Brevet FR2758591A1 — publié le 19980724

La présente invention concerne un bloc-cylindres en alliage léger pour moteur à combustion interne, notamment pour moteur diesel. Généralement les bloc-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 de cylindre alignées en fonte, qui sont insérées dans le carter par surmoulage et une chambre pour un liquide de refroidissement, désignée couramment chambre d'eau, de façon à faire circuler ce liquide autour des cylindres pour en abaisser la température. L'inconvénient majeur de tels bloc-cylindres réside dans le fait que ces chemises en fonte adhérent mal avec l'alliage du carter du fait que ces matériaux présentent des caractéristiques de fusion et de dilatation distinctes, d'où résulte une mauvaise conduction thermique donc un refroidissement insuffisant des cylindres, ce qui est néfaste au bon fonctionnement du moteur. On connaît également, notamment par le brevet FR-A-2 706 576, des bloc-cylindres tels que susmentionnés qui comportent des chemises de cylindre préalablement reliées en formant un ensemble désigné parfois grappe de chemises. Dans ce brevet, il est décrit que la grappe de chemises est réalisée en alliage d'aluminium hypersilicié. Mais l'utilisation de grappe de chemises réalisées en un matériau d'alliage d'aluminium n'est pas particulièrement favorable pour les moteurs diesels qui impliquent pour les cylindres un métal résistant vis-à-vis des frottements dus au coulissement des pistons et aux fortes compressions régnant dans ces cylindres. De plus, lorsque l'on vient serrer une culasse sur une face dite supérieure d'un bloc-cylindres, dans un véhicule automobile, I'étanchéité obtenue n'est pas optimale du fait de la présence de bi-matiére, c'est-à-dire matière du carter et matière des chemises, sur cette partie supérieure. La présente invention a pour but de proposer une solution propre à réduire les inconvénients qui viennent d'être énoncés. A cet effet, la présente invention a pour objet un bloccylindres pour moteur à combustion interne, du deuxième type susmentionné, comportant un carter en alliage léger surmoulé sur une grappe de chemises, et une chambre d'eau entourant les chemises, remarquable en ce que cette chambre est agencée dans la grappe. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le bloc-cylindres comporte une tablature pour l'appui d'une culasse, qui est solidaire au moins en majeure partie de la grappe de chemises. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la grappe comporte une partie haute délimitée par la tablature et contenant la chambre, et une partie basse constituée d'une portion inférieure des fûts de cylindres. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la chambre est délimitée d'une part par une paroi intérieure prolongeant la portion inférieure des fûts et d'autre part par une toile extérieure qui est contiguë à une partie correspondante du carter. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la grappe de chemises est réalisée dans un matériau plus résistant que celui utilisé pour le carter. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un bloc-cylindres selon l'invention, La figure 2 est une vue en perspective d'une grappe de chemises du bloc-cylindres de la figure 1, La figure 3 est une vue de dessus du bloc-cylindres, Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe du bloc cylindres, respectivement suivant les plans passant par les lignes IV-IV et V-V de la figure 1, La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3, et La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 3. On a représenté sur la figure 1, un bloc-cylindres 1 pour moteur à combustion interne à quatre cylindres 2 en ligne, disposé verticalement et comportant, insérée dans un carter 3, une grappe 4 de chemises 5 destinées à recevoir chacune un des pistons du moteur. Le carter 3 est réalisé, en fonderie par gravité ou sous pression et avec surmoulage sur la grappe 4, en alliage d'aluminium procurant une faible masse au bloc-cylindres. Comme visible sur les figures 2 à 7, cette grappe 4 est réalisée monopiéce et comporte, selon l'invention, pour chaque cylindre 2, un fût 6, une chambre d'eau 7 entourant chaque fût 6 et une tablature 8, disposée à l'une des extrémités des fûts 6 en constituant une face supérieure d'appui 8a pour une culasse, non représentée. Chaque chemise 5 de la grappe 4 est composée d'une part d'une partie basse 9 et d'autre part d'une partie haute 10. La partie basse 9 est constituée par la portion inférieure 6a des fûts 6 qui est en contact direct avec une partie correspondante 3a du carter, comme visible sur la figure 5. On comprendra aisément que l'épaisseur du fût 6 dans cette portion puisse être faible car elle est renforcée par le carter. Cette