Brevet FR2549536A1 — publié le 19850125

L'invention concerne un bloc-cylindres en une seule pièce pour un moteur à combustion interne à refroidissement par eau, avec deux rangées de cylindres disposées en V, plus spécialement lorsque ledit bloc-cylindres est fabriqué par moulage sous pression, comportant un canal longitudinal prévu pour l'arrivée de l'eau de refroidissement qui est en liaison avec les chambres de liquide de refroidissement s'étendant chacune entre une chemise de cylindre et une enveloppe exté10 rieure entourant celle-ci. Dans une tête de cylindre connue, pouvant être fabriquée par moulage sous pression (brevet allemand 2 904 167) les canaux d'eau de refroidissement sont constitués par des tubes venus de fonderie, réunis entre eux, qui présentent une 15 longueur relativement étendue et qui traversent l'ensemble du bloc-cylindres, dans le sens de la largeur, pour aboutir aux chambres de liquide de refroidissement Dans les zones o ces tubes sont en contact avec les chambres de liquide de refroidissement ménagées dans le bloc-cylindres, ils sont pourvus 20 d'orifices de passage pour communiquer avec celles-ci Une telle structure des canaux d'eau de refroidissement présente des avantages pour l'obtention d'une section définie, mais avec un bloc-cylindres fabriqué par moulage sous pression une telle disposition des tubes complique considérablement le tra25 vail Il y a aussi le fait que pour parvenir aux chambres de refroidissement des cylindres, le fluide de refroidissement traverse le bloc-cylindres, de sorte qu'il peut s'échauffer déjà en cours de route Dans d'autres réalisations connues, o l'on n'utilise pas de tubes incorporés dans la culasse ou 30 dans le bloc-cylindres lors du moulage, la technique de fabrication consiste à prévoir des canaux débouchant à l'extérieur, qu'il faut ensuite obturer avec des éléments rapportés tels que des bouchons, des couvercles, etc. L'objet de la présente invention est de réaliser un 35 bloc-cylindres qui assure un refroidissement convenable des zones des cylindres qui sont fortement sollicitées du point de vue thermique Il s'agit en outre de réaliser, dans la culasse et/ou dans le bloc-cylindres, des canaux de circulation du liquide de refroidissement qui puissent être obtenus d'une manière simple, venant de fonderie en employant des noyaux réutilisables, ne nécessitant pas de retouches notables, ceci avec la mise en oeuvre de méthodes de moulage sous 5 forte pression, et d'éviter ainsi les inconvénients des réalisations connues. Selon la présente invention on atteint cet objectif en disposant ledit canal longitudinal à l'intérieur du bloccylindres, entre les deux rangées de cylindres, et en prévo10 yant à proximité immédiate des chambres de liquide de refroidissement pour chaque cylindre au moins un orifice de communication, venu de fonderie dans les parois du bloc-cylindres immédiatement voisines du canal longitudinal, cet orifice étant orienté approximativement selon le rayon dudit cylin15 dre Selon l'invention ledit canal longitudinal est disposé dans un plan médian vertical du bloccylindres, passant par l'axe du vilebrequin; une réalisation avantageuse prévoit pour le canal une section en forme de trapèze avec la grande base orientée du côté de la culasse, les surfaces latérales 20 du canal étant approximativement parallèles aux axes des cylindres correspondants L'invention prévoit aussi que le canal longitudinal s'étend jusqu'aux cylindres arrières de chaque rangée et est fermé à l'une de ses extrémités tandis qu'à son autre extrémité il est raccordé à une pompe à eau de refroi25 dissement Les chambres à liquide de refroidissement de chaque cylindre sont réalisées avantageusement avec une forme annulaire et elles s'étendent jusqu'à un plan transversal médian du cylindre correspondant au niveau o se tïouvent les orifices de communication avec le canal longitudinal Lesdits orifices de communication ont de préférence une forme approximativement rectangulaire et selon une réalisation préférée ils débouchent dans des canaux profilés en U prévus dans les parois de carter qui encerclent les cylindres; le fond desdits canaux en U se trouvant dans le même plan que le côté 35 correspondant du canal longitudinal de sorte que l'orifice de communication se trouve réalité par les zones de recouvrement entre le canal longitudinal et les canaux en U, ces canaux en U étant ouverts du côté qui fait face à la chambre de refroidissement correspondante. Avec la structure selon l'invention, on peut obtenir d'une manière simple des canaux d'eau de refroidissement de section exactement définie, sans qu'il soit nécessaire d'uti5 liser des tubes Les orifices de passage prévus dans le canal longitudinal pour la communication avec la chambre de liquide de refroidissement sont obtenus au moulage grâce à une forme convenablement étudiée de la paroi de carter qui est adjacente au canal longitudinal Celle-ci comporte un renflement 10 qui s'engage dans le canal longitudinal et obtient ainsi dans cette zone une traversée de pénétration. La disposition du canal longitudinal entre les rangées de cylindres présente l'avantage