FR2955618A1

FR2955618A1 - Culasse de moteur a combustion interne comportant un circuit de refroidissement

Info

Publication number: FR2955618A1
Application number: FR1050511A
Authority: FR
Inventors: Jerome Escriva; Bruno Blanc; Herve Pohier; Norbert Lartigue
Original assignee: Societe Motorisations Aeronautiques SA
Current assignee: STRATORY HOLDING GMBH, DE
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-07-29
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: AT509532B1; DE102011009513B4; AT509532A1; CN102135048B; US8596239B2; CN102135048A; FR2955618B1; DE102011009513A1; US20110220043A1

Abstract

La présente invention concerne une culasse (10) de moteur à combustion interne dans laquelle est ménagé un circuit de refroidissement (30) apte à la circulation d'un fluide de refroidissement, ladite culasse (10) comportant un conduit d'échappement (12) débouchant sur une cavité circulaire d'échappement (14), un siège de soupape d'échappement (22) assemblé dans ladite cavité circulaire d'échappement (14), ledit siège de soupape d'échappement (22) comportant une gorge annulaire périphérique (28) ménagé sur son pourtour (24). Ladite gorge annulaire périphérique (28) entourant ledit siège de soupape d'échappement (22) comporte une section de forme ondulée apte au passage dudit fluide de refroidissement, ladite section étant formée par un premier évidement (44), un bossage (45) et un deuxième évidement (46).

Description

CULASSE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE COMPORTANT UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT

La présente invention concerne une culasse de moteur à combustion interne comportant un circuit de refroidissement, notamment par huile. Le domaine de l'invention est celui des moteurs à combustion interne refroidis par un circuit d'huile, et notamment celui des moteurs utilisés dans le domaine de l'aéronautique. L'invention concerne plus particulièrement le refroidissement par huile d'une culasse et des sièges de soupape d'un moteur à combustion interne. Les moteurs à combustion interne comportent, d'une façon générale, une chambre de combustion formée par un cylindre dans lequel un piston coulisse selon un mouvement rectiligne régulier. Ce mouvement rectiligne est ensuite transformé en rotation par l'intermédiaire d'une bielle reliant le piston à un vilebrequin. Chaque cylindre est fermé dans sa partie supérieure par une culasse comportant au moins deux soupapes : - une soupape d'admission permettant l'admission de l'air comburant dans la chambre de combustion via un conduit d'admission ménagé dans la culasse ; - une soupape d'échappement permettant l'évacuation des gaz brulés de la chambre de combustion vers l'échappement via un conduit d'échappement ménagé également dans la culasse. D'une façon générale, la culasse comporte également au moins deux sièges de soupape, un siège d'admission et un siège d'échappement, sur lesquels les soupapes viennent en contact dans leur position de repos afin d'isoler les conduits de la chambre de combustion. Les sièges de soupape sont des pièces jouant un rôle important dans les moteurs à combustion. En effet, si le contact siège/soupape n'est pas parfait, c'est-à-dire mauvaise position des soupapes sur le siège ou défaut d'usinage des sièges, des fuites au niveau des soupapes peuvent apparaître dégradant le taux de compression du moteur, et donc son rendement, sa puissance, son niveau d'émission de gaz polluants ainsi que sa durée de vie.

Lors du fonctionnement du moteur, le piston comprime le mélange d'air/carburant injecté dans la chambre de combustion en vue de le faire exploser ; l'initiation de la combustion peut se faire par une étincelle dans le cas d'un moteur à allumage commandé ou par auto-allumage en fonction de la pression cylindre.

L'énergie thermique issue de l'explosion se transforme en énergie mécanique permettant ainsi au piston d'avoir un mouvement alternatif rectiligne dans le cylindre entre une position haute et une position basse. Du fait de l'explosion du mélange air/carburant dans la chambre de combustion du moteur, le piston, les sièges de soupape et la culasse sont soumis à de fortes contraintes thermiques, ces pièces étant directement en contact avec le mélange de gaz enflammé dans la chambre. Les sièges de soupape subissent d'importantes contraintes thermiques, et notamment les sièges de soupape d'échappement qui ne sont pas refroidis par l'air frais, contrairement aux sièges de soupape d'admission qui sont refroidis par l'air lors du cycle d'admission. Ainsi, lors du fonctionnement du moteur, la température de la culasse est de l'ordre de 220°C alors que la température des sièges de soupape peut atteindre près de 400°C. Afin de préserver les différents éléments constituant le moteur, il est donc nécessaire de prévoir des refroidissements de ces pièces. Le refroidissement de la culasse, et notamment de la partie en contact avec le mélange de gaz enflammé, est assuré par une circulation d'huile autour des deux sièges de soupape de la culasse. L'huile de refroidissement circule typiquement dans un circuit réalisé notamment par deux usinages distincts : l'usinage d'une première gorge côté culasse et l'usinage d'une deuxième gorge côté siège de soupape, le circuit d'huile étant formé lors de l'assemblage par frettage des sièges de soupape dans la culasse.

