Brevet FR2539191A1 — publié le 19840713

La présente invention se rapporte à un as- semblage d'une bielle avec un piston d'un moteur à conm- bustion interne, et elle a trait plus particulièrement à l'agencement du palierdu pied de bielle dans un mo- teur à deux temps Dans la présente demande de brevet, on va décrire des moteurs comportant des pistons se dé- plaçant verticalement avec la tête du piston placée com- plètement en haut, bien que naturellement, les moteurspuis- sent avoir n'importe quelle orientation. Le pied d'une bielle oscille généralement par rapport au piston d'environ 150 de part et d'autre de la verticale pendant un cycle Ce mouvement n'est pas favorable pour établir des conditions de lubrifica- tion hydrodynamique efficace entre le pivot d'articula- tion et le coussinet depied de bielle. Dans des moteurs à quatre temps, il se pro- duit, au moins pendant la course descendante d'admission, une inversion de la direction de la force exercée par le pivot d'articulation sur le coussinet de pied de bielle Cette course permet l'introduction d'huile dans la zone qui sera placée en charge dans une partie ulté- rieure du cycle, lorsque la direction de la force est inversée En conséquence, le zystème fonctionne au moins en partie hydrodynamiquement et on évite une compression excessive du film d'huile Cela permet à des paliers de pieds de bielles d'un moteur à quatre temps de fonction- ner efficacement indépendamment de la charge et de la vitesse, à condition qu'une lubrification suffisante soit disponible. Dans les paliers de pieds de bielles de mo- teurs à deux temps, il ne se produit cependant aucune inversion de la direction de la force exercée par le pivot d'articulation sur le coussinet depied de bielle du fait que, en général, la pression des gaz dans le cylindredépasse les forces d'inertie qui auraient au- trement tendance à faire déplacer le pivot vers le haut par rapport au coussinet de pied de bielle Il en ré- sulte que le pivot est toujours poussé vers le bas sur le coussinet et que le palier de oied de bielle peut fonctionner comme un système nonhydrodynamique avec un coefficient de frottement assez élevé qui crée des difficultés lorsque la température augmente Cela peut imposer des limites à la puissance fournie par le moteur. La présente invention a cur but de créer un système dans lequel le palier depied de bielle peut être correctement lubrifié indépendamment de ce que la direction de la force entre le pivot d'articulation et le coussinet de pied de bielle soit inversée ou non. Les inventeurs ont remarqué que, bien que la force résultante de lapression de gaz et des forces d'inertie soit toujours orientée dans une direction d'éloignement à partir de la tête de piston dans un moteur à deux temps, cette force est relativement faibleo Pour cette raison, il est proposé de faire-déplacer le piston indépendamment du pivot d'articulationo. Conformément à l'invention, un assemblage piston-bielle comprend un piston, un pivot d'articula- tion relié au piston et une bielle reliée au pivot par sa petite extrémité ou Kied de bielle compor- tant une partie excentrique par rapport à l'axe du pivot d'articulation, qui est agencée pour pousser le piston dans une direction d'éloignement par rapport au pied de bielle dans une position prédéterminée de la bielle pendant son cycle d'oscillation Fn conse- quence, le pivot peut être relevé par rapport au Mied de bielle suffisamment pour établir une lubrifi- cation en dessous du pivot d'articulation. De référence, l'ouverture définie par le coussinet de pied de bielle est légèrement ovale, avec le grand axe vertical, pourpermettre le léger mouvement vertical relatif nécessaire entre le pivot et le coussinet. La position prédéterminée de la bielle est située de préférence à la limite de son mouvement d'os- cillation par rapport à la verticale lors de la course de montée, c'est-àdire dans la position correspondant à 270 dans le cycle La partie excentrique peut entrer en contact avec la surface inférieure de la tête de piston (ou un prolongement de celle-ci) directement, ou bien elle peut toucher un élément intermédiaire qui est en contact avec le piston. Dans une construction préférée, le pivot d'articulation est monté excentriquement dans le piston au moyen d'alésages qui sont légèrement décalés laté- ralement et l'ouverture ménagée pour le pivot dans le. pied de bielle est également décalée latéralement d'une distance correspondante, en définissant ainsi la partie excentrique du coussinet de spied de bielle. La partie excentrique peut comprendre une partie du pied de bielle, ou bien elle peut compren- dre une partie du coussinet du pied de bielle proprement dit. L'invention peut avantageusement être ap- pliquée à des moteurs à deux temps, en particulier à de petits moteurs diesel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la description, donnée à titre d'exemple-snon limitatif& en référence aux dessins annexés dans lesquels:- la Figure 1 est une coupe verticale d'un piston et d'un pied de bielle montrant un mode de réalisation de l'invention; la Figure 2 est une vue semblable à la Figure 1 mais avec omission de la bielle pour montrer un second mode de réalisation; la Figure 3 est une coupe verticale faite perpendiculairement à la Figure 2; la Figure 4 est une coupe verticale de la bielle supprimée de la Figure 2; les Figures 5 et 6 sont des coupes semblables à la Figure 2 et à échelle agrandie pour montrer la bielle placée respectivement dans la position de point mort haut et dans la position de 2700; la Figure 7 est une vue semblable à la Fig 1 et montrant un troisième mode de réalisation; la