que l'on obtient ainsi des trajets courts pour arriver aux chambres de liquide de refroi15 dissement et que celles-ci sont alimentées directement, toutes individuellement et avec des débits identiques d'eau de refroidissement à la même température On assure ainsi un refroidissement uniforme, ce qui permet d'obtenir une puissance plus grande, un meilleur contrôle des gaz d'échappement et un 20 abaissement de la consommation. Sur l'orifice unique reliant le canal longitudinal avec l'extérieur, prévu à l'extrémité frontale dudit canal, on monte avantageusement une pompe à eau de refroidissement, raccordée à une canalisation d'aspiration, qui assure à travers 25 le canal longitudinal l'injection directe du liquide de refroidissement dans les chambres de refroidissement des différents cylindres Avec une telle disposition, on n'a plus besoin de recourir à des systèmes coûteux d'obturation supplémentaires au moyen de couvercles, bouchons et autres dispo30 sitifs analogues, comme c'est le cas avec Ies réalisations connues. L'utilisation de la technique connue du moulage sous pression avec des noyaux réutilisables, présente l'avantage, entre autres, qu'il n'est plus nécessaire d'effectuer des retouches, que les canaux et les orifices de passages peuvent être obtenus d'une mahière précise et que lesdits orifices de passage sont définis par les noyaux qui se trouvent adjacents aux emplacements desdits orifices. Du fai*t que le canal longitudinal est réalisé avec une section en forme de trapeze et que ses parois latérales sont disposées parallèlement aux cylindres, que dans la zone des orifices de passage les parois de carter présentent un renfle5 ment correspondant à un canal en forme de U, on obtient pour chaque cylindre un orifice approximativement rectangulaire, avec une section de passage maximale pour le fluide réfrigérant. On a représenté dans le dessin un exemple de réalisation-de la présente invention, décrit ci-dessous plus en dé10 tail Les différentes figures montrent respectivement: Fig 1 la vue en coupe transversale d'un moteur à combustion interne avec un canal longitudinal et plusieurs chambres de liquide de refroidissement; Fig 2 une coupe longitudinale du moteur à combustion 15 interne de la Fig 1; Fig 3 une vue schématique en coupe horizontale du canal longitudinal disposé dans le bloc-cylindres avec les orifices de passage dans les chambres à liquide de refroidissement des différents cylindres; Fig 4 une coupe horizontale d'un canal de section en U dans une paroi interne de la chambre de liquide de refroidissement; Fig 5 une représentation schématique, à échelle plus grande, du canal longitudinal de section trapézoïdale. Un bloc-cylindresen une seule pièce 1, pour un moteur à combustion interne avec refroidissement par eau, comporte deux rangées de cylindres 2 et 3 disposées de manière à former un V Entre ces deux rangées de cylindres 2 et 3 on a prévu un canal longitudinal 4, qui comporte des orifices de passage 13, 30 14, 15, 16 qui communiquent avec les chambres de liquide de refroidissement respectives 5, 6, 7 et 8 des différents cylindres 9, 10, 11 et 12 Les chambres à liquide de refroidissement 5 à 8 ont une forme annulaire, elles s'étendent en forme de cercle autour des cylindres 9 à 12 et sont délimitées par rapport à 35 l'extérieur chacune par une paroi 17 du carter du bloc-cylindres 1. Le canal longitudinal 4 est disposé de préférence dans un plan médian longitudinal vertical X-X passant par l'axe 18 du vilebrequin Dans le sens de la longueur ils'étend approximativement jusqu'aux deux cylindres 9 et 11 qui se trouvent le plus en arrière et il est obturé alors à son extrémité A l'extrémité opposée de ce canal on a prévu une ouverture 19 vers l'extérieur, sur laquelle est raccordée une pompe à eau de refroidissement 20 reliée à une canalisa5 tion d'aspiration de l'eau de refroidissement 27. Le canal longitudinal 4 est réalisé de préférence avec une section transversale ayant la forme d'un trapèze (Fig 1) avec la grande base orientée vers les culasses la des cylindres Sur ses parois latérales 21 et 22 sont disposés à une certaine distance les uns derrière les autres des orifices de passage 13 à 16 correspondant aux différents cylindres Ces orifices partent directement, à angle droit par rapport au canal longitudinal 4, et débouchent dans les chambres de liquide de refroidissement 5, 6, 7 et 8 correspondantes en 15 évitant toute prolongation de parcours pouvant provoquer un échauffement préalable du liquide de refroidissement. Dans la zone des orifices de passage 13 à 16, chacune des chambres de liquide de refroidissement 5 à 8 est pourvue d'un canal 24 avec une section en U et disposé dans le sens 20 de la hauteur (Fig 4) dont la surface intérieure du fond 26 s'étend parallèlement à l'axe 25 du cylindre correspondant et à la surface de la paroi latérale 21 ou 22 du canal longitudinal 4 Ce canal 24 a une forme, et une position par rapport au canal longitudinal 4, telles qu'au cours de la coulée et 25 dans la zone de recouvrement desdits canaux on obtient avec les noyaux de fonderie utilisés les orifices de passage 13 à 16 Ces orifices