Brevet FR2935438A1 — publié le 20100305

MOTEUR AVEC DES BANCS DE CYLINDRES EN V [0001] La présente invention concerne un moteur, en particulier avec des bancs de cylindres en V. [0002] Un moteur avec des bancs de cylindres en V comporte deux bancs, l'axe des cylindres étant incliné par rapport à la verticale. Sur chaque banc de cylindres est positionnée une culasse. Chaque culasse comprend la tête des cylindres, qui forment une partie de la chambre de combustion de chaque cylindre. Un piston coulisse dans chacun des cylindres. Le piston est relié à une bielle, elle-même reliée à un vilebrequin. Le vilebrequin reçoit la poussée du piston et de la bielle, et convertit le mouvement alternatif du piston et de la bielle en mouvement rotatif continu du volant du moteur. Un arbre à cames transforme le mouvement circulaire continu du vilebrequin en mouvement alternatif rectiligne des organes de distribution, telles que les soupapes d'échappement et d'admission dans la chambre de combustion. Le moteur est refroidi par un système de refroidissement par circulation de liquide de refroidissement dans les bancs et les culasses. [0003] Le document JP-A-2003 020952, US-A-2007/0234981 et US-A-5 992 393 décrivent des exemples de moteur en V. [0004] Dans un moteur avec des bancs de cylindres en V, si deux cylindres de deux bancs différents sont adjacents, les bielles reliées aux pistons coulissant dans les deux cylindres en V se rejoignent au niveau du vilebrequin. Pour éviter cela, et donc pour que les bielles des différents cylindres arrivent à des endroits différents du vilebrequin, il est avantageux de décaler les cylindres des deux blocs de cylindres suivant l'axe longitudinal des bancs de cylindres. Or, le décalage des cylindres entraîne une augmentation de la longueur totale occupée par les bancs. Cette longueur est encore augmentée par l'addition des autres éléments du moteur, tels que par exemple le système de refroidissement du moteur. [00051 Le document US-A-4 565 163 décrit un moteur en V ayant un vilebrequin avec un axe comprenant un bloc-cylindres ayant des premier et deuxième bancs de cylindres. Chaque banc de cylindres a une face latérale extérieure et est muni d'un rang d'une pluralité de cylindres s'étendant entre des faces d'extrémité avant et 2 arrière du bloc-cylindres dans la direction axiale du vilebrequin. Le rang de cylindres dans le premier banc de cylindres commence d'un endroit situé près de la face d'extrémité avant du bloc-cylindres. Le rang de cylindres dans le deuxième banc de cylindres commence d'un endroit situé à distance de la face d'extrémité avant du bloc-cylindres. Une pompe à eau d'un système de refroidissement du moteur est montée sur la face d'extrémité avant du bloc-cylindres sensiblement au centre entre les premier et deuxième bancs de cylindres. Un passage d'entrée de liquide de refroidissement vers la pompe à eau est formé dans le bloc-cylindres entre la face d'extrémité avant du bloc-cylindres au niveau du deuxième banc de cylindres et du cylindre le plus à l'avant dans le deuxième banc de cylindres. La pompe à eau a une chambre de pompage dans laquelle une turbine est tournée. Le passage d'entrée de liquide de refroidissement communique avec la chambre de pompage à une extrémité et avec un conduit de décharge d'un radiateur à l'autre extrémité. La chambre de pompage communique avec des chemises d'eau formées dans les premier et deuxième bancs de cylindres, respectivement, au moyen de premier et deuxième passages d'alimentation en liquide de refroidissement. [0006] Le document US-A-5 497 734 décrit un système de refroidissement pour un moteur en V refroidi par du liquide. Le moteur en V comprend des bancs de cylindres décalés l'un par rapport à l'autre. Le système de refroidissement comprend une pompe à eau disposée de façon adjacente au banc gauche au niveau d'un espace avant de décalage du banc, de telle sorte qu'une sortie de pompe de la pompe à eau soit connectée à des chemises d'eau de culasse et des chemises d'eau de bloc-cylindres. Le