EP3492729A1 - Cylinder head of a motor vehicle comprising an integrated exhaust manifold - Google Patents

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EP3492729A1
EP3492729A1 EP18207294.2A EP18207294A EP3492729A1 EP 3492729 A1 EP3492729 A1 EP 3492729A1 EP 18207294 A EP18207294 A EP 18207294A EP 3492729 A1 EP3492729 A1 EP 3492729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
face
plenum
manifold
duct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18207294.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pascal Beaucamp
Thomas Redlinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New H Powertrain Holding SLU
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP3492729A1 publication Critical patent/EP3492729A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/243—Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/02—Arrangements of lubricant conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/02—Arrangements of lubricant conduits
    • F01M2011/023—Arrangements of lubricant conduits between oil sump and cylinder head

Definitions

  • the invention relates to a cylinder head of an engine of a motor vehicle comprising an exhaust manifold integrated therewith.
  • the cylinder head of an engine comprises exhaust pipes that open into conduits of an exhaust manifold.
  • the exhaust manifold is connected to an exhaust line of the motor vehicle via at least one outlet duct.
  • the document FR2 902 827 describes for example an exhaust system for an internal combustion engine.
  • the cylinder head of the engine are arranged exhaust ducts.
  • a first end of each of these exhaust ducts is connected to a combustion chamber of the engine and the second end opens into a cavity or plenum of an exhaust manifold integrated with the cylinder head.
  • the document FR2941 012 also discloses a cylinder head with an integrated exhaust manifold having a plenum.
  • exhaust ducts connecting a combustion chamber to a cavity or plenum integrated in the cylinder head, said plenum is extended by a duct opening out of the cylinder head.
  • the at least one lubricant fluid descent pipe extends vertically in the thickness of the cylinder head, between the plenum and an outer face of said transverse wall of the cylinder head.
  • the longitudinal, vertical and transverse orientations indicated by the "L, V, T" trihedron of the figures will be adopted in a nonlimiting manner.
  • the horizontal plane is substantially parallel to a joint plane of the cylinder head with the crankcase.
  • the vertical direction is used as a geometrical landmark unrelated to the direction of gravity.
  • the vertical direction is orthogonal to the joint plane of the cylinder head and oriented from bottom to top of the crankcase to the cylinder head.
  • An upper face and a lower face defined with respect to the vertical axis are also defined.
  • the Figures 1 to 3 represent a cylinder head 1 according to the invention. This is, without limitation, a cylinder head for a spark ignition engine with three cylinders in line. Nevertheless, the invention also applies to all other types of engines, including a combustion engine with any number of cylinders. The invention applies to combustion engines of motor vehicles.
  • the cylinder head 1 has a generally parallelepiped shape. It is delimited vertically in both directions by an upper outer face 5 and a lower outer face 7.
  • the yoke is delimited longitudinally in both directions by two outer end faces 13, 15 and transversely in both directions by one face external lateral front 9 and a rear external lateral face 11.
  • the upper face 5 is designed to receive a cylinder head cover (not shown) closing the top of the cylinder head 1.
  • the lower face 7 is the plane of the joint intended to bear against a crankcase (not shown) with interposition of a seal to seal.
  • the lower face 7 is in particular intended to close combustion chambers (not shown) of the cylinders of a crankcase of the associated combustion engine.
  • the front face 9 is intended to be connected to an air distributor (not shown) outside the cylinder head 1 and the rear face 11 is intended to be connected to an exhaust line (not shown) external to the cylinder head 1 for evacuate the exhaust.
  • the cylinder head 1 comprises intake ducts 17 for connecting the front side face 9 and in particular the air distributor to the combustion chambers as well as exhaust ducts 19 which connect the combustion chambers to an exhaust manifold. 21.
  • the intake ducts 17 and the exhaust ducts 19 extend transversely in the thickness of the cylinder head 1. They are located on either side of a longitudinal plane passing through a longitudinal axis AA and the axis of the engine cylinders.
  • Each intake duct 17 extends from a first end 17a connected to an inlet port (not shown) to a second end 17b connected to a combustion chamber.
  • Each exhaust duct 19 extends from a first end 19a connected to a combustion chamber, each combustion chamber receiving two exhaust ducts 19 according to the invention. figure 2 to a second end 19b which opens into a plenum 23 in the form of a common ramp of the exhaust manifold 21.
  • the intake ducts 17 make it possible to convey the air into the combustion chambers and the exhaust ducts 19 make it possible to convey the burnt gases from the combustion chambers to the exhaust manifold 21 so as to evacuate them to the combustion chamber. outside the engine.
  • the exhaust manifold 21 is an exhaust manifold integrated to the cylinder head 1 and made in one piece therewith. In other words, the exhaust manifold 21 is located in the volume formed by the cylinder head 1.
  • the exhaust manifold 21 thus comprises the plenum 23 and a plurality of exhaust ducts 19 described above.
  • the plenum 23 ramifies transversely towards the combustion chambers to form each exhaust duct 19.
  • the exhaust ducts 19 extend transversely in the thickness of the cylinder head 1 and the plenum 23 extends substantially longitudinally in the cylinder head 1.
  • the plenum 23 opens out through an outlet orifice 25, here a single orifice, designed to be connected to the exhaust line.
  • the plenum 23 makes it possible to connect the exhaust ducts 19 in which the exhaust gases from the combustion chambers arrive at the outlet orifice.
  • the outlet orifice 25 is here arranged longitudinally in the middle of the plenum 23.
  • the plenum 23 to the outlet 25 forming the exhaust manifold, and the exhaust ducts 19 are dug in the cylinder head.
  • the yoke 1 comprises the combustion chambers which are aligned along the axis AA.
  • the combustion chambers are formed under the lower face 7 of the cylinder head 1. They are intended to come opposite cylindrical bores (not shown) of the crankcase. According to figure 2 each combustion chamber cooperates with two intake ducts 17 and two exhaust ducts 19.
  • the yoke 1 includes passages 27 for vertical axis fastening screws, the number of passes in this embodiment is eight.
  • the passages 27 traverse vertically the thickness of the yoke 1 from the upper face 5 to the lower face 7 of the yoke 1.
  • the passages 27 are aligned by four parallel to the axis AA on either side of the plane vertical longitudinal axis passing through a longitudinal axis AA and the axis of the engine cylinders.
  • screw passages 27 are aligned longitudinally in a vertical plane intersecting with the intake ducts 17, two of which are longitudinally between two inlet ducts 17 and the other two passages 27 are located at the ends of this alignment.
  • passages 27 are aligned longitudinally in a vertical plane intersecting with the exhaust ducts 19 of the exhaust manifold 21.
  • Two passages 27 are longitudinally between two exhaust ducts 19.
  • the other two passages 27 are located at the ends of this alignment.
  • the front of the plenum 23 of the integrated exhaust manifold 21 is arranged near these four passages 27.
  • the passages 27 are more particularly interposed transversely between the plenum 23 and the first ends of the exhaust pipes 19.
  • the passages 27 are crossed by fixing screws (not shown) to ensure the assembly and sealing between the cylinder head 1 and the crankcase.
  • the cylinder head 1 comprises a cooling circuit in which circulates a cooling liquid for example a water-based cooling liquid.
  • This circuit comprises ducts and chambers in which the coolant circulates to cool the cylinder head, in particular areas of the cylinder head 1 or elements of the cylinder head 1 whose temperature can be high.
  • the cooling circuit includes in particular an upper water circuit for cooling the upper part of the cylinder head and a lower water circuit for cooling the lower face of the cylinder head and the combustion chamber.
  • the integrated exhaust manifold 21 is disposed vertically between the upper water circuit and the lower water circuit to allow its cooling.
  • the cylinder head 1 comprises a lubricant fluid return circuit of the engine.
  • the lubricating fluid may be oil as in the example shown here.
  • the lubricant fluid return circuit comprises in particular two downcomer ducts 29.
  • the descent ducts 29 pass vertically through the thickness of the cylinder head 1 from an oil recovery cavity arranged above the cooling circuit. upper water up to the lower face 7 of the cylinder head 1.
  • Said recovery cavity is adapted to collect the oil sprayed or diffused into the cylinder head to lubricate or cool moving mounted elements in said cylinder head such as a camshaft .
  • each of the descent ducts 29 is situated at a longitudinal end of the exhaust manifold 21 outside the exhaust manifold 21, in particular outside the plenum 23 in order to generate no losses in the flow of the gases. exhaust in the manifold. More simply, none of the descent ducts 29 passes through the plenum 23 of the exhaust manifold so as not to disturb the flow of the burnt gases.
  • the descent ducts 29 may be located towards the rear of the exhaust manifold 21, in particular towards the rear of the plenum 23.
  • each descending conduit 29 may have a bend so as to bypass the plenum 23.
  • each downcomer 29 comprises a first portion 29a extending transversely above and near an upper face of the upper water circuit, a second portion 29b extending vertically adjacent to the manifold 21 and more specifically between the collector 21 and the rear outer face 11 of the transverse wall of the cylinder head, and a third portion (not shown) extending transversely below and near a lower face of the lower water circuit.
  • the oil return duct comprises a bend between the first portion 29a and the second vertical part 29b to bypass the upper water circuit.
  • the oil descent pipe has a bend between the second vertical portion 29b and the third transverse portion to bypass the lower water circuit.
  • the second vertical portion 29b of the descent ducts 29 is located near a screw passage 27 located at the end of the alignment of screw passages 27.
  • the second part is interposed transversely in the thickness of the yoke between the plenum 23 and the rear face 11.
  • the downcomer ducts 29 of lubricating fluid may have a flattened section of passage, as is visible for example in the figure 4 .
  • a cylinder head 1 such as that represented here is generally made of aluminum alloy by molding using, for example, sand cores ( figure 4 ) and metal prints.
  • the cores are used to make the ducts inside the cylinder head 1 during its molding.
  • the figure 4 represents a set of cores 31 used to obtain a part of a cylinder head according to the invention, more specifically a rear part of the cylinder head comprising an integrated exhaust manifold.
  • the cores represent, in negative, the arrangement of the different ducts in the cylinder head. They thus make it possible to more clearly represent the arrangement of the different conduits with respect to each other.
  • the solid parts of the core make it possible to obtain the cavities and the ducts of the cylinder head during its molding.
  • the solid parts of the core bear the same references embellished with a premium as the elements of the cylinder head obtained from these solid parts.
  • the core 31 comprises an upper portion, said upper coolant core 33, corresponding to a portion of the upper water circuit and a lower portion, said lower coolant core 35, corresponding to a portion of the water circuit inferior.
  • a third part, called collector core 21 ', is interposed between these two upper 33 and lower 35 cores, it corresponds to the integrated exhaust manifold.
  • the visible portion 23 'of the core of the collector 21' extends longitudinally and corresponds to the plenum 23.
  • This portion 23 ' has a protrusion 25' arranged longitudinally in the middle of the portion 23 '.
  • the end section of this protuberance 25 ' corresponds to the outlet orifice of the collector designed to be connected to the exhaust line.
  • the visible portion 23 ' ramifies transversely so that the branches 19' form the exhaust ducts of the exhaust manifold.
  • the upper coolant core 33 includes a flat portion 33a extending longitudinally over the visible portion 23 'of the manifold.
  • the general shape of the longitudinal section of this flat portion 33a is similar to that of the collector and thus comprises ramifications 33b.
  • This plane portion 33a corresponds to a cavity in which the cooling liquid circulates to cool the exhaust manifold.
  • the upper coolant core 33 also includes extensions 33c extending from the branches 33b of the flat portion 33a and extending forwardly of the core 31 to form chambers in which coolant circulates to cool the chambers. of the combustion of the cylinder head, for example.
  • the lower coolant core 35 includes a flat portion 35a extending longitudinally over the visible portion 23 'of the manifold and extensions 35c.
  • the upper coolant core 33 and the lower coolant core 35 each comprise projections 33c, 35c designed to form contact zones between the two coolant cores 33, 35 so as to create fluid communication between the two coolant cores 33, 35c. the upper and lower coolant circuits.
  • the core 31 also comprises screw pillars 27 ', here four, designed to form screw passages.
  • the four screw pillars 27'b are aligned longitudinally.
  • Two screw pillars 27 ' are longitudinally between two branches 19', 33b, 35b.
  • the other two screw pillars 27 ' are located at the ends of this alignment.
  • the core 31 finally comprises two pipes 29 ', here U-shaped and flattened section, designed to form a portion of the lubricant flow backflow ducts. These conduits make it possible to circulate the lubricating fluid from the top of the cylinder head downwards.
  • Each of the tubes 29 ' is situated at one longitudinal end of the cores 21', 33 and 35.
  • Each of the tubings 29 ' has a first portion 29'a extending transversely above and in proximity to an upper face of the core of the upper coolant circuit, a second portion 29'b extending vertically to the rearward of the collector core 21 'and a third portion 29'c extending transversely below and near a lower face of the core of the lower coolant circuit.

