Brevet FR2789125A1 — publié le 20000804

"Dispositif de réaspiration des gaz de carter d'un moteur" L'invention concerne un dispositif de réaspiration des gaz de carter d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement une dispositif de réaspiration des gaz de carter d'un moteur à combustion interne, du type qui comporte un couvre-culasse du moteur, en deux parties, fixé au dessus de la culasse du moteur, dont une partie inférieure forme un carter pour un îo arbre à cames longitudinal du moteur, et dont une partie supérieure creuse définit une chambre de décantation qui comporte un réseau de chicanes, qui comporte un orifice supérieur d'admission des gaz de carter chargés d'huile, au moins un orifice inférieur de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur, et un orifice de sortie des gaz décantés. On connaît de nombreux exemples de dispositifs de réaspiration des gaz de carters comportant un couvre-culasse en deux parties. La demande de brevet français No. 98.00702 décrit et représente un couvre culasse en deux parties qui est réalisé en fonderie, dont une première cavité à fond plat ménagée dans une face supérieure du couvre- culasse est fermée par un couvercle comportant une seconde cavité, les deux cavités complémentaires formant une chambre de décantation. Des nervures conjuguées en regard sont formées à l'intérieur des première et seconde cavités de sorte que, lorsque là première cavité est fermée par la deuxième, ces nervures forment des chicanes de la chambre de décantation. Un tel agencement permet de réaliser une chambre de décantation intégrée au couvre-culasse, ce qui permet de réaliser un moteur compact. Toutefois, le couvre culasse étant réalisé en fonderie, il est relativement coûteux à fabriquer, et son moulage ne permet pas la réalisation aisée de formes adéquates pour l'écoulement de l'huile de décantation. En particulier, le fond plat de la première cavité ne favorise pas la circulation de l'huile de décantation de l'orifice d'entrée vers des orifices de sortie de l'huile décantée. Pour remédier à ces inconvénients, I'invention propose un couvre culasse en deux parties comportant des formes de chambre de décantation destinées à favoriser l'écoulement de l'huile de décantation. io Dans ce but, I'invention propose un couvre-culasse du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le couvre- culasse est réalisé sous la forme d'une cloche et d'une plaque moulées en matériau plastique et soudées, ou collées, I'une à l'autre, la plaque étant reçue dans la cloche pour délimiter à lI'intérieur de cette dernière respectivement la partie inférieure formant carter d'arbre à cames et la partie supérieure définissant la chambre de décantation du couvre-culasse. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la plaque présente sensiblement une forme longitudinale en portion de cylindre pour définir une chambre de décantation dont le fond présente sensiblement la forme d'une portion de cylindre permettant, quelle que soit l'inclinaison du moteur, un écoulement par gravité de l'huile décantée de l'orifice supérieur d'admission vers l'orifice inférieur de retour d'huile; - la paroi intérieure de la cloche comporte des nervures verticales qui s'étendent vers le bas et sont reçues dans des fentes complémentaires de la plaque de façon à former les chicanes de la chambre de décantation; la plaque comporte l'orifice supérieur d'admission des gaz de carter dans la chambre de décantation et deux orifices inférieurs de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur - les orifices inférieurs de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur sont agencés à l'extrémité de tubes droits portés par la plaque qui s'étendent vers le bas à l'intérieur de cavités de la culasse communiquant avec un bas carter d'huile du bloc moteur par l'intermédiaire de trous qui sont chacun agencés au dessus de chaque orifice inférieur de retour d'huile, pour former deux siphons permettant d'éviter le passage de gaz de la chambre de décantation au bas carter du bloc moteur; - la cloche comporte l'orifice de sortie des gaz décantés; - I'orifice de sortie des gaz décantés est agencé à l'extrémité d'un embout ou buse extérieure qui est portée par la cloche et qui permet le branchement d'un conduit d'un circuit d'admission d'air du moteur - la cloche prend appui sur la culasse par une face inférieure de son pourtour; - la cloche