Brevet FR2879260A1 — publié le 20060616

CARTER CYLINDRES COMPORTANT UNE CHAMBRE A EAU A SECTION RETRECIE ET PROCEDE DE REALISATION DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un carter cylindres pour moteur à combustion interne comportant une chambre d'eau entourant les cylindres et muni d'orifices d'arrivée et d'évacuation pour assurer une circulation de liquide de refroidissement et comportant des moyens pour que le fluide de refroidissement circule suive un chemin prédéterminé entre les orifices d'arrivée et d'évacuation. Les moteurs à combustion interne utilisent un liquide de refroidissement pour évacuer la chaleur excédentaire produite par la combustion du carburant. Ils comportent un carter cylindres comportant des passages ou chambres d'eau de manière à faire circuler de l'eau ou un autre fluide de refroidissement autour des cylindres pour en abaisser la température. On connaît déjà (FR-2 594 885) un carter cylindre du type décrit ci-dessus dans lequel le fluide de refroidissement parcourt le bloc cylindres selon un type de circulation appelé en trombone qui optimise l'évacuation de la chaleur. La chambre d'eau est cloisonnée de sorte que le débit global du liquide de refroidissement balaie successivement les deux côtés longitudinaux du carter cylindres avant d'être évacué. Le cloisonnement de la chambre d'eau est effectué au moyen d'une nervure. Cependant l'utilisation de cette nervure présente de nombreux inconvénients. En plus de sa complexité de réalisation, elle empêche un refroidissement correct du cylindre sur lequel elle s'appuie ce qui provoque une altération localisée de la chemise. Par ailleurs, la liaison mécanique ainsi établie entre le cylindre et le carter cylindres peut engendrer une déformation du cylindre. On connaît également (FR 2 664 653) un carter cylindres du type défini ci-dessus dans lequel la chambre d'eau est barrée par au moins un dispositif obturateur rapporté, par exemple une pièce oblongue en tôle pliée insérée dans un fourreau formé dans la chambre d'eau Toutefois cette réalisation présente elle-même des inconvénients. La présente invention a pour objet un carter cylindres et un procédé de réalisation d'un carter cylindres qui remédient à ces inconvénients. Les moyens pour s'assurer que le fluide de refroidissement circule suivant un chemin prédéterminé entre les orifices d'arrivée et d'évacuation sont constitués par une saillie dans la chambre à eau. Avantageusement la saillie comporte une face verticale et une face inclinée, par exemple sensiblement à 45 . Selon le procédé de l'invention on réalise par un procédé de coulée un carter cylindres pour un moteur à combustion interne comportant une chambre d'eau entourant les cylindres munis d'orifice d'arrivée et d'évacuation pour assurer une circulation de liquide de refroidissement. On coule une quantité de métal dans un moule dans lequel est inséré un noyau prévu afin de B 15105 LW ménager la chambre d'eau après démoulage du moule. On utilise un noyau comportant un évidement de manière à former la saillie mentionnée précédemment. Bien entendu, la partie de plus faible section du noyau est adaptée à la forme de saillie que l'on peut obtenir à l'intérieur de la chambre d'eau. Ainsi, dans un exemple de réalisation préférée, la partie de plus faible section présentera une face verticale et une face inclinée, par exemple sensiblement à 45 . Grâce à ces caractéristiques, le fluide de refroidissement qui vient en contact avec la face inclinée 45 est renvoyé vers le haut du bloc cylindres et par conséquent vers la face feu de la culasse du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un bloc moteur surmonté d'une culasse illustrant le principe de la circulation du fluide de refroidissement en faux trombone, - la figure 2 est une vue de dessus de la culasse et de la chambre d'eau illustrant la saillie réalisée à l'intérieur de cette chambre; - la figure 3 est une vue partielle en perspective selon la flèche