Brevet FR2917780A1 — publié le 20081226

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le refroidissement par conduction des organes des moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un support de refroidissement d'un organe d'un moteur à combustion interne comportant : - une face de jonction apte à être appliquée contre une face d'accueil correspondante d'une culasse du moteur à combustion interne, -un logement apte à recevoir ledit organe, et - un canal de refroidissement prévu pour la circulation d'un liquide de refroidissement. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le refroidissement des vannes de régulation du débit de gaz de recirculation (gaz EGR) ou de gaz brûlés. Elle concerne également un moteur à combustion interne comportant un tel support et une culasse traversée par un circuit de refroidissement. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Un moteur à combustion interne comporte une pluralité d'organes soumis pour la plupart à de fortes contraintes thermiques. Afin de refroidir les différents organes situés dans son bloc-moteur, le moteur à combustion interne comporte un circuit de refroidissement dans lequel circule un liquide de refroidissement. Ce circuit de refroidissement s'étend dans la culasse du moteur, autour de chacun desdits organes, afin de refroidir ces derniers par conduction de chaleur. Un tel circuit de refroidissement comporte classiquement une sortie de dégazage branchée via une durite à un vase d'expansion. Ce dernier permet non seulement d'extraire les éventuelles bulles d'air que le circuit pourrait contenir mais aussi d'absorber les dilatations du liquide de refroidissement lorsque la température du moteur augmente. La durite est généralement située du côté d'une face d'extrémité de la culasse. Elle augmente ainsi la longueur de la culasse, ce qui ne facilite pas son intégration dans un véhicule automobile. Afin de refroidir les différents organes du moteur qui ne sont pas situés dans le bloc-moteur, il est connu d'utiliser des moyens de refroidissement par convection, tels que des ailettes. Toutefois, de tels moyens de refroidissement présentent un encombrement important et une efficacité limitée. Par conséquent, les organes à refroidir doivent nécessairement être conçus dans des matériaux coûteux et résistants aux contraintes thermiques. De telles températures engendrent néanmoins un grippage des organes dans leurs supports. De ce fait, 2 le démontage de ces organes, par exemple en vue de leur remplacement, au pire devient impossible, au mieux nécessite l'utilisation d'outils spécifiques. Par ailleurs, si l'organe considéré est un élément mobile tel qu'une vanne, ce grippage réduit ses performances et peut générer un encrassement de cet élément néfaste à l'égard du rendement du moteur. On connaît par ailleurs du document EP 1 426 603, un support traversé par une conduite de gaz de recirculation (EGR) et par un canal dans lequel circule un liquide de refroidissement. Ce support est adapté à loger une vanne de régulation du flux de gaz de recirculation. Il est fixé au collecteur d'échappement de ce moteur, si bien qu'il ne fait pas en soi partie du bloc-moteur. Le canal présente une entrée et une sortie de liquide de refroidissement qui sont toutes deux branchées sur le circuit de refroidissement du moteur. Un tel support permet ainsi de refroidir correctement la vanne de régulation. Toutefois, il ne règle pas le problème de compacité du moteur lié à l'utilisation d'une durite entre la culasse et le vase d'expansion. En outre, son raccordement au circuit de refroidissement du moteur est complexe à réaliser, si bien qu'il nécessite généralement l'utilisation de flexibles supplémentaires coûteux à assembler et à réaliser. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un support compact, peu coûteux et permettant un refroidissement liquide efficace d'un organe du moteur situé en dehors du bloc-moteur. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un support tel que défini en introduction, dans lequel ledit canal de refroidissement présente une entrée de liquide de refroidissement apte à être raccordée à une sortie de dégazage d'un circuit de refroidissement traversant ladite culasse, et une sortie de liquide de refroidissement apte à être raccordée à un vase d'expansion. Ainsi, grâce à l'invention, le support permet non seulement de refroidir efficacement l'organe logé dans le logement du support, mais aussi de simplifier le parcours de la durite raccordant la culasse au vase d'expansion en diminuant sa longueur. L'encombrement global du moteur est ainsi sensiblement réduit. Par ailleurs, seule une extrémité du canal de refroidissement est raccordée au circuit de refroidissement. De ce fait, il est seulement nécessaire de prévoir dans la culasse un unique conduit raccordant le circuit de refroidissement au canal de refroidissement du support. Par conséquent, un vaste choix de positions de ce conduit dans la culasse s'offre au concepteur de la culasse, ce qui 3 permet à ce dernier d'optimiser la position du conduit et donc du support, afin de réduire l'encombrement global de la culasse. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du support conforme à l'invention sont les suivantes : - en position d'utilisation, ladite entrée de liquide de refroidissement est située à une hauteur inférieure à celle de la sortie de liquide de refroidissement ; - ledit canal de refroidissement s'étend depuis ladite entrée de liquide de refroidissement jusqu'à ladite sortie de liquide de refroidissement selon une pente strictement positive ; -ledit canal de refroidissement s'étend autour d'une partie au moins dudit logement ; - il est prévu un conduit de gaz traversant ledit logement ; et - ledit conduit de gaz présente une entrée située sur ladite face de jonction. L'invention concerne également un moteur à combustion interne tel que défini en introduction, qui comprend un tel support, dont l'entrée de liquide de refroidissement est raccordée à une sortie de dégazage du circuit de refroidissement qui culmine dans le circuit de refroidissement, et un organe inséré dans le logement dudit support. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du moteur à combustion interne conforme à l'invention sont les suivantes : - ledit organe comporte au moins un composant mobile par rapport au support; - il est prévu une ligne d'admission d'air frais, une ligne d'échappement de gaz brûlés et une ligne de recirculation des gaz brûlés s'étendant depuis la ligne d'échappement jusqu'à la ligne d'admission, le logement du support étant traversé par la ligne de recirculation et ledit organe logé dans ce logement comportant une vanne de régulation du débit de gaz brûlés circulant dans cette ligne de recirculation ; et - la culasse présente deux faces d'extrémité, une face supérieure, une face inférieure, et deux faces latérales, dont l'une accueille un répartiteur d'air et forme ladite face d'accueil. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à 35 titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : 4 - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de la culasse du moteur à combustion interne de la figure 1, ainsi que de son répartiteur d'air et d'un support 5 selon l'invention ; et - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective, sous deux angles différents, du support de la figure 2. Dans la description, les termes amont et aval seront utilisés suivant le sens de l'écoulement des gaz, depuis le point de prélèvement des gaz 10 frais dans l'atmosphère jusqu'à la sortie des gaz brûlés par un pot catalytique 34. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 qui comprend un bloc-cylindres pourvu ici de quatre cylindres 11 et qui est recouvert d'une culasse 10. En amont des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte 15 une ligne d'admission 20 qui comprend un filtre à air 21 qui filtre l'air frais prélevé dans l'atmosphère. Cette ligne d'admission 20 comprend en outre un compresseur 22 qui comprime l'air frais filtré par le filtre à air 21, ainsi qu'un refroidisseur d'air principal 23 qui refroidit cet air frais comprimé. La ligne d'admission 20 débouche dans un répartiteur d'air 24 qui amène l'air frais dans chacun des cylindres 11 du 20 bloc-cylindres. En sortie des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte un collecteur d'échappement 31 de gaz brûlés qui est raccordé à une ligne d'échappement 30 s'étendant jusqu'à des moyens d'oxydation des gaz brûlés formés ici par un catalyseur auxiliaire 33 et par le pot catalytique 34. La ligne 25 d'échappement 30 comporte par ailleurs, en aval du collecteur d'échappement 31, une turbine 32 qui est entraînée par le flux de gaz brûlés et qui actionne le compresseur 22. Le moteur à combustion interne 1 comporte également une ligne de recirculation EGR 40 des gaz brûlés, appelés gaz de recirculation. Cette ligne de 30 recirculation 40 accueille un refroidisseur EGR 41 prévu pour refroidir les gaz de recirculation. Elle prend naissance dans le collecteur d'échappement 31 et débouche dans la ligne d'admission 20, via un support d'une vanne EGR 42 de régulation du débit de gaz de recirculation. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, la culasse 10, qui 35 forme la partie supérieure du bloc-moteur, présente une forme globalement parallélépipédique. Elle présente ainsi deux faces d'extrémité 13, 16, une face supérieure 15, une face inférieure 17, et deux faces latérales 12, 14. Le répartiteur d'air 24 est fixé sur une première des faces latérales 12, tandis que le collecteur d'échappement (non représenté sur cette figure) est fixé sur l'autre face latérale 14. Cette culasse 10 est classiquement traversée par des conduits d'admission qui relient le répartiteur d'air 24 aux cylindres 11, ainsi que par des conduits d'échappement, qui relient les cylindres 11 au collecteur d'échappement 31. Elle comporte également un circuit de refroidissement (non représenté) dans lequel circule un liquide de refroidissement. Ce circuit de refroidissement est un circuit semi-fermé en ce sens qu'il comporte une succession de conduites et de chambres dans lesquelles le liquide de refroidissement circule en circuit fermé, ainsi qu'une sortie de dégazage située au point le plus haut de cette succession de conduites et de chambres. Avantageusement, le moteur à combustion interne 1 comporte un support 50 présentant un logement qui accueille un organe du moteur qu'il convient de refroidir. Ce support 50 présente une face de jonction 51 apte à être appliquée contre une face d'accueil correspondante de la culasse 10. Il est en outre traversé par un canal de refroidissement prévu pour la circulation d'un liquide de refroidissement, ce canal prenant naissance à la sortie de dégazage du circuit de refroidissement de la culasse 10 et débouchant du côté d'un vase d'expansion 19. Ici, le support 50 est le support de la vanne EGR, mais bien entendu, cela pourrait être un tout autre support de refroidissement d'un organe quelconque du moteur externe au bloc-moteur. Préférentiellement, la sortie de dégazage de la culasse 10 est conçue pour déboucher sur la première face latérale 12 de celle-ci, de sorte que la face d'accueil du support 50 est située sur cette première face latérale 12. Comme le montrent les figures 2, 3 et 4, le support 50 de la vanne EGR présente une forme coudée, avec un corps d'entrée 54 et un corps de sortie 53 dont les plus grandes longueurs s'étendent orthogonalement l'une par rapport à l'autre. Ce support 50 présente une face supérieure 52 plane sur laquelle peuvent être fixés différents éléments du moteur à combustion interne 1. Le corps de sortie 53 du support 50 présente ici une forme de parallélépipède creux. Il comporte, sur sa face supérieure 52, deux entrées de gaz frais 72, 80 de formes respectives circulaire et rectangulaire. II comporte en outre, sur sa face d'extrémité, deux sorties de gaz frais (non visibles) qui débouchent dans le répartiteur d'air 24. De cette manière, les gaz frais peuvent circuler depuis les entrées de gaz frais 72, 80 vers les cylindres 11. Le corps de sortie 53 forme donc une partie de la ligne d'admission 20. Le corps d'entrée 54 comporte quant à lui une face d'extrémité plane qui constitue sa face de jonction 51 avec la première face latérale 12 de la culasse 10. Ce corps d'entrée 54 est apte à être raccordé à cette culasse 10 par des moyens de fixation ad hoc (non représentés), tels qu'une bride de fixation. Le logement 55 forme quant à lui un évidement cylindrique dans le corps d'entrée 54, qui est prévu pour recevoir une soupape mobile de la vanne EGR 42. Une des extrémités de cet évidement est fermée et tandis que l'autre débouche du côté de la face supérieure 52 du support 50. Le corps d'entrée 54 est par ailleurs traversé par un conduit de gaz 70. Le conduit de gaz 70 forme une partie de la ligne de recirculation 40. Il passe au travers du logement 55. De cette manière, piloter en position la soupape mobile dans le logement 55 permet de réguler le débit de gaz de recirculation. Un exemple d'une telle vanne est plus précisément décrit dans le document EP 1 426 603 appartenant à la demanderesse. Le canal de refroidissement 60 s'étend le long du conduit de gaz 70. Il présente, du côté de la sortie de dégazage du circuit de refroidissement, une entrée de liquide de refroidissement 61, et, du côté du vase d'expansion 19 (figure 1), une sortie de liquide de refroidissement 62. A cet effet, l'entrée de liquide de refroidissement 61 est située sur la face de jonction 51 du support 50, de manière à être disposée en regard de la sortie de dégazage de la culasse 10. Le canal de refroidissement 60 traverse le corps d'entrée 54 du support 50 de bout en bout, en contournant le logement 55 sur la moitié de sa périphérie. La sortie de liquide de refroidissement 62 est quant à elle située à l'extrémité d'un doigt s'étendant en saillie du coude formé par le support 50, selon un axe orthogonal à la face de jonction 51 du support. Ce doigt permet de facilement raccorder la sortie de liquide de refroidissement 62 à une durite 18, par un raccord classique. La durite 18 est quant à elle prévue pour être branchée sur le vase d'expansion 19. Ce dernier permet alors non seulement d'extraire les éventuelles bulles d'air que le circuit de refroidissement de la culasse 10 pourrait contenir, mais aussi d'absorber les dilatations du liquide de refroidissement lorsque la température du moteur augmente. Le mélange de bulles d'air et de liquide de refroidissement qui passe dans le canal de refroidissement 60 du support 55 permet ainsi de refroidir la vanne EGR, de manière à éviter que cette dernière ne se grippe ou ne se détériore lorsque la température du moteur est élevée. 