FR2961574A1

FR2961574A1 - Cylinder head gasket for assuring sealing between driving block and cylinder head of motor unit, has upper part made of material whose linear coefficient is equal to more or less close with linear coefficient of material of cylinder head

Info

Publication number: FR2961574A1
Application number: FR1054824A
Authority: FR
Inventors: Olivier Jeanne; Alain Retiere
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-12-23
Also published as: DE102011105238A1

Abstract

The gasket (10) has an inserted sheet (28) enclosed between two external sheets in which a lower sheet (30) comes in contact with a sealed surface (18) of a driving block (14) and an upper sheet (32) comes in contact with a sealed surface (16) of a cylinder head (12). An opening (20) and an orifice traverse along the sheets of the gasket. Linear expansion coefficient of a material of the upper sheet is equal to more or less 0.2 close with linear expansion coefficient of a material of the surface of the cylinder head. The driving block or the cylinder head is made of aluminum. The inserted sheet is made of steel.

Description

JOINT DE CULASSE MULTICOUCHE A FEUILLES EXTERNES EN MATERIAU ADAPTE MULTILAYER CYLINDER SEAL WITH EXTERNAL SHEETS IN ADAPTIVE MATERIAL

La présente invention est relative à un joint de culasse métallique et multicouche comprenant des feuilles externes en matériau adapté et notamment destiné à étanchéifier l'assemblage d'un bloc moteur en aluminium avec une culasse en aluminium. The present invention relates to a metal and multilayer head gasket comprising outer sheets of suitable material and in particular for sealing the assembly of an aluminum engine block with an aluminum cylinder head.

Un joint de culasse, disposé entre un bloc moteur et une culasse, comprend généralement une ou plusieurs feuilles, ou tôles, métalliques comportant des ouvertures susceptibles de coopérer avec les chambres de combustion et des orifices permettant le passage de fluides ou de moyens de serrage tels des tiges filetées. A cylinder head gasket, disposed between an engine block and a cylinder head, generally comprises one or more sheets, or sheets, metal having openings capable of cooperating with the combustion chambers and orifices allowing the passage of fluids or clamping means such as threaded rods.

D'une part, un joint de culasse doit être capable de s'adapter lors de son montage aux légers défauts géométriques des surfaces d'assemblage, lesdits défauts étant différents d'un assemblage à un autre entre une culasse et un bloc moteur. Ces défauts sont principalement issus des étapes de fabrication et concernent par exemple l'état de surface, le parallélisme, ou la planéité desdites surfaces. D'autre part, un joint de culasse doit être capable de s'adapter dynamiquement aux variations d'écartement entre le bloc moteur et la culasse dues aux pressions de combustion et aux phénomènes de dilatation lors d'un cycle de fonctionnement du moteur et aux déformations desdits éléments à assembler au niveau des surfaces d'assemblage. A cet effet, un joint de culasse comprend au niveau d'au moins une feuille au moins une barrière d'étanchéité, notamment une nervure, entourant chacune des ouvertures du joint et pouvant se déformer de manière élastique. Des limiteurs d'écrasement, notamment des butées formées par des surépaisseurs rigides, sont aussi généralement prévus afin d'éviter une déformation plastique de chaque nervure d'étanchéité. On the one hand, a cylinder head gasket must be able to adapt during assembly to slight geometric defects of the assembly surfaces, said defects being different from one assembly to another between a cylinder head and an engine block. These defects are mainly derived from the manufacturing steps and relate for example to the surface condition, the parallelism, or the flatness of said surfaces. On the other hand, a cylinder head gasket must be able to dynamically adapt to variations in spacing between the engine block and the cylinder head due to combustion pressures and expansion phenomena during a cycle of engine operation and to deformations of said elements to be assembled at the assembly surfaces. For this purpose, a cylinder head gasket comprises at least one sheet at least one sealing barrier, in particular a rib, surrounding each of the openings of the seal and being able to deform in an elastic manner. Crush limiters, in particular stops formed by rigid extra thicknesses, are also generally provided in order to avoid plastic deformation of each sealing rib.

Actuellement, dans un joint multicouche, les différentes feuilles sont réalisées dans différentes nuances d'acier, la feuille recevant les barrières d'étanchéité étant par exemple réalisée en acier inoxydable 301. Selon une évolution actuelle visant à réduire le poids des moteurs, notamment entraînée par l'hybridation de la motorisation des véhicules, d'abord la culasse puis ensuite le bloc moteur sont de plus en plus souvent réalisés en aluminium. La réalisation de l'étanchéité d'un assemblage entre une culasse et un bloc moteur tout deux en aluminium à l'aide d'un joint à feuilles en acier pose plusieurs inconvénients. Tout d'abord, les feuilles externes en acier d'un joint multicouche en contact avec les surfaces à assembler et lesdites surfaces d'assemblage des éléments en aluminium n'ont pas des coefficients d'expansion thermique identiques. Par conséquent, lors de chaque cycle de fonctionnement du moteur, il se produit des dilatations différentielles entre les feuilles externes du joint et les surfaces d'assemblage des éléments à assembler induisant d'importants frottements et des phénomènes d'usure par frottement. Ensuite, lesdites feuilles externes en acier étant généralement enduites d'un fin revêtement en matériau polymérique destiné à améliorer l'étanchéité, les mouvements entre les feuilles externes du joint et les surfaces d'assemblage provoquent une usure dudit revêtement. Currently, in a multilayer gasket, the different sheets are made in different steel grades, the sheet receiving the sealing barriers being for example made of stainless steel 301. According to a current trend to reduce the weight of the engines, especially driven by hybridizing the motorization of vehicles, first the cylinder head and then the engine block are increasingly made of aluminum. Achieving the tightness of an assembly between a cylinder head and an engine block both made of aluminum with a steel sheet gasket has several disadvantages. Firstly, the outer steel sheets of a multilayer gasket in contact with the surfaces to be joined and said assembly surfaces of the aluminum elements do not have identical thermal expansion coefficients. Therefore, during each engine operating cycle, differential expansion occurs between the outer sheets of the seal and the assembly surfaces of the elements to be assembled causing significant friction and attrition phenomena. Then, said outer steel sheets being generally coated with a thin coating of polymeric material for improving the seal, the movements between the outer sheets of the seal and the assembly surfaces cause wear of said coating.

