur forme de cylindres, de culasses, de pistons, de bielles, d'un vilebrequin et des paliers de celui-ci et enfermé de façon étanche à l'huile, à l-'aide d'éléments de soutien insonorisants, dans une cuve extérieure reliée au carter de volant. En séparant le bloc moteur de la cuve extérieure, ou en interposant des éléments de soutien insonorisants entre le bloc moteur et la cuve extérieure, on vise à empêcher les vibrations sonores partant des chambres de combustion des cylindres de se transmettre à la cuve extérieure et donc aussi à éviter largement l'émission de bruit. Dans un moteur à combustion interne à pistons alternatifs connu (DE-OS 2 612 182), le bloc moteur presente à peu près à mi-hauteur des cylindres un cadre lateral qui en fait le tour et par lequel il s'appuit, avec interposition d'un élément insonorisant fermé en anneau, sur la surface plane supérieure de la cuve extérieure, I'élément insonorisant formant en même temps le joint d'huile entre la cuve extérieure et le bloc moteur.La région superieure du bloc moteur, avec les culasses de cylindre, dépasse hors de la cuve extérieure et peut être protégée par un capot insonorisant. Etant donné ses propriétés isolantes, l'élément insonorisant doit présenter une certaine souplesse. Toutefois, étant donné qu'il constitue en même temps l'élément de soutien et qu'il subit non seulement la masse du bloc moteur, mais encore le couple du moteur qu'il s'agit de supporter vis- -vis de la cuve extérieure, il se produit, de façon désavantageuse, des déviations notables du centre du vilebrequin en direction radiale. Les forces et moments d'inertie des embiellages peuvent, en outre, entraîner des résonances et des déviations renforcées du vilebrequin, puisque tout le bloc moteur est suspendu de façon plus ou- moins oscillante à l'intérieur de la cuve extérieure. Enfin, le guidage axial du bloc moteur, par exemple vis-à-vis de forces de cisaillement provenant éventuellement de l'embrayage, n'est pas suffisamment assuré.Etant donne cette mobilite en tous sens du vilebrequin et donc du volant, il est impossible d'adjoindre directement à celui-ci le reste de l'entrainement et l'embrayage, d'une façon qui a fait ses preuves ; il est nécessaire, au contraire, de prevoir un accouplement élastique intermediaire relativement compliqué qui prend de 1-a place et augmente le coût de la construction, ainsi que le poids du moteur. En outre, il faut prévoir un joint souple supplementaire entre l'extrémité du vilebrequin située du côté du volant et la cuve extérieure, tandis que l'autre extremite du vilebrequin n'est pas accessible du tout de l'extérieur, de maniere à économiser en cet endroit un joint coûteux de ce genre. Mais ainsi, on ne dispose pas non plus de la possibilité d'entraînement simple et usuelle pour les groupes auxiliaires prévus d'autre part hors de la cuve exterieure et qu'il faut alors disposer avec de grandes difficultés à l'intérieur de la cuve exterieure en les annexant directement au bloc moteur. En outre, quand le démarreur est place extérieurement, il faut bien entendu s'attendre à de grandes pertubations de l'engrènement avec la couronne du volant. C'est pourquoi l'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et de fournir un moteur à combustion interne à pistons alternatifs du genre defini plus haut qui, tout en comportant une insonorisation suffisante entre le bloc moteur, qui est le siège direct du bruit, et la cuve exterieure, ainsi qu'une étanchéité simple de la cavité à huile formée par la cuve et un soutien suffisamment souple du couple moteur, permette de transmettre de façon simple et classique la puissance du moteur et aussi de disposer les groupes auxiliaires de façon usuelle, et qui offre des avantages supplémentaires. Selon l'invention, le problème posé est résolu grâce au fait que le bloc moteur présente sur ses deux côtés frontaux des blocs insonorisants coaxiaux au vilebrequin, servant d'eléments de soutien, par lesquels il est maintenu centré dans la cuve extérieure et immobilise axialement, tandis qu'entre le bloc moteur et le bord supérieur de la cuve extérieure est simplement prévu un joint d'huile. Etant donné que le bloc moteur est maintenu centre dans la cuve extérieure à l'aide des blocs insonorisants, il peut simplement pivoter autour de l'axe du vilebrequin mais ne peut pas exécuter de mouvements d'oscillation avec variation de la position du centre du vilebrequin. Par suite, on peut de façon usuelle faire sortir de la cuve extérieure les extrémités du vilebrequin grâce à des joints simples, on peut disposer sans difficulté hors de la cuve les groupes auxiliaires et ils peuvent être entraînés d'une façon qui a fait ses preuves. Toutefois, il est possible aussi de transmettre la puissance du moteur par l'intermédiaire d'un embrayage normal adjoint directement au volant, sans devoir prevoir un