Brevet FR2481743A1 — publié le 19811106

Reniflard pour moteurs à soupapes en tête La présente invention concerne un reniflard pour moteurs à soupapes en tête, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de reniflard placée sur le côté d'une chambre de cylindre ou de vilebrequin, une chambre de tiges de culbuteurs formée sur le coté de la chambre de cylindre ou de vilebrequin et réalisée d'un seul tenant avec cette dernière, et une culasse; et en ce que la périphérie de chaque tige de culbu- teurs est logée dans un passage de gaz de fuite qui relie ladite chambre de vilebrequin et une chambre de culbuteurs, et dans un passage dlévacuation de gazde fuite qui relie ladite chambre de culbuteurs à la chambre de reniflard. Les moteurs à quatre temps classiques utilisés de façon courante sont pour la plupart des moteurs à soupapes latérales. Ces moteurs à soupapes latérales ont le défaut d'avoir un mauvais rendement. D'autre part, le moteur à soupa- pes en tête, qui a un rendement élevé, est équipé spéciale- ment d'une pompe à huile pour lubrifier des éléments d'entrai- nement des soupapes situés dans la chambre de culbuteurs, comme un culbuteur, et il a donc le défaut d'avoir un prix élevé. Habituellement, dans le moteur utilisé couramment, le carburateur et le filtre à air sont souvent disposés dans une direction perpendiculaire à celle du vilebrequin, confor- mément aux nécessités du montage d'une machine utilisatrice; Un reniflard est souvent branché de façon à conduire au filtre à air. La figure 1 est une coupe d'une partie essentielle d'un moteur à soupapes en tête monocylindre à refroidissement par circulation forcée d'air, du type classique- couramment utilisé. Sur le dessin, un moteur E contient des pièces mobi- les telles qu'un piston 4, un vilebrequin 5, un arbre à cames 6, un dispositif d'entraînement de soupapes V entraîné par l'arbre à cames 6 et des soupapes d'admission et d'échappement 7A et 73, ces éléments étant logés à l'intérieur d'enveloppes extérieures telles qu'un carter inférieur 1, une culasse 2 et un coueo-culbuteurs 3, l'ensemble formant un corps de moteur d'un seul tenant. -2- Le dispositif d'entraînement de soupapes V mentionné ci-dessus est formé par un poussoir 9 et une tige de culbu- teur 10 traversant verticalement une chambre de poussoir 8, une enveloppe de tige de culbuteur 12 couvrant la surface extérieure de la tige de cultubeur 10 et ajustée entre la chambre de poussoir 8 et une chambre de culbuteurs 11, un culbuteur 13, un axe de culbuteur 14 et un support de culbu- teur 15, ces trois derniers éléments étant contenus dans la chambre de culbuteurs. Un reniflard du type à clapet anti- retour, 16, est monté sur la face d'extrémité ouverte de la chambre de poussoir 8. Le reniflard 16 et la chambre de vilebrequin 17 communiquent par un passage de ventilation P qui passe par la chambre de culbuteurs 11. Ce passage de ventilation P est formé par des premiers et seconds passages P1 et P2 qui sont respectivement formés dans la paroi périphérique du cylindre et dans la paroi intérieure de la culasse 2, pour faire communiquer la chambre de vilebrequin 17 avec la partie infé- rieure de la chambre de culbuteurs 11, la chambre de culbu- teurs Il elle-même, l'espace.situé-à l'intérieur de l'envelop- pe de tige de culbuteur 12 et la chambre de poussoir 8. Les premiers passages P1 comme les seconds passages P2 sont au nombre de deux et sont formés à l'avant et à l'arrière de façon à être respectivement parallèles. Sur les dessins, la référence 18 désigne un batteur destiné à battre l'huile, la référence 19 désigne un tuyau de reniflard destiné à conduire du gaz de fuitevers un filtre à air et la référence 21 désigne un trou de retour d'huile qui est formé dans la paroi inférieure de la chambre de poussoir 8. Habituellement, lorsque le diamètre de ce trou de retour d'huile 21 est de 1 à 2 mm, le diamètre des premiers et seconds passages P1 et P2 mentionnés précédemment est fixé à environ 6,5 mm. Lorsque le passage de ventilation P est formé de façon à traverser la chambre de culbuteurs 11, comme ci-dessus, le