Brevet FR2464364A1 — publié le 19810306

L'invention a pour objet un moteur à combustion interne à arbre à cames en tête, désigné dans ce qui suit par le sigle ACTqui permet de lubrifier efficacement le mécanisme de soupape monté sur la culasse d'un cylindre et d'assurer un retour correct de l'huile de ce mécanisme vers le carter, On connait un moteur à combustion interne ACT assurant le retour de l'huile qui a servi à lubrifier un mécanisme de soupape, y compris la came et le culbuteur monté sur un cylindre, vers.un carter disposé sous le bloc-cylindres sans qu'elle transite par un poussoir porté par le bloccylindres. Ce moteur est pourvu de lumières de retour d'huile dans la partie éloignée des cloisons de séparation du carter, c'est-à-dire au voisinage de pièces en rotation, telles que l'arbre à cames et le culbuteur. De ce fait, l'huile à récupérer, entrant en contact avec des pièces en mouvement, notamment arbre à cames et cul- buteur, se trouve projetée vers la paroi latérale du carter o elle adhère, augmentant la consommation de lu- brifiant. Lorsqu'une lumière de retour d'huile est placée à une certaine distance de la paroi du carter, elle est éloi- gnée aussi du point o sont fixées les vis d'assemblage de la culasse. De ce fait, la pression qui joint la cu- lasse au bloc cylindres est plus faible et l'huile s'é- chappe du joint qui sépare ces deux pièces. Des lumières de retour d'huile servent aussi à recycler les gaz de "ventilation" qui s'échappent des cylindres vers le carter, d'o ils sont aspirés, en les guidant vers un cylindre pourvu d'un évent qui les envoie dans l'atmosphère. Or, un courant de gaz de ventilation du carter,qui tran- site par les lumières de retour d'huile vers le haut, croise, de ce fait, le courant d'huile orienté de haut en bas, ce qui perturbe le retour de l'huile de lubri- fication qui ne s'effectue pas très correctement, une partie de l'huile pouvant même être éjectée par l'inter- médiaire de l'évent d'échappement des gaz. Donc, un moteur à combustion interne classique, de ce ty- pe, ne permet généralement pas de lubrifier suffisamment les mécanismes des soupapes. L'invention a pour but d'assurer une fourniture suffisante d'huile au mécanisme des soupapes portées par les culasses, tout en permettant un retour correct de cet- te huile vers le carter. Un autre objectif de l'invention consiste à prévenir les fuites d'huile qui se produisent aux joints séparant la culasse du bloc-cylindres et d'assurer le retour correct et sûr de l'huile vers le carter, sans qu'elle arrive au contact d'une pièce en rotation, telle que la manivelle. L'invention vise, en outre, la création de lu- mières de retour d'huile et une lumière d'extraction des gaz de ventilation, disposées en des points distincts. De plus, elle tend à implanter ces lumières de retour dthui- le au voisinage des cloisons de séparation des chambres du carter, mettant ces dernières en communication avec les culasses correspondantes. Un autre objectif encore de l'invention consis- te à agencer la lumière d'extraction des gaz de ventila- tion de telle manière que le bout supérieur du conduit correspondant se trouve plus haut que la lumière de re- tour d'huile. Enfin, l'invention a pour but aussi d'assurer une arrivée d'huile suffisante aux parties en contact glissant dans les mécanismes de soupapes. Ainsi, l'invention réalise-t-elle un moteur à combustion interne, pourvu de lumières dWretour d' huile traversant une culasse et le bloc-cylindrescorres- pondant, de façon à assurer le retour de l'huile de lu- brification vers le carter correspondant au bloc-cylin- dres, le moteur étant caractérisé en ce que ces lumiè- res de retour d'huile de lubrification s'ouvrent, par l'une de leurs extrémités, en un point aussi éloigné que possible de pièces en rotation, telles qu'une mani- velle disposée dans le carter ou une bielle correspondan- te. La description ci-après des modes d'exécution