Brevet FR2666119A1 — publié le 19920228

Moteur à combustion interne à cylindres en V La présente invention concerne un moteur à combustion interne à cylindres en V, comportant deux groupes de cylindres présentant chacun un carter de culasse, recouvert par un couvre-culasse et sur le côté frontal par un couvercle frontal et dans lequel est disposé au moins un arbre à cames respectif, les arbres à cames étant entraînés par un vilebrequin au moyen d'une roue dentée respective et d'une chaîne com- mune, un espace libre étant présent entre les groupes de cylindres dans la région des culasses et des couvre-culasses, espace libre qui est étanchéifié par rapport à ces éléments et que la chaîne traverse dans un puits qui est formé, entre les groupes de cylindres, par un carter de puits assurant l'étanchéité vis-à-vis de l'espace libre. On connaît un moteur à combustion interne de ce type par le do- cument DE-Z MTZ 48 ( 1987), pages 315 à 323 Dans ce moteur connu, le puits se trouve dans la région des faces de séparation entre les car- ters de culasses et les couvre-culasses des deux groupes de cylindres, de sorte que des difficultés considérables se posent en matière d'étanchéification, attendu que plusieurs faces d'étanchéité qui se coupent sont présentes. La présente invention a pour but de réaliserun moteur à combus- tion interne dans lequel soient considérablement réduites les diffi- cultés d'étanchéification qui sont posées par le passage de la chaîne de distribution entre les deux groupes de cylindres. Selon l'invention, ce but est, pour un moteur à combustion in- terne du type mentionné en introduction, atteint par le fait que le carter de puits (couvercles de puits) est disposé à distance des faces de séparation entre les carters de culasses et les couvre-culasses, et est exclusivement fixé entre les carters de culasses et les couvercles frontaux. Dans le moteur à combustion interne selon l'invention, le carter de puits ne forme des faces de séparation à étanchéifier qu'avec les carters de culasses et les couvercles frontaux associés, tandis qu'il n'existe aucun recoupement avec les faces de séparation entre les car- ters de culasses et les couvre-culasses Le nombre d'éventuelles dis- continuités des faces d'étanchéité, discontinuités qui sont particu- lièrement difficiles à étanchéifier, est ainsi également réduit, de sorte qu'on obtient au total moins de problèmes d'étanchéification La position correspondante de la chaîne à l'intérieur d'une culasse peut être obtenue d'une manière simple, par exemple en guidant la chaîne au moyen d'une roue dentée de renvoi, qui peut être constituée par la roue dentée d'un second arbre à cames dans le groupe concerné de cy- lindres, sous laquelle on fait passer la chaîne. Selon une configuration supplémentaire de l'invention, le carter de puits est constitué de deux couvercles de puits, qui entourent le puits et qui se terminent, dans le sens longitudinal du puits, au voi- sinage immédiat des faces d'étanchéité qui étanchéifient les culasses vers l'espace libre et qui sont présentes entre les carters de cu- lasses et les deux couvercles frontaux associés, qui recouvrent chacun une culasse sur le côté frontal Le carter de puits est ainsi net- tement simplifié par rapport à l'état précité de la technique, dans lequel les couvercles de puits s'étendent simultanément sur les côtés frontaux des deux culasses et couvre-culasses L'inconvénient est alors que ces couvercles présentent, du fait de leur taille, une faible rigidité, et sont difficiles à manipuler lors de l'usinage, du transport et du montage, et également qu'on a besoin, du fait des to- lérances importantes inévitables entre les groupes de cylindres, de couvercles intermédiaires supplémentaires qui doivent permettre de compenser des tolérances entre les couvercles frontaux et des organes secondaires qui sont guidés dans ces