Brevet FR2912784A1 — publié le 20080822

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE COMPORTANT UN REPARTITEUR D'ADMISSION D'AIR ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL REPARTITEUR [0001] L'invention a trait aux moteurs à combustion interne, et plus spécialement à l'alimentation en air de ces moteurs. L'invention s'applique notamment à la motorisation des véhicules automobiles, et plus particulièrement des véhicules de petites tailles dont le compartiment moteur est relativement petit. [0002] Les moteurs de véhicules automobiles connaissent io aujourd'hui de nouvelles contraintes en termes de compacité. En effet, compte tenu de certains courants de style qui conduisent à un abaissement des capots-avants, les constructeurs sont amenés à diminuer l'encombrement du moteur suivant l'axe vertical du véhicule. [0003] Les moteurs à combustion interne à cylindres en ligne, 15 tels que montés sur des véhicules automobiles, se composent généralement d'un premier carter, dit carter de cylindres dans lequel se trouvent les cylindres en ligne ainsi que l'attelage mobile composé de l'ensemble pistons/bielles/vilebrequin. Au dessus du carter de cylindres, suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe vertical des 20 cylindres, vient se fixer un second carter, dit carter de culasse qui renferme notamment la distribution composée principalement des soupapes et des arbres à cames. Le carter de culasse est fermé par un couvercle de culasse qui comprend des ouvertures pour la fonction de déshuilage et pour le répartiteur d'admission d'air. Ainsi, entre la 25 partie supérieure du moteur et le capot se trouve le répartiteur d'admission d'air généralement composé d'une chambre d'admission d'air, appelée également plénum et de conduits d'admission d'air reliant ladite chambre aux cylindres. Il apparaît alors que l'implantation du répartiteur ne va pas dans le sens de la compacité recherchée suivant l'axe vertical du véhicule. [0004] Afin, de diminuer l'encombrement du moteur suivant l'axe vertical du véhicule, les documents de l'art antérieur US6009863 et EP1482147 proposent d'intégrer le répartiteur d'admission d'air dans le couvercle de culasse. Ce concept ne permettant pas toutefois de réduire suffisamment la cote verticale, une autre solution, également connue de l'art antérieur, a été envisagée. Cette dernière io consiste à déporter le répartiteur d'admission d'air de manière à le fixer, non plus sur la face supérieure du moteur, mais sur une face latérale du moteur, et plus particulièrement au voisinage du carter de culasse. Compte tenu des contraintes liées à l'alignement des cylindres, le répartiteur d'admission d'air est vissé plus précisément 15 sur le carter de culasse, en regard de l'habitacle du véhicule. Cette solution nécessite toutefois de fixer de manière étanche le répartiteur d'admission d'air sur le carter de culasse. [0005] C'est pourquoi, notre invention a pour but de diminuer l'encombrement du moteur. 20 Plus précisément, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne comportant une pluralité de cylindres et un carter de culasse, chaque cylindre étant pourvu d'au moins un conduit d'admission d'air, lesdits conduits d'admission étant alimentés par un répartiteur d'admission d'air comportant une chambre de 25 répartition d'air, caractérisé en ce que la chambre de répartition d'air est ménagée dans le carter de culasse. Selon certaines caractéristiques, la chambre de répartition d'air est intégrée de fonderie dans le carter de culasse. Selon d'autres caractéristiques, les conduits d'admission d'air sont intégrés de fonderie dans le carter de culasse. Selon d'autres caractéristiques, le carter de culasse est en alliage d'aluminium. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un carter de culasse caractérisé en ce qu'on effectue une seule étape de fonderie à noyaux, de sorte que i0 l'étape de fonderie délimite simultanément le volume intérieur du carter de culasse et de la chambre de répartition d'air. Selon certaines caractéristiques, on effectue une seule étape de fonderie à noyaux, de sorte que l'étape de fonderie délimite simultanément au moins le volume intérieur du carter de 15 culasse et des conduits d'admission d'air. Selon d'autres caractéristiques, l'unique étape de fonderie utilise un seul noyau de fonderie. Selon d'autres caractéristiques, l'unique noyau de fonderie est maintenu lors de l'étape de fonderie par une seule portée de 20 noyau délimitant l'entrée de la