Brevet FR2750474A1 — publié le 19980102

CARTER CYLINDRES POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un carter-cylindres pour moteur à combustion interne du type multicylindre destiné notamment à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un carter-cylindres adapté pour améliorer la lubrification des pistons du moteur. Un moteur à combustion interne multicylindre est constitué classiquement d'un bloc venant de fonderie ou carter-cylindres percés de trous qui forment des alésages ou fûts cylindriques. Dans ces alésages cylindriques coulissent des pistons raccordés par les bielles au vilebrequin du moteur. L'extrémité supérieure dù carter-cylindres est fermée par une culasse dans laquelle est ménagée les toits des chambres de combustion ainsi que les conduits d'admission et d'échappement. L'extrémité inférieure du cartercylindres comprend classiquement des paliers qui supportent le vilebrequin et elle est fermée par un carter de protection servant de réserve d'huile pour le moteur. Les pistons se déplacent de façon alternative dans leur alésage cylindrique respectif, transmettant la poussée des gaz au vilebrequin par l'intermédiaire des bielles. Pour assurer l'étanchéité et empêcher notamment le passage des gaz de combustion hors des chambres de combustion, les pistons sont munis de segments adaptés formés par des anneaux circulaires montés dans des gorges annulaires usinées à la périphérie des pistons. Pour limiter les frottements entre les pistons et leurs alésages cylindriques et augmenter le rendement du moteur, on réalise classiquement la lubrification des surfaces frottantes en venant déposer un film d'huile sur les parois des alésages cylindriques et sur les jupes des pistions. Ce film d'huile est produit soit directement comme cela est notamment décrit dans le document DE-A-4.243.571, grâce à des buses d'injection d'huile qui dirige un jet d'huile sur la face inférieure des pistons et sur les parois des alésages cylindriques et des pistons, soit encore à partir des projections d'huile résultant de la lubrification des paliers du vilebrequin et des têtes de bielles, projections qui formant un brouillard d'huile pénètrent dans la partie inférieure des alésages cylindriques. Pour limiter la consommation en huile du moteur et donc espacer les opérations d'entretien (vidanges/graissages) ainsi que pour réduire les émissions de polluants dégagés par la présence d'huile dans les chambres de combustion, les pistons sont munis de segments racleurs d'huile qui tendent à empêcher les remontées d'huile dans les chambres de combustion en phase d'aspiration. La diminution de la consommation d'huile est aujourd'hui un objectif important dans la conception des nouveaux moteurs et l'industrie automobile est donc occupée à trouver des solutions techniques pour répondre à ce problème et ce, sans trop pénaliser ni les performances des moteurs ni leur prix de revient. Différentes solutions ont été développées pour limiter au maximum la consommation en huile des moteurs à combustion interne, ces solutions consistent essentiellement à travailler les dimensions des pistons et des segments racleurs ainsi qu'à améliorer les états de surface des alésages cylindriques. Ces différentes solutions présentent les inconvénients d'avoir des coûts de mise en oeuvre élevés et de plus, du fait de l'augmentation des côtes des segments racleurs, de provoquer une forte augmentation des frottements et donc de la consommation en carburant des moteurs. Le but de la présente invention est donc de proposer un carter-cylindres pour moteur à combustion interne, de conception particulièrement simple et économique, qui permet de limiter la consommation en huile des moteurs sans présenter les inconvénients de l'art antérieur précité. Le carter-cylindres pour moteur à combustion interne selon l'invention, comporte au moins un alésage cylindrique débouchant à ses deux extrémités axiales et destiné à loger à coulissement un piston correspondant servant à entraîner un vilebrequin par l'intermédiaire d'une bielle. Selon l'invention, le carter-cylindres pour moteur à combustion interne est caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de l'alésage cylindrique coopère avec des moyens formant écran destinés à limiter les projections d'huile issues notamment du vilebrequin vers ledit alésage. Selon une autre caractéristique du cartercylindres pour moteur à combustion interne objet de l'invention, les moyens formant écran sont adaptés pour guider l'huile en retour vers les parois latérales dudit carter-cylindres et prévenir le ruissellement de l'huile sur les pièces tournantes de l'embiellage. Selon une autre caractéristique du cartercylindres pour moteur à combustion interne objet de l'invention, les moyens formant