Brevet FR3004761A1 — publié le 20141024

"Ensemble de culasse comportant un puits de bougie rapporté à bridage axial" L'invention concerne un ensemble de culasse pour un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de culasse pour un moteur thermique de véhicule automobile, qui comporte une culasse comportant une face supérieure et une face inférieure dans laquelle est formée une partie supérieure d'une chambre de combustion du moteur associé, la culasse comprenant au moins un perçage qui comporte un premier alésage d'extrémité qui débouche dans la face supérieure, un deuxième alésage apte à recevoir un siège d'un culot d'une bougie d'allumage, et un troisième alésage d'extrémité taraudé qui débouche dans la partie supérieure de la chambre de combustion et qui est apte à recevoir une extrémité filetée du culot, ledit perçage recevant un élément tubulaire rapporté formant puits de bougie qui est reçu dans les premier et deuxième alésages du perçage. On connaît de nombreux exemples d'ensembles d'un 20 ensemble de culasse du type décrit précédemment. De manière connue, un tel ensemble de culasse comporte un élément tubulaire formant puits de bougie qui est fretté dans la culasse du véhicule automobile. Lors de l'opération de frettage, le perçage de la culasse 25 est chauffé par induction de manière à dilater les alésages recevant l'élément tubulaire et ledit élément tubulaire est alors introduit dans ces alésages avant refroidissement afin d'être immobilisé dans lesdits alésages une fois que la culasse a été refroidie. 30 Cette conception pose différents problèmes. Selon cette conception, l'élément tubulaire formant puits de bougie est indémontable. Pour le remplacer, il faut procéder préalablement à un démontage de la culasse. Par ailleurs, dans certains types de culasse, le perçage traverse une cavité de la culasse destinée à permettre la circulation du liquide de refroidissement, et par conséquent l'élément tubulaire formant puits de bougie traverse aussi au moins cette cavité de la culasse. Dans cette configuration, il est nécessaire d'agencer une pièce intermédiaire entre l'élément tubulaire et la cavité pour éviter que le liquide de refroidissement ne pénètre à l'intérieur du puits de bougie. Cette conception élève considérablement le coût d'assemblage et de fabrication d'une telle culasse. L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un nouveau montage d'un élément tubulaire formant puits de bougie selon lequel ledit élément tubulaire est d'une part arrêté axialement en butée dans le premier alésage et d'autre part maintenu bridé contre cette butée par un moyen de bridage axial. Plus particulièrement, dans ce but l'invention propose un ensemble de culasse du type décrit précédemment caractérisé en ce que l'élément tubulaire comprend un tronçon supérieur d'extrémité qui comporte une portée extérieure tronconique qui 20 est reçue dans une portée tronconique complémentaire formée à l'extrémité du premier alésage, et en ce que ledit élément est immobilisé dans la culasse par l'intermédiaire d'un moyen de bridage axial coopérant avec une face d'extrémité du tronçon d'extrémité dudit élément tubulaire. 25 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'ensemble de culasse comporte un couvre-culasse qui est reçu et fixé par serrage sur la face supérieure de la culasse et il comporte au moins une face inférieure comportant une portée d'appui apte à brider axialement la face d'extrémité du tronçon 30 d'extrémité de l'élément tubulaire pour former le moyen de bridage, - l'ensemble de culasse comporte un joint annulaire, qui est interposé entre la face d'extrémité de l'élément tubulaire et la portée d'appui du couvre-culasse, est reçu dans une gorge formée dans la portée d'appui du couvre-culasse ou bien dans une gorge formée dans la face d'extrémité de l'élément tubulaire, - la culasse comporte au moins une première cavité qui entoure le premier alésage et dans laquelle circule de l'huile de lubrification, - la culasse comporte au moins une première cavité qui entoure le premier alésage et dans laquelle circule de l'huile de lubrification, - le perçage traverse une deuxième cavité et débouche dans ladite seconde cavité de la culasse qui est agencée entre les premier et deuxième alésages du perçage et dans laquelle circule un fluide de refroidissement, - la culasse comporte, au moins autour du troisième alésage : - une gorge cylindrique de réception d'une extrémité inférieure de l'élément tubulaire, de diamètre extérieur correspondant à celui du deuxième alésage, et qui comporte une extrémité supérieure communiquant avec le deuxième alésage, - une troisième cavité dans laquelle circule un fluide de refroidissement, un tronçon intermédiaire de la gorge cylindrique de réception débouchant dans la troisième cavité. - l'élément tubulaire comporte : - le tronçon d'extrémité supérieure qui est reçu dans la portée tronconique complémentaire formée à l'extrémité du premier alésage, - un tronçon intermédiaire, d'un diamètre correspondant à celui du premier alésage, qui est reçu dans ledit premier alésage, et qui traverse la deuxième cavité, - un tronçon inférieur comportant l'extrémité inférieure qui est reçu dans le deuxième alésage et dont l'extrémité inférieure, qui est reçue dans la gorge de réception et qui traverse la troisième cavité, débouche dans ladite troisième cavité, - l'élément tubulaire traverse de manière étanche les deuxième et troisième cavités de la culasse, - l'ensemble de culasse comporte un joint annulaire, agencé au-dessus de la deuxième cavité, est reçu dans une gorge extérieure de l'élément tubulaire au contact du premier alésage pour assurer l'étanchéité dudit second élément tubulaire par rapport à la deuxième cavité et un joint annulaire est reçu dans une gorge annulaire intérieure de l'élément tubulaire au contact d'une paroi interne de la gorge de réception pour assurer l'étanchéité dudit élément tubulaire par rapport à la troisième cavité, - la face supérieure de la culasse, la face inférieure du 15 couvre-culasse, et la portée d'appui du couvre-culasse sont horizontales, - la face supérieure de la culasse et la face inférieure du couvre-culasses sont inclinées et la face inférieure du couvre-culasse comporte une portée annulaire horizontale 20 agencée au droit de la face d'extrémité du tronçon d'extrémité de l'élément tubulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés 25 dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une culasse selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la culasse selon le premier mode de réalisation de l'invention ; 30 - la figure 3 est une vue de détail représentant le tronçon d'extrémité de l'élément tubulaire des figures 1 et 2 reçu dans la portée tronconique du premier alésage et immobilisé par le couvre-culasse; - la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement représentant l'élément tubulaire reçu dans la culasse ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une culasse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe transversale représentant la culasse selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une vue de détail représentant un tronçon d'extrémité de l'élément tubulaire des figures 5 et 6 reçu dans la 10 portée tronconique du premier alésage et immobilisé par un couvre- culasse ; - la figure 8 est une vue de détail en coupe transversale représentant les deuxièmes et troisième alésages du perçage de la culasse. 15 On a représenté aux figures 1 et 2, 5 et 6 une culasse 12 pour un moteur thermique de véhicule automobile. De manière connue, la culasse 12 comporte une face supérieure 14 et une face inférieure 16 dans laquelle est formée une partie 18 supérieure d'une chambre de combustion (non 20 représentée) du moteur associé. La culasse 12 comprend au moins un perçage 20 qui comporte un premier alésage d'extrémité 22 qui débouche dans la face supérieure 14, un deuxième alésage 24 apte à recevoir un siège 26 d'un culot 28 d'une bougie d'allumage 30, comme illustré 25 à la figure 5, et un troisième alésage 32 d'extrémité taraudé qui débouche dans la partie supérieure 18 de la chambre de combustion et qui est apte à recevoir une extrémité 34 taraudée du culot 28 pour immobiliser la bougie 30 par serrage. De manière connue, le perçage 20 reçoit un élément 30 tubulaire 36 rapporté formant puits de bougie qui est reçu dans les premier et deuxième alésages 22, 24 du perçage 20. Conventionnellement, un tel élément tubulaire 36 est monté dans les alésages 22 et 24, qui sont tous deux d'un même diamètre complémentaire, par une technique de frettage, le perçage 20 de la culasse 12 étant chauffé localement, par exemple par induction, afin de permettre la dilatation du premier alésage 22 et du deuxième alésage 24, puis l'élément