Brevet FR2942507A1 — publié le 20100827

MOTEUR A ARCHITECTURE EN V A CULASSES RAPPROCHEES, JOINT ET PLAQUE DE FERMETURE S'Y RAPPORTANT [0001] L'invention porte sur le domaine des moteurs à combustion, et plus particulièrement des moteurs à architecture en V. [0002] Il est connu d'employer sur certains moteurs une architecture dite en V, selon laquelle les cylindres sont disposés sur deux plans formant un V. Cette architecture permet d'obtenir, à nombre de cylindre égal, un moteur plus compact qu'avec une architecture en ligne. En effet, le moteur obtenu peut être presque deux fois plus court qu'un moteur en ligne ayant le même nombre de cylindres. Le moteur étant plus court, son vilebrequin l'est également, et peut donc être plus léger et plus rigide que celui d'un moteur ligne présentant le même nombre de cylindres. [0003] Les deux plans dans lesquels sont disposés les cylindres du moteur sont séquents, selon un angle donné, qui constitue l'angle du V. [0004] Généralement, chacune des rangées de cylindre formée dans le bloc moteur est surmontée par une culasse. On connait dans l'état de la technique une grande diversité dans les angles de Vé des moteurs automobile (90°, 72°, 60°, 54°) avec des architectures classiques constituées de 2 bancs de cylindres et 2 culasses. Plus particulièrement, les architecture retenues peuvent faire état d'un angle ouvert avec deux culasses non jointives, tel que présenté dans la demande de brevet FR2862914 ou US4784091, ou un angle plus fermé avec une culasse, ou avec 2 culasses non jointives (c'est-à-dire qu'il reste un espace entre les deux culasses). [0005] Des travaux récents ont permis de montrer l'intérêt d'un angle de V très réduit, de l'ordre de 40°, notamment afin de permettre un compactage important du moteur. Il est cependant préférable, pour des raisons de coût et de faisabilité technique, de conserver deux culasses distinctes. Du fait de l'angle réduit, les culasses sont très proches l'une de l'autre, en particulier au niveau du carter distribution ce qui pose une problématique d'étanchéité. En effet, la face du moteur sur laquelle sont regroupés les organes liés à la distribution doit être recouverte d'un écran, le carter de distribution, assurant la protection des organes de distributions, qui doivent être étanchement séparés du milieu extérieur. [0006] En dehors de l'invention, c'est-à-dire pour les architectures classiques dont l'angle de V est suffisamment ouvert pour permettre des étanchéités de carter distribution sans grande difficultés, on dispose un joint (toriques, métallique, fibreux) sur le pourtour de cette face du moteur, le joint étant contraint entre la face moteur et le carter de distribution selon un effort perpendiculaire à la face du moteur. [0007] Dans une configuration où l'angle du V du moteur est particulièrement réduit, il est impossible de disposer un tel joint à l'interface entre les deux culasses du fait de l'encombrement de cette zone par les divers organes de distribution, qui empêchent notamment le carter de distribution de venir en appui dans la zone de proximité ou d'interface entre les deux culasses. En outre, il faut réaliser une étanchéité entre les 2 culasses qui ont des plans d'appuis différents, ce qui est techniquement compliqué (il y aurait hyperstatisme dans l'appui du carter de distribution sur le moteur). [0008] L'invention vise à résoudre ce problème, en proposant une solution d'étanchéité séparée du carter de distribution pour la zone de proximité entre les deux culasses. [0009] Plus précisément, l'invention porte sur un moteur à architecture en V, comportant un carter cylindres sur lequel sont montées une première culasse et une seconde culasse, formant une face de distribution portant les organes de distribution du moteur, dans lequel un joint assure l'étanchéité entre lesdites culasses au niveau de la face de distribution du moteur. L'étanchéité de la face de distribution étant alors garantie entre les deux culasses, des éléments extérieurs ne peuvent pénétrer par l'espace entre les culasses. [0010] De préférence, une gorge dans laquelle le joint est positionné est ménagée sur la face de distribution du moteur, entre les deux culasses, le joint étant positionné dans ladite gorge. La gorge permet le maintien du joint, et également de s'assurer que le joint recouvre parfaitement l'espace entre les deux culasses du moteur. [0011] De préférence, le moteur présente, sur sa face de distribution, une seconde gorge entre le carter cylindre et la première culasse et une troisième gorge entre le carter cylindre et la seconde culasse, un joint d'étanchéité étant positionnée dans chacune des deuxième