Brevet FR2974318A1 — publié le 20121026

MOTEUR BORGNE AVEC PALIERS RAPPORTES DESCRIPTION Domaine technique auquel se rapporte l'invention La présente invention concerne de manière générale les moteurs à combustion interne qui comportent au moins un cylindre et un attelage mobile, composé du vilebrequin, de la bielle et du piston. L'invention concerne plus particulièrement un moteur borgne à combustion interne et le procédé de fabrication dudit moteur. L'invention concerne également les véhicules automobiles équipés de moteur à combustion interne avec un moteur borgne selon l'invention. Etat de la technique antérieure Selon la demande FR1151859 au nom de la demanderesse, le moteur borgne à combustion interne comprend une culasse coulée d'une seule pièce avec le carter cylindre, la culasse fermant la partie supérieure du carter cylindre. La partie culasse comporte un orifice de logement de bougie électrique et des sièges de soupapes. La partie carter cylindre comprend une chambre horizontale dénommée chambre de bielle et abritant un vilebrequin et au moins un cylindre, ledit cylindre comporte une chambre pour loger une chemise sous forme de tube cylindrique dans laquelle se déplace un piston et qui débouche dans son extrémité basse dans la chambre de bielle. Ladite chemise est emboitée dans ladite chambre par le dessous dudit cylindre en passant par la chambre de bielle. Un inconvénient concerne le moulage du moteur borgne avec les paliers de vilebrequin. Les paliers obtenus brut de moulage doivent être usinés pour recevoir l'axe du vilebrequin. Cet usinage est rendu difficile par les dimensions réduites de la chambre de bielle. Un autre inconvénient concerne l'encombrement dudit moteur. Les paliers de maintien de l'axe du vilebrequin sont généralement obtenus par moulage à proximité de la chambre destinée à loger la chemise et doivent être suffisamment espacés pour permettre l'emboitement de ladite chemise par le dessous. Cet espacement est sensiblement supérieur au diamètre extérieur de la chemise. L'encombrement dudit moteur n'est pas optimisé. Objet de l'invention Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients et l'invention a pour objet un moteur borgne à combustion interne comportant au moins une chambre adaptée à recevoir une chemise destinée à guider les mouvements d'un piston dont la fabrication est simple, avec un encombrement optimisé et à un coût relativement peu élevé. La présente invention vise également un procédé de réalisation d'un tel moteur. Avantageusement, le procédé de fabrication du moteur borgne selon l'invention comprend les étapes suivantes : - réalisation d'un moteur borgne comportant au moins un cylindre destiné à recevoir une chemise, - réalisation d'une chemise, - perçage et taraudage des trous de fixation des paliers, -emboitement de la chemise dans le cylindre par le dessous, - fixation de la chemise, - présentation des paliers au niveau des trous de fixation Avantageusement, le moulage du moteur borgne comprend un seul noyau définissant la chambre cylindrique destinée à recevoir la chemise. Avantageusement, la chemise est emboitée dans la chambre par le dessous et est maintenue fixe par un butoir vissé dans la paroi de la chambre de bielle à proximité de la chambre destinée à recevoir la chemise. Avantageusement, des trous sont percés et taraudés dans la paroi haute de la chambre de bielle et destinés à recevoir les vis de fixation des paliers de vilebrequin. Avantageusement, des bagues de guidage sont introduites dans les trous de fixation pour aider le positionnement des paliers de vilebrequin. Avantageusement, les paliers et les chapeaux de paliers entourant le vilebrequin sont fixés par les vis de fixation dans la paroi de la chambre de bielle. D'autres aspects de l'invention vont être présentés dans la description suivante en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, ladite description fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Description des dessins La figure 1 est une vue en coupe de dessous selon la section BB de la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe transversale du moteur borgne de la figure 1 selon la section AA avec tous les composants montés. La figure 3 est une vue en perspective du noyau intérieur du moule de sable, destiné à former la partie évidée dans le moteur. La figure 4 est une vue en coupe du moteur borgne obtenu après démoulage selon la section AA de la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe du moteur borgne selon la section CC de la figure 1 avant la fixation des paliers. La figure 6 est une vue en coupe d'une moitié du moteur borgne selon la section CC de la figure 1, où les paliers sont assemblés. Exposé de modes de réalisation de l'invention Dans la suite de la description, on se réfère à un trièdre d'axe longitudinal x, axe du moteur et/ou du vilebrequin, d'axe transversal y et d'axe vertical z qui est parallèle à l'axe de chaque cylindre. Les éléments identiques d'une figure à l'autre