Brevet FR3088379A1 — publié le 20200515

Description Titre de l'invention : Ensemble de culasse pour moteur à combustion, réglette de montage d'un accessoire sur une culasse et moteur à combustion Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne un ensemble de culasse, notamment pour un moteur de véhicule automobile, une réglette de fixation d'un accessoire tel qu'un turbocompresseur sur un corps de culasse, et un moteur à combustion comportant un ensemble de culasse et un turbocompresseur fixé sur la culasse. Arrière-plan technique [0002] Dans l'industrie de la construction des véhicules automobiles, de nombreux véhicules sont équipés d'un moteur à combustion, interne ou non, dont les performances et les qualités font appel à des moyens de suralimentation, et notamment à un turbocompresseur. [0003] Un turbocompresseur est un accessoire équipant le moteur à combustion qui utilise les gaz d'échappement pour entraîner en rotation une turbine liée à un compresseur du mélange d'admission et/ou de l'air d'admission. [0004] Pour alimenter la turbine en gaz d'échappement, le turbocompresseur comporte un collecteur des gaz d'échappement qu'il est nécessaire de monter et de fixer sur l'ensemble de culasse équipant le moteur à combustion. [0005] Le collecteur est agencé et positionné le long d'une face latérale du corps de culasse, au droit des sorties des conduits d'échappement du corps de culasse. [0006] Outre le corps de culasse, l'ensemble de culasse comporte un couvre-culasse qui est agencé sur une face latérale et/ou supérieure du corps de culasse pour protéger l'ensemble des composants et éléments, notamment pour la commande de la distribution et de l'alimentation des cylindres, en assurant de plus une fermeture étanche entre le corps de culasse et le couvre-culasse. [0007] À cet effet, le couvre-culasse est fixé sur le corps de culasse à sa périphérie, au moyen d'une série de vis de fixation ou de moyens similaires d'assemblage et de fixation par vissage. [0008] Dans ce but, le corps de culasse comporte de manière connue, une série de trous de fixation, par exemple taraudé, dont chacun est apte à recevoir une partie complémentaire par exemple d'une vis de fixation qui s'étend à travers un trou de fixation associé. [0009] Les trous de fixation du corps de culasse sont notamment agencés en vis-à-vis du bord ou contour périphérique du couvre-culasse, en partie haute le long de la face 2 latérale verticale du corps de culasse dans laquelle débouchent notamment les conduits d'échappement, c'est-à-cire au-dessus des sorties des conduits d'échappement et le plus près possible de la face supérieure du corps de culasse. [0010] Pour le montage et la fixation du collecteur, il est connu de faire appel à une réglette latérale de montage et de fixation qui est elle-même fixée au corps de culasse et qui coopère avec une partie complémentaire du collecteur pour le positionnement et le maintien du collecteur, et la fixation de ce dernier en association avec des moyens complémentaires de fixation telle que des vis ou des moyens équivalents. [0011] Pour assurer cette fixation, une face latérale interne inclinée de la réglette latérale de montage et de fixation délimité avec une portion de surface en vis-à-vis du corps de culasse, logement de section globalement triangulaire qui est apte à recevoir une partie complémentaire du turbocompresseur. [0012] TI peut être souhaitable d'aménager la réglette latérale de montage en partie haute du corps du culasse, c'est-à-dire au-dessus des sorties des conduits d'échappement et le plus près possible de la face supérieure du corps de culasse. [0013] Des exemples d'assemblage et de montage sont par exemple illustrés dans le document FR-A 1-3.060.060. [0014] TI est apparu que la réglette latérale peut être insuffisamment rigide en ne pouvant pas assurer un assemblage suffisamment « raide » sous l'effet des dilatations. [0015] En effet, en fonctionnement du moteur, la bouche du turbocompresseur se dilate et la réglette latérale se déforme, aboutissant par exemple à des fuites au niveau du raccordement étanche turbocompresseur / corps de culasse. Résumé de l'invention [0016] 1. Afin d'obtenir un montage et une fixation fiable d'un accessoire au moyen d'une réglette latérale de montage, dans