Brevet FR2534626A1 — publié le 19840420

La présente invention se rapporte à un moteur à combustion in- terne tous usages, comportant un vilebrequin qui s'étend dans une direction verticale. Les moteurs à combustion interne tous usages trouvent une applica- tion en tant qu'organe moteur dans divers types de matériels agricoles ou de génie civil et aussi dans d'autres appareils tels que les tondeuses à gazon Il est souhaitable de réduire la hauteur du moteur pour minimiser celle de l'appareil dans son ensemble afin que celui-ci soit stabilisé en fonctionnement. Les moteurs à combustion interne tous usages actuels comportent des soupapes d'admission et d'échappement situées c 8 te-à-cÈte, tandis que les tubulures d'admission et d'échappement sont juxtaposées selon des orientations verticales sur un même côté de la culasse du cylindre Un car- burateur et un filtre à air reliés à la tubulure d'admission et un pot d'échappement raccordé à la tubulure d'échappement, doivent être position- nés de telle façon à ne pas être disposés à proximité l'un de l'autre sur un même cÈté du moteur Cet impératif constitue un obstacle aux tentatives de réduction de la hauteur du moteur. La présente invention a été réalisée dans le souci d'éliminer les inconvénients rencontrés dans les moteurs à combustion interne tous usages classiques présentant un vilebrequin vertical. Pour ce faire, la présente invention a pour objet un moteur à combustion interne tous usages à vilebrequin vertical que se caractérise en ce qu'il comprend un bloe-cylindre-comportant un cylindre, une culasse de cylindre et un couvercle de cylindre, une soupape d'admission et une soupape d'échappement montées selon une disposition en tête dans la culasse du cylindre, une tubulure d'admission qui est formée sur une première face latérale de la culasse du cylindre et qui peut être ouverte et fermée par la soupape d'admission, une tubulure d'échappement ménagée sur une deuxième face latérale de la culasse du cylindre opposée à la première et pouvant être ouverte et fermée par la soupape d'échappement, un carburateur et un filtre à air reliés à la tubulure d'admission et positionnés d'un même cÈté du bloc-cylindre qui correspond à ladite première face de la culasse, et un pot d'échappement raccordé à la tubulure d'échappement et situé de l'autre c 8 té du bloc-cylindre qui correspond à ladite deuxième face de la culasse. En conséquence, un but de la présente invention est la réalisa- tion d'un moteur à combustion interne tous usages à vilebrequin vertical qui présente dans son ensemble, c'est-à-dire avec le carburateur, le filtre à air et le pot d'échappement, une hauteur totale aussi faible que possible. Un autre but de la présente invention est de procurer un moteur à combustion interne tous usages avec vilebrequin vertical, qui soit cons- truit de telle façon à empêcher une influence fâcheuse de la chaleur con- tenue dans les gaz traversant la tubulure d'échappement et le pot d'échap- pement, sur la tubulure d'admission et le carburateur. Un autre but encore de la présente invention est de procurer un moteur à combustion interne tous usages avec le vilebrequin vertical qui permette un contrôle et un entretien aisés du carburateur, du filtre à air, du réservoir à carburant et des autres organes du moteur. Deux modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale partiellement en coupe verti- cale, d'un moteur à combustion interne tous usages avec vilebrequin ver- tical, conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention la figure 2 est une vue en plan de ce moteur, avec des parties en coupe horizontale, cette vue étant effectuée dans la direction de la flèche 2 de la figure 1; la figure 3 est une vue de face de ce même moteur, partielle- ment en coupe verticale, effectuée dans la direction de la flèche 3 de la figure 1; et la figure 4 est une vue en coupe horizontale du bloc-cylindre- d'un moteur à combustion interne tous usages avec vilebrequin vertical, conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Comme le montrent les figures 1 à 3, le moteur à combustion in- terne tous usages selon l'invention comporte un bloc-cylindre 1 qui se compose d'un cylindre proprement dit 1 A, d'une culasse de cylindre 1 B et d'un couvercle de fermeture 1 C de la culasse, l'axe du cylindre s'étendant dans une direction horizontale Le moteur à combustion interne comprend encore un carter de vilebrequin 2 formé d'une seule pièce avec le cylindre 1 A, un vilebrequin 4 supporté selon une - direction verticale par un palier 3, au centre du carter 2, un piston 5 monté à coulissement dans le cylindre 1 A, et une bielle 6 assurant une liaison fonctionnelle entre le vilebrequin 4 et le piston 5. Une soupape d'admission 7 et une soupape d'échappement 8 sont montées selon une disposition en tête dans la culasse 1 B du cylindre Les soupapes d'admission et d'échappement 7, 8 sont fonctionnellement associées à un mécanisme d'actionnement de soupapes qui comprend un arbre à cames 9 (voir figure 2) pouvant tourner autour de son propre axe en synchronisme avec le vilebrequin 4, deux poussoirs 107, 108 déplaçables selon un