brouillard d'huile qui emplit la chambre de vilebrequin 17 peut être conduit effectivement dans la chambre de culbuteurs 11 par le mouvement du gaz de fuite et le culbuteur 13 et l'axe 248 1743 -3- de culbuteur 14 peuvent ainsi être lubrifiés correctement. De plus, du fait que la direction de circulation du gaz change à l'intérieur de la chambre de culbuteurs 11, la majeure partie du brouillard d'huile est liquéfiée dans la chambre de culbu- teurs 11 et l'huile descend vers la chambre de vilebrequin 17 en empruntant les premiers et seconds passages P1 et P2. On notera incidemment que même dans la chambre de poussoir 8, le brouillard d'huile est séparé par la variation rapide de l'aire de section droite du passage de ventilation, mais l'huile liquéfiée ici descend dans la chambre de vilebrequin 17 en passant par le trou de retour d'huile 21. On considère que ce moteur à soupapes en tête de type classique supprime les défauts et les difficultés du moteur à soupapes en tête mentionné précédemment, mais il comporte des défauts consistant en ce que la réalisation sous forme séparée de l'enveloppe de tige de culbuteur 12 entraîne un prix élevé et donne une faible rigidité au cylindre et à la culasse. L'invention vise à réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête qui permette de supprimer les inconvénients du moteur à soupapes en tête classique mentionné ci-dessus. L'invention a pour but de réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête caractérisé en ce qu'il comporte des chambres de reniflard placées sur le côté d'une chambre de cylindre ou de vilebrequin, des chambres de tiges de culbuteur formées sur le côté de cette chambre de cylindre ou de vilebrequin et réali- sées d'une seule pièce avec cette dernière, et une culasse, en ce que dans la périphérie de chaque tige de culbuteur se trouve logé un passage de gaz de fuite qui relie ladite chambre de vi- lebrequin à une chambre de culbuteurs, et en ce que un passage d'évacuation de gaz de fuite est prévu en un emplacement dis- tinct des chambres de tiges de culbuteur et est relié auxdites chambres de culbuteurs et de reniflard. Un but de l'invention est de réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête, basé sur la structure men- tionnée ci-dessus, dans lequel on utilise la fluctuation de pression à l'intérieur de la chambre de vilebrequin pour tirer parti de l'action de ventilation d'un clapet unidirectionnel - 4- de reniflard, pour lubrifier la chambre de culbuteurs, pour supprimer la nécessité d'installer une pompe à huile et pour réduire le coût. L'invention a également pour but de réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête basé sur la struc- ture mentionnée ci-dessus, qui améliore la rigidité du cylin- dre, associé au carter inférieur, et de la culasse. L'invention est en outre destinée à réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête dans lequel une seconde chambre de reniflard, reliée à un filtre à air, est formée en position adjacente à la chambre de reniflard men- tionnée précédemment, et dans lequel un clapet anti-retour de reniflard permettant uniquement le passage du gaz de ladite chambre de reniflard vers la seconde chambre de reniflard est placé entre ladite chambre de reniflard et la seconde chambre de reniflard. L'invention vise en outre à réaliser un reni- flard pour moteurs à soupapes en tête dans lequel le passage d'évacuation du gaz de fuite,mentionné précédemment, est formé d'un seul tenant avec un couvercle de culasse et s'ouvre à une extrémité dans la partie supérieure de la chambre de culbuteurs mentionnée précédemment, et à l'autre extrémité dans la chambre de reniflard mentionnée précédemment. L'inven- tion vise également à réaliser un reniflard pour moteurs à soupapes en tête qui comporte un trou de dommunication faisant communiquer la chambre de reniflard mentionnée précédemment et la chambre de vilebrequin, tandis qu'un clapet anti-retour ne permettant que le passage du fluide de la chambre de reniflard vers la chambre de vilebrequin est disposé dans ce trou de communication. