Brevet FR2869647A1 — publié le 20051104

Bloc-cylindres et moteur comportant un tel bloc-cylindres L'invention se rapporte à un bloc-cylindres de moteur à combustion interne ainsi qu'à un moteur comportant un tel bloc cylindres. L'invention concerne plus particulièrement un bloc-cylindres comprenant, une partie supérieure comportant une pluralité d'alésages cylindriques alignés selon une direction longitudinale, une enveloppe à eau entourant ceux-ci, et une io partie inférieure, telle qu'une jupe, délimitant un volume pour un mécanisme de vilebrequin. Les bruits de combustion rayonnés par un moteur à combustion interne sont fonctions de cette combustion (qui est le phénomène excitateur) et de la réponse dynamique (vibrations) du Groupe Moto-Propulseur à cette excitation. Les moteurs sont soumis à des normes de pollution de plus en plus sévères qui sont très contraignantes pour la mise au point de la combustion. De ce fait, le potentiel de réduction du bruit de combustion par la mise au point de la combustion elle-même est de plus en plus réduit. Pour cette raison, il est connu de proposer des modifications d'architecture du moteur pour mieux maîtriser son rayonnement acoustique. Les solutions connues sont cependant peu satisfaisantes en terme de réduction du bruit généré par le moteur et/ou impliquent des modifications d'architecture complexes souvent incompatibles avec une production à grande échelle. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le bloc-cylindres selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'une au moins des deux faces longitudinales du bloc-cylindres comporte au moins une ligne de renforcement longitudinale comprenant une paroi double. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la paroi double est formée par un dédoublement local de la cloison du bloc-cylindres formant la face longitudinale, - les deux parois de la paroi double sont espacées d'une distance comprise entre 15 et 30 mm environ, - la ou les lignes de renforcement longitudinale s'étendent io sur au moins deux tiers, et de préférence au moins trois quarts, de la longueur de la face longitudinale, - une au moins des faces longitudinales comporte une ligne de renforcement longitudinale située sensiblement au niveau de la transition entre ses parties supérieure et inférieure du bloc-cylindres, une au moins des faces longitudinales comporte une ligne de renforcement longitudinale située sensiblement à mi-hauteur de la partie inférieure du bloc-cylindres, - une au moins des faces longitudinales comporte une 20 ligne de renforcement longitudinale située sensiblement à mi-hauteur de la partie supérieure du bloc-cylindres, - une au moins des deux faces longitudinales du bloc-cylindres comporte au moins une ligne de renforcement verticale comprenant une double paroi orientée selon une direction sensiblement perpendiculaire à la ou les lignes de renforcement longitudinales, les espaces entre les parois dédoublées des lignes de renforcement verticales et longitudinales étant communicants, - la ou les lignes de renforcement ont une largeur 30 comprise entre 3 et 20% environ de la hauteur des faces longitudinales, - l'espace entre les parois dédoublées de la ou des lignes de renforcement communique au moins localement avec le volume intérieur du bloc-cylindres, de façon à permettre le transit de gaz de carter. L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne comportant un bloc-cylindres conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux io figures dans lesquelles: les figures 1 et 2 représentent respectivement des vues en perspectives illustrant les deux faces longitudinales d'un bloc-cylindres selon l'invention, - les figures 3 et 4 représentent respectivement des vues 15 en perspectives du bloc-cylindres des figures 1 et 2, coupé transversalement selon deux plans transversaux distincts, - les figures 5 et 6 représentent respectivement deux vues en perspective d'un exemple d'agencement de noyaux de fonderie adaptés pour permettre le moulage du bloc-cylindres de la figure 1, - la figure 7 représentent une vue en perspective d'un détail de l'agencement de la figure 6 illustrant un circuit de circulation des gaz de carter, - la figure 8 représentent une vue analogue à celle de la 25 figure 7 illustrant une variante de réalisation du circuit de circulation des gaz de carter. - la figure 9 représente une vue en perspective d'un bloc-cylindres selon un autre mode de réalisation de l'invention ainsi qu'un noyau de fonderie mis en oeuvre lors de sa fabrication. Les figures 1 à 4 illustrent un bloc-cylindres 1 de moteur à combustion interne selon un premier exemple de réalisation. Classiquement, le bloc-cylindres 1 comprend une partie supérieure 2 comportant une pluralité d'alésages cylindriques 3 verticaux qui sont alignés selon une direction longitudinale. Les alésages 3 délimitent les cylindres du moteur destinés à accueillir des pistons. Une enveloppe