Brevet FR2524594A1 — publié le 19831007

L'invention se rapporte à un moteur à combustion interne équipé d'un équilibrage des masses du deuxième ordre. On connait déjà, par les DE-A-24 55 667, 35 08 325 et 25 31 239 des moteurs à combustion interne équipés d'un équilibrage de masses du deuxième ordre qui est composé, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres en ligne, de deux arbres d'équilibrage munis de masses d'équilibrage, et dis- posés de part et d'autre du vilebrequin, parallèlement à ce dernier et à des niveaux différents, l'arbre situé au niveau le plus élevé étant entraîné dans le même sens de rotation que le vilebrequin, par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne tandis que l'arbre situé plus bas est entraîné en sens inverse de celui du vilebrequin, avec une vitesse de rotation double, grâce à l'interposition d'un couple de roues dentées. On peut trouver dans la première des demandes de brevets citées, les bases théoriques de la détermination de la position et des masses des arbres d'équilibrage tandis que, dans les deux autres demandes de brevets, on décrit des dispositifs d'entraînement et de support pour les deux arbres d'équilibrage. Dans ces moteurs à combustion interne déjà connus, l'entraînement des deux arbres d'équilibrage s'effectue par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne montée du côté frontal du moteur, avec interposition d'un couple de roues dentées Le montage des arbres d'équilibrage s'effectue par l'intermédiaire d'un palier monté dans la paroi frontale du moteur et d'un palier situé dans le plan médian transversal du moteur, les masses d'équilibrage formées d'une seule pièce avec les arbres d'équilibrage étant disposées de part et d'autre de ce palier. Ce mode connu d'équilibrage des masses présente ainsi l'inconvénient que les deux arbres d'équilibrage ont une grande longueur et que leur palier situé dans le plan médian transversal du moteur doit avoir un diamètre suffisamment grand pour que les arbres puissent être montés dans des chambres borgnes tubulaires, formées dans le bloc moteur, par emmanchement axial, depuis la face frontale du moteur. D'une part, ceci accroît le poids du moteur à combustion interne et, d'autre part, il se produit un frottement de palier indésirablement élevé dans les paliers de grand diamètre. On connaît, par les DE-A-29 16 181 et 29 35 384 des moteurs à combustion interne équipés d'un équilibrage de masses du deuxième ordre, dans lesquels l'entraînement des deux arbres d'équilibrage s'effectue à peu près dans le plan médian central du moteur, par l'intermédiaire d'un entraînement à chaîne ou à engrenages La roue à chaîne ou la roue dentée motrice est ici montée sur un bras du vilebre- quin du moteur Le support des arbres d'équilibrage, qui sont très courts, est effectué, dans un cas, par un chapeau de palier du vilebrequin, qui est élargi en conséquence, et dans l'autre cas, par un chapeau d'un palier du vilebrequin et par un chapeau situé latéralement sur le bloc-cylindres. Ces moteurs à combustion interne connus présentent l'avantage que leurs arbres d'équilibrage sont beaucoup plus courts et par conséquent beaucoup plus légers, d'un autre côté, mais peuvent poser des problèmes de tolérances en rai- son de la disposition des paliers des arbres d'équilibrage sur des pièces qui doivent être fixées au bloc moteur. L'invention a pour but de résoudre les problèmes techniques suivants, avec une faible dépense de moyens techniques: a) pour l'entraînement de l'arbre d'équilibrage le plus haut, on doit recourir à une transmission à chaîne déjà présente pour l'entraînement d'une pompe à huile de lubrifi- cation; b) les aménagements de palier pour les arbres d'équilibrage doivent être prévus directement dans le bloc moteur et; e 4594 c) l'entraînement de l'arbre d'équilibrage le plus bas doit être assuré directement par un couple de roues dentées afin de maintenir à une valeur aussi faible que possible la longueur et le poids de cet arbre d'équilibrage. La présente invention a donc pour objet un moteur à combustion interne équipé d'un équilibrage de masses du deuxième ordre qui est composé, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres en ligne, de deux arbres d'équilibrage munis de masses d'équilibrage, et disposées de part et d'autre du vilebrequin, parallèlement à ce dernier et à des niveaux différents, l'arbre situé au niveau le plus élevé étant entraîné dans le même sens de rotation que le vilebrequin, par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne tandis que l'arbre situé plus bas est entraîné en sens inverse de celui du vilebrequin, avec une vitesse de rota- tion double, grâce à l'interposition d'un couple de roues dentées dans lequel