Abstract

L'invention concerne une culasse (1) d'un moteur d'un véhicule automobile comprenant :- une face supérieure (5), une face inférieure (7), une face longitudinale avant (9), une face longitudinale arrière (11) et deux faces d'extrémité (13, 15) ;- un collecteur d'échappement (21) intégré réalisé en une seule pièce avec la culasse (1) et comprenant une pluralité de conduits d'échappement (19) qui sont raccordés à un plenum (23) qui s'étend transversalement dans une paroi transversale de la culasse (1), le plenum (23) débouchant par un orifice de sortie à l'extérieur de la culasse (1),- au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant réalisé dans la culasse (1) qui raccorde un orifice supérieur agencé au-dessus du collecteur (21) à un orifice inférieur agencé au-dessous du collecteur (21),caractérisé en ce que le au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant s'étend verticalement dans l'épaisseur de la culasse (1) entre le plenum (23) et une face externe de ladite paroi transversale de la culasse (1).The invention relates to a cylinder head (1) of an engine of a motor vehicle comprising: - an upper face (5), a lower face (7), a front longitudinal face (9), a rear longitudinal face (11) and two end faces (13, 15); - an integrated exhaust manifold (21) made in one piece with the cylinder head (1) and comprising a plurality of exhaust ducts (19) which are connected to a plenum (23) which extends transversely in a transverse wall of the cylinder head (1), the plenum (23) opening out through an outlet orifice outside the cylinder head (1), - at least one downcomer ( 29) of lubricating fluid produced in the cylinder head (1) which connects an upper orifice arranged above the manifold (21) to a lower orifice arranged below the manifold (21), characterized in that the at least one duct lowering (29) of lubricating fluid extends vertically in the thickness of the cylinder head (1) between the plenum (23 ) and an outer face of said transverse wall of the cylinder head (1).

