CHEMISE POUR BLOC-CYLINDRES D'UN MOTEUR THERMIQUE ET PROCEDE DE REALISATION D'UNE TELLE CHEMISE [0001 L'invention concerne une chemise pour bloc-cylindres d'un moteur thermique.
La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'une telle chemise. Elle concerne le domaine des véhicules automobiles, et s'applique plus particulièrement au groupe motopropulseur d'un véhicule automobile. [0002] Le bloc-cylindres ou carter cylindres constitue un élément fondamental d'un groupe motopropulseur. Celui-ci contient notamment les pistons, et a la fonction de contenir les gaz de combustion. Un bloc-cylindres est communément réalisé en aluminium ou dans un alliage d'aluminium. [0003] Un bloc-cylindres comprend communément des chemises, à raison d'une chemise par cylindre. Une chemise est un tube dans lequel coulisse le piston. De fait, la tribologie entre la chemise et le piston, les phénomènes thermo-mécaniques et l'ajustement de la chemise dans le bloc-cylindres, impliquent des contraintes de conception et de réalisation relativement fortes sur la chemise, notamment en termes de choix des matériaux et de tolérances dimensionnelles. [0004] Selon des techniques en elles-mêmes connues, un bloc-cylindres en aluminium peut disposer de chemises en fonte insérées "à la coulée". La fonte procure notamment des caractéristiques de résistance à l'usure et de rigidité améliorées. De telles propriétés sont d'autant plus nécessaires dans la zone la plus contrainte d'un cylindre, c'est-à-dire en haut du fût, dans la chambre de combustion. La fonte a également un rôle prépondérant dans la tribologie à l'interface entre le piston et la chemise. [0005] Cependant, dans un souci constant de réduire la masse et le volume du bloc moteur, des solutions alternatives à la fonte - offrant une masse volumique élevée de 7200 kg/m3 - ont été proposées. [0006] Il a par exemple été proposé de substituer aux chemises une couche de fonte, de métal ou d'alliage fritté directement réalisée par projection thermique dans les fûts, une telle solution pouvant être désignée "chemise sèche". Une telle solution présente cependant l'inconvénient de nécessiter l'intégration dans la ligne de production, d'installations de projection coûteuses et encombrantes, impliquant la manutention d'une pièce de poids important, et des étapes de procédés relativement fastidieuses, telles que le masquage de la tablature, c'est-à-dire l'élément recevant notamment les joints de culasse et la culasse, ou encore de masquage de la partie basse du bloc-cylindres. [000n Il a également été proposé des chemises réalisées en un alliage d'aluminium hypersilicé. Une telle technique permet de répondre aux contraintes fonctionnelles, mais présente cependant des inconvénients, notamment en termes de coût matière et de dégradation de l'usinabilité. [000si La présente invention vise à remédier au moins aux inconvénients précités, en proposant une chemise par exemple en alliage d'aluminium-silicium pouvant être insérée dans un cylindre au moment du moulage du bloc-cylindres, par exemple par un procédé de fonderie sous pression. Selon une spécificité de la présente invention, la chemise comprend un revêtement intérieur double couche. Une première couche permet de satisfaire les contraintes fonctionnelles précitées, et une seconde couche a pour fonction de protéger la première couche pendant le procédé de fonderie sous pression. La seconde couche peut alors être retirée lors de l'usinage du bloc- cylindres. De la sorte, il peut être obtenu un bloc-cylindres intégralement formé en un alliage d'aluminium et répondant aux exigences fonctionnelles habituelles, par un procédé offrant un moindre coût de mise en oeuvre. [0009] Un avantage de la présente invention est qu'elle offre une simplicité de fabrication accrue, et ne nécessite notamment pas de recourir à la manutention de pièces de poids ou d'encombrement trop important. [0010 A cet effet, l'invention a pour objet une chemise pour bloc-cylindres d'un moteur thermique apte à être insérée dans un fût, la chemise comprenant un corps cylindrique et étant caractérisée en ce qu'elle comprend une première couche réalisée directement sur la surface intérieure du corps cylindrique, et une seconde couche formée par un matériau polymère et réalisée sur la première couche. [0011] Dans un mode de réalisation de l'invention, ledit corps cylindrique peut être réalisé dans un alliage aluminium-silicium. [0012] Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite première couche peut être réalisée en acier ou dans un alliage métallique à base de fer. [0013] Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite seconde couche peut être réalisée dans une résine de type époxy ou polyester. [0014] Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite seconde couche peut être réalisée dans une résine thermo-élastique. [0015] Dans un mode de réalisation de l'invention, la chemise peut comprendre une couche de revêtement extérieure réalisée dans un alliage d'aluminium. [0016] La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une chemise selon l'un des modes de réalisation décrits, caractérisé en ce qu'il comprend un étape de réalisation du corps cylindrique, suivie d'une étape de réalisation de la première couche par déposition par projection thermique, suivie d'une étape de réalisation de la seconde couche. [0017] Dans un mode de réalisation, l'étape de réalisation de la seconde couche peut être réalisée par un procédé de coulée. [0018] Dans un mode de réalisation, l'étape de réalisation de la seconde couche peut être réalisée par un procédé de gélification sous pression automatisée. [0019] Dans un mode de réalisation, l'étape de réalisation de la seconde couche peut être réalisée par un procédé de roto-moulage, comprenant les étapes suivantes, réalisées pendant une mise en rotation de la chemise autour de son axe de révolution : une étape de chargement de la résine thermo-élastique sous la forme d'une poudre micronisée, dans le cylindre formé par la surface intérieure de la première couche formant moule, une étape de chauffage de la chemise, permettant une répartition de la résine thermo-élastique dans le moule et une étape de refroidissement de la chemise, permettant le durcissement la résine thermo-élastique. [0020] La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un bloc-cylindres comprenant au moins une chemise selon l'un des modes de réalisation décrits, comprenant au moins : une étape d'insertion de chaque chemise dans un fût, les fûts étant positionnés dans un moule, une étape de moulage du bloc-cylindres autour des chemises et une étape de suppression de la seconde couche. [0021] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par les figures jointes parmi lesquelles : - les figures 1A à 1 D illustrent des vues en coupe d'une chemise selon un exemple de réalisation de l'invention, pendant différentes étapes successives de son procédé de réalisation. [0022] En référence à la figure 1A, une chemise 10 peut être formée par un corps cylindrique 11 dont le dimensionnement est approprié pour une insertion dans un bloc-cylindres. Le corps cylindrique peut être réalisé par usinage, et par exemple être constitué d'un alliage d'aluminium-silicium, le taux de silicium étant par exemple compris entre 7 et 9% en quantité. [0023] La surface intérieure 11 a du corps cylindrique 11 peut par exemple subir une préparation de surface, en elle-même connue de l'état de la technique, dans le but de répondre aux spécifications d'accrochage envisagées. [0024] Selon une spécificité de la présente invention, la surface intérieure 11 a du corps cylindrique 11 peut être recouverte d'un revêtement double couche. [0025] En référence à la figure 1 B, le revêtement double couche peut comprendre une première couche 13 apposée directement à la surface intérieure 11 a du corps cylindrique 11. La première couche 13 peut par exemple être constituée d'acier, ou d'un alliage à base de fer. La première couche 13 peut par exemple être réalisée par un procédé de déposition par projection thermique, sur une épaisseur typiquement de l'ordre de 500 µm, cette valeur étant fournie à titre d'exemple non limitatif de la présente invention. [0026] En référence à la figure 1 C, le revêtement double couche peut comprendre une seconde couche 15 apposée directement à la première couche 13 décrite ci-dessus, c'est-à-dire réalisée directement sur la surface intérieure de la première couche 13. La seconde couche 15 peut par exemple être constituée d'un matériau polymère thermodurcissable, par exemple de type résine époxy ou polyester. La seconde couche 15 peut également être réalisée dans un matériau polymère thermoplastique, par exemple de type polyamide, communément désigné par le sigle PA, par exemple de type PA6, PA66, PA46, PA6-66, etc., ou bien du type polyphthalamide, communément désigné par le sigle PPA, par exemple de type PA6T/66, PA6T/61, etc., ou encore du type téraphtalate de polybutylène, communément désigné