l'arbre d'équilibrage supérieur est entraîné par l'intermédiaire d'une extension d'une transmis- si'on à chaîne prévue sur la face frontale du moteur pour l'entraînement d'une pompe à huile de lubrification, tandis que l'arbre d'équilibrage inférieur est entraîné par l'in- termédiaire d'une paire de roues dentées montée directement dans le plan médian transversal du moteur. On obtient aussi une solution du problème de l'équi- librage des masses qui, d'une part, évite les problèmes de tolérances résultant de la présence de pièces rapportées et d'autre part, maintient à un niveau aussi bas que possible la dépense en moyens techniques nécessaire pour le montage et l'entraînement des arbres d'équilibrage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre d'équilibrage supérieur s'étend d'une façon connue de la face frontale du moteur jusqu'à son plan médian trans- versal, dans une chambre tubulaire et la masse d'équilibrage avant est d'une seule pièce avec l'arbre d'équilibrage tandis que la masse d'équilibrage arrière est fixée de façon séparable à l'extrémité arrière de l'arbre d'équilibrage par l'intermédiaire d'une liaison à rainure/clavette et d'une fixation à vis, afin de permettre de donner un petit diamètre au palier arrière. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre d'équilibrage du niveau inférieur est entralné direc- tement d'une façon connue, par l'intermédiaire d'un couple de roues dentées, à peu près dans la région du plan médian transversal du moteur, l'arbre d'équilibrage étant formé d'une seule pièce avec une masse d'équilibrage et avec la roue dentée et étant monté rotatif sur un axe fixe. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les perçages ménagés dans les chambres dont l'une est tubulaire et l'autre en forme de poche et qui reçoivent les arbres d'équilibrage sont réalisés sous la forme de perçages traversants. On obtient aussi une solution du problème de l'équilibrage des masses qui, d'une part, évite les problèmes de tolérances résultant de la présence de pièces rapportées et d'autre part, maintient à un niveau aussi bas que possible la dépense en moyens techniques nécessaire pour le montage et l'entraînement des arbres d'équilibrage. Du fait que l'arbre d'équilibrage supérieur s'étend d'une façon connue de la face frontale du moteur jusqu'au plan médian transversal du moteur et celle des masses d'équi- librage montées de part et d'autre du palier qui est en position arrière est fixée à l'arbre d'équilibrage de façon démontable par l'intermédiaire d'une liaison à rainure et clavette, et à vis, il est possible de choisir un petit diamètre de palier, ce qui réduit le frottement de palier d'une façon souhaitable. Par ailleurs, l'arbre d'équilibrage inférieur étant monté sous la forme d'une roue dentée intégrée à la masse d'équilibrage, sur un axe fixe qui peut être monté depuis l'extérieur, dans une poche réceptrice du bloc- cylindres, on obtient ici également un petit diamètre de palier en même temps qu'un montage qui ne demande qu'une dépense minime en moyens techniques. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig 1 est une vue avant partielle du bloc- cylindres d'un moteur à combustion interne suivant l'inven- tion, la moitié gauche de cette Fig 1 montrant l'entrai- nement de l'arbre d'équilibrage supérieur sur la face fron- tale du moteur et, la partie de droite de la Fig 1, l'en- traînement de l'arbre d'équilibrage inférieur dans le plan médian transversal du moteur; la Fig 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la moitié de gauche de la Fig 1; et la Fig 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la moitié de droite de la Fig 1. Sur la Fig 1, est représenté le bloc-cylindres 1 d'un moteur à combustion interne, dans lequel un vilebrequin 2 est supporté dans des paliers qui sont formés sur des cloisons porte-paliers 3 et des chapeaux de paliers 4 Le bloc-cylindres 1 est de la manière habituelle, ouvert à sa partie inférieure et fermé par un carter d'huile 5. Ainsi qu'on le voit par un examen de la moitié de gauche de la Fig 1 et de la Fig 2, il est prévu au niveau de la face frontale 6 du moteur une transmission à chaîne 7 qui, en prenant son mouvement sur une roue à chaîne 8 fixée sur le vilebrequin 2, entraîne une roue à chaîne 9 d'une pompe à huile de lubrification 10, laquelle n'est représen- tée que de façon schématique La transmission à chaîne 7 comprend un tendeur de chaîne habituel 11. Un arbre d'équilibrage supérieur 12 est disposé au-dessus de la pompe à huile de lubrification 10 et est monté rotatif dans des paliers de petit diamètre 16 et 17 par l'intermédiaire d'une bride de palier 13 fixée à la face frontale 6 du moteur et d'un manchon de palier 14 placé dans