et troisième gorge. L'étanchéité entre les éléments de la face de distribution du moteur est ainsi complétée. [0012] De préférence le moteur présente un joint unique conformé pour assurer l'étanchéité les deux culasses d'une part, et au niveau du plan de contact entre chacune des culasses et le carter cylindre d'autre part, au niveau de la face de distribution du moteur. Un tel joint unique assure une meilleure fiabilité de l'étanchéité, et permet une mise en oeuvre et un montage plus aisé. [0013] De préférence, le moteur présente au moins une plaque de fermeture rapportée comprimant le ou les joints, et fixée sur la face de distribution du moteur. Une telle plaque de fermeture 10, en comprimant le joint, et notamment si ce dernier est maintenu dans une gorge, permet de maintenir le joint en position et de s'assurer qu'il remplisse sa fonction d'étanchéité. [0014] De préférence le moteur présente une plaque de fermeture unique qui comprime le ou les joints. Cela simplifie sa mise en place et l'application industrielle de l'invention. [0015] De préférence, il est monté sur la face de distribution du moteur un carter de distribution présentant une étanchéité périphérique réalisée à l'aide d'un joint périphérique positionné dans une gorge périphérique de la face de distribution du moteur, et la plaque de fermeture forme au moins pour partie la gorge périphérique. Cela rend possible la mise en place du joint comprimé sous la plaque de fermeture jusqu'à l'extrémité de la plaque, tandis que la gorge périphérique de la face de distribution est positionnée dans un plan supérieur au joint d'étanchéité. [0016] L'invention porte également sur un joint déformable destiné à assurer l'étanchéité sur la face de distribution d'un moteur à combustion en V entre les deux culasses dudit moteur, et entre chacune des culasses et le carter cylindre du moteur, présentant une forme sensiblement en Y. Cette forme spécifique permet l'obtention d'un joint unique pour assurer l'étanchéité entre les deux culasses d'une part, et entre chacune des culasses et le carter cylindre d'autre part. [0017] De préférence, le joint présente à chacune de ses extrémités un talon destiné à être positionné dans un évidement de la gorge périphérique afin de garantir l'étanchéité avec le joint périphérique. On complète ainsi l'étanchéité de la face de distribution. [0018] L'invention porte également sur une plaque de fermeture d'au moins un joint destiné à assurer l'étanchéité sur la face de distribution d'un moteur en V, présentant une forme sensiblement en Y. Cette forme spécifique permet l'obtention de maintenir et comprimer un joint unique pour assurer l'étanchéité entre les deux culasses d'une part, et entre chacune des culasses et le carter cylindre d'autre part. [0019] De préférence, la plaque de fermeture est conformée à chacune de ses extrémités pour former une paroi d'une gorge destinée à recevoir un joint d'étanchéité. Ainsi conformée, la plaque de fermeture permet de compléter la gorge périphérique de la face de distribution destinée à recevoir un joint périphérique, ce qui permet la mise en place d'un joint d'étanchéité entre les culasses, ou entre les culasses et le carter cylindres, selon l'invention, et ce jusqu'au bord de la face de distribution, et de faire passer le joint périphérique au dessus du joint d'étanchéité entre les culasses, sans compromettre l'étanchéité du joint périphérique. [0020] De préférence, la plaque de fermeture présente des orifices permettant sa fixation par vissage. C'est la solution la plus simple et la plus efficace pour assurer la compression du joint par la plaque. [0021] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. [0022] La figure 1 présente une vue partielle de la face de distribution d'un moteur en V à angle de V réduit, face sur laquelle seront montés les organes de distribution, avec les joints d'étanchéités selon l'invention en place. [0023] La figure 2 présente une vue partielle de la face de distribution d'un moteur en V, avec les joints d'étanchéités selon l'invention en place et une plaque de fermeture et de compression de ces joints. [0024] La figure 3 présente en détail la partie supérieure de la face de distribution du moteur considéré, avec le joint selon l'invention formant l'étanchéité entre les deux culasses. [0025] La figure 4 présente en détail la partie supérieure de la face de distribution du moteur considéré, avec la plaque de fermeture et de compression des joints montée. [0026] La figure 5 présente en détail une des extrémités d'un joint selon l'une des variantes de l'invention. [0027] Un moteur sur lequel porte l'invention comporte un carter cylindre 