écran sont formés par une plaque obturatrice destinée à venir se positionner sous l'ouverture inférieure de l'alésage cylindrique, cette plaque comportant des ouvertures adaptées pour permettre notamment le passage de la bielle et d'une quantité adaptée de projections d'huile. Selon une autre caractéristique du cartercylindres pour moteur à combustion interne objet de l'invention, la plaque obturatrice présente une ouverture centrale oblongue de dimensions adaptées, destinée à laisser passer librement la bielle et permettre également le passage d'une quantité adaptée de projections d'huile. Selon une autre caractéristique du cartercylindres pour moteur à combustion interne objet de l'invention, la plaque obturatrice présente des orifices de retour d'huile adaptés, ces orifices étant régulièrement répartis et destinés à s'étendre au voisinage des parois de l'alésage cylindrique. Selon une autre caractéristique du cartercylindres pour moteur à combustion interne objet de l'invention, la plaque obturatrice est formée par une tôle mince apte à se fixer à la partie inférieure du carter-cylindres par l'intermédiaire de deux pattes de fixation s'étendant de part et d'autre de la plaque. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description présentée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un carter-cylindres de moteur à combustion interne selon l'invention la figure 2 est une vue de dessus de l'écran anti-remontée d'huile représenté sur la figure 1. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés sur les dessins annexés. De plus, pour faciliter la lecture de ces dessins, les mêmes pièces portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Conformément à la figure 1, on voit un alésage cylindrique référencé 2 porté par le bloc ou carter cylindres 1 d'un moteur à combustion interne, par exemple un moteur à allumage commandé à quatre cylindres en ligne. A l'intérieur de cet alésage cylindrique 2 débouchant à ses deux extrémités est logé à coulissement un piston correspondant 3 qui est destiné à entraîner le vilebrequin 4 du moteur par l'intermédiaire d'une bielle 5. Le vilebrequin 4 est logé dans des paliers non figurés ménagés à l'extrémité inférieure du carter-cylindres 1, ces paliers sont solidarisés aux parois latérales ou jupes qui se prolongent vers le bas, cette extrémité inférieure est de plus fermée de façon classique par un carter 8, monté avec un joint d'étanchéité, servant de réserve pour l'huile de lubrification 9 du moteur. Le piston 3 est représenté sur la figure 1 dans une position intermédiaire entre les deux positions extrêmes supérieure et inférieure appelées respectivement Point Mort Haut et Point Mort Bas. Ce piston 3 se compose classiquement en partie supérieure d'une tête destinée à fermer la chambre de combustion et qui reçoit la pression des gaz. Cette tête porte circonférentiellement des gorges dans lesquelles sont logés des segments 6 qui assurent l'étanchéité aux gaz et à l'huile entre le piston 3 et le cylindre 2. La tête se prolonge vers le bas par une jupe qui frotte contre les parois du cylindre 2 et guide le mouvement du piston 3. Enfin, des bossages reçoivent l'axe 7 qui assure l'articulation du piston 3 au pied de la bielle 5. Le circuit de graissage non figuré est classiquement du type à graissage sous pression et à bain d'huile. Une pompe à huile entraînée par le moteur aspire l'huile 9 contenue dans le carter de protection ou carter d'huile 8 et la refoule à une pression contrôlée vers successivement un filtre à huile, la rampe principale ménagée à travers le carter-cylindres qui alimente les paliers du vilebrequin 4 et la rampe intégrée à la culasse qui surmonte le carter-cylindres pour lubrifier les différentes pièces frottantes de la distribution et notamment les paliers de l'arbre à cames ainsi que les contacts cames-patins, l'huile retombe ensuite par gravité dans le carter 8. Les frottements entre la jupe du piston 3 et les parois en contact de l'alésage cylindrique 2 ainsi que les frottements de l'axe du piston 7 sont lubrifiés par les projections d'huile provenant du maneton du vilebrequin 4 au contact de la tête de la bielle 5. Ce maneton est lubrifié par de l'huile amenée depuis l'un des paliers adjacents du vilebrequin 4 par des perçages effectués à travers le vilebrequin. Conformément à l'invention, un écran 10 de forme adaptée et formant protection aux projections d'huile est disposé entre le vilebrequin 4 et l'ouverture inférieure de l'alésage cylindrique 2. Cet écran 10 a pour objet de limiter les projections d'huile vers l'alésage cylindrique et donc de limiter en conséquence les quantités d'huile déposées sur les parois de l'alésage 2. Conformément à la figure 2 qui détaille l'écran 10, on voit que ce dernier