tubulaire 36 est introduit dans lesdits premier et deuxième alésages 22 et 24, et est ensuite immobilisé dans ces alésages lorsque la culasse 12 refroidit et que le perçage 20 se rétreint. L'inconvénient d'une telle conception est qu'elle ne permet pas un démontage de l'élément tubulaire 36. Par ailleurs, dans certains types de culasse 12, le perçage 20, et par conséquent l'élément tubulaire 36, traversent au moins une cavité 58 qui est destinée à permettre la circulation d'un liquide de refroidissement dans la culasse 12. Dans ce cas particulier, l'étanchéité du puits de bougie vis-à-vis de cette cavité ne peut être obtenue qu'en interposant un élément supplémentaire (non représenté) entre ladite cavité 58 et l'élément tubulaire 36. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une conception simplifiée dans laquelle l'élément tubulaire 36 est reçu 20 en butée dans le premier alésage 22 et est maintenu contre cette butée par l'intermédiaire d'un moyen de bridage axial. Plus particulièrement, l'invention propose un ensemble de culasse 10 comportant une culasse 12 du type décrit précédemment caractérisé en ce que l'élément tubulaire 36 25 comprend un tronçon d'extrémité supérieure 40 qui comporte une portée extérieure tronconique 42 qui est reçue dans une portée tronconique complémentaire 44 formée à l'extrémité du premier alésage 22 et en ce que ledit élément tubulaire 36 est immobilisé dans la culasse 12 par l'intermédiaire d'un moyen de bridage axial 30 coopérant avec une face d'extrémité 46 dudit élément tubulaire 36. Tout moyen de bridage connu de l'état de la technique apte à solliciter la face d'extrémité 46 peut convenir à l'immobilisation de l'élément tubulaire 36 contre la portée tronconique complémentaire 44. Toutefois, comme l'illustrent les figures 4 et 7, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, un couvre-culasse 48 est reçu sur la face supérieure 14 de la culasse 12 sur laquelle il est immobilisé par serrage de vis (non représentées). Le couvre-culasse 48 comporte au moins une face inférieure 49 comportant une portée d'appui 51 qui est apte à brider axialement la face d'extrémité 46 du tronçon d'extrémité 40 de l'élément tubulaire 36. Ladite portée d'appui 51 de manière préférentielle annulaire est agencée au droit de la face d'extrémité 46 du tronçon d'extrémité 40 de l'élément tubulaire 36 pour permettre ainsi le bridage de ladite face d'extrémité 46 et l'immobilisation de l'élément tubulaire 36. Afin d'éviter la pénétration de corps étrangers entre la face supérieure 14 de la culasse 12 et le couvre-culasse 48, un joint annulaire 50 interposé entre la face d'extrémité 46 de l'élément tubulaire 36 et la portée d'appui 51 du couvre-culasse 48. Le joint 50 peut être reçu dans une gorge 53 formée dans la portée d'appui 51 du couvre-culasse 48, comme représenté à la figure 4, ou en variante, dans une gorge 52 formée dans la face d'extrémité 46 de l'élément tubulaire 36, comme représenté à la figure 7. Cette variante est adaptée lorsque par exemple la face supérieure 14 de la culasse 12 et la face inférieure 49 du couvre culasse sont inclinées, la portée d'appui 51 formant un angle par rapport à la face inférieure inclinée 49 du couvre culasse 48. Le joint 50 évite ainsi la pénétration de corps étrangers entre la culasse 12 et le couvre-culasse 48 Comme représenté aux figures 1, 2 5 et 6, la culasse 12 comporte du haut vers le bas plusieurs cavités. Comme représenté aux figures 1, 2 5 et 6, la culasse comporte avantageusement au moins une première cavité 54 qui entoure le premier alésage 22 et dans laquelle circule de l'huile de lubrification. Conventionnellement, cette cavité 54 est séparée du premier alésage par une paroi 56. Par ailleurs, la culasse peut comporter une deuxième cavité 58 qui communique avec le perçage 20. Ainsi, comme le représentent les figures 1, 2 5 et 6, le perçage 20 traverse une deuxième cavité 58 qui est agencée sensiblement entre le premier alésage 22 et le deuxième alésage 10 24 du perçage 20, et le perçage 20 débouche dans ladite cavité. De surcroît, comme le représentent les figures 1, 2 5 et 6, 6, la culasse 12 comporte au moins autour du troisième alésage 32 une gorge 63 cylindrique de réception d'une extrémité inférieure 64 de l'élément tubulaire, de diamètre extérieur 15 correspondant à celui du deuxième alésage 24, et qui comporte une extrémité supérieure communiquant