Brevet FR2556044A1 — publié le 19850607

"Moteur à combustion interne" L'invention concerne un moteur à combustion interne et, en particulier, un moteur à combustion interne possé- dant des cylindres décalés angulairement par rapport à l'axe de rotation de leur vilebrequin. Les moteurs à com- bustion interne de ce type comprennent des cylindres fixés à un carter de vilebrequin recevant le vilebrequin et qui en sont séparés, chaque corps de cylindre étant fermépar une culasse également séparée. Le carter de vilebrequin, les cylindres et les culasses sont constitués par des piè- ces de fonderie. Dans les moteurs à combustion interne con- nus, il est nécessaire de prévoir un moule séparé pour cha- cune de ces pièces de fonderie, ce qui accroît la dépense de fabrication. Par ailleurs, les pièces de fonderie doi- vent être assemblées les unes aux autres. Les vis et joints nécessaires pour cet assemblage accroissent non seulement le coût de la fabrication mais également le poids du moteur. Le but de l'invention est de donner le moyen de réduire le coût de la fabrication et, en particulier, le poids d'un moteur à combustion interne. En prenant pour base un moteur à combustion interne qui comprend de la façon traditionnelle: - un carter de vilebrequin possédant un vilebrequin tourillonnant dans ce carter pour tourner autour d'un axe de rotation, au moins une paire de cylindres solidaires du carter de vilebrequin, dont les axes sont décales angulairement, autour de l'axe de rotation, et qui sont fermés chacun par une cula-sse sur leur côté le plus éloigné du carter de vilebrequin, et, - dans chaque cylindre, un piston relié au vilebre- quin par une bielle, l'invention est caractérisée par le fait que le carter de vilebrequin est divisé, dans un plan de joint qui contient l'axe de rotation et qui divise en deux parties égales l'angle formé entre les axes des cylindres, en deux demi- carters de vilebrequin, en ce que chacun des deux demi- carters de vilebrequin est réuni à un cylindre de chaque paire de cylindres et à la culasse de ce cylindre de cha- que paire, en formant une pièce coulée d'un seul tenant, et en ce que les deux pièces moulées ont des surfaces moulées de même forme qui sont symétriques l'une de l'au- tre par rapport à un axe de symétrie contenu dans le plan de joint et perpendiculaire à l'axe de rotation du vile- brequin. Avec cette configuration des pièces moulées, le bloc moteur du moteur à combustion interne est composé de seulement deux pièces identiques qui peuvent être moulées dans un seul et même moule. Le seul joint étanche est prévu dans le plan de joint du carter de vilebrequin. Contrairement aux moteurs à combustion interne classiques, il n'est nécessaire de prévoir aucun joint d'étanchéité ni organe de fixation pour le carter de vilebrequin et les culasses. Le moteur à combustion interne selon l'in- vention est particulièrement léger et donc spécialement approprié pour être utilisé en qualité de moteur d'avion. Le moteur à combustion interne selon l'invention constitue de préférence un moteur à combustion interne à deux temps et, en particulier, un moteur du type Otto, les canaux de transfert nécessaires pour la distribution par lumières et les lumières d'échappement étant venues de fonderie sur les pièces moulées, afin de limiter autant que possible l'usinage de reprise des pièces mou- lées. L'arrivée de l'air neuf se produit par l'intermé- diaire du carter de vilebrequin dont les demi-carters délimitent ensemble un orifice d'admission situé entre les deux cylindres de la paire, ou de chaque paire de cylindres. Le carburant peut être injecté directement dans les cylindres. Dans le cas o le moteur est du type à carburateur, le carburateur est de préférence fixé à une pipe d'admission qui recouvre l'orifice d'admission et alimente les cylindres par paires. La pipe d'admission porte de préférence également les organes de-l'installa- tion d'allumage, en particulier la bobine d'allumage. En particulier, dans le cas d'un petit nombre de cylindres, on préfère une installation d'allumage à magnéto dont l'aimant inducteur-est fixé à l'extrémité du