De plus, cette usure du revêtement polymérique est accélérée par les défauts d'état de surface, tels que des porosités, des surfaces d'assemblage, ces défauts résultant des opérations de fabrication en fonderie de la culasse et du bloc moteur et de l'usinage des surfaces d'assemblage. In addition, this wear of the polymeric coating is accelerated by the defects of surface condition, such as porosities, assembly surfaces, these defects resulting from foundry manufacturing operations of the cylinder head and the engine block and the machining of assembly surfaces.

Enfin, toujours en raison des mouvements relatifs entre le joint et les éléments à assembler, certains composants à faible module de résistance rapportés sur les feuilles externes du joint, telles des nervures en caoutchouc, subissent d'importants efforts et de grandes contraintes de cisaillement conduisant à leur usure rapide et à une diminution de la durée de vie du joint. Aussi, selon un premier objectif, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en minimisant les mouvements relatifs entre le joint et les éléments à assembler, notamment en diminuant les dilatations différentielles par une homogénéisation des coefficients d'expansion thermique des feuilles externes d'un joint multicouche et des surfaces d'assemblage d'une culasse et d'un bloc moteur notamment réalisées en aluminium. Selon un deuxième objectif, la présente invention vise à améliorer les contacts entre le joint et les éléments à assembler en réalisant les feuilles externes dudit joint dans un matériau ayant des caractéristiques d'adaptabilité supérieures à celles des feuilles externes en acier d'un joint multicouche de l'art antérieur. Selon un troisième objectif, la présente invention vise à ramener tous les mouvements de frottement de l'assemblage entre la culasse, le joint, et le bloc moteur à l'intérieur du joint multicouche en supprimant les mouvements relatifs entre les feuilles externes du joint et les surfaces d'assemblage du bloc moteur et de la culasse. En vue de remplir les objectifs cités, l'invention a pour objet un joint de culasse assurant l'étanchéité entre un bloc moteur et une culasse d'une motorisation, une première surface d'assemblage appartenant au bloc moteur et une deuxième surface d'assemblage appartenant à la culasse, le joint comprenant au moins une feuille intercalaire enserrée entre au moins deux feuilles externes dont au moins une feuille inférieure venant en contact avec la surface à étancher du bloc moteur, et au moins une feuille supérieure venant en contact avec la surface à étancher de la culasse, au moins une ouverture et/ou au moins un orifice traversant toutes les feuilles intercalaire, inférieure et supérieure du joint, ledit joint étant caractérisé en ce que le coefficient de dilatation linéaire du matériau de la feuille externe inférieure est égal à plus ou moins 2.10-6 près au coefficient de dilatation linéaire du matériau de la surface du bloc moteur, et en ce que le coefficient de dilatation linéaire du matériau de la feuille externe supérieure est égal à plus ou moins 2.10-6 près au coefficient de dilatation linéaire du matériau de la surface de la culasse. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation partielle en coupe d'un joint de culasse dans un premier mode de réalisation selon l'invention, - la figure 2 est une représentation partielle en coupe d'un joint de culasse dans une première variante d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention, - la figure 3 est une représentation partielle en coupe d'un joint de culasse dans une deuxième variante d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention, - la figure 4 est une représentation partielle en vue de dessus d'un feuille externe d'un joint de culasse selon l'invention. La présente invention est relative à un joint 10 de culasse, c'est-à-dire un joint ayant pour fonction de réaliser l'étanchéité entre la culasse 12 et le bloc moteur 14 d'une motorisation thermique. Ledit joint 10 de culasse doit assurer l'étanchéité entre deux surfaces à assembler : une première surface d'assemblage 16 appartenant au bloc moteur et une deuxième surface d'assemblage 18 appartenant à la culasse, ainsi qu'entre différentes ouvertures et orifices permettant de faire communiquer des conduits débouchant respectivement au niveau de chaque surface des éléments à étancher. Selon l'invention, et comme illustré sur les figures 1 à 3, le joint 10 comprend au moins une ouverture 20 permettant de faire correspondre un fût 22 d'un cylindre du bloc moteur 14 avec une chambre de combustion 24 située dans la culasse 12, un ou plusieurs orifices 26 pouvant aussi être prévus au travers du joint 10 pour permettre le passage de différents fluides ou liquides, ou de moyens de serrage tels des tiges filetées. Ensuite, le joint 10 de culasse multicouche selon l'invention comprend au moins une feuille intercalaire 28 enserrée entre au moins deux feuilles externes dont au moins une feuille inférieure 30 venant en contact avec la surface à étancher 16 du bloc moteur 14 et au moins une feuille supérieure 32 venant en contact avec la surface à étancher 18 de la culasse 12. Bien entendu, les différentes ouvertures 20 et orifices 26 traversent toutes les feuilles intercalaire 28, inférieure 30 et supérieure 32 du joint 10. Plus en détails, ladite surface 16 du bloc moteur 14 est réalisé dans un matériau M14 de coefficient de dilatation linéaire K14, ladite surface 18 de la culasse 12 est réalisée dans un matériau M12 de coefficient de dilatation linéaire K12, la feuille externe inférieure 30 est réalisée dans un matériau M30 de coefficient de dilatation linéaire K30, et la feuille supérieure 32 est réalisée dans un matériau M32 de coefficient de dilatation linéaire K32. Par coefficient de dilatation linéaire, l'invention entend une valeur sensiblement constante de l'expansion linéaire en 10-6.K-1, avec K pour Kelvin, d'un matériau pour des températures comprises entre 0 et 100° Celsius. Finally, still because of the relative movements between the seal and the elements to be assembled, some components with low resistance modulus reported on the outer sheets of the seal, such as rubber ribs, undergo great efforts and large shear stresses leading to their rapid wear and a decrease in the life of the seal. Also, according to a first objective, the present invention aims at overcoming the drawbacks of the prior art by minimizing the relative movements between the seal and the elements to be assembled, in particular by decreasing the differential expansions by a homogenization of the coefficients of thermal expansion of the external sheets of a multilayer gasket and assembly surfaces of a cylinder head and an engine block in particular made of aluminum. According to a second objective, the present invention aims at improving the contacts between the seal and the elements to be assembled by producing the outer sheets of said seal in a material having adaptability characteristics superior to those of the external steel sheets of a multilayer seal of the prior art. According to a third objective, the present invention aims to reduce all the friction movements of the assembly between the cylinder head, the gasket, and the engine block inside the multilayer gasket by eliminating the relative movements between the outer sheets of the gasket and the assembly surfaces of the engine block and the cylinder head. In order to fulfill the objectives mentioned, the subject of the invention is a head gasket ensuring the seal between an engine block and a cylinder head of an engine, a first mounting surface belonging to the engine block and a second surface of assembly belonging to the yoke, the seal comprising at least one intermediate sheet sandwiched between at least two outer sheets, at least one lower sheet of which comes into contact with the surface to be sealed from the engine block, and at least one upper sheet coming into contact with the sealing surface of the cylinder head, at least one opening and / or at least one orifice passing through all the intermediate, lower and upper sheets of the seal, said seal being characterized in that the linear expansion coefficient of the material of the lower outer sheet is plus or minus 2.10-6 to the coefficient of linear expansion of the material of the surface of the engine block, and in that the coeffici linear expansion of the material of the upper outer sheet is equal to plus or minus 2.10-6 to the linear expansion coefficient of the material of the surface of the yoke. Other features and advantages will emerge from the following description of the invention, a description given by way of example only, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a partial sectional representation of a seal of In a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a partial sectional representation of a cylinder head gasket in a first variant of a second embodiment according to the invention, FIG. partial representation in section of a cylinder head gasket in a second variant of a second embodiment according to the invention, - Figure 4 is a partial view in top view of an outer sheet of a cylinder head gasket according to the invention. The present invention relates to a cylinder head gasket, that is to say a seal having the function of sealing between the cylinder head 12 and the engine block 14 of a thermal engine. Said cylinder head gasket must ensure the seal between two surfaces to be assembled: a first assembly surface 16 belonging to the engine block and a second assembly surface 18 belonging to the cylinder head, as well as between different openings and orifices allowing communicating conduits respectively opening at each surface of the elements to be sealed. According to the invention, and as illustrated in Figures 1 to 3, the seal 10 comprises at least one opening 20 for matching a shaft 22 of a cylinder of the engine block 14 with a combustion chamber 24 located in the cylinder head 12 , one or more orifices 26 may also be provided through the seal 10 to allow the passage of different fluids or liquids, or clamping means such as threaded rods. Then, the multilayer head gasket 10 according to the invention comprises at least one intermediate sheet 28 sandwiched between at least two outer sheets, at least one lower sheet 30 coming into contact with the surface to be sealed 16 of the engine block 14 and at least one upper sheet 32 coming into contact with the surface to be sealed 18 of the cylinder head 12. Of course, the various openings 20 and orifices 26 pass through all the interlayer sheets 28, lower 30 and upper 32 of the seal 10. In more detail, said surface 16 of the motor unit 14 is made of a material M14 linear expansion coefficient K14, said surface 18 of the yoke 12 is made of a material M12 of linear expansion coefficient K12, the lower outer sheet 30 is made of a material M30 coefficient linear expansion device K30, and the topsheet 32 is made of a M32 material having a linear expansion coefficient K32. By linear expansion coefficient, the invention means a substantially constant value of the linear expansion at 10-6.K-1, with K for Kelvin, of a material for temperatures between 0 and 100 ° Celsius.