préférés de l'invention, sans caractère limitatif, illus- trés aux dessins annexés, permet de mieux comprendre lt invention. Fig0 Test une vue latérale, partiellement en coupe, d'un moteur à combustion interne selon linven- tion. Fig. 2 est une vue en coupe suivant la trace II-II de la figure 1. Fig. 3 est une vue en coupe suivant la trace III-III de la figure 2. Fig. 4 est une vue en coupe suivant la trace IV-IV de la figure 2. Figo 5 est une vue plane d'un bloc-cylindres du moteur illustré à la figure 1. Fig, 6 est une vue en coupe suivant la trace VI-VI de la figure 1. Fig. 7 est une vue en coupe d'un autre mode d' exécution de lumière d'extraction des gaz, correspondant au moteur de la figure 1. Fig. 8 est une vue en coupe illustrant une phase de la lubrification d'une partie à contacts glis- sants d'un mécanisme de soupape. Fig. 9 est une vue en coupe illustrant un au- tre mode d'exécution de la lubrification des pièces en contact glissant. Fig. 10 est une vue en coupe illustrant une autre phase de la lubrification des pièces en contact glissant d'un mécanisme de soupape. Fig. 11 est une vue en coupe longitudinale des pièces en contact d'un culbuteur et d'une soupape. Fig. 12 est une vue en perspective cavalière d'un collecteur métallique illustré à la figure 11. La figure 1 illustre un mode d'exécution d'un moteur ACT à combustion interne selon l'invention, compor- tant une série de culasses 2 montées sur un bloc-cylin- dres 3, séparés par des joints 16, ainsi qu'un mécanisme de soupapes 15 comprenant une soupape 10, une soupape d'alimentation 11, une soupape d'échappement 12, des culbu- teurs 13 et des cames 14. Un cache-soupape 1 est fixé au bout supérieur de la culasse 2. Un piston 6, coulissant dans chaque cylindre 5, est relié par une bielle 7 à une manivelle 8 située dans un carter. Cette manivelle 8 tourne sur des paliers 17 logés dans les cloisons de séparation 9 du carter. Selon l'invention, le bloc-cylindres 3 comporte alternativement des lumières de retour d'huile 20 (figu- res 2 à 6) et des lumièresye'échappement des gaz de ven- tilation 21, ainsi que l'indiquent les figures 5 et 6. Comme il apparait à la figure 2, chaque-lumière de retour d'huile 20 se compose d'une partie 20a ménagée dans le bloc-cylindres 3 et d'une partie 20b, communiquant avec la première, ménagée dans la culasse 2. Ainsi que le montrent les figures 3 à 5, la partie 20a est formée par une protubérance d'une cloison de séparation 9 s'avançant dans le carter, située entre des cylindres adjacents 5, 5a; c'est-à-dire que la par- tie de la cloison de séparation 9, située en regard de la paroi latérale 18 du carter 4, s'avance vers le cylin- dre 5a par une protubérance notée 19 aux figures 3 et 4, de manière à former un renforcement 23 qui part d'une chambre 22 du carter contenant le cylindre 5; le canal, ainsi formé, débouche par un alésage pratiqué dans la paroi supérieure du bloc-cylindres 3. La lumière de retour d'huile 20 peut être formée par usinage, à l'aide d'un foret, ou par moulage dans le cas d'une pièce moulée. La lumière d'extraction de gaz de ventilation 21 est formée d'une manière analogue à-celle de la lumiè- re de retour d'huile 20, c'est-à-dire dans une cloison de séparation du carter, entre les cylindres 5a et 5b selon la figure 5. A son sommet, la lumière 21 est sur- montée, à sa partie supérieure 21b traversant la culasse 2, d'un tube 27 qui y est fixé,le sommet de ce tube 27 se trouvant au-dessus du niveau des lumières de retour d'hui- le 20. Ainsi, l'huile de lubrification, qui se rassemble dans(ine chambre de culbuteur 26 surmontée du cache-sou- pape 1, et limitée par la culasse 2, ne peut pénétrer dans la lumière d'échappement de gaz 21. La lumière d'extraction de gaz de ventilation 21 se compose d'une partie 21b ménagée dans la culasse 2 et d'une partie 21a ménagée dans le bloc-cylindres 3. La lumière d'extraction de gaz 21 peut être in- tégrée, sous la forme