sont réalisés avec une forme approximativement rectangulaire et ils débouchent selon une surface inclinée correspondant à la surface du fond 26 du canal 24 Par 30 rapport aux chambres de liquide de refroidissement 5 à 8 les orifices de passage 13 à 16 sont disposés de manière à déboucher au niveau de l'extrémité inférieure 23 desdites chambres, c'est-à-dire la base inférieure, la petite base de la section transversale du canal longitudinal 4 se trouve approximative35 ment dans le même plan que l'extrémité inférieure 23 du canal en U 24. Avec la disposition adoptée pour le canal longitudinal 4 qui s'étend dans un plan horizontal et pour les chambres de liquide de refroidissement 5 à 8 avec les canaux en U 24 qui s'étendent en oblique par rapport à un plan vertical, on facilite la fabrication du fait de la possibilité d'enlever sans difficulté, des différents canaux, les noyaux de fonderie qui sont utilisés. Le fluide réfrigérant venant du radiateur arrive à la pompe à eau de refroidissement 20 par la canalisation d'aspi10 ration 27, il est refoulé alors dans le canal longitudinal 4 d'o, à travers les orifices de passage 13, 14, 15 et 16 il passe directement et sans aucun détour dans les chambres de liquide de refroidissement correspondantes 5, 6, 7 et 8 Après avoir baigné les cylindres le fluide réfrigérant s'écoule dans la canalisation de retour au radiateur Les flèches visibles dans la Fig 3 indiquent approximativement le chemin suivi par le fluide réfrigérant en circulation. REVENDICATIONS 1 Bloc-cylindres en une seule pièce pour un moteur à combustion interne à refroidissement par eau avec deux rangées de cylindres disposées en V, plus spécialement fabriqué 5 par moulage sous pression, avec un canal longitudinal prévu pour l'arrivée de l'eau de refroidissement et réuni avec les chambres de liquide de refroidissement des cylindres, lesdites chambres de liquide de refroidissement s'étendant entre une chemise de cylindre intérieure et une enveloppe extérieure 10 entourant celle-ci, caractérisé par le fait que le canal longitudinal ( 4) est disposé dans le bloc-cylindres ( 1) entre les rangées de cylindres ( 2 et 3) et que dans la zone des chambres de liquide réfrigérant ( 5, 6, 7, 8) pour chacun des cylindres ( 9, 10, 11, 12) il est prévu au moins un orifice de 15 passage ( 13, 14, 15, 16) venu de fonderie, disposé dans la paroi de carter ( 17) du bloc-cylindres ( 1) qui se trouve immédiatement à côté du canal longitudinal ( 4) ledit orifice de passage étant orienté approximativement selon le rayon du cylindre correspondant. 2 Bloc-cylindres selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le canal longitudinal ( 4) est disposé dans un plan médian longitudinal vertical (X-X) du bloccylindres ( 1) passant par l'axe ( 18) du vilebrequin. 3 Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendi25 cations 1 et 2, caractérisé par le fait qu'en section transversale le canal longitudinal ( 4) a la forme d'un trapeze dont la grande base se trouve du côté des culasses (la) des cylindres, tandis que les côtés ( 21 et 22) du trapèze que forme ledit canal ( 4) sont à peu près parallèles aux axes 30 ( 25) des cylindres correspondants. 4 Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le canal longitudinal ( 4) s'étend approximativement jusqu'aux cylindres situés le plus en arrière ( 9 et 11) dans chacune des rangées 35 ( 2 et 3) , qu'il est fermé à cette extrémité et qu'à l'orifice ( 19) prévu à l'extrémité opposée est raccordée une pompe à eau de refroidissement ( 20). Bloc-cylindres selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les chambres de liquide de refroidissement ( 5, 6, 7 et 8)des cylindres respectifs ( 9, 10, 11 et 12) sont réalisées de forme annulaire et que chacune d'elles s'étend jusqu'à un plan médian transversal (Z-Z) du cylindre correspondant, au niveau duquel débouchent les orifices de passage ( 13 a 16) assurant la liaison entre le canal longitudinal ( 4) et les chambres de liquide de refroidissement ( 5 à 8). 6 Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendi10 cations qui précèdent, caractérisé par le fait que les orifices de passage ( 13 à 16), dans la zone d'accès aux chambres de liquide de refroidissement ( 5 à 8) sont réalisés avec une forme approximativement rectangulaire. 7 Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendi15 cations ci-dessus, caractérisé par le fait que les parois de carter ( 17) qui encerclent les cylindres ( 9 à 12) comportent chacune un canal ( 24, Fig 4) ayant une section en U, débouchant dans les orifices de passage ( 13 à 16), qui s'étend dans le sens de la hauteur parallèlement à l'axe ( 25) du cylindre 20 correspondant et qui est ouvert en direction de la chambre de liquide de refroidissement correspondante ( 5, 6, 7, 8). 8 Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que la surface intérieure ( 26), au fond du canal ( 24) se trouve dans le même 25 plan que la face latérale correspondante ( 21 ou 22) du canal longitudinal ( 4) de sorte que ce sont les zones de recouvrement des canaux ( 24) avec le canal ( 4) qui constituent les orifices de passage ( 13 à 16).