7 Ici, le canal de refroidissement 60 s'étend depuis ladite entrée de liquide de refroidissement 61 jusqu'à ladite sortie de liquide de refroidissement 62 selon une pente strictement positive. Ainsi, les bulles d'air ne stagnent pas dans le canal de refroidissement 60 mais circulent en direction du vase d'expansion 19. Afin d'éviter toute stagnation de bulles d'air dans le circuit de refroidissement de la culasse 10, l'entrée 61 du canal de refroidissement 60 est en outre prévue pour être positionnée au-dessus du point le plut haut du circuit de refroidissement de la culasse 10. Le conduit de gaz 70 présente quant à lui une entrée 71 située sur ladite face de jonction 51 et une sortie qui débouche dans l'entrée 72 d'air frais située sur la face supérieure 52 du support 50. Son entrée 71 est raccordée au logement 55 par un conduit rectiligne qui débouche sur la face latérale du logement 55, du côté de son extrémité fermée. Sa sortie 72 est quant à elle raccordée au logement 55 par un conduit coudé qui prend naissance dans la face latérale du logement 55, du côté de son extrémité ouverte. Par conséquent, lorsque le moteur fonctionne, les gaz de recirculation se mélangent à l'air frais prélevé dans l'atmosphère au niveau de l'entrée 72 d'air frais. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Support (50) de refroidissement d'un organe (42) d'un moteur à combustion interne (1) comportant : - une face de jonction (51) apte à être appliquée contre une face d'accueil (12) correspondante d'une culasse (10) du moteur à combustion interne (1), - un logement (55) apte à recevoir ledit organe (42), et - un canal de refroidissement (60) prévu pour la circulation d'un liquide de refroidissement, caractérisé en ce que ledit canal de refroidissement (60) présente une entrée de liquide de refroidissement (61) apte à être raccordée à une sortie de dégazage d'un circuit de refroidissement traversant ladite culasse (10), et une sortie de liquide de refroidissement (62) apte à être raccordée à un vase d'expansion (19). 2. Support (50) selon la revendication précédente, dans lequel, en position d'utilisation, ladite entrée de liquide de refroidissement (61) est située à une hauteur inférieure à celle de ladite sortie de liquide de refroidissement (62). 3. Support (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit canal de refroidissement (60) s'étend depuis ladite entrée de liquide de refroidissement (61) jusqu'à ladite sortie de liquide de refroidissement (62) selon une pente strictement positive. 4. Support (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit canal de refroidissement (60) s'étend autour d'une partie au moins dudit logement (55). 5. Support (50) selon l'une des revendications précédentes, comportant un conduit de gaz (70) qui traverse ledit logement (55). 6. Support (50) selon la revendication précédente, dans lequel ledit conduit de gaz (70) présente une entrée (71) située sur ladite face de jonction (51). 7. Moteur à combustion interne (1) comportant une culasse (10) traversée par un circuit de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, un support (50) selon l'une des revendications précédentes, dont l'entrée de liquide de refroidissement (61) est raccordée à une sortie de dégazage du circuit de refroidissement qui culmine dans le circuit de refroidissement, et, d'autre part, un organe (42) inséré dans le logement (55) dudit support (50). 8. Moteur à combustion interne (1) selon la revendication précédente, 9 dans lequel ledit organe (42) comporte au moins un composant mobile par rapport audit support (50). 9. Moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 7 et 8, comportant une ligne d'admission (20) d'air frais, une ligne d'échappement (30) de gaz brûlés et une ligne de recirculation (40) des gaz brûlés s'étendant depuis la ligne d'échappement (30) jusqu'à la ligne d'admission (20), dans lequel le logement (55) du support (50) est traversé par la ligne de recirculation (40) et dans lequel ledit organe (42) logé dans ce logement (55) comporte une vanne de régulation du débit de gaz brûlés circulant dans cette ligne de recirculation (40). 10. Moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel la culasse (10) présente deux faces d'extrémité (13, 16), une face supérieure (15), une face inférieure (17), et deux faces latérales (12, 14), dont l'une accueille un répartiteur d'air (24) et forme ladite face d'accueil (12).