couvercles frontaux, tels qu'un distributeur d'allumage, organes qui sont entraînés par un arbre à cames et sont nécessairement alignés avec ce dernier Par contre, du fait de leurs faibles dimensions, les couvercles de puits selon la présente configuration supplémentaire de l'invention sont très faciles à manipuler Ils peuvent facilement surmonter les tolérances existant entre les groupes de cylindres, et n'ont aucune influence néfaste sur la fixation d'organes secondaires sur les arbres à cames, étant donné que le couvercle frontal séparé pour chaque groupe de cylindres, dans lequel sont guidés les organes secondaires, peut être directement fixé sur la culasse associée avec la tolérance étroite qui est nécessaire par rapport à l'arbre à cames d'entraînement. Selon une autre configuration supplémentaire, le couvercle de puits arrière est fixé directement sur les carters de culasses, et le couvercle de puits avant est encastré dans un élément d'étanchéité constituant un joint d'étanchéité entre les deux couvercles de puits ainsi qu'entre le couvercle de puits avant et les couvercles frontaux, et est pressé par les couvercles frontaux sur le couvercle de puits arrière On résout ainsi d'une manière avantageuse le principal pro- blème d'étanchéité résiduel dans la région de rencontre des couvercles de puits arrière et avant et des deux couvercles frontaux La réunion locale de trois pièces à étanchéifier entre elles, avec une étanchéi- fication rendue particulièrement difficile par l'apparition éventuelle de discontinuités dans l'allure des joints d'étanchéité, est simpli- fiée, par l'encastrement du couvercle de puits avant dans un élément d'étanchéité, en une réunion, plus simple à maîtriser en matière d'étanchéification, entre deux pièces à étanchéifier entre elles (couvercle de puits arrière et un couvercle frontal respectif) et un élément d'étanchéité De plus, la présente configuration permet d'obtenir, en même temps que l'étanchéification et sans dépense sup- plémentaire, la fixation du couvercle de puits avant. Selon une autre configuration supplémentaire, l'élément d'étanchéité présente, dans le prolongement des étanchéifications entre le couvercle de puits avant et les couvercles frontaux, des bandes d'étanchéité, qui s'étendent latéralement contre le couvercle de puits arrière à proximité des extrémités longitudinales de ce der- nier et jusqu'aux faces de séparation entre le couvercle de puits ar- rière et les carters de culasses, et qui sont pressées par les cou- vercles frontaux contre le couvercle de puits arrière Dans cette configuration, les joints d'étanchéité entre le couvercle de puits ar- rière et les deux couvercles frontaux font partie de l'élément d'étanchéité dans lequel est encastré le couvercle de puits avant, de sorte que les bandes d'étanchéité prennent leur place correcte lors de la réunion des deux couvercles de puits De plus, cette réalisation en une pièce évite une discontinuité, entre l'élément d'étanchéité et les joints d'étanchéité entre le couvercle de puits arrière et les cou- vercles frontaux, qui pourrait engendrer des défauts d'étanchéité. Selon une caractéristique supplémentaire, des renfoncements lon- gitudinaux, dans lesquels les bandes d'étanchéité s'engagent dans leur sens longitudinal, sont disposés dans le couvercle de puits arrière. On garantit ainsi la position correcte des bandes d'étanchéité dans le sens longitudinal du puits. Selon une caractéristique supplémentaire, les bandes d'étanchéité présentent, à leurs extrémités libres, des talons opposés au couvercle de puits arrière Les couvercles frontaux peuvent ainsi, lors de leur installation, presser plus aisément les extrémités des bandes d'étanchéité contre le couvercle de puits arrière, et l'entraîner en direction du carter de culasse. Selon une caractéristique supplémentaire, les faces d'étanchéité entre le couvercle de