Brevet FR2770585A1 — publié le 19990507

La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne notamment à allumage commandé et à injection directe. De manière classique, les moteurs à allumage par compression à injection directe comprennent un bloc-cylindre dans lequel est ménagé au moins un cylindre, au moins un piston monté mobile dans la direction de l'axe du cylindre, une culasse superposée au bloc-cylindre dans laquelle sont ménagés au moins un conduit d'admission et un conduit d'échappement débouchant dans le cylindre et des soupapes d'admission et d'échappement pour assurer la fermeture des conduits d'admission et d'échappement respectivement, ainsi qu'un joint de culasse interposé entre le bloc-cylindre et la culasse et un circuit de refroidissement par circulation d'un fluide à l'intérieur dudit bloc-cylindre et de ladite culasse. Ce type de moteur comprend également au moins un injecteur de carburant disposé dans la culasse et débouchant dans le cylindre correspondant. Pour cela, la partie inférieure du corps de l'injecteur est reçue par un perçage ménagé dans la culasse comportant un épaulement radial interne contre lequel la partie inférieure dudit corps est maintenue en butée axiale au moyen d'un dispositif de serrage. Ainsi, l'injecteur est disposé dans la culasse qui est soumise à une température élevée si bien qu'il est nécessaire d'assurer le refroidissement de l'injecteur par une circulation contrôlée du fluide de refroidissement. En effet, tout écart de température non contrôlé peut nuire au fonctionnement de l'injecteur et donc au bon fonctionnement du moteur. Selon l'architecture du moteur, l'implantation des injecteurs dans la culasse est différente et les injecteurs peuvent être orientés perpendiculairement au plan du joint de culasse ou inclinés dans le plan vertical et dans le plan horizontal. De plus en plus, l'architecture des moteurs impose une inclinaison des injecteurs dans le plan vertical et/ou dans le plan horizontal ce qui complique le refroidissement des injecteurs pour obtenir une température identique pour tous les injecteurs. Jusqu'à présent, pour améliorer le refroidissement des injecteurs, des nervures formant déflecteurs sont disposées à l'intérieur du circuit de refroidissement de la culasse et à proximité du logement de chaque injecteur pour favoriser les échanges thermiques. Mais, ces nervures de refroidissement ne permettent pas de réguler le débit du fluide de refroidissement au niveau de chaque injecteur et encore moins de maintenir tous les injecteurs à la même température désirée. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un moteur à allumage commandé à injection directe dans lequel le refroidissement des injecteurs est amélioré ce qui permet d'obtenir un refroidissement homogène de l'ensemble des injecteurs. L'invention a donc pour objet un moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé et à injection directe, du type comprenant un bloc-cylindre dans lequel est ménagé au moins un cylindre, au moins un piston monté mobile dans la direction de l'axe du cylindre, une culasse superposée au bloc-cylindre et dans laquelle est positionné au moins un injecteur de carburant débouchant dans le cylindre, un joint de culasse interposé entre le bloccylindre et la culasse et un circuit de refroidissement par circulation d'un fluide à l'intérieur dudit bloc-cylindre et de ladite culasse, caractérisé en ce que la culasse comporte au moins un bossage de réception dudit injecteur et le circuit de refroidissement comporte des moyens de régulation et de répartition du fluide ménagés au niveau de l'interface entre le bloc-cylindre et la culasse et adaptés pour obtenir une circulation du fluide autour dudit bossage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de régulation et de répartition du fluide comprennent, au-dessous dudit bossage de réception de l'injecteur, au moins un orifice calibré ménagé dans le joint de culasse et une ouverture ménagée sur les faces en regard respectivement du bloc-cylindre et de la culasse, de part et d'autre dudit orifice calibré, - les moyens de régulation et de répartition du fluide comprennent, au-dessous dudit bossage de réception de l'injecteur, au moins un orifice calibré ménagé dans le joint de culasse, une ouverture ménagée sur la face du bloccylindre en regard de la culasse et au moins un trou ménagé sur la face de la culasse en regard du bloc-cylindre et disposé en vis à vis de l'orifice calibré, ladite ouverture communiquant avec ledit trou par ledit orifice calibre, - le joint de culasse comporte au moins deux orifices calibrés disposés de part et d'autre de l'axe du bossage correspondant, - la largeur de la section transversale des orifices calibrés varient selon la position des orifices calibrés dans le joint de culasse par rapport au sens de circulation du fluide de refroidissement dans ledit moteur. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est une vue schématique en coupe dans un plan vertical d'une partie d'un moteur conforme à l'invention et montrant une première variante d'implantation d'un injecteur, - la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe dans un plan vertical d'une partie d'un moteur conforme à l'invention et montrant une seconde variante d'implantation d'un injecteur, - la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Fig. 3, - la Fig. 5 est une vue schématique en coupe dans un plan vertical d'une partie d'un moteur conforme à l'invention et montrant une troisième variante d'implantation d'un injecteur, - la Fig. 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la Fig. 5, - la Fig. 7 est une vue schématique du dessus du moteur montrant les moyens de régulation et de répartition du fluide de refroidissement des injecteurs. Sur les figures, on a représenté schématiquement la partie supérieure d'un moteur à allumage commandé à injection directe qui comprend au moins un cylindre 1 ménagé à l'intérieur d'un bloc-cylindre 2 sur lequel est rapporté une culasse 3 venant en appui sur le bloc-cylindre 2 par l'intermédiaire d'un joint de culasse 4. Un piston, non représenté, est monté mobile à l'intérieur du cylindre 1, suivant la direction de l'axe dudit cylindre. Le moteur comporte également un circuit de refroidissement, désigné dans son ensemble par la référence 10, par circulation d'un fluide à l'intérieur du bloc-cylindre 2 et de la culasse 3. Par ailleurs, dans la culasse 3 est également monté un injecteur de carburant 5 débouchant dans le cylindre 1 correspondant. Ainsi que représenté sur les Figs. 1 à 6, l'in- jecteur 5 est disposé dans un bossage 6 ménagé à l'intérieur de la culasse 3 et qui comporte un alésage central 6a pour le passage du corps de l'injecteur 5. D'une manière générale, le circuit de refroidissement 10 comporte des moyens de régulation et de répartition du fluide ménagés au niveau de l'interface entre le bloc-cylindre 2 et la culasse 3 et adaptés pour réaliser une circulation du fluide autour du bossage 6 permettant d'obtenir une circulation contrôlée du fluide de refroidissement et une meilleure maîtrise de la température des injecteurs. Sur les Figs. 1 à 6, on a représenté plusieurs exemples d'implantation de l'injecteur 5 dans la culasse 3. Selon un premier exemple représenté sur les Figs. 1 et 2, l'injecteur 5 est faiblement incliné dans le plan vertical par rapport à l'interface entre le bloc-cylindre 2 et la culasse 3. Dans ce cas, la face inférieure du bossage 6 forme une partie de la face de la culasse 3 en regard du bloc-cylindre 2. Les moyens de régulations et de répartition du fluide autour du bossage 6 sont formés par un orifice calibré 11 ménagé dans le joint de culasse 4, par une ouverture 12 ménagée sur la face du bloc-cylindre 2 en regard de la culasse 3 et par une ouverture 13 ménagée sur la face de la culasse 3 en regard du bloc-cylindre 2. Comme représenté sur la Fig. 2, la largeur respectivement de l'orifice calibré 11 et des ouvertures 12 et 13 est supérieure à la largeur du bossage 6 de telle manière que le fluide de refroidissement circulant soit du bloccylindre 2 vers la culasse 3 ou soit de la culasse 3 vers le bloc-cylindre 2, circule autour du bossage 6 comme représenté par les flèches sur la Fig. 2 et assure un refroidissement optimal dudit bossage 6 ainsi que de l'injecteur 5. L'orifice calibré 11 assure donc une circulation contrôlée du fluide de refroidissement autour du bossage 6. En outre, ce mode de réalisation permet d'obtenir le noyau d'eau de refroidissement de la culasse par simple démoulage axial, sans nécessiter de tiroir de démoulage. La fabrication de la culasse est donc simplifiée. Selon un deuxième exemple représenté sur les Figs. 3 et 4, l'injecteur 5 est moyennement incliné dans le plan vertical par rapport à l'interface entre le bloc-cylindre 2 et la culasse 3. Dans ce cas, les moyens de régulation et de répartition du fluide de refroidissement autour du bossage 6 comprennent, au-dessous dudit bossage 6, deux orifices calibrés 14 ménagés dans le joint de culasse 4, une ouverture 15 ménagée sur. la face du bloc-cylindre 2 en regard de la culasse 3 et une ouverture 16 ménagée sur la face de la culasse 3 en regard du bloc-cylindre 2. Les ouvertures 15 et 16 communiquent entre elles par les orifices calibrées 14 et la largeur de ces ouvertures 15 et 16 est supérieure à la largeur du bossage 6. D'autre part, les orifices calibrés 14 sont situés de part et d'autre de l'axe du bossage 6, comme représenté à la Fig. 4. Ainsi, le fluide de refroidissement circulant soit du bloc-cylindre 2 vers la culasse 3 ou soit de la culasse 3 vers le bloc-cylindre 2, circule autour du bossage 6 comme représenté par les flèches sur la Fig. 4 et assure un refroidissement optimal dudit bossage 6 et de l'injecteur 5. Selon un troisième exemple représenté sur les Figs. 5 et 6, l'injecteur 5 est très incliné dans le plan vertical par rapport à l'interface entre le bloc-cylindre 2 et la culasse 3. Dans ce cas, les moyens de régulation et de répartition du fluide autour du bossage 6 comprennent, audessous dudit bossage 6, au moins deux orifices calibrés 17 ménagés dans le joint de culasse 4, une ouverture 18 ménagée sur la face du bloc-cylindre 2 en regard de la culasse 3 et au moins deux