gardent le même numéro de référence. La figure 1 représente schématiquement une vue de dessous selon la section BB de la figure 2 d'un moteur à combustion interne selon l'invention. Une portion d'un vilebrequin 15 est maintenue par des paliers 16 et chapeaux de palier 17 selon l'axe longitudinal x. Une chambre cylindrique 11, intérieure à un cylindre 10 est située entre deux paliers 16 et loge une chemise cylindrique 20. Au moins une portion des paliers 16 est sous la surface de base de la chambre cylindrique 11. Selon la figure 2, le moteur 1 selon l'invention est un moteur borgne constitué d'une partie culasse 12 et d'une partie carter cylindre 13 en une seule pièce obtenue par moulage. Ladite partie carter-cylindre 13 est fermée en partie supérieure par la partie culasse 12 et en partie inférieure par un carter à huile non représenté. La partie culasse 12 comporte au moins un conduit d'échappement 26, ledit conduit débouchant dans un toit de chambre à combustion 33 qui forme une cavité sensiblement conique et dont l'objet est d'améliorer la combustion. La partie culasse 12 supporte au moins une soupape 27 qui ferme l'accès audit conduit 26. Ladite soupape 27 ouvre l'accès audit conduit 26 lors de la phase d'échappement des gaz brulés. Ladite soupape 27 se déplace selon un mouvement longitudinal suivant un axe incliné par rapport à l'axe vertical Z, suivant les contraintes de combustion du moteur. La soupape 27 vient en appui sur un siège de soupape 34 pour fermer le conduit 26. La culasse supporte également des dispositifs d'injection et d'allumage (non représentés). La partie carter-cylindre 13 comprend au moins un cylindre 10 vertical et entourant la chambre cylindrique 11 qui débouche dans son extrémité haute dans la cavité du toit de chambre 33 dans la partie culasse 12 et dans son extrémité basse dans une chambre de bielle 14 disposée sensiblement horizontalement selon l'axe longitudinal x. Ladite chambre cylindrique 11 est obtenue de fonderie et conformée pour accueillir une chemise 20 sensiblement tubulaire. La chambre de bielle 14 abrite le vilebrequin 15 qui tourne autour de l'axe x et est relié à des bielles 22 par leurs extrémités basses par des liaisons pivot. Les extrémités hautes desdites bielles sont reliées à un piston 21 qui coulisse dans l'alésage 23 de la chemise 20, avec des mouvements de va-et-vient. Le vilebrequin 15 est maintenu par au moins un palier 16 et un chapeau de palier 17, entourant ledit vilebrequin et disposés transversalement par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin 15. Le moteur borgne 1 est de manière préférentielle obtenu par moulage par coulée de fonte avec un moule sable. Selon la figure 3, le moule est constitué d'un premier noyau extérieur (non représenté) constitué de sable destiné à former l'enveloppe extérieure et d'un second noyau intérieur 2 également de sable destiné à former la partie évidée dans le moteur qui sont la chambre de bielle 14 et la chambre cylindrique 11. Ledit noyau intérieur 2 est continu, et comprend une première partie 32 de forme sensiblement semi-cylindrique d'axe longitudinal, et surmontée perpendiculairement par au moins une deuxième partie cylindrique 30 de hauteur h. Ladite première partie 32 comprend à côté de la deuxième partie cylindrique 30 au moins deux cavités 44 creusées transversalement d'un côté et de l'autre de l'axe longitudinal. Ladite deuxième partie cylindrique 30 comprend une extrémité haute terminée par au moins un premier bossage 29 sensiblement conique et dont le diamètre de la base est sensiblement inférieur au diamètre de la deuxième partie cylindrique. Ce qui a pour effet de former une deuxième surface d'appui de référence 43 dans l'extrémité haute ou plafond de la chambre cylindrique 11 après démoulage. A l'extrémité libre du premier bossage 29, au moins un noyau 28 de sable de forme sensiblement tubulaire est rajouté, destiné à former au moins le conduit d'échappement. Un second bossage 31 sensiblement cylindrique et oblique, et destiné à former une zone biseautée 35 est rajouté sur un côté transversal de la partie cylindrique 30 depuis l'extrémité basse de ladite partie 30. Selon la figure 4, après démoulage la première partie 32 forme la chambre de bielle 14, les cavités 44 laissent place à deux bossages 45 dans le plafond de la paroi de la chambre de bielle 14, lesdits bossages présentent un sommet sensiblement plat destiné à former une première surface d'appui de référence 40 pour la fixation des paliers 16 de vilebrequin. La deuxième partie cylindrique forme la chambre cylindrique 11 avec une hauteur h. Une chemise tubulaire 20 est emboitée dans la chambre cylindrique 11 jusqu'au plafond de ladite chambre au contact avec la deuxième surface d'appui de référence 43. Sa hauteur est sensiblement supérieure à la hauteur h de la chambre cylindrique 11 de telle manière qu'elle dépasse légèrement de ladite chambre 11, dans la chambre de bielle 14. Le moteur borgne 1 selon l'invention comprend au moins un