Pour donner un ordre d'idée, la fonte et les aciers doux ont un coefficient de dilatation linéaire se situant aux alentours de 12.10-6.K-1, les aciers inoxydables ont un coefficient de dilatation linéaire se situant aux alentours de 16.10-6.K-1, et l'aluminium a un coefficient de dilatation linéaire se situant aux alentours de 23.10-6.K-1. Afin de rapprocher le comportement mécanique de la feuille externe inférieure 30 avec celui de la première surface 16 à étancher appartenant au bloc moteur et le comportement mécanique de la feuille externe supérieure 32 avec celui de la deuxième surface 18 à étancher appartenant à la culasse, l'invention prévoit que le coefficient de dilatation linéaire K30 du matériau M30 de la feuille externe inférieure 30 est égal à plus ou moins 2.10-6 près au coefficient de dilatation linéaire K14 du matériau M14 de la surface 16 du bloc moteur, et que le coefficient de dilatation linéaire K32 du matériau M32 de la feuille externe supérieure 32 est égal à plus ou moins 2.10-6 près au coefficient de dilatation linéaire K12 du matériau M12 de la surface 18 de la culasse. Ainsi, selon une première variante de l'invention, le bloc moteur 14 ou ladite culasse 12 étant réalisé en aluminium, le bloc moteur étant par exemple en fonte tandis que la culasse est en aluminium, la feuille externe inférieure 30 ou supérieure 32 en contact avec l'élément à assembler (14,12) en aluminium est aussi réalisée en aluminium afin de rapprocher son comportement mécanique de celui de la surface (16,18) à étancher. Et, selon une deuxième variante préférée de l'invention de plus en plus utilisée dans les motorisations actuelles, ledit bloc moteur 14 et ladite culasse 12 étant tous deux réalisés en aluminium, lesdites feuilles externes inférieure 30 et supérieure 32 sont réalisées en aluminium afin de rapprocher leur comportement mécanique de celui des surfaces (16,18) à étancher. Par réalisation en aluminium, l'invention entend que ledit bloc moteur et ladite culasse sont fabriqués, notamment par fonderie, dans un alliage dont le composant principal est l'aluminium et dont au moins un autre composant est un autre métal pris parmi le cuivre, le silicium, le magnésium, le zinc, etc. To give an idea, cast iron and mild steels have a coefficient of linear expansion at around 12.10-6.K-1, stainless steels have a coefficient of linear expansion lying around 16.10-6 .K-1, and the aluminum has a coefficient of linear expansion lying around 23.10-6.K-1. In order to bring the mechanical behavior of the lower outer sheet 30 closer to that of the first surface 16 to be sealed belonging to the engine block and the mechanical behavior of the upper outer sheet 32 with that of the second surface 18 to be sealed belonging to the cylinder head, the The invention provides that the linear expansion coefficient K30 of the material M30 of the lower outer sheet 30 is more or less than or equal to 2.10-6 to the linear expansion coefficient K14 of the material M14 of the surface 16 of the engine block, and that the coefficient linear expansion K32 of the material M32 of the upper outer sheet 32 is plus or minus 2.10-6 near the linear expansion coefficient K12 of the material M12 of the surface 18 of the yoke. Thus, according to a first variant of the invention, the engine block 14 or said yoke 12 being made of aluminum, the engine block being for example cast iron while the cylinder head is aluminum, the lower outer sheet 30 or greater 32 in contact with the element to be assembled (14,12) aluminum is also made of aluminum to bring its mechanical behavior to that of the surface (16,18) to be sealed. And, according to a second preferred variant of the invention increasingly used in current engines, said engine block 14 and said yoke 12 are both made of aluminum, said outer sheets 30 and upper 32 are made of aluminum in order to to bring their mechanical behavior closer to that of the surfaces (16, 18) to be sealed. By aluminum realization, the invention means that said engine block and said cylinder head are manufactured, in particular by casting, in an alloy whose main component is aluminum and of which at least one other component is another metal taken from copper, silicon, magnesium, zinc, etc.

A titre d'exemple, un alliage d'aluminium utilisé pour la réalisation d'un bloc moteur et d'une culasse est l'alliage AS9U3. De préférence, lesdites feuilles inférieure 30 et supérieure 32 sont réalisées dans un alliage à base d'aluminium leur conférant des propriétés mécaniques, dont un coefficient de dilatation linéaire, proches des propriétés du matériau M14 de la première surface 16 à étancher du bloc moteur 14 et de celles du matériau M12 de la deuxième surface 18 à étancher appartenant à la culasse 12. De préférence, les feuilles externes sont réalisées dans des alliages d'aluminium des séries 2000 à 7000, et plus précisément 5754, 5083, 5056, etc. For example, an aluminum alloy used for producing an engine block and a cylinder head is the alloy AS9U3. Preferably, said lower and upper sheets 32 are made of an aluminum-based alloy conferring on them mechanical properties, including a linear expansion coefficient, close to the properties of the material M14 of the first surface 16 to be sealed of the engine block 14 and those of the material M12 of the second surface 18 to be sealed belonging to the yoke 12. Preferably, the outer sheets are made of aluminum alloys of the series 2000 to 7000, and more specifically 5754, 5083, 5056, etc.

