Brevet FR2990720A1 — publié le 20131122

SYSTEME DE CIRCULATION DE FLUIDE POUR MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN CIRCUIT ADAPTE AU TRANSFERT DE GAZ DU BAS MOTEUR VERS LE HAUT MOTEUR [0001] La présente invention est relative à un système de circulation de fluide pour moteur thermique de véhicule automobile comportant un circuit adapté au transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur. [0002] Le document FR2948967 décrit un exemple d'un tel système, comprenant un collecteur de gaz qui est intégré à un répartiteur d'admission d'air. Un tel système correspond à un agencement particulier qui peut être inadapté à l'architecture de certains moteurs et à l'adaptation de ses périphériques. [0003] En outre, il faut éviter que le circuit de transfert de gaz augmente l'encombrement du moteur ou complexifie sa fabrication. [0004] La présente invention a notamment pour but de proposer une alternative aux solutions de l'art antérieur. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un système de circulation de fluide pour moteur thermique de véhicule automobile comportant un circuit adapté au transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur. Ledit circuit de transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur comporte une cheminée conformée pour s'étendre à partir du bas moteur vers la culasse du haut moteur en comprenant une partie d'entrée à raccordement audit bas moteur et une partie de sortie à raccordement à la culasse. Cette partie de sortie comporte au moins une conduite de raccordement à la culasse qui passe entre des branches d'un collecteur d'échappement du système de circulation de fluide. [0006] Dans divers modes de réalisation du système selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la cheminée comporte un tronçon intermédiaire qui est entre la partie d'entrée et la partie de sortie et qui entoure une portion d'un tuyau de liquide de refroidissement du moteur ; - la portion du tuyau de liquide de refroidissement est entourée sur sensiblement la moitié de sa périphérie par le tronçon intermédiaire ; - la partie de sortie de la cheminée comporte un pluralité de conduites entre les branches du collecteur d'échappement ; - le tronçon intermédiaire comporte d'une part un tronçon coudé entourant un premier quartier de la moitié de la périphérie de la portion du tuyau de liquide de refroidissement du moteur et d'autre part une portion de répartition qui entoure un second quartier de la périphérie de ladite portion dudit tuyau et qui est raccordée aux conduites à raccordement à la culasse passant entre les branches du collecteur d'échappement ; - une même pièce venue de moulage détermine le collecteur d'échappement et la partie de sortie à raccordement à la culasse avec ses conduites à raccordement à la culasse ; - la pièce comprenant la partie de sortie et le collecteur détermine aussi une moitié de la portion de répartition du tronçon intermédiaire ; - le tuyau de liquide de refroidissement du moteur ayant sa portion partiellement entourée par le tronçon intermédiaire de la cheminée s'étend entre une pompe à eau et un bloc calorstat destiné à permettre de gérer la circulation dudit liquide en direction d'un retour de boucle courte vers le bloc moteur, en direction d'un radiateur de refroidissement du moteur et en direction d'un aérotherme de chauffage de l'habitacle du véhicule. [0007] Le système peut également comporter une pluralité de cheminées. De préférence, il peut comporter un nombre de cheminées égal à son nombre de cylindres, soit par exemple 4 cheminées pour un moteur à 4 cylindres, soit une cheminée par compartiment de bielle. Cette architecture, permet d'équilibrer en pression les différents compartiments des bielles et d'augmenter les sections de transfert entre le bas moteur et le haut moteur. [0008] Par ailleurs, l'invention a également pour objet un moteur thermique de véhicule comprenant un bas moteur, un haut moteur et un système de circulation de fluide comportant un circuit adapté au transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur, dans lequel le système est tel que précédemment décrit, en ayant sa cheminée s'étendant à partir du bas moteur vers la culasse du haut moteur en ayant sa partie d'entrée raccordée au bas moteur et sa partie de sortie raccordée à la culasse. [0009] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur thermique pour véhicule automobile, équipé d'un système de circulation de fluide selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma de principe en coupe transversale du moteur équipé du système de circulation de fluide selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective du système de circulation de fluide selon l'invention, représenté de son côté destiné à être raccordé au moteur thermique ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un tronçon intermédiaire d'une cheminée du système de circulation de fluide selon l'invention, représenté de son côté destiné à être raccordé au moteur thermique ; - la figure 5 est un schéma de principe du type de la figure 2, représentant le moteur équipé d'une variante du système de circulation de fluide selon l'invention. [0010] Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. 