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Moteur à combustion interne polycylindirque.
Cette invention concerne les moteurs à combustion interne polycylindriques et plus particulièrement ceux du typé Diesel et se propose de perfectionner la construction générale de ces moteurs en vue de simplifier et d'accélérer leur usinage et leur\montage.
Il a été de pratique courante jusqu'ici dans la production des moteurs du type ci-dessus indiqué de constituer chaque bloc de cylindres par une seule pièce de fonderie, mais par suite de la nécessité de prévoir des supports pour les chemises des cylindres, une monture pour l'arbre à cames et les organes ac- 'oessoires et les espaces parcourus par l'eau de refroidissement, la face de jonotionnement entre le bloc de cylindres et le car- ter à vilebrequin est irrégulière et nécessite un certain nom- bre d'opérations séparées et souvent complexes et difficiles pour usiner ses surfaces conjuguées.
Un usinage supplémentaire ardu et précis est nécessaire pour assurer l'alignement exact entre les diverses pièces constitutives du moteur, ce qui se traduite souvent par des difficultés et des lenteurs de fabrica- ti on.
Dans le brevet anglais n 560,287 du 14 juillet 1942 est décrit un mode de construction destiné à parer aux difficultés qui viennent d'être indiquées dans la fabrication des moteurs à combustion interne du type comprenant deux files ou rangées de cylindres disposés en V sur un carter à vilebrequin commun.
La présente invention concerne d'autres perfectionnements à ce mode de construction des moteurs verticaux et des moteurs horizontaux y compris les moteurs horizontaux comprenant deux groupes opposés de cylindres et un carter à vilebrequin com- mun. L'invention prévoit en effet l'application des éléments unitaires décrits dans ce brevet dans les moteurs du type ver- tioal et du type horizontal, ce qui permet la.construction simple et expéditive de moteurs destinés à différents usages, à partir d'éléments standard, tout en réduisant au minimum l'usinage et le travail d'alignement par ouvriers spécialisés.
Un moteur polyoylindrique à combustion interne du type vertical ou horizontal construit suivant l'invention comprend un carter à vilebrequin pourvu de faces de jonotionnement dont chacune se composée d'un certain nombre de surfaces élémentaires placées toutes dans un seul plan, des blocs de cylindres étu-
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diés pour être boulonnés en position sur une des dites faces de jonctionnement, un ensemble formant boite de cames apte à être boulonné en position sur l'autre des.
dites faces de jonc- tionnement, enfin des éléments unitaires formant culasses de cylindrescomportant aes faces de jonctionnement dont lespar- ties constitutives se trouvent toutes dans un même plan et sont destinées à s'appuyer sur les faces correspondantes des blocs de cylindreset à être fixées dessus.
Suivant une réalisation préférée du moteur .à combustion interne tel que le prévoit l'invention et comportant plusieurs cylindres disposés verticalement au-dessus d'un vilbrequin, le moteur comprend un carter à vilbrequin constitué par plu- sieurs longerons horizontaux entretoisés sur lesquels est mé- nagée une face de jonctionnement centrale ainsi qu'une seconde face de jonctionnement placée d'un côté de cette face centrale, des blocs de cylindres destinés à être montés sur la dite face - de jonctionnement centrale, une boite de cames étudiée pour être montée sur la face de jonctionnement latérale, enfin des élé- ments unitaires destinés à former les culassesdes cylindres par montage sur les blocs de cylindres,
ces derniers ainsi que la boite de cames et les éléments formant les culasses des cy- lindres étant tous constitués sous la forme d'assemblages préli- minaires avant le montage du moteur, toutes les faces de jonc- tionnement étant ménagées de façon que les parties constitutives de chacune d'elles se trouvent aans un plan commun.
Les dessins annexés représentent des exemples de construc- tions conformes à la présente invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale faite à travers un moteur à six cylindres.
La fig. 2 est une vue en élévation latérale d'un bloc de cylindres destiné au moteur représenté en fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale du bloc de cy- lindres faite .par la ligne C-C de la fig.
