Brevet FR2573814A1 — publié le 19860530

La présente invention concerne un bloc-cylindres réalisé en plusieurs éléments. Les blocs-cylindres connus dans le domaine de la construction automobile sont la plupart du temps coulés d'un seul bloc avec la partie supérieure du carter logeant le vilebrequin. Comme matériau on utilise de la fonte grise ou de la fonte d'un métal léger. Ces blocs-cylindres connus réalisés d'une seule pièce sont en général robustes et lourds dans le cas de la fonte grise et nettement plus onéreux dans le cas de la fonte de métal lécer. La présente invention a pour but de proposer un bloc-cylindres qui d'une part entraîne des économies impor- tantes du point de vue du poids et d'autre part satisfait aux exigences de résistance mécanique et de rigidité. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que la subdivision en composants est réalisée, du point de vue constructif, conformément à leur fonction et au matériau, en au moins un logement descylindresun support des paliers, un bloc de liaison des paliers et une enceinte enveloppante. Selon une caractéristique de l'invention, un maté- riau adapté au profil respectif de contrainte est associé aux différents composants à savoir de la fonte d'un métal léger pour le logement des cylindres, de la fonte à graphite sphé- roidal pour le support des paliers et le bloc de liaison des paliers, et une matière plastique pour J'enceinte envelop- pante. Selon une autre caractéristique de l'invention un plan de séparation principal intersecte à angle droit l'axe longitudinal du bloc-cylindres. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte enveloppante s'étend au moins au-delà du plan de séparation dans la zone de logement des cylindres. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support des paliers et le bloc de liaison des paliers sont entretoises en partie haute et en partie basse à la manière d'une charpente. Selon une autre caractéristique de l'invention, les perçages d'alimentation d'huile sont intégrés dans le support supérieurdes paliers. Selon une autre caractéristique de l'invention, les composants formés par la culasse et le support despa- liers sont réunis l'un à l'autre par boulonnage et sont re- liés de façon étanche au logement des cylindres. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en références aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une coupe d'un bloc-cylindres conforme à l'invention, réalisé en plusieurs éléments; et la figure 2 représente une coupe d'un aut e mode de réalisation. Une caractéristique fondamentale de la solution pro- posée réside dans la construction légère que l'on peut obtenir grâce à une séparation des fonctions. C'est-à-dire que le bloc jusqu'alors usuel de fonte-grise ou de métal léger est rem- placé par une structure à plusieurs éléments. Le bloc-cylindres 1 possède un logement 2 des cy- lindres, dans lequel sont insérées des chemises 3 pour les cy- lindres. Le bloc 5 de liaison des paliers et le support 4 des paliers se raccordent àce logement 2 des cylindres. Le plan de séparation 8 s'étend transversalement à travers le bloc-cy- lindres 1 et sépare le logement 2 des cylindres du bloc 5 de liaison des paliers. Une enceinte enveloppante 6, qui sert simultanémentde carter d'huile, entoure le bloc 5 de liaison des paliers et le support 4 des paliers, et est fixe éventuel- lement à ce support dans le tiers supérieur du logement 2 des cylindres. Grâce à un choix approprié des matériaux pour les différents composants, on obtient simultanément plusieurs avantages. On peut associer individuellement aux différentes zones du bloc-cylindres les fonctions qui sont nécessaires pour le fonctionnement du moteur. Ceci résulte notamment des exigences qui sont imposées aux différentes parties du bloc- cylindres. Les fonctions clairement définies et étroitement délimitées sont associées aux différentes parties. Par exemple la partie constituée par l'enveloppe contenant le li- quide de refroidissement a comme fonction principale de réa- liser une étanchéification. Des fonctions supplémentaires consistent à supporter des efforts et empêcher une transmis- sion de bruits. Au contraire les deux parties des paliers doivent fcurnir uniquement des caractéristiques de rigidité et de résistance mécanique. Par ailleurs l'étanchéification et la réduction de la transmission de bruits sont les fonc- tions principales du carter d'huile. Cet exemple