Brevet FR3146170A1 — publié le 20240830

Moteur thermique de véhicule automobile comportant une culasse (2) contenant au moins un arbre à cames disposé suivant un axe principal, un couvre culasse (4) réalisé par un moulage métallique, présentant un plan de joint sur la culasse (2) disposé suivant l’axe principal, et un boîtier (22) comprenant un papillon de réglage du débit d’air d’admission dans le moteur, le couvre culasse (4) comportant une extension réalisée dans le même matériau de moulage, formant un support intégré (10) présentant à son extrémité un bras (16) disposant de perçages (20) de fixation du boîtier de papillon (22) comprenant une sortie d’air (24) dont le prolongement passe au-dessus du couvre culasse (4). Figure 1 MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D’UN BOITIER DE PAPILLON D’ADMISSION D’AIR FRAIS La présente invention concerne un moteur thermique de véhicule automobile équipé d’un boîtier de papillon d’admission d’air frais, et un véhicule automobile comportant ce type de moteur thermique. Un type de couvre culasse de moteur thermique connu, présenté notamment par le document FR-A1-3026789, forme une pièce allongée suivant l’axe principal de rotation du moteur, réalisée par un moulage d’alliage d’aluminium, comprenant un plan de joint inférieur s’ajustant sur le dessus de la culasse qui comporte au moins un arbre à cames. Les arbres à cames comportant plusieurs paliers de guidage présentent des axes ajustés au niveau du plan de joint supérieur de la culasse recevant le couvre culasse. Chaque palier est formé pour moitié dans la culasse et pour moitié dans le couvre culasse, des vis disposées de chaque côté d’un palier serrent rigidement ces deux demi-paliers l’un sur l’autre. Le couvre culasse forme ainsi à la fois la demi-partie supérieure de tous les paliers des arbres à cames, et un couvercle fermant le volume intérieur de la culasse recevant le fluide de lubrification du moteur. Le dessus du couvre culasse présente de plus un conduit longitudinal présentant à une extrémité une entrée d’air d’admission, qui distribue cet air vers chaque soupape d’admission disposée dans la culasse pour intégrer l’entrée d’air du moteur thermique dans ce couvre culasse. Par ailleurs certains moteurs thermiques comportent un boîtier réalisé par un moulage en matière plastique contenant un papillon de réglage du débit d’air frais dans le moteur, ainsi que les éléments de contrôle de ce papillon, ce boîtier formant un sous-ensemble fixé sur le moteur. En particulier il est connu de réaliser un support formé par un moulage en alliage d’aluminium, fixé d’un côté sur le couvre culasse, et de l’autre côté présentant un plan disposant de perçages recevant une face d’appui du boîtier du papillon. On dispose généralement en partie supérieure du moteur thermique le boîtier de papillon présentant une sortie qui se prolonge suivant le même axe par un conduit passant au-dessus du couvre culasse, pour alimenter de la manière la plus directe les conduits d’admission du moteur thermique se trouvant dans la culasse. Toutefois, avec une certaine longueur du support pour établir une distance entre le boîtier de papillon et la culasse afin de positionner ce boîtier au-dessus du moteur thermique, on obtient un montage en porte-à-faux du boîtier au bout du support qui est vissé sur le couvre culasse, pouvant entraîner des problèmes de rigidité causant des vibrations, et de fiabilité avec des risques de desserrage. De plus cette fixation du boîtier de papillon au bout du support nécessite un support intermédiaire rigide, réalisé dans un matériau métallique, qui entraîne des coûts de fabrication et de gestion de l’approvisionnement de cette pièce supplémentaire et de ses éléments de serrage. Cette fixation nécessite aussi du temps de montage sur le moteur thermique avec les différentes vis, comprenant des manipulations du sous-ensemble formé par le boîtier et son support, qui peuvent être peu ergonomiques à cause de l’encombrement et du poids de ce sous-ensemble. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un moteur thermique de véhicule automobile comportant une culasse contenant au moins un arbre à cames disposé suivant un axe principal, un couvre culasse réalisé par un moulage métallique, présentant un plan de joint sur la culasse passant par l’axe principal, et un boîtier comprenant un papillon de réglage du débit d’air d’admission dans le moteur, ce moteur thermique étant remarquable en ce que le couvre culasse comporte une extension réalisée dans le même matériau de moulage, formant un support intégré présentant à son extrémité un bras disposant de perçages de fixation du boîtier de papillon comprenant une sortie d’air dont le prolongement passe au-dessus du couvre culasse. Un avantage de ce moteur thermique est que par un même moulage on forme dans le couvre culasse un support du boîtier de papillon qui permet d’obtenir sans pièce intermédiaire une fixation robuste, peu flexible et fiable de ce boîtier disposé à distance de la culasse, permettant d’obtenir un conduit de sortie passant directement au-dessus du couvre culasse. Pour l’assemblage sur le moteur thermique le boîtier de papillon seul constitue alors un sous-ensemble compact et léger permettant une manipulation ergonomique pour sa mise en place sur ce moteur. Le moteur thermique selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le support intégré comporte successivement en partant du couvre culasse un bossage vertical qui s’élève au-dessus du niveau supérieur de ce couvre culasse, puis un plateau sensiblement horizontal qui s’éloigne vers un côté du moteur thermique. Dans ce cas, avantageusement le bras forme en partant de l’extrémité du plateau horizontal un plan qui est tourné vers le haut. De plus, le plan du bras peut être disposé sensiblement verticalement. En particulier, le plan du bras peut être sensiblement parallèle à l’axe principal. Avantageusement, le plateau horizontal comporte un prolongement vers le bas formant un dispositif de fixation d’équipements. Dans ce cas, avantageusement le support intégré comporte des nervures qui relient le plateau horizontal au prolongement vers le bas. Avantageusement, le prolongement vers le bas se termine par un bord horizontal présentant des perçages de fixation d’équipements. Avantageusement, le bras forme un arc de cercle présentant à chaque extrémité un perçage de fixation du boîtier de papillon. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’un moteur thermique de traction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que le boîtier de papillon est disposé à la fois à côté et au-dessus du moteur thermique. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une vue d’une culasse d’un moteur thermique selon l’invention équipée du couvre culasse supportant le boîtier de papillon ; est une de côté de cette culasse avec son couvre culasse ; est une vue de face de cette culasse avec son couvre culasse ; et est une vue en perspective de cette culasse avec son couvre culasse. Dans l’ensemble du document le côté supérieur ou dessus est relatif à un moteur thermique disposé verticalement, comme présenté sur les figures. Dans le véhicule le moteur thermique peut présenter toute inclinaison différente. Les figures 1, 2, 3 et 4 présentent une culasse 2 d’un moteur thermique à quatre cylindres formant un ensemble plat allongé suivant l’axe principal de rotation du moteur, recevant au-dessus un couvre culasse 4 contenant deux arbres à cames maintenus chacun par une série de paliers 6, chaque palier étant formé par deux demi-parties assemblées suivant le plan de joint entre le couvre culasse et la culasse. Le couvre culasse 4 s’associe avec la culasse 2, réalisés tous les deux par une fonderie en alliage d’aluminium, pour constituer un ensemble fortement rigide qui résiste aux contraintes mécaniques élevées venant de la pression dans les cylindres, et du fonctionnement des arbres à cames activant les soupapes disposées dans la culasse. Une extrémité avant de l’ensemble culasse 2 et couvre culasse 4 comporte des perçages 8 permettant le passage des extrémités des arbres à cames pour les entraîner en rotation. Le couvre culasse 4 comporte à son extrémité avant, sur le côté de la culasse 2, un support intégré 10 venu de la même fonderie qui dépasse de son volume global vers le côté du moteur et vers le haut, comprenant successivement en partant du couvre culasse un bossage vertical 12 qui s’élève au-dessus du niveau supérieur du couvre culasse, un plateau horizontal 14 qui s’éloigne vers le côté du moteur thermique, puis un bras vertical montant 16 disposé latéralement à l’extérieur de la culasse. Le bras vertical 16 disposé dans un plan parallèle à l’axe principal, forme un arc de cercle comprenant un creux 18 suivant