un espace très réduit, l'invention propose un ensemble de culasse pour moteur à combustion comportant : - un corps de culasse ; - un couvre-culasse qui est fixé sur le corps de culasse au moyen d'une série de vis de fixation du couvre-culasse ; et - une réglette latérale de montage d'un accessoire sur la culasse, notamment d'un composant appartenant à un turbocompresseur : -- qui est rapportée sur le corps de culasse ; -- qui est fixée le long d'une face latérale du corps de culasse ; et -- qui comporte : --- une face latérale interne qui est en appui transversal contre une portion de surface en vis-à-vis du corps de culasse ; --- une face latérale interne inclinée qui prolonge vers le bas ladite face 3 latérale interne et qui, avec ladite portion de surface en vis-à-vis du corps de culasse, délimite un logement qui est apte à recevoir une partie dudit accessoire ; et --- une face supérieure qui coopère avec le couvre-culasse pour s'opposer à une déformation latérale de la réglette latérale en direction du couvre-culasse. [0017] Selon d'autres caractéristiques de l'ensemble de culasse : [0018] - la face supérieure de la réglette latérale est en appui contre une portion de surface en vis-à-vis du couvre-culasse ; [0019] - ladite portion de surface du couvre-culasse est usinée ; [0020] - le couvre-culasse comporte un groupe de vis pour sa fixation sur le corps de culasse qui sont adjacentes à la réglette latérale ; [0021] - l'axe de serrage des vis appartenant audit groupe de vis de fixation est parallèle à l'axe de serrage des vis de fixation de la réglette latérale sur le corps de culasse ; [0022] - l'axe de serrage des vis de fixation de la réglette latérale sur le corps de culasse est orthogonal au plan de ladite portion de surface en vis-à-vis du corps de culasse ; [0023] - la face supérieure de la réglette latérale est en appui contre une portion de surface en vis-à-vis d'un bord inférieur du couvre-culasse ; [0024] - la face supérieure de la réglette latérale est en appui contre une portion de surface en vis-à-vis d'un bord inférieur du couvre-culasse qui s'étend dans un plan parallèle à l'axe de serrage des vis de fixation de la réglette latérale sur le corps de culasse ; [0025] - chaque vis de fixation de la réglette latérale sur le corps de culasse s'étend, à travers une lumière oblongue formée dans la réglette latérale, avec jeu selon une direction orthogonale au plan de ladite face supérieure de la réglette latérale, de manière à permettre la mise en appui de la réglette latérale contre le bord inférieur du couvre-culasse - [0026] - l'ensemble comporte deux vis de fixation de la réglette latérale qui sont agencées au voisinage des deux extrémités longitudinales opposées de la réglette latérale. [0027] L'invention propose aussi une réglette latérale de montage d'un accessoire sur un corps de culasse de moteur à combustion, notamment d'un composant appartenant à un turbocompresseur, caractérisée en ce que la réglette latérale comporte un groupe de lumières oblongues dont chacune s'étend selon une direction orthogonale au plan d'une face supérieure de la réglette latérale pour recevoir chacune avec jeu une vis pour la fixation de la réglette latérale sur une face latérale dudit corps de culasse. [0028] L'invention propose encore un moteur à combustion de véhicule automobile, ca- ractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de culasse selon l'invention et un turbocompresseur dont une partie est montée sur le corps de culasse au moyen de la réglette latérale de montage. Brève description des figures [0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 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 : [0030] [fig.11 la figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical et transversal, sen- siblement à mi-longueur de la réglette latérale de montage et de fixation, qui illustre un ensemble de culasse selon l'invention en association avec un turbocompresseur dont le montage et. la fixation est assuré au moyen de la réglette latérale ; [0031] [fig.21 la figure 2 est une vue de détail en perspective des principaux éléments de la figure 1, sans le turbocompresseur ; [0032] [fig.3_1 la figure 3 est une vue de détail de face de la réglette latérale illustrée aux figures 1 