Brevet FR3067759A1 — publié le 20181221

Moteur comprenant un dispositif de refroidissement de culasse et carter-cylindres. L'invention concerne un moteur comprenant notamment une culasse et un carter-cylindres et comprenant un dispositif de refroidissement de culasse et de carter-cylindres. L'invention concerne également un véhicule comprenant un tel moteur. L'impact écologique dû à la consommation en carburant par les moteurs thermiques préoccupe de plus en plus les constructeurs automobiles. Une des pistes pour réduire la consommation en carburant des moteurs passe par le thermo-management du moteur. Le thermo-management du moteur est une stratégie de régulation des températures eau et huile permettant notamment une montée plus rapide en température de l'eau et de l'huile. La montée en température de l'huile permet à cette dernière une diminution plus rapide de sa viscosité, permettant ainsi de diminuer les frottements moteurs. Une solution de l'état de la technique, généralement appelée par sa dénomination anglaise « split-cooling », représente une brique technologique centrale au sein du thermo-management d'un moteur. Le split-cooling consiste à séparer le circuit d'eau de refroidissement de la culasse et du carter-cylindres. Les besoins en refroidissement du carter-cylindres étant inférieurs à ceux de la culasse, disposer de deux circuits indépendants permet d'activer le circuit de refroidissement de la culasse lorsque cela devient nécessaire tout en laissant inactif le circuit de refroidissement du carter-cylindres, notamment en phase de démarrage du moteur. Ceci permet de garder les calories dans le carter-cylindres, i.e. dans le bas du moteur, plus longtemps et ainsi de diminuer les frottements en phase de chauffe du moteur. 2 Le carter-cylindres est traditionnellement équipé d'un noyau d'eau, qui est un ensemble de canaux permettant la circulation d'un liquide de refroidissement au sein de la paroi du carter-cylindres puis de la culasse du bloc-moteur, de sorte à refroidir les zones de la culasse et du carter- 5 cylindres qui sont sollicitées thermiquement. De manière connue (dans le cas du split cooling), le circuit de refroidissement du carter-cylindres comprend un noyau d'eau de refroidissement du carter-cylindres, en contact avec un fût d'un cylindre pour optimiser le refroidissement de la paroi du cylindre. Le circuit de refroidissement de la culasse comprend 10 aussi un noyau d'eau de refroidissement de la culasse indépendant du noyau d'eau de refroidissement du carter-cylindres, creusé également dans le carter-cylindres en partie supérieure dudit carter-cylindres. Le noyau d'eau de refroidissement du carter-cylindres est donc interposé entre le fût du cylindre et le noyau d'eau de refroidissement de la 15 culasse, ce qui accroit l'épaisseur de la paroi du carter-cylindres dans laquelle sont creusés lesdits noyaux d'eau. Le split-cooling comporte un inconvénient, il requiert beaucoup de place en architecture moteur. Une rampe d'eau est prévue au niveau du carter-cylindres, indépendante du noyau d'eau traditionnel du carter-cylindres, de sorte à alimenter 20 spécifiquement la culasse. Dans les solutions existantes, cette rampe d'eau augmente fortement l'encombrement d'un moteur. Le but de l'invention est de fournir un moteur comprenant un circuit de refroidissement permettant d'atteindre un refroidissement performant, 25 tout en diminuant l'impact architectural sur le moteur, notamment son encombrement. Dans ce dessein, l'invention se rapporte à un moteur comprenant un dispositif de refroidissement de culasse et de carter-cylindres, ledit 30 carter-cylindres comprenant : un premier circuit de refroidissement de la culasse, un deuxième circuit de refroidissement du carter-cylindres indépendant et distinct du premier circuit, une rampe d'eau agencée sur 3 la partie supérieure du carter-cylindres. La rampe d'eau est reliée hydrauliquement à la culasse solidaire du carter-cylindres par l'intermédiaire d'un premier noyau d'eau logé dans une paroi du carter-cylindres et forme le premier circuit de refroidissement, le débouché dudit 5 premier noyau d'eau, de la paroi supérieure du carter-cylindres étant en contact avec un fût du carter-cylindres. En outre, la rampe d'eau peut être un