vilebrequin qui émerge du carter de vilebrequin. L'installation d'allumage fixée à la pipe d'admission est d'une configuration telle qu'elle se prolonge jusque dans la région de la tra- jectoire de l'aimant inducteur, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'organes de fixation supplémentai- res. La pipe d'admission est de préférence un coude, de sorte que le carburateur peut être disposé d'un côté de l'orifice d'admission et l'installation d'allumage de 1' autre côté de l'orifice d'admission. De cette façon, on - peut limiter les dimensions du moteur à combustion interne à des valeurs très réduites. En particulier dans le cas o le moteur est utilisé comme moteur d'avion, il est important d'éviter les vibra- tions. On peut éviter le déséquilibre dynamique en décalant les axes des cylindres de 180 par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin et en faisant travailler les cylin- dres en synchronisme, c'est-à-dire qu'ils sont allumés simultanément et que les pistons se déplacent donc l'un en sens inverse de l'autre. Dans une telle configuration, les manetons du vilebrequin qui sont associés aux cylin- dres d'une même paire doivent être décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction parallèle à l'axe de rotation. Les forces des pistons exercent donc des couples de bascu- lement agissant sur le vilebrequin et qui peuvent conduire à des vibrations. Pour maintenir les vibrations à un niveau aussi faible que possible, les manetons du vilebrequin associés à une même paire de pistons sont séparés l'un de l'autre par une pièce centrale qui est coudée'afin de réduire l'écartement entre les axes des cylindres. Pour pouvoir disposer les têtes et pieds de bielles symétrique- ment par rapport aux axes des cylindres en dépit du cou- dage de la pièce centrale, le corps de chaque bielle est déporté par rapport à la tête et au pied, dans Ie sens qui s'éloigne de la pièce centrale. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après de façon plus détaillée, en référence au dessin joint dans lequel: Figure 1 est une vue de face d'un moteur à combustion interne à deux temps travaillant selon le principe Otto, prise suivant l'axe de rotation de son vilebrequin Figure 2 est une vue de côté du moteur à combustion interne, prise dans le sens de la flèche II de figure 1; Figure 3 est une vue en coupe du moteur à combustion interne prise suivant III-III de figure l. Les figures représentent, à titre d'exemple, une forme de réalisation d'un moteur à combustion interne deux cylindres travaillant selon le principe Otto à deux temps, dont le bloc moteur est composé de deux piè- ces moulées (1,3) identiques par leurs surfaces moulées et, par conséquent, capables d'être fabriquées dans un seul et même moule de fonderie. Les pièces moulées (1,3) comprennent chacune une moitié (5) ou (7) respectivement, - d'un carter de vilebrequin désigné dans son ensemble par (9), dans lequel un vilebrequin (11) est monté pour tour- ner autour d'un axe (19) dans des paliers (13,15,17). Sur chacun des demicarters de vilebrequin (5,7), fait saillie un cylindre (21) ou (23), respectivement, qui s'étend radialement par rapport à l'axe de rotation (19). Les cylindres (21) portent, sur leur côté le plus éloigné du vilebrequin, une culasse (25) ou (27). Les axes (29, 31) des cylindres (21,23) qui sont représentés sur la figure 3, coupent I'axe de rotation (19) et sont décalés angulairement de 180 l'un par rapport à l'autre, rela- tivement à l'axe de rotation (19). Le demi-carter (5), le cylindre (21) et la culasse (25) sont venus-de fonderie, en un seul tenant, pour for- mer la pièce moulée (1). De même, la pièce moulée (3) forme, en une pièce d'un seul tenant, le demi-carter (7), le cylindre (23) et la culasse (27). Le plan de joint du carter de vilebrequin (9) qui est représenté en (33) sur $6044 la figure 1, contient l'axe de rotation (19) du vilebre- quin (11) et s'étend perpendiculairement aux axes (29,31) des cylindres. En ce qui concerne les surfaces moulées, les pièces moulées (1,3) sont symétriques, avec une symé- trie de rotation à 180 , par rapport à un axe de symétrie