trous 19 ménagés sur la face de la culasse 3 en regard du bloc-cylindre 2 et disposés chacun en vis à vis d'un orifice calibré 17. L'ouverture 18 communique avec les trous 19 par les orifices calibrés 17 et dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figs. 5 et 6, le joint de culasse 4 comporte trois orifices calibrés 17 et la face de la culasse 3 en regard du bloc-cylindre 2 comporte deux trous 19 disposés chacun en vis à vis d'un orifice calibré 7. Au moins deux orifices calibrés 17 ainsi qu'au moins deux trous 19 sont disposés de part et d'autre de l'axe du bossage 6. Ainsi, le fluide de refroidissement circulant soit du bloc-cylindre 2 vers la culasse 3 ou soit de la cu lasse 3 vers le bloc-cylindre 2, circule autour du bossage 6 comme représenté par les flèches sur la Fig. 6 et assure un refroidissement optimal dudit bossage 6 et de l'injecteur 5 logé dans ce bossage. A la Fig. 7, on a représenté schématiquement une vue de dessus du joint de culasse 4 disposé sur le bloc-cylindre 2 qui comporte par exemple quatre cylindres 1. Dans ce mode de réalisation, le bloc-cylindre 2 comporte une ouverture 16 qui s'étend au-dessous des bossages 6. Le joint de culasse 4 comporte pour chaque bossage 6, deux orifices calibrés 14 disposés de part et d'autre de l'axe du bossage 6 correspondant. La largeur de la section transversale des orifices calibrés 14 varie selon la position de ces orifices calibrés 14 dans le joint de culasse 4 par rapport au sens de circulation du fluide de refroidissement dans le moteur. Par exemple, si le fluide circule de la gauche vers la droite comme représenté par les flèches sur la Fig. 7, la largeur de la section transversale des orifices calibrés 14 croît. Ainsi, les orifices calibrés 14 disposés audes sous du premier bossage 6 par rapport au sens de circulation du fluide ont une largeur inférieure par rapport aux autres orifices calibrés. D'autre part, la largeur du premier orifice calibré est supérieure à la largeur du second orifice calibré de chaque bossage 6, comme représenté à la Fig. 7. Les orifices calibrés ménagés dans le joint de culasse permettent de réguler le débit du fluide de refroidissement et assurent une circulation contrôlée de ce fluide. Les bossages des injecteurs sont implantés dans la culasse de telle façon que trois pièces participent au refroidissement, à savoir la culasse et le bloc-cylindre qui véhiculent le fluide de refroidissement et le joint de cu lasse qui sert à réguler le débit de ce fluide au niveau de chaque injecteur. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure maîtrise de la température des injecteurs ce qui améliore le rendement du moteur. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne, notamment à allumage commandé et à injection directe, du type comprenant un bloc-cylindre (2) dans lequel est ménagé au moins un cylindre (1), au moins un piston monté mobile dans la direction de l'axe du cylindre (1), une culasse (3) superposée au bloc-cylindre (2) et dans laquelle est positionné au moins un injecteur (5) de carburant débouchant dans le cylindre (1), un joint de culasse (4) interposé entre le bloccylindre (2) et la culasse (3) et un circuit de refroidissement (10) par circulation d'un fluide à l'intérieur dudit bloc-cylindre (2) et de ladite culasse (3), caractérisé en ce que la culasse (3) comporte au moins un bossage (6) de réception dudit injecteur (5) et le circuit de refroidissement (10) comporte des moyens de régulation et de répartition du fluide ménagés au niveau de l'interface entre le bloc-cylindre (2) et la culasse (3) et adaptés pour obtenir une circulation du fluide autour dudit bossage (6). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de régulation et de répartition du fluide comprennent, au-dessous dudit bossage (6), de réception de l'injecteur (5), au moins un orifice calibré (11 14) ménagé dans le joint de culasse (4) et une ouverture (12, 13 ; 15, 16) ménagée sur les faces en regard respectivement du bloc-cylindre (2) et de la culasse (3), de part et d'autre dudit orifice calibré (11 ; 14). 3. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de régulation et de répartition du fluide comprennent, au-dessous dudit bossage (6) de réception de l'injecteur (5), au moins un orifice calibré (17) ménagé dans le joint de culasse (4), une ouverture (18) ménagée sur la face du bloc-cylindre (2) en regard de la culasse (3) et au moins un trou (19) ménagé sur la face de la culasse (3) en regard du bloc-cylindre (2) et disposé en vis à vis de l'orifice calibré (17), ladite ouverture (18) communiquant avec ledit trou (19) par ledit orifice calibré (17). 4. Moteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le joint de culasse (4) comporte au moins deux orifices calibrés (14 ; 17) disposés de part et d'autre de l'axe dudit bossage (6) correspondant. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la largeur de la section transversale des orifices calibrés (11 ; 14, 17) varie selon la position de ces orifices calibrés dans le joint de culasse (4) par rapport au sens de circulation du fluide de refroidissement dans ledit moteur.