Cependant, les circuits de refroidissement par huile connus ne permettent pas de refroidir suffisamment la culasse et les sièges de soupape. De plus la répartition du refroidissement n'est pas optimisée au niveau des points les plus chauds de la culasse et des sièges de soupape, ce qui limite la durée de vie des pièces.

Dans ce contexte, l'invention vise à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus et à proposer une culasse de moteur à combustion interne comportant un circuit de refroidissement permettant d'améliorer le refroidissement de la culasse et des sièges de soupape par un circuit de refroidissement optimisé.

A cette fin, l'invention propose une culasse de moteur à combustion interne dans laquelle est ménagé un circuit de refroidissement apte à la circulation d'un fluide de refroidissement, ladite culasse comportant : - un conduit d'échappement débouchant sur une cavité circulaire d'échappement, - un siège de soupape d'échappement assemblé dans ladite cavité circulaire d'échappement, ledit siège de soupape d'échappement comportant une gorge annulaire périphérique ménagé sur son pourtour, ladite gorge annulaire périphérique entourant ledit siège de soupape d'échappement comportant une section de forme ondulée apte au passage dudit fluide de refroidissement, ladite section étant formée par un premier évidement, un bossage et un deuxième évidement. L'invention est particulièrement bien adaptée aux moteurs à combustion interne comportant pour chaque cylindre du moteur une culasse dédiée, tels que par exemple les moteurs d'avion. Toutefois, l'invention est également applicable aux moteurs à combustion interne comportant une culasse unique recouvrant l'ensemble des cylindres du moteur, tels que par exemple les moteurs de véhicule automobile.