1 portant une première culasse 2 et une seconde culasse 3, disposées en V. L'invention présente en particulier des avantages pour un angle de V compris entre 50° et 30°, et de préférence de l'ordre de 40°. [0028] La première culasse 2 et la seconde culasse 3 présentent chacune une face sensiblement coplanaire d'une face du carter cylindre, c'est çà dire une face orthogonale à l'axe du vilebrequin du moteur. Ainsi est formée une face dite face de distribution du moteur, qui est conformée pour accueillir les organes de distribution du moteur, à savoir diverses poulies et pignons, entrainés par une ou plusieurs courroies ou chaines. Il est important d'assurer l'étanchéité de la face de distribution du moteur, l'intrusion d'éventuels éléments extérieurs pouvant dégrader la fiabilité des organes de distribution. Un carter de distribution est généralement mis en place de sorte qu'il couvre l'ensemble les éléments de la distribution. Un joint d'étanchéité est généralement mis en place entre le carter de distribution et la face du moteur, son l'ensemble du pourtour du carter de distribution. [0029] Du fait que l'angle du V du moteur est relativement faible, la première culasse 2 et la seconde culasse 3 se trouvent à proximité l'une de l'autre, de part et d'autre d'un plan médian de l'angle du V du moteur. [0030] Cette zone de proximité entre les deux culasses constitue un problème vis-à-vis de l'étanchéité de la face de distribution du moteur. Il est difficile de prévoir un carter de distribution suivant le pourtour des culasses dans cette zone, d'autant que des organes de la distribution peuvent interférer. [0031] Sur la face de distribution du moteur, on ménage une première gorge 4 entre les deux culasses, destinée à recevoir un joint déformable. Dans le mode de réalisation ici représenté, une seconde gorge 5 est ménagée entre le carter cylindre et la première culasse 2, et une troisième gorge 6 est ménagée entre le carter cylindre et la seconde culasse 3. Enfin, une gorge périphérique 7 est classiquement ménagée sur le pourtour de la face du moteur. [0032] On peut voir sur la figure 1 la face de distribution du moteur, avec les différents joints d'étanchéité en place. Dans la variante de l'invention ici représentée, un joint unique 8 est conformé et disposé pour remplir dans la première gorge 4, ainsi que la seconde gorge 5 et la troisième gorge 6. Ce joint unique 8 complexe peut être alternativement remplacé par trois joints distincts, disposés respectivement dans les trois gorges 4, 5, 6. Le joint unique 8 présente une forme en Y, afin d'assurer l'étanchéité entre les entre les deux culasses 2,3 dudit moteur d'une part, et entre chacune des culasses et le carter cylindre du moteur d'autre part. [0033] Un joint déformable périphérique 9 visant à assurer l'étanchéité sur le pourtour de la face de distribution du moteur est disposé dans la gorge périphérique 7. [0034] La compression du joint unique 8 est assurée par une plaque de fermeture 10 rapportée, visible notamment en figure 2. Cette plaque de fermeture 10 peut être fixée sur la face de distribution du moteur par divers moyens bien connus, et notamment par vissage, tel que dans la variante de l'invention représentée en figure 3. Préférentiellement, et afin d'assurer la compression du joint unique 8, la plaque de fermeture 10 présente une forme sensiblement en Y. [0035] La figure 3 présente en détail la partie supérieure de la face latérale du moteur considérée sur laquelle sont montés les organes de distribution. La première culasse 2 est notamment équipée d'un premier arbre à cames 11 muni d'un pignon d'entrainement, et la seconde culasse 3 est notamment équipée d'un second arbre à cames 12 muni d'un pignon d'entrainement. On comprend aisément que ces éléments, très rapprochés les uns des autres, empêchent de disposer aisément un carter de distribution qui prendrait appui entre les deux culasses. Le joint unique 8 est en place dans la gorge 4 ménagée entre les deux culasses, dans le plan de la face latérale du moteur. Le joint unique 8 fait légèrement saillie hors de la gorge. [0036] Sur le pourtour de la face latérale du moteur, le joint périphérique est en place dans la gorge périphérique 7. La gorge périphérique 7 est elle-même réalisée dans un bossage périphérique 13, présent sur l'ensemble du pourtour de la face latérale du moteur. Le joint unique 8 est donc positionné dans un plan inférieur au joint périphérique 9. Le bossage périphérique 13 présente une interruption 14 permettant la mise en place du joint unique 8, ce qui empêche la formation dans la zone de l'interruption 14 d'un des deux bords la gorge périphérique 