Brevet FR2890687A1 — publié le 20070316

Boîtier de sortie d'eau pour la culasse d'un moteur à combustion interne. La présente invention concerne le circuit de refroidissement liquide des moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement les boîtiers de sortie de l'eau traversant la culasse de tels moteurs afin de les refroidir. Les culasses des moteurs à combustion interne sont munies d'alésages dans lesquels circule un fluide qui prélève une partie des calories transmises par les chambres de combustion à la culasse. Afin de collecter et de redistribuer ce liquide chargé en calories, on place en sortie de ces alésages un boîtier de récupération. Ce boîtier de sortie d'eau est en général équipé d'un thermostat permettant de contrôler la température du liquide de refroidissement. Afin de mieux refroidir les culasses, on a les doté de deux noyaux d'eau superposés. Pour des raisons de fabrication en fonderie, les alésages de refroidissement, encore appelés circuit d'eau, des culasses ont une section importante que l'on ne peut limiter. Il est donc difficile de donner des diamètres différents aux alésages de refroidissement de la culasse. Ceci a toutefois créé un inconvénient majeur, en effet le besoin en refroidissement de la partie inférieure de la culasse soumis à de fortes températures n'est pas la même que celui de la partie supérieure de la culasse. Toutefois, si le refroidissement de la culasse est uniquement fonction de la section transversale des noyaux d'eau, qui est sensiblement la même pour chacun d'eux, il s'ensuivra une différence de température trop importante entre différentes partie de la culasse, ce qui peut être destructif pour cette pièce et donc pour le moteur. Il existe déjà de nombreuses formes de réalisation de boîtiers de sortie d'eau pour les moteurs à combustion interne. Ainsi, la publication fr2855214 2890687 -2 divulgue un boîtier de sortie d'eau destiné à être fixé sur l'ouverture du circuit d'eau de la culasse du moteur. Ce boîtier comporte une entrée et une sortie reliées par un passage équipé d'une vanne thermostatique munie d'une capsule thermostatique et formée de deux parties dont l'une est fixe par rapport au boîtier et l'autre, mobile, coopère avec une surface du boîtier formant un siège de soupape. Les boîtiers de sortie d'eau décrits précédemment ne permettent pas de répartir correctement la température à différents points des culasses équipées de plusieurs noyaux d'eau, car ils ne sont prévus que pour une sortie d'eau. La présente invention se propose donc de fournir un moyen visant à uniformiser la température des culasses munies d'au moins deux circuits d'eau. Dans ce but, l'invention propose un boîtier de sortie d'eau caractérisé en 15 ce qu'il comprend des moyens de restriction de la section de passage d'au moins un des circuits d'eau de la culasse. Avantageusement, la restriction de la section de passage est obtenue par un masque réalisé dans la bride de fixation du boîtier venant occulter une partie de ladite section de passage. Selon une caractéristique de l'invention, la bride du boîtier est pourvue de passages pour la fixation d'un organe de maintien de la vanne thermostatique ledit organe étant immobilisé en translation axiale par un ressort de la vanne thermostatique. Selon une autre caractéristique, l'organe de maintien est muni de bras immobilisés en rotation par des crochets de la bride de fixation. Selon un autre mode de réalisation, la restriction de la section de passage est réalisée par une bague de retenue de la vanne thermostatique, conformée pour s'insérer dans le boîtier de sortie d'eau. Avantageusement, la bague de retenue comporte une partie centrale séparant deux alésages semi-circulaires réalisés dans ladite bague. De manière préférée, la section radiale de l'un des alésages de la bague de retenue est inférieure à celle de l'autre alésage de la bague de retenue. Avantageusement, la bague de retenue comporte une gorge circulaire dans laquelle s'insère un joint torique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, non limitatifs, de la présente invention, faite en référence aux dessins qui représentent: figure 1: une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un boîtier de sortie d'eau selon l'invention. figure 2: une vue de face du boîtier de sortie d'eau selon l'invention. figure 3: une vue en coupe de la figure 2 suivant la ligne A-A. figure 4: une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un boîtier selon l'invention. - figure 5: une vue de face partielle du mode de réalisation de la figure 4. - figure 6: une vue interne du boîtier d'eau de la figure 4. La figure 1 est une vue en perspective d'un boîtier 1 de sortie d'eau destiné à être fixé contre les ouvertures du circuit d'eau de la culasse d'un moteur à combustion interne, pour permettre aux circuits d'eau internes au bloc moteur d'être reliés de manière commandée au circuit de refroidissement passant par le radiateur et la pompe de circulation. Sur cette figure a été représentée une portion des deux faisceaux d'eau 3,4 transitant respectivement dans les deux circuits d'eau de la culasse (non représentée sur les figures). Ces deux faisceaux d'eau se chargent en calories au contact de la culasse et la refroidissent. Ils se rejoignent ensuite dans le boîtier de 20 2890687 -4 sortie d'eau 1. Le boîtier d'eau selon l'invention se fixe à la culasse du moteur grâce aux trous de fixation 2 coopérant avec des vis non représentées. La figure 2 est une vue de face du boîtier de sortie de liquide de refroidissement selon l'invention, et la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 2. Le boîtier de sortie de liquide de refroidissement comporte deux alésages 41,42 de diamètre différent formant un épaulement 43. L'alésage 42 débouche sur un passage 13. Le boîtier 1 comporte en outre une vanne thermostatique 6 autorisant ou interdisant la circulation du liquide de refroidissement en fonction de la température dudit liquide. Cette vanne thermostatique est composée de deux parties, une partie fixe 6.1 et une partie mobile 6.2 et intègre une capsule thermostatique. La partie fixe 6.1 s'insère dans un logement 7 prévu dans le fond du boîtier et la partie mobile 6.2 est maintenue dans le boîtier 1 par un organe de retenue 5 avec interposition d'un ressort de rappel 8. La partie 6.2 est appuyée sur l'épaulement 43 par le ressort 8. La dilatation de la capsule thermostatique produit le déplacement de la partie mobile 6.2 de la vanne thermostatique contre l'action du ressort 8. Sur la figure 2, on a représenté l'organe de retenue 5 du ressort 8 de la vanne thermostatique dans une position de montage en traits interrompus, et dans une position montée en traits continus. Ce moyen de retenue prend appui sur deux crochets 9 du boîtier de sortie de liquide de refroidissement. A cet endroit, l'organe de retenue a une section en C complémentaire à celle des crochets 9 du boîtier de sortie 1 de liquide de refroidissement. La coopération de cette section en C et des crochets 9 interdit la rotation de l'organe de retenue 5 par rapport au boîtier 1. La bride 10 de fixation du boîtier 1 sur la culasse est conformée de manière à occulter une partie de la section de passage d'un des deux faisceaux d'eau 3 en provenance de la culasse du moteur. Cette restriction de section de passage est obtenue dans le présent mode de réalisation par la 2890687 -5 forme dissymétrique du boîtier d'eau par rapport à son axe horizontal. Ce masque réalisé dans la bride de fixation du boîtier de circuit de refroidissement est référencé 11 sur les figures 2 et 3. Sur la figure 3, on observe bien que la section d'entrée disponible pour le passage du premier faisceau de liquide de refroidissement, matérialisée par la longueur L1, est inférieure à la section disponible pour le passage du second faisceau de liquide de refroidissement, matérialisé par la longueur L2. Cette différence de section de passage disponible vise à uniformiser la température de la culasse comme cela sera expliqué ultérieurement. Lors du montage, la vanne thermostatique est introduite dans l'alésage du boîtier 1. La partie fixe de la vanne thermostatique s'insère dans le logement 7. L'extrémité de la partie mobile 6.2 opposée à la culasse entre en contact avec l'épaulement 43. On vient ensuite mettre en vis-à- vis les bras 5a et 5b du moyen de retenue 5 et les passages 12. Cette configuration du moyen de retenue 5 est représentée sur la figure 2 par les traits discontinus. On pousse ensuite le moyen de retenu pour l'introduire dans le boîtier 1 ce qui provoque la compression du ressort 8. On tourne ensuite le moyen de retenue 5 jusqu'à ce que ses bras soit en vis-à-vis des crochets 9 du boîtier 1. On relâche la pression exercée sur le ressort et celui-ci pousse à son tour le moyen de retenue 5 contre les crochets 9. L'action conjointe du ressort 8 et des crochets 9 bloque la rotation et la translation du moyen de retenu 5. Le moyen de retenu 5 monté dans le boîtier est représenté en