accouplement intermédiaire elastique spécial. On n'a pas à redouter de difficultés dans l'engrènement d'un pignon de démarreur.Etant donné que les blocs insonorisants, de préférence annulaires, immobilisent aussi axialement le bloc moteur, aucun autre guidage axial n'est nécessaire. Etant donné qu'aucun pont structural de transmission de vibrations ne mène à la cuve extérieure, mais que tout le soutien du bloc moteur est assuré par l'intermédiaire des blocs insonorisants, la cuve extérieure, avec les éléments qu'elle présente, reste largement soustraite à la transmission structurale du bruit. Cela apparaît particulièrement avantageux lorsqu'on utilise un moteur à combustion interne à pistons alternatifs selon l'invention sur un tracteur ou une machine de construction, car alors l'enveloppe exterieure constitue un élément porteur de la coque du tracteur. Aucun bruit structural n'est transmis, en particulier, au carter de la boîte de vitesses, ce qui causait antérieurement des bruites très gênants dans la cabine du tracteur.Etant donné que le joint d'huile ne subit pas la masse du bloc moteur, il peut être tres souple, ce qui exclut de façon pratiquement complète une transmission de bruit structural, dans cette région également. Pour éviter les difficultes de montage, d'autant plus que les deux extrémités du vilebrequin sortent de la cuve extérieure, la cuve est subdivisee dans un plan transversal. Les blocs insonorisants peuvent être conçus à la façon d'un élément caoutchouc-metal comportant un anneau intérieur fixé au bloc moteur et un anneau exterieur monté solidairement dans la cuve extérieure, auquel cas il est possible de tirer en même temps parti des blocs insonorisants pour soutenir le couple moteur et, ainsi, de diminuer la dépense de construction nécessaire. Toutefois, si l'on veut que les blocs insonorisants sous forme d'éléments caoutchouc-metal soient particulierement souples afin d'éviter, par une suspension hypercritique, la transmission de variations de couple à- la cuve extérieure, il est avantageux d'adjoindre à chaque bloc insonorisant un anneau de guidage en matériau insonorisant placé avec un faible jeu radial entre le bloc moteur et la cuve extérieure Un anneau de guidage de ce genre vient déjà s'appliquer après de légers mouvements radiaux et assure ainsi un centrage suffisant du vilebrequin dans la cuve e.xtérieure, sans toutefois, vu sa matière insonorisante, favoriser la propagation du bruit.Bien entendu, chaque bloc insonorisant sous forme d'élément caoutchouc-métal peut présenter individuellement une caractéristique progressive en direction aussi bien circonférentielle que radiale, ce que l'on peut obtenir en choisissant convenablement la forme et la matière de la partie elastique des blocs insonorisants. Un mode d'exécution de l'invention est caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de l'un au moins des blocs insonorisants est disposée une pompe à huile à engrenages en elle-même connue, à denture intérieure, présentant un corps solidaire du bloc moteur. Ainsi, on économise la place supplémentaire que necessite autrement la pompe à huile, ainsi que les moyens d'entraînement de celle-ci. Les canaux prévus dans le corps de pompe et dans le bloc insonorisant et menant au filtre à huile prévu sur la cuve extérieure ou partant de ce filtre sont disposés à peu près radialement. Il est vrai que les petits mouvements d'oscillation autour de l'axe du vilebrequin causent de legers deplacements relatifs de l'embouchure des canaux dans la région de communication, mais il est facile de compenser ces deplacements en donnant la dimension voulue à l'une des sections de canal, au point de transition. En tous cas, on n'a plus besoin de tuyaux a huile qu'il faudrait prévoir sinon entre le bloc moteur et le filtre à huile adjoint à la cuve extérieure et qui, en vertu des mouvements du bloc moteur, seraient soumis à de grands efforts permanents, donc à un risque accru de rupture.Grâce à la disposition du filtre à huile à l'extérieur, l'entretien est simplifié. S'il s'agit d'un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, dont les cylindres et culasses sont reunis en une seule pièce à laquelle sont visses les parties superieures de palier du vilebrequin, il est particulièrement avantageux que les blocs insonorisants soient fixés indirectement ou directement aux parties superieures des paliers de vilebrequin qui forment un ensemble structural. En pareil cas, lorsqu'on depose l'ensemble de cylindres et de culasses, par exemple pour rectifier les sièges de soupape, il suffit de devisser les couvercles de palier de vilebrequin et de palier de bielle pour pouvoir soulever l'ensemble, ainsi que le piston et la bielle, et vu la fixation par blocs insonorisants, les parties supérieures de palier de vilebrequin, formant un ensemble, restent en place.Par contre, dans des