Brevet FR2978202A1 — publié le 20130125

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la fabrication des 5 moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un bloc inférieur de moteur à combustion interne, comportant un carter d'huile et une crépine, cette crépine comprenant un canal d'entrée qui est fixé au carter d'huile et qui présente au moins une ouverture d'aspiration d'huile, un tamis, et un canal de sortie à 10 connecter à une pompe à huile. Elle concerne plus généralement aussi un moteur à combustion interne comportant : - un bloc-cylindres, - un bloc inférieur tel que précité, fixé sous ledit bloc-cylindres et qui 15 renferme de l'huile, et - une pompe à huile agencée pour faire circuler l'huile depuis le bloc inférieur vers le bloc-cylindres. Elle concerne également un procédé de fabrication d'un bloc inférieur comportant une opération de moulage d'un carter d'huile et d'un canal d'entrée de 20 crépine, et une opération d'assemblage du carter d'huile et du canal d'entrée de crépine. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans un moteur à combustion interne tel que précité, le canal d'entrée de la crépine permet de capter l'huile présente dans le carter d'huile, le tamis 25 permet de retenir les éléments solides contenus dans l'huile captée, et le canal de sortie permet de faire circuler l'huile filtrée vers la pompe à huile. Le niveau d'huile dans le carter et la position du canal d'entrée sont alors choisis de manière que l'embouchure du canal d'entrée (également appelée « point de captage ») soit immergée dans l'huile en continu, quels que soient les 30 mouvements du véhicule et donc de l'huile dans le carter. En pratique, le carter d'huile et le canal d'entrée de la crépine sont assemblés par vissage. Ces techniques de fabrication et d'assemblage génèrent alors des contraintes qui limitent, lors de la conception du moteur, les choix de forme et de positionnement du canal d'entrée de la crépine. De ce fait, la conception du bloc inférieur consiste notamment à trouver un compromis entre le volume d'huile à mettre dans le carter d'huile et la simplicité de la forme du canal d'entrée de la crépine, pour assurer une présence continue d'huile au point de captage (le point de captage idéal étant situé à la croisée des différentes nappes d'huile définies dans différentes conditions de fonctionnement du véhicule - en accélération, au freinage, en virage à gauche, en virage à droite). Les pertes de charge induites par le canal d'entrée, qui influent sur la consommation du moteur et sur ses rejets polluants, génèrent également des contraintes dont il doit être tenu compte lors de la conception du canal d'entrée de 10 la crépine. Par conséquent, la conception du bloc inférieur s'avère difficile et débouche généralement sur un résultat qui n'est pas optimisé. Le carter inférieur ainsi obtenu présente en outre un poids et un coût d'assemblage élevés. 15 OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose une nouvelle architecture de bloc inférieur. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un bloc inférieur tel que défini dans l'introduction, dans lequel le canal d'entrée de la crépine et le 20 carter d'huile sont en matière plastique et sont soudés ensemble. On propose également selon l'invention un procédé de fabrication tel que défini en introduction, dans lequel, au cours de ladite opération de moulage, le carter d'huile et le canal d'entrée sont chacun moulés d'une seule pièce en matière plastique, et dans lequel, au cours de ladite opération d'assemblage, le 25 carter d'huile et le canal d'entrée sont soudés ensemble. L'utilisation de matière plastique et d'une technique de soudage pour assembler le canal d'entrée de crépine au carter d'huile réduit les contraintes à prendre en compte pour concevoir les formes de ces deux éléments. Grâce à l'invention, il est ainsi notamment possible de concevoir un canal 30 d'entrée de crépine de forme optimisée, qui permette non seulement d'améliorer la position du point de captage d'huile (et donc de réduire le volume d'huile dans le carter), mais également de réduire les pertes de charge qu'il induit. L'utilisation de matière plastique permet par ailleurs de réduire le poids du bloc inférieur tandis que la technique de soudure thermoplastique permet d'en réduire le coût. Enfin, grâce à l'invention, le bloc inférieur peut être livré sur chaîne de montage avec sa crépine intégrée, ce qui facilite les opérations d'approvisionnement de la chaîne de montage et d'assemblage du moteur. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du bloc inférieur conforme à l'invention sont les suivantes : - le canal de sortie de la crépine est en matière plastique et est soudé au canai d'entrée ; - le tamis est fixé à la liaison entre le canal d'entrée et le canal de sortie de la crépine ; et - le canal de sortie présente intérieurement, du côté de son extrémité soudée au canal d'entrée, un épaulement qui délimite avec le canal d'entrée une gorge périphérique d'accueil du tamis de la crépine. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du moteur à combustion interne conforme à l'invention sont les suivantes : - la pompe à huile et le canal de sortie de la crépine présentent chacun un manchon emmanchés l'un dans l'autre ; - l'un au moins desdits manchons définit un logement d'accueil d'un joint d'étanchéité entre les deux manchons. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de fabrication conforme à l'invention sont les suivantes : - la soudure entre le canal d'entrée de la crépine et le carter d'huile est réalisée au laser ; - au cours de ladite opération de moulage, un canal de sortie de la crépine est moulé d'une seule pièce en matière plastique et au cours de ladite opération d'assemblage, un tamis de crépine est rapporté sur le canal d'entrée puis le canal de sortie est soudé sur le canal d'entrée, de manière à bloquer le tamis entre le canal d'entrée et le canal de sortie. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur ce dessin, la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une coupe d'un bloc inférieur selon l'invention. Classiquement, un bloc-moteur de moteur à combustion interne comporte un bloc-cylindres pourvu de cylindres qui délimitent ensemble une chambre de combustion. Ce bloc-cylindres est fermé, sur son extrémité haute, par une culasse qui est elle-même recouverte d'un couvre-culasse. Il est par ailleurs fermé, sur son extrémité basse, par un bloc inférieur comportant notamment un carter d'huile qui renferme de l'huile destinée à lubrifier les différents organes du moteur. Pour la lubrification de ces organes, le bloc-moteur comporte une pompe à huile agencée pour faire circuler l'huile depuis le carter d'huile vers le bloc-10 cylindres et la culasse. Sur la figure 1, on a représenté une partie de ce bloc inférieur 1 et de cette pompe à huile 60. Comme le montre cette figure, le carter d'huile 10 du bloc inférieur 1 présente une paroi de fond 11 sensiblement plane, qui est bordée vers le haut 15 d'une paroi latérale 12 afin de délimiter un réservoir d'huile. Pour assurer une aspiration continue d'huile filtrée par la pompe à huile 60, le bloc inférieur 1 comporte une crépine 20 située sur la paroi de fond 11. Cette crépine 20 comporte un canal d'entrée 30, un tamis 40 et un canal de sortie 50. 20 Le canal d'entrée 30 permet de capter l'huile en un point de captage particulier du carter d'huile 10, où de l'huile est présente quels que soient les mouvements du véhicule. Il permet également de canaliser cette huile jusqu'au tamis 40. Le tamis 40 permet quant à lui de retenir les éléments solides en 25 suspension dans l'huile captée afin d'éviter qu'ils détériorent la pompe à huile 60. Enfin, le canal de sortie 50 permet d'amener l'huile ainsi filtrée jusqu'à l'entrée 61 de la pompe à huile 60. Ici, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le canal d'entrée 30 de la crépine 20 et le carter d'huile 10 sont en matière 30 plastique et sont soudés ensemble. Ici, la matière plastique utilisée est le Polyhexaméthylène adipamide (ou PA 6-6). Bien entendu, toute autre matière plastique résistant aux conditions de pression et de température des gaz présents dans le bloc inférieur et susceptible d'être soudée pourrait être utilisée. Le canal d'entrée 30 présente à cet effet une section en II, avec une paroi supérieure 31 plane qui s'étend parallèlement à la paroi de fond 11 du carter d'huile 10 et une paroi latérale 32 