système de refroidissement comprend également un passage de retour connecté à une sortie d'une chemise d'eau de culasse disposée dans le banc gauche au niveau de sa partie amont et à une sortie d'une chemise d'eau de culasse disposée dans le banc droit au niveau de sa partie aval, pour retourner l'eau de refroidissement venant des chemises d'eau de culasse vers une entrée de pompe de la pompe à eau. Une jonction entre le passage et la sortie de la chemise d'eau de culasse dans le banc droit est fournie au niveau d'un espace arrière de décalage du banc. Le passage de retour est disposé le long et proche d'une périphérie extérieure du moteur et ramifié dans le passage d'entrée d'un radiateur par un passage de dérivation connecté à l'entrée de la pompe. 3 [0007] Ces documents ne proposent pas de solution convenable pour réduire l'encombrement des moteurs. Il y a donc un besoin pour un moteur avec des bancs de cylindres en V décalés qui soit peu encombrant. [0008] Pour cela, l'invention propose un moteur comprenant des premier et deuxième bancs de cylindres, les premier et deuxième bancs étant en V, les cylindres d'un banc étant décalés par rapport aux cylindres de l'autre banc le long de la direction longitudinale des bancs, caractérisé par un circuit de refroidissement du moteur, comprenant un boîtier de sortie de liquide de refroidissement, le boîtier de sortie de liquide de refroidissement étant dans une zone formée par le décalage des cylindres d'un banc par rapport aux cylindres de l'autre banc. [0009] Dans une variante, le circuit de refroidissement du moteur comprend en outre des chemises de liquide de refroidissement des cylindres. [0010] Dans une variante, les chemises de liquide de refroidissement ont des sorties de liquide de refroidissement connectées au boîtier de sortie de liquide de refroidissement, une sortie de liquide de refroidissement étant dans la direction longitudinale des bancs et une sortie de liquide de refroidissement étant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs. [0011] Dans une variante, le circuit de refroidissement du moteur comprend en outre une pompe à liquide de refroidissement, la pompe à liquide de refroidissement étant dans une deuxième zone formée par le décalage des cylindres du deuxième banc par rapport aux cylindres du premier banc. Avantageusement, les chemises de liquide de refroidissement ont des entrées de liquide de refroidissement connectées à la pompe à liquide de refroidissement, une entrée de liquide de refroidissement étant dans la direction longitudinale des bancs et une entrée de liquide de refroidissement étant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs. De préférence encore, la pompe à liquide de refroidissement est située à l'intérieur de la longueur totale occupée par les deux bancs de cylindres et/ou à l'intérieur d'un des bancs de cylindres. [0012] Dans une variante, le moteur comprend en outre deux culasses comprenant 30 chacune des têtes de cylindres, chaque culasse étant assemblée à un banc, le 4 boîtier de sortie de liquide de refroidissement étant dans le prolongement d'une des culasses. [0013] Dans une variante, le boîtier de sortie de liquide de refroidissement est situé à l'intérieur de la longueur totale occupée par les deux bancs de cylindres. [0014] Dans une variante, le moteur comprend en outre un radiateur de refroidissement du liquide du circuit de refroidissement du moteur. [0015] L'invention concerne également un véhicule équipé d'un moteur tel que décrit précédemment. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture 10 de la description qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux figures annexées qui montrent : • Figure 1, une vue schématique de dessus d'un moteur. • Figure 2 : une vue du moteur, du côté de l'entrée d'eau de refroidissement, • Figure 3 : une vue du moteur de la figure 1, du côté de la sortie d'eau de 15 refroidissement. [0017] L'invention concerne un moteur comprenant des premier et deuxième bancs de cylindres. Les premier et deuxième bancs sont en V et les cylindres du premier banc sont décalés par rapport aux cylindres du deuxième banc selon la direction longitudinale du premier banc. Le moteur comprend également un circuit de 20 refroidissement du moteur. Le circuit de refroidissement comprend un boîtier de sortie de liquide de refroidissement. Ce boîtier de sortie de liquide de refroidissement est dans une zone formée par le décalage des cylindres d'un banc par rapport aux cylindres de l'autre banc. [0018] Ainsi, le boîtier de sortie de liquide de refroidissement est inséré dans une 25 zone présente dans le moteur, créée grâce au décalage des cylindres. Il n'est ainsi pas nécessaire de prévoir un logement supplémentaire pour ce boîtier de sortie d'eau, ce qui permet de ne pas accroître la taille du moteur. Le moteur est donc peu encombrant. [0019] La figure 1 représente une vue schématique de dessus d'un moteur en coupe. On définit des directions X et Y dans le plan de la figure et une direction Z perpendiculaire au plan de la figure. A titre d'exemple, les directions X et Y peuvent être dans le plan d'avancement du véhicule, avec la direction Y qui est 5 perpendiculaire à la direction d'avancement du véhicule. Le moteur comprend deux bancs 1, 2 de cylindres 10, 20. Les bancs de cylindres font partie du bloc-cylindres. Les bancs 1, 2 sont disposés en forme de V. On définit une direction longitudinale des bancs 1, 2 selon l'axe 30 disposé selon la rangée ou succession des cylindres 10, 20. L'axe 30 est selon la direction Y. Lorsque le moteur est en place dans un véhicule, la direction longitudinale des bancs 1, 2 de cylindres 10, 20 est par exemple horizontale, transversalement à la direction d'avancement du véhicule. Les cylindres 10, 20, lorsque le moteur est en place dans un véhicule, sont donc inclinés par rapport à la verticale définie selon la direction Z. [0020] Les cylindres 10 d'un des bancs 1 (appelé par la suite premier banc) sont décalés par rapport aux cylindres 20 de l'autre banc (appelé par la suite deuxième banc) dans la direction longitudinale. En d'autres termes, les cylindres d'un des bancs sont déplacés par rapport aux cylindres de l'autre banc. Les cylindres d'un banc ne sont donc pas en regard des cylindres de l'autre banc, le long de l'axe 30. Ce décalage peut être réalisé par déplacement des cylindres 10 du premier banc par rapport aux cylindres 20 du deuxième banc 2 dans la direction longitudinale des bancs, le long de l'axe 30. Ainsi, les bielles des pistons coulissant dans les différents cylindres du moteur sont fixées en des points décalés d'un vilebrequin, le long du vilebrequin. Ceci facilite la fixation des bielles au vilebrequin ainsi que l'entraînement de ce dernier. [0021] Une première zone 8 est formée par le décalage des cylindres 10 du premier banc 1 par rapport aux cylindres 20 du deuxième banc 2. Sur le plan de coupe de la figure 1, cette première zone 8 est dans le prolongement des cylindres 10 du premier banc 1. Une deuxième zone 7 est formée par le décalage des cylindres 20 du deuxième banc 2 par rapport aux cylindres 10 du premier banc 1. Sur le plan de coupe de la figure 1, cette deuxième zone 7 est dans le prolongement des cylindres 20 du deuxième banc 2. 6 [0022] La longueur de chaque banc 1, 2 dans la direction longitudinale des bancs comprend la longueur nécessaire à l'accueil des cylindres. De préférence, La longueur de chaque banc 1, 2 dans la direction longitudinale des bancs comprend la longueur nécessaire à l'accueil des cylindres, additionnée de la longueur de la zone 7, 8 formée par le décalage des cylindres 10 par rapport aux cylindres 20. [0023] Sur la figure 1, trois cylindres sont représentés sur chaque banc. Toutefois, cela ne doit pas être compris comme une limitation. Chaque banc peut par exemple comprendre plus ou moins de cylindres. [0024] Le bloc-cylindres est relié à des culasses non représentées. Les culasses comprennent les têtes des cylindres 10, 20. Chaque culasse est assemblée à un banc 1, 2 de cylindres 10, 20 de façon