Brevet FR3101919A1 — publié le 20210416

L’invention concerne un moteur (1) thermique de véhicule automobile comportant une culasse (2) et un élément adjacent, assemblés selon un plan de joint (4), et au moins un conduit (5) dont un tronçon (51) s’étend axialement de part et d’autre du plan de joint (4), caractérisé en ce que le tronçon (51) de conduit (5) est muni d’une bague (6) d’étanchéité qui comporte une armature (61) annulaire interne et des éléments (62) externes d’étanchéité qui coopèrent avec la surface interne (510) du tronçon (51) de conduit (5), de part et d’autre du plan de joint (4). Figure pour l’abrégé : figure 2 Moteur thermique de véhicule comportant une bague d’étanchéité L’invention concerne le domaine des moteurs thermiques comprenant une culasse et un élément adjacent, notamment un couvre-culasse, qui sont assemblés selon un plan de joint. L’invention concerne plus particulièrement un tel moteur thermique muni d’un moyen d’étanchéité à l’interface entre la culasse et le couvre-culasse. Un moteur thermique comprend un environnement interne étanche à l’huile et des conduits étanches aux gaz. L’huile est utilisée pour lubrifier les éléments mobiles du moteur. Les gaz sont par exemple des gaz d’admission sous pression ou des gaz de vapeurs d’huile ou de blow-by qui circulent dans des conduits s’étendant de part et d’autre du plan de joint entre la culasse et le couvre-culasse. Afin d’assurer l’étanchéité à l’huile et aux gaz du moteur thermique, il est courant de placer un joint élastomère au niveau du plan de joint, à l’interface entre la culasse et le couvre-culasse. Cependant, dans certains cas, un tel joint élastomère ne garantit pas une étanchéité suffisante au niveau du raccordement des deux parties d’un conduit agencées de part et d’autre du plan de joint. Une alternative économiquement intéressante au joint élastomère consiste à déposer un cordon de silicone sur le plan de joint entre la culasse et le couvre-culasse. Le cordon peut être à proximité immédiate des parties de conduits qui s’étendent de part et d’autre du plan de joint. Le temps de polymérisation du silicone étant important, le cordon de silicone n’est pas entièrement polymérisé et durci lorsque les premiers tests de fonctionnement du moteur sont réalisés. Au cours des tests, lorsque les conduits sont mis sous pression un fluage du silicone peut se produire en périphérie des conduits. L’étanchéité du moteur est alors détériorée. En outre, un excès de silicone peut déborder dans les conduits, notamment d’admission, ce qui perturbe l’écoulement des flux dans les conduits. L’invention propose une solution visant à pallier les inconvénients précités. Un objectif de l’invention est d’assurer l’étanchéité à l’huile et aux gaz du moteur thermique, sans perturber l’écoulement des flux dans les conduits. L’invention propose un moteur thermique de véhicule automobile comportant une culasse et un élément adjacent, assemblés selon un plan de joint, et au moins un conduit dont un tronçon s’étend axialement de part et d’autre du plan de joint, le tronçon de conduit étant muni d’une bague d’étanchéité qui comporte une armature annulaire interne et des éléments externes d’étanchéité qui coopèrent avec la surface interne du tronçon de conduit, de part et d’autre du plan de joint. Les éléments externes d’étanchéité peuvent être une couche externe d’étanchéité qui recouvre l’armature et qui épouse la surface interne du tronçon de conduit. La couche externe d’étanchéité peut recouvrir au moins un bord d’extrémité axiale de l’armature. Les éléments externes d’étanchéité peuvent comporter au moins un joint annulaire d’étanchéité qui coopère avec la surface interne du tronçon de conduit. Le tronçon de conduit peut être un tronçon de plus grand diamètre du conduit qui délimite un logement dans lequel est agencée la bague d’étanchéité. Le conduit peut être un conduit d’admission. Le moteur thermique peut comporter un cordon périphérique d’étanchéité agencé à l’interface entre la culasse et le l’élément adjacent qui s’étend au moins en partie en vis-à-vis de la surface interne du tronçon de conduit. L’armature peut être métallique ou en plastique dur. Les éléments externes d’étanchéité peuvent être en matériau élastomère. Le cordon d’étanchéité peut être en silicone. L’élément adjacent à la culasse peut être un couvre-culasse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : est une vue de dessus d’une culasse d’un moteur thermique selon un mode de réalisation de l’invention ; est une vue partielle en