FR3024886A1 - Carter cylindre d'un moteur thermique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un carter cylindre (11a) d'un moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant des cylindres (12) et une première chambre (2) et une deuxième chambre (3) de carter cylindre configurées de sorte à permettre l'échange de chaleur entre les cylindres (12) et un fluide caloporteur, la première chambre (2) et la deuxième chambre (3) de carter cylindre se trouvant de part et d'autre d'un plan (P) perpendiculaire aux axes (A1) des cylindres (12).

Description

1 CARTER CYLINDRE D'UN MOTEUR THERMIQUE La présente invention concerne un carter cylindre d'un moteur thermique ainsi qu'un ensemble carter cylindre et culasse.

L'invention concerne également un moteur thermique comprenant l'ensemble carter cylindre et culasse ainsi qu'un véhicule comprenant un tel moteur thermique.

L'invention concerne aussi un système de refroidissement du moteur thermique ainsi qu'un procédé de refroidissement de ce moteur. Dans l'état de l'art, les moteurs thermiques sont formés de pièces de fonderie telles qu'une culasse et un carter cylindre ou bloc-cylindres et comprennent un système de refroidissement qui vise à réguler leur température afin d'en assurer la fiabilité et d'améliorer le rendement énergétique de la combustion et de réduire la proportion de gaz toxiques s'échappant du véhicule.

La culasse en comportant des soupapes en mouvement et des injecteurs de carburant, et le carter en comprenant des pistons en déplacement dans des cylindres, font généralement l'objet de sollicitations thermiques importantes produites lors de la combustion réalisée dans l'enceinte de ces cylindres.

Afin de réguler la température de ces moteurs, les systèmes de refroidissement comprennent des chambres, autrement appelés noyau d'eau, dans lesquelles circule un fluide de refroidissement tel que de l'eau. De telles chambres sont définies dans la culasse et le carter cylindre.

3024886 2 Dans ces moteurs thermiques, la culasse comprend une ou plusieurs chambres et le carter cylindre une seule chambre. Ces chambres sont définies pour entourer dans le cas de la culasse les sommets de chacun 5 des cylindres du moteur et dans le cas du carter la paroi latérale de chaque cylindre sur toute leur hauteur. Cependant, de tels systèmes de refroidissement ont pour inconvénient majeur de réaliser un refroidissement de même nature sur toutes les 10 parties du carter cylindre alors que les sollicitations thermiques ne sont pas les mêmes pendant la combustion sur toute la hauteur d'un cylindre, notamment lorsque le piston dans chacun de ces cylindres est en position haute, autrement connu sous l'acronyme PMH (Point Mort Haut) ou en position basse, également désignée par l'acronyme PMB (Point 15 Mort Bas). De ce fait, de tels systèmes de refroidissement contribuent souvent à la génération de déformations hétérogènes sur toute la hauteur des cylindres par dilatation thermique. De telles déformations induisent alors 20 une augmentation de la consommation d'huile et de gaz de combustion du fait que l'étanchéité entre les pistons et les cylindres n'est plus assurée, notamment par une usure prématurée des segments qui sont susceptibles d'assurer cette étanchéité.

25 La présente invention a pour objet de remédier en tout ou partie aux différents inconvénients cités précédemment. Avantageusement, l'invention permet d'améliorer le refroidissement des moteurs thermiques en les rendant plus efficaces aux niveaux des 30 différentes parties du carter cylindre, notamment les parties qui sont chargées thermiquement.

3024886 3 Dans ce dessein, l'invention concerne un carter cylindre d'un moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant des cylindres et une première chambre et une deuxième chambre de carter cylindre configurées de sorte à permettre l'échange de chaleur entre les 5 cylindres et un fluide caloporteur, la première chambre et la deuxième chambre de carter cylindre se trouvant de part et d'autre d'un plan perpendiculaire aux axes des cylindres. Dans d'autres modes de réalisation : 10 - le plan est défini par la position des segments d'étanchéité de la tête d'un piston, notamment du premier segment, lorsque le piston est en position dite de point mort haut ; - les première et deuxième chambres de carter cylindre sont aptes à entourer tout ou partie d'une paroi latérale de chaque cylindre, et/ou 15 - la première chambre de carter cylindre est agencée au niveau de tout ou partie d'une paroi latérale supérieure de chaque cylindre, notamment au niveau d'une première partie d'une enceinte de chaque cylindre formant une chambre de combustion lorsqu'un piston est en position dite de point mort haut dans chaque cylindre, 20 et/ou - la deuxième chambre de carter cylindre est agencée au niveau de tout ou partie d'une paroi latérale inférieure de chaque cylindre, notamment au niveau d'une deuxième partie d'une enceinte de chaque cylindre dans laquelle une tête de piston se déplace sur une 25 distance de course, et/ou - la première chambre de carter cylindre présente une section transversale dont la surface est sensiblement inférieure à une surface d'une section transversale de la deuxième chambre de carter cylindre, ces sections transversales étant parallèles à l'axe de 30 chaque cylindre du carter.

3024886 4 L'invention concerne également un ensemble carter cylindre et culasse comprenant un tel carter cylindre. Avantageusement, la culasse comprend une seule chambre de culasse 5 ou des première et deuxième chambres de culasse. L'invention concerne aussi un moteur thermique comprenant un tel ensemble carter cylindre et culasse.

