FR2593232A1

FR2593232A1 - Internal combustion engine with a laterally offset crankshaft

Info

Publication number: FR2593232A1
Application number: FR8600694A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1986-01-20
Publication date: 1987-07-24

Abstract

In this engine, of the spark-ignition type, the axis 12 of the crankshaft 11 is laterally offset with respect to a plane containing the axes of the in-line cylinders 3, and ignition is adjusted so that the spark is generated when the piston 2 has re-descended within the cylinder from its top dead centre position following a rotation of the crankshaft through approximately 20 DEG .

Description

La présente invention est relative aux moteurs à combustion interne du type à allumage par étincelles et elle concerne plus particulièrement le rapport entre le calage de allumage et celui des manetons du vilebrequin. The present invention relates to internal combustion engines of the spark ignition type and it relates more particularly to the relationship between the ignition timing and that of the crankshaft crank pins.

Dans un moteur classique du type à allumage par étincelles, l'allumage est initialement réglé (sans correction de l'avance) de façon que dans un cylindre donné, l'étincelle soit produite à la bougie au moment de la plus forte compression du mélange admis dans la chambre de combustion, ctest-à-dire dans la position de point mort haut du piston. In a conventional spark ignition type engine, the ignition is initially adjusted (without correction of the advance) so that in a given cylinder, the spark is produced by the spark plug at the time of the strongest compression of the mixture admitted into the combustion chamber, that is to say in the top dead center position of the piston.

Dans cette position de point mort haut du piston, l'axe d'articulation du pied de bielle dans le piston, l'axe du maneton du vilebrequin et l'axe de ce dernier sont alignés en opposition sur une même droite qui colncide avec l'axe du cylindre lorsque se produit l'allumage du mélange. In this top dead center position of the piston, the axis of articulation of the connecting rod end in the piston, the axis of the crankshaft crankpin and the axis of the latter are aligned in opposition on the same straight line which coincides with l axis of the cylinder when ignition of the mixture occurs.

En conséquence la poussée est exercée sur le piston par la détente des gaz, en opposition au vilebrequin, et ne pourrait théoriquement être transmise à celui-ci pour lten- traîner en rotation si une telle rotation n'était dégà amorcée au moment où se produit l'étincelle, soit en cours de fonctionnement soit au démarrage, par le moteur du démarreur. Consequently, the thrust is exerted on the piston by the expansion of the gases, in opposition to the crankshaft, and could not theoretically be transmitted to the latter to train it in rotation if such a rotation was not already started at the moment when it occurs the spark, either during operation or at start-up, by the starter motor.

Il en résulte que la poussée linéaire maximale du piston ne s'exerce pas avec un effet initial de levier sur le maneton, mais doit être déviée pour etre appliquée sur celui-ci et transformée en un mouvement de rotation du vilebrequin. As a result, the maximum linear thrust of the piston is not exerted with an initial lever effect on the crankpin, but must be deflected to be applied thereon and transformed into a rotational movement of the crankshaft.

Ceci ne permet donc pas d'obtenir du moteur toute la puissance qu il pourrait fournir. This therefore does not allow the engine to obtain all the power it could supply.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en réalisant un moteur dans lequellaplus grande partie de la force linéaire appliqu.ée à chaque piston est instantanément appliquée à un maneton, à l'allumage, pour être instantanément transformée en un mouvement de rotation. The object of the invention is to remedy this drawback by producing a motor in which the greater part of the linear force applied to each piston is instantly applied to a crank pin, upon ignition, to be instantly transformed into a movement of rotation.

L'invention a pour objet à cet effet un moteur à combustion interne, à allumage par étincelles, caractérisé en ce que l'axe du.vilebrequin est décalé latéralement par rapport à 11 axe du cylindre et en ce que le point d'allumage est réglé pour que l'étincelle éclate lorsque le maneton associé audit cylindre est situé à peu près à 200 après la position de point mort haut du piston correspondant, dans le sens de rotation du vilebrequin. The subject of the invention is therefore an internal combustion engine, with spark ignition, characterized in that the axis of the crankshaft is offset laterally with respect to the axis of the cylinder and in that the ignition point is adjusted so that the spark bursts when the crank pin associated with said cylinder is located approximately 200 after the top dead center position of the corresponding piston, in the direction of rotation of the crankshaft.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rapport volumétrique du moteur est tel que le taux de compression, dans la position de point mort haut du piston, soit supérieur à environ 10,5 et qu'il soit supérieur à 8 après environ 200 de rotation du vilebrequin à partir du point mort haut, lorsque l'étincelle éclate. According to another characteristic of the invention, the volumetric ratio of the engine is such that the compression ratio, in the top dead center position of the piston, is greater than approximately 10.5 and that it is greater than 8 after approximately 200 rotation of the crankshaft from top dead center, when the spark bursts.

Suivant encore une autre caractéristique, l'axe du vilebrequin est décalé latéralement par rapport à un plan contenant les axes des cylindres en ligne du moteur. According to yet another characteristic, the axis of the crankshaft is offset laterally with respect to a plane containing the axes of the cylinders in line with the engine.