La fig. 4 est une vue en coupe horizontale du bloc de cylindres représenté en fig.2 et 3.
La fig. 5 est une vue en coupe horizontale de l'élément unitaire destiné à former les culasses de cylindres et destiné au moteur que montre la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en coupe verticale de l'élément for- mant les culasses decylindres, la coupe étant faite par la ligne D-D de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en coupe verticale d'une variante de la construction de ce moteur.
La fig. 8 est une vue schématique montrant l'application de l'invention à un moteur horizontal.
Dans la construction représentée dans les fig. 1 à 6, le moteur est pourvu de blocs de cylindres (représentés'en détail dans les fig. 2 à 4) et dont chacun comprend trois cylindres représentés en. fig. 2, un cylindre individuel étant indiqué en en fig. 1. En'divisant les cylindres en blocs séparés de cette manière, le poids qui doit être déplacé à chaque opération d'usinage successive qu'il faut effectuer ainsi que les di- mensions de l'outillage nécessaire sont considérablement moindres que selon la pratique industrielle antérieure.
La base de chaque bloc de cylindres.est constituée par un certain
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nombre de surfaces qui toutes se trouvent dan s un seul plan indiqué en 4 dans la fig. l, ce qui fait de l'usinage de ces surfaces afin de former les parties constitutives d'une face de jonctionnement commune apte à s'appliquer contre une face de jonctionnement similaire prévue sur le carter du vilbrequin une opération simple qui ne 'nécessite pas de changements in- termédiaires de position de travail pendant l'usinage.
Les surfaces supérieures de chaque bloc de cylindres se trouvent également dans un seul plan indiqué en 5 dans la fig. 1, de sorte. qu'une seule opération d'usinage suffit à les transfor- mer en les partiesconstitutives d'une face 'de jonctionnement commune sur laquelle s'applique la face de jonctionnement ap- pareillée de l'élément 6 formant les oulasses de cylindres.
Pour permettre la liaison des deux blocs de cylindres ad- jacents, chacun d'eux est pourvu à ses extrémités (voir les fig. 2 et 3) de pattes perforées 1 et 3. destinées à se placer côte à côte lors du montage et à être réunies par des boulons engagés dans des orifices 7. Ces pattes sont prévuesà chaque extrémité du bloc de cylindres, de façon que n'importe quel bloc puisse être employé pour constituer l'une ou l'autre extrémité du moteur et n'ait pas besoin d'être spécialement façonné.
Dans la cavité ménagée entre les cylindres sont prévus des bossages 8¯ à travers lesquels on fait passer.des boulons 9 dont les extrémités' inférieures s'engagent dans des creusures 10 pratiquées dans la partie supérieure au carter à vilbrequin 11, de sorte que les blocs de cylindres formant des groupements complexes sont fixés en positions opératoires sur le dit carter.
On voit par la fig. 4, qui est une vue en coupe horizontale montrant le bloc de cylindres, que ce bloc est formé par une seule pièce de fonderie dans laquelle sont prises les chemises d'eau 12 reliées entre elles et pourvues de tubulures d'arri- vée d'eau 13 et 14. L'eau de refroidissement venant des che- mises 12 traversé des orifices 62 et des canaux 63 pour gagner des espaces 64 ménagés dans les éléments 6. qui formeront les culasses de cylindres, puis cette eau sort par des tubulures d'écoulement 65 qui peuvent servir également à refroidir la tubulure multiple d'échappement 66. et ses branchements.
La fig. 4 montre également les emplacements des bossages 8 qui, étant disposés dans les cavités entre les cylindres individuels 3, ne forment pas de saillies au cel à des parois externes prin- oipales du bloc de cylindres.