qui est contenu dans le plan de joint (33) et s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation (19). L'axe de symétrie représenté par sa trace;(35) sur la figure 3 passe au milieu entre les deux axes (29,3i) des cylindres. En raison de cette configuration, les deux pièces moulées (1,3) sont identiques, à l'exception d'un éventuel usi- nage de reprise, par exemple, pour l'adaptation à des for- mes différentes des paliers du vilebrequin et elles peu- vent être moulées dans un seul et même moule de fonderie. Etant donné que les pièces moulées (1,3) sont d'un seul tenant, ceci supprime les joints d'étanchéité et les vis qui seraient nécessaires pour fixer les cylindres et les culasses aux demi-carters de vilebrequin. Seuls les demi- carters de vilebrequin (5,7) sont assemblés l'un à l'au- tre par des vis (36). Ce n'est que dans le plan de joint (33) qu'il est prévu un joint d'étanchéité, qui n'a pas été spécialement représenté et qui ne subit pratiquement pas de sollicitation thermique. Dans chacun des cylindres (21,23), est logé un pis- ton (37) ou (39) respectivement, qui est relié par une bielle (-41,43) à l'un de deux manetons (45) ou (47) du vilebrequin qui sont disposés l'un à côté de l'autre dans la direction parallèle à l'axe de rotation (19). Les mane- tons (45.47) sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 1800 relativement à l'axe de rotation (19), de sorte que les pistons (37, 39) se déplacent l'un en sens inverse de l'autre pour la compensation du déséquilibre des masses. Les manetons (45,47) sont reliés l'un à l'autre par une pièce centrale (49) qui est coudée dans sa zone centrale (51) pour réduire la distance d'écartement entre les axes (29,31) des cylindres. Chacune des bielles (41, 43) comprend un corps (53) ou (55) qui porte à ses extre- mités des portées de tête et de pied (57) ou (59). Alors que, pour produire des forces uniformes sur les paliers, chaque portée (57,59) est disposée symétriquement à un plan qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation (19) du vilebrequin (11) et qui contient l'axe (29) ou (31) du cylindre correspondant, les corps (49). La pièce centrale coudée (49) et les bielles dépor- tées (41,43) permettent de rapprocher les cylindres l'un de l'autre dans la direction parallèle à l'axe de rota- tion (19) du vilebrequin (11) et assurent une diminution des vibrations. Le distribution du moteur à combustion interne est assurée par lumières au moyen des pistons (37,39). Le mélange de carburant et d'air est produit dans un carbu- rateur (61) et introduit dans le volume intérieur du car- ter de vilebrequin (9) en passant par une pipe d'admission (63) coudée. Le volume intérieur du carter de vilebrequin (9) est relié à la chambre de combustion formée entre le piston (37) ou (39) et la culasse sieurs canaux de transfert (65) ou (67), selon le cycle de travail du moteur. Pour chacune de ces chambres de combustion, il est prévu des lumières d'échappement dont l'une est représentée en (69). Les canaux de transfert (65,67) et les lumières d'échappement (69) sont commandés par les pistons (37,39) de la façon traditionnelle. La pipe d'admission (63) recouvre un orifice d'admis- sion (71) [figure 1] qui est venu de fonderie et constitue une partie du conduit d'admission sur les demi-carters de vilebrequin (5,7). Pour la fixation à la partie conduit d'admission du carter (9), la pipe d'admission (63) porte une bride (73) à l'une de ses extrémités. Le carburateur (61) est fixé par bride à l'autre extrémité de la pipe d'admission (63). L'orifice d'admission (71) s'étend transversalement au vilebrequin (11), lequel émerge du carter de vilebre- quin (9) à son extrémité située à gauche sur la figure 2. La pipe d'admission (63) est coudée en sens inverse à cette extrémité et porte, sur son côté voisin de l'extré- mité de sortie du vilebrequin (11) les éléments essentiels d'une installation d'allumage à magnéto (77), en particu- lier la bobine d'allumage (79) de cette installation qui est reliée à des bougies d'allumage non représentées par des files de bougie (80) et des connecteurs de bougie (81). A l'extrémité de sortie du vilebrequin (11) est fixé un disque (82) qui porte un aimant inducteur qui induit les impulsions d'allumage dans la bobine d'allumage ou dans Une bobine d'induction séparée de cette bobine. Le moteur à combustion interne décrit ci-dessus est utilisé de préférence comme moteur d'avion. En conséquence, l'extrémité de sortie du vilebrequin (11) porte une bride de fixation (85) pour l'hélice. Toutefois, le moteur à combustion interne peut également être utilisé pour d'au- tres applications d'entraînement. Il se distingue par un coût de fabrication réduit, un faible poids et de faibles vibrations. 