Brevet FR2781405A1 — publié le 20000128

L'invention se rapporte à un engin se menant à la main, en particulier une scie motorisée à chaîne ou analogue, comprenant un moteur à combustion interne qui est disposé à l'intérieur d'une enveloppe et dont le vilebrequin entraîne un outil et une roue de ventilateur qui est disposée à l'intérieur d'une cage et qui aspire par une admission de l'air de refroidissement et le refoule sur le moteur, l'air comburant passant par un orifice d'entrée, qui est recouvert par la roue du ventilateur et réalisé dans un fond de la cage disposé radialement par rapport au vilebrequin, pour être refoulé axialement d'un espace délimité par ce fond de la cage et une face de la roue du ventilateur qui est équipée d'ailettes, cet air comburant pouvant être dirigé par un canal sur un filtre à air. DE 196 18 669 Al décrit un engin se menant à la main, à savoir une tondeuse à gazon ou une moissonneuse de broussaille, dans l'enveloppe duquel un moteur à combustion interne refroidi à l'air est disposé. Le vilebrequin du moteur entraîne la lame de coupe de l'engin qui est disposée à une extrémité d'une barre de guidage. Une roue de ventilateur à double flux, dont chacune des faces est équipée d'une couronne d'ailettes, est disposée à l'autre extrémité du vilebrequin à l'intérieur d'une cage. La couronne d'ailettes située à l'extérieur par rapport au moteur forme la roue de ventilateur destinée à refouler de l'air de refroidissement sur le moteur à combustion interne. L'air comburant est évacué axialement en un flux indépendant de l'air de refroidissement par un trou qui est recouvert par la roue du ventilateur et qui est réalisé dans un fond de la cage disposé radialement par rapport au vilebrequin. De l'air comburant déjà chaud et relativement exempt de particules de souillure peut être dirigé de l'espace délimité par le fond de la cage et la face de la roue de ventilateur équipée d'ailettes par un canal sur un filtre à air. Dans l'engin connu, un orifice d'aspiration, qui est formé d'une découpe dans le fond de la cage du ventilateur, est situé sur le côté du vilebrequin qui est à l'opposé de celui du moteur à combustion interne. La roue du ventilateur est placée à distance du fond de la cage, de sorte qu'un espace est formé entre ce fond et la couronne d'ailettes de la roue située sur le côté intérieur, de l'air de l'environnement du carter du vilebrequin du moteur qui est disposé au voisinage de l'orifice étant aspiré en étant prélevé sur cet espace. L'orifice de sortie de l'air comburant, auquel le canal aboutissant au filtre à air du moteur est raccordé, est disposé dans le fond de la cage, derrière l'orifice d'aspiration par rapport au sens de rotation de la roue du ventilateur. Pour que l'engin fonctionne correctement, une disposition de la cage du ventilateur et du fond de cette dernière, qui est nettement distante, dans la direction de l'axe du vilebrequin, d'une part de la roue du ventilateur et d'autre part du moteur à combustion interne est nécessaire pour provoquer le refoulement prévu de l'air comburant. La disposition des composants à distance les uns des autres augmente la largeur de l'engin, de sorte que sa manipulation en est rendue difficile. De même, une première partie du canal d'air comburant va axialement de l'orifice de sortie de cet air, c'est à dire perpendiculairement au fond de la cage, à l'intérieur du module de commande de l'engin et une deuxième partie de ce canal est coudée en L pour se diriger vers le filtre à air. Le coudage du canal élève la résistance à la circulation de l'air comburant. Des pertes de puissance et du couple de rotation du moteur à combustion interne peuvent en être la conséquence. De plus, il a souvent été observé que de longs canaux d'air comburant du type connu peuvent être amenés à vibrer par la circulation de l'air. La présente invention a pour objet de perfectionner l'engin conforme au préambule de manière à en améliorer la façon de