Brevet FR2907842A3 — publié le 20080502

FR 2907842 A3 20080502 FR 0654518 A 20061025 1 Moteur à combustion interne pour véhicule automobile à réserve d'huile délocalisée. La présente invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne de véhicule automobile à réserve d'huile délocalisée. Actuellement, pour améliorer la protection de piétons lors de chocs causés par des véhicules automobiles à moteur thermique, des législations de sécurité imposent d'augmenter une distance de garde définie par l'espace situé entre le capot du véhicule et le moteur. Ainsi, lorsqu'un piéton heurte le capot du véhicule, celui-ci peut se déformer progressivement et le piéton n'est pas directement confronté à un organe massif tel que le moteur. Dans ces conditions, on conçoit qu'il convient de réduire l'encombrement en hauteur du moteur à combustion interne de manière à libérer un espace en hauteur plus important entre celui-ci et le capot du véhicule. Classiquement, dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile, l'huile utilisée pour la lubrification des principaux roulements du moteur et du vilebrequin est recueillie à l'intérieur d'un réservoir d'huile qui est disposé sous le vilebrequin. En outre, une pompe de lubrification montée sous le vilebrequin est également prévue pour permettre une circulation de l'huile. Dans un tel moteur thermique conventionnel, le réservoir d'huile et la pompe de lubrification occupent une place non négligeable en hauteur. 2907842 2 Dès lors, ce type de moteur ne permet pas de satisfaire aux exigences particulières de sécurité imposant d'augmenter la distance de garde située entre le capot du véhicule et ledit moteur. Dans le but d'améliorer la protection des piétons lors de chocs 5 causés par des véhicules à moteur thermique, il est donc souhaitable de diminuer l'encombrement en hauteur des moteurs. A cet égard, les documents FR-A-2 877 993 et EP-Bl-O 305 689 préconisent notamment de monter la pompe de lubrification dans un carter de support rapporté sur le carter de cylindres du moteur de 10 sorte qu'elle soit décalée latéralement par rapport à l'axe du vilebrequin. En effet, avec un tel agencement, la pompe de lubrification n'est plus positionnée dans l'alignement vertical du vilebrequin. Toutefois, cette disposition relative de la pompe de 15 lubrification et du vilebrequin ne permet pas d'obtenir un gain significatif de l'encombrement en hauteur du moteur. Au vu de ce qui précède, l'invention a donc pour but de proposer un moteur à combustion interne pour véhicule automobile permettant d'obtenir une distance de garde, entre le capot du véhicule 20 et le moteur, suffisante pour assurer la protection de piétons lors d'un choc et ceci de manière particulièrement économique. Selon un premier aspect, l'invention a donc pour objet un moteur à combustion interne pour véhicule automobile pourvu d'un carter de cylindres comprenant une chambre de combustion et une 25 chambre de vilebrequin, et d'un réservoir d'huile pour la lubrification du moteur. Selon une caractéristique générale, le réservoir d'huile est disposé selon l'axe des cylindres dans une position latérale décalée par 2907842 3 rapport à la chambre de vilebrequin, opposée à la chambre de combustion. Grâce à la position du réservoir d'huile, le moteur peut être quasiment couché dans le véhicule automobile. Ainsi, une distance de 5 garde suffisante est ménagée entre le capot du véhicule et le moteur. Avantageusement, le moteur comprend en outre un carter de fermeture monté contre un carter de vilebrequin et délimitant une cuvette d'huile apte à récupérer l'huile s'écoulant dudit carter de vilebrequin. 10 Ainsi, avec un tel carter, il devient possible de recueillir l'huile de lubrification à l'intérieur de la cuvette et de la renvoyer ensuite vers le réservoir d'huile. Dans ces conditions, la cuvette a principalement pour but la récupération d'huile s'écoulant des organes du moteur, la fonction de 15 stockage de ladite huile étant quant à elle réalisée par le réservoir d'huile qui est décalé latéralement par rapport au carter de vilebrequin. Ainsi, l'encombrement en hauteur de la cuvette peut être relativement restreint, ce qui accroît encore la compacité du moteur. 