Selon un mode avantageux de l'invention, le fluide de refroidissement est de l'huile de refroidissement. Grâce à l'invention, l'efficacité du refroidissement, notamment par huile, de la culasse et du siège de soupape d'échappement est améliorée en proposant un circuit de refroidissement présentant au moins une surface d'échange optimisée de forme ondulée permettant ainsi d'optimiser les échanges de chaleur entre les pièces et le fluide de refroidissement lors du fonctionnement du moteur. Grâce à l'invention, la culasse du moteur, et plus particulièrement le siège de soupape d'échappement, sont mieux refroidis en fonctionnement ce qui garantie une amélioration de la durée de vie de telles pièces. La culasse selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - ladite cavité circulaire d'échappement dudit conduit d'échappement comporte sur son pourtour une gorge annulaire périphérique, ladite gorge annulaire périphérique et ladite gorge annulaire périphérique dudit siège de soupape d'échappement constituent un conduit périphérique autour dudit siège de soupape d'échappement par l'assemblage dudit siège de soupape d'échappement dans ladite cavité circulaire d'échappement, ledit conduit périphérique étant apte à la circulation dudit fluide de refroidissement ; - ladite gorge annulaire périphérique de ladite cavité circulaire d'échappement présente une section de forme hémicirculaire ou de forme ondulée formée par l'alternance d'un premier évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement ; - ladite section dudit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'échappement varie autour dudit siège de soupape d'échappement ; - ladite section dudit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'échappement varie entre 24mm2 et 36mm2 autour dudit siège de soupape d'échappement ; - ladite culasse comporte : - un conduit d'admission débouchant sur une cavité circulaire d'admission, - un siège de soupape d'admission assemblé dans ladite cavité circulaire d'admission, ledit siège de soupape d'admission comportant une gorge annulaire périphérique ménagé sur son pourtour, ladite gorge annulaire périphérique entourant ledit siège de soupape d'admission comportant une section de forme ondulée apte au passage dudit fluide de refroidissement, ladite section étant formée par un premier évidement, un bossage et un deuxième évidement ; - ladite cavité circulaire d'admission dudit conduit d'admission comporte sur son pourtour une gorge annulaire périphérique, ladite gorge annulaire périphérique et ladite gorge annulaire périphérique dudit siège de soupape d'admission constituent un conduit périphérique autour dudit siège de soupape d'admission par l'assemblage dudit siège de soupape d'admission dans ladite cavité circulaire d'admission, ledit conduit périphérique étant apte à la circulation dudit fluide de refroidissement ; - ladite gorge annulaire périphérique de ladite cavité circulaire d'admission présente une section de forme hémicirculaire ou de forme ondulée formée par l'alternance d'un premier évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement ; - ladite section dudit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'admission varie autour dudit siège de soupape d'admission ; - ladite section dudit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'admission varie entre 6mm2 et 21 mm2 autour dudit siège de soupape d'admission ; - ledit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'échappement et ledit conduit périphérique entourant ledit siège de soupape d'admission communiquent au moyen d'un conduit de raccord ; - ladite culasse comporte une première entrée de fluide de refroidissement froid, une deuxième entrée de fluide de refroidissement froid, et une sortie de fluide de refroidissement échauffé, ladite deuxième entrée communiquant avec ledit conduit de raccord. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 illustre une vue en perspective d'une culasse d'un moteur à combustion interne selon l'invention (les sièges de soupape n'étant pas représentés sur cette figure pour permettre une meilleur lisibilité) ; - la figure 2 illustre une vue en coupe selon un premier plan AA' illustrée à la figure 1 d'une culasse selon l'invention comportant les sièges de soupape et faisant apparaître un circuit de refroidissement ; - la figure 3 illustre une deuxième vue en coupe selon un deuxième plan BB' illustré à la figure 1 d'une culasse selon l'invention comportant les sièges de soupape ; - la figure 4 illustre de façon plus détaillée le circuit de refroidissement par huile de la culasse selon l'invention au niveau de la soupape d'admission ; - la figure 5 illustre de façon plus détaillée le circuit de refroidissement par huile de la culasse selon l'invention au niveau de la soupape d'échappement. Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence sauf précision contraire. La figure 1 illustre une vue en perspective d'une culasse 10 d'un moteur à combustion interne, tel qu'un moteur utilisé dans le domaine de l'aéronautique. La figure 2 est une vue en coupe de la culasse 10 selon un premier plan de coupe AA' sensiblement parallèle au plan de joint 11 de la culasse 10, représenté à la figure 1. La figure 3 est une deuxième vue en coupe de la culasse 10 selon un deuxième plan de coupe BB' illustré à la figure 1 mettant en évidence les sections des conduits circulaires d'admission et d'échappement dans lesquelles le fluide de refroidissement circule autour des sièges de soupape. La culasse 10 illustrée correspond à une culasse d'un moteur à combustion interne dans lequel chaque cylindre du moteur comporte une culasse dédiée. La culasse 10 est apte à fermer la partie supérieure d'une chambre de combustion (non représentée) formée par un cylindre dans lequel un piston coulisse de façon à faire varier le volume de la chambre de combustion. A cet effet, la face d'appui 11 de la culasse 10 représente le plan de joint entre la culasse 10 et le bloc moteur (non représenté) comportant la chambre de combustion. La culasse 10 comporte : - un conduit d'admission 13 traversant la culasse 10 débouchant sur une chapelle d'admission 15 formant une cavité circulaire en regard avec la chambre de combustion (non représentée) ; - un conduit d'échappement 12 traversant également la culasse 10 et débouchant sur une chapelle d'échappement 14 formant une cavité circulaire en regard avec la chambre de combustion (non représentée).