fonctionner et à accroître la puissance fournie par le moteur à combustion interne dans un encombrement aussi faible que possible. Selon une particularité essentielle de l'invention, le canal d'air comburant forme un embranchement sur la cage du ventilateur, qui est sensiblement tangent au sens de rotation de la roue de ce dernier et qui est rectiligne jusqu'au filtre à air, une zone d'entrée de ce canal d'air comburant étant délimitée par le fond de la cage et une paroi du canal qui recouvre ce fond de manière à constituer un fond double de ladite cage du ventilateur. Le canal d'air comburant forme conformément à l'invention un embranchement sur la cage du ventilateur qui est sensiblement tangent au sens de rotation de la roue de ce dernier et il est sensiblement rectiligne jusqu'au filtre à air, de sorte que le trajet d'écoulement de l'air comburant est court et que la résistance à la circulation du canal est réduite. La zone d'entrée du canal d'air comburant est délimitée par le fond de la cage et une paroi de ce canal qui recouvre ce fond et qui forme un fond double de la cage du ventilateur et donc le groupe fonctionnel se composant de la cage du ventilateur et du canal d'air comburant a un faible encombrement dans la direction de l'axe du vilebrequin. La cage du ventilateur peut être disposée immédiatement au voisinage du moteur à combustion interne, c'est à dire du carter de son vilebrequin et donc le module de commande de l'engin peut être réalisé avec un faible encombrement. Si la section de passage du canal d'air comburant augmente dans le sens de la circulation, suffisamment d'air parvient dans la caisse filtrante du moteur à combustion interne à chaque point de fonctionnement sans aucune résistance à l'écoulement. La faible longueur du canal et néanmoins la grande section de passage empêchent les phénomènes de pulsations créés dans le flux d'air comburant par suite du mode de fonctionnement cyclique du moteur à combustion interne. La caisse filtrante ainsi que les dispositifs de dosage du carburant ou de formation du mélange du moteur à combustion interne peuvent être disposés au voisinage immédiat de ce dernier, car la disposition selon l'invention évite à ces composants de tendre à vibrer. La zone d'entrée du canal d'air comburant est réalisée à une forme plate et en conséquence la paroi de ce canal qui forme le fond double de la cage du ventilateur peut être placée à proximité immédiate du moteur. Le module consistant en la cage du ventilateur et en le canal d'air comburant peut être réalisé de manière à être particulièrement plat lorsque l'agrandissement de la section du canal est produite par élargissement de la zone d'entrée parallèlement au fond de la cage. Ce canal présente avantageusement une section transversale rectangulaire de manière que le côté de la paroi qui est tourné vers le moteur puisse avoir une forme plane. La cage du ventilateur peut être enfilée très près du moteur sur le tourillon du vilebrequin qui entraîne la roue du ventilateur. L'orifice d'entrée dans le canal d'air comburant, qui est réalisé dans le fond de la cage du ventilateur, est avantageusement allongé et de forme arquée dans le sens de la rotation de la roue du ventilateur, de manière que l'air sortant de l'espace délimité entre cette roue et le fond de la cage puisse pénétrer sans empêchement dans le canal. L'extrémité de l'orifice d'entrée qui est à l'arrière par rapport au sens de rotation de la roue est situé aussi loin que possible et permet de créer un élargissement de section à l'entrée du canal qui est plat sur le côté arrière de la cage du ventilateur. L'extrémité arrière de l'orifice d'entrée est avantageusement voisine d'un plan de la surface d'enveloppe du canal d'air comburant qui est tournée vers le vilebrequin. L'extrémité de l'orifice d'entrée qui est à l'avant dans le sens de rotation de la roue du ventilateur est disposée sur le côté du vilebrequin qui est à l'opposé de celui du cylindre du