20 Dès lors, la cuvette d'huile peut être montée au moins en partie sous la chambre de vilebrequin pour obtenir une récupération d'huile par gravité sans accroître l'encombrement en hauteur du moteur. Ainsi, le réservoir d'huile peut être déporté latéralement par rapport au carter de vilebrequin. 25 Dans un mode de réalisation, le carter de fermeture est disposé selon l'axe des cylindres entre la chambre de vilebrequin et le réservoir d'huile. 2907842 4 Avantageusement, le moteur comprend au moins une pompe de récupération principale apte à puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur de la cuvette d'huile et à alimenter le réservoir d'huile. Préférentiellement, le moteur comprend également une pompe 5 de récupération auxiliaire apte à puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur d'une culasse du moteur et à alimenter la cuvette d'huile. Dans un mode de réalisation, les pompes de récupération principale et auxiliaire sont montées à l'intérieur du carter de fermeture. 10 Le moteur peut comprendre une pompe de lubrification montée à l'intérieur du carter de fermeture, et apte à puiser l'huile du réservoir et à alimenter le moteur. Avantageusement, les pompes de récupération et la pompe de lubrification sont coaxiales l'une par rapport à l'autre. Elles peuvent 15 être entraînées par une unique chaîne cinématique d'entraînement. La chaîne cinématique d'entraînement peut par exemple comprendre une courroie, une chaîne, ou encore des engrenages. La chaîne cinématique est préférentiellement reliée au vilebrequin. De préférence, le moteur comprend un vase de décantation 20 associé au réservoir d'huile, et un conduit de retour de fluide reliant la cuvette d'huile au vase de décantation. Le carter de fermeture comprend une surface d'assemblage avec le carter de vilebrequin qui s'étend selon l'axe dudit vilebrequin. Selon un second aspect, l'invention a également pour objet un 25 véhicule automobile pourvu d'un moteur à combustion interne tel que défini précédemment. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : 2907842 5 - les figures 1 à 4 illustrent schématiquement l'architecture générale d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile selon l'invention, et - la figure 5 est une vue en coupe selon l'axe de V-V des 5 figures 1 à 4. Sur les figures 1 à 5, on a représenté un moteur thermique pour véhicule automobile, désigné par la référence numérique générale 10. Sur les figures, les flèches en traits forts correspondent à une circulation d'huile de lubrification, les flèches interrompues 10 correspondant quant à elles à une circulation de gaz. Le moteur 10 est pourvu essentiellement d'un banc de cylindres 12 comprenant une pluralité de cylindres 14 parallèles, d'axe 14a, comportant une culasse 16, et d'une partie 18 du moteur, laquelle partie 18 comprend un carter cylindres 20 et un carter de vilebrequin 15 22. A l'intérieur de chaque cylindre 14 coulisse un piston 24 qui est relié à une bielle 26, une tête de la bielle entraînant un vilebrequin 28 en entourant un maneton 31 de vilebrequin. Un pied de bielle est monté à rotation sur un axe solidaire du piston 24. Le vilebrequin 28 20 tourne dans une chambre de vilebrequin 28a. Le piston 24 délimite, conjointement avec la culasse 16, une chambre de combustion 30. Sur la culasse 16 sont montées deux soupapes, par exemple une soupape 32 d'admission et une soupape 34 d'échappement, qui coulissent grâce à des linguets ou des poussoirs 25 (non représentés) entraînés en rotation par l'intermédiaire de deux arbres à cames 36 et 38. L'ensemble des mécanismes allant des arbres à cames 36 et 38 aux soupapes 32 et 34 évoluent dans une chambre 40 de la culasse 16 représentée par un coupe locale sur les figures 1 à 4. 