sensiblement un demi-cercle, qui est encadré à ses extrémités par deux perçages 20 disposés suivant un diamètre de ce demi-cercle. Un boîtier de papillon 22 réalisé par un moulage en matière plastique, comporte une sortie circulaire d’air d’admission 24 ajustée dans le creux 18 du support intégré 10. Deux vis engagées dans les perçages 20 du bras vertical 16, fixent le boîtier de papillon 22 sur le support intégré 10. Le support intégré 10 comporte de plus à partir de l’extrémité du plateau horizontal 14, un prolongement 26 qui part vers le bas puis vers l’extérieur pour se terminer par un bord horizontal 28 comportant deux perçages 30. Des nervures parallèles 32 disposées en dessous du plateau horizontal 14 relient ce plateau au prolongement partant vers le bas 26, réalisent une forte rigidification de ce plateau, et du bras vertical 16 supportant la masse du boîtier de papillon 22. Le bord horizontal 28 supporte en dessous un raccord de circuit d’air, non représenté, qui est fixé par des vis engagées dans les perçages 30. On obtient par une modification simple de la forme de fonderie du couvre culasse 4 un support intégré 10 fortement relié à la culasse 2 et au moteur thermique, rigidifié par des nervures 32, qui reçoit le boîtier de papillon 22 se trouvant à l’extrémité de ce support, avec un déport important par rapport à la culasse 2 pour le positionner au-dessus de ce couvre culasse. On limite ainsi les vibrations du boîtier de papillon 22 et de son support soumis aux mouvements du moteur thermique ce qui évite des risques de desserrage et de défaillance. Sur la ligne d'assemblage des moteurs thermiques un opérateur positionne et visse le boîtier de papillon 22 seul formant un sous-ensemble léger, ce qui constitue une opération ergonomique et rapide à réaliser avec uniquement deux vis à mettre en place pour sa fixation. On évite une opération supplémentaire de positionnement et de vissage d’un support sur la culasse 2, nécessitant des vis additionnelles et ajoutant des coûts. Moteur thermique de véhicule automobile comportant une culasse (2) contenant au moins un arbre à cames disposé suivant un axe principal, un couvre culasse (4) réalisé par un moulage métallique, présentant un plan de joint sur la culasse (2) disposé suivant l’axe principal, et un boîtier (22) comprenant un papillon de réglage du débit d’air d’admission dans le moteur, caractérisé en ce que le couvre culasse (4) comporte une extension réalisée dans le même matériau de moulage, formant un support intégré (10) présentant à son extrémité un bras (16) disposant de perçages (20) de fixation du boîtier de papillon (22) comprenant une sortie d’air (24) dont le prolongement passe au-dessus du couvre culasse (4). Moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support intégré (10) comporte successivement en partant du couvre culasse (4) un bossage vertical (12) qui s’élève au-dessus du niveau supérieur de ce couvre culasse (4), puis un plateau sensiblement horizontal (14) qui s’éloigne vers un côté du moteur thermique. Moteur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras (16) forme en partant de l’extrémité du plateau horizontal (14) un plan qui est tourné vers le haut. Moteur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plan du bras (16) est disposé sensiblement verticalement. Moteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que plan du bras (16) est sensiblement parallèle à l’axe principal. Moteur thermique selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le plateau horizontal (14) comporte un prolongement vers le bas (26) formant un dispositif de fixation d’équipements. Moteur thermique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support intégré (10) comporte des nervures (32) qui relient le plateau horizontal (14) au prolongement vers le bas (26). Moteur thermique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le prolongement vers le bas (26) se termine par un bord horizontal (28) présentant des perçages (30) de fixation d’équipements. Moteur thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (16) forme un arc de cercle présentant à chaque extrémité un perçage (20) de fixation du boîtier de papillon (22). Véhicule automobile équipé d’un moteur thermique de traction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de papillon (22) est disposé à la fois à côté et au-dessus du moteur thermique.