moteur et elle permet une entrée précoce de la circulation pénétrant dans le canal. L'agrandissement de la section du canal d'air comburant, qui doit être maintenu plat, s'obtient avantageusement dans sa zone d'entrée, qui est réalisée sur le côté arrière de la cage du ventilateur à fond double, par élargissement parallèlement audit fond de la cage sur la totalité du rayon de ce dernier. La partie du canal d'air comburant qui est à l'extérieur de la zone de recouvrement du fond de la cage du ventilateur est aussi élargie axialement, la paroi du canal qui est au-delà d'un plan du fond de la cage étant reliée à une paroi circonférentielle de cette dernière qui recouvre axialement la roue du ventilateur. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement en vue partiellement explosée en perspective une scie motorisée à chaîne, la figure 2 est une vue en perspective du module formé de la cage du ventilateur et du canal d'air comburant, et la figure 3 est une vue en perspective du côté arrière de la cage du ventilateur auquel le canal d'air comburant est raccordé. La figure 1 représente schématiquement une scie motorisée à chaîne 1 qui se mène à la main et dont le module de commande 40 entraîne une chaîne à scier 41 qui passe autour d'une barre de guidage. Un moteur à combustion interne 2, qui est disposé dans une enveloppe 17 de l'engin dans laquelle se trouve le module de commande 40, est dans l'exemple représenté de réalisation un moteur à deux temps refroidi à l'air. Le vilebrequin 4 porte sur le côté non visible du moteur 2 un pignon d'entraînement de la chaîne 41. Le tourillon du vilebrequin, qui déborde du côté opposé du moteur 2, supporte une roue 5 de ventilateur d'alimentation du moteur aussi bien en air de refroidissement qu'en air comburant. Cette roue 5 est disposée dans une cage 6 conformée en volute ouverte sur le moteur 2. L'air comburant destiné au moteur 2 est évacué axialement par un orifice d'entrée 11 réalisé dans le fond 7 de la cage 6 du ventilateur pour être dirigé par un canal 9 dans une caisse filtrante 19. Grâce à l'évacuation axiale de l'air qui sort de l'espace arrière compris entre la roue et le fond 7 de la cage, de l'air déjà relativement sans poussière parvient dans la chambre à souillures 21 de la caisse filtrante 19. Cette dernière et le filtre à air 18 qu'elle loge sont enfermés par un couvercle amovible 20. Un carburateur non représenté, qui est disposé entre la caisse filtrante 19 et le moteur à combustion interne 2, envoie une quantité dosée de carburant prélevée sur un réservoir 23 dans le flux d'air pur filtré, avant l'entrée dans le cylindre 3, en vue de la formation du mélange. Le moteur 2 et les autres composants du module de commande 40 sont fixés en une disposition compacte sur un longeron 13 de la scie motorisée 1. L'enveloppe 17 de l'engin est prévue pour le logement du module compact de commande 40 et donc de manière à avoir un volume interne relativement faible afin de permettre de manipuler facilement la scie motorisée 1. La roue 5 du ventilateur est à double flux, une couronne d'ailettes 30, 31 étant réalisée sur chacune de ses faces. Les ailettes mobiles sont fixées sur un corps de base commun qui forme donc une cloison 36 entre les couronnes 30, 31. Les ailettes de la couronne 31 qui sont tournées à l'opposé du moteur 2 lorsque la roue 5 occupe sa position de montage aspirent de l'air frais à l'intérieur de la cage 6 du ventilateur. Le flux d'air de refroidissement centrifugé et accéléré est dirigé en travers d'une paroi circonférentielle 12 de la cage 6 du ventilateur, qui recouvre axialement la roue 5 de ce dernier, sur les ailettes de refroidissement du moteur 2, cet air évacuant la chaleur de combustion dégagée dans le cylindre 3 du moteur 2. Le canal d'air comburant est délimité dans sa zone d'entrée située immédiatement derrière l'orifice d'entrée 11 par le fond 7 de la cage et par une paroi 8 qui recouvre ce dernier et qui forme un fond double