Brevet FR2588042A1 — publié le 19870403

Moteur à combustion interne multicylindres refroidi par air. La présente invention concerne un moteur à combus- tion interne multicylindres refroidi par air, dans lequel les culasses d'une rangée de cylindres forment un seul bloc sur l'un des côtés longitudinaux(côté d'admission) duquel sont moulés les canaux d'admission aboutissant aux soupapes d'admission et sur l'autre côté longitudinal (côté d'échap- pement) duquel sont moulés les canaux d'échappement partant des soupapes d'échappement. Dans le cas d'un moteur à combustion interne à 4 sou- papes refroidi par air connu par le brevet suisse 23 32 61, il est formé dans la culasse un canal continu, subdivisé par des ailettes de refroidissement, qui s'étend entre les deux soupapes d'échappement et les deux soupapes d'admission qui se succèdent dans le sens d'écoulement. On peut utiliser avantageusement une telle réalisation dans le cas de culasses individuelles. Cependant, si plusieurs culasses se suivent en ligne, certes la première culasse serait bien refroidie en présence d'un tel écoulement longitudinal, mais la culasse suivante serait beaucoup moins bien refroidie, car elle re- cevrait l'air de refroidissement chauffé de la première cu- lasse. Si par contre on dispose les cylindres de façon que chaque culasse reçoive un écoulement transversal de façon connue, on augmente énormément l'encombrement du moteur. L'invention a pour objet de réaliser le refroidisse- ment par air des culasses d'un moteur à combustion interne multicylindres de façon que son encombrement puisse rester faible et que toutes les culasses soient aussi bien refroi- dies. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, l'air de refroidissement afflue par des canaux d'entrée du côté d'admission dans les culasses, il est dévié à l'intérieur des culasses par des canaux de liaison, dans la direction longitu- dinale du moteur et, après avoir été de nouveau dévié, il sort par des canaux de sortie du côté d'échappement des cu- lasses. Le parcours d'écoulement de l'air de refroidissement en S produit par la double déviation implique, rien que par la géométrie, par rapport à un simple écoulement parallèle, une augmentation des surfaces des culasses entrant en con- tact avec l'air de refroidissement, de sorte qu'on obtient une meilleure évacuation de la chaleur. Pour pouvoir régler ce débit d'air de façon adéquate et l'adapter aux conditions de fonctionnement du moteur, un ventilateur amène l'air de refroidissement aux canaux d'entrée, le ventilateur et les canaux d'entrée étant recouverts par une chambre de déflec- tion d'air qui augmente le rendement du ventilateur et amé- liore l'écoulement forcé à travers les canaux d'entrée. Si, pour abaisser le coût de fabrication et réduire l'encombrement au minimum, on moule en une seule pièce trois culasses d'une rangée de cylindres, il convient que les ca- naux d'entrée des deux culasses extérieures se trouvent sur les petites faces frontales de la pièce moulée. Apres une déviation de 90 autour des soupapes ou de leurs guidages, l'air s'écoule en sens opposé dans les deux culasses exté- rieures et se dirige vers la culasse centrale. Après une autre déviation, il sort du côté d'échappement de la pièce moulée rassemblant les culasses. Dans le cas d'une réalisa- tion à 4 soupapes, la culasse centrale comporte deux canaux d'entrée situés des deux côtés des canaux d'admission et, en plus, deux ouvertures d'entrée situées au-dessous de la bride de raccordement commune des canaux d'admission. La sec- tion droite d'entrée totale est, de cette façon, agrandie dans une mesure telle que l'air peut être amené avec un étranglement seulement réduit et que la culasse centrale, dont le refroidissement est un peu problématique, peut être refroidie aussi bien que les deux culasses extérieures. On obtient des conditions de refroidissement d'une uniformité idéale, lorsque deux culasses sont moulées en une seule piè- ce, dans laquelle l'air de refroidissement est introduit par les deux faces frontales. Dans ce cas, il convient de sépa- rer les courants d'air de refroidissement des deux culasses par une cloison transversale. Pour pouvoir agrandir le