Brevet FR3059079A1 — publié le 20180525

Structure de support avec massif de béton et colonnes support d'au moins un moteur Diesel. La présente demande bénéficie de la priorité de la demande de brevet français FR/1601643 avec comme date de dépôt le 18 novembre 2016. La demande du 18 novembre 2016 n'utilisait qu'un seul massif de béton précontraint, le Diesel deux temps s'appuyait directement sur le massif, dans ces conditions le Diesel exerçait sur le massif des contraintes mécaniques assez élevées. Le problème à la base de la présente invention est de fournir une structure de support garantissant d'au moins un moteur Diesel de forte puissance et à un coût moins élevé avec un seul massif, le Diesel s'appuyant d'abord sur des plaques acier, ces plaques étant reliées ensuite au massif, ce qui réduit fortement les contraintes dans le massif. A cet effet, la présente invention concerne une structure de support d'au moins un moteur Diesel, ledit au moins un moteur Diesel comprenant au moins deux cylindres dans lesquels sont mobiles en mouvement alternatif de va et vient des pistons reliés à une extrémité par une bielle à un vilebrequin, ledit au moins un moteur Diesel étant, dans le voisinage de son vilebrequin, solidarisé avec un massif de béton précontraint dans trois directions ou ayant subi un traitement analogue et lesdits au moins deux cylindres et les pistons étant supportés par le massif de béton, caractérisé en ce que le massif de béton supporte lesdits au moins deux cylindres et les pistons par l'intermédiaire d'une plaque de support respective portée par des premières colonnes supportées par le massif de béton, un support de vilebrequin étant porté par une deuxième colonne reposant sur le massif de béton. Avantageusement, lesdits au moins deux cylindres s'étendent dans des culasses les culasses étant supportées par le massif de béton par un bloc d'acier présentant des portions faisant saillie solidarisées à la plaque d'acier. Avantageusement, le support de vilebrequin est un support de palier entourant le vilebrequin et son palier, une tige étant fixée à une extrémité à un bord de la plaque 3059079 2 et à son autre extrémité au support du palier Avantageusement, les première et deuxième colonnes exercent une précontrainte 5 sur le massif de béton au moyen de répartiteurs de pression associés à chacune des première et deuxième colonnes. Avantageusement, les extrémités des première et deuxième colonnes, en vis-à-vis du massif de béton, sont encastrées dans le massif de béton en présentant des ailettes. 10 Avantageusement, les première et deuxième colonnes, sont formées de deux portions longitudinales soudées bout à bout dans le prolongement l'une de l'autre. L'invention concerne un moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il comprend une telle structure de support. Avantageusement, le moteur Diesel comprend au moins deux cylindres logés et 15 montés en opposition en s'étendant dans une cage. Avantageusement, la cage est montée coulissante sur des glissières fixées sur les plaques d'acier. Avantageusement, la cage entourant les cylindres, présente une extrémité solidarisée avec une extrémité d'une bielle reliée par une articulation à un balancier, 20 le balancier étant articulé à une extrémité supérieure d'un mât reposant sur une extrémité de la plaque. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 25 la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale d'un moteur Diesel et de sa structure de support conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention avec des colonnes munies de répartiteurs de pression. 30 3059079 3 la figure 2 est une représentation schématique d'une vue d'un moteur Diesel deux temps avec sept bielles dans une structure de support selon un mode de 5 réalisation de la présente invention. - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue agrandie par rapport à la figure 1 de la plaque d'acier et de son mode optionnel de solidarisation au massif de béton, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale 10 d'un moteur Diesel et de sa structure de support conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention avec des colonnes encastrées dans le massif de béton. Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de 15 principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité. Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces 20 figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. En se référant aux figures, la présente invention se réfère à une structure de support d'au moins un moteur Diesel deux temps. De manière classique, le moteur Diesel comprend au moins deux cylindres 4 dans chacun desquels est mobile en 25 mouvement de va et vient un piston 5, la cage 7 est reliée à une extrémité par une bielle à un vilebrequin dont le palier de vilebrequin 11 est visible. Dans cette structure de support, ledit au moins un moteur Diesel est disposé avec lesdits au moins deux cylindres 4 enfermés dans la cage 7. Au voisinage de son vilebrequin, ledit au moins un moteur Diesel est solidarisé avec un massif de béton 30 21, visible notamment aux figures 1 et 4 pour son support dans la structure. 3059079 4 Ce massif de béton 1 est précontraint dans trois directions ou a subi un traitement analogue, de sorte qu'il puisse résister à des efforts dans ces trois directions. s Un tel massif de béton 21 présente l'avantage d'avoir une rigidité supérieure à la structure d'acier couramment utilisée comme structure de support. Il est nécessaire de prévoir une circulation d'eau à l'intérieur du massif 21 afin que celui-ci reste à une température homogène et de plus thermostatée. Selon la présente invention, lesdits au moins deux cylindres 4 sont supportés par le 10 massif de béton 21 précontraint dans trois directions. Le massif de béton 21 supporte la plaque de support 2 au moyen des premières colonnes 15. Un support de vilebrequin 20 est porté par une deuxième colonne 19 reposant sur le massif de béton 21. En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 4, il est montré un Diesel deux 15 temps avec deux cylindres 4 dans une cage 7 et un balancier. Les culasses 3 s'appuient sur le bloc 1 à travers des surfaces cylindriques 2. Les cylindres 4 sont enfermés dans la cage mobile 7. Cette cage 7 est guidée par des glissières non représentées à ces figures. Le piston 5 est fixé à l'extrémité de la cage 7 au moyen d'une rotule. Une bielle 9 20 est fixée en rotation avec un balancier 10 et une tige 8. La tige 8 est fixée en rotation avec l'extrémité de la cage 7'. Un axe de rotation du balancier 10 est maintenu au sommet du mât 6. De manière générale, les cylindres 4 s'étendent dans la culasse 3, supportée par le massif de béton 21 par un bloc d'acier 1 présentant des portions faisant saillie de la 25 plaque 12 solidarisées à la plaque 16. Le bloc d'acier 1 présente une plaque de support 12 soudée à la plaque 16 en 22. Une tige 8 fixée en rotation avec une extrémité de la cage 7'. Les premières colonnes 15 et 17 maintiennent le parallélisme entre les plaques 12 et 16 et le massif de béton 21 précontraint. Le support de vilebrequin est un support 30 de palier 20 entourant le vilebrequin et son palier 11. Une tige 18 est fixée à une 3059079 5 extrémité à un bord de la plaque 16 et à son autre extrémité au support du palier 20 en réunissant la plaque 16 et le support de palier 20. 5 Pour faciliter la présentation, le support de palier 20 est représenté à la figure 1 sous forme d'un U. En réalité, il doit entourer totalement le palier 11 des vilebrequins. Le support de palier 20 est maintenu à distance constante du massif 21 par la deuxième colonne 19. Les premières colonnes 15, 17 et la deuxième colonne 19 10 peuvent être constituées de deux portions allongées longitudinalement que l'on soude entre elles bout à bout dans le prolongement l'une de l'autre. La soudure est montrée par la référence 13. Les glissières qui guident la cage 7 sont fixées sur la plaque 16 et la plaque 12 et sur des prolongements légers, eux-mêmes fixés à la plaque 12. 15 Le piston 5 de chaque cylindre 4 présente une extrémité solidarisée avec l'extrémité de la cage 7, la bielle 9 reliée par une articulation à un balancier 10, la cage 7 étant reliée à la bielle 9 par une bielle intermédiaire 8. Le balancier 10 est articulé à une extrémité supérieure d'un mât 6 reposant sur une extrémité de la plaque 16, sensiblement dans le prolongement d'une première colonne 17. 20 Comme montré à la figure 1, les premières cotonnes-15, 17 et la deuxième colonne 19 peuvent exercer une précontrainte sur le massif de béton 21 au moyen de répartiteurs de pression 14 associés à chacune des première et deuxième colonnes 15,17,19. En alternative comme montré à la figure 4, les extrémités des première et deuxième 25 colonnes 15,17,19 en vis-à-vis du massif de béton 21 peuvent être encastrées dans le massif de béton 21 en présentant des ailettes 30. Pour les deux modes de réalisation respectivement montrés aux figures 1 et 4, le massif de béton 21 et les plaques 12 et 16 peuvent être thermostatés. Néanmoins, il restera toujours des écarts de température entraînant des déplacements qui 30 3059079 6 seront absorbés par l'élasticité de la liaison 26 qui est montrée à la figure 3. Les liaisons 25 et 26, visibles à la figure 3, et toutes les premières colonnes 15,17 et la 5 deuxième colonne 19 peuvent être également thermostatées. La figure 2 montre la représentation d'un montage pour un Diesel deux temps avec sept bielles. La plaque 12 est constituée de sept éléments soudés entre eux en usine. Le bloc 1 de la plaque 12 constitue une seule pièce. La référence 22 indique la jonction de deux portions adjacentes de la plaque 12 associée au bloc d'acier. 