Grâce à la bonne conductivité thermique de l'aluminium, ainsi qu'à leur faible inertie thermique et à leur faible épaisseur, lesdites feuilles externes (30,32) suivent presque instantanément les évolutions de température des éléments à assembler de la motorisation. De préférence, lesdites feuilles externes (30,32) ont une épaisseur comprise 15 entre 0,15 millimètres et 0,50 millimètres. La capacité desdites feuilles externes (30,32) à suivre les variations de température des éléments assemblés et la similitude de leur comportement mécanique, et plus particulièrement de leur coefficient d'expansion thermique, avec celui du matériau du bloc moteur et de la culasse entraînent une forte 20 diminution des déformations différentielles, notamment des dilatations différentielles, susceptibles d'apparaître entre les feuilles externes (30,32) du joint 10 multicouche et les surfaces d'assemblage (16,18) en contact lors des différents cycles de fonctionnement et de variation de température de la motorisation. 25 Cette capacité des feuilles externes (30,32) à suivre les déformations des surfaces d'assemblage (16,18) permet du même coup de minimiser les mouvements relatifs entre le joint 10 et le bloc moteur 14 ou la culasse 12 lors du fonctionnement de ladite motorisation. Thanks to the good thermal conductivity of aluminum, and their low thermal inertia and their small thickness, said outer sheets (30,32) almost immediately follow the temperature changes of the elements to assemble the engine. Preferably, said outer sheets (30,32) have a thickness of between 0.15 millimeters and 0.50 millimeters. The capacity of said outer sheets (30, 32) to follow the temperature variations of the assembled elements and the similarity of their mechanical behavior, and more particularly of their coefficient of thermal expansion, with that of the material of the engine block and the cylinder head cause a large decrease in the differential deformations, in particular differential expansions, likely to appear between the outer sheets (30, 32) of the multilayer gasket and the joining surfaces (16, 18) in contact during the various cycles of operation and temperature variation of the engine. This ability of the outer sheets (30, 32) to follow the deformations of the joining surfaces (16, 18) at the same time makes it possible to minimize the relative movements between the seal 10 and the engine block 14 or the cylinder head 12 during operation. of said engine.