à eau 3 est ménagée dans la partie supérieure de façon à entourer les alésages 3 (cf. figures 3 et 4). Le bloc-cylindres 1 comprend également une partie inférieure 4, telle qu'une jupe, et délimitant un volume pour un io mécanisme de vilebrequin (non représenté). De préférence, les parties supérieure 2 et inférieure 4 sont constituées d'un matériau métallique et sont moulées de façon monobloc. Le bloccylindres 1 a, par exemple, une forme générale parallélépipédique. Le bloc-cylindres 1 est délimité verticalement par une face supérieure (destinée à accueillir une culasse non représentée), et une face inférieure (destiné à accueillir un carter d'huile par exemple). Le bloccylindres 1 est délimité latéralement par deux faces longitudinales situées de part et d'autre de l'alignement des alésages cylindriques 3 et deux faces transversales. Les faces longitudinales sont appelées quelquefois respectivement "face admission" et "face échappement", en référence au trajet des gaz frais et brûlés par rapport aux cylindres. Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté aux figures 1 à 4, chacune des faces longitudinales du bloc-cylindres 1 comporte deux lignes 5, 15 de renforcement longitudinales. Chaque ligne 5, 15 de renforcement longitudinale est constituée d'une paroi double. C'est-à- dire que la paroi double 5, 15 est constituée d'un dédoublement localisé de la cloison du bloc-cylindres 1 formant la face longitudinale. Par exemple, les deux parois de la paroi double 5, 15 ont une épaisseur de l'ordre de 4 à 5 mm environ et sont espacées d'une distance comprise entre 15 et 30 mm environ. La distance entre deux parois doubles adjacentes peut être comprise entre 4 et 80 mm par exemple. De plus, les lignes 5, 15 de renforcement ont une largeur comprise, par exemple, entre 3 et 20% environ de la hauteur des faces longitudinales (largeur comprise par exemple entre 30 et 80 mm). Les lignes 5, 15 de renforcement sont de préférence parallèles à la direction d'alignement des alésages cylindriques 3. Plus précisément, les lignes 5, 15 de io renforcement sont de préférence parallèles aux faces supérieure et inférieure du bloc-cylindres 1. Les lignes 5, 15 de renforcement s'étendent de préférence sans discontinuité sur sensiblement toute la longueur des faces longitudinales du bloc-cylindres 1. Cependant, ces lignes 5, 15 de renforcement peuvent s'étendre de façon continue sur deux tiers, et de préférence au moins trois quarts, de la longueur de la face longitudinale. Dans ce cas, les lignes 5, 15 de renforcement longitudinales sont de préférence centrées sur la partie médiane de la face longitudinale. C'est- à-dire que la partie médiane de la ligne 5, 15 de renforcement coïncide sensiblement avec la partie médiane de la face longitudinale du bloc- cylindres 1. Sur chaque face longitudinale, une première ligne 15 de renforcement longitudinale est située sensiblement au niveau de la transition entre ses parties supérieure 2 et inférieure 4 du bloc-cylindres 1. C'est à dire que la première ligne 15 de renforcement est située au niveau de la liaison entre les fûts (cylindres 3) et la jupe du moteur. Cette première ligne 15 de renforcement longitudinale permet une meilleure solidarisation entre les parties supérieure 2 et inférieure 3 du bloc- cylindres 1 et améliore le comportement de celui-ci lorsqu'il est soumis à des efforts de torsion. La seconde ligne 5 de renforcement de chaque face longitudinale est située sensiblement à mi-hauteur de la partie 35 inférieure 4 du bloc- cylindres. Cette seconde ligne 5 de renforcement confère une meilleure rigidité transversale aux jupes, améliorant ainsi leur comportement en flexion. L'invention permet ainsi un renforcement structurel du bloc-cylindres 1 et une diminution des bruits rayonnés par le moteur lorsqu'il est soumis à des efforts de torsion et/ou de flexion. En particulier, lorsque le bloc-cylindres 1 est soumis à des excitations vibratoires comprises entre 800 et 3000 Hz, les bruits générés par la vibration du bloc 1 sont réduits de 2 à 3dB par rapport aux bloc-cylindres connus. L'atténuation des io bruits est particulièrement importante autour des fréquences comprises entre 2500 et 2700 Hz ainsi qu'entre 1000 et 1800 Hz. Comme visible à la figure 3, les faces longitudinales peuvent comporter également plusieurs lignes 6 de renforcement verticales disposées de façon régulière le long des faces longitudinales du bloc-cylindres 1. Les lignes 6 de renforcement verticales sont orientées de bas en haut sur le bloc-cylindres de façon sensiblement perpendiculaire aux lignes 5, 15 de renforcement longitudinales. Comme précédemment, les lignes 6 de renforcement verticales sont constituées de parois doubles. Les espaces entre les parois doubles des lignes 6 de renforcement verticales et longitudinales 5, 15 sont de préférence communicants. Les lignes de renforcement verticales 6 participent à la rigidification du bloc-cylindres 