2 990 720 4 [0011] En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un système de circulation de fluide selon l'invention équipant un moteur 12 de manière à permettre un transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur. Dans le mode de réalisation représenté, le moteur 12 est un quatre cylindres en ligne dont le bloc 14 5 renferme à coulissement vertical les quatre pistons 14A. Dans la description qui va suivre, la direction désignée comme longitudinale correspond à celle d'un axe horizontal dans le plan des cylindres du moteur. [0012] Le bas moteur comporte d'une part un carter inférieur, non représenté aux figures, contenant en particulier en réserve de l'huile de lubrification du moteur et 10 d'autre part la base 16 du bloc 14. Dans cette base 16, le vilebrequin tourne sous les pistons. [0013] Le haut moteur comporte en particulier la culasse 18 dans laquelle de l'huile de lubrification du moteur est utilisée par exemple pour permettre la rotation des arbres à cames d'actionnement des soupapes d'admission et d'échappement. 15 A la figure 1, il est aussi représenté dans le haut moteur un cache arbres à cames 22 et un couvercle supérieur de culasse 24, au-dessus dudit cache. De manière classique le bloc moteur 14 est situé entre la culasse 18 et le carter inférieur raccordé à ladite base 16. A partir de la culasse 18 et à l'aplomb du bloc moteur 14, un collecteur d'échappement 26 s'étend latéralement au moteur. Ce 20 collecteur 26 comporte ici quatre branches 26B raccordées à la culasse pour l'évacuation des gaz d'échappement et aussi un boîtier 26T de turbo compresseur. [0014] Lors du fonctionnement du moteur, des gaz sous pression et contenant de l'huile sont présents dans le bloc moteur 14 sous les pistons et dans bas moteur. Ces gaz sont transférés vers le haut moteur dans lequel un dispositif de traitement 25 28, de type connu et schématisé à la figure 2, permet de réduire la pression tout en débarrassant les gaz de leur huile qui peut alors participer à nouveau la lubrification. Un tel transfert pour le recyclage des gaz de carter cylindre est couramment appelé « blow-by » par les motoristes. [0015] Le système 10 de circulation de fluide comprend en premier lieu un circuit 30 adapté au transfert des gaz d'huile du bas moteur vers le haut moteur, en second lieu le collecteur d'échappement 26 et aussi un tuyau de liquide de refroidissement 27 du moteur. Le circuit de transfert de gaz comprend une cheminée 30 conformée pour s'étendre à partir de la base 16 du bloc 14 du moteur 12 et vers la culasse 18, comme la figure 1 permet de le visualiser. [0016] La cheminée 30 comprend une partie d'entrée 32 à raccordement à la base 16 du bloc 14, une partie de sortie 34 à raccordement à la culasse 18 et un tronçon intermédiaire 36 qui est entre ladite partie d'entrée 32 et ladite partie de sortie 34 et qui entoure une portion d'échange 27P du tuyau 27 de liquide de refroidissement (figure 3 et figure 4). Ce tuyau 27, comme représenté schématiquement à la figure 3, relie la pompe à eau 39 du circuit de liquide de refroidissement du moteur et un bloc calorstat 41 permettant par une vanne et trois sorties 41S de gérer la circulation dudit liquide en direction d'un retour de boucle courte vers le bloc moteur, en direction du radiateur de refroidissement du moteur et en direction de l'aérotherme de chauffage de l'habitacle du véhicule. La portion d'échange 27P du tuyau 27 est par exemple rigide et le reste de ce tuyau est de type semi-rigide. [0017] La partie de sortie 34 comporte au moins une conduite supérieure 34S de raccordement à la culasse qui passe entre deux des branches 26B du collecteur d'échappement 26 du système de circulation de fluide. Ici, comme le moteur 12 est un quatre cylindre, il y a trois conduites supérieures 34S de raccordement à la culasse. [0018] Dans la cheminée 30, la partie d'entrée 32 à raccordement à la base 16 du bloc 14 est un tronçon tubulaire sensiblement rectiligne, positionné verticalement dans le mode de réalisation représenté. [0019] Dans la cheminée 30, au dessus de la partie d'entrée 32, le tronçon intermédiaire 36 présente un tronçon coudé 36C (figure 1 et figure 4) et une portion de répartition 36R (figure 1 et figure 3) disposée horizontalement et longitudinalement entre la partie d'entrée 32 et les trois conduites supérieures 34S passant entre les branches 26B du collecteur d'échappement. Le tronçon coudé 36C entoure un premier quartier de la moitié de la périphérie de la portion 27P du tuyau de liquide de refroidissement du moteur et la portion de répartition 36R entoure un second quartier de la périphérie de ladite portion dudit tuyau. [0020] La portion de répartition 36R est sous le collecteur d'échappement 26, sans dépasser transversalement de ce dernier et en étant même latéralement en retrait de ce dernier. Cette configuration favorise la compacité du système 10 de circulation de fluide. [0021] Dans l'exemple de réalisation représenté, une même pièce venue de moulage comporte la partie de sortie 34 à raccordement à la culasse 18 avec ses trois conduites supérieures 34S, le collecteur d'échappement 26 et la moitié supérieure de la portion de répartition 36R du tronçon intermédiaire 36. Cette constitution est favorable à la solidité de la pièce et réduit les opérations d'assemblages du système 10 de circulation de fluide sur le moteur. [0022] Le fonctionnement du système 10 de circulation de fluide avec son circuit de transfert de gaz à cheminée 30 ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé. [0023] Les gaz