Brevet FR2578583A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne une culasse pour un moteur à combustion internes présentant des conduits d'échap- pement qui contiennent chacun un élément tubulaire inséré destiné à isoler la paroi du conduit thermiquement des gaz d'échappement. De tels éléments tubulaires sont insérés dans les conduits d'échappement afin de réduire la quantité de chaleur transmise des gaz d'échappement aux parois des conduits d'échap- pement, à la fois pour éviter le surchauffage du fluide de refroi- dissement du moteur par conduction à travers les parois des conduits d'échappement et pour réduire l'émission à l'atmosphère de polluants contenus dans les gaz d'échappement produits par le moteur en main- tenant ces gaz à une haute température en aval des soupapes d'échap- pement. Dans l'art antérieur, différentes configurations ont été proposées pour les culasses de moteurs à combustion interne dans le but d'améliorer l'isolation thermique des gaz d'échappe- ment à l'intérieur des éléments tubulaires insérés. Les solutions les plus efficaces du point de vue de l'isolation thermique pré- voient la formation de larges intervalles annulaires entre les éléments insérés et les parois internes des conduits d'échappe- ment, ces intervalles pouvant être étanchés et être remplis d'air ou de matériaux solides thermiquement isolants. Ces solutions sont extrêmement onéreuses et diffi- ciles à mettre en pratique. Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients et de procurer une culasse du type défini au début, dont les éléments tubulaires insérés soient relativement peu coûteux, simples à fabriquer, faciles à mettre en place et en même temps très efficaces pour l'isolation thermique des gaz d'échappement. Selon l'invention, ces résultats sont obtenus par le fait que chaque élément tubulaire inséré est un corps bimétal- lique constitué d'une paroi interne d'un métal offrant une haute résistance au passage de la chaleur et d'une paroi externe reliée à la paroi interne et définissant avec elle une chambre intermé- diaire de forme annulaire, l'éLément bimétallique étant incorporé dans la culasse lors de la coulée de celle-ci. La paroi interne de haute résistance thermique est réalisée de préférence d'un alliage spécial de nickel, chrome et fer connu commercialement sous Le nom "Inconel", tandis que de L'acier ordinaire peut être utilisé pour la paroi externe. L'incorporation du corps bimétaLLique dans La culasse pendant sa coulée peut être réalisée, soit en incorporant l'élément bimétallique dans le noyau de coulée au moyen de liants, soit en positionnant l'élément bimétallique dans la coquiLLe au moyen d'attaches métalliques. D'autres caractéristiques et avantages de L'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale sché- matique d'une partie de culasse selon l'invention pour un moteur à combustion interne; et - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne II-II de la figure 1. Sur les dessins, une partie d'une culasse d'un moteur à combustion interne multicylindres pour véhicules automo- biles est désignée par 10; la culasse est réalisée en un seuL bloc par coulée d'un alliage léger. La culasse 10 présente plusieurs conduits d'échap- pement dont l'un seulement est représenté et est désigné par 12. Ce conduit communique à une extrémité avec La chambre de combus- tion 16 du cylindre et à son extrémité opposée, à travers un ori- fice d'échappement 14, avec un collecteur d'échappement non repré- senté. L'extrémité intérieure du conduit d'échappement 12 contient un siège de soupape rapporté 18 qui est disposé sur l'axe d'un passage 20 formé pendant la coulée de la culasse 10 et destiné à guider la soupape d'échappement concernée. Un élément tubulaire bimétallique 22 dont Le profil correspond à celui du conduit d'échappement 12 est inséré dans chacun des conduits d'échappement. L'élément tubulaire inséré 22 est constitué d'une paroi interne 24 d'un métal -offrant une haute résistance au passage de la chaleur, normalement d'un alliage d'acier special connu sous la désignation "Inconel 601", ainsi que d'une paroi externe 26 qui sera habituellement en acier ordinaire. Les deux parois 24 et 26 sont espacées l'une de l'autre, de manière à définir entre elles un espace intermédiaire 27 de forme annulaire, et elles sont reliées l'une à l'autre, normale- ment par des points de soudure 28. Cette conformation procure un très haut pouvoir d'isolation thermique à l'égard des gaz d'échappement traversant le conduit 12 pendant la marche du moteur, avec une réduction no- table à la fois dans l'émission de polluants par ces gaz et dans la quantité de chaleur transférée des gaz à La culasse 10. Selon l'invention, les éLéments tubulaires 22 sont incorpores pendant la coulée dans la piece coulée que cons- titue la culasse 10. A cet effet, il est possiblesoit de les incorporer dans le noyau de moulage, soit de les mettre en place dans la coquille à l'aide d'attaches métalliques. L'incorporation des éléments 22 dans la culasse 10 lors de la coulée de celle-ci procure d'évidence les meilleurs garanties pour une incorporation hermétique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y appor- ter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS R E V E N D I c A T I O N S 1. Culasse en alliage Léger pour moteurs à combustion interne, présentant des conduits d'échappement qui contiennent chacun un élément tubulaire inséré destiné à isole-. paroi du conduit thermiquement des gaz d'échappement, caractérisée en ce que l'élément tubulaire inséré (22) est un corps bimétatLique constitué d'une paroi interne (24), d'un métatl offrant une haute résistance au passage de la chaleur et d'une paroi externe (26) reliée à la paroi interne (24) et définissant avec - une chambre intermédiaire (27) de forme annulaire, llétV - bimétaL- lique (22) étant incorporé La culasse (10) Lo-- de La coultée de celle-ci. 2. Culasse s. -vendication 1, caractérisée en ce que La paroi interne Aque élément bimétaLLique (22) est formée d'un alliage sr icktL, chrome et fer connu commercialement sous la dé 51inconeL". 3. Culasse s:;bdication 1 ou 2, caracté- risée en ce que la paroi e: J chaque élément bimétal- lique (22) est en acier or, 4. Culasse s -tie conque des revendications précédentes, caractérisée paroi externe (26) et ta paroi interne (24) de cha- Aimétaltique (22) sont reliées l'une à l'autre par des p- uaure (28).