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

L'invention concerne une culasse d'un moteur d'un véhicule automobile comprenant un collecteur d'échappement intégré à celle-ci.The invention relates to a cylinder head of an engine of a motor vehicle comprising an exhaust manifold integrated therewith.

ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTIONBACKGROUND ART OF THE INVENTION

Pour réduire la consommation et les émissions de CO2, il est nécessaire d'optimiser la masse du véhicule et notamment du moteur. Pour cela, il est connu de réduire l'encombrement des organes du moteur pour limiter au maximum les pertes de volume.To reduce the consumption and the CO 2 emissions, it is necessary to optimize the mass of the vehicle and in particular of the engine. For this, it is known to reduce the size of the engine components to minimize volume losses.

Classiquement, la culasse d'un moteur comprend des conduits d'échappement qui débouchent dans des conduits d'un collecteur d'échappement. Le collecteur d'échappement est relié à une ligne d'échappement du véhicule automobile par l'intermédiaire d'au moins un conduit de sortie.Conventionally, the cylinder head of an engine comprises exhaust pipes that open into conduits of an exhaust manifold. The exhaust manifold is connected to an exhaust line of the motor vehicle via at least one outlet duct.

Par ailleurs, afin de limiter les polluants contenus dans les gaz brûlés (dioxyde de carbone (CO2), monoxyde de carbone (CO), oxydes d'azote (NOx), hydrocarbures (HC), particules de suie (PM)), il est connu d'implanter des dispositifs de dépollution dans la ligne d'échappement. Ces dispositifs doivent atteindre le plus rapide possible leur température d'amorçage. Ces dispositifs doivent donc être placés au plus proche de la chambre de combustion de manière à bénéficier de la température élevée des gaz d'échappement.In addition, in order to limit the pollutants contained in the flue gases (carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), hydrocarbons (HC), soot particles (PM)), it is is known to implement pollution control devices in the exhaust line. These devices must reach their boot temperature as fast as possible. These devices must therefore be placed closer to the combustion chamber so as to benefit from the high temperature of the exhaust gas.

Pour réduire la masse et l'encombrement du moteur, il est ainsi connu d'intégrer directement le collecteur d'échappement dans la culasse du moteur. Cette intégration permet aussi de réduire la distance entre les dispositifs de dépollution et les chambres de combustion, permettant d'améliorer les performances des dispositifs de dépollution.To reduce the mass and size of the engine, it is thus known to directly integrate the exhaust manifold in the cylinder head of the engine. This integration also makes it possible to reduce the distance between the depollution devices and the combustion chambers, making it possible to improve the performance of the depollution devices.

On connaît déjà des collecteurs d'échappement qui sont partiellement ou totalement intégrés à la culasse du moteur, de façon à améliorer les échanges thermiques, à réduire considérablement l'encombrement et, par conséquent, les coûts.Exhaust manifolds that are partially or totally integrated with the engine cylinder head are already known, so as to improve the heat exchange, to reduce considerably the space requirement and, consequently, the costs.

Le document FR2 902 827 décrit par exemple un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne. Dans la culasse du moteur sont agencés des conduits d'échappement. Une première extrémité de chacun de ces conduits d'échappement est reliée à une chambre de combustion du moteur et la seconde extrémité débouche dans une cavité ou plenum d'un collecteur d'échappement intégré à la culasse.The document FR2 902 827 describes for example an exhaust system for an internal combustion engine. In the cylinder head of the engine are arranged exhaust ducts. A first end of each of these exhaust ducts is connected to a combustion chamber of the engine and the second end opens into a cavity or plenum of an exhaust manifold integrated with the cylinder head.

Le document FR2941 012 divulgue également une culasse avec un collecteur d'échappement intégré comportant un plenum. Dans ladite culasse sont agencés des conduits d'échappement reliant une chambre à combustion à une cavité ou plenum intégré dans la culasse, ledit plenum est prolongé par un conduit débouchant hors de la culasse.The document FR2941 012 also discloses a cylinder head with an integrated exhaust manifold having a plenum. In said cylinder head are arranged exhaust ducts connecting a combustion chamber to a cavity or plenum integrated in the cylinder head, said plenum is extended by a duct opening out of the cylinder head.

La réduction de l'encombrement est cependant limitée par la présence d'autres éléments, notamment les conduits de redescente d'huile qui comportent des conduites verticales qu'il convient de contourner ou les circuits de circulation d'eau, entourant le collecteur d'échappement.The reduction of the space requirement is, however, limited by the presence of other elements, in particular the oil downcomers which comprise vertical ducts that must be bypassed or the water circulation circuits surrounding the collector. exhaust.

Il existe donc un besoin d'une solution permettant de résoudre les inconvénients précédents, notamment de réduire l'encombrement de la culasse.There is therefore a need for a solution to overcome the above disadvantages, including reducing the size of the cylinder head.

BREF RESUME DE L'INVENTIONBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

L'invention propose à cet effet une culasse d'un moteur d'un véhicule automobile comprenant :

  • une face supérieure, une face inférieure, une face longitudinale avant, une face longitudinale arrière et deux faces d'extrémité ;
  • un collecteur d'échappement intégré réalisé en une seule pièce avec la culasse, comprenant une pluralité de conduits d'échappement qui sont raccordés à un plenum qui s'étend transversalement dans une paroi transversale de la culasse, le plenum débouchant par un orifice de sortie à l'extérieur de la culasse,
  • au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant réalisé dans la culasse qui raccorde un orifice supérieur agencé au-dessus du collecteur à un orifice inférieur agencé au-dessous du collecteur.
The invention proposes for this purpose a cylinder head of an engine of a motor vehicle comprising:
  • an upper face, a lower face, a longitudinal front face, a rear longitudinal face and two end faces;
  • an integrated exhaust manifold made in one piece with the cylinder head, comprising a plurality of exhaust ducts which are connected to a plenum which extends transversely in a transverse wall of the cylinder head, the plenum opening through an outlet port outside the breech,
  • at least one duct for depressing lubricant fluid in the cylinder head which connects an upper orifice arranged above the manifold to a lower orifice arranged below the manifold.

Le au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant s'étend verticalement dans l'épaisseur de la culasse, entre le plenum et une face externe de ladite paroi transversale de la culasse.The at least one lubricant fluid descent pipe extends vertically in the thickness of the cylinder head, between the plenum and an outer face of said transverse wall of the cylinder head.

Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être mis en oeuvre ensemble ou séparément :

  • le plenum débouche par un orifice de sortie unique,
  • le au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant présente au moins un coude de manière à contourner le plenum,
  • le au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant présente au moins un coude de manière à passer d'une face supérieure à une face inférieure du collecteur d'échappement en contournant le plenum,
  • la culasse comprend en outre un circuit d'eau supérieur et un circuit d'eau inférieur,
  • le au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant présente au moins un coude de manière à passer de la face supérieure à la face inférieure du collecteur en contournant le circuit d'eau supérieur,
  • la culasse comprend au moins un passage pour une vis de fixation traversant verticalement la culasse depuis la face supérieure jusqu'à la face inférieure de la culasse,
  • l'avant du plenum du collecteur d'échappement intégré est agencé à proximité du passage pour une vis de fixation,
  • au moins un passage pour une vis de fixation est transversalement compris entre deux conduits d'échappement,
  • le au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant présente une section de passage aplatie,
  • le collecteur d'échappement est disposé entre le circuit d'eau supérieur et le circuit d'eau inférieur,
  • le plenum est disposé entre le circuit d'eau supérieur et le circuit d'eau inférieur,
  • une première partie du au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant s'étend au-dessus et à proximité d'une face supérieure du circuit d'eau supérieur,
  • ladite première partie du conduit de redescente est connectée à une cavité de récupération d'huile de la culasse disposée au-dessus du circuit d'eau supérieur,
  • une seconde partie du au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant s'étend verticalement à côté du collecteur,
  • une seconde partie du au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant s'étend verticalement à l'arrière du collecteur,
  • une troisième partie du au moins un conduit de redescente de fluide lubrifiant s'étend au-dessous et à proximité d'une face inférieure du circuit d'eau inférieur.
  • le conduit de redescente s'étend vers le bas vers la face inférieure de la culasse,
  • le conduit de redescente est connecté à un conduit de récupération creusé dans le carter-cylindres.
According to various embodiments of the invention, which may be implemented together or separately:
  • the plenum opens with a single outlet,
  • the at least one lube fluid descent pipe has at least one elbow so as to bypass the plenum,
  • the at least one lubricant fluid descent pipe has at least one elbow so as to pass from an upper face to a lower face of the exhaust manifold bypassing the plenum,
  • the cylinder head further comprises an upper water circuit and a lower water circuit,
  • the at least one lubricant fluid descent pipe has at least one elbow so as to pass from the upper face to the lower face of the collector bypassing the upper water circuit,
  • the yoke comprises at least one passage for a fastening screw vertically traversing the bolt from the upper face to the lower face of the bolt,
  • the front of the plenum of the integrated exhaust manifold is arranged near the passage for a fixing screw,
  • at least one passage for a fixing screw is transversely between two exhaust ducts,
  • the at least one lubricant fluid descent pipe has a flattened passage section,
  • the exhaust manifold is disposed between the upper water circuit and the lower water circuit,
  • the plenum is arranged between the upper water circuit and the lower water circuit,
  • a first portion of the at least one lubricant fluid descent pipe extends above and in proximity to an upper face of the upper water circuit,
  • said first portion of the descent conduit is connected to an oil recovery cavity of the cylinder head disposed above the upper water circuit,
  • a second portion of the at least one lubricant fluid descent pipe extends vertically adjacent to the collector,
  • a second portion of the at least one lubricant fluid descent pipe extends vertically to the rear of the manifold,
  • a third portion of the at least one lubricant fluid descent pipe extends below and near a lower face of the lower water circuit.
  • the descending duct extends downwards towards the lower face of the bolt,
  • the descending duct is connected to a recovery duct dug in the crankcase.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

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 :

  • la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'une culasse de véhicule automobile selon l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la culasse de la figure 1 selon le plan de coupe 2-2 de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue en coupe transversale de la culasse de la figure 1 selon le plan de coupe 3-3 de la figure 1 ;
  • la figure 4 est une vue en perspective de noyaux utilisés pour réaliser plusieurs conduits dans une partie d'une culasse selon l'invention parmi lesquels un collecteur d'échappement, des circuits d'eau et des conduits de redescente d'huile.
Other features and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
  • the figure 1 is a perspective view from above of a motor vehicle cylinder head according to the invention;
  • the figure 2 is a longitudinal sectional view of the breech of the figure 1 according to the sectional plan 2-2 of the figure 1 ;
  • the figure 3 is a cross-sectional view of the breech of the figure 1 according to sectional plan 3-3 of the figure 1 ;
  • the figure 4 is a perspective view of cores used to make several ducts in a part of a cylinder head according to the invention among which an exhaust manifold, water circuits and oil down ducts.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURESDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.In the remainder of the description, elements having identical structure or similar functions will be designated by the same references.

Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative 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. Le plan horizontal est sensiblement parallèle à un plan de joint de la culasse avec le carter-cylindre. La direction verticale est utilisée à titre de repère géométrique sans rapport avec la direction de la gravité. La direction verticale est orthogonale au plan de joint de la culasse et orientée de bas en haut du carter-cylindres vers la culasse.In the remainder of the description, the longitudinal, vertical and transverse orientations indicated by the "L, V, T" trihedron of the figures will be adopted in a nonlimiting manner. We also define a horizontal plane that extends longitudinally and transversely. The horizontal plane is substantially parallel to a joint plane of the cylinder head with the crankcase. The vertical direction is used as a geometrical landmark unrelated to the direction of gravity. The vertical direction is orthogonal to the joint plane of the cylinder head and oriented from bottom to top of the crankcase to the cylinder head.

On définit une face avant correspondant à la face de la culasse en amont et une face arrière correspondant à la face de la culasse en aval, l'amont et l'aval étant définis par rapport au sens de circulation de l'air d'admission et des gaz d'échappement dans le système, depuis le point de prélèvement dans l'atmosphère jusqu'à la sortie des gaz par le conduit d'échappement.It defines a front face corresponding to the face of the cylinder head upstream and a rear face corresponding to the face of the cylinder head downstream, upstream and downstream being defined relative to the direction of flow of the intake air and exhaust gases in the system, from the sampling point in the atmosphere to the exit of the gases through the exhaust duct.

On définit aussi une face supérieure et une face inférieure définies par rapport à l'axe vertical.An upper face and a lower face defined with respect to the vertical axis are also defined.

Les figures 1 à 3 représentent une culasse 1 selon l'invention. Il s'agit ici, à titre non limitatif, d'une culasse pour un moteur à combustion à allumage commandé comportant trois cylindres en ligne. Néanmoins, l'invention s'applique aussi à tous autres types de moteurs, notamment un moteur à combustion avec n'importe quel nombre de cylindres. L'invention s'applique à des moteurs à combustion de véhicules automobiles.The Figures 1 to 3 represent a cylinder head 1 according to the invention. This is, without limitation, a cylinder head for a spark ignition engine with three cylinders in line. Nevertheless, the invention also applies to all other types of engines, including a combustion engine with any number of cylinders. The invention applies to combustion engines of motor vehicles.

La culasse 1 présente une forme globalement parallélépipédique. Elle est délimitée verticalement dans les deux sens par une face externe supérieure 5 et par une face externe inférieure 7. La culasse est délimitée longitudinalement dans les deux sens par deux faces externes d'extrémité 13, 15 et transversalement dans les deux sens par une face latérale externe avant 9 et une face latérale externe arrière 11.The cylinder head 1 has a generally parallelepiped shape. It is delimited vertically in both directions by an upper outer face 5 and a lower outer face 7. The yoke is delimited longitudinally in both directions by two outer end faces 13, 15 and transversely in both directions by one face external lateral front 9 and a rear external lateral face 11.

