Brevet FR2627803A1 — publié le 19890901

L'invention a pour objet un dispositif d'équilibrage des forces et/ou des moments d'inertie pour machines à piston alternatif et s vilebrequin, comportant une paire d'arbres d'équilibrage qui sont disposés parallèlement i un vilebrequin logé dans un carter de vilebrequin, qui comprennent chacun une masse excentrique d'équilibrage, et qui sont entraînés par le vilebrequin à une vitesse qui est un multiple du régime du vilebrequin, correspondant & l'ordre des forces i compenser. Dans le cas des dispositifs connus d'équilibrage des masses, les arbres d'équilibrage sont disposés directement å l'intérieur du carter du vilebrequin. D'autres réalisations prévoient les arbres d'équilibrage au niveau des parois latérales du carter du vilebrequin, auquel cas ils sont protégés simplement par un couvercle de carter. La chambre mouillée par l'huile de ces carters de vilebrequin communique alors directement avec la chambre dans laquelle tournent les arbres d'équilibrage (voir par exemple le document allemand DE-OS 31 19- 362, 33 14 801). Cependant, toutes ces rëalisations nécessitent un élargissement considérable des carters de vilebrequin, comparées aux réalisations traditionnelles des carters sans arbres d'équilibrage, ce qui entraîne des problèmes de fabrication en série des carters sur les chaînes de transfert existantes. De plus, un tel carter est alors construit de telle façon qu'il ne peut être employé raisonnablement qu'avec un dispositif d'équilibrage des masses. Aussi, le but de l'invention est-il de creer un dispositif d'équilibrage des masses du genre mentionné en introduction, qui limite les modifications du carter ordinaire et qui, en particulier, n'augmente que légèrement l'encombrement de celui-ci. De plus, il doit laisser la possibilité d'utiliser le même carter de vilebrequin sur les machines à vilebrequin avec et sans dispositif d'équilibrage des masses. Ce but est atteint grâce au fait que les arbres d'équilibrage sont logés dans des carters support qui sont fixés en tant qu'organes complets de montage sur le carter fermé du vilebrequin de la machine à piston alternatif et à vilebrequin. En logeant, selon l'invention, le dispositif d'équilibrage des masses dans un carter fermé individuel, qui est fixé sur les parois latérales du carter du vilebrequin, on évite l'élargissement, indispensable autrement, du carter du vilebrequin. De plus, le même carter de vilebrequin peut être utilisé dans les machines à piston alternatif et a vilebrequin avec et sans un dispositif d'équilibrage des masses. Des réalisations pratiques de l'invention découlent du fait que le carter du vilebrequin comporte des bossages support disposés sur ses parois latérales fermées et destinés à assurer la fixation rigide des carters support, et que chaque carter support est constitué d'un élément tubulaire monobloc dans lequel est logé l'arbre d'équilibrage dont une extrémité, munie d'une roue d'entraînement, sort de ce carter, et que la chambre intérieure du carter support peut être soumise & un vide partiel, et que la chambre intérieure du carter support est raccordée, par l'intermédiaire d'une tuyauterie à dépression, à la tubulure d'admission de la machine a vilebrequin réalisée sous forme d'un moteur & combustion interne, à un endroit où il règne, au moins temporairement, un vide partiel. Les dessins annexés illustrent un exemple de réalisation de l'invention, qui sera décrit plus en détail par la suite. Sur les dessins - la figure 1 représente une vue en coupe transversale du carter d'une machine a piston alternatif et à vilebrequin, dotée du dispositif d'équilibrage des masses selon l'invention, et - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du carter d'un dispositif d'équilibrage des masses. Sur la figure 1, la référence 1 désigne globalement une machine à piston alternatif et à vilebrequin, qui est réalisée ici sous forme d'un moteur bicylindre å quatre temps.à combustion interne. La machine 1 a vilebrequin comporte un carter 2 de vilebrequin dans lequel est logé un vilebrequin 3 muni de contrepoids 4. Des pistons 5, reliés au vilebrequin par l'intermédiaire de bielles 6, coulissent a l'intérieur des cylindres 7 du carter du vilebrequin.La machine bicylindre à pistons alternatifs et à vilebrequin décrite ici a titre d'exemple génère, entre autres, des forces d'inertie du premier ordre relativement élevées non compensëes, qui provoquent de fortes vibrations du carter du vilebrequin et, de ce fait, du véhicule équipé d'une telle machine a piston alternatif et à vilebrequin. Afin d'absorber une partie des forces d'inertie du premier ordre, l'on prévoit généralement des contrepoids 4 disposés sur le vilebrequin 3, qui sont destinés a compenser, en dehors des forces d'inertie des pièces tournantes, environ 50% des forces d'inertie des pièces oscillantes, par exemple. Le reste des forces d'inertie des masses oscillantes peut être contrebalancé à l'aide des dispositifs d'équilibrage. De tels dispositifs d'équilibrage sont réalisés, selon l'invention, sous forme d'organes complets lla et llb de montage, qui seront fixés sur les parois latérales 8a et 8b du carter du vilebrequin 2.A cette fin, il suffit de doter les parois latérales 8a et 8b de bossages supports adéquats 9a et 9b ou 10a et 10b; sur lesquels les organes de montage seront installés au moyen de vis 13 de fixation. Les dispositifs d'équilibrage se composent chacun, comme l'indique la figure 2, d'un arbre 15 d'équilibrage muni d'un contrepoids excentrique 16 et logé, par l'intermédiaire de roulements 18 et 19, de préférence graissés a vie, dans un carter d'équilibrage réalisé sous forme d'un carter support 12-. Dans le cas présent, le carter support 12 est un élément tubulaire monobloc, comportant des sections cylindriques étagées 20a, 20b et 20c, les bagues extérieures des roulements 18 et 19 de l'arbre d'équilibrage étant maintenues dans les sections cylindriques 20a et 20c.Hormis les tourillons 21a et 21b, portant les segments internes des roulements 18 et 19 de l'arbre d'équilibrage, l'arbre d'équilibrage 15 comporte, du côté saillant hors du carter support 12, un bout d'arbre 22 sur lequel se fixe, au moyen d'une vis 25 et d'une rondelle 24 de maintien, une roue 23 d'entraînement. La roue 23 d'entraînement peut être mue, par exemple, par l'intermédiaire d'une courroie à deux faces crantées non représentée ici, qui est entraînée par une poulie motrice montée sur le vilebrequin. Le carter support 12 exécuté, par exemple, sous forme d'un carter moulé monobloc, est pourvu de pattes 14 et 17 de fixation, qui reçoivent les boulons 13 de fixation destinés å en assurer le maintien sur les bossages support 9a, 9b et 10a, 10b disposés sur les parois latérales 8a et 8b du carter du vilebrequin. Ainsi, l'idée directrice de la présente invention est de prévoir les dispositifs d'équilibrage des masses sous forme d'organes complets, prémontés, fixés sur les deux parois latérales extérieures du carter fermé du vilebrequin, et d'obtenir ainsi un équilibrage des forces d'inertie non compensées générées par la machine à piston alternatif et a vilebrequin. Dans le cas de l'exemple représenté sur les dessins, seules les forces d'inertie du ler ordre sont compensées. Par conséquent, il est suffisant de faire tourner les arbres 15 d'équilibrage au régime du vilebrequin 3. Par contre, le sens de rotation des arbres d'équilibrage 15 est opposé à celui du vilebrequin, comme l'indiquent les flèches sur la figure 1. Grâce à l'invention, l'on obtient un dispositif d'équilibrage des masses pour machines à piston alternatif et à vilebrequin, qui ne nécessite pas l'élargissement du carter du vilebrequin. Elle permet en outre d'utiliser la même machine à vilebrequin avec et sans le dispositif d'équilibrage des masses, sans modification de sa conception extérieure. L'emplacement des dispositifs d'équilibrage des masses sur les deux parois latérales du carter 2 au niveau de l'axe du vilebrequin est facilité par le fait que les appareils auxiliaires, tels que le démarreur, le filtre å huile, l'alternateur etc, généralement nécessaires sur une telle machine lorsqu'elle est réalisée sous forme d'un moteur a combustion interne, ne se situent pas dans le même plan.Au contraire, ceux-ci sont habituellement disposés au-dessus de cet espace. En construisant le carter support 12 sous forme d'un carter tubulaire monobloc, fermé d'un côté, par exemple, l'on peut le raccorder à un système à vide partiel, de façon à diminuer les pertes de puissance éventuelles occasionnées par les contrepoids. Ceci est atteint simplement en raccordant, par l'intermédiaire d'une tuyauterie a dépression non représentée sur le dessin, la chambre intérieure du carter support à un endroit de la tubulure d'admission du moteur à combustion interne qui reste, au moins durant la plupart du temps de fonctionnement du moteur, sous dépression. Sur les moteurs à combustion interne à allumage par étincelle, l'endroit le mieux adapté se situe généralement sur la tubuluré d'admission, entre les soupapes d'admission et le papillon des gaz. Enfin, il convient de rappeler que le dispositif réalisé selon l'invention peut, bien entendu, être appliqué également aux cas d'équilibrage des forces et des moments d'inertie d'ordre élevé, ainsi qu'aux machines multicylindres ; les arbres d'équilibrage étant alors entraînés dans un rapport de démultiplication par rapport à la vitesse du vilebrequin, à dés régimes correspondant à l'ordre des forces d'inertie à compenser. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'équilibrage des forces et/ou des moments d'inertie pour machines à piston alternatif et à vilebrequin, comportant une paire d'arbres d'équilibrage qui sont disposés parallèlement à un vilebrequin logé dans un carter de vilebrequin, qui comprennent chacun une masse excentrique d'équilibrage, et qui sont entraînés par le vilebrequin à une vitesse qui est un multiple du régime du vilebrequin, correspondant à l'ordre des forces à compenser, caractérisé par le fait que les arbres (15) d'équilibrage sont logés dans des carters support (12) qui sont fixés en tant qu'organes complets (lla, llb) de montage sur le carter fermé (2) du vilebrequin de la machine (1) à piston alternatif et à vilebrequin. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le carter (2) du vilebrequin comporte des bossages support (9a, 9b ; 10a, 10b) disposés sur ses parois latérales fermées (8a, 8b) et destinés à assurer la fixation rigide des carters support (12). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque carter support (12) est constitué d'un élément tubulaire monobloc dans lequel est logé l'arbre (15) d'équilibrage dont une extrémité, munie d'une roue (23) d'entraînement, sort de ce carter. 4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chambre intérieure du carter support (12) peut être soumise à un vide partiel. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la chambre intérieure du carter support (12) est raccordée, par l'intermédiaire d'une tuyauterie à dépression, .à la tubulure d'admission de la machine à vilebrequin réalisée sous forme d'un moteur à combustion interne, à un endroit où il règne, au moins temporairement, un vide partiel.