porte sur son pourtour inférieur des pattes comportant des perçages pour la fixation du couvre-culasse sur la culasse; - la face inférieure du pourtour de la cloche comporte un joint pour réaliser une étanchéité avec une face supérieure d'un pourtour de la culasse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée des deux composants d'un couvre-culasse selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe à plans décalés passant par un plan transversal médian d'un orifice de sortie de l'huile décantée et par un plan transversal médian d'un orifice supérieur d'entrée des gaz de carter appartenant à un couvre-culasse selon l'invention qui est représenté assemblé et monté sur la culasse. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté sur les figures 1 et 2 I'ensemble d'un dispositif 10 de réaspiration des gaz de carter d'un moteur à combustion interne. Comme l'illustre la figure 2, le dispositif 10 comporte un io couvreculasse 12 qui est fixé au dessus d'une culasse 14 du moteur, dont une partie inférieure 16 forme un carter 18 pour un arbre à cames 20 longitudinal du moteur et dont une partie supérieure 22 creuse délimite une chambre 24 de décantation des gaz de carter chargés d'huile. La chambre 24 de décantation comporte un réseau de chicanes qui sera décrit ultérieurement, et qui est destiné à favoriser la décantation des gaz chargés d'huile en provenance du carter 18 d'arbre à cames, lui-même en communication avec un bas carter du bloc moteur (non représenté). De manière connue, la chambre 24 de décantation comporte un orifice supérieur d'admission des gaz 26 chargés d'huile en provenance du carter 18 et au moins un orifice 28 de retour de l'huile de décantation vers le bloc moteur. Conformément à l'invention, et comme l'illustre plus précisément la figure 1, le couvre-culasse 12 est réalisé sous la forme d'une cloche 30 et d'une plaque 32 toutes deux réalisées par moulage d'un matériau plastique puis soudées l'une à l'autre, la plaque 32 inférieure étant reçue dans la cloche 30 supérieure pour délimiter à l'intérieur de cette dernière respectivement la partie inférieure 16 formant carter 18 de l'arbre à cames 20 et la partie supérieure 22 définissant la chambre 24 de décantation du couvre-culasse 12. Conformément à I'invention, la cloche 30 présente sensiblement une forme longitudinale en forme de portion de cylindre de façon que, lorsque la plaque 32 est reçue à l'intérieur de la cloche 30, elle définit une chambre de décantation 24 dont le fond est sensiblement en forme de portion de cylindre. Ainsi, une face supérieure 34 de la plaque 32 présente, en section transversale, un profil en arc de cercle qui favorise l'écoulement de l'huile le long de la face supérieure 34 quelle que soit l'inclinaison du moteur autour de la direction longitudinale. L'huile peut aussi s'écouler goutte à goutte en ruisselant le long d'une face intérieure 36 de la cloche 30. En section transversale, le profil en arc de cercle de la plaque 32 correspond à un arc de cercle à l'extrémité supérieure duquel est agencé, comme l'illustre la figure 2, l'orifice 26 supérieur d'admission des gaz de carter chargés d'huile, et à l'extrémité inférieure duquel est agencé l'orifice inférieur 28 de retour d'huile. De manière connue, la chambre de décantation 24 comporte des chicanes qui sont destinées à favoriser la décantation des gaz de carter chargés d'huile, ceux-ci étant issus de l'orifice supérieur 26, I'huile de décantation ressortant par l'orifice inférieur de retour d'huile 28 et les gaz décantés ressortant par un orifice de sortie 38 des gaz décantés. En effet, comme l'illustre la figure 1, conformément à l'invention, la face inférieure 36 de la cloche 30 comporte des nervures 40 longitudinales et 42 transversales qui s'étendent vers le bas à partir de la face intérieure 36 de la cloche 30 vers la face supérieure 34 de la plaque 32 de façon à former les chicanes de la chambre de décantation 24. Les nervures 40 sont sensiblement parallèles les unes aux autres et les nervures 42 sont aussi sensiblement parallèles les unes aux autres, de sorte que l'ensemble des nervures 40 et 42 forment un chemin en "labyrinthe" pour les gaz de carter chargés d'huile provenant de l'orifice supérieur 26. Ainsi, lorsque les gaz de carter chargés d'huile cheminent de l'orifice supérieur 26 vers les orifices inférieurs 28 de retour d'huile de décantation et vers