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels Les figures l et 2 sont des représentations schéma- tiques explicatives d'un exemple d'un moteur à soupapes en tête de type classique, la figure i étant une coupe verticale tandis que la figure 2 est une coupe selon le. ligne II-II de la figure l Les figures 3 à 6 sont des représentations schémati- ques explicatives d'un mode de réalisation de l'invention sur lesquelles la figure 3 est une coupe verticale, la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 3, et la figure 6 est une vue détaillée d'une chambre de reniflard représentée sur la figure 3; et Les figures 7 et 8 sont des coupes représentant d'autres modes de réalisation d'un trou de communication con- forme à l'invention, destiné au retour de l'huile. On va maintenant se référer aux figures 3 à 6, sur lesquelles la référence 31 désigne un carter inférieur formé d'une seule pièce avec un cylindre 31a, la référence 32 dési- gne une culasse, la référence 33 désigne un couvercle de culasse, la référence 34 désigne un piston, la référence 35 désigne un vilebrequin, la référence 36 désigne un arbre à cames, la référence 37 désigne une soupape, la référence 38 désigne un culbuteur, la référence 39 désigne une tige de culbuteur, la référence 40 désigne un poussoir, la référence 41 désigne une chambre de reniflard qui est disposée à un emplacement approprié d'un côté de la partie supérieure du carter inférieur 31, près de la limite entre le carter infé- rieur 31 et le cylindre 31a, la référence 42 désigne un cou- vercle de chambre de reniflard qui est monté à l'extérieur de la chambre de reniflard 41 de façon à fermer cette chambre, la référence 56 désigne une seconde chambre de reniflard qui est formée au moyen d'une plaque de reniflard 44, qu'on envi-- sagera ultérieurement, à l'intérieur du couvercle de chambre de reniflard 42 mentionné précédemment, la référence 44 dési- gne une plaque de reniflard qui est placée entre la chambre de reniflard 41 et le couvercle de chambre de reniflard 42 et qui comporte plusieurs trous de ventilation 44a destinés au passage du gaz de fuite,ainsi qu'un clapet unidirectionnel de reniflard 43 qui ne laisse passer le gaz de fuite que du côté de la chambre de reniflard 41 vers le côté de la chambre de reniflard 56 et qui est monté sur le côté de la plaque de reniflard 44 qui correspond.à la seconde chambre de reniflard 56. On notera à ce propos que la chambre de reniflard 41 men- tionnée précédemment et la seconde chambre de reniflard 56 248 1743 -6- peuvent être placées à un emplacement approprié d'un côté du cylindre 31a. La référence 45 désigne un trou de communication de retour d'huile qui fait communiquer la chambre de vilebre- quin C avec l'espace situé à l'intérieur du couvercle de cham- bre de reniflard 42 et limité par la plaque de reniflard 44 mentionnée précédemment. La référence 46 désigne une première chambre de tiges de culbuteur qui est formée dans la direction verticale d'un côté du cylindre 3ia en étant réalisée d'une seule pièce avec le carter inférieur 31.-La référence 47 dési- gne une seconde chambre de tiges de culbuteur qui est formée dans la culasse 32. L'ouverture qui se trouve à l'extrémité inférieure de cette seconde chambre de tiges de culbuteur 47 communique avec l'ouverture qui se trouve à l'extrémité supé- rieure de la première chambre de tiges de culbuteur 46 men- tionnée précédemment, et l'ouverture qui se trouve à l'extré- mité supérieure de la chambre 47 communique avec une chambre de culbuteurs R qui est délimitée par la surface d'extrémité supérieure de la culasse 32 et par le couvercle de culasse 33. Ainsi, le cylindre 31a qui est formé d'une seule pièce avec le carter inférieur 31 et une série de- chambres de tiges de cul- buteur qui sont formées d'une seule pièce avec la culasse 32 définissent les première et seconde chambres de tiges de cul- buteur 46 et 47 mentionnées ci-dessus. La tige de culbuteur 39 mentionnée ci-dessus est destinée à 8tre déplacée en sens mon- tant et en sens descendant dans la chambre de tiges de culbu- teur, par l'intermédiaire du poussoir 40, sous l'action de