Aussi, la face extérieure E32 et/ou la face extérieure E30 des feuilles externes (30,32) peuvent recevoir un revêtement d'étanchéité 34 comme illustré sur la figure 1. Avantageusement, les faibles mouvements relatifs lors du fonctionnement de la motorisation entre lesdites feuilles externes (30,32) et les surfaces d'assemblage (16,18) de la culasse et du bloc moteur permettent de préserver ledit revêtement 34 en évitant que celui-ci ne subisse des efforts et des contraintes de cisaillement trop importants. Ainsi, les sollicitations du revêtement 34 étant limitées, son usure est ralentie et la durée de vie du joint 10 est allongée. De plus, cette limitation des sollicitations du revêtement 34 permet l'utilisation pour sa réalisation de matériaux à faible résistance mécanique plus aptes à s'adapter à l'état des surfaces d'assemblage (16,18). De préférence, ledit revêtement d'étanchéité 34 prend la forme d'un vernis en matériau polymérique à faible résistance mécanique recouvrant tout ou partie de la face extérieure E32 et/ou de la face extérieure E30 des feuilles externes (30,32). Plus en détails, en s'adaptant à l'état des surfaces d'assemblage (16,18), le revêtement d'étanchéité 34 permet au joint 10 de garantir une bonne étanchéité même si les surfaces d'assemblage (16,18) présentent des défauts issus de fabrication tels des porosités ou des rayures. En optimisant au mieux le choix du matériau et de l'épaisseur des feuilles externes (30,32) du joint 10, il est possible de rendre négligeables les mouvements relatifs entre lesdites feuilles externes (30,32) et les surfaces d'assemblages (16,18) du bloc moteur 14 et de la culasse 12 lors du fonctionnement de ladite motorisation. Cet isolement des phénomènes tribologiques à l'intérieur du joint selon l'invention est particulièrement intéressant car il suffit de maîtriser les caractéristiques mécaniques des feuilles du joint selon l'invention pour améliorer les comportements tribologiques de l'assemblage, et cela indépendamment des états de surfaces des éléments à assembler. Aussi, dans une variante optimisée, ledit revêtement d'étanchéité 34 peut consister en un revêtement adhésif, tel de la colle, activé par le serrage du joint 10 entre le bloc moteur 14 et la culasse 12 lors de son montage, ou par la montée en température dudit joint 10 lors du fonctionnement de la motorisation. Toujours dans l'objectif de réduire les mouvements relatifs entre les feuilles externes (30,32) du joint 10 et les surfaces d'assemblage (16,18), et comme illustré en figure 4, la feuille externe inférieure 30 et/ou supérieure 32 peut être découpée selon des motifs optimisés de façon à améliorer la capacité des feuilles externes (30,32) à suivre les déformations de différentes zones des surfaces d'assemblage (16,18) du bloc moteur 14 et de la culasse 12 soumises à des températures ou à des contraintes différentes, une zone entourant chaque chambre de combustion subissant par exemple des températures très élevées tandis qu'une zone située à proximité des moyens de serrage de l'assemblage étant susceptible de subir des efforts importants. Ainsi, la feuille externe inférieure 30 et/ou supérieure 32 du joint 10 peut comporter au moins un dégagement fermé 36 de matière, c'est-à-dire défini par un contour fermé 38 à l'intérieur du bord extérieur 40 de ladite feuille (30,32), au moins un dégagement ouvert 42 de matière, c'est-à-dire défini par un contour ouvert 44 coupant le bord extérieur 40 de ladite feuille (30,32), et/ou au moins un découpage 46 de forme sensiblement annulaire entourant une ouverture 20 ou un orifice 26, ledit découpage 46 annulaire étant relié à la partie principale 48 de ladite feuille (30,32) par au moins une jonction souple 50 prenant la forme d'un rétrécissement de matière 52, notamment ondulé. Ensuite, les mouvements relatifs entre lesdites feuilles externes (30,32) du joint 10 et les surfaces d'assemblage (16,18) étant très faibles, voire négligeables, la plus grande partie, voire la totalité, des phénomènes de frottement et de frettage dus aux mouvements relatifs entre la culasse 12 et le bloc moteur 14 assemblés sont ramenés à l'intérieur du joint 10. Ainsi, grâce à la conception du joint 10 selon l'invention, les surfaces les plus exposées aux phénomènes de frottement et de frettage sont situées entre les surfaces intérieures I30 et I32 des feuilles externes (30,32) du joint 10. La qualité de l'état de surface des feuilles (28,30,32) du joint 10 étant souvent meilleure que la qualité des surfaces d'assemblage (16,18), notamment issues de fonderie puis usinées, les effets desdits phénomènes de frottement et de frettage dans l'assemblage sont moins importants et mieux maîtrisés. De préférence, au moins les feuilles externes (30,32), notamment en aluminium, du joint 10 sont obtenues par laminage, ce procédé permettant l'obtention de surfaces (I30,I32,E30,E32) à faible rugosité. Avantageusement, afin d'améliorer leur état de surface et d'augmenter leur résistance aux phénomènes de frottement et de frettage, au moins les surfaces intérieures I30 et I32, et éventuellement toute l'épaisseur et les surfaces extérieures E30 et E32, des feuilles externes (30,32) du joint 10 peuvent recevoir des traitements spéciaux, tels des traitements thermiques, ou des revêtements, comme par exemple à base de bisulfure de molybdène, favorisant le glissement et/ou augmentant la dureté desdites surfaces. De préférence, la, au moins une, feuille intercalaire 28 du joint 10 selon l'invention est réalisée en acier dans un alliage de type 301. Eventuellement, ladite feuille intercalaire 28 est aussi obtenue par laminage et peut recevoir des traitements spéciaux tels des traitements thermiques ou des 25 revêtements anti-friction. Comme illustré sur les figures 1 à 3, afin d'assurer une étanchéité dynamique autour de chaque ouverture 20 et orifice 26, ladite feuille intercalaire 28 comprend au moins une barrière d'étanchéité 54 entourant chaque ouverture 20 et orifice 26, ladite barrière 54 étant susceptible de se déformer élastiquement pour compenser les variations d'écartement entre le bloc moteur et la culasse dues aux phénomènes de dilatation lors d'un cycle de fonctionnement du moteur et aux déformations desdits éléments à assembler au niveau des surfaces d'assemblage. De préférence, une barrière d'étanchéité 54 prend la forme d'au moins une nervure souple 56 entourant de manière continue ou discontinue ladite ouverture 30 ou ledit orifice 26. Ladite barrière d'étanchéité 54 peut être obtenue par pliage, par emboutissage, 10 ou par toute autre méthode connue de l'homme du métier, de la feuille intercalaire 28. Afin d'empêcher une déformation plastique de la barrière 54, ladite feuille intercalaire 28 et/ou au moins une feuille externe (30,32) comprend au moins un limiteur d'écrasement 58. 