mouve- ment rectiligne de va-et-vient sous l'action de l'arbre à cames 9 lorsque celui-ci tourne autour de son propre axe, deux culbuteurs 117, 118 dépla- çables angulairement par les poussoirs 107, 108 respectivement, et deux ressorts de rappel 127, 128 agissant respectivement sur les soupapes d'ad- mission et d'échappement 7, 8 pour les solliciter normalement en position de fermeture. Comme on peut le voir sur la figure 3, la culasse 1 B du cylindre comporte une tubulure d'admission 137 qui s'étend à partir de la soupape d'admission 7 vers la droite (par rapport à la figure) et une tubulure d'échappement 138 qui s'étend vers la gauche (par rapport à la figure) à partir de la soupape d'échappement 8, les tubulures d'admission et d'échap- pement 137, 138 pouvant être ouvertes et fermées respectivement par les soupapes d'admission et d'échappement 7, 8 Ainsi, les tubulures d'admission et d'échappement 137, 138 sont prévues sur la culasse 1 B du cylindre pour assurer une circulation en sens inverse du mélange aircaburant destiné à être introduit dans le cylindre et des gaz d'échappement. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, la soupape d'admission 7 est disposée au-dessus de la soupape d'échappement 8 La tubulure d'admission 137 passe entre le poussoir 107 associé à la soupape d'admission 7 et le poussoir 108 associé à la soupape d'échappement 8 tout en étant inclinée vers le haut en direction de la soupape d'admission 7. La figure 4 montre un autre mode de réalisation du moteur selon l'invention, dans lequel les soupapes d'admission et d'échappement 7, 8 sont disposées câte-à-cÈte dans un même plan horizontal Alors que l'arbre à cames 9 s'étend parallèlement au vilebrequin 4 dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'arbre à cames (non représenté) du mode de réalisation de la figure 4 s'étend perpendiculairement au vilebrequin. Comme le montrent les figures 1 à 3, un carburateur 14 est raccor- dé à l'ouverture-extérieure de la tubulure d'admission 137, et un filtre à air 15 est relié au carburateur 14 Un pot d'échappement est connecté à l'ouverture extérieure de la tubulure d'échappement 138 Comme représenté sur la figure 2, le carburateur 14 et le filtre à air 15, sont raccordés l'un à l'autre par un tube coudé 17 Le filtre à air 15 renferme un élément filtrant 18. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, un capot de guidage de l'air 19 est suspendu au-dessus du bloc-cylindre 1 et du carter de vilebre- quin 2 de manière à recouvrir ces derniers Un volant 20 et un ventilateur 21 sont calés sur le vilebrequin 4 de manière à pouvoir tourner avec ce dernier et sont positionnés à l'intérieur du capot 19 Un démarreur à res- sort 22 et un réservoir de carburant 23 comportant un orifice de remplissage 23 a sont portés par le capot 19. En résumé, l'originalité du moteur à combustion interne tous usages conforme-à l'invention, doté du vilebrequin vertical 4, réside dans le fait que les soupapes d'admission et d'échappement sont montées en tête du cylindre et que les tubulures d'admission et d'échappement 137, 138 s'étendent sur deux faces opposées de la culasse de cylindre 1 B, le carbura- teur 14 et le filtre à air 15 étant raccordés à la tubulure d'admission 137 et le pot d'échappement 16 à la tubulure d'échappement 138. Le moteur à combustion interne tous usages selon l'invention pré- sente de ce fait les avantages suivants: 1) Etant donné que le carburateur 14 et le filtre à air 15, d'une part, et le pot d'échappement 16, d'autre part, sont espacés latéralement sur deux faces opposées de la culasse 1 B du cylindre, le moteur a une hau- teur réduite et présente une configuration qui lui assure un équilibrage latéral, de sorte qu'il est parfaitement adapté pour constituer l'organe moteur-d'une tondeuse à gazon Lorsque ce moteur est monté sur une telle tondeuse à gazon, celle-ci peut efficacement couper l'herbe entre les buissons Par ailleurs, étant donné que la soupape d'admission 7 est dis- posée au-dessus de la soupape d'échappement 8 et que la tubulure d'admission 137 est inclinée vers le haut en direction de la soupape d'admission 7, comme le montre la figure 3, l'ouverture extérieure de la tubulure d'admis- sion 137 se trouve en position basse sensiblement à la même hauteur que celle de la tubulure d'échappement 138 Il en résulte que la position du carburateur 14 et celle du filtre à air 15 peuvent être abaissées ce 'qui contribue à-la réduction en hauteur du moteur. 