Brevet FR3078103A1 — publié le 20190823

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION Les moteurs à combustion comportent de nombreuses pièces mobiles qui sont lubrifiées au moyen d'un fluide de lubrification, généralement formé par de l'huile. La lubrification permet ainsi de réduire les frottements et de protéger les lo différentes pièces du moteur. Pour que le moteur soit lubrifié correctement, la température du fluide de lubrification doit être maintenue dans une plage de fonctionnement optimal. Par ailleurs, il est aussi connu de maintenir la température 15 des différents éléments du moteur par circulation d'un fluide caloporteur, généralement appelé "eau" ou "fluide de refroidissement", dans un circuit de refroidissement du moteur. Le circuit de lubrification et le circuit de refroidissement sont généralement réalisés, au moins en partie, dans la masse 20 d'un bloc-cylindres du moteur. Il est connu d'utiliser le fluide caloporteur pour réguler la température du fluide de lubrification. A cet effet, un échangeur de chaleur, tel qu'un échangeur à plaques, est fixé au bloc-cylindres. L'échangeur de chaleur comporte un orifice 25 d'entrée et un orifice de sortie du fluide de lubrification, ainsi qu'un orifice d'entrée et un orifice de sortie du fluide caloporteur. En général, l'orifice d'entrée et de sortie du fluide caloporteur sont raccordés en dérivation à une même conduite du circuit de refroidissement. L'orifice d'entrée est raccordé à ladite 30 conduite en amont de l'orifice de sortie. Pour favoriser le détournement d'une partie du fluide caloporteur en direction de l'échangeur de chaleur, il est connu de perturber l'écoulement du fluide caloporteur dans la conduite directement en aval de l'orifice 2 d'entrée, en provoquant une perte de charge. Il s'agit par exemple de réduire la section de passage du fluide caloporteur dans la conduite directement en aval du raccordement avec l'orifice d'entrée de l'échangeur de chaleur. Ainsi, une partie du fluide 5 caloporteur est dévié vers l'échangeur de chaleur en conséquence de cette perte de charge. Cependant, un tel dispositif n'est pas satisfaisant car la perte de charge dans la conduite du circuit de refroidissement dégrade les performances globales du circuit de refroidissement. BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose un moteur de véhicule automobile comportant : - un bloc-cylindres qui est équipé d'un premier circuit de lubrification et qui est équipé d'un deuxième circuit de refroidissement ; - un échangeur de chaleur pour réguler la température du fluide de lubrification circulant dans le circuit de lubrification du bloc-cylindres au moyen du fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit de refroidissement, l'échangeur de chaleur comportant un orifice d'entrée du fluide caloporteur qui est raccordé à un orifice de dérivation d'une conduite du deuxième circuit de refroidissement ; caractérisé en ce que le moteur comporte un embouchoir tubulaire coudé qui présente : - un tronçon amont qui est introduit dans la conduite par l'orifice de dérivation et qui présente une ouverture amont qui est tournée face au courant de fluide caloporteur pour dévier une partie du fluide caloporteur vers l'échangeur de chaleur ; - un tronçon aval qui débouche dans l'orifice d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 3 - le tronçon aval est orthogonal au tronçon amont ; - l'embouchoir est formé par une pièce indépendante qui est rapportée dans un logement du bloc-cylindres ; - l'embouchoir est emprisonné dans le logement du 5 bloc-cylindres par une face d'interface de l'échangeur de chaleur qui est plaquée contre une face de fixation du bloc-cylindres ; - l'extrémité libre du tronçon aval comporte une face de butée contre l'échangeur de chaleur ; - l'embouchoir comporte une face d'épaulement opposée à 10 la face de butée qui est agencée en butée contre un fond du logement du bloc-cylindres ; - la face d'épaulement est formée dans une collerette du tronçon aval ; - l'embouchoir comporte une patte d'indexation angulaire 15 par rapport au bloc-cylindres ; - la patte d'indexation s'étend radialement par rapport au tronçon aval de l'embouchoir et elle est emboîtée dans une encoche correspondante du logement du bloc-cylindres ; - la patte d'indexation s'étend radialement en saillie depuis 20 un bord périphérique de la collerette. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 25 apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective qui représente un bloc-cylindres qui est réalisé selon les enseignements de 30 l'invention et dans lequel l'échangeur de chaleur a été démonté ; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle un échangeur de chaleur a été monté sur le bloc-cylindres ; 4 - la figure 3 est une vue en coupe transversale longitudinale selon le plan de coupe 3-3 de la figure 2 qui passe par les orifices amont et aval de dérivation d'une conduite de circulation du fluide caloporteur du bloc-cylindres qui sont 5 raccordés à l'échangeur de chaleur ; - la figure 4 est une vue en perspective qui représente un embouchoir qui équipe le bloc-cylindres réalisé selon les enseignements de l'invention pour dévier une partie du fluide caloporteur en direction de l'échangeur de chaleur. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront 15 désignés par des mêmes références. Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. L'orientation verticale est utilisée à titre de repère géométrique sans rapport avec la 20 direction de la gravité terrestre. Dans la suite de la description, on utiliser les termes "amont" et "aval" en rapport avec le sens de circulation des différents fluides. On a représenté à la figure 1 une partie d'un moteur à 25 combustion de véhicule automobile. Le moteur comporte un bloc-cylindres 10 qui comporte une pluralité de fûts 12 à parois cylindriques d'axe "A" vertical. Les axes "A" sont coplanaires d'un plan vertical longitudinal. S'agissant ici d'un moteur conventionnel à quatre cylindres, le bloc-cylindres 10 comporte quatre fûts 12 30 cylindriques alignés longitudinalement. Chaque fût 12 cylindrique débouche vers le haut dans une face 14 supérieure plane du bloc-cylindres 10 qui est destinée à être recouverte par une culasse (non représentée). Les fûts 12 5 cylindriques sont traversant et ils débouchent vers le bas dans une face 16 inférieure du bloc-cylindres 10. Le bloc-cylindres 10 est délimité transversalement dans les deux sens par une première face 18 externe latérale s'étendant 5 dans un plan longitudinal vertical et par une deuxième face 20 latérale externe opposées. Enfin, le bloc-cylindres 10 est aussi délimité longitudinalement par deux faces 22 externes opposées s'étendant chacune dans un plan transversal vertical. 10 Le bloc-cylindres 10 est équipé d'un premier circuit de lubrification qui est réalisé dans l'épaisseur de sa paroi. Le circuit de lubrification comporte par exemple des canaux 24 de retour d'huile qui s'étendent le long de la face 18 latérale en direction d'un carter d'huile (non représenté) qui est destiné à être agencé 15 sous le bloc-cylindres 10. Le circuit de lubrification permet de faire circuler un fluide de lubrification, tel que de l'huile, pour alimenter divers éléments mobiles (non représentés) qui sont contenus dans le bloc-cylindres 10. Le bloc-cylindres 10 est aussi équipé d'un deuxième circuit 20 de refroidissement qui est réalisé dans l'épaisseur de sa paroi. Le circuit de refroidissement comporte notamment de nombreuses conduites 26 qui s'étendent notamment autour des fûts 12 de cylindre pour les refroidir durant le fonctionnement du moteur. Comme cela est représenté à la figure 2, le moteur 25 comporte aussi un échangeur 28 de chaleur pour réguler la température du fluide de lubrification circulant dans le circuit de lubrification du bloc-cylindres au moyen du fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit de refroidissement. L'échangeur 28 de chaleur au bas de la face 18 latérale du bloc-cylindres 10. 30 A cet effet, la face 18 latérale comporte un support 30 de fixation délimité transversalement par une face 32 verticale longitudinale de fixation. Le support 30 de fixation est réalisé en une pièce avec le bloc-cylindres 10. 