Le conduit d'admission 13 permet d'alimenter la chambre de combustion avec un mélange d'air comburant au moyen d'une soupape d'admission (non représentée) mobile entre une position ouverte permettant l'admission de l'air comburant dans la chambre de combustion, et une position fermée, dans laquelle la soupape d'admission est en appui contre un siège de soupape d'admission 23. Le conduit d'échappement 12 est apte à évacuer les gaz brulés issus de la combustion dans la chambre de combustion au moyen d'une soupape d'échappement (non représentée) mobile entre une position ouverte permettant l'échappement des gaz brulés vers la pipe échappement, et une position fermée, dans laquelle la soupape d'échappement est en appui contre un siège de soupape d'échappement 22. Les sièges de soupape 22, 23 sont frettés respectivement dans les chapelles 14, 15 et comportent un profil interne sensiblement conique au niveau de leur extrémité située en regard de la chambre de combustion sur lequel la soupape vient s'appuyer lorsqu'elle se trouve en position fermée. La culasse 10 est refroidie par air au moyen d'une pluralité d'ailettes de refroidissement 3 et par un fluide de refroidissement, typiquement de l'huile, au moyen d'un circuit de refroidissement 30 ménagé dans la culasse 10 et entourant notamment les sièges de soupape 22, 23 ; le circuit de refroidissement 30 permet de refroidir les zones les plus chaudes de la culasse 10 en contact avec le mélange de gaz enflammé dans la chambre de combustion. Le circuit de refroidissement 30, ou circuit d'huile, permet d'assurer un refroidissement de la culasse, notamment autour du siège d'admission 23 et du siège d'échappement 22 par la circulation de l'huile de refroidissement. Autour des sièges de soupape 22, 23, le circuit d'huile 30 est formé par l'assemblage d'une première gorge annulaire 19, 18 usinée respectivement à l'intérieur de la chapelle d'admission 15 et de la chapelle d'échappement 14 et d'une deuxième gorge annulaire 29, 28 usinée respectivement sur le pourtour du siège de soupape d'admission 23 et sur le pourtour du siège de soupape d'échappement 22. Ainsi, lors de l'assemblage par frettage des sièges de soupapes 22, 23 à l'intérieur des chapelles 14, 15 de la culasse, l'association des gorges annulaires 18, 19 des chapelles 14, 15 avec les gorges annulaires 28, 29 des sièges 22, 23 forme des conduits périphériques 26, 27 autour des sièges de soupape 22, 23 dans lesquels l'huile de refroidissement circule de façon à refroidir les sièges de soupape 22, 23 et la culasse 10. La figure 2 illustre particulièrement l'ensemble du circuit d'huile 30 traversant la culasse 10. Le circuit d'huile 10 comporte : - un premier conduit d'entrée 31 d'huile de refroidissement permettant l'acheminement d'une huile de refroidissement « froide » jusqu'au conduit périphérique 27 entourant le siège d'admission 23 ; - un conduit de raccord 32 coudé raccordant le conduit périphérique 27 d'admission au conduit périphérique 26 d'échappement entourant le siège d'échappement 22, le conduit de raccord 32 étant raccordé à un deuxième conduit d'entrée 33 d'huile de refroidissement « froide »; - un conduit de sortie 34 permettant l'évacuation de l'huile de refroidissement « chaude » échauffée au contact des parois de la culasse 10 et des sièges de soupape 22, 23. Le sens de circulation de l'huile de refroidissement à l'intérieur du circuit de refroidissement est représenté par une série de flèches sur la figure 2. Afin de refroidir correctement les sièges de soupape 22 et 23 et plus particulièrement le siège de soupape d'échappement 22 subissant les contraintes thermiques les plus importantes, le conduit périphérique 26 du circuit d'huile 30 autour du siège de soupape d'échappement 22 comporte une section de passage d'huile plus importante que le conduit périphérique 27 entourant le siège de soupape d'admission permettant ainsi d'augmenter le débit d'huile de refroidissement autour du siège d'échappement. De plus, le circuit d'huile 30 comporte une deuxième entrée d'huile 33 qui combinée à la section optimisée du conduit périphérique 26 permet d'augmenter le débit d'huile circulant dans le conduit périphérique d'échappement 26. La deuxième entrée 33 d'huile de refroidissement permet de refroidir la température de l'huile dans le circuit 30 par l'introduction d'une huile plus « froide » que l'huile provenant du circuit 30 amont échauffée au contact des parois du siège de soupape d'admission 23 et de la culasse 10. Ainsi, la deuxième entrée 33 d'huile de refroidissement permet d'optimiser l'efficacité du refroidissement du siège d'échappement 22 et de la culasse 10 autour du siège d'échappement 22. Lors du fonctionnement du moteur, la température de la culasse 10 n'est pas homogène, elle varie en fonction de la proximité avec la chambre de combustion. Ainsi, la zone la plus chaude de la culasse 10 se situe sensiblement entre le conduit d'échappement 12 et le conduit d'admission 13, le point le plus chaud étant symbolisé sur la figure 2 par la zone hachurée référencée 1. La température de la culasse 10 au voisinage de cette zone 1 est de l'ordre de 220°C. En revanche, les sièges de soupape atteignent une température de l'ordre de 400°C à proximité de cette zone 1. Afin d'homogénéiser la température de la culasse 10 autour des sièges de soupape 22, 23 et afin de refroidir avantageusement les zones les plus chaudes, les conduits périphériques 26, 27 comportent des sections de passage d'huile qui varient autour du siège de soupape en fonction des zones chaudes et des zones froides de la culasse 10. Ainsi, les conduits périphériques 26, 27 selon l'invention ont une section plus importante près de la zone 1 permettant d'augmenter le volume de passage d'huile ainsi que la surface d'échange de chaleur. Cette variation de section des conduits périphériques 26, 27 sur le pourtour des sièges de soupape 22, 23 permet notamment d'homogénéiser la température de la culasse 10 et des sièges de soupape 22, 23 en évitant la présence d'écart de température important dans la culasse. On entend par zone chaude, les zones de la culasse atteignant une température sensiblement de l'ordre de 200°C. On entend par zone froide, les zones de la culasse atteignant une température sensiblement de l'ordre de 100°C. Ainsi, selon un mode avantageux de l'invention, la section du conduit périphérique d'admission 27 permettant la circulation de l'huile de refroidissement autour du siège de soupape d'admission 23 varie entre 6mm2 et 21 mm2 autour du siège de soupape d'admission 23. La section la plus importante du conduit périphérique d'admission 27 est située à proximité des zones les plus chaudes de la culasse 10 et du siège de soupape d'admission 23, comme illustré à la figure 2.