constructions connues de ce genre, lorsqu'on dépose l'ensemble de cylindres et de culasses, il faut démonter tout le bloc moteur, y compris le vilebrequin et le volant. En outre, par la-réunion des parties supérieures de palier de vilebrequin, on obtient un bloc moteur plus rigide dans son ensemble. Toutefois, pour permettre de détacher de façon simple les couvercles inférieurs de palier de vilebrequin et de palier de bielle, dans la partie inférieure de la cuve extérieure sont prévues des ouvertures de montage destinées aux vis des paliers de vilebrequin et de bielle et ces ouvertures peuvent, de préférence, être fermées conjointement par une cuvette supplémentaire de fond. Pour assurer l'étanchéité de la cuve extérieure vers le haut, on peut utiliser un profilé creux quelconque ou encore une membrane. Toutefois, il est plus avantageux que le joint d'huile constitue un boyau gonflable. Un boyau de ce genre assure une application tout contre les surfaces complémentaires, bien que le joint lui-même puisse être très souple. Selon un autre mode d'exécution, le boyau est subdivisé de façon étanche à peu-pres dans le plan défini par les axes de cylindre. En pareil cas, on peut aussi tirer parti du joint d'huile ou boyau pour soutenir le couple du bloc moteur, parce que l'air contenu dans le boyau n'a plus alors la possibilité de s'échapper, du côté en charge du boyau, vers le côté opposé qui est décharge. Le boyau peut être muni d'appendices d'amortissement qui s'engagent avec jeu entre les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur d'une part, à la cuve extérieure d'autre part. Quand le couple moteur exerce une forte charge, les appendices viennent alors s'appliquer au côte considéré, après compression du boudin et ils se compriment également, de sorte qu'il se produit une certaine progressivité dans le soutien du couple. On peut modifier cette progressivité ou la rendre conforme à une courbe désirée lorsque les appendices d'amortissement vont en se retrecissant en forme de coin vers l'interieur de la cuve extérieure. Pour augmenter l'effet d'étanchéité et diminuer la depense d'usinage, les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur, d'une part, et à la cuve extérieure, d'autre part, peuvent être non usines et enduites d'une matière d'étanchéité. Pour amé- liorer l'effet d'étanchéité et assurer son maintien, ce qui est particulièrement important lorsque le joint est sous forme de boyau gonflable, les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur et à la cuve extérieure peuvent aussi être munies d'une rainure dans laquelle s'engage un bourrelet du joint d'huile. Enfin, si la partie- superieure du bloc moteur est protégée par un capot, le joint d'huile est profilé dans le haut de maniere à loger le bord de ce capot, de sorte qu'il est superflu de prevoir un appui elastique sur le capot lui-même. Un exemple d'exécution de l'invention est représente par les dessins annexés sur lesquels La figure 1 montre en coupe axiale les parties, essentielles à l'invention, d'un moteur à combustion interne à pistons alternatifs à quatre cylindres et La figure 2 est une vue en coupe transversale, suivant la ligne II-II de la figure 1,- les pistons et les bielles étant omis. Les cylindres 1 et leurs culasses 2 sont reunis en une seule pièce à laquelle sont vissées les parties supérieures 3 des paliers de vilebrequin 3, 4, les parties superieures 3 formant à nouveau un ensemble séparé. Les parties inférieures 4 des paliers de vilebrequin 3, 4 sont reliées par des vis 5 aux parties supérieures 3 formant un ensemble et,en même temps, aux cylindres 1 et aux culasses 2 qui sont d'une seule piece. On a désigne par 6 le vilebrequin qui, avec les bielles et pistons non représentés, les paliers 3, 4, les cylindres 1 et les culasses 2, forme le bloc moteur. Ce bloc moteur est inseré de façon étanche à l'huile, à l'aide d'éléments de soutien insonorisants, dans une cuve extérieure 7 moulee d'une seule pièce avec le carter de volant 8.La cuve exterieure 7 est munie à sa partie inférieure d'ouvertures de montage 9, 10 destinées aux vis 5 des paliers de vilebrequin 3, 4, ainsi qu'aux vis des paliers de bielle. Ces ouvertures 9, 10 peuvent être fermées conjointement par une cuvette de fond supplementaire 11. La cuve exterieure 7 est subdivisee dans le plan transversal E pour permettre l'introduction du bloc moteur, monte à l'avance dans son ensemble. Le bloc moteur présente, sur ses deux côtés frontaux, du côté du vilebrequin 6, des blocs insonorisants sous forme d'anneaux coaxiaux 12, 12a et 13 formés de materiau insonorisant et servant d'eléments de soutien pour le centrage et l'immobilisation axiale du bloc moteur dans la cuve extérieure 7, l'anneau insonorisant 12a assurant le guidage axial. Entre le bord supérieur 7a de la cuve 7 et le bloc moteur, ou la pièce formee par les cylindres 1 et les