1 en créant un maillage de lignes 5, 15, 6 de renforcement. Cependant, la présence des lignes verticales 6 est facultative. En effet, l'avantage principal de la présence des lignes verticales 6 réside dans la possibilité de prévoir un unique noyau 105 de moulage pour former toutes les lignes 5, 15, 6 de renforcement d'une face du bloc-cylindres 1, tel que décrit plus en détail ci-après. La figure 5 représente, en effet, un exemple d'agencement de plusieurs noyaux pouvant être mis en oeuvre dans un procédé de moulage du bloccylindres 1 des figures 1 et 2. Par soucis de simplification, les différents noyaux sont désignés à la figure 5 par les mêmes références numériques que les parties du bloccylindres 1 auxquels ils donnent naissances après coulée du métal. L'agencement comprend classiquement un ou plusieurs noyaux 7 centraux définissant les cylindres 3 et l'intérieur 7 du io bloc-cylindres 1. Dans sa partie supérieure, deux noyaux 4 disposés de part et d'autre des noyaux de cylindres 3 définissent les chambres d'eau pour un liquide de refroidissement. Deux noyaux 8 sensiblement verticaux formant des passages pour la descente de l'huile de lubrification du moteur sont disposés respectivement au niveau des deux extrémités de l'agencement. Les noyaux 8 formant passages pour la descente de l'huile de lubrification sont placés aux endroits correspondant aux deux faces transversales du bloc-cylindres 1. Enfin, un noyau 105 formant les lignes de renforcement 5, 15, 6 est rapporté sur chacune des faces longitudinales des noyaux de carter 7, au niveau sensiblement de la partie formant la jupe du bloc-cylindres. Chacun de ces noyaux 105 comprend deux lignes longitudinales 5, 15 raccordées par cinq entretoises 6 verticales définissant les renforcements verticaux. Les noyaux 105 formant les lignes de renforcement 5, 15, 6 reposent de préférence sur le noyau 7 central de bloc-cylindres par l'intermédiaire de pions de raccord ("plug") qui créent une jonction entre l'espace à l'intérieur des parois doubles et l'intérieur du bloc-cylindres 1 (pions non visibles à la figure 5). Par exemple, la face du noyau 5, 15, 6 de renforcement rapportée sur le noyau 7 central comporte des pions de raccordement en forme de téton. Les figures 5 et 6 illustrent deux vues analogues du même agencement selon deux direction opposées. Une des extrémités de l'agencement comporte par ailleurs un noyau 9 définissant un volume de décantation et de remplissage raccordé au noyau 8 de descente d'huile adjacent. La figure 7 illustre de façon agrandie l'agencement classique du noyau de descente d'huile 8 et du noyau de décantation 9. La remontée des gaz de carter s'effectue généralement via le volume définit par le noyau 9 décantation io (flèche F, figures 6 et 7). Les gaz de carter sont les gaz provenant du contournement des pistons, ces derniers sont également appelés gaz de "blow-by". Dans un tel agencement, pour rejoindre le volume de décantation 9, les gaz de carter doivent circuler longitudinalement à l'intérieur du bloc-cylindres 1 en passant en dessous et de part et d'autre des chapeaux de palier (non représentés). Cette circulation freine les gaz de carter qui ont par conséquent tendance à remonter directement via les descentes 8 d'huile. Or la remontée des gaz dans les descentes 8 d'huile nuit à la bonne circulation de l'huile de la culasse vers le bas moteur. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'espace entre les parois dédoublées des lignes de renforcement 5, 15, 6 communique avec le volume intérieur du bloc-cylindres 1 (c'est-à-dire que les noyaux 105 de renforcement communiquent avec le noyau central de carter 7 au niveau des raccords). De cette façon, l'espace intermédiaire des parois doubles 5, 15, 6 constitue une voie de circulation privilégiée pour les vapeurs de carter. L'espace entre les parois doubles peut donc être utilisé pour assurer la remontée de ces gaz. Ainsi, comme représenté à la figure 8, il est possible de s'affranchir du noyau 9 définissant un volume de décantation et de remplissage raccordé au noyau 8 de descente d'huile adjacent. En effet, les gaz de carter peuvent ainsi circuler à du bloc- cylindres vers l'intérieur des parois doubles. Ces gaz circulent ensuite à l'intérieur des parois doubles 5, 15, 25 comme symbolisé par les flèches C, jusque vers une sortie (flèche F) qui sera raccordée à un dispositif de décantation (non représenté). Cette forme de réalisation présente ainsi de nombreux avantages. En effet, outre le fait de s'affranchir d'un noyau dans le processus de fabrication du bloc-cylindres 1, cette solution améliore la circulation des gaz de carter dans le io moteur du fait de l'accroissement du volume d'échange entre les cylindres et le volume dédié à la circulation des gaz. La circulation des gaz dans les descentes d'huile est ainsi diminuée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus. En particulier, le nombre et la