l'orifice 38 de sortie des gaz décantés, I'huile contenue dans les gaz de carter rencontre les chicanes formées par les nervures 40 et 42 et se condense sur les nervures 40 longitudinales et 42 transversales, tandis que les gaz décantés dépourvus d'huile cheminent vers l'orifice de sortie 38 des gaz décantés. L'huile ruisselle alors par gravité vers le bas le long de la face supérieure 34 de la plaque 32 de profil en arc de cercle et est acheminée vers les orifices inférieurs 28 de retour de l'huile de décantation. Avantageusement, au cours de leur cheminement à travers la chambre de décantation 24, les gaz de carter ne peuvent emprunter d'autres chemins que celui offert par les chicanes de la chambre de décantation 24. En effet, les nervures 40 longitudinales et 42 transversales formant les chicanes sont reçues de façon étanche dans des rainures 44 de la plaque 32 de sorte que les chicanes forcent les gaz de carter chargés d'huile à cheminer à travers elles pour être évacués. Ainsi, après avoir été en grande partie dépourvus de l'huile qu'ils contenaient, les gaz de carter sont à même de s'échapper de la chambre 24 de décantation par l'orifice 38 représenté à la figure 1 et d'être réutilisés dans un circuit (non représenté) d'admission d'air du moteur. L'orifice 38 de sortie des gaz décantés est à cet effet agencé à l'extrémité d'un embout ou buse 46 sensiblement cylindrique qui permet le branchement d'un conduit (non représenté) du circuit d'admission d'air du moteur. Les orifices inférieurs 28 de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur 14 sont, comme l'illustre la figure 2, agencés à l'extrémité inférieure de tubes rectilignes 48 qui s'étendent verticalement à partir de la plaque 32, qui traversent le carter d'arbre à cames 18, et qui sont reçus dans des cavités borgnes ou cuvettes 50 de la culasse de façon à former des siphons permettant d'éviter le passage de gaz de la o chambre de décantation 24 au carter du bloc moteur. En effet, les cavités 50 de la culasse sont de forme sensiblement cylindrique et d'un diamètre supérieur au diamètre des tubes droits 48 et communiquent par l'intermédiaire de leur ouverture supérieure 54 avec le carter 18 d'arbre à cames. Lorsque l'huile de décantation arrive dans les cavités 50 par les tubes droits 48, elle remplit les cavités jusqu'au niveau des ouvertures supérieures 54 puis s'écoule par trop plein dans le carter 18 d'arbre à cames pour retourner par des trous 52 ménagés au fond du carter 18 vers le carter cylindres. Le siphon formé par une telle disposition permet d'éviter que des gaz provenant du carter 18 ne puissent remonter directement dans le décanteur 24 à travers les tubes 48. La géométrie des tubes 48, des cuvettes 50 et la position relative entre les orifices 28 et 54, c'est- à-dire la profondeur de pénétration des tubes 48 dans les cuvettes 50, sont adaptées pour assurer que quelles que soient les différences de pression en fonctionnement moteur entre les chambres 18 et 24, les orifices soient toujours immergés et qu'ainsi les gaz ne puissent pas passer directement du carter 18 à la chambre 24 sans travers les chicanes de décantation. Cette disposition est particulièrement avantageuse, car ainsi les gaz en provenance du carter 18 d'arbre à cames sont soit évacués directement par la buse 46 de retour d'huile, soit remis en circulation dans le carter 18 d'arbre à cames et ne risquent ainsi pas d'être libérés dans l'environnement. Par ailleurs, le carter 18 d'arbre à cames est avantageusement isolé du milieu extérieur par une étanchéité réalisée entre la cloche 30 et la culasse 14. En effet, une face inférieure plane 56 du contour de la cloche 30 prend appui sur une face supérieure 58 plane du contour de la culasse 14. Le contour de la cloche 30 comporte io une rainure 60 qui reçoit un joint 62 réalisant l'étanchéité entre la cloche 30 et la culasse 14. Avantageusement, ce joint 62 peut être légèrement comprimé lors du montage de la cloche 30 sur la culasse 14, ce serrage étant réalisé par l'intermédiaire de vis (non représentées) qui sont reçues, comme l'illustre la figure 1, par des pattes 64 percées de trous 66 qui sont répartis uniformément sur le pourtour de la cloche du couvre-culasse 12. Par ailleurs, I'étanchéité peut encore être améliorée en utilisant un bouchon étanche (non représenté) de remplissage d'huile coopérant avec un goulot 68 de remplissage d'huile agencé