10 La figure 3 illustre la liaison entre la plaque 16 et le massif de béton 21. Les liaisons 25 et 26 sont constituées d'une seul élément en acier coulé et supporte une colonne 28. La liaison 25 peut exercer la précontrainte sur le massif 21. La liaison 26 peut être reliée en 27 avec la plaque 16 par des boulons. La liaison peut être soudée à la 15 colonne 28 qui est munie d'un répartiteur de pression 14 à sa base sur le massif de béton 21. Les liaisons 25 à 28 et 14 solidarisent la plaque 16 et le massif 21. L'emplacement 27 de la figure 3 est représenté en pointillés sur la figure 2. Deux zones 23 réduisent les déplacements parallèles aux cylindres entre la plaque 16 et le massif 20 21. Une zone 24 réduit les déplacements parallèles à taxe du vilebrequin entre la plaque 16 et le massif 21. La figure 4 montre un schéma d'un Diesel d'une grande compacité. La distance entre les plaques 12 et 16 et le massif de béton 21 est fortement réduite. Toutes les colonnes 15,17,19 en deux parties s'enfoncent partiellement dans le massif 21 mais 25 les colonnes 15,17,19 sont isolées du massif 21 en étant entourées par des cylindres d'acier 29. Comme précédemment mentionné, les colonnes 15, 17, 19 alors munies d'ailettes 30 de grande surface. Ces ailettes 30 sont alors solidaires du massif 21 précontraint, ce qui représente une très grande simplification. Dans la zone de la 30 3059079 7 liaison entre la plaque 16 et le massif 21, il est obtenu la même réduction de distance. Ceci permet une réduction de poids. 5 Les contraintes mécaniques dans le massif 21 sont également réduites avec l'emploi des plaques 12 et 16 et de la tige 18. Les contraintes du Diesel s'exercent surtout dans les éléments supports en acier et les efforts réduits dans le massif 21 permettent une contrainte modérée. En se référant notamment aux figures 1,3 et 4, pour la réalisation du Diesel deux 10 temps sur un site choisi, on peut construire préalablement le massif de béton 21 en le soumettant à toutes les précontraintes y compris par les répartiteurs de pression 14 et les liaisons 25, ou en positionnant préalablement les cylindres 29 et toutes les demi-colonnes ou portions de colonnes. Puis on peut assembler l'appui constitué par les plaques 12 et 16 et la tige 18, appui que l'on positionne près du massif 21 15 avec une grande précision. Le massif 21 et les éléments métalliques peuvent être préalablement thermostatés. Puis toutes les demi-colonnes 15, 17, 19 sont soudées et la plaque 16 peut être boulonnée en 27 sur l'élément 26 montré à la figure 3. Tous les éléments préfabriqués du Diesel deux temps peuvent être montés successivement sur l'appui 20 métallique fixé au massif 21. La structure de support peut aussi comporter au moins un ou au moins deux moteurs Diesel. Il peut être prévu un alternateur pour le ou chaque moteur Diesel, le vilebrequin du moteur ou de chaque moteur Diesel étant relié à l'alternateur ou chaque alternateur . 25 Le mode d'utilisation préféré d'une structure de support selon l'invention est d'utiliser un groupe de quatre moteurs Diesel, de deux massifs de béton, de quatre engrenages et de deux alternateurs. 30 3059079 8 Une application toute particulière d'une telle structure ou d'un tel ensemble de support peut être pour des motorisations de porte-conteneurs, groupes 5 électrogènes ou dispositifs analogues. La durée de vie des massifs de béton étant longue, la durée de vie du ou des moteurs Diesel est allongée en remplaçant régulièrement les éléments du ou des moteurs soumis à usure ou vieillissement. Par exemple, si la durée raisonnable d'usure et de fatigue d'un moteur Diesel est de 8.000 heures, et pour un usage de 1.000 heures par an, il faut changer les 10 éléments tous les huit ans, ce qui représente une maintenance réduite, l'investissement de départ étant conservé. Un des principaux avantages de ce type de structure support avec au moins un moteur Diesel est la forte réduction de la longueur du vilebrequin, des pressions exercées sur les manetons du vilebrequin et encore des réductions plus fortes pour 15 les pressions sur les paliers du vilebrequin. D'autre part, le poids d'acier utilisé est réduit de même que l'usinage et le coût de construction de la structure de