d'une cavité tubulaire, dans une cu- lasse 2 moulée. Une autre lumière de retour d'huile 20a, iden- tique à celle qui est décrite plus haut, dans la cloison de séparation 9 du carter située entre les cylindres 5 et a, apparait à la figure 5 dans une autre cloison de sé- paration 9, entre les cylindres 5b et 5c. Dans l'exemple de réalisation décrit, les lu- mières de retour d'huile 20 et les lumières d'extraction de gaz 21 sont alternées, mais cette disposition n'est pas obligatoire: les lumières 20 et 21 peuvent se trou- ver plus proches les unes des autres. Des canaux 24, pour la circulation d'eau de re- froidissement, sont ménagés dans les parois de la culasse 2 et du bloccylindres 3, comme le montrent les figures 2 et 6. D'autres cavitése à savoir des alésages 25, sont pratiquées dans le bloc-cylindre 3 pour la fixation de vis de serrage de l'assemblage des culasses. Ces alésages 25 se trouvent aux quatre angles du bloc-cylindres 3, ainsi qu'en regard des deux bouts opposés du sommet de chacune des cloisons de séparation 9 existant dans le carter. De ce fait, les alésages 25 sont pratiqués dans les cloisons 9 du carter de la même manière que les lu- mières de retour d'huile 20. Il en résulte une pression considérable de serrage entre les deux pièces au voisina- ge des lumières 20, lorsque le bloc-cylindres et les cu- lasses sont assemblés, ce qui évite les fuites d'huile de lubrification par le joint entre culasse 2 et bloc-cylin- dres 3. La lubrification du mécanisme de soupape 15 s' effectue de la manière suivante. L'huile, contenue dans le carter 4, arrive dans l'arbre de culbuteur creux 32 (figure 2) par un tube d'a- limentation non représenté. Cet arbre 32 est pourvu d'une lumière 33 au point o est monté un culbuteur 13. L'huile arrive, par la lumière 33, dans un es- pace ménagé entre le culbuteur 13 et l'arbre 32 afin d' assurer la lubrification des pièces en contact, avant de descendre au fond d'une chambre de culbuteur 26. Une came 14, partie intégrante d'un arbre à cames 31, glisse sur une surface antagoniste 29, formée à un bout du culbuteur 13. Lorsque l'arbre à cames tourne dans la direction de la flèche (figures 2 et 6), l'huile rassemblée dans la chambre de soupape 26 est entrainée jusqu'à la surface de contact glissante 29 du culbuteur, coopérant avec la surface en contact 30 de la came 14. Le repère 34 désigne une vis de réglage dis- posée à l'autre extrémité du culbuteur 13. La lubrification du culbuteur 13 à son point de contact avec la partie en contact 30 de la came 14 peut être réalisée de manière plus efficace en procédant comme indiqué ci-dessous. Un déflecteur d'huile 35 (figure 8), intégré dans un cache-soupape 1, est formé par une nervure émer- geant de la face interne de celui-ci, au-dessus de la surface de contact 29 qui coulisse sur la partie en con- tact 30 de la came 14. Une lumière d'éjection 36, commu- niquant avec l'axe creux de l'arbre de culbuteur 32, tra- verse le culbuteur 13 et s'ouvre en face du déflecteur d'huile 35. L'huile de lubrification, arrivant sous pression de l'ar- bre de culbuteur 32, est expulsée à travers la lumière d'éjection 36 et vient frapper le déflecteur 35. De là, elle s'égoutte vers la partie de la surface de la came entrant en contact avec la surface de coulissement 29 du culbuteur 13 qui va coopérer avec la partie 30 de la came 14, assurant une lubrification suffisante entre ces deux pièces. Le déflecteur d'huile à nervure 35 peut aussi être confectionné indépendamment du cache-soupape 1, sur lequel il peut alors être monté amovible. Lorsque la came tourne dans le sens des ai- guilles d'une montre,(c'est-à-dire à l'opposé de la flè- che de la figure 8), la lumière d'éjection 36 peut être placée, par exemple, de manière à déboucher légèrement à gauche (figure 8) du point de contact entre la surface de contact 29 du culbuteur 13 et la partie en contact de la came 14. Une lubrification suffisante de la