palier 16 de support du vilebrequin, qui est rapporté et fixé dans le plafond de la chambre de bielle 14 par vissage sur la première surface d'appui de référence 40. Le palier 16 en acier est obtenu de manière préférentielle par moulage et comprend une partie inférieure 39 et une partie supérieure 38. La partie inférieure 39 est en forme de parallélépipède rectangle et comprend une paroi latérale supérieure 41 et une paroi latérale inférieure 42. La paroi latérale supérieure 41 vient en contact partiellement avec la première surface d'appui de référence 40. La partie inférieure 39 comprend deux trous 37 verticaux selon l'axe z en bordure gauche et en bordure droite selon la largeur d'axe y, destinés au passage des vis de fixation et en regard avec les trous taraudés 19 lors de la fixation des paliers. Elle comprend également un évidement sensiblement semi- cylindrique concave sur la paroi latérale inférieure 42, d'axe longitudinal x, sensiblement au centre de ladite paroi et dont le rayon est sensiblement supérieur au rayon de l'axe du vilebrequin 15. La largeur de la partie inférieure 39 permet d'optimiser la position de fixation du palier dans le plafond de la chambre de bielle 14. La partie supérieure 38 du palier est sensiblement en forme de parallélépipède rectangle accolé à la partie inférieure 39 sur sa paroi latérale supérieure 41. Elle comporte une largeur (selon l'axe y) inférieure à celle de la partie inférieure 39 et une épaisseur (selon l'axe x) telle que au moins une portion de la partie supérieure est sous la surface de base de la chambre cylindrique 11, une fois le palier fixé sur la paroi de la chambre de bielle 14. La hauteur de ladite partie supérieure 38 cumulée avec la hauteur de la chemise tubulaire 20 est sensiblement égale à la différence de niveau entre la première surface d'appui de référence 40 et la deuxième surface d'appui de référence 43. La partie supérieure 38 est en appui sur la chemise tubulaire 20 et la maintient fixée dans la chambre cylindrique 11. Le chapeau de palier 17 est une pièce également en forme de parallélépipède rectangle en acier, sensiblement identique à la partie inférieure du palier 16. II comprend donc ainsi une largeur (selon l'axe y) et une épaisseur (selon l'axe x) sensiblement égales respectivement à la largeur et à l'épaisseur de la partie inférieure 39 du palier 16 et deux trous verticaux 37 de même diamètre que les trous 37 du palier 16 en bordure gauche et en bordure droite selon la largeur d'axe y, en regard avec les trous 37 du palier 16, ainsi qu'un évidement semi-cylindrique de rayon sensiblement supérieur au rayon de l'axe du vilebrequin 15 tourné vers le haut, de façon à ce que le palier 16 et le chapeau de palier 17 une fois assemblés, entourent l'axe du vilebrequin dans l'évidement cylindrique formé. Une fois le moteur obtenu par moulage, de manière préférentielle, le moteur borgne 1 est retourné de façon à présenter la chambre de bielle 14 tournée vers le haut. Les bossages 45 sont usinés pour définir la première surface d'appui de référence 40. Des trous verticaux 19 sont percés dans ladite surface d'appui de référence 40 et sont ensuite taraudés. Des bagues de centrage 36, sous forme de cylindres tubulaires en acier, sont insérées dans les trous 19 de façon à présenter une partie qui dépasse de la première surface d'appui de référence 40. La chemise 20 est alors emboitée dans la chambre cylindrique 11 du moteur borgne 1 jusqu'au contact avec la deuxième surface de référence 43. Le palier 16 avec l'évidement semi-cylindrique tourné vers le haut est mis en appui sur la première surface d'appui de référence 40 de telle façon que les bagues de centrage 36 installées dans les trous de fixation 19 rentrent aussi dans les trous 37. Le moteur borgne est alors prêt à accueillir l'attelage mobile, constitué par un piston, une bielle et le vilebrequin. Le piston 21 associé à la bielle 22 qui est reliée au vilebrequin 15 est emboité dans l'alésage 23 de la chemise 20. Le vilebrequin 15, de manière classique, est alors mis en appui sur les paliers 16, les chapeaux de paliers 17 sont ensuite fixés par des vis 18 traversant le chapeau de palier 17 et le palier 16, vissés dans les trous de fixation 19 dans la chambre de bielle 14. La présente invention enseigne un procédé de fabrication d'un moteur borgne à combustion interne, simple et facile à fabriquer, comprenant au moins un cylindre dans lequel est emboitée une chemise et dont la longueur est optimisée. II n'est nullement limité au mode de réalisation décrit et représenté, et l'homme du métier saura apporter toute variante conforme à son esprit. En particulier, dans le cas de moteur avec au moins deux cylindres, l'entraxe des 10 cylindres peut être fortement réduit. La partie supérieure du palier 16 est en appui sur les deux chemises adjacentes et les fixent dans les chambres cylindriques. Selon un autre mode de réalisation, le moulage peut être par injection de matière métallique d'acier ou d'aluminium.