Brevet FR2936013A1 — publié le 20100319

i Dispositif de réqulation thermique pour un moteur L'invention concerne un dispositif de régulation thermique pour un moteur (par exemple, pour un moteur à combustion interne de type Diesel et/ou de type à allumage commandé) comportant une rampe d'huile sous pression et destiné à un véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif 1 de régulation thermique tel que celui de l'état de l'art partiellement illustré sur les figures 1-2. Il s'agit du dispositif 1 de régulation thermique par un liquide 2 de refroidissement d'un bloc-moteur 3 de moteur 4 à combustion interne présentant un axe AB io d'empilement et comprenant : - un bloc-cylindres 30 présentant un axe CD longitudinal perpendiculaire à l'axe AB d'empilement, - une culasse 31 empilée selon l'axe AB d'empilement sur le bloc-cylindres 30 et comportant une rampe d'huile sous pression (non 15 représentée sur les figures 1-2 car située au-dessus de la culasse 31 selon l'axe AB d'empilement) orientée le long de l'axe CD longitudinal , - un moyen d'étanchéité 32 disposé entre la culasse 31 et le bloc-cylindres 30. 20 En outre, ledit dispositif 1 comprend au moins un circuit 10 de circulation du liquide 2 traversant le bloc-moteur 3 et comportant au moins : - une première enceinte 101 de refroidissement adaptée à refroidir le bloc-cylindres 30, 25 - une deuxième enceinte 102 de refroidissement adaptée à refroidir la culasse 31, 2 - une pompe 103 présentant au moins un premier lien 1031 fluidique avec la première enceinte 101 et adaptée à faire circuler le liquide 2 dans le circuit 10. Ce dispositif 1 de régulation thermique connu présente une efficacité limitée en termes de refroidissement de la culasse 31 qui se traduit, entre autres, par une consommation élevée de carburant, en particulier, lors d'un démarrage à froid du moteur 4. La présente invention, qui s'appuie sur cette observation originale, a principalement pour but de proposer un dispositif de io régulation thermique visant au moins à réduire l'une au moins des limitations précédemment évoquées. A cette fin, le dispositif de régulation thermique, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la deuxième enceinte 15 comporte : - au moins une chambre inférieure disposée selon l'axe d'empilement dans la culasse, face au bloc-cylindres entre la rampe d'huile et le moyen d'étanchéité, - au moins une chambre supérieure disposée selon l'axe 20 d'empilement dans la culasse à l'opposé du bloc-cylindres et entourant au moins partiellement la rampe d'huile le long de l'axe longitudinal. Ces agencements contribuent à une amélioration des échanges thermiques dans la culasse. Cela permet de réduire un débit de liquide 25 de refroidissement fourni à la culasse par la pompe pour maintenir une température prédéterminée de la culasse. De ce fait, la pompe peut présenter un dimensionnement plus petit et moins encombrant ce qui rend le moteur plus léger et contribue in fine à une baisse de la consommation. En outre, ces agencements permettent de diminuer le 30 temps de montée en température de l'huile au démarrage. Cela 3 contribue à abaisser des frottements dans le moteur et, donc, sa consommation. Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne un moteur, de préférence à combustion interne, utilisant le dispositif de régulation thermique selon l'invention, c'est-à-dire un tel moteur où est disposé ce dispositif de régulation thermique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans io lesquels : la figure 1 illustre schématiquement un circuit simplifié de circulation d'un liquide de refroidissement dans un premier dispositif de régulation thermique connu, agencé dans un bloc-moteur comprenant un bloc-cylindres, une culasse et un moyen d'étanchéité qui sont 15 représentés, pour plus de lisibilité, en vues respectives partielles de dessus disposées les unes à côté des autres (et non pas empilées les unes sur les autres selon un axe d'empilement comme sur le bloc-cylindres assemblé), ledit circuit étant du type � faux trombone � avec un orifice de sortie du liquide à l'extérieur situé dans la culasse, 20 la figure 2 illustre schématiquement un circuit simplifié de circulation du liquide de refroidissement dans un deuxième dispositif de régulation thermique connu, agencé dans un bloc-moteur comprenant un bloc-cylindres, une culasse et un moyen d'étanchéité qui sont représentés, pour plus de lisibilité, en vues respectives partielles de 25 dessus disposées les unes à côté des autres, ledit circuit étant du type � transversal � avec un orifice de sortie du liquide à l'extérieur situé dans le bloc-cylindres, la figure 3 illustre schématiquement un circuit simplifié de circulation du liquide de refroidissement dans une première variante du 30 dispositif de régulation thermique selon l'invention, agencé dans un 4 bloc-moteur comprenant un bloc-cylindres, une culasse et un moyen d'étanchéité qui sont représentés, pour plus de lisibilité, en vues partielles de dessus respectives disposées les unes à côté des autres, ledit circuit étant du type � faux trombone �, la figure 4 représente schématiquement en vue partielle de face la première variante du dispositif de régulation thermique selon l'invention illustré sur la figure 3, la figure 5 représente schématiquement en vue partielle de côté la première variante du dispositif de régulation thermique selon io l'invention illustré sur les figures 3 et 4, la figure 6 illustre schématiquement un circuit simplifié de circulation du liquide de refroidissement dans une deuxième variante du dispositif de régulation thermique selon l'invention, agencé dans un bloc-moteur comprenant un bloc-cylindres, une culasse et un moyen 15 d'étanchéité qui sont représentés, pour plus de lisibilité, en vues partielles de dessus respectives disposées les unes à côté des autres, ledit circuit étant du type � transversal �, la figure 7 représente schématiquement en vue partielle de face la deuxième variante du dispositif de régulation thermique selon 20 l'invention illustré sur la figure 6, la figure 8 représente schématiquement en vue partielle de côté la deuxième variante du dispositif de régulation thermique selon l'invention illustré sur les figures 6 et 7, les figures 9 à 11 représentent des schémas simplifiés illustrant 25 trois exemples de géométries de la rampe d'huile visant à augmenter dans le dispositif de régulation thermique selon l'invention illustré sur les figures 3 à 8 des échanges thermiques entre l'huile circulant dans la rampe et le liquide de refroidissement circulant dans la culasse. Les figures 1-2 présentant l'état de l'art ont déjà été discutées ci-dessus. Comme le montrent les figures 3 à 11, l'invention concerne un dispositif 1 de régulation thermique par un liquide 2 de refroidissement d'un bloc-moteur 3 de moteur 4 à combustion interne présentant un axe AB d'empilement (orienté, par exemple, de bas vers le haut sur les figures 4-5, 7-8 et 9-11), et comprenant : - un bloc-cylindres 30 présentant un axe CD longitudinal (orienté, par exemple, de droite vers la gauche sur les figures 1-8) incliné par rapport à l'axe AB d'empilement (de préférence, l'axe CD io longitudinal est perpendiculaire à l'axe AB d'empilement), - une culasse 31 empilée axialement sur le bloc-cylindres 30 et comportant une rampe 310 d'huile sous pression orientée le long de l'axe CD longitudinal, - un moyen d'étanchéité 32 disposé entre la culasse 31 et le bloc- 15 cylindres 30. Ledit dispositif 1 comprend au moins un circuit 10 de circulation du liquide 2 traversant le bloc-moteur 3 et comportant au moins : - une première enceinte 101 de refroidissement adaptée à refroidir le bloc-cylindres 30, 20 - une deuxième enceinte 102 de refroidissement adaptée à refroidir la culasse 31, - une pompe 103 présentant au moins un premier lien 1031 fluidique avec la première enceinte 101 et adaptée à faire circuler le liquide 2 dans le circuit 10. 