le plan médian transversal 15 du moteur L'arbre d'équi- librage situé le plus haut 12 s'étend axialement dans une chambre tubulaire 18 qui est formée dans le bloc-cylindres 1 parallèlement au vilebrequin 2 De façon connue, des contre- poids d'équilibrage sont fixés sur l'arbre d'équilibrage 12 dans le voisinage de son palier 17; suivant l'invention, le contre-poids d'équilibrage avant 19 est d'une seule pièce avec l'arbre d'équilibrage 12 tandis que le contre-poids d'équilibrage arrière 21 est relié à l'arbre d'équilibrage 12 de façon démontable, par l'intermédiaire d'une liaison 22 à rainure et clavette et d'une fixation à vis 23. Ainsi qu'on peut le voir le plus clairement sur la moitié de droite de la Fig 1, en combinaison avec la Fig 3, l'arbre d'équilibrage inférieur 24 est monté dans la région du plan médian transversal 15 du moteur, à l'intérieur d'une chambre 25 en forme de poche du bloc-cylindres 1 L'arbre d'équilibrage inférieur 24 est ici d'une seule pièce avec un contre-poids d'équilibrage 26 et avec une roue dentée 27 et il est monté rotatif sur un axe 28 fixé dans le bloc- cylindres 1 La roue dentée 27 est en prise avec une roue dentée 29 qui est fixée sur un prolongement 30 d'un bras de manivelle concentrique au vilebrequin 2 Ici, la roue dentée 29 peut être fixée au vilebrequin 2 et en être rendue solidaire en rotation, de façon connue, par frettage, par des cannelures ou par soudage par faisceau d'électrons La denture peut égale- ment être formée directement. Naturellement, les roues dentées 27 et 29 qui coopè- rent entre elles peuvent être réalisées de manière connue avec une denture hélicoïdale qui réduit le bruit. L'agencement de la chambre tubulaire 18 et de la chambre 26 en forme de poche sur le bloc-cylindres 1 peut résulter du fait que les perçages nécessaires pour recevoir les paliers ou les axes des arbres d'équilibrage sont usinés sous la forme de perçages traversants qui sont ultérieuremoent fermés après le montage par de simples pastilles. R E V E N D I C A T I O N S 1 Moteur à combustion interne équipé d'un équili- brage de masses du deuxième ordre, qui, dans un moteur à quatre cylindres en ligne, est composé de deux arbres d'équilibrage munis de masses d'équilibrage, et disposés de part et d'autre du vilebrequin, parallèlement à celui-ci et à des niveaux différents, l'arbre supérieur étant entraî- né dans le même sens de rotation que le vilebrequin, par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne, at l'arbre inférieur étant entraîné,en sens inverse du sens de rotation du vilebrequin, avec une vitesse de rotation double, grâce à l'interposition d'un couple de roues dentées, caractérisé en ce que l'arbre d'équilibrage supérieur ( 12) est entraîné par l'intermédiaire d'une extension d'une transmission à chaîne ( 7) prévue sur la face frontale ( 6) du moteur pour l'entraînement d'une pompe à huile de lubrification ( 10) tandis que l'arbre d'équilibrage inférieur ( 24) est entraîné par l'intermédiaire d'une paire de roues dentées ( 27,29) montée directement dans le plan médian transversal ( 15) du moteur. 2 Moteur à combustion interne suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'arbre d'équilibrage supé- rieur ( 12) s'étend d'une façon connue de la face frontale ( 6) du moteur jusqu'au plan médian transversal ( 15) du moteur, dans une chambre tubulaire ( 18), et en ce que la masse d'équilibrage avant ( 19) est d'une seule pièce avec l'arbre d'équilibrage supérieur ( 12) tandis que la masse d'équilibrage arrière ( 21) est fixée de façon séparable à l'extrémité arrière de cet arbre d'équilibrage ( 12), par l'intermédiaire d'une liaison à rainure/clavette ( 22) et d'une fixation à vis ( 23), afin de permettre de donner un petit diamètre au palier arrière ( 17). 3 Moteur à combustion interne suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre d'équi- librage inférieur ( 29) est entrainé directement d'une façon connue par l'intermédiaire d'un couple de roues dentées ( 27,29) à peu près dans la région du plan médian transversal ( 15) du moteur, cet arbre d'équilibrage ( 24) étant d'une seule pièce avec une masse d'équilibrage ( 26) et avec la roue dentée ( 27) et étant monté rotatif sur un axe fixe ( 29). 4 Moteur à combustion interne suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les perçages qui sont ménagés dans les chambres ( 18,25), respectivement tubulaire et en forme de poche, qui reçoivent les arbres d'équilibrage ( 12 et 24), sont réalisés sous la forme de perçages traversants. 5 Moteur à combustion interne suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la roue dentée ( 29) montée sur le vilebrequin ( 2) est fixée par une cannelure, par frettage ou par soudage par faisceau d'électrons.