La face supérieure 5 est conçue de manière à recevoir un couvre culasse (non représenté) fermant le haut de la culasse 1. La face inférieure 7 est le plan de joint destiné à venir en appui contre un carter-cylindre (non-représenté) avec interposition d'un joint pour assurer l'étanchéité. La face inférieure 7 est notamment destinée à fermer des chambres de combustion (non représentées) des cylindres d'un carter-cylindres du moteur à combustion associé. La face avant 9 est destinée à être reliée à un répartiteur d'air (non représenté) extérieur à la culasse 1 et la face arrière 11 est destinée à être reliée à une ligne d'échappement (non représentée) extérieure à la culasse 1 pour évacuer les gaz d'échappement.The upper face 5 is designed to receive a cylinder head cover (not shown) closing the top of the cylinder head 1. The lower face 7 is the plane of the joint intended to bear against a crankcase (not shown) with interposition of a seal to seal. The lower face 7 is in particular intended to close combustion chambers (not shown) of the cylinders of a crankcase of the associated combustion engine. The front face 9 is intended to be connected to an air distributor (not shown) outside the cylinder head 1 and the rear face 11 is intended to be connected to an exhaust line (not shown) external to the cylinder head 1 for evacuate the exhaust.

La culasse 1 comprend des conduits d'admission 17 pour relier la face latérale avant 9 et notamment le répartiteur d'air aux chambres de combustion ainsi que des conduits d'échappement 19 qui relient les chambres de combustion à un collecteur d'échappement 21. Les conduits d'admission 17 et les conduits d'échappement 19 s'étendent transversalement dans l'épaisseur de la culasse 1. Ils sont situés de part et d'autre d'un plan longitudinal passant par un axe longitudinal A-A et l'axe des cylindres du moteur.The cylinder head 1 comprises intake ducts 17 for connecting the front side face 9 and in particular the air distributor to the combustion chambers as well as exhaust ducts 19 which connect the combustion chambers to an exhaust manifold. 21. The intake ducts 17 and the exhaust ducts 19 extend transversely in the thickness of the cylinder head 1. They are located on either side of a longitudinal plane passing through a longitudinal axis AA and the axis of the engine cylinders.

Chaque conduit d'admission 17 s'étend depuis une première extrémité 17a connectée à un orifice d'entrée (non représenté) jusqu'à une deuxième extrémité 17b connectée à une chambre de combustion.Each intake duct 17 extends from a first end 17a connected to an inlet port (not shown) to a second end 17b connected to a combustion chamber.

Chaque conduit d'échappement 19 s'étend depuis une première extrémité 19a connectée à une chambre de combustion, chaque chambre de combustion recevant deux conduits d'échappement 19 selon la figure 2, jusqu'à une deuxième extrémité 19b qui débouche dans un plenum 23 sous forme d'une rampe commune du collecteur d'échappement 21.Each exhaust duct 19 extends from a first end 19a connected to a combustion chamber, each combustion chamber receiving two exhaust ducts 19 according to the invention. figure 2 to a second end 19b which opens into a plenum 23 in the form of a common ramp of the exhaust manifold 21.

Les conduits d'admission 17 permettent d'acheminer l'air dans les chambres de combustion et les conduits d'échappement 19 permettent d'acheminer les gaz brulés des chambres de combustion vers le collecteur d'échappement 21 de manière à les évacuer vers l'extérieur du moteur.The intake ducts 17 make it possible to convey the air into the combustion chambers and the exhaust ducts 19 make it possible to convey the burnt gases from the combustion chambers to the exhaust manifold 21 so as to evacuate them to the combustion chamber. outside the engine.

Comme cela est visible à la figure 2, le collecteur d'échappement 21 est un collecteur d'échappement intégré à la culasse 1 et réalisé en une seule pièce avec celle-ci. Autrement dit, le collecteur d'échappement 21 est situé dans le volume formé par la culasse 1.As can be seen in figure 2 , the exhaust manifold 21 is an exhaust manifold integrated to the cylinder head 1 and made in one piece therewith. In other words, the exhaust manifold 21 is located in the volume formed by the cylinder head 1.

Le collecteur d'échappement 21 comprend ainsi le plenum 23 et une pluralité de conduits d'échappement 19 décrits ci-dessus. Dans l'exemple représenté aux figures, le plenum 23 se ramifie transversalement vers les chambres de combustion pour former chaque conduit d'échappement 19.The exhaust manifold 21 thus comprises the plenum 23 and a plurality of exhaust ducts 19 described above. In the example shown in the figures, the plenum 23 ramifies transversely towards the combustion chambers to form each exhaust duct 19.

Les conduits d'échappement 19 s'étendent transversalement dans l'épaisseur de la culasse 1 et le plenum 23 s'étend sensiblement longitudinalement dans la culasse 1. le plenum 23 débouche par un orifice de sortie 25, ici un orifice unique, conçu pour être relié à la ligne d'échappement. Le plenum 23 permet de relier les conduits d'échappement 19 dans lesquels arrivent les gaz d'échappement des chambres de combustion à l'orifice de sortie. L'orifice de sortie 25 est ici agencé longitudinalement au milieu du plenum 23.The exhaust ducts 19 extend transversely in the thickness of the cylinder head 1 and the plenum 23 extends substantially longitudinally in the cylinder head 1. the plenum 23 opens out through an outlet orifice 25, here a single orifice, designed to be connected to the exhaust line. The plenum 23 makes it possible to connect the exhaust ducts 19 in which the exhaust gases from the combustion chambers arrive at the outlet orifice. The outlet orifice 25 is here arranged longitudinally in the middle of the plenum 23.

Le plenum 23 jusqu'à l'orifice de sortie 25 formant le collecteur d'échappement, et les conduits d'échappement 19 sont donc creusés dans la culasse.The plenum 23 to the outlet 25 forming the exhaust manifold, and the exhaust ducts 19 are dug in the cylinder head.

Comme mentionné précédemment, la culasse 1 comprend les chambres de combustion qui sont alignées le long de l'axe A-A. Les chambres de combustion sont formées sous la face inférieure 7 de la culasse 1. Elles sont destinées à venir en regard d'alésages cylindriques (non représentés) du carter-cylindre. Selon la figure 2, chaque chambre de combustion coopère avec deux conduits d'admission 17 et deux conduits d'échappement 19.As previously mentioned, the yoke 1 comprises the combustion chambers which are aligned along the axis AA. The combustion chambers are formed under the lower face 7 of the cylinder head 1. They are intended to come opposite cylindrical bores (not shown) of the crankcase. According to figure 2 each combustion chamber cooperates with two intake ducts 17 and two exhaust ducts 19.

