Brevet FR2711210A1 — publié le 19950421

Carter antivibrations à treillis pour moteur à combustion interne La présente invention concerne un carter antivibrations pour moteur à combustion interne. Ce genre de moteurs sont couramment utilisés pour équiper des véhicules routiers, aussi bien automobiles que poids lourds. Les constructeurs cherchent de plus en plus à fournir des véhicules qui soient aussi peu polluants que possible pour l'environnement, en les équipant de moteurs propres (faibles émissions de gaz nocifs à l'échappement) et silencieux (faibles émissions sonores). Pour diminuer le niveau d'émissions sonores des moteurs, un certain nombre de solutions techniques ont été proposées pour réduire les vibrations transférées depuis les pistons du moteur jusqu'au carter du moteur. Une solution consiste à rigidifier le bas du bloc cylindre du moteur en reliant les chapeaux de paliers de vilebrequin entre eux. Une autre solution consiste à augmenter la surface couverte par le carter selon le principe de "cuvette enveloppante" en découplant le carter enveloppant du moteur pour diminuer son coefficient de rayonnement sonore. La présente invention a pour objet un carter antivibrations rigide et allégé qui assure une bonne performance acoustique, c'est-à-dire une réduction importante des vibrations sonores émises vers l'extérieur. Un autre objet de l'invention est de réduire la surface apparente de la structure. Le moteur à combustion interne comprend en général un bloc cylindre contenant les cylindres et les pistons ainsi que le circuit de refroidissement en eau, une culasse enfermant le bloc cylindre par dessus et une série de paliers le long du vilebrequin. Selon l'invention, le carter antivibrations comprend une ossature métallique en treillis qui enveloppe le bloc cylindre et les paliers avec des poutres externes définissant des noeuds situés sur une surface de révolution en forme de tonneau et des poutres internes dont une extrémité est ancrée sur le bloc cylindre ou sur l'un des paliers et dont l'autre extrémité est fixée sur l'un des noeuds extérieurs ou sur une poutre extérieure de l'ossature. Le carter antivibrations de l'invention comprend en outre des écrans acoustiques montés de façon étanche à l'extérieur de l'ossature entre les poutres extérieures pour définir une cuvette étanche. Les écrans acoustiques peuvent être constitués par des plaques métalliques ou en matière plastique rigide. Le montage sur l'ossature des écrans s'effectue de préférence en utilisant des joints d'étanchéité et de découplage. Le treillis offre également l'avantage de servir à rigidifier le bloc cylindre. L'invention est optimale en ce sens que les poutres sont reliées aux points de plus fortes vibrations sur le bloc cylindre, et qu'elles travaillent en traction-compression. n en résulte que les vibrations transmises aux noeuds extérieurs de l'ossature du carter antivibrations sont nettement moins importantes que les vibrations au niveau des points d'ancrage des poutres internes sur le bloc cylindre et sur les paliers. De préférence, les points d'ancrage des poutres internes de l'ossature en treillis sont situés sur le haut et le bas du bloc cylindre et surtout sur le bas des paliers de vilebrequin. De préférence, au moins une partie des poutres de l'ossature en treillis sont réalisées sous forme de tubes dans lesquels on introduit un matériau granulaire (sable, pierre ponce etc...) pour amortir d'avantage les vibrations par frottements secs entre les grains. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue de face schématique d'un moteur à combustion interne équipé d'un carter antivibrations de l'invention, la figure 2 est une vue de détail montrant la structure d'une poutre du carter de la figure 1, la figure 3 est une vue de dessus schématique de l'ensemble de la figure 1, et la figure 4 est une vue de côté schématique de l'ensemble de la figure 1. Afin de ne pas surcharger les figures, seul un écran acoustique est représenté sur les figures 3 et 4. On comprendra facilement que le carter antivibrations de l'invention est pourvu d'un certain nom bre d'écrans acoustiques individuels en vue de définir une cuvette étanche enfermant le bloc moteur et les paliers de vilebrequin. Tel qu'illustré sur les figures, le moteur à combustion interne est schématiquement représenté par un ensemble constitué d'une culasse 1 fixée au dessus d'un bloc cylindre 2 et plusieurs paliers 3 (au nombre de 7 dans cet exemple) montés en dessous du bloc cylindre et destinés à supporter un vilebrequin non représenté. Le carter antivibrations comprend une os sature métallique en treillis 4 avec des poutres externes haut 5, intermédiaires 6, bas 7 et de fond 8 réunies entre elles en des noeuds extérieurs 9 qui sont répartis sur une surface en tonneau dont l'axe est parallèle à l'axe du vilebrequin. L'ossature en treillis 4 comprend en outre des poutres internes haut 10, intermédiaires 11 et bas 12. Les poutres internes haut 10 relient mécaniquement le bas du bloc cylindre 2 aux noeuds extérieurs 9 situés au niveau de la poutre externe intermédiaire 6. De ces noeuds extérieurs 