Selon le mode avantageux de l'invention, la section du conduit périphérique d'échappement 26 permettant la circulation de l'huile de refroidissement autour du siège de soupape d'échappement 22 varie entre 24mm2 et 36mm2 autour du siège de soupape d'échappement 22. La section la plus importante du conduit périphérique d'échappement 26 est située à proximité des zones les plus chaudes de la culasse 10 et du siège de soupape d'échappement 22, comme illustré à la figure 2. Les valeurs de section des conduits périphériques 26, 27 sont données à titre indicatif et ne sont pas limitatives au mode de réalisation décrit.

Le conduit périphérique d'échappement 26 comporte une section de passage d'huile plus importante que la section de passage d'huile du conduit périphérique d'admission 27 permettant ainsi d'obtenir une capacité de refroidissement du siège d'échappement plus importante, le siège d'échappement supportant les contraintes thermiques les plus importantes lors du fonctionnement du moteur. Les figures 4 et 5 sont des vues détaillées de la figure 3 illustrant plus précisément les sections des conduits périphériques d'admission 27 et d'échappement 26 dans lesquels l'huile de refroidissement circule autour des sièges de soupape 22, 23. Le conduit périphérique d'admission 27 est formé par la combinaison de la gorge annulaire périphérique 29 du siège de soupape d'admission et de la gorge annulaire 19 de la chapelle d'admission 15 de la culasse 10. Le conduit périphérique d'échappement 26 est formé par la combinaison de la gorge annulaire périphérique 28 du siège de soupape d'échappement et de la gorge annulaire 18 de la chapelle d'échappement 14 de la culasse 10. Le siège de soupape d'admission 23, illustré à la figure 4, comporte une gorge annulaire périphérique 29 usinée sur le pourtour 25 du siège de soupape d'admission 23 et dont la section présente une forme ondulée.

La forme ondulée de la section est sensiblement en forme de vague, ou encore d'ondulation sinusoïdale, formée par un premier évidement 41, ou creux, réalisé par un retrait de matière par rapport à la surface du pourtour 25, suivi par un bossage 42 faisant saillie par rapport au premier évidement 41, et par un deuxième évidement 43, ou creux, réalisé également par un retrait de matière par rapport à la surface du pourtour 25. Typiquement, la gorge annulaire 29 comporte une section de forme ondulée comportant une succession d'un évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement sur une hauteur de quelques millimètres, avantageusement sur une hauteur de 6mm.

Ainsi, selon le mode de réalisation de l'invention illustré, la section de la gorge annulaire 29 est formée par un évidement de forme circulaire, un bossage de forme circulaire et par un deuxième évidement de forme circulaire de même rayon, avantageusement selon un rayon de I mm.