On comprend que dans le moteur suivant l'invention, le taux de compression au point mort haut du piston est supérieur à celui régnant dans la chambre de combustion au moment de l'allumage du mélange lorsque le piston est légèrement redescendu dans le cylindre, c'est-à-dire au moment où le bras de manivelle constitué par le maneton a tourné d'environ 200 depuis la position de point mort haut. It is understood that in the engine according to the invention, the compression ratio at the top dead center of the piston is higher than that prevailing in the combustion chamber at the time of ignition of the mixture when the piston is slightly lowered in the cylinder, c '' ie when the crank arm constituted by the crankpin has rotated by about 200 from the top dead center position.

Dans cette position, la plus grande partie de la poussée exercée par la détente des gaz sur le piston se trouve ap
de pliquée sur un bras/manivelle dont la position est plus favorable à son exploitation optimale pour transformer le mouvement linéaire du piston en un mouvement de rotation du vilebrequin avec le moins de pertes, assurant ainsi au moteur suivant l'invention un rendement supérieur au rendement d'un moteur de même cylindrée construit de façon classique.In this position, most of the thrust exerted by the expansion of the gases on the piston is found ap
plicated on an arm / crank whose position is more favorable for its optimal use to transform the linear movement of the piston into a rotational movement of the crankshaft with the least losses, thus ensuring the engine according to the invention a higher efficiency than the efficiency of an engine of the same displacement constructed in a conventional manner.

La description qui va suivre, en regard des dessins annéxes à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. The description which follows, with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting example, will make it possible to understand clearly how the invention can be put into practice.

La figure 1 est une vue partielle en coupe d'un ensemble cylindre, piston, bielle et vilebrequin d'un moteur auquel est appliquée l'invention, montrant le piston en position de point mort haut. Figure 1 is a partial sectional view of a cylinder, piston, connecting rod and crankshaft assembly of an engine to which the invention is applied, showing the piston in the top dead center position.

La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 mais montrant le piston après une rotation d'environ 200 du vilebrequin, depuis la position de point mort haut du piston. Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 but showing the piston after a rotation of about 200 of the crankshaft, from the top dead center position of the piston.

On a représenté au dessin un ensemble cylindrepiston d'un moteur à combustion interne, désigné dans son ensemble par la référence L Un piston 2 est monté coulissant dans le cylindre 3 dont la partie supérieure délimite une chambre de combustion 4 pourvue d'une soupape d'admission 5 et d'une soupape d'échappement 6, une bougie 7 dsallu- mage étant également prévue de façon classique. The drawing shows a cylinder-piston assembly of an internal combustion engine, designated as a whole by the reference L A piston 2 is slidably mounted in the cylinder 3, the upper part of which defines a combustion chamber 4 provided with a valve d 5 inlet and an exhaust valve 6, a spark plug 7 ignition is also provided in a conventional manner.

Une bielle 8 est articulée par son pied sur un axe 9 dans le piston 2, l'extrémité opposée de la bielle 8 étantmontée sur un maneton 10 d'un vilebrequin 12, de façon classique. A connecting rod 8 is articulated by its foot on an axis 9 in the piston 2, the opposite end of the connecting rod 8 being mounted on a crankpin 10 of a crankshaft 12, in a conventional manner.

Suivant l'invention l'axe 12 du vilebrequin 11 n'est pas aligné avec l'axe 13 du piston, qui colncide avec l'axe du cylindre 3, mais est légèrement décalé latéralement par rapport à cet axe. According to the invention the axis 12 of the crankshaft 11 is not aligned with the axis 13 of the piston, which coincides with the axis of the cylinder 3, but is slightly offset laterally relative to this axis.

Ce décalage latéral peut être par exemple de l1ordre de 16 mm au maximum dans un moteur carré d'algsage 80 et de course 80, il est désigné à la figure 1 par la référence a. This lateral offset can for example be of the order of 16 mm at the most in a square algage 80 and stroke 80 motor, it is designated in FIG. 1 by the reference a.

Dans la position de point mort haut du piston 2 représentée à la figure 1, l'axe de la bielle 8 et celui du maneton 10 sont alignés tous deux et forment en raison du décalage latéral précité un angle très faible avec l'axe 13 du piston, tandis que le volume de la charnbre de combustion 4 est alors minimal et le taux de compression est maximal. In the top dead center position of the piston 2 shown in FIG. 1, the axis of the connecting rod 8 and that of the crank pin 10 are both aligned and form, due to the abovementioned lateral offset, a very small angle with the axis 13 of the piston, while the volume of the combustion hinge 4 is then minimal and the compression ratio is maximum.