à ce que les têtes de cylindres viennent fermer les cylindres 10, 20. Les culasses accueillent notamment les sièges des soupapes d'admission et d'échappement. [0025] Le moteur comprend un système de refroidissement du moteur. Le système de refroidissement du moteur comprend un circuit de refroidissement du moteur, au sein des bancs. Du liquide de refroidissement circule dans le système de refroidissement du moteur. Le liquide de refroidissement est par exemple de l'eau, de préférence de l'eau additionnée d'antigel. Le système de refroidissement du moteur permet d'éviter la surchauffe du moteur et ainsi sa dégradation. Le système de refroidissement du moteur comprend en outre un radiateur 5. Le radiateur 5 est connecté au circuit de refroidissement du moteur et permet notamment le refroidissement du liquide de refroidissement circulant dans le système de refroidissement. [0026] Le circuit de refroidissement du moteur comprend une pompe 3 à liquide de refroidissement. La pompe 3 à liquide de refroidissement est située en amont du circuit de refroidissement. Le circuit de refroidissement comprend également un boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement. Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement est situé en aval du circuit de refroidissement. [0027] Entre la pompe 3 à liquide de refroidissement et le boîtier 4 de sortie de 30 liquide de refroidissement, le liquide de refroidissement circule dans des chemises de 7 liquide de refroidissement. Une chemise est un espace autour du cylindre et de la tête de cylindre, dans lequel s'écoule le liquide de refroidissement. Les chemises sont adaptées à refroidir les cylindres, pour assurer un fonctionnement correct du moteur. [0028] La pompe 3 à liquide de refroidissement permet de faire circuler le liquide de refroidissement dans le circuit. La pompe 3 à liquide de refroidissement distribue le liquide de refroidissement vers les chemises de liquide de refroidissement. [0029] Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement permet de collecter le liquide de refroidissement issu des chemises de liquide de refroidissement, pour le 10 faire circuler ensuite vers le radiateur. [0030] Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement est dans une zone formée par le décalage des cylindres d'un banc par rapport aux cylindres de l'autre banc. En d'autres termes, le boîtier 4 est placé dans un espace libre créé par le fait que les cylindres ne sont pas en regard. D'un côté du moteur, la zone 8 est dans le 15 prolongement des cylindres 10 du banc 1 qui sont en retrait par rapport aux cylindres 20 du banc 2 le long de l'axe 30. Ainsi, le boîtier de sortie 4 est positionné dans la zone 8 dépourvue de cylindres 10, zone créé par le décalage des cylindres 10 par rapport au cylindres 20. Cela évite de prévoir un logement supplémentaire pour accueillir le boîtier. L'utilisation d'une telle zone permet de maintenir une taille de 20 moteur réduite. [0031] La zone 8 peut s'étendre sur toute la hauteur du bloc moteur, selon l'axe Z. La zone 8 peut être au niveau des cylindres 10 du banc 1. Plus particulièrement, la zone 8 libre de cylindres peut être au sein même du banc 1. Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement est alors situé à l'intérieur de la longueur totale occupée 25 par les deux bancs 1, 2 de cylindres 10, 20, c'est-à-dire à l'intérieur de la longueur du bloc-cylindres dans la direction longitudinale des bancs. Cela contribue également à un faible encombrement du moteur. Sur la figure 1 en coupe, le banc 1 peut comprendre non seulement les cylindres 10 mais aussi la zone 8 et ainsi le boîtier 4. [0032] La pompe 3 à liquide de refroidissement est dans une deuxième zone 7 30 formée par le décalage des cylindres d'un banc par rapport aux cylindres de l'autre 8 banc. En d'autres termes, La pompe 3 à liquide de refroidissement est placée dans un espace libre créé par le fait que les cylindres ne sont pas en regard. Du côté du moteur opposé au côté où se trouve la première zone 8, la