6 Comme cela est particulièrement visible à la figure 1, la face 32 de fixation présente une première fenêtre 34 amont de dérivation du circuit de lubrification et une deuxième fenêtre 36 aval de dérivation du circuit de lubrification. Les deux fenêtres 34, 5 36 sont agencées verticalement à la même hauteur, dans une partie supérieure de la face 32 de fixation. Comme cela est représenté plus en détails à la figure 3, le support 30 de fixation est traversé dans son épaisseur par une conduite 38 du circuit de refroidissement. La conduite 38 s'étend lo ici dans une direction longitudinale. La face 32 de fixation est traversée par un orifice 40 amont de dérivation qui débouche transversalement dans une paroi latérale de la conduite 38. La face 32 de fixation est aussi traversée par un orifice 42 aval de dérivation qui débouche transversalement dans une paroi latérale 15 de la conduite 38, en aval du raccordement de l'orifice 40 amont de dérivation avec ladite conduite 38. Le sens de circulation du fluide caloporteur est indiqué par la flèche "F" de la figure 3. Les orifices 40, 42 amont et aval de dérivation sont agencés juste au-dessous des fenêtres 34, 36. 20 L'échangeur 28 de chaleur est ici un échangeur de chaleur à plaques. Il se présente sous la forme d'un boîtier qui présente une face 44 latérale d'interface qui est destinée à être plaquée contre la face 32 de fixation du support 30 du bloc-cylindres 10. L'échangeur 28 de chaleur est destiné à être fixé, par exemple 25 par l'intermédiaire de vis, au bloc-cylindres 10. A cet effet, l'échangeur 28 de chaleur est muni d'une bride 46 de fixation qui entoure sa face 44 d'interface. La bride 46 de fixation comporte des oreilles 48 traversées de trous de passage de vis agencées aux quatre coins de la bride 46. Des taraudages sont agencés en 30 coïncidence ave les trous de passage sur la face 32 de fixation. La face 32 d'interface est munie d'un orifice d'entrée du fluide de lubrification et d'un orifice de sortie du fluide de lubrification (non représentés aux figures) qui sont agencés en 7 correspondance avec la fenêtre 34 amont et avec la fenêtre 36 aval respectivement. La face 32 d'interface comporte en outre un orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur et un orifice 52 de sortie du fluide 5 caloporteur qui sont respectivement raccordés avec l'orifice 40 amont de dérivation et l'orifice 42 aval de dérivation de la face 32 de fixation lorsque l'échangeur 28 de chaleur est fixé au support 30 de fixation. Selon les enseignements de l'invention, l'orifice 40 amont 10 de dérivation du fluide caloporteur est équipé d'un embouchoir 54 tubulaire coudé dont un mode de réalisation est représenté à la figure 4. L'embouchoir 54 comporte un tronçon 56 amont qui présente, à une première extrémité, une ouverture 58, et à l'extrémité opposée un coude 60 qui est raccordé à un tronçon 62 15 aval. L'axe "Xl" principal du tronçon 56 tubulaire amont et l'axe "X2" principal du tronçon 62 tubulaire aval forment un angle "a". Le tronçon 62 aval est ici orthogonal au tronçon 56 amont, l'angle "a" étant ainsi sensiblement égal à 90°. 20 Ainsi le tronçon 56 amont s'étend longitudinalement depuis l'ouverture dirigée vers l'arrière jusqu'au coude dirigé vers l'avant, tandis que le tronçon 62 aval s'étend transversalement depuis le coude 60 jusqu'à une ouverture 64 de sortie. Le tronçon 56 amont de l'embouchoir 54 est destiné à être 25 introduit dans la conduite 38 par l'orifice 40 amont de dérivation. Son axe "Xl" est ainsi parallèle à l'axe principal longitudinal de la conduite 38. L'ouverture 58 d'extrémité amont est tournée face au courant de fluide caloporteur, ici vers l'arrière. Le tronçon 62 aval traverse transversalement l'orifice 40 amont de dérivation et il 30 débouche dans l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur. La section de passage de l'ouverture 58 amont est inférieure à la section de passage de la conduite 38. Ainsi, une 8 partie du fluide caloporteur circulant dans la conduite 38 entre dans l'embouchoir 54 par l'intermédiaire de l'ouverture 58, tandis que le reste du fluide caloporteur poursuit son écoulement vers l'aval de la conduite 38. Le fluide caloporteur ainsi dérivé s'écoule 5 en direction de l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur sous l'effet de la pression dynamique du fluide caloporteur en déplacement dans la conduite 38. Ainsi, il n'est pas nécessaire de créer de pertes de charge du fluide caloporteur dans la conduite 38 pour permettre d'en 10 dévier une partie vers l'échangeur 28 de chaleur. Au contraire, l'utilisation de l'embouchoir 54 pour dévier une partie du fluide caloporteur vers l'échangeur 