En se référant à la figure 2 dans laquelle on a représenté la position du piston 2 après une rotation d'environ 200 du vilebrequin 11, le volume de la chambre de combustion 4 a augmenté en raison de la descente du piston 2 dans le cylindre 3 et par conséquent le taux de compression du mélange dans cette chambre a diminué par rapport à celui existant dans cette chambre dans la position de point morthaut représentée à la figure 1. Referring to FIG. 2 in which the position of the piston 2 has been represented after a rotation of approximately 200 of the crankshaft 11, the volume of the combustion chamber 4 has increased due to the descent of the piston 2 into the cylinder 3 and therefore the compression ratio of the mixture in this chamber has decreased compared to that existing in this chamber in the top dead center position shown in Figure 1.

Dans cette position, l'axe de la bielle 8 colncide avec l'axe 13 du piston et forme un angle ss d'environ 240 avec le bras de levier constitué par le maneton 10. In this position, the axis of the connecting rod 8 coincides with the axis 13 of the piston and forms an angle ss of approximately 240 with the lever arm constituted by the crank pin 10.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le calage de l'allumage est tel que l'étincelle se produise à la bougie 7 à ce moment, c'est-à-dire, après abaissement de la compression dans la chambre 4, lorsque le vilebrequin 11 a tourné d'environ 200. According to another characteristic of the invention, the ignition timing is such that the spark occurs at the spark plug 7 at this time, that is to say, after lowering the compression in the chamber 4, when the crankshaft 11 has rotated about 200.

On comprend que la poussée transmise par la bielle au maneton se produit à un moment auquel elle peut être mieux exploitée avec moins de perte de puissance pour transformer le mouvement linéaire du piston 2 en un mouvement de rotation du vilebrequin. It is understood that the thrust transmitted by the connecting rod to the crankpin occurs at a time when it can be better exploited with less loss of power to transform the linear movement of the piston 2 into a rotational movement of the crankshaft.

Bien que l'invention ait été décrite dans son application à un moteur du type à quatre temps, on comprend bien entendu qu'elle est également applicable à un moteur du type à deux temps. Although the invention has been described in its application to an engine of the four-stroke type, it is understood of course that it is also applicable to an engine of the two-stroke type.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moteur à combustion interne, du type 2 allumage par étincelles, caractérisé en ce que l'axe (12) du vilebrequin (11) est décalé latéralement par rapport l'axe (13) du cylindre (3) et en ce que l'allumage est réglé pour que l'étincelle éclate lorsque le maneton (10) associé audit cylindre est situé à peu près à 200 après la position de point mort haut du piston correspondant (2) dans le sens de rotation du vilebrequin. 1. Internal combustion engine, type 2 spark ignition, characterized in that the axis (12) of the crankshaft (11) is offset laterally relative to the axis (13) of the cylinder (3) and in that l Ignition is adjusted so that the spark explodes when the crankpin (10) associated with said cylinder is located approximately 200 after the top dead center position of the corresponding piston (2) in the direction of rotation of the crankshaft.

2. Moteur à combustion interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport volumétrique du moteur est tel que le taux de compression dans la position de point mort haut du piston (2) soit supérieur à environ 10,5 et qu'il soit redescendu à peu près au-dessus de 8 après environ 200 de rotation du vilebrequin (12) à partir du point mort haut. 2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the volumetric ratio of the engine is such that the compression ratio in the top dead center position of the piston (2) is greater than about 10.5 and that is lowered approximately above 8 after approximately 200 rotation of the crankshaft (12) from top dead center.

3. Moteur à combustion interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (12) du vilebrequin (11) est décalé latéralement par rapport à un plan contenant les axes (13) des cylindres en ligne du moteur. 3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the axis (12) of the crankshaft (11) is offset laterally with respect to a plane containing the axes (13) of the in-line cylinders of the engine.

oteur à combustion interne suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le décalage latéral de l'axe (12) du vilebrequin (11) par rapport à l'axe du cylindre est tel que l'axe de la bielle (8) reliant le piston (2) au maneton (10) du vilebrequin colncide avec l'axe (13) du cylindre (3) lorsque le vilebrequin (11) a tourné d'environ 200 à partir de la position de point mort haut du piston. internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the lateral offset of the axis (12) of the crankshaft (11) relative to the axis of the cylinder is such that the axis of the connecting rod (8) connecting the piston (2) to the crankpin (10) of the crankshaft coincides with the axis (13) of the cylinder (3) when the crankshaft (11) has rotated by approximately 200 from the top dead center position of the piston.

5. Moteur à combustion interne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calage de l'allumage est tel que l'étincelle éclate dans la chambre de combustion (4) lorsque le piston (2) est descendu dans le cylindre depuis sa position de point mort haut de façon que l'axe de la bielle (8) colncide avec l'axe du cylindre et forme un angless424 avec le bras de levier constitué par le maneton, et que le taux de compression dans ladite chambre a diminué par rapport au point mort haut du piston. 5. Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the ignition timing is such that the spark explodes in the combustion chamber (4) when the piston (2) is lowered into the cylinder from its top dead center position so that the axis of the connecting rod (8) coincides with the axis of the cylinder and forms an angless424 with the lever arm constituted by the crankpin, and that the compression ratio in said chamber has decreased from the top dead center of the piston.