Selon un mode avantageux de l'invention, le premier évidement 41 de forme circulaire et le deuxième évidement 42 de forme circulaire sont alignés de sorte qu'ils présentent une profondeur équivalente par rapport à la surface du pourtour 25. La section de la gorge annulaire 19 de la chapelle d'admission 15 de la culasse 10 est formée par un évidemment de forme hémicirculaire dont le diamètre équivaut à la hauteur de la gorge annulaire 29, c'est-à-dire, selon le mode de réalisation illustré, 6mm. Le siège de soupape d'échappement 22, illustré à la figure 5, comporte une gorge annulaire périphérique 28, dont la section présente également une forme d'ondulation ou de vague, usinée sur le pourtour 24 du siège de soupape d'échappement 22. De façon similaire à la gorge annulaire périphérique 29 du siège de soupape d'admission 23 décrite précédemment, la forme ondulée de la section de la gorge annulaire 28 est sensiblement en forme de vague, ou encore d'ondulation sinusoïdale, formée par un premier évidement 44, ou creux, réalisé par un retrait de matière par rapport à la surface du pourtour 24, suivi par un bossage 45 faisant saillie par rapport au premier évidement 44, et par un deuxième évidement 46, ou creux, réalisé également par un retrait de matière par rapport à la surface du pourtour 24. Typiquement, la gorge annulaire 28 comporte une section de forme ondulée comportant une succession d'un évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement sur une hauteur de quelques millimètres, avantageusement sur une hauteur de 6mm. Ainsi, selon le mode de réalisation de l'invention illustré, la section de la gorge annulaire 29 est formée par un évidement de forme circulaire, un bossage de forme circulaire et par un deuxième évidement de forme circulaire de même rayon, avantageusement selon un rayon de I mm. Selon un mode avantageux de l'invention, le premier évidement 44 de forme circulaire et le deuxième évidement 46 de forme circulaire sont alignés de sorte qu'ils présentent une profondeur équivalente par rapport à la surface du pourtour 24. La gorge annulaire 18 de la chapelle d'échappement 14 de la culasse 10 présente également une section de forme ondulée similaire aux gorges annulaires 28, 29 des sièges de soupape 22, 23. Ainsi, l'usinage d'une gorge annulaire de section présentant une forme ondulée uniquement au niveau du siège de soupape, tel que représenté à la figure 4, permet d'augmenter la surface d'échange de chaleur entre l'huile et les pièces à refroidir d'au moins 60% par rapport aux gorges annulaires comportant un profil linéaire. Grâce à l'invention, l'usinage d'une gorge annulaire de section présentant une forme ondulée au niveau du siège de soupape et au niveau de la culasse, tel que représenté à la figure 5, permet d'augmenter la surface d'échange de chaleur entre l'huile et les pièces à refroidir d'au moins 80% par rapport aux gorges annulaires comportant un profil linéaire. Ainsi, le profil de la section de la gorge annulaire 18, 19 des chapelles 14, 15 de la culasse 10 peut être indifféremment un profil de forme ondulée ou un profil de forme hémicirculaire, le choix du profil étant déterminé en fonction du refroidissement souhaité.

Selon un mode avantageux de l'invention, la variation des sections des conduits périphériques 26, 27 est réalisée par un usinage dissymétrique des gorges annulaires 18, 19 uniquement sur le pourtour des chapelles circulaires 14, 15 de la culasse 10. L'usinage est réalisée particulièrement de sorte que les chapelles circulaires 14, 15 de chaque siège de soupape présente une dissymétrie évoluant notamment en fonction des points chaud et des points froid de la culasse et des sièges de soupape. Ainsi grâce à l'invention, l'efficacité du refroidissement de la culasse et des sièges de soupape est améliorée par augmentation des surfaces d'échanges de chaleur avec le fluide de refroidissement du circuit de refroidissement selon un profil ondulé optimisé. Les sections de passage du fluide de refroidissement sont également optimisées sur le pourtour des sièges de soupape afin de garantir une vitesse d'écoulement optimale d'huile autour des sièges.

Les pertes de charges sont optimisées.

