Brevet FR2966876A1 — publié le 20120504

AGENCEMENT DE POMPE DANS UN MOTEUR THERMIQUE, EN PARTICULIER UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE AUTOMOBILE. [0001 La présente invention concerne un agencement de pompe dans un moteur thermique, en particulier dans un moteur thermique de véhicule automobile. [0002] Dans un moteur thermique, la commande synchronisée des soupapes est assurée par un ou plusieurs arbres à cames, composés d'autant de cames que de soupapes à commander indépendamment ou par groupe. [0003] Différentes sortes de pompes peuvent être mécaniquement entraînées par le vilebrequin ou un arbre à cames, par l'intermédiaire, par exemple, d'engrenages, de courroies, de chaînes, etc. A titre d'exemples non limitatifs de l'objet et de la portée de la présente invention, c'est le cas de la pompe à huile d'un véhicule automobile, entraînée en rotation par le vilebrequin du moteur à combustion interne, qui envoie de l'huile jusqu'à la culasse. C'est le cas également de la pompe à eau, qui participe au refroidissement du moteur, ou de la pompe de direction assistée, qui assure la pression du liquide de direction assistée du véhicule automobile. C'est encore le cas de la pompe à vide, qui permet l'assistance au freinage d'un véhicule automobile à moteur Diesel. [0004 Des agencements de pompes à huile en bout d'arbre à cames, par exemple, sont déjà connus de l'art antérieur. Ainsi, les documents JP 2001098914A et JP 66037552A décrivent des pompes à huile de moteurs thermiques, qui sont situées en bout de l'arbre à cames desdits moteurs et qui fonctionnent avec un système de cames et de pistons. Comme tous les agencements de pompes de moteurs thermiques connus de l'art antérieur, ils sont d'une relative complexité mécanique et, par conséquent, relativement coûteux. [0005i Le but de la présente invention est de fournir un agencement de pompe dans un moteur thermique, en particulier dans un moteur thermique de véhicule automobile, qui soit de conception et de réalisation simple, et qui soit économique, notamment en réduisant le nombre de pièces à fabriquer et à monter, en diminuant le temps et le coût du montage de la pompe et en ne nécessitant aucune maintenance. [000s] Pour parvenir à ce but, la présente invention a pour objet un nouvel agencement de pompe dans un moteur thermique, en particulier dans un moteur thermique de véhicule automobile, selon lequel la pompe est directement intégrée à la culasse du moteur, en bout de l'arbre à cames intérieur à la culasse. [0007] Selon le principe de la présente invention, le carter de la pompe dans la culasse est réalisé monobloc avec la culasse, par la même opération de moulage que cette dernière. [000s] La pompe peut être une pompe volumétrique à deux rotors à lobes, un des deux rotors étant monté monobloc avec l'arbre à cames et dans le prolongement de ce dernier, ledit rotor monobloc entraînant l'autre rotor à lobes logé dans le carter de la pompe. [000s] En variante, la pompe peut être une pompe à vis sans fin, la vis sans fin étant monobloc avec l'arbre à cames et dans le prolongement de ce dernier. [oolo] De manière préférentielle, le carter de la pompe est sensiblement de forme parallélépipédique et en extension latérale de la culasse dans le prolongement des paliers dudit arbre à cames. [0011] La pompe peut être, comme déjà évoqué précédemment, une pompe à huile, une pompe à eau du système de refroidissement du moteur, ou bien, si le moteur est un moteur Diesel, une pompe à vide pour l'assistance au freinage du véhicule automobile. Elle peut encore être une pompe de direction assistée du véhicule automobile. [0012] La présente invention a également pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comprend un moteur thermique avec au moins un arbre à cames logé dans la culasse, et dans lequel une pompe est intégrée dans la culasse, l'intégration de la pompe dans la culasse étant réalisée selon un agencement conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0013] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de deux exemples de réalisation, non limitatifs de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : ^ la figure 1 représente, de manière schématique, la culasse fermée d'un moteur thermique de véhicule automobile, selon l'art antérieur, - la figure 2 représente, de manière schématique, la culasse de la figure 1, ouverte de façon à montrer partiellement l'arbre à cames, - la figure 3 représente, de manière schématique, la culasse fermée d'un moteur thermique de véhicule automobile, selon la présente invention, - la figure 4 représente, de manière schématique, la culasse de la figure 2, ouverte de façon à montrer partiellement l'arbre à cames et la pompe à huile intégrée à la culasse, et - la figure 5 représente, de manière schématique, une variante de réalisation de l'agencement de pompe à huile de la figure 4. [0014] En référence aux dessins des figures 1 et 2, on a représenté une culasse de moteur thermique de véhicule automobile, de référence générale 1, de type connu en soi, réalisée par exemple en fonte ou en alliage d'aluminium. [0015] Dans l'exemple décrit ci-après, le moteur comprend deux arbres à cames référencés 2 et 2'. Ces arbres à cames se composent, de manière connue en soi, d'une tige cylindrique disposant