2907842 6 Le moteur 10 comprend également une pompe 42 de carburant haute pression destinée à un dispositif d'alimentation à rampe commune (non représenté) et montée dans la partie supérieure de la culasse 16. La pompe 42 est entraînée par l'arbre à cames 36. Un 5 démarreur 44 est agencé sur le carter de vilebrequin 22 et entraîne une couronne de démarreur 46 solidaire du vilebrequin 28. Pour permettre une circulation d'huile à l'intérieur du moteur 10, celui-ci comprend en outre un carter de fermeture 48 du carter de vilebrequin 22, et un réservoir d'huile 50 monté en appui contre ledit 10 carter de fermeture 48. La hauteur du moteur 10 est défini par l'encombrement en hauteur entre le bas du carter de fermeture 48 et le haut de la pompe de carburant 42. Cette hauteur est notamment déterminée par l'angle d'inclinaison défini entre le plan passant par l'axe 14a des cylindres 15 14 et un plan horizontal au véhicule, c'est-à-dire par rapport à un plan de roulement du véhicule. L'angle d'inclinaison est ici sensiblement nul. On parle alors de moteur horizontal. Toutefois, il est possible de prévoir en variante un angle d'inclinaison supérieur. Cependant, pour obtenir un 20 encombrement réduit du moteur 10, il convient que l'angle d'inclinaison reste inférieur à 30 . En ce qui concerne le carter 48 de fermeture, celui-ci comprend une dimension transversale, en considérant l'axe 14a, sensiblement égale à celle du carter de vilebrequin 22. Le carter 48 de fermeture est 25 fixé en appui contre une surface arrière étagée du carter de vilebrequin 22. On entend ici par arrière, la surface orientée vers l'arrière du véhicule lorsque le moteur 10 est en position montée dans le véhicule. La surface arrière du carter est ici située du côté d'un bord latéral droit de la figure 1. 2907842 7 La surface avant du carter 48 de fermeture constitue donc une surface 48a de contact pour l'assemblage de celui-ci sur la surface arrière étagée du carter de vilebrequin 22. La surface 48a de contact ou d'assemblage s'étend l'axe du vilebrequin 28. 5 Le carter de fermeture 48 est disposé, selon l'axe 14a des cylindres 14, dans une position latérale décalée par rapport à la chambre de vilebrequin 28a du côté opposé à la chambre de combustion 30. I1 est situé radialement en dessous de la chambre de vilebrequin 28a, en considérant ledit axe 14a. Le carter de fermeture 10 48 est monté ici en partie en dessous du carter de vilebrequin 22. En variante, il pourrait bien entendu être également possible de prévoir un carter de fermeture 48 monté entièrement en dessous dudit carter, en étant toutefois situé radialement en dessous de la chambre de vilebrequin 28a. 15 Le réservoir d'huile 50 est monté selon ledit axe 14a dans une position latérale décalée par rapport à la chambre de vilebrequin 28a, opposée à la chambre de combustion 30. En effet, le réservoir d'huile 50 est fixé contre une surface arrière du carter de fermeture 48. La dimension transversale du réservoir d'huile 50, en considérant l'axe 20 14a, est sensiblement égale à celle du carter de fermeture 48. Pour permettre une lubrification du moteur 10, le carter de fermeture 48 comprend encore une pompe 52 de lubrification montée à l'intérieur de celui-ci dans un premier compartiment 62, et entraînée par le vilebrequin 28. 25 La pompe 52 comprend un arbre 54 (figure 5) de commande faisant saillie par rapport à une face dudit carter, et un pignon 56 de commande monté à l'extrémité libre dudit arbre et apte à coopérer avec un pignon 28b de vilebrequin, par l'intermédiaire d'une courroie 58. En variante, il est bien entendu également possible d'utiliser une 2907842 8 chaîne, ou encore une cascade de pignons pour l'entraînement en rotation du pignon 56 de commande par le pignon 28b de vilebrequin. La pompe 52 de lubrification entraînée en rotation par le vilebrequin 28 puise de l'huile dans un point bas du réservoir d'huile 5 50, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 64 et au travers d'une crépine 65 disposée au fond dudit réservoir 50. La pompe 52 de lubrification alimente en parallèle un conduit principal 66 de lubrification en direction du carter de vilebrequin 22 et un conduit secondaire 68 en direction de la culasse 16. I1 est possible 10 de prévoir un filtre à huile, par exemple disposé sur une paroi du réservoir 50. Le conduit principal 66 est notamment destiné à alimenter, par des tunnels non représentés ménagés dans le carter de vilebrequin 22, les roulements sur lesquels est monté le vilebrequin 28. De manière 15 analogue, des canaux non représentés longent le vilebrequin 28 et permettent d'amener l'huile au maneton 31 de guidage entre la tête de bielle et le vilebrequin 28. Quant à lui, le conduit secondaire 68 rejoint notamment, par des conduits non représentés, les linguets prévus pour l'actionnement 20 des soupapes 32, 34 et les paliers de guidage des arbres à cames 36 et 38. Ces différents lieux de lubrification provoquent un suintement d'huile dans la chambre 40 de la culasse 16. De façon analogue, l'huile amenée par le conduit principal 66 de lubrification ruisselle le long de la chambre de vilebrequin 28a 25 jusqu'à un point bas de vilebrequin qui est ici situé à une extrémité inférieure du carter de vilebrequin 22. L'huile s'écoulant dans le point bas du carter de vilebrequin 22 est recueillie à l'intérieur du carter de fermeture 48. En effet, ledit carter délimite une cuvette 70 de récupération d'huile. 