15 Ledit limiteur d'écrasement 58 est une surépaisseur 60 pouvant être obtenue sous la forme d'une nervure rigide, plus résistante à l'écrasement que la barrière 54, ou d'une butée franche, non déformable sans endommagement du matériau. Ainsi, dans un premier mode de réalisation d'un joint selon l'invention illustré en 20 figure 1, la feuille intercalaire 28 comprend au moins une barrière d'étanchéité 54 et au moins un limiteur d'écrasement 58 situé à proximité de ladite barrière 54 et prenant la forme d'une surépaisseur 60 obtenue par pliage ou par matriçage de la feuille intercalaire 28. Dans ce premier mode de réalisation, les feuilles externes (30,32) du joint ont 25 principalement une fonction d'interface visant à suivre et à ramener les mouvements relatifs entre les surfaces d'assemblage (16,18) à l'intérieur du joint 10. Also, the outer face E32 and / or the outer face E30 of the outer sheets (30, 32) can receive a sealing coating 34 as illustrated in FIG. 1. Advantageously, the small relative movements during the operation of the operator between said outer sheets (30,32) and the assembly surfaces (16,18) of the cylinder head and the engine block to preserve said coating 34 by avoiding that it undergoes excessive forces and shear stresses. Thus, the stresses of the coating 34 being limited, its wear is slowed down and the life of the seal 10 is elongated. In addition, this limitation of the stresses of the coating 34 allows the use for its production of low strength materials more adapted to adapt to the state of the assembly surfaces (16,18). Preferably, said sealing liner 34 takes the form of a varnish of low-strength polymeric material covering all or part of the outer face E32 and / or the outer face E30 of the outer sheets (30, 32). In more detail, by adapting to the state of the joining surfaces (16, 18), the sealing liner 34 allows the seal 10 to guarantee a good seal even if the joining surfaces (16, 18) have manufacturing defects such as porosity or scratches. By optimizing the choice of the material and the thickness of the outer sheets (30, 32) of the seal 10, it is possible to make negligible the relative movements between said external sheets (30, 32) and the joining surfaces ( 16,18) of the engine block 14 and the cylinder head 12 during operation of said engine. This isolation of the tribological phenomena inside the seal according to the invention is particularly interesting because it is sufficient to control the mechanical characteristics of the sheets of the seal according to the invention to improve the tribological behavior of the assembly, and that regardless of the states of surfaces of the elements to be assembled. Also, in an optimized variant, said sealing liner 34 may consist of an adhesive coating, such as glue, activated by the tightening of the seal 10 between the engine block 14 and the cylinder head 12 during its assembly, or by the rise temperature of said seal 10 during operation of the engine. Still with the aim of reducing the relative movements between the outer sheets (30,32) of the gasket 10 and the joining surfaces (16,18), and as illustrated in FIG. 4, the lower outer sheet 30 and / or higher 32 can be cut in patterns optimized to improve the ability of the outer sheets (30,32) to follow the deformations of different areas of the assembly surfaces (16,18) of the engine block 14 and the cylinder head 12 subject to different temperatures or constraints, an area surrounding each combustion chamber undergoing for example very high temperatures while an area near the tightening means of the assembly being susceptible to significant efforts. Thus, the lower outer sheet 30 and / or upper 32 of the seal 10 may comprise at least one closed clearance 36 of material, that is to say defined by a closed contour 38 inside the outer edge 40 of said sheet (30,32), at least one open clearance 42 of material, i.e. defined by an open contour 44 intersecting the outer edge 40 of said sheet (30,32), and / or at least one cutting 46 of substantially annular shape surrounding an opening 20 or an orifice 26, said annular cutting 46 being connected to the main portion 48 of said sheet (30,32) by at least one flexible junction 50 in the form of a material narrowing 52, notably wavy. Then, the relative movements between said outer sheets (30,32) of the seal 10 and the joining surfaces (16,18) being very small, even negligible, most, if not all, of the phenomena of friction and hooping due to the relative movements between the cylinder head 12 and the engine block 14 assembled are brought back inside the seal 10. Thus, thanks to the design of the seal 10 according to the invention, the surfaces most exposed to the phenomena of friction and hooping are located between the inner surfaces I30 and I32 of the outer sheets (30,32) of the gasket 10. The quality of the surface condition of the sheets (28,30,32) of the gasket 10 is often better than the quality of the surfaces assembly (16,18), in particular from foundry and then machined, the effects of said phenomena of friction and hooping in the assembly are less important and better controlled. Preferably, at least the outer sheets (30, 32), in particular of aluminum, of the gasket 10 are obtained by rolling, this process making it possible to obtain surfaces (I30, I32, E30, E32) with a low roughness. Advantageously, in order to improve their surface state and to increase their resistance to friction and hooping phenomena, at least the inner surfaces I30 and I32, and possibly the entire thickness and outer surfaces E30 and E32, of the outer sheets (30,32) of the seal 10 may receive special treatments, such as heat treatments, or coatings, such as for example based on molybdenum disulfide, promoting the sliding and / or increasing the hardness of said surfaces. Preferably, the at least one spacer sheet 28 of the seal 10 according to the invention is made of steel in a type 301 alloy. Optionally, said interlayer sheet 28 is also obtained by rolling and can receive special treatments such as treatments. thermal or anti-friction coatings. As illustrated in FIGS. 1 to 3, in order to ensure dynamic sealing around each opening 20 and orifice 26, said intermediate sheet 28 comprises at least one sealing barrier 54 surrounding each opening 20 and orifice 26, said barrier 54 being capable of elastically deforming to compensate for spacing variations between the engine block and the cylinder head due to expansion phenomena during a cycle of engine operation and deformations of said elements to be assembled at the assembly surfaces. Preferably, a sealing barrier 54 takes the form of at least one flexible rib 56 continuously or discontinuously surrounding said opening 30 or said orifice 26. Said sealing barrier 54 can be obtained by folding, by stamping, 10 or by any other method known to those skilled in the art, the interlayer sheet 28. In order to prevent plastic deformation of the barrier 54, said interlayer sheet 28 and / or at least one outer sheet (30, 32) comprises minus a crush limiter 58. Said crush limiter 58 is an excess thickness 60 that can be obtained in the form of a stiff rib, more resistant to crushing than the barrier 54, or a free stop, no deformable without damage to the material. Thus, in a first embodiment of a seal according to the invention illustrated in FIG. 1, the spacer sheet 28 comprises at least one sealing barrier 54 and at least one crush limiter 58 located near said barrier. 54 and taking the form of an excess thickness 60 obtained by folding or stamping the interlayer sheet 28. In this first embodiment, the outer sheets (30,32) of the seal have mainly an interface function to follow and returning the relative movements between the joining surfaces (16, 18) within the joint 10.