Le carter à vilbrequin 11 est constitué par une seule pièce venue de fonderie; il comprend essentiellement quatre longerons 15, 16, 17 et 18 (fig. 1). Ces longerons sont réu- nis de distance en distance dans le sens de la longueur du carter par plusieurs goussets ou entretoises pourvues de nervu- res de renforcement radiales 19, ces goussets étant placés dans des ,plans perpendiculaires à l'axe du vilbrequ.in 20 et étant renforcés par des nervures supplémentaires 21 à leur base pour supporter les efforts dus à la combustion qui s'o- père dans les cylindres et aux masses soumises à des mouvements de va-et-vient et de ratation que constituent les pistons, les bielles, les coussinets et le vilbrequin.
Ces pièces de renfor- cement comprennent des boulons allongés 22 traversant complè- tement la base du carter à vilbrequin d'un côté à l'autre.
Cette base du carter est évidée en 23 pour recevoir des coussi- nets intermédiaires 24 qui supportent'la face inférieure de ce carter et que traversent également les boulons 22. Les lon- gerons 15 et 16 placés au sommet du carter à vilbrequin sont usinés pour former en 25 des faces de jonotionnement sur les- quelles s'appliquent les faces de jonctionnement appareillées 4 des blocs de cylindres; chaque face de jonctionnement 25 est pourvue d'orifices 26 à travers lesquels s'engagent les chemises des cylindres 27 et les bielles 28 des pistons 29.
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La surface supérieure du longeron 16 est également pourvue en 30 d'une face de jonctionnement qui s'étend dans un seul plan et est inclinée vers le bas et vers l'extérieur à partie de la face de jonctionnement centrale 25.
Dans lesmoteurs de ce type général auquels'applique la
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présente invention, il a été de pratique courante de faire que l'enveloppe au vilebrequin soit en une seule pièce avec le carter principal venu de fonaerie. mais, cette pratique industrielle
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non seulement a l'inconvénient-a'exiger une pièce de fonaerie lourae et peu maniable mais présente des complexités d'usinage et de montage qui grèvent .ourdeaeut ln>temus.neQ6ssat:pe a: ç9n d'oeuvre et au montage et nécessitent une tgrel-p9POjfn de mais d'oeuvre spécialisée pour -l'exécution du travail nécessaire.
.par opposition à ceci, la construction sus-décrite com-
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portant une face de jonationnemeat .3o cl'un seul côté des cylin- ares ménage sur le carter à vilebrequin une surface libre qu'on peut utiliser ppur y disposer une boîte de cama31 s'.étenaant complètement tout le long ae la partie supérieure du carter et sur un ae ses côtés. Cette boite de cames, qui est de préférence construite et agencée comme décrit aans le brevet anglais n 560.289 au 14 juillet 1942 renferme l'arbre à cames et les
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.aulbuteurs, àu-aessus ae son couvercle sont placées les pompes à combustibles, le dispositif de distribution et les régulateurs.
Après avoir eté assemblé ae façon indépendante, le groupement d'organes est monté en position sur la face de jonctionnement .30 prévue sur le carter à vilebrequin et est maintenu en place par aes goujons 33 passant à travers le couvercle 33 ae la boîte de cames et à travers les coussinets de l'arbre à cames en alternance avec d'autres goujons servant à maintenir en place le couvercle. Celui-ci ainsi que les éléments montés sur lui peuvent être dégagés pour permettre d'accéder complètement à l'arbre à cames sans déranger les autres parties du moteur. Cette disposi- tion permet ae monter la boite de cames en porte-à-faux à une ex- trémité du moteur et ne nécessite d'alignement qu'aune seule ex- trémité : celle où se trouve le dispositif distributeur.
Ce
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mode ae montage de la boîte de cames et aes organes supportés par elle est f acilité par l'agencement des bloc-sode cylindres vont les parois ne présentent pas ae saillies, les têtes des boulons 9 assurant la fixation des blocs de cylindres et du carter à vile- brequin étant convenablement logées dans des creusures ad hoc comme décrit ci-dessus.