la came et de la rotation de l'arbre à cames 36 dans un sens pré- déterminé, afin d'ouvrir et de fermer la soupape 37 par l'intermédiaire du culbuteur 38. La référence 48 désigne un trou de passage du gaz de fUite qui est formé dans le couvercle de soupape 33. La référence 49 désigne un tuyau dont une extré- mité est branchée à la seconde chambre de reniflard 56 men- tionnée ci-dessus et dont l'autre extrémité est branchée à uni filtre à air 50. La référence 51 désigne un trou de poussoir parmi deux trous de ce type formés dans le fond de la première chambre de tiges de culbuteur 46, comme le montre la figure 4. La référence 52 désigne un trou qui est formé dans le fond de la première chambre de tiges de culbuteur 46, entre les deux -7- trous de poussoir 51 et qui relie la première chambre de tiges de culbuteur 46 à la chambre de vilebrequin C. La référence 53 désigne une plaque de pression du clapet de reniflard 43 men- tionné ci-dessus. La référence 54 désigne un passage de gaz de fuite qui est formé dans le couvercle de culasse 33, comme le montre la figure 5. La référence 55 désigne un trou qui traver- se le couvercle de culasse 33, la culasse 32 et le cylindre 31a et qui forme un passage d'évacuation de gaz de fuite relié à la chambre de culbuteurs R par l'intermédiaire de la chambre de re- flard 41 et du passage de gaz de fuite 54 mentionnés ci-dessus. On notera incidemment que le symbole D sur la figure 3 désigne un batteur d'huile qui agite l'huile située dans la chambre de vilebrequin C, sous l'effet de la rotation du vilebrequin 35. Un mode de réalisation de l'invention présente la structure indiquée cidessus-. Lorsqu'on fait maintenant démarrer le moteur, la pression interne dans la chambre de vilebrequin C fluctue en prenant des valeurs positives et négatives mais la valeur moyenne de cette pression interne est maintenue négative par l'action du clapet unidirectionnel de reniflard 43. L'huile contenue dans la chambre de vilebrequin C est agitée par le batteur d'huile D de façon à former un brouillard qui est dirigé vers la chambre de culbuteurs R, en compagnie du gaz de fuite, en traversant le trou de communica- tion 52, la première chambre de tiges de culbuteur 46 et la seconde chambre de tiges de culbuteur 47, à partir de la cham- bre de vilebrequin C. Ce brouillard d'huile heurte alors les différentes pièces qui se trouvent à l'intérieur de la chambre de culbuteurs R. il lubrifie le culbuteur 38 et la soupape 37 puis il circule en sens inverse en empruntant le chemin men- tionné ci-dessus et retourne vers la chambre de vilebrequin C. Le gaz de fuite pénètre dans la chambre de reniflard 41 en tra- versant le trou de gaz de fuite 48, le passage de gaz de fuite 54 et le trou 55, il traverse ensuite le clapet unidirectionnel de renif'lard 43 qui est monté sur la plaque de reniflard 44 comportant un certain nombre de trous, et il est évacué dans le filtre à air 50 en passant par la seconde chambre de reni- flard 56 et le tuyau 49. De plus, l'huile qui est laissée par- 248 1743 8- tiellement dans ledit espace est séparée et retourne vers la chambre de vilebrequin C par le trou de communication 45. Du fait que, conformément à l'invention, la chambre de reniflard 41 et le couvercle de chambre de reniflard 42 sont placés du c8té du filtre à air 50, comme il est représen- té, le tuyau 49 peut être court et on peut donc réduire l'encombrement de l'ensemble du dispositif. De plus, la pre- mière chambre de tiges de culbuteur 46 et la seconde chambre de tiges de culbuteur 47 qui forment la chambre de tiges de culbuteur sont respectivement formées d'une seule pièce avec le cylindre 31a, lui-même solidaire du carter inférieur 31, et avec la culasse 32, ce qui augmente la rigidité du cylindre associé au carter inférieur 31 et de la culasse, de façon à réduire le bruit et à augmenter la résistance mécanique, donnant ainsi un résultat plus avantageux que dans le moteur à soupapes en tête mentionné précédemment. La figure 7 montre une modification de la structure du trou de communication qui est représentée sur la figure 3. Cette modification