La culasse 1 comprend des passages 27 pour des vis de fixation d'axe vertical, le nombre de passages dans ce mode de réalisation est de huit. Les passages 27 traversent verticalement l'épaisseur de la culasse 1 depuis la face supérieure 5 jusqu'à la face inférieure 7 de la culasse 1. Les passages 27 sont alignés par quatre parallèlement à l'axe A-A de part et d'autre du plan longitudinal vertical passant par un axe longitudinal A-A et l'axe des cylindres du moteur.The yoke 1 includes passages 27 for vertical axis fastening screws, the number of passes in this embodiment is eight. The passages 27 traverse vertically the thickness of the yoke 1 from the upper face 5 to the lower face 7 of the yoke 1. The passages 27 are aligned by four parallel to the axis AA on either side of the plane vertical longitudinal axis passing through a longitudinal axis AA and the axis of the engine cylinders.

Ainsi, quatre passages 27 de vis sont alignés longitudinalement dans un plan vertical sécant avec les conduits d'admission 17, dont deux sont longitudinalement compris entre deux conduits d'admission 17 et les deux autres passages 27 sont situés aux extrémités de cet alignement.Thus, four screw passages 27 are aligned longitudinally in a vertical plane intersecting with the intake ducts 17, two of which are longitudinally between two inlet ducts 17 and the other two passages 27 are located at the ends of this alignment.

De façon similaire, quatre passages 27 sont alignés longitudinalement dans un plan vertical sécant avec les conduits d'échappement 19 du collecteur d'échappement 21. Deux passages 27 sont longitudinalement compris entre deux conduits d'échappement 19. Les deux autres passages 27 sont situés aux extrémités de cet alignement. L'avant du plenum 23 du collecteur d'échappement 21 intégré est agencé à proximité de ces quatre passages 27. Les passages 27 sont plus particulièrement interposés transversalement entre le plenum 23 et les premières extrémités des conduits 19 d'échappement.Similarly, four passages 27 are aligned longitudinally in a vertical plane intersecting with the exhaust ducts 19 of the exhaust manifold 21. Two passages 27 are longitudinally between two exhaust ducts 19. The other two passages 27 are located at the ends of this alignment. The front of the plenum 23 of the integrated exhaust manifold 21 is arranged near these four passages 27. The passages 27 are more particularly interposed transversely between the plenum 23 and the first ends of the exhaust pipes 19.

Les passages 27 sont traversés par des vis de fixation (non représentées) pour assurer l'assemblage et l'étanchéité entre la culasse 1 et le carter-cylindre.The passages 27 are crossed by fixing screws (not shown) to ensure the assembly and sealing between the cylinder head 1 and the crankcase.

La culasse 1 comporte un circuit de refroidissement dans lequel circule un liquide de refroidissement par exemple un liquide de refroidissement à base d'eau. Ce circuit comprend des conduits et des chambres dans lesquels circule le liquide de refroidissement pour refroidir la culasse, en particulier des zones de la culasse 1 ou des éléments de la culasse 1 dont la température peut être élevée.The cylinder head 1 comprises a cooling circuit in which circulates a cooling liquid for example a water-based cooling liquid. This circuit comprises ducts and chambers in which the coolant circulates to cool the cylinder head, in particular areas of the cylinder head 1 or elements of the cylinder head 1 whose temperature can be high.

Le circuit de refroidissement comprend notamment un circuit d'eau supérieur pour refroidir la partie supérieure de la culasse et un circuit d'eau inférieur destiné au refroidissement de la face inférieure de la culasse et la chambre de combustion. Le collecteur d'échappement 21 intégré est disposé verticalement entre le circuit d'eau supérieur et le circuit d'eau inférieur pour permettre son refroidissement. Ces circuits seront décrits plus en détails par la suite en référence à la figure 4.The cooling circuit includes in particular an upper water circuit for cooling the upper part of the cylinder head and a lower water circuit for cooling the lower face of the cylinder head and the combustion chamber. The integrated exhaust manifold 21 is disposed vertically between the upper water circuit and the lower water circuit to allow its cooling. These circuits will be described in more detail later with reference to the figure 4 .

La culasse 1 comprend un circuit de retour de fluide lubrifiant du moteur. Le fluide lubrifiant peut être de l'huile comme dans l'exemple représenté ici.The cylinder head 1 comprises a lubricant fluid return circuit of the engine. The lubricating fluid may be oil as in the example shown here.

Dans ce mode de réalisation, le circuit de retour de fluide lubrifiant comprend notamment deux conduits de redescente 29. Les conduits de redescente 29 traversent verticalement l'épaisseur de la culasse 1 depuis une cavité de récupération d'huile agencée au-dessus du circuit d'eau supérieur jusqu'à la face inférieure 7 de la culasse 1. Ladite cavité de récupération est adaptée pour collecter l'huile projetée ou diffusée dans la culasse pour lubrifier ou refroidir des éléments montés mobiles dans ladite culasse tels qu'un arbre à came. De manière préférentielle, chacun des conduits de redescente 29 est situé à une extrémité longitudinale du collecteur d'échappement 21 en dehors du collecteur d'échappement 21 notamment en dehors du plenum 23 afin de ne générer de pertes de charges à l'écoulement des gaz d'échappement dans le collecteur. Plus simplement, aucun des conduits de redescente 29 ne traverse le plenum 23 du collecteur d'échappement pour ne pas perturber l'écoulement des gaz brulés.In this embodiment, the lubricant fluid return circuit comprises in particular two downcomer ducts 29. The descent ducts 29 pass vertically through the thickness of the cylinder head 1 from an oil recovery cavity arranged above the cooling circuit. upper water up to the lower face 7 of the cylinder head 1. Said recovery cavity is adapted to collect the oil sprayed or diffused into the cylinder head to lubricate or cool moving mounted elements in said cylinder head such as a camshaft . Preferably, each of the descent ducts 29 is situated at a longitudinal end of the exhaust manifold 21 outside the exhaust manifold 21, in particular outside the plenum 23 in order to generate no losses in the flow of the gases. exhaust in the manifold. More simply, none of the descent ducts 29 passes through the plenum 23 of the exhaust manifold so as not to disturb the flow of the burnt gases.

Dans un autre mode de réalisation, les conduits de redescente 29 peuvent être situés vers l'arrière du collecteur d'échappement 21, notamment vers l'arrière du plenum 23.In another embodiment, the descent ducts 29 may be located towards the rear of the exhaust manifold 21, in particular towards the rear of the plenum 23.

Ainsi, pour passer de la cavité de récupération à la face inférieure 7 de la culasse 1, chaque conduit de redescente 29 peut présenter un coude de manière à contourner le plenum 23. Ainsi, comme illustré à la figure 4, chaque conduit de redescente 29 comprend une première partie 29a s'étendant transversalement au-dessus et à proximité d'une face supérieure du circuit d'eau supérieur, une seconde partie 29b s'étendant verticalement à côté du collecteur 21 et plus précisément entre le collecteur 21 et la face externe arrière 11 de la paroi transversale de la culasse, et une troisième partie (non représentée) s'étendant transversalement au-dessous et à proximité d'une face inférieure du circuit d'eau inférieur.Thus, to pass from the recovery cavity to the lower face 7 of the yoke 1, each descending conduit 29 may have a bend so as to bypass the plenum 23. Thus, as illustrated in FIG. figure 4 each downcomer 29 comprises a first portion 29a extending transversely above and near an upper face of the upper water circuit, a second portion 29b extending vertically adjacent to the manifold 21 and more specifically between the collector 21 and the rear outer face 11 of the transverse wall of the cylinder head, and a third portion (not shown) extending transversely below and near a lower face of the lower water circuit.