2) La tubulure d'admission 137 et la tubulure d'échappement 138 s'étendent dans des directions opposées sur la culasse 1 B du cylindre, de part et d'autre d'un plan médian de celle-ci, de sorte que le carburateur 14 et le pot d'échappement 16 sont à distance l'un de l'autre Cette con- figuration est avantageuse en ce sens que le mélange air-carburant in- troduit à travers la tubulure d'admission 137 n'est pas soumis à l'influence de la chaleur dissipée par les gaz d'échappement évacués par la tubulure d'échappement 138 et quela culasse 1 B du cylindre peut être efficacement refroidie En outre, la tubulure d'admission 137 étant inclinée vers le haut en direction de la soupape d'admission 7, présente une plus grande longueur que celle qu'aurait une tubulure d'admission horizontale, ce qui conduit à une meilleure atomisation du carburant Par ailleurs, dans les moteurs classiques, le carburant a une certaine tendance à être piègé dans la tubulure d'admission lorsqu'il est refoulé au cours de la marche du mo- teur et à s'écouler dans la chambre de combustion quand le moteur doit être de nouveau mis en route d'o il résulte des ratés lors du démarrage du moteur Etant donné que dans le moteur selon l'invention, la tubulure d'admission 137 est inclinée vers le haut en direction de la soupape d'ad- mission 7, le carburant éventuellement piègé dans la tubulure d'admission 137, ne pourra pas facilement s'introduire dans la chambre de combustion. Au contraire, le carburant piégé sera atomisé au fur et,à mesure qu'il s'écoulera le long de la paroi de la tubulure d'admission 137 relativement longue, tout en étant chauffé à la température appropriée à l'intérieur de celle-ci Etant donné par ailleurs que la soupape d'échappement 8 est située au-dessous de la soupape d'admission 7, les particules de carbone en dépôt sur la soupape d'échappement 8 ou sur son siège, sont empêchées, lorsqu'elles se détachent, de se déposer sur la soupape d'admission 7 au cours de la marche du moteur, de sorte que la soupape d'admission 7 est protégée contre les risques d'une mauvaise application contre son siège qui serait due à des dépôts indésirables de carbone. 3) Le carburant 14, le filtre à air 15 ', un robinet de carburant, un mécanisme régulateur et le réservoir de carburant 23 qui nécessitent de fréquentes opérations d'entretien, sont disposés à distance du pot d'échap- pement 16 chauffé à des températures élevées, de sorte que ces opérations d'entretien peuvent être effectuées facilement En outre, le pot d'échap- pement 16, la bougie 24 et le moteur 25 du démarreur qui sont soumis à des échauffements importants et à des tensions électriques élevées sont éloignés du circuit du carburant que se compose du carburateur 14, du réservoir de carburant 23 et du robinet de carburant ce qui fait que le moteur selon l'invention présente de bonnes garanties de sécurité contre les incendies. Bien que seulement deux modes de réalisation préférés de la pré- sente invention aient été représentés et décrits ci-dessus, il va de soi que de nombreuses modifications et transformations peuvent être apportées à l'invention sans que celle-ci ne sorte du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Moteur à combustion interne tous usages équipé d'un vilebre- quin vertical ( 4), caractérisé en ce qu'il comprend: a) un bloc-cylindre ( 1) qui se compose d'un cylindre proprement dit ( 1 A), d'une culasse de cylindre (l B) et d'un couvercle de cylindre (l C); b) une soupape d'admission ( 7) et une soupape d'échappement ( 8) disposées dans la culasse de cylindre (l B) en t&te du cylindre ( 1 A); c) une tubulure d'admission ( 137) formée sur une première face de la culasse de cylindre (l B) et pouvant être ouverte et formée par la soupape d'admission ( 7) d) une tubulure d'échappement ( 138) ménagée sur une deuxième face de la culasse de cylindre ( 1 B)'-opposée à la première et pouvant être ouverte et fermée par la soupape d'échappement ( 8); e) un carburateur ( 14) et un filtre à air ( 15) raccordés à la tubulure d'admission ( 137) et positionnés d'un même côté du bloc-cylindre ( 1) qui correspond à ladite première face de la culasse de cylindre; et f) un pot d'échappement ( 16) raccordé à la tubulure d'échappement ( 138) et positionné de l'autre côté du bloc-cylindre ( 1) qui correspond à ladite deuxième face de la culasse de cylindre. 2 Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les soupapes d'admission et d'échappement ( 7, 8) sont dis- posées dans un même plan vertical qui contient un axe du bloc-cylindre ( 1). 3 Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les soupapes d'admission et d'échappement ( 7, 8) sont dis- posées côte-à-côte dans un même plan horizontal qui contient un axe du bloc-cylindre ( 1). 4 Moteur à combustion interne selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la soupape d'admission ( 7) est disposée au-dessus de la sou- pape d'échappement ( 8). Moteur à combustion interne selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il comprend un mécanisme d'actionnement des soupapes ( 7, 8), qui se compose d'un arbre à cames ( 9) pouvant tourner autour de son propre axe en synchronisme avec la rotation de vilebrequin ( 4) et de deux poussoirs ( 107, 108) qui sont déplaçables selon un mouvement rectiligne de va-et- vient en réponse à la rotation de l'arbre à cames ( 9), les deux poussoirs ( 107, 108) étant disposés l'un au-dessus de l'autre dans un plan vertical et s'étendant sensiblement parallèlement aux axes des soupapes d'admission et d'échappement ( 7, 8) tandis que la tubulure d'admission ( 137) s'étend entre les deux poussoirs ( 107, 108). 6 Moteur à combustion interne selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la tubulure d'admission ( 137) est inclinée vers le haut en direction de la soupape d'admission ( 7) -