Brevet FR2801071A1 — publié le 20010518

"Moteur thermique comportant un couvre-culasse pour culasse munie d'actionneurs électromagnétiques" L'invention concerne un moteur thermique, notamment de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un moteur thermique comportant une culasse d'orientation générale sensiblement longitudinale coiffant une rangée longitudinale de cylindres du moteur, du type dans lequel la ligne de cylindres est alimentée en gaz frais par l'intermédiaire d'au moins ligne longitudinale de soupapes d'admission et évacue des brûlés par l'intermédiaire d'au moins une ligne longitudinale soupapes d'échappement, du type dans lequel chaque soupape est commandée par un actionneur électromagnétique agencé dans une face supérieure de la culasse, et du type dans lequel la face supérieure de la culasse est coiffée par au moins un couvre-culasse. On connaît de nombreux exemples de moteurs thermiques de ce type. Un problème inhérent à la technologie des actionneurs électromagnétiques de soupapes est leur niveau de bruit élevé. En effet, à la différence de la technologie convention nelle d'actionnement des soupapes par un arbre à cames selon laquelle une came rotative pousse une soupape à l'encontre ressort de rappel avec un contact permanent de la queue soupape avec la came, la technologie des actionneurs électromagnétiques de soupapes fait appel à des actionneurs électromagnétiques coulissants comportant un noyau, destiné à agir sur l'extrémité de la tige de la soupape, qui coulisse dans corps de l'actionneur, et qui est mobile sous l'action champ électromagnétique entre deux positions extrêmes opposées de butée correspondant aux positions ouverte fermée de la soupape associée. L'inconvénient d'un tel actionneur est que, du fait de la vitesse élevée d'ouverture et de fermeture des soupapes, le noyau de l'actionneur atteint ses positions de butée, lors de l'ouverture et de la fermeture de la soupape associée, avec une vitesse importante, ce qui provoque un choc bruyant entre le noyau et le corps de l'actionneur. Les lignes d'actionneurs électromagnetiques sont conventionnellement agencées dans un carter exterieur coiffant la culasse, aussi appelé "couvre-culasse", qui destiné à assurer des fonctions d'insonorisant acoustique d'étanchéité pour l'huile de lubrification des actionneurs. Un tel couvre-culasse est toutefois nettement insuffisant pour parvenir à un niveau de bruit du moteur en fonctionnement soit acceptable pour les occupants du véhicule, même en depit d'une coûteuse insonorisation du compartiment moteur. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un couvre-culasse à paroi double formant insonorisant acoustique. Dans ce but, l'invention propose une moteur thermique type décrit précédemment, caractérisé en ce que le couvre- culasse comporte au moins un carter intérieur coiffant des actionneurs électromagnétiques, qui est recouvert avec jeu par carter extérieur coiffant la culasse pour délimiter entre les deux carters une chambre d'isolation acoustique permettant de réduire le bruit diffusé par les actionneurs électromagnétiques. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le couvre-culasse comporte au moins un premier carter intérieur qui coiffe les actionneurs électromagnétiques des soupapes d'admission et au moins un deuxième carter intérieur qui coiffe les actionneurs électromagnétiques soupapes d'échappement, coiffés par un carter extérieur commun, - au moins un premier carter intérieur au moins un deuxième carter intérieur sont agencés transversalement de part et d'autre d'un plan longitudinal médian de la ligne de cylindres, - le couvre-culasse comporte un bloc longitudinal d'insonorisation, notamment de mousse, qui est interposé transversalement au moins entre les premier carter intérieur et deuxième carter intérieur, - le bloc longitudinal d'insonorisation est coincé entre les faces des carters intérieurs qui sont en vis-à-vis, - une coque additionnelle est fixée sur la face supérieure du bloc longitudinal d'insonorisation, - le moteur thermique comporte des bougies d'allumage sont fixées dans la culasse sensiblement dans le plan median