traits continus sur la figure 2. La figure 3 permet d'observer l'action du ressort, partiellement comprimé, qui plaque le moyen de retenue 5 contre le boîtier 1. On fixe ensuite le boîtier 1 ainsi équipé à la culasse à l'aide de vis s'insérant dans les trous de fixation 2. En fonctionnement, l'arrivée de liquide en provenance de la culasse s'opère par les sections matérialisées par les segments L1 et L2. La vanne thermostatique est plongée dans le liquide de refroidissement en provenance de la culasse. Lorsque ce liquide atteint une température prédéfinie, la capsule thermostatique se dilate et provoque le déplacement de la partie mobile 6.2 de la vanne thermostatique contre l'action du ressort 8. Le liquide de refroidissement a des lors accès au passage 13 et est dirigé vers le radiateur et la pompe de circulation. La section de passage du faisceau d'eau supérieur 3 est limitée par le masque réalisé par le boîtier 1. Ainsi une quantité moindre d'eau en provenance de l'alésage de refroidissement supérieur de la culasse passe par le boîtier comme cela est visible sur la figure 3. Ceci à pour conséquence un moindre refroidissement de la partie supérieure de la culasse par rapport à sa partie inférieure et donc une homogénéisation de la température globale de la culasse. Le boîtier de sortie de liquide de refroidissement est dimensionné pour que les sorties des alésages de refroidissement viennent en vis-à-vis des segments L1 et L2. Un autre mode de réalisation de la présente invention poursuivant le même but, à savoir uniformiser la température de la culasse d'un moteur équipé de deux alésages de refroidissement, va à présent être décrit en se référant aux figures 4 à 6. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la restriction de section du faisceau supérieur de liquide de refroidissement n'est plus réalisé par le boîtier de sortie 1 de liquide de refroidissement mais par une bague de retenue 25 de la vanne thermostatique. La figure 4 est une vue en perspective d'un boîtier 1 de sortie d'eau destiné à être fixé contre les ouvertures du circuit d'eau de la culasse d'un moteur à combustion interne. Sur cette figure ont été représentés une portion des deux faisceaux d'eau 3, 4 transitant respectivement dans les deux circuits d'eau de la culasse (non représentée sur les figures). Ces deux faisceaux d'eau se chargent en calories au contact de la culasse et la refroidissent. Ils se rejoignent ensuite dans le boîtier de sortie d'eau 1. Le 2890687 -7 boîtier d'eau selon l'invention se fixe à la culasse du moteur grâce aux trous de fixation 2 coopérant avec des vis non représentées. Le boîtier de sortie d'eau est en outre muni d'une bague de retenue 25 d'une vanne thermostatique. La figure 5 est une vue de face partielle du boîtier et de la bague de retenue 25 de la vanne thermostatique selon l'invention. Sur cette figure on constate que cette bague de retenue est munie de deux évidements 30, 31 de section radiale semi-circulaire et de rayons différents, et d'une partie centrale 27. La partie centrale 27 permet de réaliser une séparation entre les deux flux de refroidissement de la culasse jusqu'à leur arrivée dans le boîtier de sortie 1 où ils se rejoignent. Selon l'invention et comme on peut le voir à la figure 6, la bague de retenue s'insère dans le boîtier qui est muni d'un premier évidement cylindrique de profondeur légèrement inférieure à celle de la bague 25. Cette bague 25 comporte une gorge accueillant un joint torique 28 et est arrêtée en translation axiale dans le sens d'écoulement normal du liquide de refroidissement par un premier épaulement 27 interne au boîtier 1. Le boîtier de sortie de liquide de refroidissement comporte deux alésages 41, 42 de diamètre différent formant un épaulement 43. II comporte en outre, comme pour le mode de réalisation précédent, une vanne thermostatique 6 autorisant ou interdisant la circulation du liquide de refroidissement en fonction de la température dudit liquide. Cette vanne thermostatique est composée de deux parties, une partie fixe 6.1 et une partie mobile 6.2. La partie fixe 6.1 s'insère dans un logement 7 prévu dans le fond du boîtier et la partie mobile 6.2 est maintenue dans le boîtier 1 par la bague 25 avec interposition d'un ressort de rappel 8. La dilatation de la capsule thermostatique 6 produit le déplacement de la partie mobile 6.2 de la vanne thermostatique contre l'action du ressort 8. Lors du montage, la vanne thermostatique est introduite dans la l'alésage du boîtier 1. La