25 Selon l'invention, la deuxième enceinte 102 comporte : - au moins une chambre inférieure 1020 disposée selon l'axe AB d'empilement dans la culasse 31, face au bloc-cylindres 30 entre la 5 6 rampe 310 d'huile et le moyen d'étanchéité 32, - au moins une chambre supérieure 1021 disposée selon l'axe AB d'empilement dans la culasse 31 à l'opposé du bloc-cylindres 30 et entourant au moins partiellement la rampe 310 d'huile le long de l'axe CD longitudinal. De préférence, la culasse 31 comprend au moins une zone d'échappement 311 disposée au moins partiellement le long de la rampe 310 d'huile et comprenant au moins une soupape d'échappement 3110 et au moins un premier guide 3111 de la soupape io d'échappement 3110. La chambre supérieure 1021 comporte au moins un conduit principal 1022 adjacent à la zone d'échappement 311 disposé au moins partiellement le long de la rampe 310 d'huile. Grâce à cet agencement, il est possible de refroidir plus efficacement la zone d'échappement 311 de la culasse 31 et, donc, de 15 réduire des sollicitations thermomécaniques de la culasse 31. Il en résulte un risque moindre de défaut d'étanchéité entre la culasse 31 et un collecteur d'échappement (non représenté). De préférence, la culasse 31 comprend au moins une zone d'admission 312 disposée au moins partiellement le long de la rampe 20 310 d'huile et comprenant au moins une soupape d'admission 3120 et au moins un deuxième guide 3121 de la soupape d'admission 3120. La chambre supérieure 1021 comporte au moins un conduit secondaire 1023 adjacent à la zone d'admission 312 disposé au moins partiellement le long de la rampe 310 d'huile. De préférence, la zone 25 d'admission 312 et la zone d'échappement 311 sont disposées autour de la rampe 310 d'huile, à l'opposé l'un de l'autre, dans un plan comprenant la rampe 310 d'huile et parallèle à l'axe CD longitudinal (figures 3-4 et 6-7). Grâce à cet agencement, il est possible de refroidir plus 30 efficacement la zone d'admission 312 de la culasse 31 et, donc, de 7 réduire les sollicitations thermomécaniques de la culasse 31. Comme illustré sur les figures 4 et 7, le conduit principal 1022 peut présenter une section transversale H à l'axe AB d'empilement supérieure à celle h du conduit secondaire 1023 : H > h. Grâce à cet agencement, le débit du liquide 2 de refroidissement dans le conduit principal 1022 est plus important que celui dans le conduit secondaire 1023. Cela rend plus intense un échange thermique du liquide 2 de refroidissement avec la zone d'échappement 311 ce qui aboutit in fine à une montée plus rapide en io température du liquide 2 de refroidissement lors d'un démarrage à froid du moteur 4. Il en résulte une consommation moindre du moteur 4. De préférence, le conduit principal 1022 et le conduit secondaire 1023 sont disposés autour de la rampe 310 d'huile, à l'opposé l'un de l'autre, dans le plan comprenant la rampe 310 d'huile et 15 parallèle à l'axe CD longitudinal (figures 3-4 ; 6-7 et 9-11). Cela favorise un échange thermique entre, d'une part, l'huile circulant dans la rampe 310 d'huile, et, d'autre part, le liquide 2 de refroidissement circulant dans le conduit principal 1022 et dans le conduit secondaire 1023. Il en résulte une montée plus rapide en 20 température d'huile lors d'un démarrage à froid du moteur 4. Cela contribue à réduire des frottements dans le moteur 4 et, in fine, sa consommation. En plus, l'échange thermique � huile/liquide 2 de refroidissement � plus efficace permet de minimiser, voire de supprimer un échangeur conventionnel � huile/liquide 2 de refroidissement � (non 25 représenté) de manière à rendre le bloc-moteur 3, d'une part, moins encombrant et couteux, et, d'autre part, plus léger et rapide à assembler. Comme illustré sur les figures 9-11, la rampe 310 d'huile présente, en regard de la chambre supérieure 1021 (et, notamment, en 30 regard du conduit principal 1022 et du conduit secondaire 1023), au 8 moins une face 3100 longitudinale orientée le long de l'axe CD longitudinal dans laquelle sont pratiquées des entailles 3101 (par exemple, de forme rectangulaire) présentant avec l'axe AB d'empilement un angle a tel que 0° Il l'un de l'autre le long de la rampe 310 d'huile et peuvent