puits arrière et les couvercles frontaux s'étendent en oblique, en s'écartant mutuellement en direction des carters de culasses On réduit ainsi le risque d'endommagement des bandes d'étanchéité lors de l'installation des couvercles frontaux. Selon une caractéristique supplémentaire, une coulisse, guidant la chaîne, est disposée dans le puits, et le support de coulisse est constitué par le carter de puits On obtient ainsi, sans qu'il faille fournir un soutien particulier pour la coulisse, un guidage de la chaîne dans le puits, ainsi qu'une augmentation de l'angle de contact des roues dentées les plus proches du puits. Selon une configuration supplémentaire, le couvercle de puits arrière est vissé sur les carters de culasses, en étant fixé en posi- tion ajustée dans le sens longitudinal et dans le sens transversal du puits par rapport au premier carter de culasse, au moyen de guidages d'ajustement tels que des perçages d'ajustement et des vis ou gou- pilles d'ajustement, tandis que, par rapport au second carter de cu- lasse, il n'est fixé en position ajustée que dans le sens transversal du puits, et librement dans le sens longitudinal du puits On garantit ainsi que des tolérances existant entre les carters de culasses des deux groupes de cylindres peuvent exclusivement intervenir sous forme de tolérances, faciles à maîtriser en matière d'étanchéification, dans le sens longitudinal du puits entre les couvercles de puits d'une part et les différents couvercles frontaux d'autre part, tandis qu'elles n'ont pratiquement aucune influence dans le sens transversal du puits. Selon une dernière caractéristique supplémentaire avantageuse de l'invention, un mode de réalisation pratique, aisé à mettre en oeuvre, de cette compensation de tolérance est caractérisé par le fait qu'un orifice oblong est prévu dans le second carter de culasse pour la fixation du couvercle de puits arrière, orifice qui s'étend dans le sens longitudinal du puits et qui présente des faces d'ajustement dans le sens transversal du puits. L'exposé qui suit décrit plus en détail l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en projection du côté frontal avant d'un moteur à combustion interne à cylindres en V, les couvercles frontaux ayant été déposés, la figure 2 est une vue en coupe transversale, selon la ligne II-II de la figure 1, d'un carter de puits pour une chaîne, et la figure 3 est une vue inclinée d'une partie du carter de puits de la figure 2. La figure 1 représente un moteur à combustion interne 1 à pis- tons, à cylindres en V, comportant deux groupes de cylindres 2,3 qui comportentchacun une rangée de cylindres et présentent des carters de culasses respectifs 5,6, montés sur un carter-moteur commun 4, et des couvre-culasses associés 7,8 Un espace libre 9, qui s'étend vers le bas jusqu'au carter-moteur 4, est présent entre les deux groupes de cylindres 2,3. Dans chaque groupe de cylindres 2,3 est disposé un arbre à cames d'admission 10,11, à proximité de l'espace libre 9, ainsi qu'un arbre à cames d'échappement 12,13, arbres dont les axes 14 à 17 se trouvent dans les plans de séparation 18,19 entre les carters de culasses 5,6 et les couvre-culasses 7,8 Les arbres à cames 10 à 13 sont assemblés rigidement, sur le côté frontal avant du moteur à combustion interne 1, à des roues dentées 20 à 23 qui, par l'intermédiaire d'une chaîne 24, sont entraînées par un pignon de vilebrequin 25 qui se trouve dans la partie inférieure du carter-moteur 4 La chaîne 24 entoure les deux roues dentées extérieures 12,13 sur près de la moitié de la périphé- rie, et elle passe en dessous des deux roues dentées intérieures ,21 Afin d'éviter des oscillations de la chaîne et d'augmenter l'angle de contact des roues dentées 20 à 23 et 25, la chaîne est gui- dée entre ces roues par des coulisses de chaîne cintrées 26 à 30, la coulisse de chaîne 26 étant conçue comme