de la cage du ventilateur. Le canal d'air comburant forme un embranchement sur la cage 6, qui est sensiblement tangent au sens de rotation 15 de la roue 5 du ventilateur et qui est rectiligne et donc qui atteint la caisse filtrante 19 sur le trajet le plus court possible. L'orifice d'entrée 11 est en arc de cercle dans le sens de rotation 15 de la roue du ventilateur. L'orifice 11 est réalisé de manière à être aussi long que possible dans le sens de rotation 15, de sorte que la grande section d'ouverture permet également à la section de passage du canal d'air comburant 9 de s'élargir en continu. L'air comburant s'écoule par l'orifice d'entrée réalisé dans la zone d'entrée du canal 9 qui est formée du fond double et il parvient par un élargissement continu de la section du canal sans entrave sur le trajet le plus court dans la caisse filtrante 19. La section de passage du canal 9 est agrandie de manière idéale régulièrement dans le sens de la circulation, mais il peut y avoir des entraves à cette régularité d'agrandissement du fait du mode d'exécution du module de commande et du volume disponible pour le montage. Il est donc avantageux de faire en sorte que la section de sortie située devant le filtre à air soit à peu près cinq fois plus grande que la section d'entrée. L'extrémité 14 du canal rectiligne 9 est reliée par une tubulure de raccord 16 à la caisse filtrante 19. Un joint élastique en U peut être logé entre l'extrémité 14 d'assemblage du canal 9 et la tubulure 16 de raccord de la caisse filtrante 19 pour supprimer totalement les vibrations malgré que l'air comburant peut entrer pratiquement sans être gêné dans la caisse filtrante 19 et donc pour que la création de vibrations par les pulsations de l'aspiration du moteur à combustion interne soit fortement réduite par la grande section de passage et la faible longueur du canal 9. Un intervalle d'amortissement des vibrations entre le moteur à combustion interne et la cage du ventilateur ou le carburateur, tel qu'il a été usuel jusqu'à présent dans les modules de commande d'engins se menant à la main, n'est aucunement nécessaire avec la disposition selon l'invention. Le volume interne de la caisse filtrante 19 correspond à au moins cinq fois la cylindrée du moteur 2, de manière que les pulsations de l'aspiration d'air pendant les cycles de fonctionnement du moteur à combustion interne 2 demeurent sans effet sur le transport de l'air par le canal 9 jusqu'au filtre 18. Le module de commande 40 a un encombrement particulièrement faible grâce à la forme plate du canal 9, de sorte que le fond plan 7 de la cage 6 du ventilateur peut être immédiatement voisin du moteur 2 ou de son carter de vilebrequin non visible. Le canal plat 9 est élargi sur le côté arrière de la cage 6 du ventilateur parallèlement au fond de cette dernière dans le sens de la circulation et donc sa section de passage s'agrandit. La paroi 8 du canal est reliée à l'extérieur de la surface recouverte par le fond 7 de la cage et au-delà d'un plan de ce fond à la paroi circonférentielle 12 et donc la section de passage du canal en subit un accroissement complémentaire. La figure 2 représente en perspective la cage 6 du ventilateur à laquelle le canal 9 d'air comburant est raccordé. Ce canal 9 a une section rectangulaire et donc les surfaces frontales 35 de la paroi 8 de ce canal qui se trouvent l'une devant l'autre dans la direction de l'axe 29 du vilebrequin sont situées dans des plans qui correspondent à celui du fond 7 de la cage 6 du ventilateur. L'extrémité antérieure de l'orifice d'entrée 11 par rapport au sens de rotation du vilebrequin autour de son axe 29 est située sur le côté du vilebrequin qui est à l'opposé de celui du cylindre du moteur. L'orifice d'entrée 11 se prolonge en arc de cercle autour de l'axe 29 du vilebrequin et il est placé à distance de la paroi circonférentielle 12 de la cage 6, de sorte que de l'air comburant exempt de poussière et proche du fond parvient du centre