longitudinal entre les premier et deuxième carters intérieur, - le bloc d'insonorisation est fendu longitudinalement sur toute sa longueur et est partiellement fendu selon sa hauteur pour permettre le passage de fils d'alimentation des bougies d'allumage, - le carter extérieur et la coque comportent, dans au moins une de leurs faces transversales d'extrémité longitu dinale, des échancrures en regard destinées à permettre passage des fils d'alimentation des bougies d'allumage. - un bourrelet du bloc d'insonorisation s'étend longitudinalement au travers des échancrures et en partie l'extérieur du couvre-culasse pour isoler les fils, - le bloc d'insonorisation est un bloc de mousse réalisé extrusion ou par un procédé de moulage, - le moteur comporte un seul premier carter intérieur et seul second carter intérieur, associés respectivement à une ligne complète de soupapes d'admission et une ligne complète de soupapes d'échappement, - un joint d'étanchéité, d'isolation acoustique, et de découplage vibratoire est interposé entre la périphérie du carter extérieur et des parties de bord en vis-à-vis des carters intérieurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la comprehension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - figure 1 est une vue de dessus d'une culasse, non couverte, d'un moteur thermique comportant des actionneurs électromagnétiques ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une culasse d'un moteur thermique équipée d'un couvre-culasse selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une culasse d'un moteur thermique équipée d'un couvre culasse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective, avec arrachement, d'une culasse d'un moteur thermique équipée d'un couvre-culasse selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 5 est une vue en perspective, avec arrachement, du bloc d'insonorisation et la coque qui le porte utilisés dans le troisième mode de réalisation préféré de l'invention ; et - figure 6 est une vue de détail perspective de l'extrémite longitudinale de la culasse du moteur thermique équipée du couvre-culasse réalisé conformément au troisième mode de réalisation préféré de l'invention. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 un moteur thermique 10 comportant une culasse 12 sensiblement longitudinale coiffant une rangée longitudinale (non représentée) de cylindres du moteur. De manière connue, la ligne de cylindres est alimentée en gaz frais et/ou en mélange air/carburant par l'intermédiaire d'au moins une ligne 14 longitudinale soupapes 16 d'admission et elle évacue des gaz brûlés l'intermédiaire d'au moins une ligne 18 longitudinale de soupapes d'échappement. Dans la configuration de la figure 1, le moteur 10 est moteur à quatre cylindres en ligne comportant à titre d'exemples deux soupapes 16 d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre, agencées de part et d'autre plan longitudinal médian P. Chaque soupape 16 ou 20 est commandée par un actionneur 22 électromagnétique qui est agencé dans une face 24 supérieure de la culasse, qui est coiffée par au moins un couvre-culasse. L'inconvénient connu des actionneurs électromagné tiques est leur niveau de bruit élevé en fonctionnement. manière connue, on a proposé de remédier à inconvénient en coiffant la face supérieure 24 de la culasse du moteur avec un couvre-culasse (non représenté) recouvert d'un matériau insonorisant. L'insonorisation procurée par un tel couvre-culasse demeure toutefois insuffisante pour un véhicule de tourisme pour lequel un niveau de bruit minimum est requis. Conformément à l'invention, pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un moteur thermique dont couvre culasse 26 comporte au moins un carter intérieur 28 coiffe les actionneurs électromagnétiques 22 et qui recouvert avec jeu par un carter extérieur 30 coiffant la culasse 12 pour délimiter entre les deux carters 28 et 30 une chambre 32 d'isolation acoustique permettant de réduire le bruit diffusé par les actionneurs électromagnétiques 12. sera compris que l'invention ne se limite pas à moteur ne comportant qu'une culasse 12, mais s'applique n'importe quel type de moteur, et notamment à un moteur " V" comportant une culasse 12 par rangée de cylindres. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'un tel couvre-culasse 26, plus particulièrement adapté à un moteur thermique dont la culasse 12 ne porte pas d'autres accessoires sur sa face supérieure 24 que les actionneurs électromagnétiques 16. C'est notamment le cas d'une culasse 12 de moteur thermique à allumage commandé dont des bougies d'allumage 34 sont agencées dans une face latérale 36 de la culasse 12. Le carter intérieur 28 coiffe en une seule pièce la totalité des actionneurs 22 des deux lignes de soupapes et 18, c'est à dire qu'il recouvre à la fois les actionneurs 22 la ligne 14 soupapes 16 d'admission et les actionneurs de la ligne de soupapes 20 d'échappement. A cet effet, le carter intérieur 28 présente une forme parallélépipédique sensiblement complémentaire de la face supérieure 24 de la culasse 12, et il comporte toute sa périphérie un bord replié 38 qui est fixé un bord complémentaire 40 de la périphérie de la face supérieure 24 de la culasse 12. Le carter extérieur 30 présente une forme parallélépipédique intérieurement complémentaire carter 28, et il comporte sur toute sa périphérie un bord replie 42 qui est fixé sur le bord replié 38 du carter intérieur 28. Le carter intérieur 28 et le carter extérieur 30 peuvent etre tous deux réalisés par emboutissage d'une tôle d'acier ou moulage d'un matériau métallique ou plastique. Avantageusement, un joint 44 d'étanchéité et d'isolation est interposé entre le bord replié 42 du carter extérieur 30 et le bord replié 38 du carter intérieur 28. De la sorte, le carter intérieur 28 et le carter extérieur 30 sont totalement découplés phoniquement. La chambre 32 d'isolation phonique qui est délimitée par le carter intérieur 28 et le carter extérieur 30 interdit la propagation la majeure partie des bruits résultant du fonctionnement actionneurs électromagnétiques 22. La figure 3 illustre un second mode de réalisation du couvre-culasse 26. Ce second mode de réalisation est lui aussi plus particulièrement adapté à un moteur thermique dont culasse 12 ne porte pas d'autres accessoires sur sa face supérieure 24 que les actionneurs électromagnétiques 22. Dans ce mode de réalisation, le couvre-culasse 26 comporte préférentiellement au moins un premier carter intérieur 46 qui coiffe les actionneurs 22 électromagnétiques des soupapes 16 d'admission et au moins un deuxième carter intérieur 48 qui coiffe les actionneurs électromagnétiques 22 soupapes 20 d'échappement, les deux carters intérieurs 46 48 étant tous deux coiffés par un carter 30 extérieur commun. De préférence, un seul premier carter intérieur coiffe tous les actionneurs 22 électromagnétiques de la ligne des soupapes d'admission 16 et un seul deuxième carter intérieur 48 coiffe tous les actionneurs 22 électromagnétiques la ligne 18 des soupapes d'échappement 20. A cet effet, premier carter 46 intérieur et le deuxième carter 48 intérieur étendent tous deux suivant toute la longueur de la face supérieure 24 de la culasse 12. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, et de façon non limitative de celle-ci, les soupapes 16 d'amission et 20 d'échappement du moteur 10 sont agencées suivant un "V" transversal de part et d'autre d'un plan P longitudinal médian de la ligne de cylindres de la culasse 12. De ce fait, les premier carter 46 et deuxième carter 48 intérieurs sont aussi agencés transversalement de part et d'autre du plan P longitudinal médian de la ligne de cylindres de la culasse 12. Par ailleurs, la disposition selon laquelle la culasse 12 comporte un seul premier carter intérieur 46 et un seul deuxième carter intérieur 48 n'est pas limitative de l'invention, et en variante (non représentée), la ligne 14 de soupapes d'admission 16 pourrait être couverte par une succession de plusieurs premiers carters intérieurs alignés et la ligne 18 de soupapes 20 d'échappement pourrait être couverte par une succession de plusieurs deuxième carters intérieurs alignés. Les carters alignés pourraient notamment être chacun associés à un seul actionneur électromagnétique 22. La configuration