partie basse 9 s'évase sur toute la longueur du bloc-cylindres en direction de la tablature 8 de manière à former la partie haute 10 de la grappe. Dans cette partie haute 10, est agencée la chambre d'eau 7 qui s'étend sur la majeure partie de la longueur du bloc-cylindres. En variante, il peut être prévu plusieurs chambres séparées -ou une chambre en plusieurs portions- qui s'étendent sur toute -ou une partie- de cette longueur. Cette chambre 7 est délimitée, comme visible sur la figure 4, d'une part par une paroi intérieure 11 prolongeant la portion inférieure 6a des fûts 6 et d'autre part par une toile extérieure 12 qui est contiguë à une partie correspondante 3b du carter 3. La chambre comporte également un fond inférieur 13 qui correspond à la jonction de la toile 12 avec la partie basse 9 et un fond supérieur qui correspond à la tablature 8. On notera que la toile 12 n'ayant pas un rôle de tenue mécanique à remplir, mais seulement une fonction d'étanchéité, son épaisseur peut être faible. Ainsi la tablature 8 recouvre dans sa majeure partie la circulation d'eau et constitue, comme visible sur la figure 3, une face d'appui pour une culasse. Cette disposition permet d'assurer la stabilité de la zone d'appui d'un joint de culasse et par là-même une bonne étanchéité de l'ensemble. On notera que la tablature comporte des trous 20 pour le passage de pièces de fixation de la culasse sur le bloccylindres, ainsi que des ouvertures 22 débouchant dans la chambre d'eau comme visible sur la figure 3, permettant la circulation du liquide de refroidissement entre la culasse et le bloc-cylindres. Au niveau de chaque cylindre d'extrémité 2a, 2b, il est prévu sur chacune des faces latérales de la toile 12 et de manière symétrique par rapport au plan médian X-X du bloccylindres, des orifices d'arrivée 13 et d'évacuation 14 pour assurer une circulation de liquide de refroidissement. Suivant le sens choisi pour la circulation du liquide de refroidissement, certains orifices d'arrivée 13 et d'évacuation 14 sont obstrués avant le surmoulage du carter par un bouchon 1 5 emmanché à force comme visible sur les figures 4 et 5. Avantageusement, il est prévu une circulation d'eau 16 interfûts, comme visible sur les figures 6 et 7, qui peut être réalisée soit par noyau de fonderie lors de la fabrication de la grappe de chemises, soit par perçage, de manière à augmenter la présence d'eau ou de liquide de refroidissement en contact direct avec les fûts des chemises, améliorant ainsi l'efficacité du refroidissement. On notera que les deux modes de réalisation indiqués cidessus peuvent être cumulés pour réaliser la circulation d'eau 16, comme visible sur la figure 6. La grappe de chemises est constituée dans un matériau plus résistant que celui utilisé par le carter; de préférence, elle est réalisée en fonte. Un bloc-cylindres ainsi réalisé présente l'avantage, de par la forme de la grappe et la présence de la tablature, d'avoir une rigidité supérieure à celle des bloc-cylindres classiques à chemises séparées. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. On notera que les bossages 23 recevant les pièces de fixation de la culasse, ici représentés dans le carter 3, peuvent en variante être intégrés à la grappe de chemises. REVENDICATIONS 1. Bloc-cylindres (1) pour moteur à combustion interne, comportant un carter (3) en alliage léger surmoulé sur une grappe (4) de chemises (5), et une chambre d'eau (7) entourant les chemises, caractérisé en ce que cette chambre (7) est agencée dans la grappe (4). 2. Bloc-cylindres selon la revendication 1, comportant une tablature (8) pour l'appui d'une culasse, caractérisé en ce que la grappe (4) de chemises comporte au moins en majeure partie cette tablature. 3. Bloc-cylindres selon la revendication 2, caractérisé en ce que la grappe (4) comporte une partie haute (10) délimitée par la tablature (8) et contenant la chambre (7), et une partie basse (9) constituée d'une portion inférieure (6a) des fûts de cylindres (6). 4. Bloc-cylindres selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre (7) est délimitée d'une part par une paroi intérieure (11) prolongeant la portion inférieure (6a) des fûts (6) et d'autre part par une toile extérieure (12) qui est contiguë à une partie correspondante (3b) du carter (3). 5. Bloc-cylindres selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grappe de chemises est réalisée dans un matériau plus résistant que celui utilisé pour le carter. 6. Bloc-cylindres selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre (7) s'étend sur la majeure partie de la longueur du bloc-cylindres (1). 7. Bloc-cylindres selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tablature (8) comporte des ouvertures (22) débouchant dans la chambre (7).