10 L'invention concerne aussi un système de refroidissement d'un moteur thermique comprenant un circuit de refroidissement comportant un tel carter cylindre. Dans d'autres modes de réalisation : 15 - le circuit de refroidissement comprend les composants suivants reliés entre eux par des portions dudit circuit : - une culasse ; - un échangeur de chaleur, notamment un radiateur ; - une pompe de circulation du fluide caloporteur ; 20 - un élément de fermeture/ouverture, et - un boîtier de sortie de fluide caloporteur, et/ou - la pompe de circulation de fluide et le boîtier de sortie de fluide sont reliés respectivement en amont et en aval de l'ensemble carter cylindre et culasse : 25 - aux première et deuxième chambres de carter cylindre, et/ou - à une seule chambre de culasse ou aux première et deuxième chambres de culasse, et/ou - l'élément de fermeture/ouverture est compris au niveau de chaque 30 portion du circuit localisée entre la deuxième chambre de carter 3024886 5 cylindre, et la pompe de circulation et/ou le boîtier de sortie de fluide, et/ou - la première chambre de carter cylindre est reliée par au moins un canal à la seule chambre de culasse ou à la première chambre de 5 culasse, et/ou - la deuxième chambre de carter cylindre est reliée par au moins un canal à la deuxième chambre de culasse. L'invention concerne également un procédé de refroidissement d'un 10 moteur thermique comprenant une étape de circulation d'un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement d'un système de refroidissement du moteur, le procédé comprenant une étape de gestion différente de la circulation de ce fluide caloporteur dans des première et deuxième chambres de carter cylindre se trouvant de part et d'autre d'un 15 plan perpendiculaire aux axes des cylindres d'un carter cylindre. En particulier, dans ce procédé : - l'étape de gestion comprend une sous-étape de contrôle de la circulation du fluide caloporteur dans la deuxième chambre de carter 20 cylindre visant à autoriser/interdire la circulation du fluide caloporteur dans cette deuxième chambre et/ou en ce que la circulation du fluide caloporteur dans la première chambre est permanente, et/ou - le fluide caloporteur est apte à circuler entre la première chambre de carter cylindre, et une seule chambre de culasse ou une première 25 chambre de culasse, et/ou - le fluide caloporteur est apte à circuler entre la deuxième chambre de carter cylindre et une deuxième chambre de culasse. L'invention concerne aussi un véhicule comprenant un tel moteur 30 thermique.

3024886 6 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux figures, réalisé à titre d'exemple indicatif et non limitatif : 5 la figure 1 représente une vue d'un carter cylindre comprenant des première et deuxième chambres de carter cylindre selon le mode de réalisation de l'invention les figures 2A, 2B et 2C sont des vues différentes des première et deuxième chambres de carter cylindre selon le mode de 10 réalisation de l'invention ; la figure 3 représente une vue en coupe A-A du carter cylindre illustré sur la figure 1, selon le mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 représente une vue schématique d'un système de refroidissement d'un moteur thermique selon le mode de 15 réalisation de l'invention ; les figures 5A et 5B sont des vues schématiques de variantes du système de refroidissement comprenant le carter cylindre pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre et d'une culasse comprenant une seule chambre de culasse selon le mode 20 réalisation de l'invention ; les figures 6A et 6B sont des vues schématiques de variantes du système de refroidissement comprenant le carter cylindre pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre et d'une culasse comprenant une seule chambre de culasse, dans lequel 25 la première chambre de carter cylindre est reliée à la seule chambre de culasse selon le mode réalisation de l'invention ; les figures 7A et 7B sont des vues schématiques de variantes du système de refroidissement comprenant le carter cylindre pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre et d'une 30 culasse comprenant des première et deuxième chambres de culasse selon le mode réalisation de l'invention ; 3024886 7 les figures 8A et 8B sont des vues schématiques de variantes du système de refroidissement comprenant le carter cylindre pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre et d'une culasse comprenant les première et deuxième chambres de 5 culasse, dans lequel les première et deuxième chambres de carter cylindre sont reliées respectivement aux première et deuxième chambres de culasse selon le mode réalisation de l'invention, et la figure 9 est un logigramme relatif à un procédé de 10 refroidissement d'un moteur thermique selon le mode de réalisation de l'invention. Dans la description, les termes « amont » et « aval » sont définis en fonction du sens du flux de circulation d'un fluide caloporteur dans le 15 système de refroidissement 1 du moteur thermique, lequel flux parcourt différents composants de ce système et est représenté par les flèches figurant sur les figures 4, 5A à 8B. Le carter cylindre 11a selon un mode de réalisation de l'invention, visible 20 sur la figure 1, comprend des fûts formant des cylindres 12 comportant des parois latérales 17 susceptibles de guider en translation un piston dans une enceinte de chaque cylindre 12. Ces parois latérales 17 sont généralement constituées par un élément rapporté appelé chemise.

25 Ce carter cylindre 11a comporte des première et deuxième chambres de carter cylindre visibles sur les figures 1, 2A à 2C, au travers desquels un fluide caloporteur est susceptible de circuler afin d'assurer le refroidissement des parties correspondantes A, B du carter cylindre 11a au niveau desquelles ces deux chambres 2, 3 sont agencés. Ces parties 30 correspondantes sont les parties supérieure A et inférieure B du carter cylindrel 1 a.