coupe du moteur thermique de la figure 1 à l’interface entre la culasse et un couvre-culasse et par un plan passant par l’axe d’un des conduits du moteur ; est une vue partielle en perspective de la culasse de la figure 1 illustrant une bague d’étanchéité selon l’invention agencée dans un conduit ; est une vue en perspective de la bague d’étanchéité de la figure 3 ; et est une vue en coupe par un plan vertical de la bague d’étanchéité de la figure 3. La culasse 2 comporte une face supérieure 21 qui délimite un plan de joint 4 selon lequel la culasse 2 est destinée à être assemblée avec un couvre-culasse adjacent 3. La figure 2 illustre l’interface entre la culasse 2 et le couvre-culasse 3. Le moteur 1 comporte des conduits d’admission 5 et des conduits 5’ de blow-by. Chaque conduit 5 ou 5’ comporte un tronçon 51 s’étendant axialement selon l’axe A de part et d’autre du plan de joint 4. Dans l’exemple, l’axe A est sensiblement vertical et orthogonal au plan de joint 4. Ainsi, chaque tronçon de conduit 51 comporte une portion amont 53 agencée dans le couvre-culasse 3 et qui est raccordée, de manière étanche avec une portion aval 52 agencée dans la culasse 2. En référence aux figures 1 à 5, le tronçon 51 de chaque conduit d’admission 5 est muni d’une bague 6 d’étanchéité. Le tronçon 51 de conduit 5 est un tronçon de plus grand diamètre que celui du conduit 5, et il délimite un logement 50 dans lequel est agencée la bague 6 d’étanchéité. Le logement peut être usiné ou brut de fonderie. La profondeur radiale du logement est par exemple de l’ordre du millimètre. En variante ou en complément, chaque conduit de blow-by 5’ peut être muni d’une bague 6 d’étanchéité. La bague 6 d’étanchéité comporte une armature 61 et des éléments 62 d’étanchéité. L’armature 61 est radialement interne. L’armature 61 s’étend ici sur toute la hauteur du tronçon 51, selon l’axe A. A titre illustratif et nullement limitatif, le tronçon 51 a une hauteur de l’ordre de dix millimètres. Bien que ni le tronçon de conduit 51, ni la bague 6 d’étanchéité ne soient de section ou de profil circulaire, le terme « rayon » est utilisé par commodité et à titre non limitatif. Comme le tronçon de conduit 51, l’armature 61 est ici annulaire, de rayon sensiblement égal au rayon interne du tronçon de conduit 51. L’armature 61 présente une faible épaisseur radiale, de l’ordre du millimètre. Le conduit 5 comporte une portion aval 52 située dans la culasse 2 sous le tronçon 51 et une portion amont 53 située dans le couvre-culasse 3. La portion aval 52 a un rayon inférieur à celui de la partie amont 53. Dans l’exemple, la surface concave interne de la bague 6 d’étanchéité est cylindrique de contour oblong. La surface concave interne de la bague 6 d’étanchéité est sensiblement dans la continuité de la surface interne de la portion amont 53 et elle est radialement en retrait par rapport à la surface interne de la portion aval 52. En variante, la bague peut présenter une forme creuse réalisant une continuité de surfaces entre la portion amont 53 et la portion aval 52. L’armature 61 peut être métallique ou en plastique dur. L’armature 61 présente une surface interne 612 lisse. La forme interne de l’armature 61 permet ainsi de ne pas pénaliser les flux de gaz à leur passage au plan de joint 4. La bague d’étanchéité 6 comporte des éléments 62 périphériques d’étanchéité radialement externes, qui sont agencés à la périphérie de l’armature 61. Les éléments 62 d’étanchéité coopèrent avec la surface interne 510 du tronçon 51 de conduit 5, de part et d’autre du plan de joint 4, pour réaliser l’étanchéité. Dans l’exemple illustré, les éléments 62 externes d’étanchéité appartiennent à une couche 621 externe d’étanchéité qui recouvre la surface radialement externe 613 de l’armature 61 et qui épouse la surface interne 510 du tronçon 51 de conduit 5. La couche 621 présente une épaisseur de l’ordre du millimètre. En variante, les éléments 62 externes d’étanchéité peuvent être deux anneaux indépendants portés par l’armature 61 et disposés autour de l’armature 61 de part et d’autre du plan de joint 4. La couche 621 s’étend ici sur toute la surface externe de la bague 6 d’étanchéité et elle recouvre un bord d’extrémité axiale supérieure 611 et un bord d’extrémité axiale inférieure. Chaque élément 62 externe d’étanchéité est conformé en un joint annulaire 622 d’étanchéité qui coopère avec une portion en vis-à-vis de la surface interne 510 du tronçon 51 de conduit 5. Chaque joint d’étanchéité 622 fait saillie radialement vers l’extérieur hors