d'autant de cames que de soupapes à commander indépendamment ou par groupe, glissant sur la queue de soupape, ou sur un renvoi mécanique, comme par exemple le patin d'un culbuteur. [0016] La commande se fait par l'intermédiaire d'une chaîne avec des pignons, le plus fréquemment cylindriques, ou encore en utilisant une courroie crantée. [0017] Les pompes associées mécaniquement au moteur, telles que les pompes à huile, à eau, ou autre, sont rapportées par l'intermédiaire de pièces de liaison, qui forment un ensemble mécanique relativement complexe. [0018] Selon le principe de la présente invention, cette complexité mécanique est considérablement réduite en agençant la pompe de manière nouvelle. [0019] Selon ce nouvel agencement, la pompe est directement intégrée à la culasse 1, en bout de l'un des arbres à cames, à savoir par exemple l'arbre à cames 2. [0020] La pompe est logée dans un carter 3, réalisé monobloc avec la culasse 1 10 par la même opération de moulage que cette dernière. [0021] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la pompe est une pompe volumétrique à deux rotors à lobes 4 et 5. Un premier rotor à lobes 4 est monté monobloc avec l'arbre à cames 2 et dans le prolongement de ce dernier. Le premier rotor 4 entraîne le second rotor 5 logé dans le carter 3 de la pompe. 15 Les deux rotors à lobes tournent en sens inverse et entraînent le fluide transféré par les périphéries. [0022] On notera que, dans cette pompe, deux pièces seulement sont en mouvement et il n'y a ni clapet, ni graissage. [0023] Selon un mode de réalisation en variante, la pompe est une pompe à vis 20 sans fin. La vis sans fin 6 est monobloc avec l'arbre à cames 2 et dans le prolongement de ce dernier. Une vis sans fin est un cylindre comportant une cannelure hélicoïdale la faisant ressembler à une tige filetée. Associée à un pignon, elle constitue un engrenage gauche (les deux axes ne sont pas dans le même plan), dans lequel elle se comporte comme une roue à dent. 25 [0024] Le carter 3 de la pompe est sensiblement de forme parallélépipédique et en extension latérale de la culasse 1 dans le prolongement des paliers de l'arbre à cames 2, c'est-à-dire selon la direction longitudinale, désignée « X », de l'arbre à cames 2. [0025] Comme déjà mentionné précédemment, la pompe peut être une pompe à huile, qui envoie de l'huile jusqu'à la culasse, ou bien une pompe à eau pour le refroidissement par eau du moteur, ou bien encore une pompe à vide de moteur Diesel pour l'assistance au freinage du véhicule automobile, ou bien enfin une pompe de direction assistée, qui assure la pression du liquide de direction assistée du véhicule. [0026] L'agencement de pompe décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - il permet de réduire le nombre de pièces à fabriquer et à monter, il est moins coûteux qu'un agencement classique de pompe sur moteur thermique, et - il ne nécessite aucune maintenance. [0027] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Agencement de pompe dans un moteur thermique, en particulier dans un moteur thermique de véhicule automobile, le moteur comprenant au moins un arbre à cames (2) situé dans la culasse (1), caractérisé en ce que ladite pompe (4, 5 : 6) est directement intégrée à la culasse (1), en bout dudit arbre à cames (2) au moins. 2. Agencement de pompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (3) de la pompe (4, 5 : 6) dans la culasse (1) est réalisé monobloc avec la 10 culasse (1) par la même opération de moulage que cette dernière. 3. Agencement de pompe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe est une pompe volumétrique à deux rotors à lobes (4, 5), un premier rotor (4) étant monté monobloc avec l'arbre à cames (2) et dans le prolongement de ce dernier, ledit premier rotor à lobes (4) entraînant le second rotor à lobes (5) logé 15 dans le carter (3) de la pompe. 4. Agencement de pompe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe est une pompe à vis sans fin, la vis sans fin (6) étant monobloc avec l'arbre à cames (2) et dans le prolongement de ce dernier. 5. Agencement de pompe selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, 20 caractérisé en ce que le carter (3) de la pompe est sensiblement de forme parallélépipédique et en extension latérale de la culasse (1) dans le prolongement des paliers dudit arbre à cames (2). 6. Agencement de pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pompe (4, 5 : 6) est une pompe à huile. 25 7. Agencement de pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pompe (4, 5 : 6) est une pompe à eau pour le refroidissement par eau du moteur. 8. Agencement de pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit moteur thermique est un moteur Diesel et laditepompe (4, 5 : 6) est une pompe à vide pour l'assistance au freinage du véhicule automobile. 9. Agencement de pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pompe (4, 5 : 6) est une pompe de direction assistée, 5 qui assure la pression du liquide de direction assistée. 10. Véhicule, en particulier véhicule automobile, qui comprend un moteur thermique avec au moins un arbre à cames (2) logé dans la culasse (1), caractérisé en ce qu'il comporte une pompe intégrée dans la culasse (1) selon un agencement conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 10