de la cage 6 dans le canal d'air comburant. Un effet produit sur le flux d'air comburant par le courant d'air guidé le long de la paroi circonférentielle 12 vers la sortie 22 d'air de refroidissement est exclu. L'orifice d'entrée 11 se prolonge dans le sens de rotation 15 aussi loin que possible et il s'achève en pointe à l'extrémité arrière 25, par rapport au sens de rotation 15, de manière à obtenir une section de passage de l'orifice d'entrée 11 aussi grande que possible. Le bord 26 de l'orifice d'entrée 11 qui forme l'extrémité en pointe 25 est voisin d'un plan des surfaces latérales 28 du canal 9 d'air comburant et il est à peu près rectiligne. Un prolongement 34 du canal 9 d'air comburant, qui déborde axialement du fond 7 de la cage du ventilateur et dont la face frontale est à peu près dans un plan avec le fond 7 de la cage et la surface frontale 35 de la paroi 8 du canal, est réalisé à l'extrémité de la volute 6 de guidage d'air vers la sortie 22 d'air de refroidissement réalisée dans la paroi circonférentielle 12. La paroi 8 est reliée par cette surface frontale 35, au-delà du plan du fond 7 de la cage, au côté extérieur de la paroi circonférentielle 12. Le prolongement 34 en arc de cercle compris entre l'orifice d'entrée 11 et la paroi circonférentielle 12 crée un complément de volume à l'intérieur du canal d'air comburant et en diminue la résistance à la circulation. La paroi 8 délimite sur le côté arrière du fond 7 de la cage, sous forme de fond double 27, le canal d'air comburant derrière l'orifice d'entrée 11. Le fond double 27 a une conformation plane dans la zone d'entrée du canal 9, à proximité de l'extrémité antérieure 24 de l'orifice d'entrée 11, pour permettre de placer la cage 6 du ventilateur à proximité du moteur à combustion interne 2. La distance séparant le fond double 27 du fond 7 de la cage est accrue par un coude 32 qui est situé dans un arc de l'orifice d'entrée 11 dont l'angle peut être prescrit en fonction de l'encombrement du carter du moteur à combustion interne disposé au voisinage du fond 7 de la cage de ventilateur occupant la position de montage. La partie du canal d'air comburant qui est située derrière le fond 7 de cette cage est donc placée à côté du carter du moteur et elle pénètre dans un espace usuellement libre situé à l'intérieur du module de commande et entre d'autres groupes. La figure 3 illustre par le côté arrière la cage 6 du ventilateur à laquelle le canal 9 d'air comburant est raccordé. Par souci de simplicité, les mêmes composants portent les mêmes références. Il est clair d'après cette représentation que la partie antérieure, par rapport au sens de la circulation, du canal 9 d'air comburant, qui est réalisée sur le côté arrière de la cage 6 du ventilateur sous forme de fond double 27, correspond dans sa première partie à la largeur de l'orifice d'entrée situé dans le fond 7 et s'élargit en continu dans le sens de la circulation. Grâce à l'élargissement, le canal d'air comburant déborde tangentiellement vers l'extérieur de la surface recouverte par le fond 7 de la cage et il se prolonge par une surface plane 28 de paroi située intérieurement en ligne droite jusqu'au boîtier du filtre à air. Le coude 32 de la paroi 8 du canal accroît fortement la section de passage du canal 9 d'air comburant et il est situé aussi étroitement que possible à proximité du carter du moteur lorsque la cage 6 du ventilateur est enfilée sur le vilebrequin du moteur à combustion interne. Le coude 32 de la paroi 8 du canal est à peu près parallèle à l'axe du cylindre du moteur. Grâce à la grande surface de l'orifice d'entrée (figure 2) réalisé dans le fond 7 de la cage, des flux massiques considérablement augmentés peuvent pénétrer de l'espace 10 situé à l'arrière de la roue 5 du ventilateur et délimité par le fond 7 de la cage dans le canal d'air comburant. La couronne d'ailettes 30 de la roue , qui opère dans l'espace arrière 10, centrifuge l'air frais aspiré par cette roue, de