8, - REVENDICATIONS - 1.- Moteur à combustion interne comprenant un car- ter de vilebrequin (9) renfermant un vilebrequin (11) qui tourillonne dans ce carter (9) pour tourner autour d'un axe de rotation (19), au moins une paire de cylindres (21, 23) solidaires du carter de vilebrequin (9), dont les axes (29,31) sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe de rotation (19), et qui sont fermés chacun par une culasse (25,27) sur leur côté le plus éloigné du carter de vilebrequin (9), et, dans chaque cylindre (21,23), un piston (37,39) relié au vilebrequin (11) par une bielle (41,43), caractérisé en ce que le car- ter de vilebrequin (9) est divisé, dans un plan de joint (33) qui contient l'axe de rotation (19) et qui divise en deux parties égales l'angle formé entre les axes (29, 31) du cylindre, en deux demi-carters (5,7), en ce que chacun des deux demi-carters (5,7) est réuni à l'un des cylindres (21,23) de chaque paire, et à la culasse (25,27) de ce cylindre (21,23) en formant une pièce moulée (1,3) d'un seul tenant, et en ce que les deux pièces moulées (1,3) présentent des surfaces moulées de même forme, qui sont symétriques l'une de l'autre par rapport à un axe de symétrie (35) contenu dans le plan de joint (33) et per- pendiculaire à l'axe de rotation (19) du vilebrequin (11). 2.- Moteur à combustion interne selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il constitue un moteur à combustion interne à deux temps, en ce que les demi-car- ters (5,7) délimitent ensemble un orifice d'admission (71) situé entre les deux cylindres (21,23) de la paire de cylindres et en ce que dans chaque cylindre (21,23) sont prévus au moins un canal de,transfert (65,67) commandé par le piston (37,39) et au moins une lumière d'échappe- ment (69). 3.- Moteur à combustion interne selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce qu'aux pièces moulées (1,3) est fixée une pipe d'admission (63) qui recouvre l'orifice d'admission (71) et en ce qu'un carburateur à la pipe d'admission (63). 4.- Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce qu'aux pièces moulées (1,3) est fixée une pipe d'admission (63) qui recouvre l'orifice d'admission (71), en ce-qu'à la pipe d'admission (63) est fixée une installation d'allumage à magnéto (77) y com- pris au moins une bobine d'allumage (79) et en ce qu'à une extrémité du vilebrequin (11) qui émerge du carter de vilebrequin (9), est fixé au moins un aimant inducteur (83) de l'installation d'allumage à magnéto (77). 5.- Moteur à combustion interne selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, entre deux paliers de vilebrequin (13,15), le vilebrequin (11) présente, pour chaque paire de pistons (37,39), deux mane- tons (45,47) voisins l'un de l'autre, réunis entre eux par une pièce centrale (49) et en ce que la pièce centrale (49) est coudée pour réduire la distance séparant les axes (25, 27) des cylindres (21,23) associés à cette paire de pis- tons. 6.- Moteur à combustion interne selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que chacune des bielles (41,43) de chaque paire de pistons présente, entre sa tête et son pied (57,59), un corps (53,55) qui est déporté par rapport à la tête et au pied, dans le sens qui s'éloigne de la pièce centrale (49). 7.- Moteur à combustion interne selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par un moteur bi-cylindrique, qui comprend deux cylindres (21, 23) décalés de 180 l'un par rapport à l'autre-relativement à l'axe de rotation (19) du vilebre- quin (11).