Comme visible à la figure 4, le conduit de redescente d'huile comporte un coude entre la première partie 29a transversale et la deuxième partie verticale 29b pour contourner le circuit d'eau supérieur.As visible at figure 4 , the oil return duct comprises a bend between the first portion 29a and the second vertical part 29b to bypass the upper water circuit.

On peut voir aussi que le conduit de redescente d'huile comporte un coude entre la deuxième partie verticale 29b et la troisième partie transversale pour contourner le circuit d'eau inférieur.It can also be seen that the oil descent pipe has a bend between the second vertical portion 29b and the third transverse portion to bypass the lower water circuit.

La seconde partie 29b verticale des conduits de redescente 29 est située à proximité d'un passage 27 de vis situé à l'extrémité de l'alignement de passages 27 de vis. La seconde partie est interposée transversalement dans l'épaisseur de la culasse entre le plenum 23 et la face arrière 11.The second vertical portion 29b of the descent ducts 29 is located near a screw passage 27 located at the end of the alignment of screw passages 27. The second part is interposed transversely in the thickness of the yoke between the plenum 23 and the rear face 11.

Avec une telle configuration des conduits de redescente 29, ceux-ci sont placés au plus près du collecteur d'échappement 21. Le compactage des éléments de la culasse 1 est ainsi amélioré et permet un gain de place conséquent en décalant transversalement le plenum 23 vers l'axe A-A par rapport à l'état de la technique.With such a configuration of the descent ducts 29, they are placed closer to the exhaust manifold 21. The compaction of the elements of the cylinder head 1 is thus improved and allows a significant space saving by shifting the plenum 23 transversely to the AA axis compared to the state of the art.

Pour gagner en compactage, les conduits de redescente 29 de fluide lubrifiant peuvent présenter une section de passage aplatie, comme cela est par exemple visible à la figure 4.To gain compaction, the downcomer ducts 29 of lubricating fluid may have a flattened section of passage, as is visible for example in the figure 4 .

Une culasse 1 telle que celle représentée ici est généralement réalisée en alliage d'aluminium par moulage en utilisant par exemple des noyaux de sable (figure 4) et des empreintes métalliques. Les noyaux sont utilisés pour réaliser les conduits à l'intérieur de la culasse 1 pendant son moulage.A cylinder head 1 such as that represented here is generally made of aluminum alloy by molding using, for example, sand cores ( figure 4 ) and metal prints. The cores are used to make the ducts inside the cylinder head 1 during its molding.

La figure 4 représente un ensemble de noyaux 31 utilisés pour obtenir une partie d'une culasse selon l'invention, plus précisément une partie arrière de la culasse comprenant un collecteur d'échappement intégré. Les noyaux représentent, en négatif, l'agencement des différents conduits dans la culasse. Ils permettent ainsi de représenter plus clairement l'agencement des différents conduits les uns par rapport aux autres.The figure 4 represents a set of cores 31 used to obtain a part of a cylinder head according to the invention, more specifically a rear part of the cylinder head comprising an integrated exhaust manifold. The cores represent, in negative, the arrangement of the different ducts in the cylinder head. They thus make it possible to more clearly represent the arrangement of the different conduits with respect to each other.

Ainsi, les parties solides du noyau permettent d'obtenir les cavités et les conduits de la culasse lors de son moulage. Pour faciliter la compréhension et la lecture, les parties solides du noyau portent les mêmes références agrémentées d'un prime que les éléments de la culasse obtenus à partir de ces parties solides.Thus, the solid parts of the core make it possible to obtain the cavities and the ducts of the cylinder head during its molding. To facilitate comprehension and reading, the solid parts of the core bear the same references embellished with a premium as the elements of the cylinder head obtained from these solid parts.

Le noyau 31 comprend une partie supérieure, dite noyau de liquide de refroidissement supérieur 33, correspondant à une partie du circuit d'eau supérieur et une partie inférieure, dite noyau de liquide de refroidissement inférieur 35, correspondant à une partie du circuit d'eau inférieur. Une troisième partie, dite noyau de collecteur 21', est intercalée entre ces deux noyaux supérieur 33 et inférieur 35, elle correspond au collecteur d'échappement intégré.The core 31 comprises an upper portion, said upper coolant core 33, corresponding to a portion of the upper water circuit and a lower portion, said lower coolant core 35, corresponding to a portion of the water circuit inferior. A third part, called collector core 21 ', is interposed between these two upper 33 and lower 35 cores, it corresponds to the integrated exhaust manifold.

Dans la figure 4, la partie visible 23' du noyau du collecteur 21' s'étend longitudinalement et correspond au plenum 23. Cette partie 23' présente une excroissance 25' agencée longitudinalement au milieu de la partie 23'. La section d'extrémité de cette excroissance 25' correspond à l'orifice de sortie du collecteur conçu pour être relié à la ligne d'échappement. A l'opposé, la partie visible 23' se ramifie transversalement de manière à ce que les ramifications 19' forment les conduits d'échappement du collecteur d'échappement.In the figure 4 , the visible portion 23 'of the core of the collector 21' extends longitudinally and corresponds to the plenum 23. This portion 23 'has a protrusion 25' arranged longitudinally in the middle of the portion 23 '. The end section of this protuberance 25 'corresponds to the outlet orifice of the collector designed to be connected to the exhaust line. In contrast, the visible portion 23 'ramifies transversely so that the branches 19' form the exhaust ducts of the exhaust manifold.

Le noyau de liquide de refroidissement supérieur 33 comprend une partie plane 33a s'étendant longitudinalement au-dessus de la partie visible 23' du collecteur. La forme générale de la section longitudinale de cette partie plane 33a est similaire à celle du collecteur et comprend ainsi des ramifications 33b. Cette partie plane 33a correspond à une cavité dans laquelle circule le liquide de refroidissement pour refroidir le collecteur d'échappement. Le noyau de liquide de refroidissement supérieur 33 comprend aussi des extensions 33c dans le prolongement des ramifications 33b de la partie plane 33a et s'étendant vers l'avant du noyau 31 pour former des chambres dans lesquelles circulent le liquide de refroidissement pour refroidir les chambres de combustion de la culasse, par exemple.The upper coolant core 33 includes a flat portion 33a extending longitudinally over the visible portion 23 'of the manifold. The general shape of the longitudinal section of this flat portion 33a is similar to that of the collector and thus comprises ramifications 33b. This plane portion 33a corresponds to a cavity in which the cooling liquid circulates to cool the exhaust manifold. The upper coolant core 33 also includes extensions 33c extending from the branches 33b of the flat portion 33a and extending forwardly of the core 31 to form chambers in which coolant circulates to cool the chambers. of the combustion of the cylinder head, for example.

De façon semblable, le noyau de liquide de refroidissement inférieur 35 comprend une partie plane 35a s'étendant longitudinalement au-dessus de la partie visible 23' du collecteur et des extensions 35c.Similarly, the lower coolant core 35 includes a flat portion 35a extending longitudinally over the visible portion 23 'of the manifold and extensions 35c.