Figure 8 est une représentation schémati- que du cycle de bielle; et la Figure 9 est un graphique donnant la pression dirigée vers le bas et exercée par le pivot d'articulation pendant le cycle de la bielle. La Figure 1 représente un piston il et une bielle 12 reliée au piston au moyen d'un pivot d'arti- culation 13 monté dans deux alésages-ménagés dans la jupe du piston Le pivot d'articulation 13 est monté à rotation dans un coussinet de pied de bielle -14 qui est décalé latéralement d'une distance x dans le pied ou se petite extrémité 15 de la bielle 12 Un étrier 16 est placé entre le pied 'de bielle 15 et la surface intérieure du piston On voit par conséquent que, lorsque la bielle 12 oscille vers la gauche sur la Figure 1, la partie excentrique 17 soulève l'étrier 16 jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le piston 11 Un mouvement ulté- rieur de la bielle 12 a alors tendance à soulever le piston 11, et par conséquent le pivot 13, en réduisant ainsi la pression dirigée vers le bas par le pivot 13 sur le coussinet 14, et en permettant la pénétration d'huile dans le petit intervalle de jeu existant entre le pivot 13 et le coussinet 14. Sur les Figures 2 et 3, les alésages 21 de réception du pivot sont décalés latéralement d'une distance y E Ar, J e coussinet de pied de bielle 24 a une forme elo^re lrc e 1 ' tique pour permettre un léger mouvement relatif entre le coussinet 24 et le pivot 13 En outre, le coussinet 24 est décalé latéra- lement d'une distance y qui est égale au décalage des alésages 21 de réception de pivot. Une arche 22 s'étend vers le bas depuis l'intérieur du piston en direction de la zone à occuper par le pied de la bielle 12, représenté sur la Fig 4. Il en résulte que l'étrier 16 de la Fig 1 peut être supprimé puisque, lorsque la bielle 12 oscille, la partie excentrique 17 entre en contact avec l'arche 22. Cela est représenté plus clairement sur les Fig 5 et 6 o le degré d'excentrement, etc, a été exagéré dans un but de clarification du dessin. Lorsque la bielle est placée dans la position de point mort haut sur la Fig 5, le pied de bielle 15 est espacée de l'arche 22-et le pivot 13 est placé à la base du coussinet 24 Lorsque la bielle 12 oscille vers la gauche jusque dans la position de la Figure 6, la partie excentrique 17 entre en contact avec l'arche 22 et soulève le piston 11, et par conséquent le pivot 13 Cela ménage un léger jeu 25 entre le pivot 13 et le coussinet 24. Dans le mode de réalisation de la Figure 7. la partie excentrique est désignée par 37 et elle est constituée par le coussinet de pied de bielle proprement dit, désigné par 34 Dans ce cas, le trou du coussinet 34 est décalé latéralement d'une distance z Le piston il comporte une arche 22 qui est en contact avec la partie excentrique 37 d'une manière semblable au mode de réalisation des Figures 2 à 6. Pour obtenir un fonctionnement uniforme dans tous les modes de réalisation, une couche de ma- tière antifriction peut être placée entre les parties excentriques 17,27, 37 et l'étrier 16 ou l'arche 22, suivant ce qui est approprié En outre, cette zone de contact est lubrifiée. La Figure 8 montre schématiquement l'oscil- lation de la bielle 12 par rapport au piston 1 o Quand la bielle 12 se rapproche de la postion de 2700, le pivot 13 commence à être soulevé Cela se poursuit jusqu' à ce que la bielle 12 ait franchi la position de 270 approximativement de la même valeur La grandeur de cette période de soulèvement est représentée sur la Figure 9 et elle est désignée par 41. REVENDICATIONS 1 Assemblage piston-bielle, comprenant un piston ( 11), un pivot d'articulation ( 13) relié au pis- ton et une bielle ( 12) reliée au pivot par sa petite extrémité ou pied de bielle, caractérisé en ce que le pied de bielle comporte une partie excentrique ( 17; 27; 37) par rapport à l'axe du pivot d'articulation ( 13) qui est agencée pour pousser le piston dans une direction d'éloignement par rapport au pied de bielle dans une position prédéterminée de la bielle ( 12) pendant son cycle d'oscillation. 2 Assemblage piston-bielle-selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture définie par le coussinet ( 14) du pied de bielle est légèrement ovale,le grand axe étant vertical. 3 Assemblage piston-bielle selon la re- vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite posi- tion prédéterminée de la bielle ( 12) est généralement placée à la limite de son mouvement d'oscillation par rapport à la verticale sur la course de montée. 4 Assemblage piston-bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie excentrique ( 17; 27; 37) entre en contact directement avec la surface inférieure de la tête du piston ( 11), ou avec un prolongement de celle-ci. Assemblage piston-bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie excentrique ( 17; 27; 37) entre en contact avec un élément intermédiaire qui est en contact avec le piston. 6 Assemblage piston-bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pivot d'articulation ( 13) est monté excentricue- ment dans le piston ( 11) au moyen d'alésages oui sont légèrement décalés latéralement et en ce que l'ouverture de réception du pivot d'articulation ( 13) dans le pied de bielle est également décalée latéralement d'une distance correspondante, en définissant ainsi la partie excentrique du coussinet de pied de bielle. 7 Assemblage piston-bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie excentrique ( 17; 27; 37) comprend une partie du pied; de bielle. 8 Assemblage piston-bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie excentrique ( 17; 27; 37) comprend une partie du coussinet-de pied de bielle proprement dit.