plus possible les surfaces de contact et les sections droites des canaux de refroidisse- ment, même pour l'écoulement de sortie, les canaux d'échappement tubulaires entre lesquels se trouvent les surfaces de sortie de l'air de refroidissement sont moulés séparément. On va décrire à présent avec davantage de détails un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, représenté sur le dessin annexé dont: La figure 1 est une vue de dessus d'une pièce mou- lée de culasses à 4 soupapes, d'un moteur à six cylindres à plat, le carter de l'arbre à cames ayant été retiré; La figure 2 est une coupe transversale de la sou- pape d'admission et de la soupape d'échappement d'une cu- lasse extérieure d'une rangée de cylindres suivant la ligne II-II de la figure 1; La figure 3 est une coupe transversale de la bougie d'allumage centrale de la culasse intermédiaire de l'autre rangée de cylindres, suivant la ligne III-III de la figure 1; La figure 4 est une coupe longitudinale de la pièce moulée rassemblant les culasses, traversant les canaux d'ad- mission et d'échappement, suivant la ligne IV-IV de la fi- gure 2; La figure 5 est une vue de dessus du c6té d'admis- sion de la pièce moulée rassemblant les culasses selon la figure 4. Un moteur à 6 cylindres à plat refroidi par air, com- portant deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échap- pement par cylindre, dont une rangée de cylindres est repré- sentée en coupe sur la figure 2, comporte extérieurement des ailettes annulaires, aux fins de refroidissement. Pour effec- tuer le refroidissement à l'intérieur des culasses, on pré- voit un système de canaux représenté explicitement sur la figure 4. Entre un bloc de culasse 1 et un bottier d'arbres à cames 2 se trouve une pièce moulée rassemblant les culasses 3, dont la section droite a un contour sensiblement rectan- gulaire. Elle comprend une culasse extérieure 4, une autre culasse extérieure 5, et également une culasse centrale 6. Sur l'un de ses côtés longitudinaux (c6té d'admission 7), -258042 sont formés deux canaux d'admission tubulaires par culasse, 8 aboutissant à deux soupapes d'admission 9; ils comportent une bride de raccordement commune 10 avec un bottier collec- teur d'air non représenté. De l'autre côté longitudinal (côté d'échappement 11), chaque culasse comporte deux canaux d'é- chappement tubulaires 12, formés séparément, par lesquels les gaz d'échappement provenant des soupapes d'échappement 13 s'écoulent dans le collecteur de gaz d'échappement. La bougie d'allumage 14 est vissée dans un logement 15 centralement entre les deux soupapes d'admission 9 et les deux soupapes d'échappement 13 qui forment ensemble les som- mets d'un rectangle. Des canaux d'entrée 18 et 19 de la cu- lasse de gauche et de la culasse de droite sont formés sur les petits côtés 16, 17 de la pièce moulée 3 rassemblant les culasses, perpendiculairement à sa direction longitudinale, le côté extérieur du canal d'entrée 18 étant constitué par une plaque de guidage 20, tandis que le côté extérieur du canal d'entrée 19 est constitué par la paroi extérieure d'un bottier à chaîne 21. Les canaux d'entrée débouchent dans des canaux de liaison 22 qui s'étendent dans la direction longi- tudinale de la pièce 3 entre les soupapes d'admission 9 et les soupapes d'échappement 3. Des canaux de liaison 22 qui sont délimités par des parois transversales 23, 24 incurvées, l'écoulement bifurque dans des canaux de sortie 25 se trou- vant entre les canaux d'échapement 12 et des canaux de sor- tie 26, 27 situés du côté d'échappement 11. L'air de refroidissement parvient à la culasse cen- trale 6 par des canaux d'entrée 28, 29 se trouvant du côté d'admission 7 de la pièce 3, des deux côtés des soupapes d'admission 9, ainsi que par un canal d'entrée 30 situé au- dessous de la bride de raccordement 10. Ces courants partiels se réunissent dans le canal de liaison central 32 auquel se raccorde le canal de sortie 33 s'étendant entre les canaux d'échappement 12. Les canaux d'air de refroidissement sont dimensionnés de façon que les soupapes et les logements de bougie 15 des trois culasses 4, 5, 6 restent à un même ni- veau de température. Dans les canaux d'entrée et les canaux