Le noyau de liquide de refroidissement supérieur 33 et le noyau de liquide de refroidissement inférieur 35 comprennent chacun des saillies 33c, 35c conçues pour former des zones de contact entre les deux noyaux de liquide de refroidissement 33, 35 de manière à créer une communication fluidique entre les circuits de liquide de refroidissement supérieur et inférieur.The upper coolant core 33 and the lower coolant core 35 each comprise projections 33c, 35c designed to form contact zones between the two coolant cores 33, 35 so as to create fluid communication between the two coolant cores 33, 35c. the upper and lower coolant circuits.

Le noyau 31 comprend aussi des piliers de vis 27', ici quatre, conçus pour former des passages de vis. Les quatre piliers de vis 27'b sont alignés longitudinalement. Deux piliers de vis 27' sont longitudinalement compris entre deux ramifications 19', 33b, 35b. Les deux autres piliers de vis 27' sont situés aux extrémités de cet alignement.The core 31 also comprises screw pillars 27 ', here four, designed to form screw passages. The four screw pillars 27'b are aligned longitudinally. Two screw pillars 27 'are longitudinally between two branches 19', 33b, 35b. The other two screw pillars 27 'are located at the ends of this alignment.

Le noyau 31 comprend enfin deux tubulures 29', ici en forme de U et de section aplatie, conçues pour former une partie des conduits de redescente de fluide lubrifiant. Ces conduits permettent de faire circuler le fluide lubrifiant du haut de la culasse vers le bas. Chacune des tubulures 29' est située à une extrémité longitudinale des noyaux 21', 33 et 35.The core 31 finally comprises two pipes 29 ', here U-shaped and flattened section, designed to form a portion of the lubricant flow backflow ducts. These conduits make it possible to circulate the lubricating fluid from the top of the cylinder head downwards. Each of the tubes 29 'is situated at one longitudinal end of the cores 21', 33 and 35.

Chacune des tubulures 29' présente une première partie 29'a s'étendant transversalement au-dessus et à proximité d'une face supérieure du noyau du circuit de liquide de refroidissement supérieur, une seconde partie 29'b s'étendant verticalement à l'arrière du noyau du collecteur 21' et une troisième partie 29'c s'étendant transversalement au-dessous et à proximité d'une face inférieure du noyau du circuit de liquide de refroidissement inférieur.Each of the tubings 29 'has a first portion 29'a extending transversely above and in proximity to an upper face of the core of the upper coolant circuit, a second portion 29'b extending vertically to the rearward of the collector core 21 'and a third portion 29'c extending transversely below and near a lower face of the core of the lower coolant circuit.

Claims (8)

Culasse (1) d'un moteur d'un véhicule automobile comprenant : - une face supérieure (5), une face inférieure (7), une face longitudinale avant (9), une face longitudinale arrière (11) et deux faces d'extrémité (13, 15) ; - un collecteur d'échappement (21) intégré réalisé en une seule pièce avec la culasse (1) et comprenant une pluralité de conduits d'échappement (19) qui sont raccordés à un plenum (23) qui s'étend transversalement dans une paroi transversale de la culasse (1), le plenum (23) débouchant par un orifice de sortie à l'extérieur de la culasse (1), - au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant réalisé dans la culasse (1) qui raccorde un orifice supérieur agencé au-dessus du collecteur (21) à un orifice inférieur agencé au-dessous du collecteur (21), caractérisé en ce que le au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant s'étend verticalement dans l'épaisseur de la culasse (1) entre le plenum (23) et une face externe de ladite paroi transversale de la culasse (1).Cylinder head (1) of an engine of a motor vehicle comprising: an upper face (5), a lower face (7), a longitudinal front face (9), a rear longitudinal face (11) and two end faces (13, 15); an integrated exhaust manifold (21) made in one piece with the cylinder head (1) and comprising a plurality of exhaust ducts (19) which are connected to a plenum (23) which extends transversely in a wall cross-section of the cylinder head (1), the plenum (23) opening through an outlet orifice outside the cylinder head (1), at least one lubricant lowering duct (29) formed in the cylinder head (1) which connects an upper orifice arranged above the manifold (21) to a lower orifice arranged below the manifold (21), characterized in that the at least one lubricant flowing duct (29) extends vertically in the thickness of the yoke (1) between the plenum (23) and an outer face of said transverse wall of the cylinder head (1). ). Culasse (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant présente au moins un coude de manière à contourner le plenum (23).Cylinder head (1) according to the preceding claim, wherein the at least one duct downward (29) lubricant fluid has at least one elbow so as to bypass the plenum (23). Culasse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le collecteur d'échappement (21) est agencé entre un circuit d'eau supérieur et un circuit d'eau inférieur.A cylinder head (1) according to any one of the preceding claims, wherein the exhaust manifold (21) is arranged between an upper water circuit and a lower water circuit. Culasse (1) selon la revendication 3 caractérisée en ce que le au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant présente au moins un coude de manière à passer de la face supérieure (5) à la face inférieure (7) du collecteur (21) en contournant le circuit d'eau supérieur.Cylinder head (1) according to claim 3 characterized in that the at least one duct (30) for lowering lubricant fluid has at least one elbow so as to pass from the upper face (5) to the lower face (7) of the collector (21) bypassing the upper water circuit. Culasse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un passage (27) pour une vis de fixation traversant verticalement la culasse (1) depuis la face supérieure (5) jusqu'à la face inférieure (7) de la culasse (1), l'avant du plenum (23) du collecteur d'échappement (21) intégré étant agencé à proximité du passage (27).Cylinder head (1) according to any one of the preceding claims, comprising at least one passage (27) for a fastening screw passing vertically through the cylinder head (1) from the upper face (5) to the lower face (7) of the cylinder head (1), the front of the plenum (23) of the integrated exhaust manifold (21) being arranged near the passage (27). Culasse (1) selon la revendications précédente, dans laquelle au moins un passage (27) pour une vis de fixation est transversalement compris entre deux conduits d'échappement (19).Cylinder head (1) according to the preceding claim, wherein at least one passage (27) for a fixing screw is transversely between two exhaust ducts (19). Culasse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant présente une section de passage aplatie.Cylinder head (1) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one lubricant lowering duct (29) has a flattened passage section. Culasse (1) selon la revendication 3, dans lequel une première partie (29a) du au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant s'étend au-dessus et à proximité d'une face supérieure du circuit d'eau supérieur, une seconde partie (29b) du au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant s'étend à l'arrière du collecteur (21) et une troisième partie du au moins un conduit de redescente (29) de fluide lubrifiant s'étend au-dessous et à proximité d'une face inférieure du circuit d'eau inférieur.Cylinder head (1) according to claim 3, wherein a first portion (29a) of the at least one lubricant lowering duct (29) extends over and near an upper face of the upper water circuit a second portion (29b) of the at least one lubricant lowering duct (29) extends to the rear of the manifold (21) and a third portion of the at least one lubricant lowering duct (29) extends below and near a lower face of the lower water circuit.
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