Brevet FR2745603A1 — publié le 19970905

L'invention concerne un système de ventilation du compartiment du vilebrequin pour un moteur à combustion interne comportant des canaux intégrés dans le carter- moteur et des chambres de séparation pour évacuer les gaz de ventilation constitués par un mélange air-huile, et un canal de retour également intégré dans le carter-moteur pour l'huile séparée, qui revient au compartiment du vile- brequin, et dans lequel un canal de ventilation et un canal de retour d'huile s'étendent respectivement séparément l'un de l'autre entre le compartiment du vilebrequin, qui doit être ventilée, et un espace principal de séparation disposé verticalement au-dessus des deux canaux. Un tel système de ventilation du compartiment du vilebrequin est connu d'après la demande de brevet allemand DE 691 00 092 T2. Dans cette réalisation, les canaux peu- vent être fabriqués uniquement moyennant l'utilisation de noyaux de coulée perdus. En outre l'espace de séparation, dans lequel l'huile doit être séparée du gaz de ventila- tion, est situé très près du compartiment du vilebrequin de sorte qu'une vague d'huile peut être aisément entraînée hors du compartiment du vilebrequin pour pénétrer dans la chambre de séparation. Globalement, les canaux utilisés pour la ventilation et le renvoi de l'huile déposée ainsi que l'espace de séparation ne sont pas conformés et conçus d'une manière particulièrement appropriée pour un degré élevé de séparation de l'huile à partir du gaz de ventila- tion. A partir de là, l'invention traite du problème consistant à agencer les canaux du type indiqué ainsi que l'espace de séparation et de les disposer à l'intérieur du carter-moteur de manière à rendre possible une possibilité de fabrication simple et bon marché. D'autre part le canal de ventilation doit posséder une forme et une longueur, qui contribuent à ce que déjà un pourcentage aussi élevé que possible d'huile peut se déposer à partir du gaz de venti- lation, à l'intérieur du canal de ventilation. Ce problème est résolu fondamentalement à l'aide du système de ventilation du compartiment du vilebrequin du type indiqué plus haut, grâce au fait que le canal de retour de ventilation et le canal de retour d'huile sont prévus de manière à s'ouvrir vers l'extérieur dans l'une des faces frontales du carter-moteur en direction de l'axe du carter-moteur et sont fermés par un couvercle pouvant être appliqué de façon étanche, pour constituer des canaux fermés, et que l'espace principal de séparation s'ouvre en direction d'une culasse pouvant être appliquée de façon étanche sur le carter-moteur. Une considération de départ pour cette solution est de disposer les canaux pour le gaz de ventilation ainsi que pour l'huile, qui reflue, de manière qu'ils débouchent l'extérieur dans une paroi frontale du carter-moteur. De ce fait on peut fabriquer ces cavités de façon simple. Il est en principe possible de fabriquer ces cavités même dans le cas d'une configuration compliquée dans le plan de la paroi frontale, sans noyaux perdus dans un carter de moteur coulé. L'état fermé nécessaire de chaque canal est obtenu au moyen de la mise en place étanche d'un couvercle. Un tel couvercle est habituellement nécessaire dans au moins un côté frontal d'un carter-moteur, pour loger un joint d'étanchéité de palier pour l'arbre du vilebrequin. De ce fait, aucune pièce supplémentaire n'est nécessaire pour la fermeture des cavités formées par les canaux. Le type selon l'invention des configurations des canaux permet une disposition sur une longueur relativement importante du canal de ventilation entre le compartiment du vilebrequin et un espace principal de séparation. Sur l'étendue en longueur de ce canal on peut prévoir des étranglements et des élargissements pour permettre ainsi la séparation d'une quantité aussi grande que possible d'huile, à partir du gaz de ventilation, déjà à l'intérieur du canal de ventilation. Les étranglements sur l'étendue du canal peuvent être disposés à la manière de chicanes et peuvent provoquer des déviations de l'écoulement, qui sont particulièrement