Brevet FR2456841A1 — publié le 19801212

La présente invention se rapporte d'une manière générale à l'équilibrage des moteurs, compresseurs, ou machines analogues du type à mouvement alternatif, et concerne plus particulièrement un dispositif d'équilibrage par trois arbres rotatifs pour un moteur à quatre cylindres en ligne. On sait que les pièces mobiles d'un tel moteur ont des mouvements qui ne sont pas réguliers de sorte qutil se produit des accélérations créant des effort d'inertie variables et périodiques qui tendent à produire notamment des vibrations alternatives verticales et en couple. A ces vibrations s'ajoutent celles résultant de la pression des gaz sur les pistons et qui sont elles aussi de fréquence double de celle du moteur, pour un moteur du type à quatre cylindresen ligne. Pour remédier à de telles vibrations, on a déjà proposé d'utiliser dans un moteur des arbres d'équilibrage agencés parallèlement, pourvus chacun de masses excentrées ou contrepoids, et tournant à une vitesse double de celle du moteur. C'est ainsi que l'une des solutions déjà proposée consiste à disposer deux de ces arbres, tournant en sens inverse l'un de l'autre, symétriquement par rapport au plan vertical de débattement des pistons, et décalés en hauteur afin de créer un couple vibratoire supplémentaire de nature à équilibrer les vibrations résultant des couples d'inertie et des couples introduits par la pression des gaz pour un régime d'utilisation donné du moteur, comme il a été dit plus haut. Toutefois, la solution de décalage en hauteur procure des inconvénients sur le plan technologique. En effet, le décalage vertical des arbres entratne nécessairement des complications au niveau de la conception du moteur, les contraintes de dessin de celui-ci étant multiples et souvent incompatibles, si l'on tient compte en particulier de tous les accessoires et équipements à faire entrainer par ailleurs par le moteur. En outre, l'adaptation d'arbres d'équilibrage décalés en hauteur, à un moteur déjà existant, est extremement difficile sinon impossible. La présente invention a pour but de remédier aux problèmes et désavantages ci-dessus mentionnés, en proposant un dispositif d'équilibrage à arbres rotatifs pour moteur à combustion interne, qui est particulièrement compact et peut Titre monté et/ou rapporté à la demande et sans difficulté sur un moteur déjà existant. A cet effet, lXinvention a pour objet un dispositif d'équilibrage pour moteur à combustion interne, en particulier pour moteur à quatre cylindres en ligne, du type comportant trois arbres d'équilibrage agencés parallèlement, tournant tous à une vitesse double de celle du vilebrequin et munis chacun de contrepoids en vue d'annuler les vibrations résultant notamment des forces et couples d'inertie créés par la rotation du vilebrequin et le mouvement des pistons ainsi que des variations de couple provenant de la pression des gaz sur ces derniers, caractérisé en ce que les trois arbres précités sont réunis et contenus dans la culasse ou le carter d'huile du moteur. Selon un autre mode de réalisation, les trois arbres précités sont réunis et contenus dans un carter spécial et unique rapporté et monté sur le dessus de la culasse. Dans un cas comme dans l'autre, les trois arbres d'équilibrage présentent entre eux un entraxe identique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les trois arbres précités sont avantageusement disposés dans un mame plan. Selon un exemple de réalisation, ce plan est sensiblement perpendiculaire à l'axe des cylindres, deux des arbres précités étant par exemple disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal de symétrie des cylindres du moteur. L'invention vise également un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'équilibrage répondant aux caractéristiques susmentionnées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en iévation d'un moteur à quatre cylindres en ligne équipé d'un dispositif d'équilibrage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1 et illustrant un mode de réalisation préféré de l'invention, et - la figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2. On a représenté sur les figures, et notamment sur la figure 1, un moteur à quatre cylindres en ligne, d'un type connu en soi, et comprenant un bloc-cylindre 1 fermé à sa partie inférieure par un carter d'huile 2 et surmonté à sa partie supérieure par une culasse 3 dans laquelle tourillonne un arbre à cames 4 placé en tête. A ce moteur, comme on le voit mieux sur la figure 2, sont associés trois arbres d'équilibrage 5, 6 et 7 respectivement munis de pignons 8, 9 et 10 qui engrènent ensemble et tournent par conséquent en sens inverse l'un de l'autre, comme matérialisé par des flèches sur la figure 1. Les arbres 5, 6 et 7 comportent respectivement une partie d'extrémité 5a, 6a et 7a formant contrepoids, et, comme on le voit mieux sur les figures 2 et 3, les arbres 6 et 7 sont disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal 11 de symétrie du moteur. Dans le but d'annuler les vibrations résultant notamment des forces et couples d'inertie périodiques et variables créés par la rotation du vilebrequin (non représenté) et le mouvement des pistons, et par la pression des gaz excercée sur ceux-ci, les arbres 5, 6 et 7 doivent tourner avec une vitesse de rotation double de celle du vilebrequin. A cet effet, l'un quelconque des arbres, à savoir l'arbre 5 dans le cas présent, est entratné par une courroie crantée 12 passant sur une poulie 13 de diamètre approprié et montée sur ledit arbre 5, ainsi que sur une poulie 14 (figure 1) de diamètre approprié et montée sur l'arbre à cames 4, lequel est entrainé en rotation par l'intermédiaire d'une autre courroie ou analogue 15 passant autour de la poulie 14 et d'un pignon 16 calé sur le vilebrequin. Ainsi, en choisissant un diamètre approprié pour les poulies 13 et 14, on obtiendra une vitesse de rotation des arbres d'équilibrage 5, 6 et 7 qui sera égale au double de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur. Mais ces dispositions, ainsi que celles décrites précédemment sont en soi connues et n'appellent pas davantage de commentaires. Les trois arbres 5, 6 et 7 qui sont parallèles entre eux peuvent ètre réunis et contenus dans la culasse 3, ou même dans le carter d'huile 2, du moteur. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, et comme on le voit bien sur les dessins, les trois arbres 5, 6 et 7 présentent entre au un entraxe identique et sont disposés dans un même plan qui, suivant exemple représenté, est perpendiculaire à l'axe des cylindres ou au plan longitudinal de symétrie Il du moteur. Ainsi, l'encombrement en hauteur est faible, ce qui simplifie considérablement l'implantation du moteur sous le capot d'un véhicule. Suivant un mode de réalisation préféré, et tel que cela apparait sur les figures, les trois arbres 5, 6 et 7 sont contenus dans un carter spécial 17 qui est rapporté et monté sur le dessus de la culasse 3. Un tel carter, qui forme en quelque sorte un ensemble indépendant, pourrait également être monté sur le dessous du carter d'huile 2. Une telle disposition à carter rapporté contenant trois arbres d'équilibrage situés dans un mdme plan permet avantageusement l'adaptation d'un équilibrage à des moteurs existants et sur lesquels il n'avait pas été prévu à l'origine un tel avantage. Une telle souplesse d'adaptation constitue par conséquent une option possible pour les véhicules d'un constructeur d'automobiles. En d'autres termes, la prévision de l'application dtun dispositif selon l'invention sur un moteur peut ne pas étre systématique et n'intéresser par exemple que les moteurs destinés aux véhicules de haut de gamme. Rien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le carter 17 contenant les trois arbres d'équilibrage peut titre conçu pour autre avantageusement monté en lieu et place du couvercle de distribution sur la culasse. Egalement, pour fixer le carter 17, on pourrait prévoir d'autres moyens que les gourons 18 montrés sur la figure 3. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'équilibrage pour moteur à combustion interne, en particulier pour moteur à quatre cylindres en ligne, du type comportant trois arbres d'équilibrage agencés parallèlement, tournant tous à une vitesse double de celle du vilebrequin et munis chacun de contrepoids en vue d'annuler les vibrations résultant notamment des forces et couples d'inertie créés par la rotation du vilebrequin et le mouvement des pistons, ainsi que des variations de couple provenant de la pression des gaz sur ces derniers, caractérisé en ce que les trois arbres précités sont réunis et contenus dans la culasse ou le carter d'huile du moteur. 2. - Dispositif d'équilibrage pour moteur à combustion interne, en particulier pour moteur à quatre cylindres en ligne, du type comportant trois arbres d'équilibrage agencés parallèlement, tournant tous à une vitesse double de celle du vilebrequin et munis chacun de contrepoids en vue d'annuler les vibrations résultant notamment des forces d'inertie créées par la rotation du vilebrequin et le mouvement des pistons, ainsi que des variations de couple provenant de la pression des gaz sur ces derniers, caractérisé en ce que les trois arbres précités sont réunis et contenus dans un carter spécial et unique rapporté et monté sur le dessus de la culasse. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les trois arbres précités présentent entre eux un entraxe identique. 4. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trois arbres précités sont disposés dans un même plan. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plan précité est sensiblement perpendiculaire à l'axe des cylindres, deux des arbres précités étant par exemple disposés symétriquement par rapport au plan longi tudinal de symétrie des cylindres du moteur. 6. - Moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 4.