dans la cloche 30 du couvre-culasse 12. L'invention permet avantageusement de réaliser une chambre de décantation intégrée au couvre-culasse 12 du moteur qui présente ainsi un encombrement minimum, ce qui permet de réduire sensiblement l'encombrement vertical d'un moteur comportant un tel couvre-culasse 12. Par rapport à un dispositif conventionnel, un tel couvre-culasse 12 permet, aussi en réduisant l'encombrement vertical du moteur, de concevoir un véhicule comportant un capot moteur plongeant. Enfin, le dispositif 10 selon l'invention permet un recyclage efficace des gaz de carter chargés d'huile sans aucune déperdition de ces gaz vers le milieu extérieur, et donc sans pollution. Ce dispositif permet par ailleurs une parfaite décantation des gaz quelle que soit l'inclinaison du moteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de réaspiration des gaz de carter d'un moteur à combustion interne, du type qui comporte un couvre- culasse (12) du moteur, en deux parties, fixé au dessus de la culasse (14) du moteur, dont une partie inférieure (16) forme un carter (18) pour un arbre à cames (20) longitudinal du moteur, et dont une partie supérieure (22) creuse définit une chambre de décantation (24) qui comporte un réseau de In chicanes, qui comporte un orifice supérieur (26) d'admission des gaz de carter chargés d'huile, au moins un orifice inférieur (28) de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur, et un orifice (38) de sortie des gaz décantés, caractérisé en ce que le couvre-culasse (12) est réalisé sous la forme d'une cloche (30) et d'une plaque (32) moulées en matériau plastique et soudées, ou collées, l'une à l'autre, la plaque (32) étant reçue dans la cloche (30) pour délimiter à l'intérieur de cette dernière respectivement la partie inférieure (16) formant carter (18) d'arbre à cames (20) et la partie supérieure (22) définissant la chambre (24) de décantation du couvre-culasse (12). 2. Dispositif (10) de réaspiration selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (32) présente sensiblement une forme longitudinale en portion de cylindre pour définir une chambre de décantation (24) dont le fond présente sensiblement la forme d'une portion de cylindre permettant, quelle que soit l'inclinaison du moteur, un écoulement par gravité de l'huile décantée de l'orifice supérieur (26) d'admission vers l'orifice inférieur (28) de retour d'huile. 3. Dispositif (10) de réaspiration selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi intérieure (36) de la cloche (30) comporte des nervures (40,42) verticales qui s'étendent vers le bas et sont reçues dans des fentes (44) complémentaires de la plaque (30) de façon à former les chicanes de la chambre (24) de décantation. 4. Dispositif (10) de réaspiration selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (32) comporte l'orifice supérieur (26) d'admission des gaz de carter dans la chambre (24) de décantation et deux orifices (28) inférieurs de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur. 5. Dispositif (10) de réaspiration selon la revendication 4, caractérisé en ce que les orifices (28) inférieurs de retour d'huile de décantation vers le bloc moteur sont agencés à l'extrémité de tubes droits (48) portés par la plaque qui s'étendent vers le bas à l'intérieur de cavités borgnes (50) de f la culasse. 6. Dispositif (10) de réaspiration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloche (30) comporte l'orifice (38) de sortie des gaz décantés. 7. Dispositif (10) de réaspiration selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de sortie des gaz décantés est agencé à l'extrémité d'une buse extérieure qui est portée par la cloche et qui permet le branchement d'un conduit d'un circuit d'admission d'air du moteur. 8. Dispositif (10) de réaspiration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloche (30) prend appui sur la culasse (14) par une face inférieure (56) de son pourtour. 9. Dispositif de réaspiration selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cloche (30) porte sur son pourtour inférieur des pattes (64) comportant des perçages (66) pour la fixation du couvre-culasse sur la culasse (14). 10. Dispositif de réaspiration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face inférieure (56) du pourtour de la cloche comporte un joint (62) pour réaliser une étanchéité avec une face supérieure (58) d'un pourtour de la culasse (14).