Brevet FR2707349A1 — publié le 19950113

L'invention concerne un moteur à combustion interne à deux temps comportant un bloc moteur comprenant un carter de vilebrequin et un bloccylindre et comportant au moins un cylindre et un piston, qui agit sur un vilebrequin par l'intermédiaire d'une tige de crosse, d'une crosse avec un guide de crosse et une bielle, des fentes d'admission et des fentes d'échappement de canaux de circulation de gaz étant disposées, pour le changement de charge, dans le cylindre, au-dessus de la position du point mort bas du piston. On connaît déjà un moteur à combustion interne à deux temps du type indiqué plus haut d'après le document allemand "Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbrennungskraftmaschine, Harald Maas, Spriger Vlg. 1979, page 214, figure 5.62" (KSZ 90/160 de MAN). Il possède un bloc moteur comportant un carter pour le vilebrequin et un bloc-cylindre comportant un cylindre, dans lequel un piston agit sur un vilebrequin par l'intermédiaire d'une tige d'une crosse avec un guide de crosse, et d'une bielle. Entre le carter du vilebrequin et le bloc-cylindre est disposée une paroi de séparation, qui comprend une douille, qui pénètre depuis le carter de vilebrequin, dans le cylindre, la jupe de piston pouvant pénétrer partiellement, dans la zone du point mort bas du piston, entre le contour extérieur de la douille et le contour intérieur du cylindre. A titre d'arrière-plan général, on se reportera en outre aux documents constitués par le brevet allemand N 33 27 225 et par la demande de brevet allemand publiée sous le N 32 06 152. L'inconvénient de moteurs à combustion interne du type indiqué réside dans l'agencement compliqué du bloc moteur pourvu de ses fentes (fentes d'admission et fentes d'échappement) et de ses canaux (canal d'admission et canal d'échappement). En outre, on fabrique des blocs moteurs connus comportant des parties en contre-dépouille des canaux, par coulée en liaison avec des noyaux de sable et avec un usinage mécanique ultérieur au moins du bord supérieur des fentes (fonction de commande pour le changement des gaz). Un inconvénient réside dans les coûts élevés d'usinage complémentaire et l'accès rétréci pour des outils réalisant un enlèvement de copeaux, aux bords supérieurs des fentes, qui sont situés à l'intérieur du cylindre. En outre, un autre inconvénient dans la fabrication de tels blocs moteurs doit être vu dans le fait que les noyaux de sable doivent être à nouveau remplacés pour chaque nouvelle opération de coulée. L'invention a pour but d'agencer un bloc moteur d'un moteur à combustion interne du type indiqué de manière que sa fabrication soit nettement plus simple et meilleur marché que dans l'état de la technique connu jusqu'alors. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que le bloc moteur est divisé, au-dessous du segment le plus bas du piston situé dans la position de point mort bas, par une surface de séparation, en le carter de vilebrequin et le bloc-cylindre, et des éléments de canaux de circulation de gaz, ouverts en direction de la surface de séparation et limités, du côté du cylindre, par la jupe du piston, sont formés simultanément dans le bloc- cylindre. La subdivision, conforme à l'invention, du bloc moteur en un carter de vilebrequin et un bloc-cylindre, et à la configuration, que cela rend possible, des canaux d'admission en plus des fentes d'admission, permettent de fabriquer le bloc moteur d'une manière nettement plus simple et par conséquent à un meilleur coût que dans l'état de la technique du type indiqué, connu jusqu'alors, à savoir au moyen de l'utilisation de procédés de coulée avec des formes permanentes comme par exemple la coulée en coquilles ou la coulée sous pression à la place de procédés de coulée avec des formes perdues (par exemple coulée à sable). L'utilisation du procédé de coulée sous pression lors de la fabrication du bloc moteur permet également de tirer parti d'autres avantages de ce procédé de coulée, par exemple la bonne précision sur les cotes et la qualité de surface élevée du bloc moteur. De ce fait la précision existante sur les cotes supprime le travail coûteux de retouche des bords supérieurs des fentes. En raison de la qualité de surface élevée, les parois des canaux sont moins rugueuse, ce qui améliore la qualité d'écoulement dans les canaux. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, qui peut être fabriquée d'une manière particulièrement simple, dans le carter de vilebrequin est formé au moins un élément de canal, qui est ouvert en direction de la surface de séparation et qui débouche, par son côté ouvert, au niveau du côté ouvert des éléments de canaux ménagés dans le bloc-cylindre. Étant donné que dans des moteurs du type à crosse, la force de guidage latérale est transmise par le guide de crosse, cette force est supprimée entre le piston et le cylindre, et c'est pourquoi dans une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle des barrettes servant à guider les segments du piston, sont disposées entre les éléments de canaux dans le bloc-cylindre, un guidage suffisant des segments du piston est garanti par les barrettes situées entre les éléments de canaux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un moteur à combustion interne à deux temps conforme à l'invention comportant un bloc moteur divisé et un piston situé dans la position du point mort haut; - la figure 2 représente le moteur à combustion interne de la figure 1, comportant un piston situé dans la position de point mort bas; et - la figure 3 représente une coupe III-III prise sur la figure 1. Les figures 1 et 2 représentent un moteur à combustion interne à deux temps selon l'invention comportant un bloc moteur 1, qui est divisé par une surface de séparation Atf en un carter de vilebrequin 2 comportant un espace 9 pour le vilebrequin, et un bloc-cylindre 3, comportant un espace de travail 30. On a utilisé les mêmes chiffres de référence pour les mêmes composants représentés sur les figures 1 et 2. Le bloc-cylindre 3 comporte un cylindre 4, dans lequel un piston 5 agit sur un vilebrequin 10 par l'intermédiaire d'une tige de crosse 6, d'une crosse 7 comportant un joint de crosse 7a avec un guide de crosse 8, et d'une bielle 9. Sur le carter de vilebrequin 2 est formée, entre l'espace 9 logeant le vilebrequin et l'espace de travail , une paroi de séparation 11, qui comprend une douille 12 en forme de pot, qui est ouverte en direction de l'espace 29 contenant le vilebrequin et comporte un couvercle 31. Entre le contour intérieur 13 du cylindre 4 et le contour extérieur 14 de la douille 12 il existe une distance radiale ar, qui contribue à l'obtention d'un espace libre , dans lequel peut pénétrer la jupe 16 du piston 5 (voir les figures 2 et 3). La douille 12 équipée du guide de crosse 8 réalisé avec une forme cylindrique prend appui par un élément 28 de la paroi de séparation 11 sur le carter de vilebrequin 2 et supporte la force de guidage latérale du vilebrequin, qui est appliquée par la bielle 9. La partie, qui est située au-dessus de l'élément de paroi de séparation 28, du contour extérieur 14 de la douille 12 est réalisée avec une forme ovale pour des questions de guidage de l'air et de solidité (voir figure 3). Dans le bloc-cylindre 3 sont ménagées des fentes d'admission 17, qui sont commandées par la jupe de piston 16, d'un canal d'admission 18 comportant des éléments 18a situés dans le bloc-cylindre 3 et un élément de canal 18b situé dans le carter de vilebrequin 2 et des fentes d'échappement, non représentées, d'un canal d'échappement. Le canal d'admission 18 et le canal d'échappement forment les canaux de circulation des gaz du moteur à combustion interne, dans lesquels se produit le changement de la charge. Le piston 5 est appliqué, par la face inférieure de son fond 19, de manière à pouvoir se déplacer radialement sur une plaque de support 20, qui est fixée à l'extrémité supérieure de la tige de crosse 6. Une bague de sécurité 21 sert de butée pour le piston 5 sur la plaque de support 20, qui garantit un entraînement du piston 5 pendant la phase de démarrage du moteur. Pendant son fonctionnement, la force résultante produite par les forces dues au gaz et les forces d'inertie charge toujours le piston 5 en direction de la plaque de support 20. Dans la douille 12 est formé le guide cylindrique de crosse 8, dans lequel la crosse 7 est guidée parallèlement à l'axe vertical du cylindre. La tige de crosse 6, qui s'étend de la crosse 7 jusqu'au piston 5, est enfichée à travers le couvercle 31 de la douille 12 et est déplaçable axialement dans ce couvercle. Entre le couvercle 31, qui est vissé à la douille 12, et la tige de crosse 6 est disposée une garniture d'étanchéité 22, au moyen de laquelle l'espace 29 logeant le vilebrequin est fermé de façon étanche par rapport à l'espace de travail 30. Grâce à cette séparation des espaces 29 et 30, qui est connue dans son principe dans des moteurs à combustion interne à crosse, contrairement à des moteurs à combustion interne à deux temps à balayage de l'espace logeant le vilebrequin, pour tous les paliers du train moteur on peut utiliser les paliers lisses confirmés, lubrifiés avec de l'huile sous pression, à la place des roulements qui peuvent être soumis à des charges moins importantes et sont bruyants, tandis que la face arrière du piston est conservée en tant que pompe de balayage. Les éléments de canaux 18a, qui sont séparés les uns des autres par les barrettes 25 (voir figure 2) et sont ménagés dans le bloc-cylindre 3, sont agencés de manière à s'ouvrir, sur leur côté 27, en direction de la surface de séparation Atf, de même