et 2 ; [0033] [fig.4] la figure 4 est une vue en coupe par un plan vertical et transversal et à plus grande échelle de la réglette latérale, selon la ligne 4-4 de la figure 3 ; [0034] [fig.51 la figure 5 est une vue de détail à plus grande échelle de l'ensemble illustré à la figure 2 qui est illustré en coupe partielle par le plan vertical et transversal P5 de la figure 2 ; [0035] [fig.6] la figure 6 est une vue de détail à plus grande échelle de l'ensemble illustré à la figure 2 qui est illustré en coupe partielle par le plan vertical et transversal P6 de la figure 2 passant par Faxe d'une vis de fixation du couvre-culasse ; et [0036] [fig.71 la figure 7 est une vue de détail à plus grande échelle de l'ensemble illustré à la figure 2 qui est illustré en coupe partielle par le plan vertical et transversal P7 de la figure 2 passant par Faxe d'une vis de fixation de la réglette latérale de montage et de fixation. Description détaillée de l'invention 100371 Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. 100381 Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative - et sans référence à la gravité terrestre - des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. On définit aussi un plan horizontal qui s'étend longitudinalement et transversalement. 100391 On a représenté à la figure 1, de manière partiellement schématique, un ensemble de culasse 10 qui est connecté avec un turbocompresseur 12 dont seuls les éléments de carter et de conduits sont représentés à la figure 1. 100401 L'ensemble de culasse 10 est essentiellement constitué d'un bloc de culasse 14, d'un couvre-culasse 16, et d'une réglette latérale 18 pour le montage et la fixation du collecteur 20 des gaz d'échappement appartenant au turbocompresseur 12. [0041] Le corps de culasse 14 comporte notamment une face latérale globalement verticale 24 qui est ici la face latérale dans laquelle débouchent les conduits d'échappement 22 du corps de culasse 14 qui sont ici à titre d'exemple au nombre de quatre correspondant un moteur à combustion à quatre cylindres. [0042] Le couvre-culasse 16 est une pièce de forme complexe creuse qui est constituée pour l'essentiel par une paroi en trois dimensions 26 qui constitue un couvercle pour la protection et la fermeture étanche de la face ouverte du corps de culasse 14. [0043] Le couvre-culasse 16 est notamment délimité à sa partie inférieure par un bord péri- phérique 28 qui s'étend globalement sur toute la périphérie du couvre-culasse 16. [0044] Au droit des conduits d'échappement 22 du corps de culasse 14, le couvre-culasse 16 est ici délimité par un tronçon longitudinal central 29 qui est délimité par une surface inférieure plane horizontale 30 qui s'étend dans un plan horizontal orthogonal, au plan vertical de la portion de surface en vis-à-vis 25 de la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14. [0045] De manière connue, pour permettre la fixation du couvre-culasse 16 sur le corps de culasse 14, le bord périphérique 28 du couvre-culasse 16 comporte une série de trous de fixation 32 régulièrement répartis dont chacun est traversé par le corps d'une vis de fixation et de serrage 34 dont l'extrémité libre filetée est montée vissée dans un taraudage associé 35 formé dans le corps de culasse 14. [0046] Plus particulièrement, le long du tronçon longitudinal central 29, le bord périphérique 28 est muni d'un groupe de trois vis de fixation et de serrage 34 qui sont répartis sensiblement régulièrement avec une vis au di-oit de chaque extrémité longitudinale de ce tronçon 29. [0047] Chacune de ces trois vis 34 de montage et de fixation s'étend selon un axe de vissage A34 qui est orthogonal au plan vertical de la portion de surface en vis-à-vis 25 de la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14. [0048] En partie haute du corps de culasse 14, la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14 est équipée d'une réglette latérale de montage 18 qui intègre des moyens de montage et de fixation du turbocompresseur 12. [0049] Comme on peut le voir notamment aux figures 1 à 4, la réglette latérale 18 est une pièce de forme générale parallélépipédique rectangle qui s'étend ici horizontalement selon la direction L. [0050] La réglette latérale de montage 18 est notamment délimitée par une