Brevet FR2660694A1 — publié le 19911011

La présente invention est relative à un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, du type comprenant un bloc-cylindres à plusieurs cylindres en ligne, une culasse, et un circuit de refroidissement comprenant deux chambres qui s'étendent sur l'essentiel de la longueur du bloccylindres et qui sont reliées entre elles à une extrémité du bloc-cylindres, ces chambres communiquant par leur autre extrémité l'une avec un orifice d'entrée de liquide de refroidissement et l'autre avec une chambre de refroidissement de la culasse qui s'étend le long de celle-ci et est reliée à un orifice de sortie de liquide. L'invention a pour but d'améliorer l'efficacité du refroidissement du moteur, et notamment de la culasse. A cet effet, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne du type précité, caractérisé en ce que la culasse comporte deux chambres de refroidissement reliées à l'orifice de sortie et s'étendant, parallèlement à la ligne de cylindres, respectivement de part et d'autre des chambres de combustion des cylindres, chacune de ces chambres de refroidissement de la culasse communiquant avec la chambre correspondante du bloc-cylindres par une série de passages calibrés, les sections de ces passages croissant d'amont en aval en considérant l'écoulement du liquide dans le bloc-cylindres. Suivant des caractéristiques avantageuses de l'invention - la culasse comporte en outre des conduits transversaux reliant entre elles les deux chambres de refroidissement de la culasse, ces passages pouvant notamment être prévus entre les chambres de combustion et entre les soupages - l'orifice d'entrée de liquide est situé du côté du-bloc-cylindres opposé à la zone la plus chaude de la culasse - les sections des passages calibrés sont choisies de façon à assurer un débit à peu près uniforme à travers tous les passages calibrés reliant deux chambres données. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un moteur à combustion interne conforme à l'invention ; et - la Fig. 2 est un schéma illustrant en perspective l'ensemble du circuit de refroidissement du moteur de la Fig. 1. Le moteur représenté à la Fig. 1 est du type à plusieurs cylindres en ligne 1 ménagés dans le bloccylindres 2. La culasse 3, fixée sur le bloc-cylindres par l'intermédiaire d'un joint de culasse 4, délimite des chambres de combustion 5 associées respectivement aux cylindres 1, des conduits d'admission 6 débouchant respectivement dans ces chambres et obturables par des soupapes d'admission 7, et des conduits d'échappement 8 partant des mêmes chambres et commandés par des soupages d'échappement non visibles sur le dessin. On a indiqué en 9 l'axe de la bougie d'allumage associée au cylindre 1 visible sur la Fig. 1. En considérant le plan longitudinal médian P du moteur, les conduits d'admission 6 se trouvent d'un premier côté, ou côté d'admission, tandis que les conduits d'échappement 8 et les bougies 9 se trouvent de l'autre côté, ou côté d'échappement, du moteur. Par suite, en service, le côté échappement s'échauffe plus que l'autre côté, notamment dans la culasse. Ce moteur comprend un circuit de refroidissement à circulation de liquide de refroidissement, qui est constitué comme suit (Fig. 1 et 2) (a) dans le bloc-cylindres, deux chambres s'étendant sur à peu près toute sa longueur, parallèlement au plan P et de part et d'autre de la ligne de cylindres, à savoir une chambre 10 côté admission et une chambre il côté échappement (b) dans la culasse, deux chambres s'étendant à peu près sur toute sa longueur, parallèlement au plan P, à savoir une chambre 12 côté admission et une chambre 13 côté échappement (c) dans la culasse également, un certain nombre de conduits transversaux 14 reliant les chambres 12 et 13 entre les chambres de combustion et entre les soupapes, ainsi que deux conduits d'extrémité 14A reliant des prolongements des mêmes chambres 12 et 13 prévus aux extrémités du bloc-cylindres. Les deux chambres 10 et il sont reliées entre elles à une seule extrémité du bloc-cylindres par un conduit 15, tandis qu'à l'extrémité opposée du bloc-cylindres, la chambre 10 est reliée à un orifice 16 d'entrée de liquide tandis que la chambre 17 est reliée à la chambre 12, au-delà de la ligne de cylindres, à travers un passage calibré 17. La chambre 12 est fermée à une extrémité de la culasse (l'extrémité d'entrée de liquide dans l'exemple représenté) et est reliée à l'autre extrémité à un oriice 18 de sortie de liquide. En variante, comme indiqué en trait mixte sur la Fig. 2, la chambre 12 pourrait n'être ouverte qu'à son extrémité adjacente à l'orifice 16. Ainsi, un sens unique de circulation de liquide est défini d'une part dans le bloc-cylindres, à partir de l'orifice 16, le long de la chambre 10, du conduit 15 et de la chambre 11, et d'autre part dans la chambre 12 jusqu'à l'orifice 18. De plus, chacune des chambres 10 et 11 est reliée à la chambre 12 ou 13 située au-dessus à travers une série de passages calibrés 19 dont la section de passage augmente progressivement de l'amont