Brevet FR2743393A1 — publié le 19970711

L'invention concerne une culasse refroidie par un liquide pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, formée d'une pièce en fonte comportant un espace pour l'eau de refroidissement, qui est délimité par des parois latérales extérieures, une base de culasse et une partie supérieure de culasse située au-dessus du fond à une certaine distance, et qui est traversée dans la direction transversale de la culasse par des canaux de transfert de gaz, qui s'étendent depuis des ouvertures de soupapes aménagées dans la base de la culasse jusqu'à des ouvertures débouchant dans les parois latérales, et comportant une chambre qui s'étend à l'intérieur de l'espace pour l'eau de refroidissement entre les canaux de transfert de gaz d'un cylindre, dans l'axe de ce cylindre, pour un injecteur et comportant en outre des colonnes de support qui sont situées dans l'espace prévu pour l'eau de refroidissement et s'étendent depuis la base jusqu'à la partie supérieure de la culasse et comportent des ouvertures servant à loger des boulons de culasse et comportant en outre des nervures de renforcement disposées dans l'espace logeant l'eau de refroidissement et formées au moins dans la base de la culasse. D'après la demande de brevet allemand DE 35 13 126 C2, on connaît une culasse du type indiqué. Pour renforcer le boîtier de la culasse, la partie supérieure de cette dernière possède une barrette médiane, qui s'étend dans la direction longitudinale de la culasse et est agencée sous la forme d'une nervure de renforcement qui est reliée, par l'intermédiaire de nervures verticales de liaison, à la base de la culasse. Ces dispositions pour obtenir une culasse rigide sont compliquées. L'invention a pour but de développer une culasse du type mentionné de manière que la rigidité de la culasse soit obtenue avec une dépense minimale et au moyen d'une amélioration et d'une meilleure utilisation des composants déjà présents dans le boîtier de la culasse et qui augmentent la rigidité. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une culasse du type indiqué plus haut grâce au fait que les nervures de renforcement relient respectivement un canal de transfert de gaz à une colonne de support. Dans le boîtier de la culasse, aussi bien les canaux de transfert de gaz que les colonnes de support servant à loger les boulons de culasse, sont des composants qui augmentent la rigidité. Grâce à la liaison de ces composants au moyen d'une nervure de renforcement, au moins les parties de la base de culasse, qui sont situées entre ces composants, sont rigidifiées de façon simple. Ce nouvel ensemble de rigidification comprenant un canal de transfert de gaz, une nervure de renforcement et une colonne de support utilise avantageusement les composants pour ainsi dire déjà présents dans le boîtier de la culasse et qui augmentent la rigidité, pour conférer une rigidité à des parties, de ce fait plus étendues en surface, de la base de culasse. Selon une autre caractéristique de l'invention, les nervures de renforcement s'étendent obliquement par rapport à un axe longitudinal de la culasse. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour chaque cylindre, un canal de transfert de gaz d'admission et un canal de transfert de gaz d'échappement sont reliées, par l'intermédiaire de nervures respectives de renforcement, respectivement à une colonne de support. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente une culasse selon l'invention sous la forme d'une coupe transversale prise suivant la ligne I-I; et - la Figure 2 représente la culasse de la Figure 1 sous la forme d'une coupe horizontale prise suivant la ligne II-II sur la Figure 1. Une culasse 1 pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres à quatre temps est constituée par une pièce en fonte monobloc comportant une base de culasse 2 et les parois extérieures longitudinales 4, 5 et des parois extérieures frontales 6, qui s'étendent vers le haut jusqu'à une partie supérieure de culasse 3. Les parois extérieures 4,5 et 6, qui se terminent au niveau de la partie supérieure de culasse 3, sont usinées planes de manière à permettre l'application d'un couvercle de culasse. La base de culasse 2 et la partie supérieure de culasse 3, qui est distante de la base de culasse, enserrent, conjointement avec les parois latérales 4,5 et 6, un espace 7 pour l'eau de refroidissement. L'espace 7 pour l'eau de refroidissement est traversé, transversalement par rapport à l'axe longitudinal 8 de la culasse, par des canaux de transfert de gaz 9, 10, parmi lesquels chaque canal de transfert de gaz 9 forme respectivement un canal d'échappement et chaque canal de transfert de gaz 10 forme un canal d'admission. Les canaux de transfert de gaz 9 et 10 s'étendent depuis des ouvertures de soupapes 11 et 12 dans la base de culasse 2 jusqu'à des ouvertures débouchant dans les parois extérieures latérales 4 et 5. Seules les ouvertures 13, au niveau desquelles débouchent les canaux d'échappement, sont représentées sur les Figures. La fixation de la culasse 1 sur le bloc cylindres non représenté s'effectue au moyen de boulons de culasse, qui sont enfichés dans des D ouvertures 14, 