qui borde cette paroi supérieure 31 et qui s'étend orthogonalement à celle-ci. Le canal d'entrée 30 est alors soudé sur la paroi de fond 11 du carter d'huile 10 par le bord inférieur de sa paroi latérale 32. Ce canal d'entrée 30 s'étend en longueur sur la paroi de fond' 11 du carter d'huile 10, depuis le point de captage jusque dans l'axe Al de l'entrée 61 de la pompe à huile 60. II présente au moins une ouverture d'aspiration d'huile (non représentée) située au point de captage, et une ouverture d'évacuation 33 située dans l'axe Al de l'entrée 61 de la pompe à huile 60. Cette ouverture d'évacuation 33 présente ici une forme circulaire autour de l'axe A1. Le canal de sortie 50 de la crépine 20 se présente quant à lui sous la forme d'un manchon tubulaire 51 cylindrique de révolution autour de l'axe Al, de diamètre intérieur égal au diamètre de l'ouverture d'évacuation 33 du canal d'entrée 30 et dont l'extrémité inférieure est bordée extérieurement par un rebord plat 52 de forme circulaire autour de l'axe Al. Avantageusement, le canal de sortie 50 est en matière plastique et est soudé au canal d'entrée 30. II est plus précisément soudé par la face inférieure de son rebord plat 52, sur la paroi supérieure 31 du canal d'entrée 30, autour de l'ouverture d'évacuation 33. Le tamis 40 est quant à lui fixé à la liaison entre le canal d'entrée 30 et le canal de sortie 50, en sandwich entre ces deux éléments. Il présente une forme de disque de diamètre compris entre le diamètre de l'ouverture d'évacuation 33 du canal d'entrée 30 et le diamètre du rebord plat 52 du canal de sortie 50. Pour faciliter l'assemblage de la crépine 20, le canal de sortie 50 présente intérieurement une rainure périphérique 53 qui s'étend en creux dans la face inférieure du rebord plat 52, et qui permet d'accueillir le tamis 40. Cette rainure périphérique 53 forme ainsi, avec la face supérieure de la paroi supérieure 31 du canal d'entrée 30, une gorge périphérique d'accueil de la tranche du tamis 40. Le tamis 40 est ainsi agencé pour filtrer l'ensemble de l'huile captée par canal d'entrée 30. Comme le montre la figure 1, l'entrée de la pompe à huile 60 présente une forme de manchon 61, dont la surface intérieure est cylindrique de révolution autour de l'axe Al. Ce manchon 61 présente un diamètre intérieur égal, au jeu prés, au diamètre extérieur du manchon 51 du canal de sortie 50, de manière à pouvoir être engagé sur celui-ci. Pour assurer l'étanchéité entre ces deux manchons 51, 61, il est ici prévu que le manchon 61 de la pompe à huile 60 présente, en creux dans sa surface intérieure, une gorge périphérique 62 d'accueil d'un joint torique (non représenté). Le bloc inférieur 1 est fabriqué de la manière suivante. Au cours d'une première étape, le carter d'huile 10, le canal d'entrée 30 de la crépine 20, et le canal de sortie 50 de la crépine 20 sont chacun moulés d'une seule pièce en matière plastique. Le tamis 40 est quant à lui fabriqué suivant un procédé quelconque qui 15 ne fait pas l'objet de la présente invention et qui, étant bien connu de l'homme du métier, ne sera pas ici décrit. Au cours d'une seconde étape, le tamis 40 est placé dans la rainure périphérique 53 du canal de sortie 50. Le canal d'entrée 30 de la crépine 20 est alors soudé sur le canal de 20 sortie 50 de telle manière que son ouverture d'évacuation 33 s'étende dans l'axe Al du manchon 51 du canal de sortie 50. La technique de soudure ici utilisée est une soudure au laser, à une longueur d'onde qui ne fait pas fondre le plastique PA 6-6 utilisé. On utilise alors un vernis qui, disposé à l'interface entre les deux éléments, fond au laser et 25 permet d'assembler les deux éléments de manière permanente. A l'issue de cette opération de soudure, le tamis 40 est parfaitement maintenu entre le canal d'entrée 30 et le canal de sortie 50. Au cours d'une troisième étape, la crépine 20 ainsi assemblée est rapportée sur la paroi de fond 11 du carter d'huile 10 et est assemblée à celle-ci 30 au moyen d'une autre opération de soudure au laser. Le bloc inférieur 1 ainsi obtenu peut alors être livré en une seule pièce sur une chaîne de montage de moteurs à combustion interne. Pour assembler le bloc inférieur 1 au bloc-cylindres du moteur, l'opérateur sur chaîne n'a alors qu'à rapporter ces deux éléments l'un sur l'autre, suivant l'axe Al, de telle manière que les deux manchons 51, 61 s'emboîtent naturellement l'un sur l'autre. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 5 conforme à son esprit. La technique de soudure employée pourrait notamment être différente. On pourrait par exemple prévoir de souder les différents éléments ensemble par lame chauffante, par ultrasons ou encore par Haute Fréquence. On pourrait par ailleurs prévoir que la crépine présente une architecture 10 différente. A titre d'exemple, on pourrait prévoir que les canaux d'entrée et de sortie soient formés d'une seule pièce. On pourrait également prévoir que le tamis soit situé autrement, par exemple à l'extrémité du canal de sortie qui est engagée dans la pompe à huile ou à l'entrée du canal d'entrée. On pourrait aussi prévoir que la crépine vienne de formation par moulage 15 d'une seule pièce avec le carter d'huile. REVENDICATIONS1. Bloc inférieur (1) de moteur à combustion interne, comportant : - un carter d'huile (10), et - une crépine (20) comprenant un canal d'entrée (30) qui est fixé au carter d'huile (10) et qui présente au moins une ouverture d'aspiration d'huile, un tamis (40), et un canal de sortie (50) à connecter à une pompe à huile (60), caractérisé en ce que le canal d'entrée (30) de la crépine (20) et le carter d'huile (10) sont en matière plastique et sont soudés ensemble. 2. Bloc inférieur (1) selon la revendication précédente, dans lequel le canal de sortie (50) de la crépine (20) est en matière plastique et est soudé au canal d'entrée (30). 3. Bloc inférieur (1) selon la revendication précédente, dans lequel le tamis (40) est fixé à la liaison entre le canal d'entrée (30) et le canal de sortie (50) de la crépine (20). 4. Bloc inférieur (1) selon la revendication précédente, dans lequel le canal de sortie (50) présente intérieurement, du côté de son extrémité soudée au canal d'entrée (30), un épaulement (53) qui délimite avec le canal d'entrée (30) une gorge périphérique d'accueil du tamis (40) de la crépine (20). 5. Moteur à combustion interne comportant : - un bloc-cylindres, - un bloc inférieur (1) fixé sous ledit bloc-cylindres et qui renferme de l'huile, et - une pompe à huile (60) agencée pour faire circuler l'huile depuis le bloc inférieur (1) vers le bloc-cylindres, caractérisé en ce que le bloc inférieur (1) est conforme à l'une des revendications précédentes et en ce que la crépine (20) de ce bloc inférieur (1) est connectée à la pompe à huile (60) par son canal de sortie (50). 6. Moteur à combustion interne selon la revendication précédente, dans lequel la pompe à huile (60) et le canal de sortie (50) de la crépine (20) présentent chacun un manchon (51, 61), ces manchons (51, 61) étant emmanchés l'un dans l'autre. 7. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel l'un au moins desdits manchons (51, 61) définit un logement d'accueil(62) d'un joint d'étanchéité entre les deux manchons (51, 61). 8. Procédé de fabrication d'un bloc inférieur (1) comportant : - une opération de moulage d'un carter d'huile (10) et d'un canal d'entrée (30) de crépine (20), et - une opération d'assemblage du carter d'huile (10) et du canal d'entrée (30) de crépine (20), caractérisé en ce qu'au cours de ladite opération de moulage, le carter d'huile (10) et le canal d'entrée (30) sont chacun moulés d'une seule pièce en matière plastique et en ce qu'au cours de ladite opération d'assemblage, le carter d'huile (10) et le canal d'entrée (30) sont soudés ensemble. 9. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel la soudure entre le canal d'entrée (30) de la crépine (20) et le carter d'huile (10) est réalisée au laser. 10. Procédé de fabrication selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel, au cours de ladite opération de moulage, un canal de sortie (50) de la crépine (20) est moulé d'une seule pièce en matière plastique et dans lequel, au cours de ladite opération d'assemblage, un tamis (40) de crépine (20) est rapporté sur le canal d'entrée (30) puis le canal de sortie (50) est soudé sur le canal d'entrée (30), de manière à bloquer le tamis (40) entre le canal d'entrée (30) et le canal de sortie (50).