3024886 8 Dans ce carter cylindre 11a, la première chambre 2 et la deuxième chambre 3 de carter cylindre 11a sont configurées de sorte à permettre l'échange de chaleur entre les cylindres 12 et le fluide caloporteur. La 5 première chambre 2 et la deuxième chambre 3 de carter cylindre se trouvent de part et d'autre d'un plan P perpendiculaire aux axes Al des cylindres 12 (visibles sur les figures 2A et 3) ou sensiblement de part et d'autre d'un plan P perpendiculaire aux axes Al des cylindres 12. Ce plan P peut être défini par la position des segments d'étanchéité 28a, 28b, 28c 10 de la tête d'un piston 19, lorsque le piston est en position dite de point mort haut 18a. Il est de préférence défini au niveau du premier segment 28a. Ce plan P partage le carter cylindre 11a en deux parties supérieure et inférieure A, B de ce carter cylindre 11a. Autrement dit, la première chambre se trouve dans une partie supérieure du carter cylindre et la 15 deuxième chambre se trouve dans une partie inférieure du carter cylindre. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont relatifs à la direction des axes des cylindres. Ces première et deuxième chambres 2, 3 de carter cylindre sont chacune 20 formées d'un ensemble de composantes qui contribue à guider le fluide caloporteur de manière uniforme à travers le carter cylindre 11a. Sur les figures 2B et 2C, les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3, sont aptes à entourer tout ou partie de la paroi latérale 17 de 25 chaque cylindre 12 formée des parois supérieure et inférieure 17a, 17b, visibles notamment sur la figure 2C. Ces parois supérieure et inférieure 17a, 17b sont définies par rapport au plan P qui sépare la paroi 17 de chaque cylindre 12 en deux parties. On notera qu'une telle disposition de ces première et deuxième chambres 2, 3 de carter cylindre, permet 30 notamment qu'une partie de chacune de ces dernières soit agencée entre les cylindres 12 du carter 11a c'est-à-dire au niveau des interfûts 13 3024886 9 visible sur la figure 2B. Ces interfûts 13 font parties des zones les plus chaudes du carter cylindre 11a. La première chambre de carter cylindre 2 est agencée au niveau de tout 5 ou partie de la paroi latérale supérieure 17a de chaque cylindre 12, c'est-à-dire au dessus du plan P. Plus précisément, cette première chambre de carter cylindre 2 est définie pour entourer les parois latérales supérieures 17a des cylindres 12, lesquelles parois 17a étant situées pour chaque cylindre 12 au niveau d'une première partie de l'enceinte D de chaque 10 cylindre 12 dite chambre de combustion. En effet sur la figure 3, cette première chambre de carter cylindre 2 est située au niveau de la première partie de l'enceinte D formée dans chaque cylindre 12 correspondant au volume compris entre : la paroi 15 latérale supérieure 17a de ce cylindre 12, la tête du piston 19 lorsque celui-ci est en position dite du point mort haut 18a et la culasse 11 b fermant le haut du carter cylindre lla au niveau de la face supérieure C de ce dernier. C'est effectivement dans cette première partie de l'enceinte D que les gaz sont les plus chauds, juste avant que la combustion soit 20 initiée et au moment ou l'énergie des gaz commence à être dégagée. On notera que le volume de cette première partie de l'enceinte D varie selon les caractéristiques du moteur thermique. La première chambre de carter cylindre 2 présente par exemple une 25 section transversale et parallèle à l'axe Al de chaque cylindre, ayant les dimensions suivantes : - une hauteur H1 qui est comprise entre 5 et 20mm, et de préférence 10mm ; - une largeur Li qui est comprise entre 5 et 15 mm, et de préférence 30 10 mm, et 3024886 10 - une surface (section débitante) qui est comprise entre 25 et 300 mm2, et de préférence 100 mm2. On notera que la hauteur H1 de la première chambre de carter cylindre 2 5 correspond sensiblement à la hauteur de la première partie de l'enceinte D c'est-à-dire à celle de la chambre de combustion des cylindres 12. Les dimensions de la section transversale de cette première chambre de carter cylindre 2 sont définies pour que le fluide caloporteur circule 10 rapidement dans cette première chambre 2 afin d'assurer un très bon refroidissement au niveau de la partie supérieure A du carter cylindre 11a où il y a une forte sollicitation thermique. En effet, pour un même débit de fluide caloporteur circulant dans les première et deuxième chambres 2, 3 de carter cylindre, plus les dimensions de la section transversale de cette 15 première chambre de carter cylindre 2 sont petites plus la vitesse de circulation du fluide caloporteur est importante ce qui a pour conséquence d'assurer un refroidissement rapide et efficace de la paroi latérale supérieure 17a de chaque cylindre 12 et donc de la partie supérieure A du carter 11a. Par exemple, la première chambre 2 de carter cylindre 20 présente une section transversale dont la surface est sensiblement inférieure à la surface de la section transversale de la deuxième chambre 3 de carter cylindre. Le deuxième chambre de carter cylindre 3 est agencé au niveau de tout 25 ou partie de la paroi latérale inférieure 17b de chaque cylindre 12, c'est-à-dire en dessous du plan P. Plus précisément, cette deuxième chambre de carter cylindre 3 est définie pour entourer les parois latérales inférieures 17b des cylindres 12, lesquelles parois 17b étant situées au niveau d'une deuxième partie de l'enceinte E de chaque cylindre dans laquelle la tête 30 du piston 19 se déplace sur une distance de course d. Cette distance de course d qui dépend des caractéristiques du moteur et en particulier de la 3024 886 11 cylindrée et la puissance de ce dernier, peut être comprise entre 60 et 120 mm, et de préférence 80 mm. En particulier, les limites supérieure et inférieure de cette deuxième partie 5 de l'enceinte E dans chaque cylindre 12 sont définies par les positions de la tête du piston 19 notamment lorsque celui-ci est respectivement dans les positions du point mort haut 18a et du point mort bas 18b. Autrement dit, la hauteur de cette enceinte est fonction de la course de la tête du piston 19 dans les cylindres 12.