disposition des lignes de renforcement n'est pas limité au mode de réalisation décrit ci-dessus. Ainsi, par exemple, un bloc-cylindres ayant une seule ligne de renforcement sur une seule face longitudinale (ou sur chacune de ses faces longitudinales) entre également dans le cadre de l'invention. De même, et comme représenté à la figure 9, il est possible de prévoir une troisième ligne de renforcement sur l'une ou sur les deux faces longitudinales du moteur 1. Le bloc-cylindres 1 représenté à la figure 9 se distingue de celui décrit ci-dessus uniquement en ce qu'il comporte une troisième ligne de renforcement 25 longitudinale. Par soucis de simplification, les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques et ne seront pas décrits une seconde fois. La troisième ligne de renforcement 25 longitudinale est située sensiblement à mi-hauteur de la partie supérieure 2 du bloccylindres 1 (c'est-à-dire sensiblement à mi-hauteur des alésages cylindriques 3). La figure 9 illustre également un noyau de renforcement permettant de doter le bloc-cylindres 1 de trois lignes 5, 15, 25 35 de renforcement longitudinales. Les trois lignes 5, 15, 25 de lo renforcement longitudinales du noyau sont reliées par des lignes de renforcement verticales 6 de façon à former un maillage. Le bloc-cylindres 1 selon la configuration de la figure 9 présente une rigidité encore améliorée par rapport à l'art antérieur. En particulier, l'architecture selon la figure 9 permet des réductions des bruits de vibrations de l'ordre de 3 à 5dB par rapport à l'art antérieur. Enfin, le procédé de moulage du bloc-cylindres 1 selon l'invention n'est pas limité à l'exemple décrit ci-dessus. Ainsi, par exemple, les noyaux 5, 15, 25, 6 rapportés sur le noyau central 7 peuvent être remplacés par de simples excroissances longitudinales formées directement sur le noyau central 7 de bloc-cylindres. Il REVENDICATIONS, 1. Bloc-cylindres (1) de moteur à combustion interne comprenant une partie supérieure (2) comportant une pluralité d'alésages cylindriques (3) alignés selon une direction longitudinale et une enveloppe à eau (3) entourant ceux-ci, une partie inférieure (4) telle qu'une jupe et délimitant un volume pour un mécanisme de vilebrequin, le bloc-cylindres (1) comportant deux faces longitudinales situées de part et io d'autre de l'alignement des alésages cylindriques (3), caractérisé en ce qu'une au moins des deux faces longitudinales du bloc-cylindres (1) comporte au moins une ligne (5, 15, 25) de renforcement longitudinale comprenant une paroi double. 2. Bloc-cylindres (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi double (5, 15, 25) est formée par un dédoublement local de la cloison du bloc-cylindres (1) formant la face longitudinale. 3. Bloc-cylindres (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 20 en ce que les deux parois de la paroi double sont espacées d'une distance comprise entre 15 et 30 mm environ. 4. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les lignes (5, 15, 25) de renforcement longitudinale s'étendent sur au moins deux tiers, et de préférence au moins trois quarts, de la longueur de la face longitudinale. 5. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une au moins des faces longitudinales comporte une ligne (15) de renforcement longitudinale située sensiblement au niveau de la transition entre ses parties supérieure (2) et inférieure (4) du bloc-cylindres (1). 6. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une au moins des faces longitudinales comporte une ligne (5) de renforcement longitudinale située sensiblement à mi-hauteur de la partie inférieure (4) du bloc-cylindres (1). 7. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une au moins des faces longitudinales comporte une ligne (25) de renforcement longitudinale située sensiblement à mi-hauteur de la partie supérieure (2) du bloc-cylindres (1). 8. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une au moins des deux faces longitudinales du bloc-cylindres (1) comporte au moins une ligne (6) de renforcement verticale comprenant une double paroi orientée selon une direction sensiblement perpendiculaire à la ou les lignes (5, 15, 25) de renforcement longitudinales, et en ce que les espaces entre les parois dédoublées des lignes (6) de renforcement verticales et longitudinales (5, 15, 25) sont communicants. 9. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les lignes (5, 15, 25) de renforcement ont une largeur comprise entre 3 et 20% environ de la hauteur des faces longitudinales. 10. Bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace entre les parois dédoublées de la ou des lignes (6) de renforcement (5, 6, 15, 25) communique au moins localement avec le volume intérieur du bloc-cylindres, de façon à permettre le transit de gaz de carter. 11. Moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un bloccylindres conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.