III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective d'un noyau permettant de réaliser la culasse. B 15105 LW 2879260 On a représenté sur la figure 1 une vue éclatée en perspective schématique d'un bloc cylindres 2 et d'une culasse 4 surmontant le bloc cylindres 2. Le bloc cylindres se présente sous la forme générale d'un parallélépipède comportant deux grandes faces 6 et 8 et deux petites faces 10 et 12 la face 6 est disposée du côté de l'échappement des gaz du moteur tandis que la face 8 est disposée du côté admission des gaz frais. Une pluralité de cylindres quatre dans l'exemple représenté, sont formés verticalement (selon la figure 1) dans le bloc cylindres 4. De manière conventionnelle, les cylindres 14 sont entourés par une chambre d'eau 16 permettant la circulation d'un fluide caloporteur destiné à évacuer les calories excédentaires dégagées par la combustion du carburant dans les chambres du moteur. Un orifice d'entrée 18 est formé dans la petite face 10 du bloc cylindres. L'entrée 18 communique avec la chambre d'eau 16. Le fluide de refroidissement est mis en circulation par une pompe de circulation (non représentée) comme schématisé par la flèche 20. Le fluide de refroidissement parcourt la grande face 6 (côté échappement) comme schématisé par la flèche 22 puis contourne les cylindres comme schématisé par la flèche 24 et enfin revient vers la petite face 10 en parcourant la grande face 8 située côté admission comme schématisé par la flèche 26. La chambre d'eau 16 comporte des ouvertures débouchant à la partie supérieure du bloc cylindres et communiquant avec des entrées correspondantes de la culasse 4. Dans l'exemple représenté ces ouvertures 15105 LW 2879260 sont au nombre de 8. On trouve tout d'abord deux ouvertures principales 28 et 30 et des ouvertures secondaires de plus petit diamètre. Dans l'exemple représenté, trois ouvertures 32 de petit diamètre sont disposées le long de la grande face 6 et trois ouvertures 34 de petit diamètre sont disposées le long de la grande face 8. L'ouverture 28 communique avec une ouverture 36 de la culasse 2, l'ouverture 30 avec une ouverture 38, les trois ouvertures 32 avec trois ouvertures correspondantes 40 et enfin les trois ouvertures 34 avec trois ouvertures 42 de la culasse 4. Après avoir parcouru le bloc cylindres, le fluide de refroidissement ressort par. les ouvertures 28 et 30, comme schématisé par les flèches 44 et 46, et pénètre dans la culasse 4, de chaque côté des culbuteurs (non représentés), comme schématisé respectivement par les flèches 48 et 50. Le fluide de refroidissement parcourt la culasse selon sa longueur, comme schématisé par la flèche 52, puis en ressort comme schématisé par la flèche 54. Une circulation de ce type est appelée circulation en faux trombone . Ce qui différencie une circulation en trombone d'une circulation en faux trombone, c'est le fait que le bloc cylindres et la culasse communiquent par l'intermédiaire de deux ouvertures alors que, dans une circulation en trombone, il n'existe qu'un seul orifice de communication. Un joint d'étanchéité (non représenté) est disposé entre le bloc cylindres et la culasse. Les ouvertures pratiquées dans le joint d'étanchéité permettent de régler à volonté la section de passages de chacun des orifices 28, 30, 32 et 34. On a représenté sur une figure 2 une vue schématique de dessus en coupe du bloc cylindres de la figure 2. On note sur cette figure la chambre d'eau 16 entourant les quatres cylindres 14. Conformément à l'invention, une saillie 60 est formée dans la chambre d'eau 16 de manière à créer une restriction de la section de passage offerte au fluide. On note en effet que la section de passage 62 en regard de la saillie 60 représente seulement une petite partie, par exemple 10% ou 20%, de la section de passage courante de la chambre d'eau. La saillie 60 a pour fonction de contraindre le fluide de refroidissement à circuler d'abord le long du côté échappement du bloc cylindres (le plus chaud) comme schématisé par la