2907842 9 Pour permettre un tel écoulement d'huile du carter de vilebrequin 22 vers le carter de fermeture 48, il est prévu un conduit de récupération 71 (figure 2) entre ces deux éléments. L'acheminement de l'huile vers la cuvette 70 s'effectue par gravité. En effet, une paroi 5 de fond 72 de la cuvette 70, qui comporte un pan incliné, est légèrement décalée vers le bas par rapport au point bas du carter de vilebrequin 22. Cette disposition de la cuvette 70 permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation d'une pompe à huile supplémentaire. La paroi de fond 72 de la cuvette 70 est ici disposée sensiblement à la 10 même hauteur qu'une paroi de fond du réservoir d'huile 50. Pour permettre la récupération de l'huile qui suinte à l'intérieur de la chambre 40 de la culasse 16, le moteur 10 comporte un conduit 74 (figure 3) reliant ladite chambre 40 à la cuvette 70, ainsi qu'une pompe 76 de récupération associée. La pompe 76 est disposée 15 dans le carter 48 de fermeture à l'intérieur d'un second compartiment 77. Le compartiment 77 et la cuvette 70 sont en communication fluidique. La pompe 76 est entraînée en rotation par l'intermédiaire du vilebrequin 28, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. La cuvette 70 du carter de fermeture 48 permet de recueillir 20 l'huile ruisselant de la culasse 16, par l'intermédiaire de la pompe 76 de récupération, et l'huile issue de la chambre de vilebrequin 28a par gravité, avant qu'elle soit renvoyée en direction du réservoir d'huile 50. Pour puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur de la cuvette 70 et 25 alimenter le réservoir d'huile 50, le carter de fermeture 48 comprend une pompe de récupération 80 (figure 4) montée à l'intérieur d'un troisième compartiment 82 du carter ainsi qu'un conduit de retour 78 de fluide. Le compartiment 82 et la cuvette 70 sont en communication fluidique. La pompe de récupération 80 est entraînée par 2907842 10 l'intermédiaire du vilebrequin 28, comme cela sera décrit en plus détail par la suite. En d'autres termes, le moteur 10 comprend une pompe de récupération 76 auxiliaire pour puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur 5 de la chambre 40 de la culasse 16 et l'acheminer vers la cuvette 70, et une pompe de récupération 80 principale pour prélever l'huile recueillie à l'intérieur de la cuvette 70 et l'acheminer vers le réservoir d'huile 50. Bien entendu, il est également possible de prévoir d'autres 10 pompes de récupération auxiliaires d'huile pour puiser de l'huile dans différents endroits du moteur 10 et alimenter la cuvette 70. On conçoit que la cuvette 70 permet de recueillir de l'huile issue de la culasse 16 et du carter de vilebrequin 22, qui est ensuite dirigée et stockée vers le réservoir d'huile 50. 15 En d'autres termes, l'huile issue de la culasse 16 et du carter de vilebrequin 22 ne fait que transiter à l'intérieur de la cuvette 70, à partir de laquelle elle est acheminée vers le réservoir d'huile 50 pour être, par la suite, de nouveau puisée par la pompe 52 pour la lubrification du moteur 10. 20 Le volume de la cuvette 70 est sensiblement inférieur à celui du réservoir d'huile 50. I1 est par exemple possible de prévoir un volume pour la cuvette 70 qui soit 10 à 20 fois inférieur à celui du réservoir d'huile 50. Comme mentionnée précédemment, les compartiments 77 et 82 sont en communication fluidique avec la 25 cuvette 70, le compartiment 62 étant quant à lui en communication fluidique avec le réservoir 50. La cuvette 70 s'étend ici en partie en dessous de ces trois compartiments 62, 77 et 82. 