Brevet FR2857412A1 — publié le 20050114

"Culasse à conduit incliné et moule pour une telle culasse" L'invention concerne une culasse pour un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une culasse pour un moteur thermique de véhicule automobile, destinée à coiffer au moins un cylindre axial vertical dudit moteur, comportant au droit du cylindre, de l'axe vers la périphérie du cylindre: - un logement coaxial destiné à recevoir un injecteur de io carburant du moteur, comportant au moins une partie supérieure, de diamètre supérieur à celui d'une partie inférieure, - un conduit interne d'acheminement d'un fluide de refroidissement, de section oblongue orientée suivant une première direction sensiblement verticale, au moins un guide cylindrique d'une soupape du moteur, orienté suivant une seconde direction verticale. On connaît de nombreux exemples de culasses conventionnelles de ce type. Celles-ci sont pour la plupart destinées à des moteur dits "injection directe" dans lesquels un injecteur, dont un nez débouche directement dans la culasse au droit du cylindre, est destiné à pulvériser du carburant directement dans la chambre de combustion. De tels moteurs posent des problèmes d'encombrement, car l'injecteur, pour procurer le meilleur rendement possible, doit être agencé suivant une position coïncidant sensiblement avec l'axe du cylindre, et réduit de ce fait l'espace disponible alloué aux soupapes. De manière connue, dans de tels moteurs, les soupapes sont agencées suivant une orientation sensiblement verticale. De ce fait, la quantité d'air fournie par les soupapes n'est pas optimale du fait de leur faible diamètre. Par ailleurs, l'espace dévolu à la partie supérieure de l'injecteur, qui comporte les moyens de commande dudit injecteur, est particulièrement réduit. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose une culasse améliorée qui permet d'augmenter la taille des soupapes et qui permet aussi d'augmenter l'espace dévolu à la partie supérieure de l'injecteur. Dans ce but, l'invention propose une culasse du type décrit précédemment, caractérisée en ce que la première direction io d'orientation de la section du conduit est inclinée vers l'axe du cylindre d'un angle identique à l'angle de dépouille de l'outillage permettant de réaliser le noyau du conduit pour pourvoir agrandir le volume de la partie supérieure du logement d'injecteur et pour permettre l'inclinaison du guide de soupape vers l'axe du cylindre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - un bord de la partie supérieure du logement d'injecteur et l'axe du guide de soupape sont parallèles à la première direction d'orientation de la section du conduit, - la section du conduit comporte au moins une partie intermédiaire principale dont les bords sont parallèles à la première direction d'orientation de la section du conduit pour proposer une épaisseur de matériau de la culasse sensiblement constante entre d'une part la partie supérieure du logement d'injecteur et entre le conduit et d'autre part le guide de soupape et le conduit. L'invention propose aussi un moule pour la réalisation d'un noyau de fonderie en sable destiné à la réalisation d'un conduit de culasse du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une empreinte complémentaire du noyau à obtenir, dont la section comporte: une zone intermédiaire oblongue comportant deux bords intermédiaires parallèles, - des zones supérieure et inférieure de section trapézoïdale, se raccordant chacune avec la zone intermédiaire de manière qu'un premier bord de jonction de chaque zone supérieure/inférieure forme avec un des bords intermédiaires de la zone intermédiaire oblongue un angle de dépouille permettant le démoulage du noyau en sable. Selon une autre caractéristique du moule, un second bord de jonction de chaque zone supérieure/inférieure prolonge l'autre bord intermédiaire de la zone intermédiaire oblongue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la io compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une demi-vue en coupe transversale d'une culasse selon un état antérieur de la technique; - la figure 2 est une demi-vue en coupe transversale d'une culasse selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe d'un moule pour la réalisation d'un noyau de moulage pour la culasse de la figure 2. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Par convention, les termes "supérieur" ou "inférieur" désignent respectivement des éléments ou des positions orientés respectivement vers le haut ou le bas des figures 1 à 3. On a représenté à la figure 1 la moitié d'une culasse 10 pour un moteur thermique (non représenté) de véhicule automobile. De manière connue, la culasse 10 est destinée à coiffer au moins un cylindre vertical dudit moteur qui est orienté verticalement suivant un axe "A". La culasse 10 est notamment jointive avec une face supé- rieure (non représentée) du bloc du moteur selon un plan "P". De manière connue, la culasse 10 comporte, au droit du cylindre, et de l'axe "A" du cylindre vers la périphérie de son alésage, dont la projection PC a été représentée aux figures 1 et 2, un logement 12 coaxial qui est destiné à recevoir un injecteur (non représenté) de carburant du moteur. Ce logement 12 comporte au moins une partie supérieure 14, de diamètre supérieur à celui d'une partie inférieure 16. s Le logement 12 comporte par exemple un taraudage (on représenté) permettant le vissage de l'injecteur associé dans la partie inférieure 16. En s'éloignant de l'axe "A" suivant la direction radiale, c'est-à-dire vers la droite de la figure 1, la culasse 10 comporte lo un conduit 18 interne d'acheminement d'un fluide de refroidis- sement qui est destiné au refroidissement de la culasse 10. Le conduit 18 présente une section oblongue orientée suivant une première direction "C" sensiblement verticale. En s'éloignant encore de l'axe "A" suivant la direction radiale, la culasse 10 comporte au moins un guide 20 cylindrique d'une soupape du moteur, orienté suivant une seconde direction verticale "S". Sur la coupe de la figure 1, on a représenté un unique guide 20 associé à une seule soupape (non représentée), mais il sera compris que cette disposition n'est pas limitative et que la culasse 10 pourrait comporter plusieurs guides 20 associés à autant de soupapes placées en avant et en arrière du plan de coup, le moteur étant alors un moteur dit "multisoupapes". Comme l'illustre la figure 2 qui représente la culasse 10 faisant l'objet de l'invention, la première direction "C" d'orientation de la section du conduit 18 est inclinée vers l'axe "A" du cylindre de manière à permettre à proposer un volume agrandi pour la partie 14 supérieure du logement 12 d'injecteur et pour permettre l'inclinaison du guide 20 de soupape vers l'axe "A" du cylindre. Dans cette configuration, en comparant la culasse 10 de la figure 2 à la culasse 10 selon l'état de la technique de la figure 1, on voit que, dans un même plan horizontal "H1", le rayon "Rmod" de la partie supérieure 14 du logement 12 d'injecteur de la culasse 10 selon l'invention est plus grand que le rayon "Ret" de la partie supérieure 14 du logement 12 d'injecteur de la culasse 10 selon l'état de la technique. D'une manière analogue, on voit que, dans un même plan horizontal "H2", la distance "Dmod" séparant le guide 20 de soupape de la projection verticale "PC" de la paroi du cylindre, pour la culasse 10 objet de l'invention qui a été représentée à la figure 2, est plus grande que la distance "Det" séparant le guide 20 de soupape de la projection "PC" de la paroi du cylindre pour la culasse 10 selon l'état antérieur de la technique qui a été io représentée à la figure 1. Cette configuration permet de bénéficier d'un volume maximal dans la partie inférieure de la culasse 10 pour l'implantation d'un siège (non représenté) de la soupape. Le moteur peut donc être équipé de soupapes de taille supérieure, ce qui permet de favoriser le remplissage de la chambre de combustion. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, un bord 22 de la partie supérieure 14 du logement 14 d'injecteur et l'axe "S" du guide 20 de soupape sont parallèles à la première direction "C" inclinée d'orientation de la section du conduit 18. Comme l'illustre la figure 2, cette configuration permet de conserver une épaisseur "El" de matériau sensiblement constante entre la paroi 22 de la partie supérieure 14 du logement 12 d'injecteur et le conduit 18, et aussi de conserver une épaisseur "E2" de matériau sensiblement constante entre le conduit 18 et le guide 20 de soupape. A cet effet, la section du conduit 18 comporte au moins une partie intermédiaire 24 principale dont les bords 26 sont parallèles à la première direction "C" d'orientation de la section du conduit 20. Par ailleurs, la section du conduit 18 comporte une partie supérieure 28 et une partie inférieure 30 correspondant à des parties de dépouille d'un noyau moulé dont est issu le conduit 18 lors du moulage de la culasse 10. Un moule 32 pour un tel noyau a été représenté à titre d'exemple à la figure 3. De manière connue, le moule 32 comporte au moins une