chambre de répartition d'air. L'invention a également pour objet un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne comportant un répartiteur d'admission conforme à l'invention. Selon certaines caractéristiques, la chambre de répartition 25 d'air comprend une entrée perpendiculairement au plan des cylindres. [0006] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après effectuée, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures dans lesquelles : La figure 1 représente une vue d'ensemble d'un moteur à 5 combustion interne destiné à être monté sur un véhicule selon un mode de réalisation de l'invention, - La figure 2 est une vue d'un carter de culasse selon le mode de réalisation représenté en figure 1 , - La figure 3 est une vue en coupe suivant un axe x du carter de to culasse représenté en figure 2. [0007] La figure 1 représente un moteur à combustion interne 1 à cylindres en ligne destiné à être monté transversalement sur un véhicule automobile suivant un repère x, y, z, où x représente l'axe longitudinal, y l'axe transversal et z l'axe vertical du véhicule. Le is moteur 1 comprend un carter 2 renfermant quatre cylindres en ligne. Sur le carter de cylindres 2, vient se fixer suivant l'axe vertical z du véhicule un carter de culasse 3. Le carter de culasse 3 est recouvert par un couvercle de culasse 40 distinct dudit carter 3 et qui intègre un déshuileur 41 ainsi qu'un carter chapeau de paliers d'arbres à cames 20 42. Conformément à l'invention, un répartiteur d'admission d'air 90 est ménagé dans le carter de culasse 3 et non pas dans le couvercle de culasse 40. Plus précisément, le répartiteur d'admission d'air 90 comprend une entrée 91 débouchant sur la face arrière du moteur 1. La face arrière du bloc de moteur 1 est définie comme se situant 25 dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal x du véhicule, du côté de l'habitacle du véhicule. Sur la face arrière du bloc de moteur 1, et au niveau du carter de culasse 3, est en plus avantageusement aménagé un dispositif classique de recirculation des gaz d'échappement comprenant une vanne 5, un by-pass 6, un échangeur 7 et un conduit 8. [0008] La figure 2 représente le carter de culasse 3 auquel est s intégré un répartiteur d'admission d'air 90 comprenant une entrée 91 débouchant sur la face arrière du moteur 1, et auquel est associé un dispositif classique de recirculation des gaz d'échappement. De part et d'autre du répartiteur 90, ont été aménagé dans le carter de culasse 3, d'une part un conduit menant à la vanne 5 et d'autre part 10 un doseur 10. Le conduit menant à la vanne 5 permet d'acheminer une partie des gaz d'échappement à la vanne 5. Selon le besoin les gaz d'échappement traversent le by-pass 6 puis sont refroidis dans l'échangeur 8. Le doseur 10 permet de régler le débit d'air frais qui chemine depuis ledit doseur 10 jusqu'à l'entrée 91 du répartiteur 90 15 au travers d'un conduit non représenté sur les figures. Le conduit 8 permet d'acheminer les gaz d'échappement refroidis dans l'échangeur 7 jusqu'à un piquage, non représenté sur les figures, effectué dans le conduit reliant le doseur 10 à l'entrée 91 du répartiteur 90. 20 [0009] La figure 3 représente un répartiteur d'admission d'air 90 composé d'une chambre de répartition d'air 92 de forme allongée s'étendant suivant l'axe transversal y du véhicule. La chambre de répartition d'air 92 communique avec chaque cylindre du moteur au moyen de deux conduits d'admission d'air 93, soit un conduit par 25 admission. Lesdits conduits d'admission d'air 93 s'étendent suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal x du véhicule et admettent une portion coudée au niveau de la jonction 94 avec les cylindres. [00010] L'invention a également pour objet un procédé de fabrication permettant de réaliser de manière simple un moteur selon l'invention. Plus précisément, le procédé de fabrication du carter de culasse 3 intégrant le répartiteur 90, comprend une seule étape de fonderie à noyaux délimitant simultanément le volume intérieur dudit carter 3 et de la chambre de répartition d'air 92 du répartiteur 90. De plus, le volume intérieur de la chambre de répartition d'air 92 est obtenu au moyen d'un seul noyau de fonderie, lors de l'étape unique de fonderie. Cette dernière se résume de manière classique à la io coulée de l'alliage constituant le carter 3. [00011] Avantageusement, selon une variante préférée, le volume intérieur du répartiteur d'admission d'air 90, constitué de la chambre de