2907842 11 L'encombrement en hauteur de la cuvette 70 disposée en partie en dessous du carter de vilebrequin 22 est relativement restreint, ce qui permet d'obtenir un moteur 10 particulièrement compact. Pour obtenir un entraînement simple et économique de la 5 pompe 52 de lubrification et des pompes 76, 80 de récupération, celles-ci sont disposées coaxialement l'une par rapport à l'autre et supportées par l'arbre 54 formant arbre commun. Ainsi, l'entraînement de ces trois pompes est réalisée par une unique chaîne cinématique d'entraînement, Le. la courroie 58 reliée au vilebrequin 28. 10 Pour éviter une émulsion à l'intérieur du réservoir d'huile 50, le moteur 10 comprend encore un vase de décantation 90 monté à une extrémité supérieure dudit réservoir et relié au carter de fermeture 48 par l'intermédiaire du conduit de retour 78 de fluide. L'huile aspirée par la pompe 52 traverse donc le vase de décantation 90 avant d'être 15 dirigée vers le réservoir d'huile 50 par un conduit (non représenté). A l'intérieur du vase de décantation 90, les éventuelles vapeurs graisseuses issues de l'intérieur du moteur sont séparées de l'huile récupérée qui s'écoule par gravité dans le réservoir d'huile 50. Grâce à l'invention, on dispose ainsi d'un moteur thermique 20 pour véhicule automobile qui est pourvu d'un carter de cylindres parallèles comprenant une chambre de combustion et une chambre de vilebrequin, d'un réservoir d'huile pour la lubrification du moteur qui est disposé, selon l'axe des cylindres, dans une position latérale décalée par rapport à la chambre de vilebrequin, opposée à la chambre 25 de combustion, d'un carter de fermeture monté entre un carter de vilebrequin et le réservoir d'huile et qui délimite une cuvette d'huile apte à récupérer de l'huile s'écoulant du moteur, et d'au moins une pompe de récupération pour puiser l'huile ainsi récupérée dans la cuvette et alimenter le réservoir d'huile. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique pour véhicule automobile pourvu d'un carter de cylindres parallèles comprenant une chambre de combustion (30) et une chambre de vilebrequin (28a), et d'un réservoir d'huile (50) pour la lubrification du moteur, caractérisé en ce que le réservoir d'huile est disposé selon l'axe (14a) des cylindres dans une position latérale décalée par rapport à la chambre de vilebrequin (28a), opposée à la chambre de combustion (30). 2. Moteur selon la revendication 1, comprenant en outre un carter de fermeture (48) monté contre un carter de vilebrequin et délimitant une cuvette (70) d'huile apte à récupérer l'huile s'écoulant dudit carter de vilebrequin. 3. Moteur selon la revendication 2, dans lequel le carter de fermeture (48) est disposé selon l'axe des cylindres entre la chambre de vilebrequin (28a) et le réservoir d'huile (50). 4. Moteur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le carter de fermeture (48) est monté au moins en partie sous la chambre de vilebrequin. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant au moins une pompe de récupération (80) principale apte à puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur de la cuvette (70) d'huile et à alimenter le réservoir d'huile (50). 6. Moteur selon la revendication 5, comprenant une pompe de récupération (76) auxiliaire apte à puiser l'huile s'écoulant à l'intérieur d'une culasse du moteur et à alimenter la cuvette d'huile. 7. Moteur selon la revendication 6, dans lequel les pompes de récupération (80, 76) principale et auxiliaire sont montées à l'intérieur du carter de fermeture (48). 2907842 13 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant une pompe de lubrification (52) montée à l'intérieur du carter de fermeture (48), et apte à puiser l'huile du réservoir d'huile (50) et à alimenter le moteur. 5 9. Moteur selon les revendications 7 et 8, dans lequel les pompes de récupération (80, 76) et la pompe de lubrification (52) sont coaxiales l'une par rapport à l'autre et entraînées par une unique chaîne cinématique d'entraînement. 10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, 10 comprenant un vase de décantation associé au réservoir d'huile, et un conduit de retour (78) de fluide reliant la cuvette (70) d'huile au vase de décantation. 11. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, dans lequel le carter de fermeture (48) comprend une surface 15 d'assemblage (48a) avec le carter de vilebrequin qui s'étend selon l'axe dudit vilebrequin. 12. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes.