Brevet FR2544797A1 — publié le 19841026

La présente invention se rapporte à un dispositif de montage des arbres d'équilibrage disposés sur les deux parois latérales du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres, parallèle- ment audit vilebrequin, en vue d'un équilibrage de forces de second ordre proportionnelles àla masse, les extrémités de ces arbres situées côté entraînement étant retenues approximativement dans le plan d'une face frontale dudit carter, cependant que les extrémités de ces arbres situées au voisinage du plan médian transversal du vilebrequin et supportant les masses d'équilibrage sont maintenues soli- daires dudit carter par des paliers, les paliers sur les- quels lesdites masses d'équilibrage sont en appui consis- tant en des paliers de glissement raccordés au circuit de lubrifiant du moteur à combustion interne. Dans un agencement de montage connu de ce type ("ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift", 1981, page 586), les arbres d'équilibrage sont montés par leurs deux extré- mités respectives, dans des logements particuliers venus de moulage d'un seul bloc avec les deux côtés longitudinaux du carter du vilebrequin à l'extérieur de ce carter, au moyen de paliers de glissement qui sont raccordés au circuit d'huile lubrifiante du moteur à combustion interne. Le guidage axial des arbres d'équilibrage est assuré par les paliers de glissement disposés à l'extrémité située côté entraînement, qui sont calés au moyen de disques por- tants solidaires desdits arbres dans des douilles bridées séparées du logement et qui, à l'état incorporé desdits arbres, sont fixés à ce logement. Cet agencement connu comporte l'inconvénient que les paliers situés sur le carter du vilebrequin ne peuvent être disposés que dans des zones dans lesquelles un raccordement au circuit d'huile lubrifiante de la machine peut avoir lieu Un tel agencement n'est pas toujours possible, en particulier pour les paliers prévus à l'ex- trémité située côté entraînement parce que, compte tenu de la position du mécanisme d'entraînement des arbres, les volants d'entraînement des arbres d'équilibrage et donc les portées doivent être décalés dans le sens longitudinal par rapport à la paroi frontale du carter, si bien que le raccordement au dispositif d'alimentation en huile lubri- fiante n'est absolument pas possible, ou bien ne l'est que moyennant des modifications considérables apportées à la réalisation du carter du vilebrequin. A cause des logements fermés en direction du carter du vilebrequin, il est nécessaire de reléguer vers l'exté- rieur le système de montage des arbres d'équilibrage, au moins de la distance correspondant au dépassement radial des masses d'équilibrage audelà des parois latérales, ce qui fait que les logements sont très largement en saillie vers l'extérieur sur ces deux parois latérales et que l'ensemble du carter accuse une plus grande largeur Les logements faisant saillie vers l'extérieur au-delà des parois latérales impliquent l'inconvénient supplémentaire d'empêcher une disposition, le plus près possible de la paroi, d'organes situés du côté moteur tels que le conduit d'échappement et le conduit d'aspiration, de sorte que le moteur à combustion interne requiert un plus grand encom- brement d'incorporation. L'invention a pour objet d'améliorer le dispositif de montage connu, de façon à permettre, au moins pour les paliers placés à l'extrémité située côté entraînement, une disposition sur le carter-moteur indépendamment du système d'alimentation en huile lubrifiante provenant du circuit de lubrification du moteur, et de façon que les arbres d'équilibrage puissent être agencés le plus près possible des deux parois latérales. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que les paliers de glissement se trouvent à l'intérieur du carter-moteur, tandis que les paliers qui sont disposés à l'extrémité des arbres d'équilibrage située côté entraînement et qui consistent en des roulements à billes à lubrification permanente, se trouvent à l'extérieur dudit carter-moteur. Grâce à l'invention, il est fait en sorte que les paliers disposés à l'extrémité des arbres d'équilibrage située du côté entraînement soient indépendants du circuit d'huile lubrifiante, et qu'ils puissent par conséquent aussi se trouver dans des zones peu favorables du carter-moteur. Un autre avantage consiste en ce que la disposition des paliers de glissement à l'intérieur du carter-moteur permet un raccordement simple au circuit d'huile lubrifiante et que, de plus, les arbres d'équilibrage peuvent être disposés à proximité immédiate des parois latérales conjointement aux paliers indépendants de l'huile lubrifiante et placés à l'extrémité située côté entraînement, de sorte qu'on obtient un cartermoteur de faible encombrement Enfin, il est encore avantageux que le logement de chaque arbre d'é- quilibrage présente une faible longueur et que, par consé- quent, on évite des surfaces d'étanchement décrivant entre elles des angles. Pour obtenir une incorporation particulièrement avantageuse des paliers de glissement et des masses d'équi- librage situées de part et d'autre des portées, les arbres d'équilibrage peuvent se composer à chaque fois d'un tronçon logé à l'intérieur du carter-moteur et englobant les paliers de glissement et les masses d'équilibrage, ainsi que d'un tronçon s'étendant à l'extérieur dudit carter-moteur à proximité de la paroi latérale voisine et englobant le roulement à billes considéré, la longueur de chaque tronçon d'arbre correspondant approximativement à la distance entre deux paliers principaux du vilebrequin. Pour obtenir un montage simple des arbres d'équi- brage et une bonne accessibilité aux tronçons de ces arbres logés à l'intérieur du carter, les deux parois latérales destinées à recevoir les tronçons d'arbres situés dans le carter-moteur peuvent comporter latéralement des protubérances en forme de caissons ouverts, en saillie vers l'extérieur, parallèles à des surfaces formant brides situées dans l'axe médian longitudinal desdits arbres d'é- guilibrage, protubérances sur lesquelles sont appliqués des couvercles de paliers vissés sur lesdites parois laté- rales. En outre, les logements des paliers de glissement peuvent Atre formés chacun pour moitié par le couvercle de palier et par le cartermoteurdont les joints se trouvent dans les plans des surfaces formant brides, les moitiés situées du côté du carter-moteur étant venues latéralement de moulage d'un seul tenant avec la nervure transversale de rigidification du palier central principal du vilebrequin. De la sorte, le façonnage de toutes les surfaces de siège et d'étanchement peut avoir lieu de l'extérieur et les logements des paliers de glissement peuvent par ailleurs être maintenus rigidement sur le carter-moteur. Les passages traversants des arbres d'équilibrage hors du carter-moteur peuvent se trouver dans le prolonge- ment latéral de la nervure de renforcement du palier prin- cipal du vilebrequin intercalé entre les troisième et quatrième cylindres, des orifices,réalisés sous la forme d'orifices d'ajustement et situés chacun pour moitié dans une paroi obturatrice de la protubérance du carter et dans le couvercle de palier, étant isolés hermétiquement vers l'extérieur par des garnitures annulaires d'étanchéité des arbres Il en résulte une position commode des orifi- ces par lesquels les arbres d équilibrage sortent du carter-moteur et cela permet en outre un étanchement simple et durable de ces orifices. Selon d'autres caractéristiques avantageuses coxncsr nant le guidage axial des arbres d'équilibrage, les rou- lement à billes assurant ce guidage axial peuvent Otre réalisés sous la forme de paliers fixes En variante, lésa dits arbres d'équilibrage peuvent, en vue de leur guidage axial, être munis chacun, à peu près à la moitié de leur longueur, d'un collet retenu dans une rainure fragmentaire respective élaborée dans la face interne de chacun des orifices précités. Enfin, pour obtenir un recouvrement simple et com- mode des tronçons des arbres relégués à l'extérieur, ces tronçons externes peuvent être recouverts par des coquilles en matière plastique retenues par encliquetage par leurs bords sur des membrures s'étendant longitudinalement sur les parois latérales, par des premières extrémités sur les couvercles de paliers et, par de secondes extrémités, dans les ouvertures ménagées dans le carter pour les rou- lements à billes. L'invention va à présent être décrite plus en - détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique illustre un exemple de réalisation conformément à l'invention. La figure représente par une coupe longitudinale, d'un moteur à combustion interne com- portant quatre cylindres en ligne, un carter-moteur 1 dans sa région dans laquelle sont montés les arbres dséquilibra- ge La référence 2 désigne l'axe médian longitudinal de ce carter, dans le plan vertical longitudinal duquel ledit carter 1 loge un vilebrequin 54 représenté seulement par- tiellement, et comporte les ouvertures des cylindres figurées par des traits mixtes Le carter-moteur 1 est délimité vers le côté sortie par une paroi frontale 3 et latéralement par des parois latérales 4 et 5 Une cloche d'accouplement 6 en saillie au-delà des deux parois laté- rales 4 et 5 se raccorde à la paroi frontale 3 et abrite le volant et l'accouplement du véhicule Des sabots d'appui sont moulés d'un seul tenant à l'intérieur du carter- moteur 1 en vue du montage du vilebrequin et la figure illustre seulement un sabot d'appui 7 s'étendant dans un a 5679 ?-. plan médian transversal 14 du carter entre les deuxième et troisième cylindres, ainsi qu'un sabot d'appui 8 intercalé entre les troisième et quatrième cylindres Un palier extrême 9 du vilebrequin se trouve dans la face frontale 3. Les sabots d'appui 7 et 8 sont rigidifiés par des nervures transversales 10 et il d'un seul bloc avec les parois latérales 4 et 5. Des masses d'équilibrage 12 et 13, servant à l'équi- librage de forces de second ordre proportionnelles à la. masse et tournant dans des sens opposés, se trouvent à proximité des deux parois latérales 4 et 5 à peu près dans le plan transversal 14 du carter 1 Ces masses 12 et 13 sont installées à l'extrémité respective d'arbres d'équili- brage 15 et 16 s'étendant dudit plan transversal 14 jusqu'à la paroi frontale 3 au voisinage des parois latérales 4 et , en longeant parallèlement le vilebrequin. Les masses 12 et 13 sont entraînées par les arbres d'équilibrage 15 et 16, à partir du vilebrequin, à une vitesse angulaire représentant le double de celle de ce vilebrequin, par l'intermédiaire d'un entraînement par courroie 17 prévu à l'extrémité située côté volant. Les arbres d'équilibrage 15 et 16 sont montés dans le carter 1 dans des paliers de glissement 18 et 19 à leurs extrémités supportant les masses 12 et 13 et dans des roulements à billes 20 et 21 à leurs extrémités situées coté entraînement, lesdits paliers de glissement 18 et 19 étant logés à l'intérieur dudit carter dans le prolongement latéral-de la nervure transversale 10 s'étendant dans le plan médian transversal 14, tandis que les roulements à billes 20 et 21 sont relégués à l'extérieur dudit carter 1, dans des régions 22 et 23 de la cloche d'accouplement 6 prolongeant latéralement la paroi frontale 3 Grâce à la combinaison d'un montage par glissement et par roule- ment des arbres d'équilibrage 15 et 16, il est d'une part possible de raccorder sans difficulté au circuit de lubrifiant du moteur à combustion interne les paliers de glissement 18 et 19 en les faisant passer par des orifices prévus dans la nervure transversale 10; d'autre part, il est possible de disposer dans des zones de portée appro- priées du carter 1 les roulements à billes munis d'une lubrification permanente, indépendamment du circuit d'huile lubrifiante En outre, cela permet de se dispenser désormais des alésages de raccordement au circuit d'huile lubrifiante et de l'étanchement particulier des zones de portée par rapport à la cloche d'accouplement 6. Comme il ressort du dessin, les arbres d'équilibrage et 16 sont agencés, sur les parois latérales 4 et 5, de telle façon qu'un tronçon d'arbre respectif 24 ou 25 englobant les masses 12, 13 et les paliers 18, 19 se trouve à l'intérieur du carter, et'qu'un tronçon d'arbre respectif 26 ou 27 supportant les roulements à billes 20 et 21 soit situé à l'extérieur dudit carter Dans ce cas, la longueur des tronçons respectifs individuels 24, 26 ou 25, 27 est adaptée aux distances séparant les paliers principaux du vilebrequin, de sorte que les tronçons d'arbres 24 et 25 s'étendent entre les sabots d'appui 7 et 8 des paliers principaux, et que les tronçons d'arbres 26 et 27 s'éten- dent du sabot 8 jusqu'au palier extrême 9 en traversant la paroi frontale 3. Pour permettre un montage des arbres d'équilibrage et 16 de l'extérieur, des protubérances 28 et 29 légère- ment en saillie vers l'extérieur sont prévues sur les deux parois latérales 4 et 5 en vue de recevoir les tronçons d'arbres 24 et 25 logés dans le carter-moteur 1. Ces protubérances 28 et 29 du carter s'achèvent par des surfaces 30 et 31 formant brides, qui entourent des orifices 32 et 33 permettant l'insertion des tronçons 24 et 25 et sont situées sur les axes médians longitudinaux des arbres d'équilibrage 15 et 160 Les orifices 32 et 33 sont obturés chacun par un couvercle de palier respectif 34 ou 35 vissé sur les parois latérales 4 et 5. Du fait que les masses d'équilibrage 12 et 13 sont disposées, conjointement aux paliers de glissement 18 et 19, dans un logement (protubérances 28 et 29) ouvert en direction de l'espace interne du carter 1, l'espacement entre le vilebrequin et les arbres d'équilibrage peut être maintenu faible, si bien qu'il est possible d'installer lesdits arbres d'équilibrage 15 et 16 le plus près possible des parois longitudinales ou latérales 4 et 5 De ce fait, grâce à l'agencement de montage des arbres d'équilibrage conformément à l'invention, il est possible de conserver pour l'essentiel la-réalisation ramassée caractérisant jusqu a présent les carters-moteur connus. Les paliers de glissement 18 et 19 se trouvent dans des boîtiers consistant chacun en une moitié respective 36 ou 37 formée par les couvercles 34 et 35, ainsi qu'en une autre moitié respective 38 ou 39 venue de moulage d'un seul tenant d'un côté de la nervure transversale 10, les joints de ces moitiés étant situés dans les plans des surfaces 30 et 31 formant brides. Dans le prolongement latéral de la nervure trans- versale il intercalée entre les troisième et quatrième cylindres, les protubérances 28 et 29 du carter délimitent, conjointement aux couvercles 34 et 35 de paliers, des parois obturatrices percées d'orifices 40 et 41 empruntés par les tronçons d'arbres 24 et 25 pour sortir-du carters moteur Ces orifices 40 et 41 sont alors réalisés sous la forme de trous d'ajustement dans lesquels sont logées des garnitures annulaires d'étanchéité des arbres. Les roulements à billes 20 et 21 sont insérés dans des ouvertures 42 et 43 pratiquées dans les régions 22 et 23 de la paroi, à distance de la paroi frontale 3 En vue du blocage des arbres d'équilibrage 15 et 16 dans le sens longitudinal, ces arbres sont dotés d'un collet respectif 44 ou 45 retenusur la nervure transversale 11, dans une rainure fragmentaire respective 46 ou 47 moulée latérale- ment d'un seul bloc. Indépendamment de cette possibilité, il est envi- sageable d'assurer le guidage axial des arbres d'équili- brage 15 et 16 par l'entremise des roulements à billes et 21. Les tronçons d'arbres 26 et 27 s'étendant vers l'extérieur en longeant les parois latérales 4 et 5 sont recouverts par des coquilles 48 et 49 en matière plastique retenues par leurs bords sur des membrures s'étendant longitudinalement sur les parois latérales 4 et 5, par des extrémités 50 et 51 sur les couvercles 34 et 35, et par des extrémités 52 et 53 dans les ouvertures ménagées dans le carter pour les roulements à billes 20 et 21. REVENDICATIONS 1 Dispositif de montage des arbres d'équilibrage disposés sur les deux parois latérales du carter-moteur d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres, parallèlement au vilebrequin, en vue d'un équilibrage de forces de second ordre proportionnelles à la masse, les extrémités de ces arbres situées côté entra Ine- ment étant retenues approximativement dans le plan d'une face frontale dudit