Pour permettre l'usinage du carter à vilbrequin comme dé- crit ci-aessus, il est nécessaire de'prévoir des proportions re- latives nettement déterminées entre la hauteur du carter à vil-
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brequin sur ses côtés exter#s et les cylindres individuels. à cet effet, la sauteur ae chaque cylindre 3¯ n'est réduite que OEazàs une mesure tout juste suffisante pour que l'espace j par- couru par l'eau ae refro laissèrent s'étende à peu près jusqu'au point ae raccordement avec le carter à vilbrequin et assure le refro!clisse-eaz par eau de ceux des segments de pistons qui cor- respondent à la base ae la course au piston.
La réduction de
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la 1 n6Ùeyt au cylinare impose l'application d'une cnemise ou alun ra:ciissaE5e aa cylinare z t'ai san saillie sur une certaine aistafioe dams le carter à vilbrequin (comme le montre la fig.l) et pouvant être renforcé près de son extrémité externe, par exem- ple par une bague de blocage 34 ayant la forme prévue dans le
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brevet anglais n 556,9a? poûr empêcnar la chemise àz a'être abimée si elle est heurtée par la bielle 28 pendant-les opéra- tions ae a...onta6e et ae démontage.
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pour permettre de dégager quand il en est besoin les bielles et les pistons, les flancs du carter a vilbrequin sont pourvus d'orifices normalement fermés par ues portes 35 et dont la hauteur verticale, qui aoit être suffisante pour-permettre le passage d'un piston et de sa bielle lors au montre ou du démontage, détermine la hauteur minimum entre les longerons supérieurs 15 et 16 et les longerons inférieurs 16 et lE placés de chaque coté ,du carter à vilbrequin et leurs positions.
Chaque bloc de cylindres est pourvu d'un élément unitaire
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6 formant les culasses des cylindres et usiné inaépenda;;JJ.J.ent pour former un groupement complet comprenant les soupapes, leur mécanisme d'actionnemaut, les épurateurs a ' =1 r , les chambres de combustion, les injecteurs et d'autres accessoires encore, cet ensemble étant tout 'prêt à être fixe sur le bloc de cylin-
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dres par simple application contre la' f ace de jonctionnement 5. Dans la fig. 5 est montré en plan un ae ces éléments aestines à former les culasses aes cylinares et comprenant des boulons 36 à l'aiae desquels cet élément est fixe en position sur le bloc. de. cylindres, ces boulons venant s'engager dans des trous
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taraudés pratiqués da-is la face supérieure au bloc ae cylindres.
Deux de ces boulons sont également représentés en élévation dansla fi g. 6. La fig. 5 montré également lesentrées d'air
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57, les espaces µ8. destinés aux soupapes d'aamission, la cham- bre de combustion 39,, l'évidement 40 destiné à recevoir l' in- jecteur, les espaces 41 servant ae logements aux soupapes d'é-
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chappement, enfin les conduits a'échappement 43. L'élément formant les culasses de cylindres est également représenté dans la fig. 1 qui montre aussi les épurateurs ou filtres à air 43, une des soupapes d'échappement 44 et un conduit 45 par lequel passe une des tiges ae poussée 70 actionnées par la boîte de cames 31 et servant à commander les soupapes.
En 46 est repre- sentée une des creusurestubulaires qu'on voit également en fig. 6 et dans lesquelles passent les boulons ae fixation 36.
L'ensemble du moteur est complété par un élément 47 formant capot de soupapes qui renferme les culbuteurs de soupapes 48 et leurs parties accessoires et aont la face de jonctionne-
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ment inférieure est représentée en 33 (fin. 1) ses surfaces se trouvant toutes dans un même plan et pouvant s'appliquer contre une face de jonctionnement corresponaante ménagée sur la partie supérieure de l'élément 6 tonnant les culasses aes cylindres.
Une autre simplification a'usinage est réalisée en obviant à la nécessité ae prévoir un alignement précis entre les orifi-
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ces ae la boîte de cames 31 et l'élément ri formant culasses ae cylindres à travers lesquels passent les tibes ae poussée 70.