sorte que seul de l'air Il exempt de particules d'impuretés peut parvenir dans l'orifice d'entrée 11 réalisé dans le fond 7 de la cage. REVENDICATIONS 1. Engin se menant à la main, en particulier scie motorisée à chaîne et analogue, comprenant un moteur à combustion interne (2) qui est disposé dans une enveloppe (17) et dont le vilebrequin (4) entraîne un outil (41) et une roue (5) de ventilateur qui est disposée à l'intérieur d'une cage (6) et aspire par une admission de l'air de refroidissement et le refoule sur le moteur (2), l'air comburant passant par un orifice d'entrée (11), qui est recouvert par la roue (5) du ventilateur et réalisé dans un fond (7) de la cage qui est disposé radialement par rapport au vilebrequin (4), pour être refoulé axialement d'un espace (10) délimité par ce fond (7) et une face (30) de la roue du ventilateur (5) qui est équipée d'ailettes, cet air comburant pouvant être dirigé par un canal (9) sur un filtre à air (18), caractérisé en ce que le canal (9) d'air comburant forme un embranchement sur la cage (6) du ventilateur, qui est sensiblement tangent au sens de rotation (15) de la roue (5) de ce dernier et qui est rectiligne jusqu'au filtre à air (18), une zone d'entrée dudit canal (9) d'air comburant étant délimitée par le fond (7) de ladite cage et une paroi (8) du canal qui recouvre ce fond (7) de manière à constituer un fond double (27) de la cage (6) du ventilateur. 2. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de passage du canal (9) d'air comburant est agrandie en continu dans le sens de la circulation, de sorte que la section de sortie de ce canal (9) qui est au voisinage du filtre à air (18) est à peu près quatre à six fois plus grande que la section d'entrée. 3. Engin selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (11) réalisé dans le fond (7) de la cage du ventilateur est allongé en arc de cercle dans le sens (15) de rotation de la roue (5) du ventilateur, l'extrémité arrière (25) de l'orifice d'entrée (11) étant voisine d'un plan de la paroi latérale (28) du canal d'air comburant (9) qui est tournée vers le vilebrequin (4). 4. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal d'air comburant (9) présente une section transversale sensiblement rectangulaire. 5. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité antérieure (24) de l'orifice d'entrée (11), par rapport au sens (15) de rotation de la roue (5) du ventilateur, est disposée sur le côté du vilebrequin (4) qui est à l'opposé de celui du cylindre du moteur à combustion interne (2). 6. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi (8) du canal est reliée au-delà d'un plan du fond (7) de la cage à une paroi circonférentielle (12) de cette cage (6) qui recouvre axialement la roue (5) du ventilateur. 7. Engin selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le canal d'air comburant (9) s'élargit dans le sens de la circulation parallèlement au fond (7) de la cage du ventilateur. 8. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un prolongement (34) du canal d'air comburant (9) est en saillie axialement sur le fond (7) de l'intérieur de la cage (6) du ventilateur, le côté frontal de ce prolongement étant de préférence parallèle au plan dudit fond (7) de la cage. 9. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le canal d'air comburant (9) est plat par rapport à la direction de l'axe du vilebrequin (4) dans la région de l'extrémité antérieure (24) de l'orifice d'entrée (11) et la distance séparant le fond double (27) et le fond (7) de la cage augmente à partir d'un angle d'arc qui peut être prescrit en fonction du volume occupé par le carter du moteur (2) situé au voisinage du fond (7) de la cage (6) du ventilateur placée en position de montage. 10. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le volume interne d'une caisse (19) dans laquelle le filtre à air (18) est disposé correspond au moins à cinq fois la cylindrée du moteur à combustion interne (2).