être adaptés à la circulation du liquide 2 de l'un à l'autre dans la chambre supérieure 1021. Ces agencements favorisent la circulation du liquide 2 de refroidissement se trouvant dans la chambre supérieure 1021 le long de la rampe 310 d'huile. Cela contribue à rendre plus efficace les échanges thermiques entre l'huile et le liquide 2 de refroidissement. Optionnellement, le conduit secondaire 1023 peut présenter au moins un neuvième lien 900 fluidique avec le conduit principal 1022 io adapté à amener, transversalement à la rampe 310 d'huile (c'est-à-dire, transversalement à l'axe CD longitudinal), le liquide 2 du conduit secondaire 1023 dans le conduit principal 1022. Ces agencements favorisent la circulation du liquide 2 de refroidissement se trouvant dans la chambre supérieure 1021 15 transversalement à la rampe 310 d'huile. Cela permet d'homogénéiser les températures respectives du liquide 2 de refroidissement dans le conduit principal 1022 et le conduit secondaire 1023. En outre, une telle interconnexion du conduit principal 1022 avec le conduit secondaire 1023 permet de limiter un nombre des huitièmes liens 800 fluidiques ce 20 qui rend le bloc-moteur 3 plus compact. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de régulation thermique par un liquide (2) de refroidissement d'un bloc-moteur (3) de moteur (4) à combustion interne présentant un axe (AB) d'empilement et comprenant : - un bloc-cylindres (30) présentant un axe (CD) longitudinal perpendiculaire à l'axe (AB) d'empilement, - une culasse (31) empilée sur le bloc-cylindres (30) selon l'axe (AB) d'empilement et comportant une rampe (310) d'huile sous pression orientée le long de l'axe (CD) longitudinal, - un moyen d'étanchéité (32) disposé entre la culasse (31) et le bloc- cylindres (30), le dispositif (1) comprenant au moins un circuit (10) de circulation du liquide (2) traversant le bloc-moteur (3) et comportant au moins : - une première enceinte (101) de refroidissement adaptée à refroidir le bloc-cylindres (30), - une deuxième enceinte (102) de refroidissement adaptée à refroidir la culasse (31), - une pompe (103) présentant au moins un premier lien (1031) fluidique avec la première enceinte (101) et adaptée à faire circuler le liquide (2) dans le circuit (10), caractérisé en ce que la deuxième enceinte (102) comporte : - au moins une chambre inférieure (1020) disposée selon l'axe (AB) d'empilement dans la culasse (31), face au bloc-cylindres (30) entre la rampe (310) d'huile et le moyen d'étanchéité (32), - au moins une chambre supérieure (1021) disposée selon l'axe (AB) 13 d'empilement dans la culasse (31) à l'opposé du bloc-cylindres (30) et entourant au moins partiellement la rampe (310) d'huile le long de l'axe (CD) longitudinal. 2. Dispositif (1) de régulation thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la culasse (31) comprend au moins une zone d'échappement (311) disposée au moins partiellement le long de la rampe (310) d'huile et comprenant au moins une soupape d'échappement (3110) et au moins un premier guide (3111) de la soupape d'échappement (3110), et en ce que la chambre supérieure (1021) comporte au moins un conduit principal (1022) adjacent à la zone d'échappement (311) disposé au moins partiellement le long de la rampe (310) d'huile. 3. Dispositif (1) de régulation thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la culasse (31) comprend au moins une zone d'admission (312) disposée au moins partiellement le long de la rampe (310) d'huile et comprenant au moins une soupape d'admission (3120) et au moins un deuxième guide (3121) de la soupape d'admission (3120), et en ce que la chambre supérieure (1021) comporte au moins un conduit secondaire (1023) adjacent à la zone d'admission (312) disposé au moins partiellement le long de la rampe (310) d'huile. 