28 de chaleur permet de limiter, voire de supprimer, les pertes de charge du fluide caloporteur circulant dans la conduite 38. A cet égard, la section de passage 15 du fluide caloporteur dans la conduite 38 reste constante entre les deux orifices amont 40 et aval 42 de dérivation. Dans le mode de réalisation représenté aux figures L'embouchoir 54 est formé par une pièce indépendante qui est rapportée sur le bloc-cylindres 10. L'embouchoir 54 est plus 20 particulièrement reçu dans un logement 66 de la face 32 de fixation. Ce logement 66 comporte un fond qui est traversé par l'orifice 40 amont de dérivation et il débouche transversalement dans la face 32 de fixation par un passage 68 plus large que l'orifice 40 amont de dérivation. 25 Dans le mode de réalisation représenté aux figures, l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur n'est pas agencé transversalement en vis-à-vis de l'orifice 40 amont de dérivation. Plus particulièrement, l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur est décalé 30 longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'orifice 40 amont de dérivation. Le logement 66 permet ainsi de raccorder fluidiquement l'orifice 40 amont de dérivation avec l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur. 9 Pour permettre de guider le fluide caloporteur vers l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur, l'ouverture 64 aval de l'embouchoir 54 est ouverte longitudinalement vers l'arrière dans le logement 66 en direction 5 de l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur. En variante non représentée de l'invention, l'orifice d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur est agencé transversalement en vis-à-vis de l'orifice de dérivation. 10 Dans cette variante, l'ouverture aval de l'embouchoir est réalisée transversalement dans l'axe du tronçon aval pour déboucher directement dans l'orifice d'entrée de l'échangeur de chaleur. En variante non représentée de l'invention, l'embouchoir est intégré à l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, l'embouchoir 15 est par exemple fixé à l'échangeur de chaleur, ou il est réalisé venu de matière avec un carter de l'échangeur de chaleur. Dans le mode de réalisation l'embouchoir est emprisonné dans le logement 66 du bloc-cylindres 10 entre le fond du logement 66 et la face 44 latérale d'interface de l'échangeur 28 20 de chaleur. Plus particulièrement, un bord d'extrémité transversale libre du tronçon 56 aval forme une face 70 de butée contre la face 44 d'interface de l'échangeur 28 de chaleur pour bloquer le coulissement transversal de l'embouchoir 54 dans le logement 66 25 en direction de l'échangeur 28 de chaleur. L'embouchoir 54 comporte en outre une face 72 d'épaulement opposée à la face 70 de butée qui est tournée vers le bloc-cylindres 10. Cette face 72 d'épaulement est agencée en butée contre le fond 67 du logement 66 du bloc-cylindres 10 pour 30 bloquer le coulissement transversal de l'embouchoir 54 transversalement en direction du bloc-cylindres 10. 10 La face 72 d'épaulement est ici formée par la face transversale d'une collerette 74 qui s'étend en saillie autour du tronçon 62 aval de l'embouchoir 54. Par ailleurs, une partie du tronçon 62 aval est insérée dans 5 l'orifice 40 amont de dérivation avec lequel il coopère pour bloquer les déplacements de l'embouchoir 54 dans toutes les directions radiale, en référence à l'axe "X2" transversal du tronçon 62 aval, par rapport au bloc-cylindres 10. L'embouchoir 54 comporte en outre des moyens 10 d'indexation angulaire autour de l'axe "X2" transversal du tronçon 62 aval par rapport au bloc-cylindres 10 pour garantir que l'ouverture 58 amont de l'embouchoir 54 soit dirigée face au courant de fluide caloporteur dans la conduite 38. A cet effet, une patte 76 d'indexation angulaire s'étend radialement en saillie 15 depuis le tronçon 62 aval de l'embouchoir 54 pour coopérer par emboitement transversal avec une encoche 78 réalisée dans le fond 67 du logement 66. La patte 76 d'indexation s'étend ici radialement en saillie depuis un bord périphérique de la collerette 74. La patte 76 20 d'indexation s'étend ici longitudinalement vers l'arrière, parallèlement au tronçon 56 amont de l'embouchoir 54. Lors du montage du moteur, le tronçon 56 amont de l'embouchoir 54 est inséré transversalement dans l'orifice 40 amont de dérivation jusqu'à ce que la patte 76 d'indexation soit 25 emboîtée dans l'encoche 78 correspondante et jusqu'à ce que la face 72 d'épaulement soit en butée contre le fond 67 du logement 66. Dans cette position, la face 70 de butée de l'embouchoir 54 affleure à la face 32 de fixation du support 30. 