Dans un deuxième mode de réalisation d'un joint selon l'invention, la feuille intercalaire 28 comprend au moins une barrière d'étanchéité 54 et au moins une feuille externe (30,32) comprend au moins un limiteur d'écrasement 58 situé au droit ou à proximité de ladite barrière 54. bans une première variante de ce deuxième mode de réalisation d'un joint selon l'invention illustré en figure 2, ledit limiteur d'écrasement 58 prend la forme d'une nervure rigide 62 obtenue par pliage ou par emboutissage d'au moins une, des deux de préférence, feuille externe (30,32), et ladite nervure rigide 62 est réalisée au droit de la barrière d'étanchéité 54 et orientée vers la surface d'assemblage (16,18) adjacente de façon que ladite barrière 54 vienne se loger dans le volume intérieur 64 de ladite nervure rigide 62. Dans une deuxième variante de ce deuxième mode de réalisation d'un joint selon l'invention illustré en figure 3, ledit limiteur d'écrasement 58 prend la forme d'une empreinte 66 obtenue par matriçage dans l'épaisseur d'au moins une, des deux de préférence, feuille externe (30,32), et ladite empreinte 66 est réalisée au droit de la barrière d'étanchéité 54 et vers la surface d'assemblage (16,18) adjacente de façon que ladite barrière 54 vienne se loger dans le volume intérieur 68 de ladite empreinte 66. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais elle en couvre au contraire toutes les variantes, notamment dans le cas de variantes concernant la réalisation d'un joint de culasse dont les feuilles externes sont réalisées en aluminium. L'invention couvre aussi toute motorisation comprenant un bloc moteur 14 et une culasse 12 assemblés à l'aide d'un joint 10 selon la présente invention. In a second embodiment of a seal according to the invention, the spacer sheet 28 comprises at least one sealing barrier 54 and at least one outer sheet (30, 32) comprises at least one crush limiter 58 located at or in the vicinity of said barrier 54. In a first variant of this second embodiment of a seal according to the invention illustrated in FIG. 2, said crush limiter 58 takes the form of a rigid rib 62 obtained by folding. or by stamping at least one, preferably both, outer sheet (30,32), and said rigid rib 62 is made in line with the sealing barrier 54 and facing the assembly surface (16,18 ) adjacent so that said barrier 54 is housed in the interior volume 64 of said rigid rib 62. In a second variant of this second embodiment of a seal according to the invention illustrated in Figure 3, said crush limiter 58 takes the fo rme an imprint 66 obtained by stamping in the thickness of at least one of the two preferably outer sheet (30,32), and said imprint 66 is made in line with the sealing barrier 54 and towards the assembly surface (16,18) adjacent so that said barrier 54 is housed in the interior volume 68 of said cavity 66. Of course, the invention is obviously not limited to the embodiments described above, but it covers all variants, especially in the case of variants concerning the realization of a cylinder head gasket whose outer sheets are made of aluminum. The invention also covers any motorization comprising a motor unit 14 and a cylinder head 12 assembled using a seal 10 according to the present invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Head gasket (10) sealing between an engine block (14) and a cylinder head (12) of a motor, a first mounting surface (16) belonging to the engine block and a second mounting surface (18) ) belonging to the cylinder head, the seal (10) comprising at least one intermediate sheet (28) sandwiched between at least two outer sheets, at least one lower sheet (30) coming into contact with the surface to be sealed (18) of the engine block (14), and at least one upper sheet (32) engaging the sealing surface (16) of the yoke (12), at least one aperture (20) and / or at least one aperture (26) passing through all the intermediate (28), lower (30) and upper (32) sheets of the gasket, said gasket being characterized in that the linear expansion coefficient (K30) of the material (M30) of the lower outer sheet (30) is equal to more or less

