Brevet FR2761403A1 — publié le 19981002

L'invention concerne une culasse pour moteur à combustion interne. D'une façon générale, une culasse de moteur à combustion interne comporte au moins un conduit d'admission et un conduit d'échappement débouchant chacun dans une même chambre de combustion par au moins un orifice susceptible d'etre obturé de façon sélective par coopération d'une soupape avec un siège annulaire qui délimite l'orifice en étant fixé à la culasse par frettage. La soupape est, classiquement, constituée d'une tête circulaire évasée propre à assurer l'obturation de l'orifice et d'une tige qui coulisse, sous l'action d'une commande à arbre à cames, dans un guide fixé dans la culasse. La culasse comporte également une chambre d'eau afin d'assurer un refroidissement notamment de la zone de guidage de la soupape, zone sujette à échauffement du fait du frottement de la tige dans son guide. Le guide de soupape est généralement fixé dans un bossage de la culasse par frettage. Cette technique consiste à monter en force le guide dans un logement dont le diamètre intérieur est légèrement inférieur au diamètre extérieur du guide. Un tel montage a pour conséquence d'engendrer des contraintes de traction sur le bossage. II en résulte donc, au niveau de ce bossage, d'importantes tensions mécaniques qui peuvent conduire à la formation de criques susceptibles d'évoluer en s'amplifiant jusqu'à la destruction de la culasse. Afin de résoudre ce problème, une solution consiste à augmenter l'épaisseur des parois de la culasse au niveau du bossage, afin d'accroître la résistance mécanique de la culasse. Or il s'avère que cette solution conduirait à une réduction importante des passages d'eau autour du bossage de chaque guide de soupape, donc à une difficulté de réalisation en fonderie, qui nécessiterait, pour obtenir ces passages, des noyaux de taille très réduite et donc très fragiles. De plus, une forte épaisseur des bossages nuirait à la transmission de chaleur entre guides et chambres d'eau, donc au refroidissement des tiges de soupape. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, I'invention a pour objet une culasse pour moteur à combustion interne dans laquelle au moins un conduit d'admission ou d'échappement débouche dans une chambre de combustion par un orifice susceptible d'être obturé de façon sélective par une soupape à tête évasée coopérant avec un siège annulaire délimitant l'orifice et à tige coulissant dans un guide porté par un bossage de la culasse, caractérisée en ce que le siège et le guide de la soupape sont reliés entre eux de manière à former un ensemble monopièce. Selon quelques dispositions intéressantes de l'invention - L'ensemble est réalisé en acier par moulage ou par frittage. - le siège et le guide sont réunis par au moins deux anses. - au moins une des anses est logée dans un évidement du conduit. - les anses sont disposées dans un même plan qui est perpendiculaire à un plan de symétrie du tronçon du conduit parvenant à la soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va su ivre, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle, en coupe transversale, d'une partie de la culasse équipée selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne ll-ll de la figure 1, avec deux orifices pour un conduit; - la figure 3 est une vue en perspective d'un ensemble siège et guide de soupape selon l'invention; - la figure 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1 de la culasse équipée; - la figure 5 est une vue en section suivant la ligne V-V de la figure 4, avec deux orifices pour un conduit. On notera que seules les parties constitutives d'une culasse nécessaire à la compréhension de l'invention ont été représentées. On voit sur les figures 1 et 2, une partie d'une culasse 1 comprenant un conduit 2 d'admission ou d'échappement débouchant dans une chambre de combustion, non représentée, par un orifice 3 obturable par une soupape 7. Cet orifice 3 est muni d'un siège 4 annulaire de soupape maintenu par frettage dans un logement 5 adéquat usiné dans la culasse 1. Sur ce siège 4 vient s'appliquer une tête évasée 6 de la soupape 7 à tige 8 montée coulissante dans un guide tubulaire 9 emmanché dans un bossage 10 réalisé dans la culasse 1. L'extrémité supérieure de la tige 9 est classiquement solidaire d'une coupelle 11 et un ressort 12 de rappel prend appui sur la coupelle 11 et sur une face extérieure la de la culasse 1. La culasse 1 comprend également autour du conduit 2 et du bossage 10 une chambre d'eau 13 permettant de refroidir notamment la soupape. Selon la présente invention, le guide 9 de soupape 7 et le siège 4 sont réunis par deux anses 14a et 14b disposées de manière symétrique par rapport à l'axe X-X du siège de soupape, comme visible sur les figures, de manière à former un ensemble 15 réalisé en une seule pièce. Cette ensemble 15 peut être réalisé en métal ou alliage ferreux par moulage ou frittage. Chacune des anses 14a et 14b relie entre elles une extrémité du guide 9 et une face du siège 4 situées en vis-àvis dans le conduit 2. On notera que les anses 14a et 14b sont disposées dans un même plan P, correspondant au plan de la figure 1, qui est perpendiculaire à un plan Q, correspondant au plan de la figure 4, de symétrie du tronçon du conduit parvenant à la soupape, de manière à ne pas y gêner l'écoulement gazeux. Dans le corps de la culasse, il est prévu des évidements 16a et 16b aptes à recevoir les anses, ceci afin d'assurer une bonne perméabilité du conduit. En variante le siège 4 et le guide 9 peuvent être réunis par plus de deux anses disposées de manière à ne pas freiner sensiblement l'écoulement gazeux ou éventuellement à provoquer une déviation ou une turbulence désirée des gaz dans le cas d'un conduit d'admission. Un tel dispositif de montage de soupape permet d'assurer le maintien de l'ensemble 15 guide-siège principalement par serrage du siège 4, obtenu par frettage, dans son logement 5 et donc d'éviter l'effort de serrage du guide 9 de soupape, et par suite de diminuer l'épaisseur radiale du bossage 10 de la culasse 1. On comprend aisément qu'un tel montage permet de supprimer tout risques de formations de criques dues au serrage et en rapprochant du guide le passage d'eau, d'améliorer l'échange thermique entre le guide 9 et la chambre d'eau 13, donc le refroidissement de la soupape 7. La mise en oeuvre de l'invention est relativement simple et permet de procurer une bonne fiabilité à la culasse et aux soupapes qu'elle comporte. 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. REVENDICATIONS 1. Culasse (1) pour moteur à combustion interne dans laquelle au moins un conduit (2) d'admission ou d'échappement débouche dans une chambre de combustion par un orifice (3) susceptible d'être obturé de façon sélective par une soupape (7) à tête évasée coopérant avec un siège (4) annulaire délimitant l'orifice (3) et à tige (8) coulissant dans un guide (9) porté par un bossage (10) de la culasse (1), caractérisée en ce que le siège (4) et le guide (8) de la soupape sont reliés entre eux de manière à former un ensemble (15) monopièce. 2. Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble (15) est réalisé en acier par moulage ou par frittage. 3. Culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le siège (4) et le guide (9) sont réunis par au moins deux anses (14a et 14b). 4. Culasse selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins une des anses (14a; 14b) est logée dans un évidement (16a; 16b) du conduit (2). 5. Culasse selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les anses (14a et 14b) sont disposées dans un même plan (P) qui est perpendiculaire à un plan (Q) de symétrie du tronçon du conduit (2) parvenant à la soupape.