élément indépendant du carter-cylindres fixée sur la partie haute du carter-cylindres. En particulier, un deuxième noyau d'eau, distinct du premier noyau d'eau, peut être logé dans la paroi du carter-cylindres, le deuxième noyau d'eau formant le deuxième circuit de refroidissement autour d'au moins un fût du carter-cylindres. Avantageusement, le débouché du premier noyau d'eau peut être au droit du deuxième noyau d'eau en hauteur dans la paroi du carter-cylindres, le premier noyau d'eau et le deuxième noyau d'eau formant chacun des conduites indépendantes et distinctes. En outre, le premier noyau d'eau peut comprendre un conduit de liaison entre la rampe d'eau et la culasse s'étendant parallèlement à l'axe du cylindre au dessus et au droit du deuxième noyau d'eau. 25 La rampe d'eau, le premier noyau d'eau et le deuxième noyau d'eau peuvent être aptes à transporter un liquide de refroidissement, notamment de l'eau glycolée. 10 15 20 Avantageusement, la rampe d'eau peut être intégrée à la fonderie du 30 carter-cylindres. 4 La présente invention se rapporte également à un véhicule comprenant un moteur tel que défini précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, seront 5 exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation d'un moteur comprenant un dispositif de refroidissement de culasse et carter-cylindres fait à titre non limitatif en relation avec l'unique figure, qui représente la section de la partie supérieure d'un moteur comprenant un bloc culasse et carter-cylindres. 10 Un mode de réalisation d'un véhicule 1 est décrit ci-après en référence à la figure 1. Le véhicule 1 peut être un véhicule automobile. Il comprend un moteur 15 100 à combustion interne à essence ou diesel comprenant un carter- cylindres 12 surmonté par une culasse 13. Le carter-cylindres 12 et la culasse 13 se présentent sous une forme monobloc. Le carter-cylindres 12 possède avantageusement une architecture de type closed deck. Une telle architecture carter-cylindres de type closed deck ou tablature fermée 20 est caractérisée par le fait que la chemise d'eau située autour des cylindres est fermée sur la partie supérieure par une paroi de jonction, c'est-à-dire que la chemise d'eau qui est en contact avec les cylindres, n'est pas en contact direct avec la culasse. Ceci donne plus de rigidité aux cylindres et permet ainsi de les soumettre à de plus importantes 25 pressions, leur donnant un meilleur rendement. Le moteur 100 comprend un dispositif de refroidissement 105, comprenant une rampe d'eau 10, un premier noyau d'eau 111 et un deuxième noyau d'eau 112. 30 Selon le mode de réalisation représenté, la rampe d'eau 10 est agencée sur la partie supérieure du carter-cylindres 12. La rampe d'eau 10 est 5 reliée hydrauliquement à la culasse 13, de sorte à permettre l'écoulement d'un liquide de refroidissement de la rampe d'eau 10 vers la culasse 13. La rampe d'eau 10 et la culasse 13 sont reliées par l'intermédiaire du premier noyau d'eau 111. Ce premier noyau d'eau 111 est logé dans une 5 paroi 121 du carter-cylindres 12 en contact avec un fût 122 du carter- cylindres 12. Le fût 122 est formé autour d'un axe Al de révolution. Le premier noyau d'eau 111 forme un premier circuit de liquide de refroidissement. De manière préférentielle, le premier noyau d'eau 111 est formé par un conduit de liaison avec la rampe d'eau 10, traversant la 10 paroi de jonction en partie supérieure du carter-cylindres et connecté avec un circuit de refroidissement de la culasse. Selon le mode de réalisation présenté, la rampe d'eau 10 est montée de manière indépendante sur le carter-cylindres 12. Elle est notamment 15 vissée sur le carter-cylindres 12. Selon un mode alternatif de réalisation, la rampe d'eau 10 peut être intégrée à la fonderie du carter-cylindres 12. Le deuxième noyau d'eau 112 est logé dans la paroi de carter-cylindres 12 en contact avec le fût 122 du carter-cylindres 12. Le deuxième noyau 20 d'eau 112 est agencé sur la partie médiane du carter-cylindres 12. Le deuxième noyau d'eau 112 forme un deuxième circuit de liquide de refroidissement autour des cylindres se trouvant dans le carter-cylindres 12. 