appropriées pour une séparation de l'huile. L'espace principal de séparation, dans lequel débouche le canal de ventilation et à partir duquel un canal de retour d'huile s'étend en direction du comparti- ment du vilebrequin, est agencé conformément à l'invention de manière à être ouvert en direction d'une culasse pouvant être mise en place. Grâce à une telle configuration, on peut également fabriquer aisément cette cavité lors de la fabrication du carter-moteur dans le procédé de coulée, sans utiliser aucun noyau perdu. Un espace principal de séparation conformé et disposé de cette manière, peut être conçu sans problème avec une taille relativement importante du point de vue volume. La fermeture de cet espace princi- pal de séparation est réalisée de façon simple au moyen du joint d'étanchéité disposé entre le carter-moteur et la culasse, à travers lequel le gaz de ventilation est évacué en un emplacement usuel, prévu à cet effet, du moteur. La configuration selon l'invention des différents canaux ainsi que de l'espace principal de séparation permet une fabrication simple du cartermoteur dans un procédé de coulée sous pression. Un avantage particulier de l'agencement selon l'invention consiste notamment, grâce à un guidage séparé du canal de ventilation et du canal de retour jusque dans la chambre principale de séparation, à ne pas laisser de façon intempestive de l'huile séparée parvenir à nouveau dans le courant de gaz de ventilation. Le fait de prévoir des canaux de ventilation dans des unités de machine de manière qu'ils débouchent dans une face frontale devant être fermée par le couvercle, est connu en soi d'après le brevet US 4 969 422. La solution selon l'invention, qui implique une position, une associa- tion et une configuration, favorables du point de vue fabrication, des différents canaux en liaison avec un espace principal de séparation de grand volume ne peut cependant pas être tirée de ce document. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal de ventilation débouche, verticalement au-dessus du canal de retour, dans l'espace principal de séparation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal de ventilation possède, sur son trajet s'étendant entre le compartiment du vilebrequin et l'espace principal de séparation, des parties rétrécies et élargies en vue de réaliser une séparation de l'huile et comportant des formes de paroi qui agissent en partie à la manière de chicanes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal de retour est raccordé au compartiment du vilebre- quin par l'intermédiaire d'une partie de canal réalisée en forme de siphon. L'huile, qui est séparée d'une façon efficace après avoir franchi un étranglement situé à l'entrée de l'espace principal de séparation, peut circuler librement pour passer du canal du courant de ventilation dans le canal de retour et, à partir de là, revenir dans le compar- timent du vilebrequin. La chambre principale de séparation est disposée verticalement au-dessus du canal de ventilation et du canal de retour. Les ouvertures du canal de ventilation ainsi que du canal de retour sont disposées les unes audessus des autres dans le fond de l'espace principal de séparation, l'ouverture du canal de ventilation étant située au-dessus de l'ouverture du canal de retour. Dans la zone d'extrémité qui jouxte le comparti- ment du vilebrequin, le canal de retour est agencé à la manière d'un siphon et par conséquent fournit une protec- tion sûre vis-à-vis d'une traversée avec le gaz de ventila- tion. Un renvoi d'huile par l'intermédiaire d'un boî- tier à siphon disposé séparément est déjà connu d'après la demande de brevet allemand publiée DE-OS 21 08 270. Mais, dans ce dispositif connu, il n'est prévu aucune intégration rationnelle conforme à l'invention dans une paroi frontale du carter-moteur. Des caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue d'une partie de la face frontale d'un carter-moteur comportant un espace de séparation situé dans une partie évidée; - la figure 2 représente une vue en plan de la partie de la figure 1 conformément à