empreinte 34 complémentaire du noyau à obtenir. Le moule 32 est constitué de deux parties, une partie 36 supérieure, et une partie 40 inférieure. Comme l'illustre la figure 3, la section de l'empreinte 34 du moule 32 comporte une zone 42 intermédiaire oblongue, qui comporte deux bords 44 intermédiaires parallèles. Ces bords 44 délimitent les parois du noyau qui sont destinées à former, lors du moulage de la culasse 10, les bords 26 parallèles du conduit 18. La section de l'empreinte 34 du moule 32 comporte aussi des zones supérieure 46 et inférieure 48, associées aux parties supérieure 36 et inférieure 40 du moule 32 qui présentent chacune une section trapézoïdale. Ces zones supérieure 46 et inférieure 48 se raccordent chacune avec la zone intermédiaire 44 de manière qu'un premier bord 50, 52 de jonction de chaque zone supérieure 46 ou inférieure 48 forme avec un des bords 44 intermédiaires de la zone intermédiaire oblongue un angle "a" de dépouille permettant le démoulage du noyau en sable. Dans cette configuration, le moulage du noyau s'effectue comme suit: Une fois les deux parties 36 et 40 du moule 332 assemblées, on introduit dans le moule 32 par un orifice (non représenté) un mélange de sable et de liants polymères. Ces liants polymères sont ensuite vulcanisés par soufflage d'un gaz de vulcanisation. On ôte alors les parties supérieure 36 et inférieure 40 du moule 32. Le noyau peut alors être utilisé pour le moulage de la culasse 10. L'invention permet donc de disposer d'une culasse 10 optimisée en termes de volume pour l'injecteur et les soupapes. REVENDICATIONS 1. Culasse (10) pour un moteur thermique de véhicule automobile, destinée à coiffer au moins un cylindre axial vertical dudit moteur, comportant, au droit du cylindre, de l'axe (A) vers la périphérie (PC) du cylindre: - un logement (12) coaxial destiné à recevoir un injecteur de carburant du moteur, comportant au moins une partie supérieure (14), de diamètre supérieur à celui d'une partie inférieure (16), io - une conduit (18) interne d'acheminement d'un fluide de refroidissement, de section oblongue orientée suivant une première direction (C) sensiblement verticale, - au moins un guide (20) cylindrique d'une soupape du moteur, orienté suivant une seconde direction (S) verticale, caractérisée en ce que la première direction (C) d'orientation de la section du conduit (18) est inclinée vers l'axe (A) du cylindre pour pourvoir agrandir le volume de la partie supérieure (14) du logement (12) d'injecteur et pour permettre l'inclinaison du guide (20) de soupape vers l'axe (A) du cylindre. 2. Culasse (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'un bord (22) de la partie supérieure (14) du logement (12) d'injecteur et l'axe (S) du guide de soupape sont parallèles à la première direction (C) d'orientation de la section du conduit (18). 3. Culasse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la section du conduit (18) comporte au moins une partie intermédiaire principale (24) dont les bords (26) sont parallèles à la première direction (S) d'orientation de la section du conduit (18) pour proposer une épaisseur (El, E2) de matériau de la culasse (10) sensiblement constante entre d'une part la partie supérieure (14) du logement d'injecteur et le conduit (18) et d'autre part entre le guide (20) de soupape et le conduit (18). 4. Culasse (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la section du conduit (18) comporte une partie supérieure (28) et une partie inférieure (30) correspondant à des parties de dépouille d'un noyau moulé dont est issu le conduit (18) lors du moulage de la culasse. 5. Moule (32) pour la réalisation d'un noyau de fonderie en sable destiné à la réalisation d'un conduit (18) de culasse (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une empreinte (34) complémentaire du io noyau à obtenir, dont la section comporte: - une zone (42) intermédiaire oblongue comportant deux bords (44) intermédiaires parallèles, - des zones supérieure (46) et inférieure (48) de section trapézoïdale, se raccordant chacune avec la zone (42) intermédiaire de manière qu'un premier bord (50, 52) de jonction de chaque zone supérieure/inférieure (46, 48) forme avec un des bords (44) intermédiaires de la zone intermédiaire (42) oblongue un angle (a) de dépouille permettant le démoulage du noyau en sable. 6. Moule (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un second bord (52, 54) de jonction de chaque zone supérieure/inférieure (46, 48) prolonge l'autre bord intermédiaire (44) de la zone (42) intermédiaire oblongue.