de réparti- tion des fonctions montre qu'un choix des matériaux, rappor- té aux fonctions des composants,est possible et intéressant. Dans la solution proposée, le bloc-cylindres 2 est par conséquent réalisé sous la forme d'une pièce de fonte d'un métal léger, le support 4 des paliers et le bloc 5 de liaison des paliers sont réalisés avec une fonte à graphite sphéroidal et l'enceinte enveloppante 6, qui constitue si- multanément un habillage insonorisant, est réalisée au moyen d'une pièce en matière plastique, constituée par exemple par du polyamide renforcé par des fibres de verre, un ester vi- nylique ou une résine époxy. On peut également utiliser ce qu'on appelle des préimprégnés SMC (sigle tiré de l'expression anglaise Sheet Moulding Components), à base de polyesters non saturés par une résine époxy, la matière plastique pouvant être structurée en forme de nid d'abeille. Les chemises 3 des cylindres peuvent être réalisées en fonte grise. A titre de variante (figure 2) on peut également envisager d'utiliser un logement des cylindres comportant des chemises en fonte d'aluminium, auquel cas les surfaces de glissement des chemi- ses sont traitées selon le procédé de Rheynolds. Le logement des cylindres est formé par un alliage d'aluminium à haute teneur en silicium. L'ensemble de support proposé du vilebrequin pré- sente différents avantages: 1. Le matériau choisi, à savoir la fonte à graphite sphéroidal, correspond au matériau du vilebrequin. Ceci pré- sente comme avantage que le vilebrequin et le système de sou- tien principal de l'arbre sont soumis des dilatationsther- miques identiques. 2. La subdivision de ce système de support en deux éléments, à savoir en un bloc de liaison des paliers et un support des paliers, entraîne comme avantage le fait que les deux composants relient simultanément le mécanisme d'em- biellage au carter d'embrayage. Les deux composants suppor- tent par conséquent les forces de support du couple du vile- brequin ainsi que les forces de support du moteur. Etant donné que le système de support du vilebrequin est dégagé latéralement, le carter d'huile peut s'étendre la- téralement à une plus grande hauteur que ce n'était le cas antérieurement, de sorte que cette nouvelle enceinte envelop- pante simultanément peut assurer la fonction de réduction de transmission de bruits et permet un échange thermique entre le liquide de refroidissement et l'huile du moteur. La réalisation de la solution proposée entraîne une économie de poids d'environ 40 % par rapport à un bloc de fonte grise, et d'environ 20 % par rapport à un bloc de fonte de métal léger. REVENDICATIONS 1. Bloc-cylindres réalisé en plusieurs éléments pour des moteurs à combustion interne, caractérisé en ce que la subdivision en composants est réalisée, du point de vue constructif, conformément à leur fonction et au matériau, en au moins un logement (2) descylindres,un support (4) des pa- liers, un bloc (5) de liaison des paliers et une enceinte enveloppante (6). 2. Bloc-cylindres selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un matériau adapté au profil respectif de contrainte est associé aux différents composants (2,4,5,6), à savoir de la fonte d'un métal léger pour le logement (2) des cylindres, de la fonte à graphite sphéroidal pour le support (4) des paliers et le bloc (5) de liaison des paliers, et une matière plastique pour l'enceinte enveloppante (6). 3. Bloc-cylindres selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'un plan de séparation principal (8) intersecte à angle droit l'axe longitudinal du bloc-cylindres (1). 4. Bloc-cylindres selon les revendications 1 à 3 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'enceinte enveloppante (6) s'étend au moins au-delà du plan de sépa- ration (8), dans la zone du logement (2) des cylindres. 5. Bloc-cylindres selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le support (4) des paliers et le bloc (5) de liaison des paliers sont entretoises en partie haute et en partie basse à la manière d'une charpente. 6. Bloc-cylindres selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les perçages d'alimentation d'huile sont intégrés dans le support supérieur despaliers. 7. Bloc-cylindres selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les composants formés par la culasse et le support despaliers sont réunis l'un à l'autre par boulonnage et sont reliés de façon étanche au logement (2) des cylindres.