30 Puis la face 44 d'interface de l'échangeur 28 de chaleur est plaquée transversalement contre la face 32 de fixation pour emprisonner l'embouchoir 54 dans son logement. Enfin, les vis 11 sont vissées dans les oreilles 48 pour fixer rigidement l'échangeur 28 de chaleur au bloc-cylindres 10. Lors du fonctionnement du moteur, le fluide caloporteur est mis en mouvement dans la conduite 38 du circuit de 5 refroidissement comme indiqué par la flèche "F". Une partie du fluide caloporteur pénètre dans l'ouverture 58 amont pour être déviée par l'embouchoir 54 en direction de l'orifice 50 d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur 28 de chaleur sous l'effet de la pression dynamique. Le reste du fluide caloporteur, non dévié 10 par l'embouchoir 54, poursuit son écoulement vers l'aval de la conduite 38 sans subir de pertes de charge sensibles. Le moteur réalisé selon les enseignements de l'invention permet ainsi de conserver un écoulement avec très peu voire pas de perte de charge dans la conduite 38 du circuit de 15 refroidissement tout en permettant à une partie du fluide caloporteur d'être dévié vers l'échangeur 28 de chaleur sous l'effet REVENDICATIONS1. Moteur de véhicule automobile comportant : - un bloc-cylindres (10) qui est équipé d'un premier circuit de lubrification et qui est équipé d'un deuxième circuit de refroidissement ; - un échangeur (28) de chaleur pour réguler la température du fluide de lubrification circulant dans le circuit de lubrification du bloc-cylindres (10) au moyen du fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit de refroidissement, l'échangeur (28) de chaleur comportant un orifice (50) d'entrée du fluide caloporteur qui est raccordé à un orifice (40) de dérivation d'une conduite (38) du deuxième circuit de refroidissement ; caractérisé en ce que le moteur comporte un embouchoir (54) tubulaire coudé qui présente : - un tronçon (56) amont qui est introduit dans la conduite (38) par l'orifice (40) de dérivation et qui présente une ouverture (58) amont qui est tournée face au courant de fluide caloporteur pour dévier une partie du fluide caloporteur vers l'échangeur (28) de chaleur ; - un tronçon (62) aval qui débouche dans l'orifice (50) d'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur (28) de chaleur. 2. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronçon (62) aval est orthogonal au tronçon (56) amont. 3. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embouchoir (54) est formé par une pièce indépendante qui est rapportée dans un logement (66) du bloc-cylindres (10). 4. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'embouchoir (54) est emprisonné dans le logement (66) du bloc-cylindres par une face (44) d'interface de l'échangeur (28) de chaleur qui est plaquée contre une face (32) de fixation du bloc-cylindres (10). 13 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre du tronçon (62) aval comporte une face (70) de butée contre l'échangeur (28) de chaleur. 5 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'embouchoir (54) comporte une face (72) d'épaulement opposée à la face (70) de butée qui est agencée en butée contre un fond (67) du logement (66) du bloc-cylindres (10). 7. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé 10 en ce que la face (72) d'épaulement est formée dans une collerette (74) du tronçon (62) aval. 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'embouchoir (54) comporte une patte (76) d'indexation angulaire par rapport au bloc-cylindres (10). 15 9. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la patte (76) d'indexation s'étend radialement par rapport au tronçon (62) aval de l'embouchoir (54) et elle est emboîtée dans une encoche (78) correspondante du logement (66) du bloc-cylindres (10). 20 10. Moteur selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que la patte (76) d'indexation s'étend radialement en saillie depuis un bord périphérique de la collerette (74). 25