flèche 22. Elle a également pour effet d'éviter une recirculation trop importante du fluide, c'est-à-dire une circulation en boucle fermée du fluide de refroidissement. En effet, la saillie 60, en obturant le passage de la chambre d'eau contraint le fluide de refroidissement à monter dans la culasse 4 comme schématisé par la flèche 46 (figure 1). Toutefois, elle autorise le passage d'une petite quantité de fluide afin que la totalité de la périphérie du cylindre 14 situé à proximité de l'entrée 18 puisse mitre refroidie. De préférence, la saillie 60 comporte une face verticale 64 située du côté de l'entrée 18 et une face 66 inclinée située du côté opposé à l'entrée 18. La face 66 a pour fonction de réfléchir le fluide de manière à provoquer un changement de direction à 90 par réflexion. On a représenté sur la figure 3 une vue de détail de la paroi extérieure de la chambre d'eau au niveau de la saille 60. On observe que cette dernière, outre la face inclinée 66, comporte une face verticale 68 s'étendant parallèlement à la face verticale 64. On peut noter également sur la figure 3 que le fluide de refroidissement est réfléchi par la face inclinée 66 de manière à être dirigé vers l'ouverture de sortie 30 (figures 1 et 2). On a représenté sur la figure 4 une vue en perspective de dessous d'un noyau 100 destiné à permettre la réalisation d'un bloc cylindres conforme à l'invention. A l'intérieur, le noyau 100 comporte un profil 102 destiné à s'adapter au diamètre extérieur de chacun des quatre cylindres 14. Il comporte un profil extérieur 104 régulièrement espace du périmètre intérieur 102 de manière à ménager une largeur constante de la chambre d'eau 16. Toutefois, le noyau 100 comporte une partie 106 de plus faible section dans laquelle le métal liquide coulé (fonte ou aluminium par exemple), pourra pénétrer de manière à obtenir la saillie 60 décrite précédemment. Bien entendu, la forme de l'évidement 106 est adaptée à la forme de la saillie que l'on souhaite réaliser. Ainsi, comme représenté sur la figure 4, l'évidement 106 comporte une paroi verticale 108, une paroi 110 inclinée à 45 se terminant vers le haut par une paroi 112 parallèle à la paroi 108. On a désigné par la référence 18 la section d'entrée du flux d'eau en sortie de la volute de la pompe à eau. On note également que le noyau comporte des cheminées 122 à sa partie supérieure. Ces cheminées sont destinées à la réalisation des orifices de communication 32 et 34 entre le bloc cylindres et la culasse, comme décrit précédemment. B 15105 LW 2879260 REVENDICATIONS 1. Carter cylindres pour un moteur à combustion interne, comportant une chambre d'eau (16) entourant les cylindres (14), muni d'orifices d'arrivée (18) et d'évacuation (28 et 30) pour assurer une circulation de liquide de refroidissement et comportant des moyens pour que le liquide de refroidissement circule suivant un chemin prédéterminé entre les orifices d'arrivée et d'évacuation, caractérisé en ce que les moyens pour que le liquide circule suivant un chemin prédéterminé sont constitués par une saillie (60). 2. Carter cylindres selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie (60) comporte une face verticale (64) et une face inclinée (66). 3. Carter cylindres selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face inclinée {66) est inclinée sensiblement à 45 . 4. Procédé de réalisation d'un carter cylindres pour un moteur à combustion interne comportant une chambre d'eau (16) entourant les cylindres {14) munie d'orifices d'arrivée (18) et d'évacuation (28, 30) pour assurer une circulation de liquide de refroidissement, dans lequel une quantité de métal liquide est coulée dans un moule à l'intérieur duquel est prévu un noyau (100) afin de ménager la chambre à eau (16) après démoulage, caractérisé en ce que l'on utilise un noyau (100) comportant une partie (106) de plus faible section afin d'obtenir une saillie (60) de manière que le liquide de refroidissement circule suivant un chemin prédéterminé.