2.10-6 to the linear expansion coefficient (K14) of the material (M14) of the surface (18) of the engine block, and in that the linear expansion coefficient (K32) of the material (M32) of the outermost sheet ( 32) is plus or minus 2.10-6 near the linear expansion coefficient (K12) of the material (M12) of the surface (18) of the yoke. 2. Gasket (10) for sealing between an engine block (14) and a cylinder head (12) of an engine according to claim 1, said engine block (14) or said cylinder head (12) being made of aluminum , said seal being characterized in that the lower (30) or upper (32) outer sheet in contact with the aluminum joining element (14, 12) is also made of aluminum.

3. Gasket (10) sealing between an engine block (14) and a cylinder head (12) of an engine according to claim 1, said engine block (14) and said cylinder head (12) being both made of aluminum, said seal being characterized in that said lower (30) and upper (32) outer sheets are made of aluminum.

4. Head gasket (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer face (E32) and / or the outer face (E30) of the outer sheets (30, 32) are coated with sealing (34).

5. A cylinder head gasket (10) according to claim 4, characterized in that said sealing coating (34) takes the form of a low-strength polymeric material coating covering all or part of the outer surface (E32 ) and / or the outer face (E30) of the outer sheets (30, 32).

A cylinder head gasket (10) according to claim 4, characterized in that said sealing coating (34) consists of an adhesive coating, such as glue, activated by clamping the seal (10) between the engine block ( 14) and the yoke (12).

A cylinder head gasket (10) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lower (30) and / or upper (32) outer sheet is cut into optimized patterns improving the capacity of the outer sheets (30). 32) to follow the deformations of different areas of the joining surfaces (16, 18) of the engine block (14) and the cylinder head (12) subjected to different temperatures or stresses.

8. Joint (10) of cylinder head according to claim 7, characterized in that the lower outer sheet (30) and / or upper (32) of the seal (10) is cut in patterns (36,42,46) improving its ability to follow the deformations of different areas of the joining surfaces (16, 18) subjected to different temperatures or stresses.

9. Joint (10) of cylinder head according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least the outer sheets (30,32) of the seal (10) are obtained by rolling.

10. Head gasket (10) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least the inner surfaces (I30) and (I32), and optionally the entire thickness and the outer surfaces (E30) and (E32), outer sheets (30,32) of the seal (10) receive special treatments promoting the sliding and / or increasing the hardness of said surfaces.

11. Gasket (10) of cylinder head according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one intermediate sheet (28) of the gasket (10) is made of steel.

12. Joint (10) of cylinder head according to one of claims 1 to 11, characterized in that said intermediate sheet (28) comprises at least one sealing barrier (54) surrounding each opening (20) and orifice (26) , said barrier (54) being able to deform elastically.

13. Joint (10) of cylinder head according to one of claims 1 to 12, characterized in that said interlayer sheet (28) and / or at least one outer sheet (30,32) comprises at least one crush limiter ( 58).

14. Motorization comprising a motor unit (14) and a yoke (12) assembled with a seal (10) according to one of the preceding claims.