FR3122704A1 - Agencement de noyau d’eau de carter-cylindres de moteur thermique de véhicule automobile. - Google Patents
Agencement de noyau d’eau de carter-cylindres de moteur thermique de véhicule automobile. Download PDFInfo
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Abstract
Agencement de noyau d’eau (10) de carter-cylindres (20) de moteur thermique de véhicule automobile, ledit noyau d’eau étant délimité par une rainure (11) entourant au plus près tous la partie supérieure des fûts (12) du carter-cylindres (20), depuis le plan de joint (13) de contact avec une culasse, Caractérisé en ce que la rainure (11) est pourvue d’une entretoise (14) comprenant un trottoir (15) de circulation de liquide disposé à distance du fond de la rainure et apte à cacher tout le fond de la rainure. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un moteur à combustion interne ou thermique.
La présente invention concerne un noyau d’eau de moteur thermique.
La présente invention concerne plus particulièrement un agencement de noyau d’eau de moteur thermique pour modifier le passage d’eau dans le noyau d’eau selon les performances du moteur.
Etat de la technique
Un moteur thermique qui équipe un véhicule automobile comporte un carter-cylindres sur lequel est montée une culasse. Ledit carter-cylindres et ladite culasse comportent un circuit d’eau dans lequel circule du liquide de refroidissement entrainé par une pompe à eau.
Ledit circuit d’eau comprend un noyau d’eau qui entoure des fûts cylindriques du carter-cylindres.
De manière connue, le noyau d’eau est agencé en partie supérieure du carter-cylindres notamment en bordure dudit carter-cylindres avec la culasse, qui est le siège de hautes températures lors du fonctionnement du moteur. Le noyau d’eau peut être formé par une rigole qui est creusée dans le carter-cylindre depuis la face supérieure du carter-cylindre en vis-à-vis avec la culasse, notamment pour des moteurs dits open-deck qui présentent ledit noyau d’eau débouchant de la face supérieure du carter-cylindres.
Le moteur thermique peut être conçu pour différentes puissances, notamment pour des plages de puissance qui peuvent être importantes. Le refroidissement par le noyau d’eau des cylindres peut alors s’avérer trop important impactant d’une part les performances du moteur et d’autre part la consommation du moteur. En effet, à moindre puissance, les besoins de puissances de refroidissement sont moins importants.
On peut alors utiliser une pompe à eau de moindre débit. Ce qui a un impact important sur la consommation du moteur thermique mais remet en validation les éléments du moteur.
On a donc un besoin de réduction du noyau d’eau sans impacter l’architecture du moteur.
La réduction du noyau d’eau concerne la section de passage du liquide de refroidissement.
Le parcours du liquide est maintenu au plus près des zones chaudes du carter-cylindres, notamment dans la partie supérieure dudit carter. En effet, les combustions ont lieu dans une chambre à combustions délimitée par le cylindre, un piston coulissant dans un mouvement de va-et-vient selon l’axe du cylindre et la partie inférieure de la culasse coiffant le carter-cylindres.
La réduction du noyau d’eau peut aussi profiter au refroidissement optimisé d’autres éléments du moteur. En effet, on peut diviser le débit de liquide de refroidissement à l’entrée dans le carter-cylindres en une première partie pour former le noyau d’eau de refroidissement des parties supérieures des fûts du carter-cylindres et en une seconde partie pour être amené par exemple directement depuis une première face latérale vers la seconde face latérale opposée selon un axe sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal du moteur. On rappelle que l’axe longitudinal est parallèle à l’axe compris dans le plan de joint du carter-cylindres passant par les axes de tous les fûts.
On connait un déflecteur de circulation de liquide installé dans la rainure du noyau d’eau pour amener le liquide de refroidissement au plus prés de la partie supérieure des cylindres de façon partielle en périphérie de l’alésage.
La publication JP2019173563-A propose une entretoise conformée pour être disposée dans un alésage de noyau d’eau dans un carter-cylindres de moteur thermique, ladite entretoise permettant de diriger le liquide de refroidissement vers la partie supérieure des fûts du carter-cylindres sur une partie longitudinale et partielle du noyau d’eau.
Un inconvénient est que l’entretoise ne permet pas de réduire entièrement la section de passage du noyau d’eau ce qui n’impacte donc pas la consommation du moteur.
L’entretoise ne permet pas d’avoir un second passage d’eau depuis la première face avant vers la seconde face latérale opposée.
Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un agencement d’un noyau d’eau de carter-cylindres d’un moteur thermique de véhicule automobile répondant aux inconvénients décrits ci-dessus et donc apte à réduire la section de passage du liquide de refroidissement sur la totalité du noyau d’eau.