coulisse de tension à l'aide d'un élément hydraulique 31. La chaîne 24 traverse l'espace libre 9 entre les deux roues den- tées intérieures 20,21, dans la région de la coulisse 28 Comme l'espace utilisé par la chaîne 24 doit, du fait de sa lubrification, être protégé de l'atmosphère extérieure de manière étanche à l'huile et aux poussières, la chaîne 24 est guidée, dans la région de l'espace libre 9, dans un puits 32 qui est formé par deux couvercles de puits 33,34, qui s'étendent entre les deux carters de culasses 5,6 Le fait que, par suite du guidage de la chaîne 24 en dessous des deux roues dentées intérieures 20,21, les deux couvercles de puits 33,34 se trou- vent à l'extérieur de la région des deux plans de séparation 18,19, diminue les problèmes d'étanchéification entre les couvercles de puits 33,34 et les autres éléments constituant l'espace pour la chaîne. La longueur des deux couvercles de puits 33,34 dans le sens lon- gitudinal du puits 32 est limitée de telle sorte qu'ils ne s'étendent dans les culasses que de ce qui suffit pour permettre un vissage sur les brides 35,36 des carters de culasses 5,6, qui bornent ces derniers vers l'espace libre 9 Le couvercle de puits arrière 33, qui constitue pour l'essentiel les délimitations arrière, supérieure et inférieure du puits 32, est rapporté par l'avant, par sa face de paroi plane ar- rière 37, sur les brides 35,36 avec intercalation de joints d'étanchéité frontaux 38,39, et il est boulonné sur ces brides au moyen de vis 40 à 43, qui sont rapportées par l'arrière en traversant les brides 35,36 Les vis 40,41, conçues comme vis d'ajustement, sont introduites dans des perçages d'ajustement 44,45 pratiqués dans la première bride 35, de sorte que le couvercle de puits 33 est fixé en position exacte par rapport au carter de culasse 5 La vis 43, elle- aussi conçue comme vis d'ajustement, est introduite dans un orifice oblong 46, pratiqué dans l'autre bride 36 et s'étendant dans le sens longitudinal du puits 32, de sorte que la vis 43 présente un jeu par rapport à la bride 36 dans le sens longitudinal du puits 32, mais ne présente pas de jeu dans le sens transversal du puits 32 La quatrième vis 42 est introduite avec jeu dans un autre perçage 47 de la bride 36 Le couvercle de puits 33 est ainsi fixé en position ajustée dans toutes les directions par rapport au premier carter de culasse 5, tan- dis qu'il est fixé, par rapport à l'autre carter de culasse 6, en po- sition ajustée dans le sens transversal du puits 32, et avec jeu dans le sens longitudinal du puits 32 Les tolérances existantes entre les deux carters de culasses 5,6 peuvent ainsi être surmontées par le cou- vercle de puits 33, sans pour cela, comme on le montrera plus loin, compromettre les étanchéifications entre les différents éléments à étanchéifier. Afin de fermer le puits 32 par rapport à l'espace libre 9, après avoir mis en place la chaîne 24, le couvercle de puits avant 34, qui est légèrement bombé et ne constitue pratiquement que la délimitation avant du puits 32, est monté par l'avant sur le couvercle de puits ar- rière 33 Le couvercle de puits avant 34 est, par exemple par vulcani- sation ou enclipsage dans un matériau ayant l'élasticité du caout- chouc, encastré dans un élément d'étanchéité 48 de telle sorte que ses bords longitudinaux 49, tournés vers le couvercle de puits arrière 33, sont entourés par des profilés en U 50 de l'élément d'étanchéité 48, de sorte que le puits 32 est étanchéifié vis-à-vis de l'espace libre 9 dans le plan de séparation entre les deux couvercles de puits 33,34. L'élément d'étanchéité 48 est en outre constitué de bandes d'étanchéité 51 qui réunissent les profilés 50, qui sont assemblées à la surface du couvercle de puits avant 34 qui est opposée au puits 32, dans la région de ses extrémités longitudinales, et qui se prolongent jusqu'aux brides 35,36 des carters de culasses 