10 Cette deuxième chambre de carter cylindre 3 présente par exemple une section ayant les dimensions suivantes : - une hauteur H2 qui est comprise entre 50 et 100% de la distance d de course de la tête du piston 19, et de préférence 70 %; 15 - une largeur L2 qui est comprise entre 8 et 15 mm, et de préférence 10 mm, et - une surface qui est comprise entre 300 et 1000 mm2, et de préférence 500 mm2.

20 Ainsi, cette deuxième chambre 3 de carter cylindre est apte à contribuer au refroidissement de la partie inférieure B du carter cylindre 11a et en particulier de la paroi latérale inférieure 17b de chaque cylindre 12 située au niveau de la deuxième partie de l'enceinte E du cylindre où la course de la tête du piston 19 est effectuée. On notera que la paroi latérale 25 inférieure 17b de chaque cylindre 12 localisée au niveau de cette deuxième partie de l'enceinte E est celle qui connaît des frottements avec la tête du piston 19 et au niveau de laquelle les gaz engendrent d'importantes sollicitations thermiques.

30 Le carter cylindre 11a, visible sur la figure 1, est susceptible d'être assemblé avec une culasse 11b de sorte à former un ensemble 11 carter 3024886 12 cylindre et culasse visible sur la figure 4. La culasse 1 1 b comprend notamment des organes de distribution (soupapes), d'allumage (bougie) et d'alimentation du moteur thermique. Un joint de culasse 11c assure l'étanchéité entre le carter cylindre 1 la et la culasse 1 1 b dans cet 5 ensemble 11 carter cylindre et culasse. Les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 qui entourent les parois latérales 17 des cylindres 12, sont réalisées lors du processus de fabrication du carter cylindre 11a, à partir notamment de procédés de 10 moulage. Les chambres 2 et 3 sont obtenues par moule permanent (métallique) ou par un moule destructible (moule en sable ou en sel résorbable). On notera par exemple que lorsque le carter cylindre 11a est du type « open deck » en anglais ou « à tablature ouverte » comme sur la figure 1, la première chambre carter cylindre 2 est aménagée au niveau 15 de la face supérieure C de ce carter lia et est hermétiquement fermée par l'assemblage, au niveau de cette face supérieure C, du joint de culasse 11c et de la culasse 11 b sur le carter cylindre 11a. De manière alternative, on notera que la séparation entre la chambre 2 et 20 la chambre 3 de carter cylindre peut être une pièce rapportée qui est assemblée (insérée) à l'altitude du plan P du carter cylindre 11a. De telles première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 contribuent à réaliser un refroidissement plus homogène des cylindres, en 25 limitant les déformations au niveau des cylindres. De plus, ces première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 sont indépendantes l'une de l'autre c'est-à-dire qu'elles ne sont pas reliées l'une à l'autre dans le carter cylindre 1 la et permettent ainsi d'assurer un refroidissement séparé du carter cylindre 11a. De plus ces première et deuxième 30 chambres 2, 3 de carter cylindre sont configurées pour réaliser une 3024886 13 circulation différente du fluide caloporteur dans les parties correspondantes A, B du carter cylindre 11a du moteur. Ainsi ces première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 constituent un refroidissement à double étage du carter cylindre 11a.

5 Ce carter cylindre 11a fait partie d'un système de refroidissement d'un moteur thermique comprenant l'ensemble 11 carter cylindre et culasse. Sur la figure 4, ce système de refroidissement 1 comprend un circuit de 10 refroidissement, en circuit fermé, apte à assurer la circulation du fluide caloporteur dans le moteur. Ce fluide caloporteur est choisi parmi des fluides présentant des propriétés physico-chimiques optimales, notamment au niveau de la viscosité, de la capacité thermique volumique, de la conductivité thermique et des propriétés anticorrosives. Un tel fluide 15 caloporteur peut être par exemple de l'eau ou encore un mélange d'eau et d'éthylène glycol. Le système de refroidissement 1 comprend de manière non limitative et non exhaustive, les composants suivants qui sont reliés entre eux par des 20 portions du dit circuit de refroidissement : - le carter cylindre 11a pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 ; - la culasse 1 1 b; - une pompe de circulation 6 du fluide caloporteur ; 25 - un échangeur de chaleur 9, notamment un radiateur ; - un élément de fermeture/ouverture 7 de flux de fluide caloporteur, et - un boîtier de sortie 8 de fluide caloporteur. La culasse llb de ce système de refroidissement 1 comprend au moins 30 une chambre de culasse 4, 5 qui est susceptible d'entourer des sommets de chacun des cylindres 12 du moteur. Cette culasse 11b peut 3024886 14 comprendre une seule chambre de culasse 4 ou encore des première et deuxième chambres de culasse 4, 5. Dans ce système de refroidissement 1, la pompe de circulation 6 de fluide 5 et le boîtier de sortie 8 de fluide sont respectivement agencés en amont et en aval du moteur thermique. La pompe de circulation 6 de fluide peut être par exemple une pompe centrifuge dont une particularité réside dans le fait qu'elle est apte à 10 tourner dans un circuit fermé sans générer du débit. Elle est reliée aux différentes chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5 du système de refroidissement 1 par des canalisations de sortie 20a, 20b, 20c, 20d. De manière alternative, le système 1 peut comprendre plusieurs pompes 15 de circulation de fluide, par exemple une première pompe pour les chambres de carter cylindre 2, 3 et une deuxième pompe pour le ou les chambres de culasse 4, 5, ou encore une pompe pour chacune des chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5.

20 Le boîtier de sortie 8 de fluide est relié en amont aux différentes chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5, et en aval à l'échangeur de chaleur 9. Plus précisément, le boîtier de sortie 8 de fluide comprend en amont des canalisations d'entrée 21a, 21b, 21c, 21d séparées et connectées aux chambres de carter cylindre 2, 3 et de 25 culasse 4, 5. Ce boîtier de sortie 8 est apte à faire converger le fluide caloporteur résultant de ces chambres 2, 3, 4, 5 vers l'échangeur de chaleur 9 au travers d'une canalisation de sortie 22 la reliant à ce dernier. Ce boîtier de sortie 8 de fluide comprend des vannes 10a, 10b, 10c, 10d, 30 notamment des électrovannes ou encore des vannes thermostatiques qui sont susceptibles d'être activées/désactivées en fonction de la 3024886 15 température du fluide caloporteur provenant des chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5. En particulier, ces vannes 10a, 10b, 10c, 10d peuvent être agencées sur chacune des canalisations d'entrée 21a, 21b, 21c, 21d du boîtier de sortie 8 de fluide. Ainsi, le boîtier de sortie 8 5 de fluide peut ainsi à partir de ses vannes 10a, 10b, 10c, 10d réguler la température du fluide caloporteur du système de refroidissement 1. Par ailleurs, le système de refroidissement 1 comprend également l'élément de fermeture/ouverture 7 du flux de fluide caloporteur 10 correspondant par exemple à des électrovannes ou encore des vannes thermostatiques. Cet élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième chambre 3 de carter cylindre en amont du moteur, c'est-à-dire entre la pompe de circulation 6 de fluide et l'ensemble 11 carter cylindre et culasse, ou en aval de cet ensemble 11, notamment 15 entre cet ensemble 11 et le boîtier de sortie 8 de fluide. De préférence, cet élément de fermeture/ouverture 7 de flux de fluide caloporteur est agencé en amont de l'ensemble 11 car lorsqu'il est en aval de ce dernier, il peut y avoir des micromouvements parasites du fluide caloporteur compris dans le deuxième chambre carter cylindre 3 résultant du fait que 20 la pompe 6 tourne sur elle même et brasse le fluide caloporteur qui va alors contribuer à assurer un refroidissement parasite. Sur les figures 5A à 8B, huit variantes du système de refroidissement 1 sont représentées schématiquement comprenant le carter cylindre lla 25 pourvu des chambres de carter cylindre 2, 3, la culasse llb comprenant le ou les chambres de culasse 4, 5, la pompe de circulation 6 de fluide, le boîtier de sortie 8 de fluide et l'échangeur de chaleur 9. Les première et deuxième variantes du système de refroidissement 1 sont 30 illustrées respectivement sur les figures 5A et 5B. Ces variantes du système de refroidissement 1 comprennent le carter cylindre 11a pourvu 3024886 16 des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et la culasse 11 b comprenant une seule chambre de culasse 4. Dans ces variantes, ces chambres 1, 3, 4 sont indépendantes les unes des autres dans l'ensemble 11 carter cylindre et culasse.

5 Les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et la chambre de culasse 4 sont alimentées en fluide caloporteur par la pompe de circulation 6 qui est reliée à chacune d'entre elles par les portions du circuit de refroidissement formant les première, deuxième et troisième 10 canalisations de sortie 20a, 20b, 20c de la pompe 6. Plus précisément, les première, deuxième et troisième canalisations de sortie 20a, 20b, 20c de la pompe 6 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et à la chambre de culasse 4.

15 Le fluide caloporteur provenant de ces première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et de la chambre de culasse 4 est évacué vers le boîtier de sortie 8 de fluide à partir des portions du circuit de refroidissement formant les première, deuxième et troisième canalisations d'entrée 21a, 21b, 21c du boîtier de sortie 8. En particulier, les première, 20 deuxième et troisième canalisations d'entrée 21a, 21b, 21c du boîtier de sortie 8 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et à la chambre de culasse 4. Dans ce boîtier de sortie 8 chaque canalisation d'entrée 21a, 21b, 21c est pourvue de la vanne 10a, 10b, 10c.

25 Dans la première variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 5A, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième canalisation de sortie 20b de la pompe de circulation 6 du fluide. Dans la deuxième variante du système de refroidissement 1 30 illustrée sur la figure 5B, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé 3024886 17 au niveau de la deuxième canalisation d'entrée 21b de la boîte de sortie 8 de fluide. Les troisième et quatrième variantes du système de refroidissement 1 5 sont illustrées respectivement sur les figures 6A et 6B. Ces variantes du système de refroidissement 1 comprennent le carter cylindre 11a pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et la culasse llb comprenant une seule chambre de culasse 4. Dans ces variantes, la première chambre de carter cylindre 2 est reliée à la chambre de culasse 10 4 par au moins un canal 23a, 23b, ici deux canaux qui traversent le joint de culasse 11c. Les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 sont alimentées en fluide caloporteur par la pompe de circulation 6 qui est 15 reliée à chacune d'entre elles par les portions du circuit de refroidissement formant respectivement les première et deuxième canalisations de sortie 20a, 20b de la pompe 6. Plus précisément, les première et deuxième canalisations de sortie de la pompe 6 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter 20 cylindre 2, 3. De manière alternative, une portion du circuit de refroidissement, en pointillés sur les figures 6A et 6B, formant une troisième canalisation de sortie 20c, peut relier la pompe de circulation 6 à la chambre de culasse 4.

25 Le fluide caloporteur provenant de ces première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et de la chambre de culasse 4 est évacué vers le boîtier de sortie 8 de fluide à partir des portions du circuit de refroidissement formant les première et deuxième canalisations d'entrée 21a, 21b du boîtier de sortie 8. En particulier, les première, et deuxième 30 canalisations d'entrée 21a, 21b du boîtier de sortie 8 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3. Dans 3024886 18 ce boîtier de sortie 8 chaque canalisation d'entrée 21a, 21b est pourvue de la vanne 10a, 10b. De manière alternative, une portion du circuit de refroidissement, en 5 pointillés sur les figures 6A et 6B, formant une troisième canalisation d'entrée 21c peut relier la chambre de culasse 4 : - au boîtier de sortie 8, dans ce cas le boîtier de sortie 8 comprend la vanne 10c qui est agencée sur cette troisième canalisation d'entrée 21c du boîtier 8, et/ou 10 - à la première canalisation d'entrée 21a reliant la première chambre de carter cylindre 2 au boîtier de sortie 8. Dans la troisième variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 6A, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la 15 deuxième canalisation de sortie 20b de la pompe de circulation 6 du fluide. Dans la quatrième variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 6B, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième canalisation d'entrée 21b de la boîte de sortie 8 de fluide.

20 Les cinquième et sixième variantes du système de refroidissement 1 sont illustrées respectivement sur les figures 7A et 7B. Ces variantes du système de refroidissement 1 comprennent le carter cylindre 11a pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et la culasse 25 llb comprenant les première et deuxième chambres de culasse 4, 5. Ces chambres 2, 3, 4, 5 sont indépendantes et séparées les unes des autres dans l'ensemble 11 carter cylindre et culasse. Les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et les 30 première et deuxième chambres de culasse 4, 5 sont alimentées en fluide caloporteur par la pompe de circulation 6 qui est reliée à chacune d'entre 3024886 19 elles par les portions du circuit de refroidissement formant les première, deuxième, troisième et quatrième canalisations de sortie 20a, 20b, 20c, 20d de la pompe 6. Plus précisément, les première et deuxième canalisations de sortie 20a, 20b de la pompe 6 sont respectivement 5 reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et les troisième et quatrième canalisations de sortie 20c, 20d aux première et deuxième chambres de culasse 4, 5. Le fluide caloporteur provenant de ces première et deuxième chambres 10 de carter cylindre 2, 3 et des première et deuxième chambres de culasse 4, 5, est évacué vers le boîtier de sortie 8 de fluide à partir des portions du circuit de refroidissement formant les première, deuxième, troisième et quatrième canalisations d'entrée 21a, 21b, 21c, 21d du boîtier de sortie 8. En particulier, les première et deuxième canalisations d'entrée 21a, 21b 15 du boîtier de sortie 8 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et les troisième et quatrième canalisations d'entrée 21c, 21d aux première et deuxième chambres de culasse 4, 5. Dans ce boîtier de sortie 8 chaque canalisation d'entrée 21a, 21b, 21c, 21d est pourvue de la vanne 10a, 10b, 10c, 10d.

20 Dans la cinquième variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 7A, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième canalisation de sortie 20b de la pompe de circulation 6 du fluide. Dans la sixième variante du système de refroidissement 1 illustrée 25 sur la figure 7B, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième canalisation d'entrée 21b de la boîte de sortie 8 de fluide. Les septième et huitième variantes du système de refroidissement 1 sont illustrées respectivement sur les figures 8A et 8B. Ces variantes du 30 système de refroidissement 1 comprennent le carter cylindre 11a comprenant les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et 3024886 20 la culasse llb pourvue des première et deuxième chambres de culasse 4, 5. Dans ces variantes, les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de culasse 4, 5, par au moins un canal 23a, 23b, 23c, 23d, ici 5 quatre canaux qui traversent le joint de culasse 11c. Les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 sont alimentées en fluide caloporteur par la pompe de circulation 6 qui est reliée à chacune d'entre elles par les portions du circuit de 10 refroidissement formant respectivement les première et deuxième canalisations de sortie 20a, 20b de la pompe 6. Plus précisément, les première et deuxième canalisations de sortie 20a, 20b de la pompe 6 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3. De manière alternative, des portions du circuit de 15 refroidissement, en pointillés sur les figures 8A et 8B, formant des troisième et quatrième canalisations de sortie 20c, 20d, peuvent relier la pompe de circulation 6 respectivement aux première et deuxième chambres de culasse 4, 5.

20 Le fluide caloporteur provenant de ces première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et des première et deuxième chambres de culasse 4, 5, est évacué vers le boîtier de sortie 8 de fluide à partir des portions du circuit de refroidissement formant les première et deuxième canalisations d'entrée 21a, 21b du boîtier de sortie 8. En particulier, les 25 première, et deuxième canalisations d'entrée 21a, 21b du boîtier de sortie 8 sont respectivement reliées aux première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3. Dans ce boîtier de sortie 8 chaque canalisation d'entrée 21a, 21b est pourvue de la vanne 10a, 10b.

30 De manière alternative, des portions du circuit de refroidissement, en pointillés sur les figures 8A et 8B, formant une troisième et quatrième 3024886 21 canalisation d'entrée 21c, 21d peuvent relier respectivement les première et deuxième chambres de culasse 4, 5 : - au boîtier de sortie 8, dans ce cas le boîtier de sortie 8 comprend la vanne 10c, 10d qui est agencée sur chacune des troisième et 5 quatrième canalisations d'entrée 21c, 21d du boîtier 8, et/ou - aux première et deuxième canalisations d'entrée 21a, 21b reliant respectivement les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 au boîtier de sortie 8.

10 Dans la septième variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 8A, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau de la deuxième canalisation de sortie 20b de la pompe de circulation 6 du fluide. Dans la huitième variante du système de refroidissement 1 illustrée sur la figure 8B, l'élément de fermeture/ouverture 7 est agencé au niveau 15 de la deuxième canalisation d'entrée 21b de la boîte de sortie 8 de fluide. On notera que dans d'autres variantes (non représentées) du système de refroidissement 1 comprenant un carter cylindre lla pourvu des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et la culasse 11b 20 comprenant les première et deuxième chambres de culasse 4, 5, seul la première chambre de carter cylindre 2 est reliée à la première chambre de culasse 4 par au moins un canal 23a, 23b qui traverse le joint de culasse 11c.

25 Le système de refroidissement 1 est apte à mettre en oeuvre un procédé de refroidissement du moteur. Sur la figure 9 est illustré ce procédé de refroidissement qui comprend une étape de mise en circulation 24 du fluide caloporteur dans le circuit 30 de refroidissement du système de refroidissement 1 du moteur. Cette étape est réalisée par la pompe de circulation du fluide 6.

3024886 22 Ce fluide caloporteur est mis en circulation dans ce circuit et donc dans les différents chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5 selon un débit de circulation configurable qui est défini par la pompe 6. Cette étape 5 de mise en circulation 24 comprend une sous-étape de configuration du débit de circulation du fluide dans le circuit de refroidissement et en particulier dans les premier et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5. Une telle sous-étape permet de gérer de manière optimale la thermique des cylindres 12 du moteur.

10 Le procédé prévoit une étape de gestion 25 différente de la circulation du fluide dans les chambres de carter cylindre 2, 3. Cette gestion différente résulte notamment de la configuration particulière et distincte des première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3, plus précisément 15 des dimensions différentes que présente leur section transversale. Ainsi cette gestion différente permet de réaliser un refroidissement distinct au niveau des parties supérieure A et inférieure B du carter 11a, où ces deux chambres 2, 3 sont respectivement agencées. En effet, le fluide en circulant dans la première chambre de carter cylindre 2 est apte à 20 évacuer plus de calories que lorsqu'il circule dans la deuxième chambre de carter cylindre 3 notamment du fait que le fluide circule plus rapidement dans la première chambre 2 que dans la deuxième 3. De plus, cette étape de gestion 25 comprend une sous étape de contrôle 25 de la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième chambre de carter cylindre 3. Cette sous-étape de contrôle de la circulation du fluide est réalisée par l'élément de fermeture/ouverture 7 qui est apte à autoriser/interdire la circulation de ce fluide dans le deuxième chambre 3. Un tel contrôle du passage du fluide caloporteur permet 30 d'activer/désactiver le refroidissement de la partie inférieure B du carter et 3024 886 23 plus précisément des parois latérales inférieures 17b des cylindres 12 de ce carter 11a. Une telle sous étape de contrôle de la circulation du fluide contribue à 5 favoriser la montée rapide en température des cylindres 12 du carter 11a par temps froid au démarrage du véhicule. Plus précisément, l'élément de fermeture/ouverture 7 est susceptible d'être contrôlé pour interdire la circulation du fluide caloporteur dans la deuxième chambre de carter cylindre 3, ce qui a pour effet d'arrêter le refroidissement de la partie 10 inférieure B du carter 11a. Effectivement, plus la température des cylindres 12 augmente rapidement, plus l'huile dans le carter va chauffer et sa viscosité diminuer, entraînant alors une réduction des frottements, notamment entre la tête du piston 19 et la chemise de chacun des cylindres 12. Ainsi, avec des frottements réduits au démarrage à froid du 15 moteur thermique ce dernier va utiliser moins d'énergie pour ses mouvements. Le rendement du moteur s'en trouve augmenté et sa consommation et ses rejets de CO2, diminués. Dès lors que la température du fluide caloporteur dans la deuxième 20 chambre de carter cylindre 3 a atteint un seuil de température, l'élément de fermeture/ouverture 7 est alors contrôlé pour autoriser la circulation du fluide dans cette deuxième chambre 3 de carter cylindre. Ce seuil de température peut être compris entre 70 et 110°C, et est de préférence 90°C.

25 On notera que dans la première chambre de carter cylindre 2, le fluide caloporteur circule en permanence pour assurer la fiabilité des hauts de cylindres 12, et des segments d'étanchéité 28a à 28c de sorte à éviter notamment le gommage de ces segments 28a à 28c.

30 3024886 24 L'étape de gestion 25 permet également de limiter l'amplitude d'écart de température entre les parois supérieure 17a et inférieure 17b de chaque cylindre 12 du carter. Ainsi les première et deuxième chambres de carter cylindre 2, 3 peuvent être gérées indépendamment de sorte à permettre 5 un refroidissement différent des parties supérieure A et inférieure B du carter cylindre lla selon différentes configurations. Le procédé prévoit ensuite une étape d'évacuation 26 du fluide caloporteur des chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5 vers le 10 boîtier de sortie 8. Ce boîtier de sortie 8 comprend les vannes 10a à 10d qui sont aptes en fonction d'une température de référence à autoriser la circulation du fluide provenant de chacun de ces chambres 2, 3, 4, 5 vers l'échangeur de chaleur 9.

15 Lors d'une étape de refroidissement 27, l'échangeur de chaleur 9 réalise le refroidissement du fluide caloporteur qui a été chauffé en circulant dans les chambres de carter cylindre 2, 3 et de culasse 4, 5. Le fluide caloporteur refroidi est alors mis en circulation par la pompe 6 dans le circuit du système de refroidissement 1.

20 La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été explicitement décrit, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Carter cylindre (11a) d'un moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant des cylindres (12) et une première chambre (2) et une deuxième chambre (3) de carter cylindre configurées de sorte à permettre l'échange de chaleur entre les cylindres (12) et un fluide caloporteur, la première chambre (2) et la deuxième chambre (3) de carter cylindre se trouvant de part et d'autre d'un plan (P) perpendiculaire aux axes (A1) des cylindres (12).
2. 2. Carter cylindre (11a) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le plan (P) est défini par la position des segments d'étanchéité (28a, 28b, 28c) de la tête d'un piston (19), notamment du premier segment (28a), lorsque le piston est en position dite de point mort haut (18a).
3. 3. Carter cylindre (11a) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - les première et deuxième chambres (2, 3) de carter cylindre sont aptes à entourer tout ou partie d'une paroi latérale (17) de chaque cylindre (12), et/ou - la première chambre (2) de carter cylindre est agencée au niveau de tout ou partie d'une paroi latérale supérieure (17a) de chaque cylindre (12), notamment au niveau d'une première partie d'une enceinte (D) de chaque cylindre (12) formant une chambre de combustion lorsqu'un piston est en position dite de point mort haut (18a) dans chaque cylindre (12), et/ou - la deuxième chambre (3) de carter cylindre est agencée au niveau de tout ou partie d'une paroi latérale inférieure (17b) de chaque cylindre (12), notamment au niveau d'une deuxième partie d'une enceinte (E) de chaque cylindre (12) dans laquelle une tête de 3024886 26 piston (19) se déplace sur une distance de course (d), et/ou - la première chambre (2) de carter cylindre présente une section transversale dont la surface est sensiblement inférieure à une surface d'une section transversale de la deuxième chambre (3) de 5 carter cylindre, ces sections transversales étant parallèles à l'axe (A1) de chaque cylindre (12) du carter (11a).
4. 4. Ensemble (11) carter cylindre et culasse comprenant un carter cylindre (11a) selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes.
5. 5. Ensemble (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la culasse (11b) comprend - une seule chambre de culasse (4), ou 15 - des première et deuxième chambres de culasse (4, 5).
6. 6. Moteur thermique comprenant un ensemble (11) carter cylindre et culasse selon l'une quelconque des revendications 4 et 5. 20
7. 7. Système de refroidissement d'un moteur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de refroidissement comportant un carter cylindre (11a) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 25
8. 8. Système selon la revendication précédente, caractérisé en que : - le circuit de refroidissement comprend les composants suivants reliés entre eux par des portions dudit circuit : - une culasse (11b) ; 3024886 27 - un échangeur de chaleur (9), notamment un radiateur ; - une pompe de circulation (6) du fluide caloporteur ; - un élément de fermeture/ouverture (7), et - un boîtier de sortie (8) de fluide caloporteur, et/ou 5 - la pompe de circulation (6) de fluide et le boîtier de sortie (8) de fluide sont reliés respectivement en amont et en aval de l'ensemble (11) carter cylindre et culasse : - aux première et deuxième chambres (2, 3) de carter cylindre (11a), et/ou 10 - à une seule chambre de culasse (4) ou aux première et deuxième chambres de culasse (4, 5), et/ou - l'élément de fermeture/ouverture (7) est compris au niveau de chaque portion du circuit localisée entre la deuxième chambre (3) de carter cylindre, et la pompe de circulation (6) et/ou le boîtier de 15 sortie (8) de fluide, et/ou - la première chambre (2) de carter cylindre est reliée par au moins un canal (23a, 23b) à la seule chambre de culasse (4) ou à la première chambre de culasse (4), et/ou - la deuxième chambre (3) de carter cylindre est reliée par au moins 20 un canal (23c, 23d) à la deuxième chambre de culasse (5).
9. 9. Procédé de refroidissement d'un moteur thermique comprenant une étape de circulation (24) d'un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement d'un système de refroidissement (1) du moteur 25 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de gestion (25) différente de la circulation de ce fluide caloporteur dans des première et deuxième chambres (2, 3) de carter cylindre se trouvant de part et d'autre d'un plan (P) perpendiculaire aux axes (A1) des cylindres (12) d'un carter cylindre. 3024886 28
10. 10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : - l'étape de gestion (25) comprend une sous-étape de contrôle de la circulation du fluide caloporteur dans la deuxième chambre (3) de 5 carter cylindre visant à autoriser/interdire la circulation du fluide caloporteur dans cette deuxième chambre (3) et/ou en ce que la circulation du fluide caloporteur dans la première chambre est permanente, et/ou - le fluide caloporteur est apte à circuler entre la première chambre 10 (2) de carter cylindre, et une seule chambre de culasse (4) ou une première chambre de culasse (4), et/ou - le fluide caloporteur est apte à circuler entre la deuxième chambre (3) de carter cylindre et une deuxième chambre de culasse (5). 15
11. 11.Véhicule comprenant un moteur thermique selon la revendication 6.