que l'élément de canal 18b au niveau de son côté 26. Entre le contour extérieur 14, qui est situé au- dessus de l'élément de séparation 28, de la douille 12 et un contour intérieur 35 du carter de vilebrequin 2 est disposé l'élément annulaire 18b du canal d'admission 18, dans lequel peut pénétrer une partie de la jupe 16 du piston (jupe de piston). Le guidage radial du piston en plus des segments de piston 23 et 24 s'effectue par conséquent, dans la position de point mort bas de ce piston, uniquement au moyen des barrettes 25, étant donné que le piston sort du cylindre 4 au- dessous de la surface de séparation Atf. Etant donné que la tige de crosse est relativement courte, le joint de crosse 7a est disposé dans une position si proche du fond 19 du piston que, lorsque le piston 5 est dans la position de point mort bas représenté sur la figure 2, il subsiste encore seulement une place pour la garniture d'étanchéité de la tige de crosse (garniture d'étanchéité 22) dans le couvercle 31 de la douille 12. Étant donné que le piston 5 n'est sensiblement soumis à aucune force latérale en raison de la présence du guide de crosse 8, les barrettes 25 situées entre les fentes 17 sont suffisantes pour guider les segments de piston 23 et 24. La paroi du cylindre, qui est nécessaire dans le type de réalisation à piston plongeur, est supprimée de sorte que les canaux d'admission 18, comprenant les éléments de canaux 18a et 18b, sont délimités, côté cylindre, par la jupe de piston 16. Dans le cas de moteurs à plusieurs cylindres, la distance entre les cylindres et par conséquent la longueur du moteur sont réduites grâce à l'absence de cette paroi du cylindre. En outre, le piston 5 pourvu en supplément des segments de piston 23 et 24 ne requiert encore qu'une légère lubrification, en raison de l'absence de la force latérale. Les bonnes conditions de lubrification et par conséquent des jeux de palier presque invariables sont présents dans le guide cylindrique de crosse 8, pour l'absorption de la force latérale, qui est provoquée par la position oblique de la bielle 9, et c'est pourquoi cette dernière peut être réalisée avec une longueur nettement plus courte que dans les moteurs à combustion interne à deux temps connus. En dépit du fait que la bielle 9 est courte (course multipliée par environ 1,5), on n'obtient aucun accroissement notable de la puissance de frottement pour le guide de crosse 8. La tige de crosse 6 possède une cavité 32, qui, pour réaliser un refroidissement par huile du piston 5, s'étend de la crosse 7 jusqu'à la face inférieure du fond 19 du piston et est relié au circuit d'huile par l'intermé- diaire de conduites de liaison 33 et 34. Sur la figure 3, on a représenté une coupe III- III indiquée sur la figure 1. On voit les éléments 18a, disposés latéralement, du canal d'admission 18 ainsi que les barrettes 25, qui servent à guider les segments de piston 23, 24 (voir figure 1), ainsi que la douille 12 possédant son contour extérieur ovale 14 et la jupe 16 du piston, qui pénètre dans l'espace libre 15. Dans une autre forme de réalisation, au lieu que la douille soit coulée directement sur le bloc moteur, elle peut être également raccordée par vissage au bloc moteur. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne à deux temps comportant un bloc moteur comprenant un carter de vilebrequin et un bloc-cylindre et comportant au moins un cylindre et un piston, qui agit sur un vilebrequin par rl'intermédiaire d'une tige de crosse, d'une crosse avec un guide de crosse et une bielle, des fentes d'admission et des fentes d'échappement de canaux de circulation de gaz étant disposées, pour le changement de charge, dans le cylindre, au-dessus de la position du point mort bas du piston, caractérisé en ce que le bloc moteur (1) est divisé, au-dessous du segment le plus bas (24) du piston (5) situé dans la position de point mort bas, par une surface de séparation (Ats), en le carter de vilebrequin (2) et le bloc-cylindre (3), et des éléments (18a) de canaux de circulation de gaz, ouverts en direction de la surface de séparation (Atf) et limités, du côté du cylindre, par la jupe (16) du piston (5), sont formés simultanément dans le logement de cylindre (3). 2. Moteur à combustion interne à deux temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le carter de vilebrequin (2) est formé au moins un élément de canal (18b), qui est ouvert en direction de la surface de séparation (Atf) et qui débouche, par son côté ouvert (28), au niveau du côté ouvert (27) des éléments de canaux (18a) ménagés dans le bloc-cylindre (3). 3. Moteur à combustion interne à deux temps selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des barrettes (25) servant à guider les segments (23,24) du piston (5) sont disposées entre les éléments de canaux (18a) dans le bloc-cylindre (3).