avec le deuxième alésage 24. Une troisième cavité 65 dans laquelle circule un fluide de refroidissement entoure cette gorge 63 et un tronçon intermédiaire 66 de la gorge cylindrique de réception débouche 20 dans la troisième cavité 66. De manière préférentielle, le diamètre extérieur de l'élément tubulaire 36 du puits de bougie est légèrement inférieur au diamètre du troisième alésage pour permettre une circulation entre la troisième cavité 65 et la deuxième cavité 58. La 25 différence entre les diamètres est de l'ordre de 0,2mm. De cette façon, de l'air contenu dans le liquide de refroidissement dans la troisième cavité est naturellement dirigé vers la deuxième cavité 58 qui peut comprendre un dispositif de dégazage (non représenté) 30 Plus particulièrement, l'élément tubulaire 36 comporte le tronçon d'extrémité supérieure 40 qui est reçu dans la portée tronconique 44 complémentaire formée à l'extrémité du premier alésage 22. L'élément tubulaire 36 comporte aussi un tronçon intermédiaire 37, d'un diamètre correspondant à celui du premier alésage, qui est reçu dans ledit premier alésage, et qui traverse la deuxième cavité. L'élément tubulaire 36 comporte enfin un tronçon inférieur 39 comportant l'extrémité inférieure 64, qui est reçu dans le deuxième alésage 24 et dont l'extrémité inférieure 64 est reçue dans la gorge de réception 63, qui traverse la troisième cavité 65 et débouche dans ladite troisième cavité 65. Pour parfaire l'étanchéité, puisque ledit élément tubulaire 36 n'est pas monté serré dans les premier et deuxième alésages 22, 24, et dans la gorge 63, un joint annulaire 60 est reçu dans une gorge extérieure de l'élément tubulaire 36 de manière à être agencé, une fois l'élément 36 monté, au-dessus de la deuxième cavité 58. Ce joint 60 est agencé au contact du premier alésage 22 pour assurer l'étanchéité dudit second élément tubulaire 36 par rapport à la deuxième cavité 58. De la même manière un joint annulaire 62 est reçu dans une gorge annulaire intérieure de l'élément tubulaire 36 au contact d'une paroi interne 67 de la gorge de réception 63 pour assurer l'étanchéité dudit élément tubulaire 36 par rapport à la troisième cavité 65. Ainsi, ces joints d'étanchéité 60,62 évitent la pénétration du liquide de refroidissement présent dans les deuxième et troisième cavité 58, 65 tant dans le premier alésage 22 que dans les deuxième et troisième alésages 24, 26, 32 permettant ainsi à l'élément tubulaire 36 formant puits de bougie de traverser de manière étanche les deuxième et troisième cavités 58,65 de la culasse 12. Selon une autre configuration (non représentée), le perçage 20 traverse la première cavité 54 où circule de l'huile de refroidissement ou de lubrification, et un premier joint d'étanchéité annulaire 60 est reçu dans une gorge extérieure de l'élément tubulaire 36 de manière à être agencé, une fois l'élément 36 monté, au-dessus de la première cavité 54. L'étanchéité de la première cavité est ainsi assurée par deux joints d'étanchéité agencés l'un au dessus et l'autre au dessous de la première cavité, une fois l'élément tubulaire 36 monté. De manière générale, afin d'assurer l'étanchéité à chaque fois que le perçage 20 traverse une cavité où circule un liquide, au moins un joint d'étanchéité annulaire 60 est disposé autour de l'élément tubulaire 36 de manière à être agencé une fois l'élément tubulaire 36 monté, au-dessus et/ou au dessous de ladite cavité traversée. L'invention permet donc de simplifier très considérablement le montage et l'étanchéité d'un élément tubulaire 36 formant puits de bougie dans une culasse 12 de véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Ensemble de culasse (10) pour un moteur thermique de véhicule automobile, comportant une culasse (12) qui comporte une face supérieure (14) et une face inférieure (16) dans laquelle est formée une partie (18) supérieure d'une chambre de combustion du moteur associé, la culasse (12) comprenant au moins un perçage (20) qui comporte un premier alésage (22) d'extrémité qui débouche dans la face supérieure (14), un deuxième alésage (24) apte à recevoir un siège (26) d'un culot (28) d'une bougie d'allumage (30), et un troisième alésage (32) d'extrémité taraudé qui débouche dans la partie supérieure de la chambre (18) de combustion et qui est apte à recevoir une extrémité filetée (34) du culot (28), ledit perçage (20) recevant un élément tubulaire (36) rapporté formant puits de bougie qui est reçu dans les premier et deuxième alésages (22, 24) du perçage (20), caractérisé en ce que l'élément tubulaire (36) comprend un tronçon supérieur d'extrémité (40) qui comporte une portée extérieure (42) tronconique qui est reçue dans une portée tronconique (44) complémentaire formée à l'extrémité du premier alésage (22), et en ce que ledit élément (36) est immobilisé dans la culasse (12) par l'intermédiaire d'un moyen de bridage axial (51) coopérant avec une face d'extrémité (46) du tronçon d'extrémité (40) dudit élément tubulaire (36). 