surface de contact 30 de la came 14s coopérant avec la surface de contact 29 du culbuteur 13, peut être obtenue aussi grâce à l'agencement qui suite illustré par la figure 9. Un canal de dérivation 38, partant d'un canal de lubrification principal 37 ménagé dans la culasse 2, débouche à la base du cache-soupape 1, de manière à s' ouvrir par une lumière d'éjection 39, vers le point de contact entre la came 14 et le doigt 29 du culbuteur 13. L'huile peut ainsi jaillir directement de l'orifice d'é- jection 39 vers les surfaces en contact. Ces surfaces peuvent d'ailleurs être lubri- fiées aussi, de façon efficace, par l'agencement suivant. Une dérivation 40 (figure 10) partant de la canalisation principale 37, également ménagée dans la culasse, débouchebliquement en orientant le jet d'huile vers le point de contact entre la surface 30 de la came 14 et la surface coulissante du doigt 29 du culbuteur 13, comme l'indique la figure 10. L'huile jaillit d'un orifice d'éjection 31 de la dérivation 40 en direction des surfaces en contact. Dans les modes d'exécution illustrés aux figu- res 9 et 10, il est inutile d'avoir recours à une nervure de déflexion 35, telle qu'elle apparait à la figure 8, incorporée à la face interne du cache-soupape 1. Ce der- nier bénéficie donc d'une fabrication plus simple, tout en évitant l'éparpillement de l'huile provenant d'un tel déflecteur. De cette manière, la lubrification de la surface de coulissement 30 de la came 14 et de la surface glissante 29 du culbuteur 13 est assurée correctement. Les figures 11 et 12 montrent un collecteur mé- tallique 42, posé au sommet de la soupape d'admission 11 et de la soupape d'échappement 12; il comporte un évide- ment 43 en contact avec la vis de réglage 34 du culbuteur 13. Cet évidement 43 est rempli d'huile de manière à é- viter l'usure du collecteur métallique 42. Un autre évi- dement 43a, de même diamètre que l'évidement 43, pratiqué dans la face supérieure du collecteur 42, est ménagé dans sa face inférieure, comme l'indiquent les figures 11 et 12. Lorsque, au cours de la vie du moteur, l'usure du fond de l'évidement 43 ne permet plus de le maintenir en ser- vice, il suffit de retourner le collecteur métallique 42 pour qu'il continue son service. La vie de cettepièce se trouve donc doublée. Pour pouvoir insérer facilement une jauge ou une cale (non représentée) dans l'intervalle T entre la base d'une vis de réglage de soupape 34 et la surface de contact du collecteur métallique 42, afin de régler cet intervalle T, une entaille 44 est ménagée dans une par- tie dudit collecteur, ainsi que l'indiquent les figures 11 et 12. Le gaz/"ventilation" qui s'échappe des cylin- dres 5, 5a, 5b, 5c jusque dans le carter 4 s'écoule vers la chambre de culbuteur 26 en passant par la lumière d' extraction 21 (figure 6) d'o il passe dans l'atmosphère par un évent non représenté, porté par la chambre 26. L'huile de lubrification, après passage sur la surface de contact 30 de la came 14 et du doigt coulis- sant 29 du culbuteur 13, traverse les lumières de retour d'huile 20a et 20 (figure 2) pour revenir au carter 4 o elle arrive par des avancées 19 (figure 3) des cloisons de séparation 9 du carter, sans pouvoir entrer en contact avec la bielle 7 ni la manivelle 8; or, ces lumières 20 sont situées plus bas que les lumières d'extraction des gaz 21. Du fait que l'huile, qui a lubrifié les méca- nismes des soupapes, dans la chambre de culbuteurs d'un moteur à combustion interne selon l'invention, retourne au carter par l'intermédiaire de canaux ménagés dans les cloisons de séparation à l'intérieur du carter, elle ne peut jamais entrer en contact avec des pièces tournantes, telles que la manivelle ou une bielle, susceptibles de les disperser sur les parois du carter. Au contraire> 1' huile revient au carter par un écoulement non perturbé. Il en résulte une diminution des pertes d'huile, donc-de la consommation, ainsi que du besoin