4. Dispositif (1) de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rampe (310) d'huile présente, en regard de la chambre supérieure (1021), au moins une face (3100) longitudinale orientée le long de l'axe (CD) longitudinal dans laquelle sont pratiquées des entailles (3101) présentant avec l'axe (AB) d'empilement un angle a tel que 0° 5. Dispositif (1) de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la culasse (31) comprend au moins une zone de combustion (313) 14 disposée en regard du bloc-cylindres (30) et comprenant au moins une chambre de combustion (3130), et en ce que la chambre inférieure (1020) est adjacente à la zone de combustion (313) et est disposée selon l'axe (AB) d'empilement entre la rampe (310) d'huile et la chambre de combustion (3130). 6. Dispositif (1) de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième enceinte (102) comprend au moins un premier orifice (1024) de sortie du liquide (2) à l'extérieur (5) du bloc-moteur (3), en ce que la chambre inférieure (1020) présente au moins un deuxième lien (1025) fluidique avec la première enceinte (101) traversant le moyen d'étanchéité (32) et disposé, le long de la rampe (310) d'huile, à l'opposé le long de l'axe (CD) longitudinal du premier orifice (1024) de sortie, et en ce que la chambre supérieure (1021) et la chambre inférieure (1020) présentent entre elles au moins un troisième et un quatrième liens (1026), (1027) fluidiques disposés à l'opposé le long de l'axe (CD) longitudinal l'un de l'autre et adaptés à la circulation du liquide (2) de l'un à l'autre au moins dans la chambre supérieure (1021). 7. Dispositif (1) de régulation thermique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier orifice (1024) de sortie est disposé dans la chambre inférieure (1020) à l'opposé le long de l'axe (CD) longitudinal du deuxième lien (1025) fluidique, et est adapté à la circulation du liquide (2) le long de la rampe (310) d'huile entre le deuxième lien (1025) fluidique et le premier orifice (1024) de sortie dans la chambre inférieure (1020). 8. Dispositif (1) de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première enceinte (101) comporte : - un volume d'entrée (1010) du liquide (2) lié avec la pompe (103) par l'intermédiaire du premier lien (1031) fluidique et15 - un volume de sortie (1011) du liquide (2) distinct du volume d'entrée (1010) et comprenant au moins un deuxième orifice (1012) de sortie du liquide (2) à l'extérieur (5) du bloc-moteur (3), en ce que la chambre inférieure (1020) présente : s - au moins un cinquième lien (1028) fluidique avec le volume d'entrée (1010) traversant le moyen d'étanchéité (32) et adapté à amener le liquide (2) du volume d'entrée (1010) dans la chambre inférieure (1020), - au moins un sixième lien (1029) fluidique avec le volume de sortie 10 (1011) traversant le moyen d'étanchéité (32), disposé, dans un plan comprenant l'axe (AB) d'empilement, transversalement à la rampe (310) d'huile à l'opposé du cinquième lien (1028), et adapté à amener le liquide (2) de la chambre inférieure (1020) dans le volume de sortie (1011), et 15 en ce que la chambre supérieure (1021) et la chambre inférieure (1020) présentent entre elles au moins un septième lien (700) fluidique adapté à amener le liquide (2) de la chambre inférieure (1020) vers la chambre supérieure (1021). 9. Dispositif (1) de régulation thermique selon la 20 revendication 8, caractérisé en ce que la chambre supérieure (1021) présente au moins un huitième lien (800) fluidique avec le volume de sortie (1011) traversant le moyen d'étanchéité (32) et adapté à amener le liquide (2) de la chambre supérieure (1021) dans le volume de sortie (1011), et en ce que le septième et le huitième liens (700), (800) 25 fluidiques sont espacés l'un de l'autre le long de la rampe (310) d'huile et sont adaptés à la circulation du liquide (2) de l'un à l'autre dans la chambre supérieure (1021). 10. Dispositif (1) de régulation thermique selon la revendication 8 ou 9 combinée aux revendications 2 et 3, caractérisé 30 en ce que le conduit secondaire (1023) présente au moins un16 neuvième lien (900) fluidique avec le conduit principal (1022) adapté à amener, transversalement à la rampe (310) d'huile, le liquide (2) du conduit secondaire (1023) dans le conduit principal (1022).