face latérale verticale interne 36, par une face latérale verticale externe 38, par une face horizontale supérieure 40 et par une face horizontale inférieure 42. [0051] Pour son montage sur la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14, la réglette latérale de montage 18 comporte ici, à titre non limitatif, une série de deux trous ho- rizontaux 44 dont chacun, comme on peut le voir à la figure 2 et 3 est agencé au 6 voisinage de l'une des deux extrémités longitudinales opposées 19 de la réglette latérale 18. Cependant la distance entre les trous horizontaux 44 peut être importante et cntrainer une déformation de la réglette latérale 18, suite aux contraintes exercées par le turbocompresseur notamment en cas de températures élevées lors du fonctionnement du moteur. [0052] Chaque trou de fixation 44 est de forme oblongue rectiligne dont la plus grande dimension, s'étend verticalement. [0053] Chaque trou de fixation 44 est traversé par une vis 46 de montage et de fixation de la réglette latérale 18 qui s'étend ici selon un axe horizontal A44 globalement orthogonal à la face latérale verticale interne 36 et à la portion en vis-à-vis 25 de la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14. [0054] Chaque vis horizontale 46 est ici vissée dans un trou taraudé complémentaire 48 du corps de culasse 14 (Voir figure 7). [0055] La hauteur de chaque trou oblong 46 est supérieure au diamètre externe du corps de la vis de fixation 44 qui le traverse de manière à permettre, avant serrage, un réglage en hauteur selon la direction verticale V de la position de la réglette latérale 18 par rapport au corps de culasse et donc par rapport au tronçon longitudinal central 29 délimité par sa surface inférieure plane horizontale 30, du bord 28 du couvre-culasse 16. [0056] Une fois montée et fixée par les vis 46, la réglette latérale de montage 18 forme un tout solidaire avec le corps de culasse 14. [0057] Dans cette position montée, et grâce à la possibilité de réglage en hauteur, la réglette latérale 18 est positionnée de telle manière que sa face supérieure plane 40 soit en appui vertical vers le haut contre la portion en vis-à-vis de la surface inférieure plane 30 du bord 28 du couvre-culasse 16. La réglette latérale 18 coopère donc avec le couvre-culasse 16, et notamment au choit du groupe de vis 34 pour sa fixation sur le corps de culasse 14 qui sont adjacentes à la réglette latérale 18 pour s'opposer à toute déformation latérale de la réglette latérale 18 en direction du couvre-culasse 16, et accroitre ainsi de manière importante la rigidité de l'assemblage et de la fixation du turbocompresseur sur la culasse [0058] De manière préférentielle, pour assurer un appui optimal de la face supérieure 40 de la réglette latérale contre la portion en vis-à-vis de la surface inférieure 30 du couvre-culasse 16, cette portion 30 de contact et d'appui est usinée. [0059] Pour permettre le montage et la fixation du turbocompresseur 12, et ici plus particu- lièrement de son collecteur 20, la réglette latérale de montage 18 comporte un ou plusieurs logements 56 qui sont formés à la partie inférieure de la réglette latérale de montage 18. [0060] Chaque logement 56 est réalisé à la faveur d'une face latérale inclinée 58 qui s'étend dans le prolongement de la face latérale verticale interne 36 et en regard de la portion 7 en vis-à-vis 25 de la face latérale verticale 24 du corps de culasse 14. [0061] En section, et comme on peut le voir aux figures 1 et 4, chaque logement 56 présente ainsi un contour globalement triangulaire qui est ouvert verticalement vers le bas. [0062] Le collecteur 20 du turbocompresseur 12 comporte un bord périphérique 21 dont la partie supérieure comporte une série de portions complémentaires dont chacune est apte à être reçue dans un logement 56. [0063] Grâce à son épaisseur suffisante selon la direction verticale V et à son appui sur le tronçon 29 du bord 28 du couvre-culasse 16. l'assemblage du collecteur 20 sur le corps de culasse 14 présente une raideur et une rigidité suffisante pour garantir un positionnement précis et une fixation étanche du collecteur 20 sur le corps de culasse 14, même lorsque, sous l'effet de la dilatation, il se produit une déformation selon la direction D de la figure 1. 8