de liaison, des systèmes d'ailettes 34, 35 moulés sur les parois des canaux sont introduits pour augmenter les surfaces de re- froidissement. Les canaux de sortie 25 et 33 situés entre les ca- naux d'échappement 12 peuvent avoir seulement une section droite réduite, pour des raisons de construction. Pour ne pas les étrangler davantage, ces canaux de sortie sont dé- pourvus d'ailettes dans une zone 31. Un bottier de guidage d'air 36 dans lequel un venti- lateur 37 envoie de l'air de refroidissement par l'intermé- diaire d'un carenage 38, est placé sur le côté d'admission de la pièce 3. En outre, aux fins de refroidissement par air, le bloc de culasse 1 et la pièce coulée rassemblant les culas- ses 3 peuvent comprendre, dans la zone de la chambre de combustion,aux fins de refroidissement par air, des canaux de refroidissement à liquide, mais alors de dimensions assez petites. Du fait que, dans ce cas, on peut se contenter de peu de liquide de refroidissement, on peut obtenir une éva- cuation de chaleur réglable avec exactitude, adaptée aux conditions de fonctionnement dans chaque cas. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne multicylindres refroidi par air, dans lequel les culasses d'une rangée de cylindres forment un bloc sur l'un des côtés longitudinaux (côté d'ad- mission) duquel sont formés les canaux d'admission aboutis- sant aux soupapes d'admission et sur l'autre côté longitudi- nal (côté d'échappement) duquel sont coulés les canaux d'é- chappement partant des soupapes d'échappement, caractérisé en ce que de l'air de refroidissement afflue dans les culas- ses (4, 5, 6) par des canaux d'entrée (18, 19, 28, 29, 30) situés du côté d'admission (7), est dévié à l'intérieur des culasses (4, 5, 6), par des canaux de liaison (22, 32) dans la direction longitudinale du moteur à combustion interne et s'échappe par des canaux de sortie (25, 26, 27, 33) situés du côté d'échappement (11) des culasses (4, 5, 6) après avoir été dévié encore une fois. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ventilateur (37) amène de l'air de refroidissement aux canaux d'entrée (18, 19, 28, 29, 30) par des conduits d'air. 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canaux d'entrée (18, 19, 28, 29, 30) et le ventila- teur (37) sont entourés par un boîtier de guidage de l'air (36). 4. Moteur à combustion interne selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, dans lequel chaque rangée de cylindres comprend trois culasses moulées d'une seule pièce, caractérisé en ce que l'air de refroidissement est amené dans les deux culasses extérieures (4, 5) sur les deux petits côtés (16, 17) de la pièce moulée (3) rassemblant les culas- ses en deux courants d'air qui sont déviés en sens opposés l'un de l'autre en direction de la culasse centrale (6), pas- sent entre les soupapes (9, 13) et sont amenés à l'air libre chacun par deux canaux de sortie (25, 26), respectivement (25, 27) situés du côté d'échappement (11) des culasses. 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'air de refroidissement de la culasse centrale (6) est amené par plusieurs canaux d'entrée (28, 29, 30, 31) et s'échappe par un canal de sortie (33) situé au milieu de la culasse. 6. Moteur selon l'ensemble des revendications 4 et , caractérisé en ce que les courants d'air de refroidisse- ment des deux culasses extérieures (4, 5) sont séparés par des cloisons transversales (23, 24) du courant d'air de re- froidissement de la culasse centrale (6). 7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les cloisons transversales (23, 24) ont des profils symétriques par rapport au plan de -symétrie transversal de la pièce (3) rassemblant les culasses. 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque culasse comprend deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement et les canaux correspondants,caractérisé en ce que les canaux de sortie (25, 33) de l'air de refroidissement sont formés entre les canaux d'échappement tubulaires (12) des culasses (4, 5, 6) formés séparément. 9. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des systèmes d'ailettes (34, 35), formés sur les parois des canaux, dépassent dans les canaux de refroidissement.