sous pression et chargés d'huile dans le bas moteur peuvent remonter tout d'abord dans la partie d'entrée 32, circuler dans le tronçon coudé 36C puis être répartis dans la portion de répartition 36R et enfin envoyés dans la culasse 18 via les trois conduites supérieures 34S pour leur traitement à séparation de l'huile. Cette circulation est schématisée à la figure 2 par la flèche référencée 16F. [0024] Avantageusement, les gaz circulant dans le tronçon coudé 36C et dans la portion de répartition 36R peuvent être à échange thermique avec le liquide passant dans la portion d'échange 27P. Cet échange permet d'homogénéiser la température dans le moteur entre les gaz internes au bloc 14 du moteur et le liquide circulant dans le tuyau 27 à la sortie de la pompe à eau 39. Ceci permet par exemple de favoriser la montée en température du moteur. [0025] Avantageusement, le système 10 de circulation de fluide est compact sur la dimension transversale au moteur, car la cheminée 30 traverse des espaces vides dans volume d'encombrement du collecteur d'échappement 26. Avantageusement, la cheminée 30 ne dépasse pas transversalement par rapport à l'encombrement dudit collecteur. [0026] L'agencement de la cheminée 30 par rapport au collecteur 26 et au tuyau 5 27 est avantageux tant en ce qui concerne les échanges thermiques qu'en ce qui concerne la compacité. [0027] En variante d'agencement, tel que schématisé à la figure 5, la cheminée 30 est verticalement droite entre sa partie d'entrée 32 et la portion de répartition 36R. Le tuyau de liquide de refroidissement 27, représenté en bas du moteur à 10 titre d'exemple, n'est pas entouré par la cheminée. Cette variante d'agencement ne pénalise pas l'encombrement global du moteur et de ses périphériques. REVENDICATIONS1. Système de circulation de fluide (10) pour moteur thermique (12) de véhicule automobile comportant un circuit adapté au transfert de gaz du bas moteur (16) vers le haut moteur (18, 22, 24), caractérisé en ce que ledit circuit de 5 transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur comporte une cheminée (30) conformée pour s'étendre à partir du bas moteur (16) vers la culasse (18) du haut moteur en comprenant une partie d'entrée (32) à raccordement audit bas moteur (16) et une partie de sortie (34) à raccordement à la culasse (18), cette partie de sortie (34) comportant au moins une conduite de raccordement à la culasse (34S) 10 qui passe entre des branches (26B) d'un collecteur d'échappement (26) du système de circulation de fluide. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cheminée (30) comporte un tronçon intermédiaire (36) qui est entre la partie d'entrée (32) et la partie de sortie (34) et qui entoure une portion (27P) d'un tuyau 15 (27) de liquide de refroidissement du moteur. 3. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion (27P) du tuyau (27) de liquide de refroidissement est entourée sur sensiblement la moitié de sa périphérie par le tronçon intermédiaire (36). 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que la partie de sortie de la cheminée (30) comporte une pluralité de conduites (34S) entre les branches (26B) du collecteur d'échappement. 5. Système selon la revendication 3 et la revendication 4, caractérisé en ce que le tronçon intermédiaire (36) comporte d'une part un tronçon coudé (36C) entourant un premier quartier de la moitié de la périphérie de la portion (27P) du 25 tuyau de liquide de refroidissement du moteur et d'autre part une portion de répartition (36R) qui entoure un second quartier de la périphérie de ladite portion dudit tuyau et qui est raccordée aux conduites (34S) à raccordement à la culasse passant entre les branches (26B) du collecteur d'échappement.- 9 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce comprenant la partie de sortie (34) et le collecteur (26) détermine aussi une moitié de la portion de répartition (36R) du tronçon intermédiaire (36). 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce qu'une même pièce venue de moulage détermine le collecteur d'échappement (26) et la partie de sortie (34) à raccordement à la culasse (18) avec ses conduites (34S) à raccordement à la culasse. 8. Système selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendications 3 à 7 considérée dans sa dépendance à la revendication 2, caractérisé en ce que le 10 tuyau (27) de liquide de refroidissement du moteur ayant sa portion (27P) partiellement entourée par le tronçon intermédiaire (36) de la cheminée (30) s'étend entre une pompe à eau (39) et un bloc calorstat (41) destiné à permettre de gérer la circulation dudit liquide en direction d'un retour de boucle courte vers le bloc moteur, en direction d'un radiateur de refroidissement du moteur et en 15 direction d'un aérotherme de chauffage de l'habitacle du véhicule. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cheminées (30). 10. Moteur thermique de véhicule comprenant un bas moteur (16), un haut moteur (18, 22, 24) et un système de circulation de fluide (10) comportant un 20 circuit adapté au transfert de gaz du bas moteur vers le haut moteur, caractérisé en ce que le système (10) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes en ayant sa cheminée (30) s'étendant à partir du bas moteur (16) vers la culasse (18) du haut moteur en ayant sa partie d'entrée (32) raccordée au bas moteur et sa partie de sortie (34) raccordée à la culasse. 25