15 de colonnes de support 16, 17. Pour chaque cylindre il est prévu 4 boulons de culasse. Pour obtenir un serrage aussi uniforme que possible de la culasse 1 sur le bloc - cylindres, les boulons de culasse et par conséquent également les colonnes de support 16,17 sont disposés dans la zone des parois latérales 4 et 5. Ainsi, les colonnes de support 16 sont prévues dans la zone de la paroi extérieure 4 et les colonnes de support 15 sont prévues dans la zone de la paroi extérieure 5. Les colonnes de support 16 et 17 sont formées par coulée dans les configurations en boîtier de la culasse 1 de telle sorte que les forces de serrage, qui sont produites par les boulons de culasse, soient réparties d'une manière aussi uniforme que possible par l'intermédiaire des colonnes de support et de la base 2 de la culasse, sur le joint de culasse prévu entre la culasse 1 et le bloc - cylindres. De même il est important que les forces appliquées par les gaz et agissant sur la base 2 de la culasse soient réparties d'une manière aussi uniforme que possible entre les composants de la culasse 1, de manière à éviter des maxima de contraintes et des flexibilités, en particulier dans la base de culasse 2. Pour augmenter la rigidité, les colonnes de support 16 et 17 sont reliées non seulement à la base de culasse 2 et à la partie supérieure de culasse 3, mais en outre également aux canaux de transfert de gaz 9 et 10. En outre, la rigidité est accrue au moyen des chambres 18, disposées en position centrale par rapport aux différents cylindres dans la culasse et servant à loger les injecteurs ou les bougies d'allumage, étant donné que ces chambres sont également reliées à la base de culasse 2 et à la partie supérieure de culasse 3. Alors, pour accroître plus encore la rigidité de la culasse 1 dans le cadre de l'invention, la base de culasse 2 est renforcée, du côté tourné vers l'eau, par des nervures de renforcement 19 et 20. Les nervures de renforcement 19 et 20, qui s'avancent à partir de la base de culasse 2 à l'intérieur de l'espace 7 pour l'eau de refroidissement, s'étendent essentiellement en direction de la culasse 1, les nervures de renforcement 19 étant formées par coulée conjointement avec les colonnes de support 16 et les canaux de transfert de gaz d'admission 10, et les nervures de renforcement 20 étant formées par coulée conjointement avec les canaux de support 17 et les canaux de transfert de gaz d'échappement 9. En liaison avec les canaux de changement des gaz 9 et 10 et avec les colonnes de support, on obtient ainsi, de façon simple un renforcement supplémentaire de la culasse 1, en particulier de la base de culasse 2 vis-à-vis des contraintes de flexion provoquées par les forces produites par les gaz, contraintes qui sont en outre réparties dans la culasse par l'intermédiaire de la liaison avantageuse des nervures de renforcement 19 et 20 avec les colonnes 16 et 17 ainsi que par l'intermédiaire des canaux de transfert de gaz 9 et 10. Grâce à la liaison des nervures de renforcement 19 aux canaux de transfert de gaz d'admission 10 et aux colonnes de support 16 ainsi que des nervures de renforcement 20 aux canaux de transfert de gaz d'échappement 9 et aux colonnes de support 17, des zones relativement étendues de la base de culasse sont renforcées. REVENDICATIONS 1. Culasse refroidie par un liquide pour Lun moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, formée d'une pièce en fonte comportant un espace pour l'eau de refroidissement, qui est délimité par des parois latérales extérieures, une base de culasse et une partie supérieure de culasse située au-dessus du fond à une certaine distance, et qui est traversée dans la direction transversale de la culasse, par des canaux de transfert de gaz, qui s'étendent depuis des ouvertures de soupapes aménagées dans la base de la culasse jusqu'à des ouvertures débouchant dans les parois latérales, et comportant une chambre qui s'étend à l'intérieur de l'espace pour l'eau de refroidissement entre les canaux de transfert de gaz d'un cylindre, dans l'axe de ce cylindre, pour un injecteur et comportant en outre des colonnes de support qui sont situées dans l'espace prévu pour l'eau de refroidissement et s'étendent depuis la base jusqu'à la partie supérieure de la culasse et comportent des ouvertures servant à loger des boulons de culasse, et comportant en outre des nervures de renforcement disposées dans l'espace logeant l'eau de refroidissement et qui sont formées au moins dans la base de la culasse, caractérisée en ce que les nervures de renforcement (19,20) relient respectivement un canal (9,10) de transfert de gaz à une colonne de support (16,17). 2. Culasse refroidie par liquide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les nervures (de renforcement (19,20) s'étendent obliquement par rapport à un axe longitudinal (8) de la culasse. 3. Culasse refroidie par un liquide selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que pour chaque cylindre, un canal de transfert de gaz d'admission (10) et un canal de transfert de gaz de sortie (9) sont reliés, par l'intermédiaire de nervures respectives de renforcement (19 ou 20), respectivement à une colonne de support (16 ou 17).