Ces orifices ont ici une section suffisante pour permettre le libre passage et le déplacement angulaire ues tiges de poussée, et chaque paire d'orifices pratiquée respectivement dans la boite de cau-es et dans les culasses de cylinares est reliée par
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un manchon flexible 49 construit comme aécrit claiis le brevet anglais n 55'7.239 du 9 avril 1942 et étudié pour être mis en place par ..déformation élastique après montage des principaux éléments constitutifs du moteur..
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La construction ou le dessin général au rloteur peut être modi-fié quand cela est nécessaire en ce sens qu'au lieu ae pré- voir un vilbrequin porté par en dessous et tournant dans des coussinets ménagés dans les extrémités d'un carter comme montré
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en fig. 1, on peut supporter ce carter SU-dessus a'une sorte . de cuve ou fosse à vilbrequin constituée par une pièce de fonae- rie supplémentaire. Un exemple de cette variante de construc- tion est représenté dans la fig. 7 où le carter est pourvu com- me en fig. 1 d'une ossature formée de uatre louerons, mais
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avec cette différence que la face de jonctionnement 50 sur la- quelle est montée la boîte de cames est ici horizontale au lieu d'être inclinée.
La pièce de fonderie supplémentaire qui forma la cave à vilbrequin est désignée dans son ensemble par
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51;. elle est renforcée de distance en distance daas sa longueur par des plaques52 formant entretoisespour correspondre à l'ar- mature de renforcement au carter et est pourvue à sa partie
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supérieure d'une bride 53 dont la face de jonctionnement 5se trouve dans un seul plan et sur laquelle le carter 11 peut être appliqué et fixé.
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Dans la Zig. 7 sont représentées deux variantes cte fixa- tion au carter à vilbrequin et de la cave. à vilbrequin.
Daus la partie gaucne de cette rigur-e sont représentés des bou- lons 55 passant à travers le longeron supérieur 8 et venant s'implanter Clans aes trous 56 au carter et dans des trous 57 de la paroi ae la cuve 51. Dans la partie droite de cette fi-
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'gure 2 sont représentés (le mê.....e des boulons bzz, qui ne traver- sent pas la longeron supérieur 9 et passent soulagent dans le trou 56.
Ce mode ae construction entraîne à une variation consi-
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aérable ale la foim-e interne au carter à vilbrequin bien qu'il soit encore renforce de distance en distance dans sa longueur par des flasques latérales 59. Celles-ci sont évidées ou per-
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forees central ement. en 130 pour,servir de logements à des coussi- nets 61 dans lesquels tourne le vilbrequin et qui sont fixés sur les éléments constitutifs de support appropriés de la cuve à vilbrequin 51.
Les éléments constitutifs des cylindres, aes culasses ae cylindres et aes capots de soupapes que comporte la construction représentée en fig. 7 ont sensiblement la même structure que ceux que montrent les fig. l à 6; ils n'ont donc pas besoin . d'être décrits davantage, mais ainsi qu'on le conçoit la aispo-
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sition intérieure et les détails de confo nnation ae ces éléments varieront considérablemant suivant le type de moteur auquel est appliquée l'invention etle but qui y est assigné.
Dans la fig. 8 est représentée l'adaptation de l'invention
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à la construction alun moteur Horizontal. La. construction com- jireau ici un carter à vilbrequin 11, aes blocs de cylindres 3, des éléments 6 tonnant les culasses ae cylindre, les éléments
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à7 formant les capots ae soupape et la boîte de cames 31, ' tous ces cléments étant etablis comme représenté en fig. 1 et assemblés de la même manière.
Pour permettre au moteur a' être supporte en position horizontale, le longeron 15 du carter à vilbrequin est également pourvu a'une face de .fonctionnement sur laquelle un ou plusieurs pieds 67 sont boulonnés, ce pied
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ou ces pieds étant pourvus aa bqssagee-âa sue traversent aes boulons de fondation ou-de fixation. Un ou plusieurs autres pieas 69 sont prévus pour être boulonnés sur le longeron 17 à l'extrémité opposée du carter à vilbrequin.