consiste en ce qu'un clapet anti-retour, formé par une bille 61 et un ressort 62, est placé dans le trou de communication 45 destiné au retour de l'huile. La figure 8 montre une autre modification de la structure du trou de communication qui est représenté sur la figure 3. Cette modification consiste en ce qu'un clapet anti-retour formé par une bille 64 et un ressort 65 est placé dans le trou de communication 45 mentionné ci-dessus. Dans chacune des structures modifiées indiquées ci-dessus, l'action d'évacuation de l'huile hors de la seconde chambre de reniflard 56 est meilleure que sur la figure 3. En outre, même si le diamètre du trou de communication 45 men- tionné ci-dessus est très petit, par exemple de 0,5 a 4 mm du fait que la valeur moyenne de la pressior interne dans la chambre de vilebrequin C est négative et que la seconde cham- bre de reniflard 56 est sous la pression atmosphérique, l'hui- le qui a circulé avet le gaz de fuitea heur:é les pièces - respectives et s'est séparéeretourne de façon régulière vers la chambre de vilebrequin C. Du fait que le dispositif de l'invention présente la 248 1743 structure et le fonctionnement indiqués ci-dessus, on peut obtenir les effets pratiques qui consistent en ce que: (1) la fluctuation de pression à l'intérieur de la chambre de vile- brequin C est utilisable pour tirer parti de l'action de ven- tilation du clapet de reniflard, pour lubrifier la chambre de vilebrequin R, pour éviter la nécessité d'installer une pompe à huile et pour réduire le coût; et (2) la rigidité de cylin- dre 31a, associé au carter inférieur 31, et de la culasse 32 est accrue, ce qui permet de supprimer les défauts du moteur à soupapes en tete mentionné précédemment. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 248 1743 - 10 - REVENDICATIONS ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête, caractérisé en ce qu'il comporte des chambres de reniflard (41) placées sur le côté d'une chambre de cylindre ou de vilebrequin (C), des chambres de tiges de culbuteur (46) formées sur le côté de cette chambre de cylindre ou de vile- brequin et réalisées d'une seule pièce avec cette dernière, et une culasse (32), en ce que dans la périphérie de chaque tige de culbuteur (39) se trouve logé un passage de gaz de fuite (54) qui relie ladite chambre de vilebrequin (C) à une chambre de culbuteurs (R), et en ce que un passage d'évacua- tion de gaz de fuite (55) est prévu en un emplacement distinct des chambres de tiges de culbuteur et est relié auxdites cham- bres de culbuteurs (R) et de reniflard (41). 2 ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une seconde chambre de reniflard (56) branchée à un filtre à air (50) est formée en position adjacente à ladite chambre de reniflard (41), et un clapet unidirectionnel de reniflard (43) permettant seulement le passage du gaz de la chambre de reni- flard (41) vers la seconde chambre de reniflard (56) est pla- s5 entre ceas deux chambres. ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit passage d'évacuation de gaz de fuite (55) est formé en une seule pièce avec un couvercle de culasse (33) et il s'ouvre à une extrémité dans la partie supérieure de ladite chambre de culbuteurs (R) et à l'autre extrémité dans ladite chambie de reniflard (41). ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un trou de communication (45) qui fait communiquer ladite chambre de reniflard (4i) et la chambre de vilebrequin (C), et un clapet anti-retour (61, 62), permettant uniquement 248 1743 - il - le passage du fluide de la chambre de reniflard vers la cham- bre de vilebrequin, est placé dans ce trou de communication. ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un trou de communication (45) qui fait communiquer ladite seconde chambre de reniflard (56) et la chambre de vilebrequin (C). ) - Reniflard pour moteurs à soupapes en tête selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour (64, 65) permettant uniquement le passage du fluide de ladite seconde chambre de reniflard (56) vers la chambre de vilebrequin (C) est placé dans ledit trou de commu- nication (45).