la flèche II; - la figure 3 représente une coupe de la partie de la figure 1, prise suivant la ligne III-III; - la figure 4 représente une coupe de la partie de la figure 1, prise suivant la ligne IV-IV; et - la figure 5 représente une coupe de la partie de la figure 1, prise suivant la ligne V-V. L'exemple de réalisation concerne le carter- moteur d'un moteur en V. Cependant l'invention peut être appliquée en principe également à des moteurs en ligne. Sur la figure 1, on a représenté simplement une partie, située en partie haute verticalement, de la paroi avant 1 d'un carter-moteur, qui est importante pour l'explication de l'invention. La paroi avant 1 est fermée vis-à-vis de l'espace intérieur du carter-moteur, par un couvercle non repré- senté. Ce couvercle s'applique de façon étanche sur les éléments de bride 2, qui sont mis en évidence sur les des- sins avec un marquage de surface particulier. Dans un couvercle non encore appliqué sur les éléments de bride 2, le canal de ventilation 3 et le canal de retour d'huile 4 débouchent à l'extérieur dans la direc- tion de l'axe du carter-moteur. De ce fait ces canaux 4 et peuvent être représentés de façon simple sans l'utilisa- tion de noyaux perdus, par une fabrication coulée du carter-moteur. Eventuellement ces canaux peuvent être for- més ultérieurement par usinage, c'est-à-dire par exemple par fraisage. L'espace principal de séparation 5, dans lequel le canal de ventilation 3 débouche et sort du canal de retour d'huile 4 débouchant à l'intérieur dans l'espace intérieur 6 du compartiment du vilebrequin, est situé à distance de la paroi avant 1 du carter-moteur, à l'inté- rieur de la partie supérieure de ce carter. Sur le dessin, cet espace principal de séparation 4 est par conséquent situé dans une partie évidée du carter-moteur. Les jonctions partant de l'espace principal de séparation 5 et traversant un élément de paroi en principe fermé du carter-moteur sont également situées, lorsqu'on regarde de l'extérieur, en arrière de la paroi frontale 1 du carter-moteur. Ces jonctions, c'est-à-dire des ouver- tures aménagées dans la paroi considérée, sont cependant agencées de telle sorte qu'elles peuvent être produites par une coulisse du moule de coulée conjointement avec l'espace principal de séparation 5. Le canal de ventilation 3 est conformé sur sa longueur de telle sorte que les parties rétrécies et les parties élargies peuvent être traversées par le gaz de ven- tilation. De ce fait une grande quantité d'huile est éva- cuée du gaz de ventilation déjà à l'intérieur du canal de ventilation 3, de manière à refluer directement dans le compartiment du vilebrequin. En aval, le canal de ventilation 3 se termine par un étranglement qui est utilisé en tant qu'ouverture en vis-à-vis de l'espace principal de séparation 5. L'espace principal de séparation 5 est agencé avec un volume extrê- mement important et permet de ce fait une séparation remar- quable d'huile entraînée conjointement, à partir du gaz de ventilation. Cette huile séparée reflue dans le comparti- ment du vilebrequin en passant dans le canal de retour 4. L'ouverture du canal de ventilation 3 dans l'espace princi- pal de séparation 5 est bien situé à un niveau vertical plus haut que l'ouverture du canal de retour 4, ce qui per- met à l'huile séparée de bien s'évacuer hors du courant de gaz de ventilation. Pour pouvoir éviter de façon sûre un contourne- ment du gaz de ventilation par le canal de retour 4, l'extrémité inférieure, qui pénètre dans le compartiment du vilebrequin, du canal de retour 4 est agencée sous la forme d'un siphon. Sur les figures 2 et 3, on reconnaît la position de l'un des cylindres 7 du moteur. L'agencement selon l'invention du canal de venti- lation et de l'espace de séparation peut être utilisé aussi bien dans le cas d'une ventilation à pleine charge que d'une ventilation sous charge partielle du compartiment du vilebrequin. Une ventilation sous charge partielle convient en particulier dans le cas de moteur comportant un carter de distribution. La fermeture de l'espace principal de séparation 5 s'effectue au moyen de la mise en place de la culasse moyennant l'interposition d'un joint d'étanchéité usuel de culasse. Les gaz de ventilation sont guidés à l'intérieur de la culasse par des conduits intégrés dans cette culasse, en des emplacements du moteur, qui sont usuels pour l'évacuation des gaz de ventilation. Dans le cas du canal de ventilation 3, une ouver- ture supplémentaire est en outre créée par rapport au com- partiment du vilebrequin, dans la zone repérée par A sur la figure 1. Dans ce cas, dans cette ouverture supplémentaire sont disposées avantageusement des chicanes, qui sont cen- sées éviter une entrée de l'huile à l'état de mousse dans le canal de ventilation 3 avec un transfert direct possible dans l'espace principal de séparation 5. Pour accroître le degré de séparation de l'huile sous forme de gouttes à par- tir du gaz de ventilation à l'intérieur du canal de venti- lation 3, on peut insérer ultérieurement, dans la cavité du canal fabriquée à l'état terminé, un matériau servant à former des chicanes, comme par exemple de la laine d'acier. Ceci accroît plus encore la séparation préalable recherchée dans le canal de ventilation 3. La ou les zones d'embouchure du canal de ventila- tion 3 dans le compartiment du vilebrequin sont disposées à un niveau aussi élevé que possible afin d'empêcher d'une manière aussi sûre que possible la pénétration d'une mousse d'huile lorsque le moteur est en position oblique. Une section transversale d'écoulement aussi grande que possible à l'intérieur du canal de ventilation 3, telle qu'elle est possible selon l'invention, réduit le volume de l'huile entraînée à l'intérieur du canal. Etant donné que la ventilation selon l'invention du compartiment du vilebrequin est disposée au niveau de la paroi avant, située sur le côté transmission, du carter- moteur, dans le cas d'une ventilation à pleine charge à travers le carter de distribution dans le couvercle de culasse, l'ensemble du compartiment du vilebrequin peut être ventilé, ce qui s'oppose à l'accumulation de boues d'huile. REVENDICATIONS 1. Système de ventilation du compartiment du vilebrequin pour un moteur à combustion interne comportant des canaux intégrés dans le carter- moteur et des chambres de séparation pour évacuer les gaz de ventilation consti- tués par un mélange air-huile, et un canal de retour égale- ment intégré dans le carter-moteur pour l'huile séparée, qui revient au compartiment du vilebrequin, et dans lequel un canal de ventilation et un canal de retour d'huile s'étendent respectivement séparément l'un de l'autre entre le compartiment du vilebrequin, qui doit être ventilé, et un espace principal de séparation disposé verticalement au- dessus des deux canaux, caractérisé en ce que le canal de retour de ventilation (3) et le canal de retour d'huile (4) sont prévus de manière à s'ouvrir vers l'extérieur dans l'une des faces frontales du carter-moteur en direction de l'axe du carter-moteur et sont fermés par un couvercle pou- vant être appliqué de façon étanche, pour constituer des canaux fermés, et que l'espace principal de séparation (5) s'ouvre en direction d'une culasse pouvant être appliquée de façon étanche sur le carter-moteur. 2. Système de ventilation du compartiment du vilebrequin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de ventilation (3) débouche, verticalement au- dessus du canal de retour (4), dans l'espace principal de séparation (5). 3. Système de ventilation du compartiment du vilebrequin selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que le canal de ventilation (3) possède, sur son trajet s'étendant entre le compartiment (6) du vilebrequin et l'espace principal de séparation (5), des parties rétré- cies et élargies en vue de réaliser une séparation de l'huile et comportant des formes de paroi qui agissent en partie à la manière de chicanes. 4. Système de ventilation du compartiment du vilebrequin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal de retour (4) est rac- cordé au compartiment (6) du vilebrequin par l'intermédiai- re d'une partie de canal réalisée en forme de siphon.