2. Ensemble (10) de culasse selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un couvre-culasse (48) qui est reçu et fixé par serrage sur la face supérieure (14) de la culasse (12) et en ce qu'il comporte au moins une face inférieure (49) comportant une portée d'appui (51) apte à brider axialement la face d'extrémité (46) du tronçon d'extrémité (40) de l'élément tubulaire (36) pour former le moyen de bridage. 3. Ensemble (10) de culasse selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portée d'appui (51) est agencée au droitde la face d'extrémité (46) du tronçon d'extrémité (40) de l'élément tubulaire (36). 4. Ensemble (10) de culasse selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un joint annulaire (50), qui est interposé entre la face d'extrémité (46) de l'élément tubulaire (36) et la portée d'appui (51) du couvre-culasse (48), et qui est reçu dans une gorge (53) formée dans la portée d'appui (51) du couvre-culasse (48), ou bien dans une gorge (46) formée dans la face d'extrémité (52) de l'élément tubulaire (36), 5. Ensemble (10) de culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la culasse (12) comporte au moins une première cavité (54) qui entoure le premier alésage (22) et dans laquelle circule de l'huile de lubrification. 6. Ensemble (10) de culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le perçage (20) traverse une deuxième cavité (58) et débouche dans ladite seconde cavité (58) de la culasse qui est agencée entre les premier et deuxième alésages (22, 24) du perçage (20) et dans laquelle circule un fluide de refroidissement. 7. Ensemble de culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la culasse (12) comporte, au moins autour du troisième alésage : - une gorge (63) cylindrique de réception d'une extrémité inférieure (64) de l'élément tubulaire, de diamètre extérieur correspondant à celui du deuxième alésage (24), qui comporte une extrémité supérieure communiquant avec le deuxième alésage (24), - une troisième cavité (65) dans laquelle circule un fluide de refroidissement, un tronçon intermédiaire (66) de la gorge (63) cylindrique de réception débouchant dans la troisième cavité (65). 8. Ensemble (10) de culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (36) comporte : - le tronçon d'extrémité supérieure (40) qui est reçu dans la portée tronconique (44) complémentaire formée à l'extrémité du premier alésage (22), - un tronçon intermédiaire (37), d'un diamètre correspondant à celui du premier alésage (22), qui est reçu dans ledit premier alésage (22), et qui traverse la deuxième cavité (58), - un tronçon inférieur (39) comportant l'extrémité inférieure (64), qui est reçu dans le deuxième alésage (24) et dont l'extrémité inférieure (64), qui est reçue dans la gorge de réception (63), traverse la troisième cavité (65) et débouche dans ladite troisième cavité (65). 9. Ensemble (10) de culasse selon la revendication précédente prise en combinaison avec les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de l'élément tubulaire est inférieur au diamètre du troisième alésage pour permettre une circulation entre la troisième cavité(65) et la deuxième cavité (58). 10. Ensemble (10) de culasse selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un joint annulaire (60) qui est agencé au-dessus de la deuxième cavité (58), qui est reçu dans une gorge extérieure de l'élément tubulaire (36) au contact du premier alésage (22) pour assurer l'étanchéité dudit second élément tubulaire (36) par rapport à la deuxième cavité (58), et en ce qu'un joint annulaire (62) est reçu dans une gorge annulaire intérieure de l'élément tubulaire (36) au contact d'une paroi interne (67) de la gorge de réception (63) pour assurer l'étanchéité dudit élément tubulaire (36) par rapport à la troisième cavité (58).