partie fixe 6.1 de la vanne thermostatique 6 est insérée dans le logement 7. On pousse ensuite la bague de retenue 25 muni du joint torique 28 pour l'introduire dans le boîtier 1 en prenant soin de mettre en vis-à-vis les sorties des conduits de refroidissement de la culasse et les passages supérieur 30 et inférieur 31 de la bague de retenue. On fixe ensuite le boîtier 1 ainsi équipé à la culasse à l'aide de vis s'insérant dans les trous de fixation 2. Le serrage de ces vis provoque l'avancée de la bague de retenue dans le boîtier 1 jusqu'à son blocage en translation axiale par l'épaulement 27. Cette avancée provoque la compression du ressort 8 qui appuie la partie 44 de la vanne thermostatique 6 opposée à la culasse sur l'épaulement 43, réalisant ainsi l'étanchéité entre les alésages 41 et 42. Le fonctionnement du boîtier ainsi assemblé à la culasse est comparable à celui décrit pour le premier mode de réalisation. En effet la l'arrivée de liquide de refroidissement en provenance de la culasse s'opère par les passages 30 et 31. La vanne thermostatique est plongée dans le liquide de refroidissement en provenance de la culasse. Lorsque ce liquide atteint une certaine température, la capsule thermostatique se dilate et provoque le déplacement de la partie mobile 6.2 de la vanne thermostatique contre l'action du ressort 8. Le contact entre la partie 44 de la vanne thermostatique 6 opposée à la culasse et l'épaulement 43 est rompu. Le liquide de refroidissement a dès lors accès au passage 13 et est dirigé vers le radiateur et la pompe de circulation. La quantité d'eau transitant de la culasse vers la suite du circuit de refroidissement via le boîtier 1 est limitée par les sections de passage supérieure 30 et inférieure 31. La section du passage supérieure 30 pratiqué dans la bague 25 étant moins importante que la section du passage 31 pratiqué dans la même bague de retenue 25, une quantité moindre d'eau en provenance de l'alésage de refroidissement supérieur de la culasse passe par le boîtier 1. Ceci à pour conséquence un moindre refroidissement de la partie supérieure de la culasse par rapport à la partie inférieur et donc une uniformisation de la température globale de la culasse. - 10- REVENDICATIONS 1- Boîtier de sortie d'eau (1) raccordé par une bride de fixation (10) à deux circuits d'eau de refroidissement distincts d'une culasse de moteur à combustion interne, comportant une vanne thermostatique capable d'interdire ou d'autoriser le passage de l'eau au travers du boîtier (1), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de restriction de la section de raccordement dudit boîtier (1) aux circuits de refroidissement de la culasse. 2- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication 1 caractérisé en ce que la restriction de la section de passage est obtenue par un masque (11) réalisé dans la bride de fixation (10) du boîtier (1) venant occulter une partie de ladite section de passage. 3- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication 2 caractérisé en ce que la bride (10) du boîtier (1) est pourvue de passages (12) pour la fixation d'un organe de maintien (5) de la vanne thermostatique (6), ledit organe étant immobilisé en translation axiale par un ressort (8) de la vanne thermostatique (5). 4- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'organe de maintien (5) est muni de bras (5a, 5b) immobilisés en rotation par des crochets (9) de la bride de fixation (10). 5- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication 1 caractérisé en ce que la restriction de la section de passage est réalisée par une bague de retenue (25) de la vanne thermostatique (6). 6- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication précédente caractérisé en ce que la bague de retenue (25) est conformée pour s'insérer dans le boîtier de sortie d'eau (1). 7- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication précédente caractérisé en ce que la bague de retenue (25) comporte une partie centrale (27) séparant deux alésages semi-circulaires (30, 31) réalisés dans ladite bague (25). 8- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication précédente caractérisé en ce que la section radiale de l'un des alésages (30) de la bague de retenue (25) est inférieur à celle de l'autre alésage (31) de la bague de retenue (25). 9- Boîtier de sortie d'eau selon la revendication précédente caractérisé en ce que la bague de retenue (25) comporte une gorge circulaire dans laquelle s'insère un joint torique (28).