carter, cependant que leurs extrémités situées au voisinage du plan médian transversal du vile- brequin et supportant les masses d'équilibrage sont main- tenues solidaires dudit carter par des paliers, les paliers sur lesquels lesdites masses d'équilibrage sont en appui consistant en des paliers de glissement raccordés au circuit de lubrifiant du moteur à combustion interne, dispositif caractérisé par le fait que lesdits paliers de glissement ( 18, 19) se trouvent à l'intérieur du carter- moteur ( 1), tandis que les paliers qui sont disposés & l'extrémité des arbres d'équilibrage ( 15, 16) située côté entraînement et consistent en des roulements à billes ( 20, 21) à lubrification permanente, se trouvent à l'extérieur dudit carter-moteur ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les arbres d'équilibrage ( 15, 16) se composent respectivement d'un tronçon ( 24; 25) logé à l'intérieur du carter-moteur ( 1) et englobant les paliers de glissement ( 18, 19) et les masses d'équilibrage ( 02, 13), ainsi que d'un tronçon ( 26; 27) s'étendant à l'extérieur dudit carter-moteur ( 1) à proximité de la paroi latérale voisine ( 4; 5) et englobant le roulement a billes considéré ( 20; 21), la longueur de chaque tronçon d'arbre ( 24, 25; 26, 27) correspondant appro iz mativement à la distance entre deux paliers principa Lct du vilebrequin. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et il 2, caractérisé par le fait que les deux parois latérales ( 4, 5) présentent, afin de recevoir les tronçons d'arbres ( 24, 25) logés dans le carter-moteur ( 1), des protubérances latérales ( 28, 29) en forme de caissons ouverts, en saillie vers l'extérieur, parallèles à des surfaces ( 30, 31) formant brides situées dans l'axe médian longitudinal des arbres d'équilibrage ( 15, 16), protubérances sur lesquelles sont appliqués des couvercles ( 34, 35) de paliers vissés sur lesdites parois latérales ( 4, 5). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé par le fait que les logements des paliers de glissement ( 18, 19) sont formés chacun pour moitié par le couvercle ( 34; 35) de palier et par le carter-moteur ( 1), dont les joints se trouvent dans les plans des surfaces ( 30, 31) formant brides, les moitiés situées du côté dudit carter-moteur étant venues latérale- ment de moulage d'un seul tenant avec la nervure trans- versale ( 10) de rigidification du palier central principal du vilebrequin. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé par le fait que les passages traversants des arbres d'équilibrage ( 15, 16) hors du carter-moteur ( 1) se trouvent dans le prolongement laté- ral de la nervure ( 11) de renforcement du palier principal du vilebrequin intercalé entre les troisième et quatrième cylindres, des orifices ( 40, 41), réalisés sous la forme d'orifices d'ajustement et situés chacun pour moitié dans une paroi obturatrice de la protubérance ( 28; 29) du carter et dans le couvercle ( 34; 35) de palier, étant isolés hermétiquement vers l'extérieur par des garnitures annulaires d'étanchéité des arbres. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé par le fait que les roulements à billes ( 20, 21) assurant le guidage axial des arbres d'équilibrage ( 15, 16) sont réalisés sous la forme de paliers fixes. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé par le fait que les arbres d'équilibrage ( 15, 16) sont munis chacun à peu près à la moitié de leur longueur, en vue de leur guidage axial, d'un collet ( 44; 45) retenu dans une rainure fragmentaire respective ( 46; 47) élaborée dans la face interne des orifices ( 40, 41). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé par le fait que les tronçons d'arbres ( 26, 27) relégués à l'extérieur sont recouverts par des coquilles en matière plastique ( 48, 49) retenues par encliquetage par leurs bords sur des membrures s'éten- dant longitudinalement sur les parois latérales ( 4, 5), par leurs extrémités ( 50, 51) sur les couvercles ( 34, 35) de paliers et, par leurs extrémités ( 52, 53), dans des ouvertures ( 42, 43) ménagées dans le carter pour les roulements à billes ( 20, 21).