support. Un autre avantage est la réduction des contraintes dans le vilebrequin et dans l'engrenage qui relie le moteur Diesel à l'alternateur. Avec un changement facile et fréquent des segments de section réduite dans les 20 moteurs. Diesel, on peut accroître la vitesse de rotation des moteurs Diesel. En règle générale, toutes les pièces soumises à usure ou vieillissement du moteur peuvent être changées régulièrement. Ces pièces peuvent être des segments, des porte-segments, des plaques d'usure pour paliers et manetons, des coussinets. De même les pièces soumises à fatigue sont changées régulièrement, ces pièces 25 pouvant être des sièges de soupape, des soupapes. Les cylindres peuvent recevoir un dépôt de métal suivi d'un usinage. Le rendement maximum du moteur Diesel deux temps utilisé sur les porte-conteneurs étant de 52%, avec la réduction des pertes mécaniques et en choisissant les paramètres pour obtenir le rendement maximum à la puissance 30 nominale, on obtient un rendement de 55% à la puissance nominale avec ces moteurs Diesel sur massifs de béton précontraint. Si on associe aux moteurs 3059079 5 9 Diesel produisant de l'énergie électrique à un réseau de chauffage urbain, on atteint un rendement énergétique de l'ensemble de plus de 95%. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. 10 15 20 25 REVENDICATIONS1. Structure de support d'au moins un moteur Diesel, ledit au moins un moteur Diesel comprenant au moins deux cylindres (4) dans chacun lesquels est mobile en mouvement alternatif de va et vient un piston (5) relié à une extrémité par une bielle (9) à un vilebrequin, ledit au moins un moteur Diesel étant, dans le voisinage de son vilebrequin, solidarisé avec un massif de béton (21) précontraint dans trois directions ou ayant subi un traitement analogue et lesdits au moins deux cylindres (4) et les pistons (5) étant supportés par le massif de béton (21), caractérisée en ce que le massif de béton (21) supporte lesdits au moins deux cylindres (4) et les pistons (5) par une plaque de support (12) respective portée par des premières colonnes (15,17) supportées par le massif de béton (21), un support de vilebrequin (20) étant porté par une deuxième colonne (19) reposant sur le massif de béton (21). 2. Structure de support selon la revendication précédente, dans laquelle ledit au moins deux cylindres (4) s'étendent dans deux culasses (3), la culasse (3) étant supportée par le massif de béton (21) par un bloc d'acier (1) présentant des portions faisant saillie (12) solidarisées à une plaque (16). 3. Structure de support selon la revendication précédente, dans laquelle la culasse s'appuie en (2) sur le bloc d'acier (1), appui constitué par la zone cylindrique (2). 4. Structure de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support de vilebrequin est un support de palier (20) entourant le vilebrequin et son palier (11), une tige (18) étant fixée à une extrémité à un bord de la plaque (16) et à son autre extrémité au support du palier (20). 5. Structure de support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les première et deuxième colonnes (15,17,19) exercent une précontrainte sur le massif de béton (21) au moyen de répartiteurs de pression (14) associés à chacune des première et deuxième colonnes (15,17,19). 3059079 11 6. Structure de support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les extrémités des première et deuxième colonnes (15,17,19) en vis-à-vis 5 du massif de béton (21) sont encastrées dans le massif de béton (21) en présentant des ailettes (30), tout en étant isolées du massif béton (21) par des cylindres (29). 7. Structure de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les première et deuxième colonnes (15,17,19) sont formées de deux portions longitudinales soudées bout à bout dans le prolongement l'une de l'autre. 10 8. Moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de support selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Moteur Diesel selon la revendication précédente, lequel comprend au moins deux cylindres (4) logés et montés en opposition en s'étendant dans une cage (7). 10. Moteur selon la revendication précédente, dans lequel la cage (7) est montée 15 coulissante sur des glissières fixées, sur les plaques (16,12) et le prolongement léger de (12). 11. Moteur selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel le piston (5) de chaque cylindre (4) présente une extrémité solidarisée avec une extrémité d'une bielle (9) reliée par une articulation à un balancier (10), le 20 balancier (10) étant articulé à une extrémité supérieure d'un mât (6) 'reposant sur une extrémité de la plaque (16). 25 30