deuxième zone 7 est dans le prolongement des cylindres 20 du banc 2 qui sont en retrait par rapport aux cylindres 10 du banc 1 le long de l'axe 30. Ainsi, La pompe 3 à liquide de refroidissement est positionnée dans la zone 7 dépourvue de cylindres 20, zone créé par le décalage des cylindres 20 par rapport au cylindres 10. Cela évite de prévoir un logement supplémentaire pour accueillir la pompe. L'utilisation d'une telle zone permet de maintenir une taille de moteur réduite. [0033] Ainsi, d'un côté du moteur, la position en retrait des cylindres 10 par rapport aux cylindres 20 dégage la zone 8 dans le prolongement des cylindres 10 pour la réception du boîtier 4. De l'autre côté du moteur, la position en retrait des cylindres 20 par rapport aux cylindres 10 dégage la zone 7 dans le prolongement des cylindres 20 pour la réception de la pompe 3. [0034] La zone 7 peut s'étendre sur toute la hauteur du bloc moteur, selon l'axe Z. La zone 7 peut être au niveau des cylindres 20 du banc 2. Plus particulièrement, la zone 7 libre de cylindres peut être au sein même du banc 2. La pompe 3 à liquide de refroidissement est alors située à l'intérieur (ou sensiblement à l'intérieur) de la longueur totale occupée par les deux bancs 1, 2 de cylindres 10, 20, c'est-à-dire à l'intérieur de la longueur du bloc-cylindres dans la direction longitudinale des bancs. Cela contribue également à un faible encombrement du moteur. Sur la figure 1 en coupe, le banc 2 peut comprendre non seulement les cylindres 20 mais aussi la zone 7 et ainsi la pompe 3. [0035] Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement est de préférence situé dans le prolongement d'une des culasses, tandis que la pompe 3 à liquide de refroidissement est située à l'intérieur d'un des bancs de cylindres. Le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement repose donc par exemple contre l'un des bancs si la longueur dudit banc dans la direction longitudinale comprend la longueur nécessaire aux cylindres et la longueur de la zone 8 formée par le décalage des cylindres. 9 [0036] En variante, la pompe 3 à liquide de refroidissement est située dans le prolongement d'une des culasses et le boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement est situé à l'intérieur d'un des bancs de cylindres. [0037] Les chemises de liquide de refroidissement ont des sortie 11, 21 de liquide de refroidissement connectées au boîtier 4 de sortie de liquide de refroidissement. L'une des sorties peut être dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs. Par exemple, la sortie 11 de liquide de refroidissement peut être dans la direction longitudinale du premier banc 1 et la sortie 21 de liquide de refroidissement peut être dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du deuxième banc 2 (voir également figure 3). Ainsi, on évite que les deux sorties de liquide de refroidissement soient dans la direction longitudinale. Ceci permet de réduire la longueur du moteur le long de l'axe 30 et donc de réduire la taille du moteur. [0038] Les chemise de liquide de refroidissement ont des entrées 12, 22 de liquide de refroidissement connectées à la pompe 3 à liquide de refroidissement. L'une des entrées peut être dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs. Par exemple, l'entrée 22 de liquide de refroidissement est dans la direction longitudinale du deuxième banc 20 et l'entrée 12 de liquide de refroidissement est dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du premier banc 1 (voir figure 2). Ainsi, on évite que les deux entrées de liquide de refroidissement soient dans la direction longitudinale. Ceci permet de réduire la longueur du moteur le long de l'axe 30 et donc de réduire la taille du moteur. [0039] Le radiateur 5 peut être disposé sensiblement parallèlement à la direction longitudinale des bancs 1, 2. Lorsque le moteur est en place dans un véhicule, le radiateur 5 se trouve à l'avant du véhicule et les bancs sont situés derrière le radiateur par rapport à la direction d'avancement du