5,6 Dans cette région, les bandes 51 s'appliquent latéralement contre le couvercle de puits arrière 33, en s'engageant par des nervures 58 dans des renfoncements longitudinaux 52 prévus dans le couvercle de puits 33, de sorte qu'elles ne peuvent pas se déplacer dans le sens longitudinal du puits 32. Des couvercles frontaux 53,54, qui ferment chacun une culasse sur le côté frontal avec intercalation des joints d'étanchéité fron- taux 38,39, pressent les bandes d'étanchéité 51 sur le couvercle de puits arrière 33, et pressent simultanément, par l'intermédiaire des bandes d'étanchéité 51, le couvercle de puits avant 34 sur le cou- vercle de puits arrière 33 avec intercalation des profilés en forme de U 50, de sorte qu'on obtient une étanchéification résistante tant des joints de séparation entre les couvercles frontaux 53,54 d'une part et les couvercles de puits 33,34 d'autre part, que des joints de sépara- tion entre les couvercles de puits 33,34, garantissant ainsi, sans dé- penses importantes, une étanchéification correcte des culasses et du puits 32 vis-à-vis de l'espace libre 9. Les couvercles frontaux 53,54 présentent, sur leurs parois tour- nées vers l'espace libre 9, des découpures 55,56 qui correspondent au contour de section des couvercles de puits 33,34, et par lesquelles ils pressent les bandes d'étanchéité 51 Les bords latéraux des dé- coupures 55,56 s'étendent en oblique, en s'écartant mutuellement en direction des carters de culasses 5,6, de sorte d'une part qu'une force de pression latérale suffisante peut être exercée sur les bandes d'étanchéité 51, et d'autre part qu'on évite le risque d'un endommage- ment des bandes d'étanchéité 51 lors de la mise en place des cou- vercles frontaux 53,54 Les bandes d'étanchéité 51 présentent, à leurs extrémités, des talons 57 dépassant vers l'extérieur, à l'aide des- quels les bandes d'étanchéité 51 sont pressées par les couvercles frontaux 53,54 contre les joints d'étanchéité frontaux 38,39, de sorte qu'on garantit également une étanchéification correcte dans cette ré- gion. Il ressort de ce qui précède que des écarts de tolérance impor- tants entre les couvercles frontaux 53,54 et les couvercles de puits 33,34 dans le sens transversal du puits 32 se traduiraient par des dé- fauts d'étanchéité entre les couvercles frontaux 53,54 et les bandes d'étanchéité 51 Toutefois, de tels écarts sont exclus par la fixation décrite ci-dessus des couvercles de puits 33,34 sur les carters de cu- lasses 5,6, et par la disposition séparée des couvercles frontaux 53,54 pour chaque culasse Par contre, des tolérances dans le sens longitudinal du puits 32 entre les couvercles frontaux 53,54 et les couvercles de puits 33,34 peuvent être compensées d'une manière simple en dotant les bandes d'étanchéité 51 d'une largeur correspondante. On dispose en outre dans le puits 32 la coulisse de chaîne 28, qui est clipsée en tant qu'élément en matière plastique 60 sur un sup- port métallique 61 Ce dernier fait partie intégrante du couvercle de puits arrière 33, de sorte qu'on n'a pas besoin de fabriquer et de fixer une pièce séparée. REVENDICATIONS 1 Moteur à combustion interne à cylindres en V, comportant deux groupes de cylindres présentant chacun un carter de culasse, qui est recouvert par un couvre-culasse et sur le côté frontal par un couvercle frontal et dans lequel est disposé au moins un arbre à cames respectif, les arbres à cames étant entraînés par un vilebrequin au moyen d'une roue dentée respective et d'une chaîne commune, et un espace libre étant présent entre les groupes de cylindres dans la région des culasses et des couvre-culasses, espace libre qui est étanchéifié par rapport à ces éléments et que la chaîne traverse dans un puits qui est formé, entre les groupes de cylindres, par un carter de puits assurant l'étanchéité vis-à-vis de l'espace libre, c a r a c t é r i S é en ce que le carter de puits (couvercles de puits 33,34) est disposé à distance des faces de séparation ( 18,19) entre les carters de culasses ( 5,6) et les couvre-culasses ( 7,8), et est exclusivement fixé entre les carters de culasses ( 5,6) et les cou- vercles frontaux ( 53,54). 