culasses 2, est prévu un joint d'huile formé d'un boyau gonflable 14. Les surfaces d'application du joint d'huile ou boyau 14 au bloc moteur 1, 2 d'une part, et à la cuve extérieure 77 d'autre part, sont munies d'une rainure 15 dans laquelle s'en-gage un bourrelet 16 du joint d'huile 14. Le joint d'huile ou boyau 14 est muni d'appendices d'amortissement 17 qui pénètrent dans la cuve extérieure 7 et vont en se rétrecissant en forme de coin vers le bas. Dans le haut, le boyau 14 présente un profilé 18 qui loge le bord 19 d'un capot 20, indiqué en trait mixte et recouvrant le bloc moteur. Sur le côte frontal de droite (figure 1) du bloc moteur est disposée, à l'intérieur de l'anneau insonorisant 13, une pompe à-huile à engrenages-formée d'un corps 21, d'une couronne à denture intérieure 22 et d'un pignon 23. L'anneau insonorisant 12 est directement vissé à l'ensemble forme par les parties supérieures 3, tandis que l'anneau insonorisant 13 est fixe indirectement à cet ensemble, par l'intermédiaire du corps 21 de la pompe à huile à engrenages. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne à pistons alternatifs comportant un bloc moteur formé de cylindres, de culasses, de pistons, de bielles, d'un vilebrequin et des paliers de celui-ci et enfermé de façon étanche à l'huile, à l'aide d'éléments de soutien insonorisants, dans une cuve extérieure reliée au carter du volant, moteurcaractrise par le fait le bloc moteur présente sur ses deux côtés frontaux des blocs insonorisants coaxiaux au vilebrequin, servant d'éléments de soutien, par lesquels il est maintenu centre dans la cuve exterieure et immobilisé axialement, tandis qu'entre le bloc moteur et le bord supérieur de la cuve exterieure est simplement prévu un joint d'huile. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cuve extérieure est subdivisee dans un plan transversal. 3. Moteur selon l'une des revendications 1 et 2, carac térisé par le fait que les blocs insonorisants sont conçus à la façon d'un élément caoutchouc-métal comportant un anneau intérieur fixé au bloc moteur et un anneau exterieur monté solidairement dans la cuve exterieure. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'à chaque bloc insonorisant est adjoint un anneau de guidage en matériau insonorisant place avec un faible jeu radial entre le bloc moteur et la cuve extérieure. 5. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de l'un au moins des blocs insonorisants est disposee une pompe à huile à engrenages en elle-même connue, à denture intérieure, présentant un corps solidaire du bloc moteur. 6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les canaux prévus dans le corps de pompe et dans le bloc insonorisant et menant au filtre à huile prévu sur la cuve extérieure ou partant de ce filtre sont disposés à peu près radialement. 7. Moteur selon l'une des revendications 1 à 6, dont les. cylindres et les culasses sont réunis en une seule pièce à laquelle sont visses les parties supérieures de palier du vilebrequin, moteur caractérise par le fait que les blocs insonorisants sont fixes indirectement ou directement aux parties supérieures des paliers de vilebrequin qui forment un ensemble structural. 8. Moteur selon la revendication 7, caractériS3e'pa'rre fait que dans la partie inférieure de la cuve extérieure sont prévues des ouvertures de montage destinées aux vis des paliers de vilebrequin et de bielle et que ces ouvertures peuvent de préférence être fermées conjointement par une cuvette supplémentaire de fond. 9. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le joint d'huile est sous la forme d'un boyau gonflable. 10. Moteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le boyau est subdivisé de façon étanche à peu pres dans le plan défini par les axes de cylindre. 11. Moteur selon les revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que le boyau est muni d'appendices d'amortissement qui s'engagent avec jeu entre les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur d'une part, à la cuve extérieure d'autre part. 12. Moteur selon l'une des revendications 9 et 11, caractérisé par le fait que les appendices d'amortissement se rétrécissent en forme de coin vers l'intérieur de la cuve extérieure. 13. Moteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur d'une part et à la cuve extérieure d'autre part sont non-usinees et enduites d'une matière d'étanchéité. 14. Moteur selon lrune quelconque des revendications 1 et 9 à -13, caractérisé par le fait que les surfaces d'application du joint d'huile au bloc moteur et à la cuve extérieure sont munies d'une rainure dans laquelle s'engage un bourrelet du joint d'huile. 15. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 9 à 14;caractérisé par le fait que le joint d'huile est profilé dans le haut de manière à loger le bord d'un capot en lui-même connu, recouvrant le bloc moteur.