d'énergie, tout en prévenant des avaries du mécanisme des soupapes. Comme, d'autre part, les lumières de retour d'huile se trouvent à proximité des vis de serrage des culasses, il y a rarement des fuites d'huile par les joints de culasse. Ces derniers peuvent donc être simpli- fiés et leur prix de fabrication peut être abaissé0 - Etant donné que la plus grande partie des gaz de ventilation du carter montent à travers la lumière d' extraction des gaz, l'huile de lubrification revient par les lumières de retour dans d'excellentes conditions et n'est jamais entraînée pour s'échapper par l'évent des gaz. Diverses modificatione4euvent être apportées aux modes d'exécution décrits, sans s'écarter de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne comportant des lumiè- res (20) de retour d'huile, qui traversent les culasses (2) des cylindres et se prolongent dans le bloc-cylindres (3), pour permettre le retour de l'huile de lubrification vers le carter correspondant, caractérisé en ce que ces lumières de retour d'huile s'ouvrent, à l'une de leurs extrémités (20a), dans le carter (4) en un point situé aussi loin que possible des pièces en rotation telles que la mani- velle (8) ou une bielle. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en - ce que les lumières de retour d'huile s'ouvrent aux jonc- tions entre les cloisons (9) de séparation et une paroi latérale (18) du carter. 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lumières de retour d'huile s'ouvrent, à 1' intérieur du carter, par une avancée (19) d'une cloison de séparation vers une chambre du carter, en un point si- tué à proximité immédiate d'une paroi latérale (18) du carter. 4. Moteur suivant une des revendications 1 à 3, com- portant, outre des lumières de retour d'huile (20), ména- gées dans les culasses, des lumières d'extraction de gaz (21) et des évents, caractérisé en ce que chaque lumière d'extraction des gaz, qui traverse une culasse, débouche, au sommet, en un point situé plus haut que le sommet des lumières de retour d'huile. 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque lumière d'extraction de gaz de ventilation est surmontée d'un tube (27) avec lequel elle communique. 6. Moteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque lumière d'extraction des gaz porte à son sommet un prolongement tubulaire (27) qui en est une par- tie intégrante. 7. Moteur suivant une des revendications 1 à 6, com- portant un mécanisme de soupape surmontant chaque culasse, composé d'une came (14) et d'un culbuteur (13), caractéri- sé en ce qu'il contient un déflecteur à huile (35) au-des- sus de chaque culbuteur, située sur la face interne du couvre-soupape (1), en un point surplombant les parties de la came et du culbuteur qui se trouvent au contact l'une de l'autre, ainsi qu'une lumière d'éjectionà huile (36) incorporée dans le culbuteur et dirigée vers le déflecteur qui peut être constitué par une nervure. 8. Moteur suivant une des revendications 1 à 6, com- portant un mécanisme de soupape surmontant chaque culasse, composé d'une came et d'un culbuteur, caractérisé en ce qu'il contient un canal principal à huile (37) situé dans la paroi de la culasse (2) et une lumière d'éjection (38- 39) orientée vers le point de contact entre la came et le culbuteur. 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le canal principal d'huile (37) donne accès à un ca- nal de dérivation (40) qui communique avec la lumière d' éjection. 1O.Moteur selon la revendication 7 ou 8, caractéri- sé en ce qu'un collecteur d'huile métallique (42), évidé (43) sur ses faces supérieure et inférieure, est disposé au sommet de chaque soupape d'admission et ou de chaque soupape d'échappement. 11.Moteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le collecteur métallique (42) est pourvu d'entail- les (44) communiquant avec les évidements (43) des faces supérieure et inférieurekn vue du réglage de la soupape.