de la couche 621 à laquelle il appartient. Les deux joints annulaires 622 sont disposés de part et d’autre du plan de joint 4. La couche d’étanchéité avec ses joints externes 62 sont ici réalisés par surmoulage en matériau élastomère – naturel ou synthétique - sur l’armature 61. En variante, si les deux joints d’étanchéité sont indépendants, ils peuvent aussi être surmoulés, ou être chacun reçu dans une gorge prévue à cet effet dans la face externe de l’armature. Le moteur 1 comporte un cordon 7 périphérique d’étanchéité agencé à l’interface entre la culasse 2 et le couvre-culasse 3. Le cordon 7 s’étend au moins en partie en regard de la surface interne 510 du tronçon 51 de conduit 5. Le cordon 7 d’étanchéité peut être en silicone. Le cordon 7 peut être dans un autre matériau permettant de réaliser une étanchéité. Le cordon 7 peut être en élastomère. Chaque bague 6 d’étanchéité permet d’empêcher la matière du cordon 7, par exemple du silicone, de se propager dans le conduit 5. Les joints annulaires 622 sont des obstacles à la migration de la matière du cordon 7 non encore durcie. L’excès de matière est ainsi contenu entre les deux joints annulaires 622 et ne pénètre pas dans le conduit 5. La bague 6 permet une propagation laminaire des flux dans le conduit 5 sans perturbation induite à l’interface entre la culasse 2 et le couvre-culasse 3. L’armature 61 assure une continuité de surface interne de guidage des flux au niveau du plan de joint 4. La bague 6 a un faible impact sur la dynamique des flux traversant le conduit 5. La bague 6 permet une bonne étanchéité du conduit 5. Les éléments 62 d’étanchéité rendent le conduit hermétique, notamment aux gaz, au niveau du plan de joint 4. L’armature 61 permet de résister aux pics de pression dans le conduit 5. La bague 6 s’oppose à une compression excessive du cordon 7 disposé sur le plan de joint. Le cordon 7 est isolé des gaz sous pression par les éléments 62 d’étanchéité. Le cordon 7 n’étant pas compressé excessivement, il n’est pas ou peu le siège de phénomènes de fluage ou de déformation, ce qui limite les défauts éventuels d’étanchéité liés à la déformation du cordon 7. La bague 6 présente un faible encombrement. Sa réalisation et sa mise en œuvre sont simples et peu coûteuses. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits ou évoqués dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. Moteur (1) thermique de véhicule automobile comportant une culasse (2) et un élément adjacent, assemblés selon un plan de joint (4), et au moins un conduit (5) dont un tronçon (51) s’étend axialement de part et d’autre du plan de joint (4), caractérisé en ce que le tronçon (51) de conduit (5) est muni d’une bague (6) d’étanchéité qui comporte une armature (61) annulaire interne et des éléments (62) externes d’étanchéité qui coopèrent avec la surface interne (510) du tronçon (51) de conduit (5), de part et d’autre du plan de joint (4). Moteur (1) thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (62) externes d’étanchéité sont une couche (621) externe d’étanchéité qui recouvre l’armature (61) et qui épouse la surface interne (510) du tronçon (51) de conduit (5). Moteur (1) thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche (621) externe d’étanchéité recouvre au moins un bord (611) d’extrémité axiale de l’armature (61). Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments (62) externes d’étanchéité comportent au moins un joint annulaire (622) d’étanchéité qui coopère avec la surface interne (510) du tronçon (51) de conduit (5). Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon (51) de conduit (5) est un tronçon de plus grand diamètre du conduit qui délimite un logement (50) dans lequel est agencée la bague (6) d’étanchéité. Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (5) est un conduit d’admission. Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un cordon (7) périphérique d’étanchéité agencé à l’interface entre la culasse (2) et l’élément adjacent qui s’étend au moins en partie en vis-à-vis de la surface interne (510) du tronçon (51) de conduit (5). Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’armature (61) est métallique ou en plastique dur. Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments (62) externes d’étanchéité sont en matériau élastomère. Moteur (1) thermique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le cordon (7) d’étanchéité est en silicone. Moteur (1) thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément adjacent à la culasse est un couvre-culasse (3).