7. Notons qu'une telle interruption est de fait également présente dans les zones à l'extrémité de la seconde gorge 5 et de la troisième gorge 6. [0037] La figure 4 montre la même zone que celle présentée en figure 3, une fois la plaque de fermeture 10 rapportée mise en place. Un premier orifice 15 et un second orifice 16 permettent la fixation par vissage de la plaque de fermeture 10. Par le serrage de la plaque de fermeture 10 rapportée sur la face de distribution du moteur, le joint unique 8 est comprimé dans la première gorge 4, ainsi que dans la seconde gorge 5 et la troisième gorge 6, qu'il obture de manière étanche. [0038] Dans le mode de réalisation ici représenté, la plaque de fermeture 10 est conformée à son extrémité 17 de sorte qu'elle complète la gorge périphérique 7 au niveau de la rupture 14. Ainsi, tout en assurant la déformation du joint unique 8 de sorte qu'il assure l'étanchéité entre la première culasse 2 et la seconde culasse 3, la plaque de fermeture 10 forme l'une des parois de la gorge périphérique 7 au niveau de la rupture 14. [0039] Dans le mode de réalisation ici représenté, la plaque de fermeture 10 complète la gorge périphérique 7 non seulement au niveau de la rupture 14 positionnée dans le plan de proximité ou de contact des deux culasse, mais aussi au niveau de la jonction entre chacune des culasses (2, 3) et du carter cylindre 1. [0040] La figure 5 présente en détail une des extrémités d'un joint selon l'invention. Le joint 8 présente à chacune de ses extrémités un talon 18 destiné à être positionné dans un évidement de la gorge périphérique 7 afin de garantir l'étanchéité avec le joint périphérique 9. Le talon 18 est une extrémité à angle droit permettant d'assurer un bon contact et l'étanchéité entre le joint unique 8 et le joint périphérique 9. [0041] L'invention permet une solution d'étanchéité efficace entre les culasses et le bloc d'un moteur à angle de vé réduit. Le dispositif d'étanchéité décrit dans l'invention est aisé à mettre en oeuvre de manière industrielle, et minimisant les risques quant à la qualité du moteur, et quant à la fiabilité de ses organes de distribution. Revendications: 1. Moteur à architecture en V, comportant un carter cylindres (1) sur lequel sont montées une première culasse (2) et une seconde culasse (3), formant une face de distribution portant les organes de distribution du moteur, caractérisé en ce qu'un joint (8) assure l'étanchéité entre lesdites culasses (2,3) au niveau de la face de distribution du moteur. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une gorge (4) dans laquelle le joint (8) est positionné est ménagée sur la face de distribution du moteur, entre les deux culasses (2,3), le joint (8) étant positionné dans ladite gorge (4). 3. Moteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente en outre sur sa face de distribution une seconde gorge (5) entre le carter cylindre (1) et la première culasse (2) et une troisième gorge (6) entre le carter cylindre (1) et la seconde culasse (3), un joint d'étanchéité étant positionnée dans chacune des deuxième et troisième gorge. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé par un joint unique (8) conformé pour assurer l'étanchéité les deux culasses (2,3) d'une part, et au niveau du plan de contact entre chacune des culasses (2,3) et le carter cylindre (1) d'autre part, au niveau de la face de distribution du moteur. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par au 20 moins une plaque de fermeture (10) rapportée comprimant le ou les joints (8), et fixée sur la face de distribution du moteur. 6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une plaque de fermeture (10) unique comprime le ou les joints. 7. Moteur selon la revendication 5 ou la revendication 6, sur la face de distribution duquel 25 est monté un carter de distribution présentant une étanchéité périphérique réalisée à l'aide d'un joint périphérique (9) positionné dans une gorge périphérique (7) de la face de distribution du moteur, caractérisé en ce que ladite la plaque de fermeture (10) forme au moins pour partie la gorge périphérique (7). 8. Joint déformable (8) destiné à assurer l'étanchéité sur la face de distribution d'un 30 moteur à combustion en V entre les deux culasses (2,3) dudit moteur, et entrechacune des culasses et le carter cylindre (1) du moteur, caractérisé en ce qu'il présente une forme sensiblement en Y. 9. Joint selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il présente à chacune de ses extrémités un talon (18) destiné à être positionné dans un évidement de la gorge 5 périphérique (7) afin de garantir l'étanchéité avec le joint périphérique (9).