se compose d'une plaque obturatrice sensiblement circulaire 15, réalisée par exemple sous la forme d'une tôle mince en matériau métallique. Cette plaque 15 est destinée à venir se positionner sous l'ouverture inférieure de l'alésage cylindrique 2, au contact du carter-cylindres 1. Elle comporte une ouverture centrale oblongue 11 de dimensions adaptées, destinée à laisser passer librement l'âme de la bielle 5 et permettre également le passage d'une partie prédéterminée des projections d'huile issues du maneton correspondant du vilebrequin 4. La plaque 15 présente par ailleurs des orifices 12 adaptés, régulièrement répartis à sa périphérie, qui sont destinés à permettre le retour vers le carter 8 de l'huile qui a été raclée par les segments 6 du piston 3 et qui s'écoule en retour par gravité le long des parois intérieures de l'alésage cylindrique 2. Deux pattes 13 et 14 s'étendant de part et d'autre de la plaque 15 permettent la fixation de cette dernière sur le carter-cylindres par exemple par soudage. Ainsi grâce à l'écran 10, il est possible d'ajuster au mieux, par les seules dimensions données à l'ouverture 11, la quantité d'huile projetée sur les parois de l'alésage cylindrique et donc de limiter cette quantité de façon à obtenir la lubrification souhaitée. Cette réduction de la quantité d'huile présente sur les parois de l'alésage cylindrique suffit à réduire la consommation en huile du moteur et ce, sans nécessiter de renforcer le segment racleur ou à améliorer les états de surface des pièces. Par ailleurs, les orifices 12 de retour d'huile, combinés éventuellement à des rainures adaptées formées sur la face inférieure de la plaque 15, permettent de guider l'huile qui s'écoule de l'alésage 2 ou qui a été projetée contre la plaque depuis le maneton, vers les parois latérales du carter-cylindres puis sur les parois du bas carter 8 et donc d'éviter le retour et le barbotage de l'huile sur les éléments tournant de l'embiellage formé par l'ensemble biellevilebrequin, qui est à l'origine d'une perte de puissance des moteurs. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, l'ensemble des alésages cylindriques du moteur peut être protégé par un unique écran s'étendant axialement sous toute la longueur du moteur. Ainsi, l'invention n'est pas limitée à un circuit de graissage sous pression et à bain d'huile mais peut également s'appliquer à un circuit de graissage à carter sec. De même, l'invention n'est pas limitée à la seule forme du carter-cylindres qui a été représenté mais peut s'appliquer à tout type de carter-cylindres. De même, l'écran 10 peut être réalisé non pas seulement en tôle métallique mais en tout type de matériau apte à résister aux contraintes de fonctionnement du carter-cylindres et peut par exemple être réalisé dans un matériau plastique adapté. REVENDICATIONS [1] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne comportant au moins un alésage cylindrique (2) débouchant à ses deux extrémités axiales et destiné à loger à coulissement un piston correspondant (3) servant à entraîner un vilebrequin (4) par l'intermédiaire d'une bielle (5), caractérisé en ce que l'extrémité inférieure dudit alésage cylindrique (2) coopère avec des moyens formant écran (10) destinés à limiter les projections d'huile issues notamment du vilebrequin vers ledit alésage (2). [2] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran (10) sont formés par une plaque obturatrice (15) destinée à venir se positionner sous l'ouverture inférieure dudit alésage cylindrique (2), ladite plaque (15) comportant des ouvertures adaptées (11,12) pour permettre notamment le passage de la bielle et d'une quantité adaptée de projections d'huile. [3] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ladite plaque (15) présente une ouverture centrale oblongue (11) de dimensions adaptées, destinée à laisser passer librement la bielle (5) et permettre également le passage d'une quantité adaptée de projections d'huile. [4] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que ladite plaque (15) présente des orifices (12) de retour d'huile adaptés, lesdits orifices (12) étant régulièrement répartis et destinés à s'étendre au voisinage des parois de l'alésage cylindrique (2). [5] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran (10) sont adaptés pour guider l'huile en retour vers les parois latérales dudit carter-cylindres (1) et prévenir le ruisselement de l'huile sur les pièces tournantes de l'embiellage. [6] Carter-cylindres (1) pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque obturatrice (15) est formée par une tôle mince apte à se fixer à la partie inférieure du carter-cylindres (1) par l'intermédiaire de deux pattes de fixation (13,14) s'étendant de part et d'autre de ladite plaque (15).