représentée à la figure 3 présente l'avantage de découpler en vibration les actionneurs électro magnétiques 22 de la ligne 14 de soupapes 16 d'admission de ceux de la ligne 18 de soupapes 20 d'échappement. En particulier, par rapport au premier mode réalisation représenté à la figure 1, cette configuration permet de disposer de carters intérieurs 46 et 48 qui enveloppent plus près les actionneurs électromagnétiques 22, ce qui supprime tout risque d'amplification des bruits de fonction nement dans les interstices respectifs 50 et 52 laissés libres entre les actionneurs 22 et les carters intérieurs 46 et 48 interstices dont l'existence est rendue nécessaire tant pour faciliter le montage des carters intérieurs 46 et 48 que pour proposer un espace favorable à la décantation des vapeurs issues l'huile de lubrification des actionneurs 22. plus, dans cette configuration, les carters intérieurs 46 et étant de petite dimension transversale, ils sont enclins a favoriser la propagation d'un onde sonore au sein même du matériau qui les constitue. D'une façon analogue au premier mode de réalisation l'invention, le carter 30 extérieur commun coiffe la face 24 de culasse, et par conséquent le premier carter intérieur 46 et le deuxième carter intérieur 48. II est connu, pour réaliser une chambre 32 efficace d'isolation phonique à double parois, de réaliser celle-ci avec une épaisseur constante entre parois. A cet effet, le carter 30 extérieur commun épouse sensiblement le premier carter intérieur 46 et le deuxième carter intérieur 48 selon un profil transversal en forme de double "U" inversé, de manière que la chambre 32 d'isolation présente une épaisseur qui soit transversalement constante, d'une part entre le carter 30 extérieur et les carters intérieur 46 et 48 et, d'autre part, entre le carter 30 extérieur et la partie de la face supérieure 24 de la culasse qui est comprise entre les carters intérieurs 46 et 48. D'une manière analogue au premier mode de réalisation, le premier carter intérieur 46 et le deuxième carter intérieur 48 comportent chacun des bords repliés 38 qui permettent leur fixation sur la face supérieure 24 de la culasse 12. bord replié 42 du carter extérieur est fixé sur les parties bords repliés 38 des carters intérieurs 46 et 48 qui bordent périphérie de culasse 12, et un joint 44 d'étanchéité, d'isolation acoustique et de découplage vibratoire, sensible ment analogue à celui décrit précédemment en référence ' la figure est interposé entre le bord replié 42 du carter extérieur 30 et bords repliés 38 des carters intérieurs 46 et 48. figure 4 illustre un troisième mode de réalisation préféré l'invention plus particulièrement adapté à un moteur thermique dont la culasse 12 porte des accessoires sur sa face supérieure 24 autres que les actionneurs électromagnétiques 16. C'est notamment le cas d'une culasse 12 de moteur thermique à allumage commandé qui, comme l'illustre la figure 4, comporte des bougies d'allumage 34 qui sont agencees longitudinalement dans la face latérale 36 de la culasse entre la ligne 14 de soupapes 16 d'admission et la ligne 18 soupapes 20 d'échappement, suivant le plan médian P. Une telle disposition des bougies 34 suivant le plan médian P permet une implantation de chaque bougie 34 position centrale verticale dans la chambre de combustion associée à chaque cylindre du moteur 10, ce qui permet de bénéficier d'un moteur 10 doté d'un allumage performant. Dans une telle configuration, le carter extérieur ne peut présenter une forme en double "U" inversé, du fait la présence des bougies d'allumage 34. ce fait, la chambre 32 d'isolation acoustique n'étant pas d'epaisseur constante, l'invention propose un moyen d'isolation acoustique permettant de bénéficier d'une chambre 32 d'isolation acoustique présentant des performances d'atténuation du bruit des actionneurs 22 qui sont similaires à celles de la chambre d'isolation acoustique décrite précédem ment en référence à la figure 3. En effet, le couvre-culasse 26 comporte un bloc 54 longitudinal d'insonorisation qui est interposé transversalement au moins entre les premier carter intérieur 46 et deuxième carter