vers l'aval, en considérant le sens d'écoulement du liquide dans les chambres 10 et 11. Ces passages calibrés créent des pertes de charge qui définissent des conditions de pression déterminées et, par suite, des sens d'écoulement determinés du liquide dans le moteur, indiqués par des flèches sur la Fig. 2.Plus précisément, ces sections sont choisies de façon telle que, pour un débit donné constant de liquide fourni à l'orifice 16 - les débits de liquide sont sensiblement les mêmes dans tous les passages calibrés 19 reliant deux chambres données (10 et 12 ou 11 et 13) - les débits sont plus importants à travers les passages 19 situés côté échappement qu'à travers ceux situés côté admission ; - dans chaque section transversale du moteur, la pression du liquide diminue dans l'ordre 10, 11, 13, 12 des quatre chambres de refroidissement. Comme on l'a également représenté à la Fig. 2, à l'extrémité du bloc-cylindres opposée à l'orifice 16, le conduit 15 est relié à la chambre 12 à travers un passage calibré supplémentaire 20 dont la section est intermédiaire entre celles des deux passages 19 adjacents. Les passages calibrés 17, 19 et 20 peuvent être ménagés dans le joint de culasse, ou bien près de ce joint, dans le bloc-cylindres ou dans la culasse. Grâce au dimensionnement des passages calibrés indiqué ci-dessus, on garantit un sens d'écour lement déterminé du liquide de la chambre 10 à la chambre 12, de la chambre 11 à la chambre 13 et de cette dernière à la chambre 12. Un tel circuit de refroidissement permet d'assurer une circulation contrôlée et homogène du liquide dans le bloc-cylindres, de refroidir efficacement la région de la culasse adjacente au bloccylindres en privilégiant le côté échappement sans pénaliser le côté admission, et de réaliser une circulation transversale dans la culasse permettant de mieux refroidir les zones inter-soupapes ainsi que le dessus des chambres de combustion. nans le cas où des refroidissements intercylindres sont nécessaires, ils peuvent, de par les pressions régnant dans les différentes chambres, être réalisés par des écoulements supplémentaires de liquide de la chambre 10 à la chambre 11 et/ou à la chambre 13, et/ou de la chambre Il à la chambre 12, notamment suivant la technique décrite dans le FR-A2 609 501 aux noms des Demanderesses. Pour chaque configuration de moteur, on peut, grâce à l'invention, privilégier le refroidissement du côté le plus chaud du moteur. Ainsi, pour un moteur dont les conduits d'admission et d'échappement sont du même côté du plan médian P, tandis que des pré-chambres de combustion sont agencées dans la culasse de l'autre côté de ce plan, on disposera les chambres 11 et 13 du côté de ces pré-chambres, particulièrement chaudes. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne, du type comprenant un bloc-cylindres (2) à plusieurs cylindres (1) en liqne, une culasse (:3), et un circuit de refroidissement comprenant deux chambres (10, 11) qui s'étendent sur l'essentiel de la longueur du bloccylindres et qui sont reliées entre elles à une extrémité du bloc-cylindres, ces chambres communiquant par leur autre extrémité l'une (10) avec un orifice d'entrée de liquide de refroidissement (16) et l'autre (11) avec une chambre de refroidissement (12) de la culasse qui s'étend le lonq de celle-ci et est reliée à un orifice de sortie de liquide (18), caractérisé en ce que la culasse comporte deux chambres de refroidissement (12, 13) reliées à l'orifice de sortie (18) et s'étendant, parallèlement à l liqne de cylindres, respectivement de part et d'autre des chambres de combustion (5) des cylindres, chacune de ces cambres de refroidissement de la culasse communiquant avec la chambre correspondante (10, 11) du bloc-cylindres par une série de passaqes calibrés (17, 19, 20), les sections de ces passaqes croissant d'amont en aval en considérant l'écoulement du liquide dans le bloccylindres. 2. Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la culasse (3) comporte en outre des conduits transversaux (14) reliant entre elles les deux chambres de refroidissement (12, 13) de la culasse. 3. Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les passaqes transversaux (14) sont prévus entre les chambres de combustion (5) et entre les soupapes (7). 4. Moteur suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée de. liquide (16) est situé du côté du bloccylindres (2) opposé à la zone la plus chaude de la culasse. 5. Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les sections des passages calibrés (17, 19, 20) sont choisies de façon à assurer un débit à peu près uniforme à travers tous les passages calibrés reliant deux chambres données (10-12, 11-13). 6. Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, entre les cylindres (1), des conduits de refroidissement reliant une chambre (10, 11) du bloc-cylindres à la chambre opposée (13,12) de la culasse. 7. Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, entre les cylindres, des conduits de refroidissement reliant entre elles les deux chambres (10, 11) du bloc-cylindres.