Claims

REVENDICATIONS1. Culasse (10) de moteur à combustion interne dans laquelle est ménagé un circuit de refroidissement (30) apte à la circulation d'un fluide de refroidissement, ladite culasse (10) comportant : - un conduit d'échappement (12) débouchant sur une cavité circulaire d'échappement (14), - un siège de soupape d'échappement (22) assemblé dans ladite cavité circulaire d'échappement (14), ledit siège de soupape d'échappement (22) comportant une gorge annulaire périphérique (28) ménagé sur son pourtour (24), ladite culasse (10) étant caractérisée en ce que ladite gorge annulaire périphérique (28) entourant ledit siège de soupape d'échappement (22) comporte une section de forme ondulée apte au passage dudit fluide de refroidissement, ladite section étant formée par un premier évidement (44), un bossage (45) et un deuxième évidement (46).
2. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite cavité circulaire d'échappement (14) dudit conduit d'échappement (12) comporte sur son pourtour une gorge annulaire périphérique (18), ladite gorge annulaire périphérique (18) et ladite gorge annulaire périphérique (28) dudit siège de soupape d'échappement (22) constituent un conduit périphérique (26) autour dudit siège de soupape d'échappement (22) par l'assemblage dudit siège de soupape d'échappement (22) dans ladite cavité circulaire d'échappement (14), ledit conduit périphérique (26) étant apte à la circulation dudit fluide de refroidissement.
3. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 2 caractérisée en ce que ladite gorge annulaire périphérique (18) de ladite cavité circulaire d'échappement (14) présente une section de forme hémicirculaire ou de forme ondulée formée par l'alternance d'un premier évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement.
4. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisée en ce que ladite section dudit conduit périphérique (26) entourant ledit siège de soupape d'échappement (22) varie autour dudit siège de soupape d'échappement (22).
5. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 4 caractérisée en ce que ladite section dudit conduit périphérique (26) entourant ledit siège de soupape d'échappement (22) varie entre 24mm2 et 36mm2 autour dudit siège de soupape d'échappement (22).
6. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que ladite culasse comporte : - un conduit d'admission (13) débouchant sur une cavité circulaire d'admission (15), - un siège de soupape d'admission (23) assemblé dans ladite cavité circulaire d'admission (15), ledit siège de soupape d'admission (23) comportant une gorge annulaire périphérique (29) ménagé sur son pourtour (25), ladite gorge annulaire périphérique (29) entourant ledit siège de soupape d'admission (23) comportant une section de forme ondulée apte au passage dudit fluide de refroidissement, ladite section étant formée par un premier évidement (41), un bossage (42) et un deuxième évidement (43).
7. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 6 caractérisée en ce que ladite cavité circulaire d'admission (15) dudit conduit d'admission (13) comporte sur son pourtour une gorge annulaire périphérique (19), ladite gorge annulaire périphérique (19) et ladite gorge annulaire périphérique (29) dudit siège de soupape d'admission (23) constituent un conduit périphérique (27) autour dudit siège de soupape d'admission (23) par l'assemblage dudit siège de soupape d'admission (23) dans ladite cavité circulaire d'admission (15), ledit conduit périphérique (27) étant apte à la circulation dudit fluide de refroidissement.
8. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 7 caractérisée en ce que ladite gorge annulaire périphérique (19) de ladite cavité circulaire d'admission (15) présente une section de forme hémicirculaire ou de forme ondulée formée par l'alternance d'un premier évidement, d'un bossage et d'un deuxième évidement.
9. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisée en ce que ladite section dudit conduit périphérique (27) entourant ledit siège de soupape d'admission (23) varie autour dudit siège de soupape d'admission (23).
10. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 9 caractérisée en ce que ladite section dudit conduit périphérique (27) entourant ledit siège de soupape d'admission (23) varie entre 6mm2 et 21 mm2 autour dudit siège de soupape d'admission (23).
11. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon l'une des revendications 2 à 5 et selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisée en ce que ledit conduit périphérique (26) entourant ledit siège de soupape d'échappement (22) et ledit conduit périphérique (27) entourant ledit siège de soupape d'admission (23) communiquent au moyen d'un conduit de raccord (32).
12. Culasse (10) de moteur à combustion interne selon la revendication 11 caractérisée en ce qu'elle comporte une première entrée (31) de fluide de refroidissement froid, une deuxième entrée (33) de fluide de refroidissement froid, et une sortie (34) de fluide de refroidissement échauffé, ladite deuxième entrée (33) communiquant avec ledit conduit de raccord (32).