répartition d'air 92 et des conduits d'admission d'air 93, est obtenu au moyen d'un seul noyau de fonderie, lors de l'étape unique is de fonderie. [00012] Avantageusement, le noyau de fonderie correspondant au volume intérieur du répartiteur d'admission d'air 90 est maintenu lors de la coulée par une seule portée de noyau qui, lors de son retrait, délimite l'entrée 91 du répartiteur. Ainsi, il n'est pas nécessaire, à 20 l'issue de l'étape de fonderie, de reboucher l'ouverture laissée par le retrait de la portée de noyau. De préférence, le carter de culasse 3 est en alliage d'aluminium. [00013] II apparaît tout d'abord que l'intégration du répartiteur 90 dans le carter de culasse 3 permet de réduire l'encombrement 25 suivant l'axe longitudinal du véhicule. En effet, le volume intérieur de la chambre de répartition 92 disposé selon l'art antérieur à l'extérieur du carter de culasse, est ménagé selon l'invention à l'intérieur du carter de culasse. [00014] Parallèlement, en cas de choc-piéton, le répartiteur ne constitue plus un obstacle, puisqu'il ne se situe plus immédiatement sous le capot mais dans le carter de culasse. Ainsi, lorsque le capot plie sous l'impact du piéton, l'intégration du répartiteur 90 dans le carter de culasse 3 permet de répondre aux prérogatives de sécurité en matière de choc-piétons. [00015] Ensuite, le volume d'air contenu dans la chambre de répartition 92 permet d'alléger le carter de culasse 3. Selon les types de moteurs, il est possible d'atteindre des gains de masses allant jusqu'à 10 %. [00016] De plus, le fait de ne plus avoir à fixer de manière étanche le répartiteur 90 au carter de culasse 3, permet de s'affranchir des moyens de fixation nécessaires dans l'art antérieur et de gagner en fiabilité en terme d'étanchéité. [00017] II apparaît enfin que le procédé de fabrication du carter de culasse 3 avec le répartiteur 90 intégré de fonderie, permet de s'affranchir des étapes de fabrication du répartiteur inhérentes à l'art antérieur. [00018] D'autres variantes de réalisation de l'invention sont possibles comme celles qui consistent à avoir un répartiteur partiellement intégré de fonderie. Dans ce cas soit la chambre de répartition d'air 92, soit les conduits d'admission d'air 93 sont intégrés de fonderie dans le carter de culasse 3. 725 REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne (1) comportant une pluralité de cylindres et un carter de culasse (3), chaque cylindre étant pourvu d'au moins un conduit d'admission d'air (93), lesdits conduits d'admission (93) étant alimentés par un répartiteur d'admission d'air (90) comportant une chambre de répartition d'air (92), caractérisé en ce que la chambre de répartition d'air (92) est ménagée dans le carter de culasse (3). 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, to caractérisé en ce que la chambre de répartition d'air (92) est intégrée de fonderie dans le carter de culasse (3). 3. Moteur à combustion interne selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits d'admission d'air (93) sont intégrés de fonderie dans le carter 15 de culasse (3). 4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter de culasse (3) est en alliage d'aluminium. 5. Procédé de fabrication d'un carter de culasse (3) selon la 20 revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue une seule étape de fonderie à noyaux, de sorte que l'étape de fonderie délimite simultanément le volume intérieur du carter de culasse (3) et de la chambre de répartition d'air (92) 6. Procédé de fabrication d"un carter de culasse (3) selon la 25 revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue une seule étape de fonderie à noyaux, de sorte que l'étape de fonderiedélimite simultanément au moins le volume intérieur du carter de culasse (3) et des conduits d'admission d'air (93). 7. Procédé de fabrication, selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'unique étape de fonderie utilise un s seul noyau de fonderie. 8 Procédé de fabrication, selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unique noyau de fonderie est maintenu lors de l'étape de fonderie par une seule portée de noyau délimitant l'entrée (91) de la chambre de répartition d'air (92). l0 9. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un moteur conforme à l'une quelconques des revendications 1 à 4. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que la chambre de répartition d'air (92) comprend une entrée (91) débouchant perpendiculairement au plan des cylindres. 15