par le sigle PBT, ces exemples de matériaux n'étant pas limitatifs de la présente invention. [0027] D'une manière typique, l'épaisseur de la seconde couche 15 peut être comprise entre 1 et 4 mm. La seconde couche 15 peut par exemple être réalisée par un procédé de déposition par projection. [0028] Dans le cas où la seconde couche 15 est formée par une résine thermoplastique, celle-ci peut être réalisée par un procédé de roto-moulage, comprenant les étapes suivantes, mises en oeuvre pendant une rotation de la chemise autour de son axe de révolution : - une étape de chargement de la matière plastique, par exemple sous la forme d'une poudre micronisée, dans le cylindre formé par la surface intérieure de la première couche 13 faisant alors office de moule, - une étape de chauffage de la chemise 10, celle-ci transmettant la chaleur à la matière plastique qui fond et se répartir uniformément à l'intérieur du moule, - une étape de refroidissement de la chemise 10, permettant le durcissement de la matière plastique. [0029] Dans le cas où la seconde couche 15 est formée par une résine de type époxy ou polyester, celle-ci peut être réalisée par un procédé de coulée traditionnel, ou bien par un procédé de gélification sous pression automatisée, communément désigné suivant le sigle GPA, ce procédé étant en lui-même connu de l'état de la technique. [0030] La figure 1 D illustre un mode de réalisation optionnel d'une chemise 10 selon la présente invention. En référence à la figure 1 D, la surface extérieure 11 b du corps cylindrique 11 de la chemise 10 peut avantageusement disposer d'une couche de revêtement extérieure 17 permettant de favoriser l'accrochage lors d'un procédé de moulage du bloc-cylindres accueillant la chemise 10. La couche de revêtement extérieure 17 peut être formée dans un alliage d'aluminium, par exemple de type d'AISi12. Celle-ci peut par exemple être réalisée par un procédé de projection thermique, par exemple sous flamme ou sous jet de plasma. [0031] Les figures 1A à 1 D décrivent également les étapes successives de réalisation d'une chemise selon la présente invention, selon un exemple de procédé faisant également l'objet de l'invention. [0032] Lorsque le nombre de chemises 10 désiré a été réalisé, celles-ci peuvent être insérées, par exemple par un robot, dans des fûts disposés dans un moule, afin d'assurer leur mise en position lors du moulage du bloc-cylindres dans lequel celles-ci doivent être disposées. Le bloc-cylindres est alors moulé autour des chemises 10 ainsi positionnées. Lors de cette opération, la seconde couche 15 décrite précédemment permet de protéger la couche fonctionnelle formée par la première couche 13 notamment des rayures, des poussières d'alliage d'aluminium susceptibles de l'endommager. [0033] La seconde couche 15 confère également à la première couche 13 une protection contre des phénomènes d'oxydation, tout au long du procédé de réalisation du bloc-cylindres, c'est-à-dire notamment pendant le stockage des chemises, pendant le moulage du bloc-cylindres, pendant le stockage des blocs-cylindres après moulage. Le procédé et les moyens de fonderie sous pression nécessaires ne sont pas impactés par la mise en oeuvre des différentes étapes de réalisation des chemises et des opérations d'insertion de celles-ci telles que décrites ci-dessus. [0034] Dès lors que le bloc-cylindres a été moulé et parachevé, la seconde couche 15 peut être retirée à l'usinage, avant l'assemblage du moteur. Une étape de rodage des fûts peut être mise en oeuvre afin d'obtenir les dimensions finales requises en termes d'épaisseur de la première couche 13. [0035] II est de la sorte possible d'obtenir un bloc-cylindres intégralement réalisé dans un alliage d'aluminium non soumis aux inconvénients des alliages d'aluminium hypersilicés précités. [0036] En outre, selon la présente invention, il est possible de remédier aux inconvénients précités liés à la réalisation des chemises directement par projection thermique dans les fûts : selon la présente invention, la réalisation de la seconde couche 15 ne nécessite en effet pas d'être assurée en ligne d'usinage sur une pièce délicate à manipuler. Le masquage de la tablature ainsi que le masquage de la partie basse du bloc-cylindres ne sont également pas nécessaires selon la présente invention. Ainsi, un bloc-cylindres réalisé avec des chemises selon l'un des modes de réalisation décrits, présente par conséquent une simplicité accrue de fabrication, pour un coût moindre.15