Si nécessaire, il peut être prévu un système de support supplémentaire à
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1 ' eXF t= ;-1 t+ G u bloc aa cylindres qui est la plus éloignée du car- ter à vilbrequin ou encore celui-ci peut être spécialement venu ae fouaerie en vue.ae ;on usae:.B dans les moteurs horizontaux, use ;.,nicre us les organes ara support fassent corps avec lui.
En par:,il cas, il paut être pourvu a'une face de jonctionnement pour permettre le montage ae la boîte ae cames en position verticale.
Les moteurs construits ainsi qu'il vient d'être décrit possèaent cet avantage de pouvoir être usinés avec le minimum de difficultés. En effet, le carter à vilbraquin 11 qui constitue
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l'élément le plus grand peut être u-siné pour former les faces de jonctionnement et perforé pour recevoir les coussinets de support du vilbreq.in par des opérations s'effectuant en droite ligne et n'exigeant pas de changements de position ae l'ébauche de ce carter penaant l'usinage et par conséquent-pas d'outilla- ge lourd.
Les autres éléments, à savoir les blocs de cylindres, les éléments formant les oulasses de cylindres et les éléments formant les capots des soupapes sont relativement petits;'ils sont donc faciles à manipuler, mais la réauction au nombre des opérations d'usinage consécutives par suite ae l'emploi ae fa- ces de jonctionnement aont les éléments se trouvent tous dans un seul plan, et la suppression aes opérations d'alignement qui exigeaient naguère de la main d'oeuvre spécialisée pour le mon- tage réduisent notablement le ternes nécessaire pour l'achève- ment du moteur.
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Dans le ruontage d'un moteur tel que décrit ci-uessus, nom- bre des éléments constitutifs employés comme les blocs de cy- linares, 'les éléments.devant former les culasses de cylindres et la boîte de canes peuvent être établis selon le même tracé
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général que décrit dais le brevet anglais sus-visé nn ô60,ôàq, et on peut utiliser pour la construction' des moteurs horizon-
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taux un groupe semblable d'élàiients avec faces aa jonctionne- ment toutes placées dans un seul plan.
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Moteur à combustion interne polyoylinoriiue uu type vertical ou horizontal comprenant un carter à vilebrequin pour- vu de facesde fonctionnement aont chacune est constituéepar
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un certain nombre de surface s é1 émentair,es toutes placées dans un mêmeplan, des blocs de cylinares étudiés pour être bou-
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lonnés en position sur une des aites faces de jonotionnement, un ensemble formant boite de ca;a s apte à être bouloniiéjén pla- ce sur l'autre des dites faces de jonotionnement, enfin des éléments aestinés à former les culasses de cylindres et possé-
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dant des faces de jonctionneamnt aont les parties constitutives se trouvent toutes dans un seul plan et sont destinées à s'ap- pliquer contre les faces correspondantes aes blocs de cylindres pour être fixées sur elles.
2. Construction de moteur à combustion interne du type comprenant plusieurs cylinares disposés verticalement au-dessus d'un vilbrequin et comportant un carter à vilbrequin constitué par plusieurs longerons horizontaux entretoisés sur lesquels sont prévues une face de jonctionnement centrale et une seconde face de jonotionnement située d'un côté de cette face centrale, des blocs de cylindres aptes à êtremontés sur cette face cen- trale, une boite ae cames étudiée pour être montée sur la face de jonctionnement latérale et des éléments formant culasses de cylindres aptes a être montés sur les blocs de cylindres, les dits blocs ae cylindres, la aite boîte de cames et les dits
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éléments ae culasses constituant tous aes roupearats prééta- blis avant l'assemblage des éléments du moteur,
toutes les faces
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de jonotionnement étant formées cnacune de maniera que ses par- ties constitutives se trouvant dans un plan commun.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.