25 Le premier noyau d'eau 111 et le deuxième noyau d'eau 112 sont superposés en hauteur dans la paroi du carter-cylindres 12. Selon la figure 1, le conduit de liaison du premier noyau d'eau 111 s'étend sensiblement parallèlement à l'axe du cylindre au droit du deuxième noyau d'eau 112. De manière avantageuse, le débouché dudit conduit de 30 liaison de la paroi de jonction est le plus proche possible du cylindre selon les contraintes de tenue mécanique du carter-cylindres et en contact avec le fût dudit cylindre. Il peut être agencé au droit du 6 deuxième noyau d'eau du carter-cylindres de refroidissement des cylindres. De cette façon, la paroi de la culasse venant recouvrir ledit débouché est ramenée au plus proche du cylindre, ce qui réduit le volume de ladite culasse et l'encombrement du moteur. 5 La rampe d'eau 10, le premier noyau d'eau 111 et le deuxième noyau d'eau 112 forment des conduites aptes à conduire un liquide de refroidissement, notamment de l'eau glycolée. 10 Le mode de fonctionnement du moteur 100 est maintenant décrit ci-après en référence à la figure 1. Lorsque le moteur 100 est en marche, une circulation de liquide de refroidissement peut s'établir, par l'intermédiaire du dispositif 105 de 15 refroidissement, de manière indépendante dans la rampe d'eau 10 alimentant ainsi en liquide de refroidissement la première partie de noyau d'eau 111 et le deuxième noyau d'eau 112. Le premier noyau d'eau 111 est apte à alimenter en liquide de refroidissement la culasse 13. Le deuxième noyau d'eau 112 est apte à alimenter en liquide de 20 refroidissement la paroi 121 en contact avec le fût 122 du carter-cylindres 12. Cette solution forme donc un dispositif de refroidissement de type split cooling. Avantageusement, selon le mode de réalisation de l'invention, 25 l'encombrement de la culasse 13 avec split cooling est optimisé notamment pour le volume de culasse. Avantageusement encore, REVENDICATIONS :1. Moteur (100) comprenant un dispositif de refroidissement (105) de culasse (13) et de carter-cylindres (12), ledit carter-cylindres comprenant : -un premier circuit de refroidissement de la culasse, -un deuxième circuit de refroidissement du carter-cylindres indépendant et distinct du premier circuit, -une rampe d'eau (10) agencée sur la partie supérieure du carter-cylindres (12), ladite rampe d'eau (10) étant reliée hydrauliquement à la culasse (13) solidaire du carter-cylindres (12) par l'intermédiaire d'un premier noyau d'eau (111) logé dans une paroi (121) du carter- cylindres (12) et formant le premier circuit de refroidissement, caractérisé en ce que le débouché dudit premier noyau d'eau (111), de la paroi supérieure du carter-cylindres est en contact avec un fût (122) du carter-cylindres (12). 2. Moteur (100) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la rampe d'eau (10) est un élément indépendant du carter-cylindres (12) fixée sur la partie haute du carter-cylindres (12). 3. Moteur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un deuxième noyau d'eau (112), distinct du premier noyau d'eau (111), est logé dans la paroi (121) du carter-cylindres (12), le deuxième noyau d'eau (112) formant le deuxième circuit de refroidissement autour d'au moins un fût (122) du carter- cylindres (12). 8 4. Moteur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débouché du premier noyau d'eau (111) 5 est au droit du deuxième noyau d'eau (112) en hauteur dans la paroi du carter-cylindres (12), le premier noyau d'eau (111) et le deuxième noyau d'eau (112) forment chacun des conduites indépendantes et distinctes. 10 5. Moteur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier noyau d'eau (111) comprend un conduit de liaison entre la rampe d'eau (10) et la culasse (13) s'étendant parallèlement à l'axe du cylindre au dessus et au droit du deuxième noyau d'eau (112). 15 6. Moteur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rampe d'eau (10), le premier noyau d'eau (111) et le deuxième noyau d'eau (112) sont aptes à transporter un liquide de refroidissement, notamment de l'eau glycolée. 20 7. Moteur (100) selon l'une des revendications 1, 3 à 6 hors de leur rattachement à la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe d'eau (10) peut être intégrée à la fonderie du carter-cylindres (12). 25 8. Véhicule (1) comprenant un moteur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.