9 partent les poutres internes intermédiaires 11 dont l'autre extrémité est ancrée dans les paliers 3 de vilebrequin. Les poutres internes bas 12 relient les paliers 3 aux poutres externes de fond 8 longitudinales. Les poutres externes haut 5 présentent également une extrémité ancrée dans le haut du bloc cylindre 2. L'ossature en treillis 4 ainsi obtenue présente une grande rigidité et supporte le moteur de façon stable. Chaque palier 3 de vilebrequin est supporté par quatre ou six poutres internes ce qui le rigidifie contre les déformations dues aux vibrations. L'ossature en treillis 4 est revêtue par des écrans acoustiques découplés 13 entre les poutres externes 5, 6, 7 et 8 de façon à définir une cuvette étanche enveloppant le moteur. Dans l'exemple illustré, l'ossature en treillis 4 est symétrique par rapport à un plan vertical le long de l'axe de vilebrequin, et comprend dix huit poutres externes dont quatre paires haut 5, une paire intermédiaire 6, deux paires bas 7 et quatre de fond 8, ainsi que quarante deux poutres internes dont deux paires haut 10, huit paires intermédiaires 1 1 et onze paires bas 12. De préférence, les poutres constituant l'ossature en treillis 4 sont en tout ou partie constituées par des tubes métalliques remplis d'un matériau granulaire 14 (figure 2). Ainsi, les vibrations au niveau des tubes concernés sont amorties en plus par frottements secs entre les grains du matériau 14. L'ossature en treillis 4 peut être obtenue par moulage ou soudage des poutres. Pour faciliter l'accès au bloc cylindre, au moins une partie des écrans acoustiques 13 sont rendus amovibles de l'ossature en treillis 4. Grâce à l'invention, on rigidifie de manière conséquente le bloc cylindre pour réduire ainsi le plus possible les niveaux de vibrations transférés, diminuer les vibrations dues au mouvement du vilebrequin par rigidification des paliers 3, et déplacer les fréquences propres de l'ensemble au-delà des fréquences basses d'excitation dans une zone fréquencielle où les boucliers acoustiques sont efficaces. L'ossature en treillis 4 permet d'augmenter la résistance mécanique de l'ensemble et présente un rayonnement acoustique très faible grâce aux faibles surfaces apparentes de la structure, ce qui présente un avantage supplémentaire par rapport au moteur classique qui présente d'importantes sources rayonnantes. L'invention permet d'obtenir une bonne rigidification tout en diminuant le poids de la structure. Elle permet également d'amortir considérablement les vibrations grâce au travail des poutres internes en compression et traction. Par ailleurs, l'invention permet d'obtenir un gain sur le confort vibratoire en choisissant les points de fixation sur le châssis du véhicule parmi les points de faibles niveaux vibratoires. Enfin, les écrans acoustiques 13 sont découplés mécaniquement de l'ossature en treillis 4 pour permettre une diminution des niveaux vibratoires qui leur parviennent, et les font rayonner. REVENDICATIONS 1. Carter anti vibrations pour moteur à combustion interne, le moteur comprenant une culasse monobloc (1), un bloc cylindre (2) et des paliers (3) de vilebrequin, caractérisé en ce que le carter comprend une ossature métallique en treillis (4) avec les poutres externes (5-8) reliées entre elles en des noeuds extérieurs (9) situés sur une surface de révolution sous forme d'un tonneau, et des poutres internes (10-12) dont une extrémité est ancrée dans le bloc cylindre ou dans un palier de vilebrequin et dont l'autre extrémité est reliée à l'un des noeuds ex térieurs (9) ou à une poutre externe de fond (8), et des écrans acoustiques (13) montés de façon étanche et découplée à l'extérieur de l'ossature en treillis entre les poutres extemes, de façon à définir une cuvette étanche enveloppant le moteur. 2. Carter antivibrations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutres externes haut (5) présentent une extrémité ancrée dans le haut du bloc cylindre (2), que les poutres internes haut (10) sont ancrées dans le bas du bloc cylindre, et que les poutres internes intermédiaires (11) et bas (12) sont ancrées dans les paliers (3) de vilebrequin. 3. Carter antivibrations selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les poutres internes (10-12) travaillent en compression/traction. 4. Carter antivibrations selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est symétrique par rapport à un plan vertical le long de l'axe de vilebrequin. 5. Carter antivibrations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ossature en treillis (4) est constituée au moins en partie, par des tubes métalliques remplis d'un matériau granulaire (14). 6. Carter antivibrations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ossature en treillis est obtenue par moulage ou soudage. 7. Carter antivibrations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les écrans acoustiques (13) sont des pla ques métalliques ou en matière plastique rigide. 8. Carter antivibrations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins une partie des écrans acoustiques (13) sont rendus amovibles de l'ossature en treillis (4).