2 Moteur à combustion interne selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le carter de puits est constitué de deux couvercles de puits ( 33,34), qui entourent le puits ( 32) et qui se terminent, dans le sens longitudinal du puits, au voisinage immédiat des faces d'étanchéité qui étanchéifient les culasses vers l'espace libre ( 9) et qui sont présentes entre les carters de culasses ( 5,6) et les deux couvercles frontaux associés ( 53,54), qui recouvrent chacun une cu- lasse sur le côté frontal. 3 Moteur à combustion interne selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le couvercle de puits arrière ( 33) est fixé directe- ment sur les carters de culasses ( 5,6), et en ce que le couvercle de puits avant ( 34) est encastré dans un élément d'étanchéité ( 48) constituant un joint d'étanchéité entre les deux couvercles de puits ( 33,34) ainsi qu'entre le couvercle de puits avant ( 34) et les cou- vercles frontaux ( 53,54), et est pressé par les couvercles frontaux ( 53,54) sur le couvercle de puits arrière ( 33). 4 Moteur à combustion interne selon la revendication 3, carac- térisé en ce que l'élément d'étanchéité ( 48) présente, dans le prolon- gement des étanchéifications entre le couvercle de puits avant ( 34) et les couvercles frontaux ( 53,54), des bandes d'étanchéité ( 51), qui s'étendent latéralement contre le couvercle de puits arrière ( 33) à proximité des extrémités longitudinales de ce dernier et jusqu'aux faces de séparation entre le couvercle de puits arrière ( 33) et les carters de culasses ( 5,6), et qui sont pressées par les couvercles frontaux ( 53,54) contre le couvercle de puits arrière ( 33). Moteur à combustion interne selon la revendication 4, carac- térisé en ce que des renfoncements longitudinaux ( 52), dans lesquels les bandes d'étanchéité ( 51) s'engagent dans leur sens longitudinal, sont disposés dans le couvercle de puits arrière ( 33). 6 Moteur à combustion interne selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les bandes d'étanchéité ( 51) présentent, à leurs extrémités libres, des talons ( 57) opposés au couvercle de puits ar- rière ( 33). 7 Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des reven- dications 4 à 6, caractérisé en ce que les faces d'étanchéité entre le couvercle de puits arrière ( 33) et les couvercles frontaux ( 53,54) s'étendent en oblique, en s'écartant mutuellement en direction des carters de culasses ( 5,6). 8 Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une coulisse ( 28), guidant la chaîne ( 24), est disposée dans le puits ( 32), et en ce que le support de coulisse ( 61) est constitué par le carter de puits. 9 Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que le couvercle de puits arrière ( 33) est vissé sur les carters de culasses ( 5,6), en étant fixé en po- sition ajustée dans le sens longitudinal et dans le sens transversal du puits ( 32) par rapport au premier carter de culasse ( 5), au moyen de guidages d'ajustement tels que des perçages d'ajustement ( 44,45) et des vis d'ajustement ( 40,41) ou des goupilles d'ajustement, tandis que, par rapport au second carter de culasse ( 6), il n'est fixé en po- sition ajustée que dans le sens transversal du puits ( 32 >, et libre- ment dans le sens longitudinal du puits ( 32). Moteur à combustion interne selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'un orifice oblong ( 46) est prévu dans le second carter de culasse ( 6) pour la fixation du couvercle de puits arrière ( 33), s'étend dans le sens longitudinal du puits ( 32) et présente des faces d'ajustement dans le sens transversal du puits ( 32).