véhicule. Ainsi, on peut définir un banc avant et un banc arrière. De préférence, sur la figure 1, les cylindres du banc 1 avant sont décalés vers la gauche et les cylindres du banc 2 arrière sont décalés vers la droite. [0040] Le moteur comprend un volant 6, qui est fixé au vilebrequin (non représenté). Le volant 6 est l'organe de liaison avec l'embrayage. Afin que le moteur soit le plus 10 compact possible, les bancs 1, 2 de cylindres 10, 20 sont situés à proximité du volant 6. Le volant 6 est d'un côté du moteur. La zone 8 et le boîtier 4 sont de ce côté du moteur. La zone 7 et la pompe 3 sont du côté opposé du moteur. Les cylindres 10 du premier banc 1 (ou banc avant) sont de préférence décalés en direction du côté du moteur où se trouve la distribution du circuit de refroidissement, c'est-à-dire du côté opposé du moteur au côté où se trouve le volant 6. [0041] L'invention concerne également un véhicule comprenant le moteur décrit dans la présente demande. REVENDICATIONS1. Moteur, comprenant des premier et deuxième bancs (1, 2) de cylindres (10, 20), les premier et deuxième bancs (1, 2) étant en V , les cylindres (10) d'un banc (1) étant décalés par rapport aux cylindres (20) de l'autre banc (2) le long de la direction longitudinale des bancs, caractérisé par un circuit de refroidissement du moteur, comprenant un boîtier (4) de sortie de liquide de refroidissement, le boîtier (4) de sortie de liquide de refroidissement étant dans une zone (8) formée par le décalage des cylindres (10) d'un banc (1) par rapport aux cylindres (20) de l'autre banc (2). 2. Moteur selon la revendication 1, dans lequel le circuit de refroidissement du moteur comprend en outre des chemises de liquide de refroidissement des cylindres (10, 20). 3. Moteur selon la revendication 2, dans lequel les chemises de liquide de refroidissement ont des sorties (11, 21) de liquide de refroidissement connectées au boîtier (4) de sortie de liquide de refroidissement, une sortie (11) de liquide de refroidissement étant dans la direction longitudinale des bancs et une sortie (21) de liquide de refroidissement étant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs. 4. Moteur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le circuit de refroidissement du moteur comprend en outre une pompe (3) à liquide de refroidissement, la pompe (3) à liquide de refroidissement étant dans une deuxième zone (7) formée par le décalage des cylindres (20) du deuxième banc (2) par rapport aux cylindres (10) du premier banc (1). 5. Moteur selon la revendication 4, dans lequel les chemises de liquide de refroidissement ont des entrées (12, 22) de liquide de refroidissement connectées à la pompe (3) à liquide de refroidissement, une entrée (22) de liquide de refroidissement étant dans la direction longitudinale des bancs et une entrée (12) de liquide de refroidissement étant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des bancs.12 6. Moteur selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la pompe (3) à liquide de refroidissement est située à l'intérieur de la longueur totale occupée par les deux bancs (1, 2) de cylindres (10, 20). 7. Moteur selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel la pompe (3) à liquide 5 de refroidissement est à l'intérieur d'un des bancs (1, 2) de cylindres (10, 20). 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre deux culasses comprenant chacune des têtes de cylindres, chaque culasse étant assemblée à un banc (1, 2), le boîtier (4) de sortie de liquide de refroidissement étant dans le prolongement d'une des culasses. 10 9. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le boîtier (4) de sortie de liquide de refroidissement est situé à l'intérieur de la longueur totale occupée par les deux bancs (1, 2) de cylindres (10, 20). 10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant en outre un radiateur (5) de refroidissement du liquide du circuit de refroidissement du moteur. 15 11. Un véhicule comprenant un moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.