interieur 48. la figure 4, on a représenté un bloc 54 longitudinal d'insonorisation qui ne s'étend qu'entre les premier carter intérieur 46 et deuxième carter intérieur 48 mais, en variante (non représentée), il pourrait aussi s'étendre entre les carters intérieurs 46, 48 et le carter extérieur 30. Dans le troisième mode préféré de réalisation de l'invention, le bloc 54 d'insonorisation est un bloc de mousse qui est réalisé en un matériau synthétique d'insonorisation. Les caractéristiques de ce matériau sont notamment telles qu'il résiste à des températures élevées et qu'il est susceptible d'être comprimé. Le matériau du bloc 54 est extrudé moulé de manière conventionnelle de façon à lui conférer forme adéquate qui sera décrite par la suite. Le bloc 54 est d'une forme sensiblement parallé lépipédique et s'étend longitudinalement sur toute la longueur de la face supérieure 24 de la culasse entre le premier carter intérieur 46 et le deuxième carter intérieur 48. bloc 54 est coincé entre les faces respectives 55, 57 en vis a vis du premier carter intérieur 46 et du deuxième carter intérieur 48. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le bloc d'insonorisation est porté par une coque 58 est coincee entre les faces en vis à vis du premier carter interieur 46 et du deuxième carter intérieur 48. Cette coque 58 conférer au bloc 54 une résistance accrue aux vibrations moteur 10. Comme l'illustrent les figures 4 et 5, le bloc 54 d'insonorisation comporte une fente longitudinale 60 sur toute sa longueur pour permettre le passage de fils 62 d'alimentation électrique des bougies d'allumage 34. Des cavités correspondant au diamètre des corps cylindriques 68 bougies sont aménagées, à intervalles réguliers dans longueur la fente longitudinale 60, dans le matériau extrude du bloc Cette configuration permet, au montage, d'insérer les fils 62 d'alimentation électrique des bougies 34 dans la fente longitudinale 60, le matériau compressible du bloc 54 comprimant localement autour desdits fils 62, puis de coiffer les bougies 34 à l'aide du bloc 54. Avantageusement, la fente 60 ne s'étend que partiellement suivant la hauteur du bloc 54. Cette configuration permet de disposer d'un bloc 54 qui est d'un seul tenant mais qui est toutefois déformable transversalement de façon à être facilement insérable entre le premier carter intérieur 46 et le deuxième carter intérieur 48. Comme l'illustre la figure 6, qui représente l'extrémité de la culasse 12, le carter extérieur 30 comporte, dans au moins une de ses faces 70 transversales d'extrémité longitudinale, une échancrure 72 qui est destinée à permettre le passage des fils 62 d'alimentation des bougies d'allumage 34. A cet effet l'échancrure 72 présente par exemple une forme de U " inversé. La coque 58 comporte deux faces 74 transversales opposées d'extrémité qui comportent chacune une échancrure 76 analogue à l'échancrure 72 du carter extérieur 30, et qui destinée à s'étendre en regard de cette dernière pour permettre le passage des fils 62 de bougies issus de la fente 60 du bloc 54 d'insonorisation. Avantageusement, un bourrelet 78 du bloc d'insonori sation 54 s'étend longitudinalement au travers des échancrures 76 de la coque 54 et 72 carter extérieur 30, en partie à l'extérieur du couvre-culasse pour isoler les fils 62. La fente longitudinale du bloc 54 d'insonorisation se prolonge dans le bourrelet pour permettre le passage des fils 62 de bougies. Le bourrelet 78 est particulièrement avantageux puisqu'il permet d'une part de protéger les fils 62 du contact avec un bord 80 transversal d'extrémité qui pourrait, si les fils n'étaient pas isolés, provoquer une coupure des fils 62 de bougies 34, et d'autre part parce qu'il permet, en complément du joint 44 d'isolation et d'étanchéité d'assurer l'étanchéité du couvre- culasses 26. Le couvre-culasse 26 selon l'invention permet donc de proposer une isolation acoustique performante des actionneurs électromagnétiques 22 du moteur 10 à moindre coût. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique (10) comportant une culasse (12) d'orientation générale sensiblement longitudinale coiffant une rangée longitudinale de cylindres du moteur, du type dans lequel ligne de cylindres est alimentée en gaz frais par l'intermédiaire d'au moins une ligne (14) longitudinale soupapes (16) d'admission et évacue des gaz brûlés l'intermédiaire d'au moins une ligne (18) longitudinale soupapes (20) d'échappement, du type dans lequel chaque soupape (16, 20) est commandée par un actionneur (22) électromagnétique agencé dans une face supérieure (24) de culasse (12), et du type dans lequel la face supérieure (24) la culasse (12) est coiffée par au moins un couvre-culasse (26), caractérisé en ce que le couvre-culasse (26) comporte au moins un carter (28,46, 48) intérieur coiffant des actionneurs (22) électromagnétiques, qui est recouvert avec jeu par carter (30) extérieur coiffant la culasse (12) pour délimiter entre les deux carters une chambre (32) d'isolation acoustique permettant de réduire le bruit diffusé par lesdits actionneurs (22) électromagnétiques. 2. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le couvre-culasse (26) comporte au moins un premier carter (46) intérieur qui coiffe les actionneurs (22) électromagnétiques des soupapes (16) d'admission et au moins un deuxième carter (48) intérieur qui coiffe actionneurs (22) électromagnétiques des soupapes (18) d'échappement, coiffés par un carter (30) extérieur commun. 3. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que qu'au moins un premier carter (46) intérieur et au moins un deuxième carter (48) intérieur sont agencés transversalement de part et d'autre d'un plan (P) longitudinal médian de la ligne de cylindres. 4. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le couvre-culasse (26) comporte un bloc (54) longitudinal d'insonorisation, notamment de mousse, qui est interposé transversalement au moins entre les premier carter (46) intérieur et deuxième carter (48) intérieur. 5. Moteur thermique 0) selon la revendication précédente, caractérisé en ce le bloc (54) longitudinal d'insonorisation est monté sans entre les faces (55, 57) en vis à vis des premier (46) et deuxieme (48) carters intérieurs. 6. Moteur thermique 0) selon la revendication précédente, caractérisé en ce 'une coque (58) additionnelle est fixée sur la face supérieure du bloc (54) longitudinal d'insonorisation. 7. Moteur thermique (1 selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte des bougies (34) allumage qui sont fixées dans la culasse (12) sensiblement dans le plan médian longitudinal entre les premier (46) et deuxième (48) carters intérieur. 8. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le bloc (54) d'insonorisation est fendu longitudinalement sur toute sa longueur et est partiellement fendu selon sa hauteur pour permettre le passage de fils (62) d'alimentation des bougies (34) d'allumage. 9. Moteur thermique 0) selon la revendication précédente, caractérisé en ce le carter (30) extérieur et la coque (58) comportent, dans au moins une de leurs faces (70, 74) transversales d'extrémité longitudinale, des échancrures (72, 76) en regard destinées à permettre le passage des fils (62) d'alimentation des bougies (34) d'allumage. 10. Moteur thermique (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce qu'un bourrelet (78) du bloc (54) d'insonorisation s'étend longitudinalement au travers des échancrures (72, 76) et en partie à l'extérieur du couvre- culasse (26) pour isoler les fils (62). 11. Moteur thermique (10) selon l'une quelconque revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le bloc (54) d'insonorisation est un bloc de mousse réalisé par extrusion par un procédé de moulage. 12. Moteur thermique (10) selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un seul premier carter (46) intérieur et un seul second carter (48) intérieur, associés respectivement à une ligne (14) complète de soupapes (1 d'admission et une ligne complète (18) de soupapes d'échappement (20). 13. Moteur thermique (10) selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint (44) d'etanchéité, d'isolation acoustique, et de découplage vibratoire interposé entre la périphérie du carter (30) extérieur et des parties de bord en vis-à-vis des carters (46, 48) intérieurs.