Brevet FR2706576A1 — publié le 19941223

L'invention est relative à un bloc-cylindres en alliage léger pour moteur à combustion interne et à un procédé pour fabriquer ce bloc-cylindres. Généralement les blocs-cylindres de ce type sont constitués d'un carter en alliage d'aluminium réalisé par procédé de fonderie, notamment sous pression, et contenant des chemises cylindriques alignées en fonte, métal plus résistant que l'alliage d'aluminium en particulier vis-à-vis des frottements dûs au coulissement des pistons du moteur dans ces chemises. Pour que le bloc-cylindres soit particulièrement rigide, il est connu de surmouler le carter sur les chemises, celles-ci étant placées dans le moule de fonderie avant coulée ou injection de l'alliage d'aluminium. Selon un procédé mentionné dans la demande de brevet EP 363844, les chemises sont de préférence préalablement reliées en formant un ensemble désigné ci-après grappe de chemises. Quand celle-ci est monopièce, les chemises peuvent être rapprochées au maximum pour réduire l'encombrement du bloc-cylindres, mais la fonte utilisée habituellement rend la grappe lourde et adhère mal avec l'alliage du carter car elle présente d'autres caractéristiques de fusion et de dilatation que cet alliage ; il en résulte notamment un manque de rigidité du bloc-cylindres et une mauvaise conductibilité thermique. Selon une variante décrite dans la demande de brevet EP 363844, la grappe n'est pas monopièce mais comprend des chemises en fonte ou en céramique uniformément revêtues d'un alliage d'aluminium qui les relie et qui est apte à adhérer avec celui du carter ; mais ces chemises sont encore lourdes lorsqu'elles sont en fonte, moins rapprochées que lorsque la grappe est monopièce, et leur enrobage uniforme présente des difficultés de réalisation. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un bloc-cylindres léger, le moins encombrant possible et particulièrement rigide. Elle concerne un bloc-cylindres du type susmentionné, à carter en alliage d'aluminium surmoulé sur une grappe de chemises, et dans lequel cette grappe est réalisée monopièce en alliage d'aluminium hypersilicié. Plus précisément, l'alliage d'aluminium du carter contenant 5 à 10 % de silicium, celui de la grappe contient 16 à 19 % de silicium. De préférence, la grappe est constituée d'un tronçon d'un profilé multi-tubulaire réalisé par extrusion. Un mode de réalisation d'un bloc-cylindres selon l'invention est décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue de dessus du bloc-cylindres, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un moyen de réalisation d'une ébauche de grappe de chemises, - et la figure 3 est une vue simplifiée en coupe selon la ligne III-III de la figure 2. Comme visible à la figure 1, le bloc-cylindres 1 pour moteur à combustion interne comporte, insérée dans un carter 2, une grappe 3 de chemises cylindriques alignées 4 destinées à recevoir chacune un des pistons du moteur. Cette grappe est réalisée monopièce, la distance interfuts d entre alésages de chemises pouvant être légèrement inférieure à la somme de deux épaisseurs e de leur paroi. Par exemple pour un moteur de véhicule automobile dont les chemises présentent un alésage A de 80 mm environ, les valeurs de d et e peuvent être respectivement 5,5 mm et 3 mm. Le carter 2 est réalisé, en fonderie par gravité ou sous pression et avec surmoulage sur la grappe 3, en alliage d'aluminium contenant 5 à 10 % de silicium pour satisfaire des conditions de résistance mécanique requises en particulier au droit des zones de fixation du bloc-cylindres. La grappe 3 est, selon l'invention, constituée d'un alliage d'aluminium contenant 16 à 19 % de silicium, dont la dureté procure une résistance au frottement compatible avec le coulissement des pistons et dont les caractéristiques de fusion et de dilatation sont sensiblement les mêmes que celles de l'alliage du carter. Ainsi le surmoulage s'effectue correctement, en assurant une adhérence optimale du carter sur la grappe et par suite en procurant au bloccylindres une grande rigidité et une bonne conductibilité thermique. Cet alliage hypersilicié constituant la grappe permet en outre de réaliser l'ébauche de celle-ci, c'est-à-dire avant usinage des alésages de chemises, aussi bien avec un procédé de fonderie, notamment par coulée en coquille ou en sable, qu'avec un procédé d'extrusion. Dans ce dernier cas, comme visible aux figures 2 et 3, une machine adaptée 5 comprime à chaud une billette 6 en alliage hypersilicié et l'extrude sous forme d'un profilé multi-tubulaire 7 dont la section transversale correspond à celle de l'ébauche de la grappe, et celle-ci est obtenue en découpant à la longueur voulue un tronçon 8 du profilé. Ce moyen ae réalisation est particulièrement adapté à la fabrication de bloc-cylindres en grande série, notamment pour véhicule automobile. Le bloc-cylindres ainsi réalisé est particulièrement léger puisque totalement en alliage d'aluminium, et rigide grâce à la grappe adhérant parfaitement au carter ; et la faible distance entre alésages de chemises procurée par la constitution monopièce de la grappe permet, par rapport aux dispositions classiques, de réduire la longueur du bloccylindres pour un alésage donné des chemises, ou d'augmenter cet alésage, donc la cylindrée du moteur, pour une longueur donnée du bloc-cylindres. REVENDICATIONS 1 - Bloc-cylindres pour moteur à combustion interne, comportant un carter en alliage d'aluminium surmoulé sur une grappe de chemises, caractérisé en ce que cette grappe (3) est réalisée en alliage d'aluminium hypersilicié. 2 - Bloc-cylindres selon la revendication 1, caractérisé en ce que les alliages d'aluminium utilisés contiennent respectivement 5 à 10 % et 16 à 19 % de silicium pour le carter (2) et pour la grappe (3). 3 - Procédé de réalisation d'une grappe de chemises pour un bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ébauche de la grappe est obtenue par découpage d'un tronçon (8) de profilé multi-tubulaire (7) réalisé par extrusion.