Présentation de l’invention
La présente invention concerne plus particulièrement un agencement de noyau d’eau de carter-cylindres de moteur thermique de véhicule automobile, ledit noyau d’eau étant délimité par une rainure entourant au plus près tous les fûts du carter-cylindres, depuis le plan de joint en partie supérieure,
Caractérisé en ce que la rainure est pourvue d’une entretoise comprenant un trottoir de circulation de liquide disposé à distance dudit fond, apte à cacher tout le fond de la rainure
De manière avantageuse, la rainure est pourvue d’une entretoise qui est insérée dans la rainure et qui comprend un trottoir de circulation de liquide tout autour des différents fûts du carter-cylindres, ledit trottoir étant conformé pour cacher le fond de la rainure et disposé à distance dudit fond, ainsi la section de passage de liquide de refroidissement est sensiblement réduite grâce à l’insertion de cette entretoise.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
-le trottoir comprend une rampe d’accès disposée à chacune des deux extrémités du trottoir dans laquelle débouche l’entrée d’eau de la rainure.
De manière avantageuse, le trottoir de circulation de liquide comprend une rampe d’accès à chacune des deux extrémités sur lesquelles débouche l’entrée d’eau de la rainure ; ainsi le liquide de refroidissement set dirigé vers le trottoir de par ses deux extrémités de façon simple.
-le trottoir est prolongé en périphérie par une paroi verticale supérieure orthogonale audit trottoir.
De manière avantageuse, le trottoir est prolongé par une paroir verticale périphérique orthogonale audit trottoir ce qui permet de réduire davantage la section de passage de liquide de refroidissement. La paroi verticale est disposée en périphérie de la rainure pour garder l’efficacité des échanges de chaleurs avec les fûts.
-la paroi verticale est complémentaire à la paroi périphérique extérieure de la rainure et en appui contre ladite paroi de la rainure.
De manière avantageuse, la paroi verticale du trottoir est complémentaire à la paroi périphérique de la rainure et en appui contre ladite paroi périphérique pour le bon maintien de l’entretoise dans la rainure.
-l’entretoise présente un évidement formant un passage disposé en dessous du trottoir.
De manière avantageuse, l’entretoise présente un passage pour du liquide de refroidissement qui est disposé en dessous du trottoir, ledit passage d’eau étant connecté à un circuit de refroidissement d’un élément du moteur.
-le passage est formé en périphérie de la rainure délimitant le noyau d’eau.
De manière avantageuse, le passage d’eau est formé en périphérie de la rainure délimitant le noyau d’eau afin de réduire les échanges de chaleur entre le liquide passant par ledit passage et les cylindres du moteur.
-l’entretoise comprend une paroi verticale inférieure apte à séparer le passage de liquide de la paroi intérieure de la rainure.
De manière avantageuse, l’entretoise comprend une paroi verticale inférieure destinée à séparer le passage de liquide de la paroi intérieure qui est opposée à la paroi périphérique extérieure de la rainure, afin de limiter les échanges de chaleur entre les cylindres et le liquide passant par ledit passage.
-le passage s’étend selon un axe du moteur depuis une première face à la seconde face opposée.
De manière avantageuse, le passage d’eau permet de joindre une première face du moteur à la seconde face opposée.
-le passage s’étend transversalement à l’axe du carter-cylindres.
De manière avantageuse, le passage est ménagé en dessous du trottoir pour faire passer le liquide de refroidissement d’une première face latérale à la seconde face latérale opposée du carter-cylindres.
-le carter-cylindres comprend un conduit de sortie connecté au passage de liquide.
De manière avantageuse, l’agencement propose le passage d’eau pour joindre les deux faces opposées du moteur via le noyau d’eau à moindre coût. En effet, il suffit de percer un conduit connecté à la partie inférieure de la rainure délimitant le noyau d’eau.
-la rampe passant par-dessus le passage est conformée pour limiter le débit au travers dudit passage.
De manière avantageuse, la rampe passant par-dessus le passage d’eau est conformée pour limiter ou réguler le débit de liquide au travers dudit passage. Ainsi une partie du débit passe par le passage et le restant par le trottoir de circulation.
-l’entretoise est en plastique ou en alliage métallique.
De manière avantageuse, l’entretoise est en plastique ou en alliage métallique pour réduire son poids.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée des figures
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Un moteur thermique ou à combustion interne comporte un carter-cylindres 20 comprenant des cylindres 12 et surmonté d’une culasse (non représentée) qui est fixée audit carter au niveau d’un plan de joint 13.
La montre un carter-cylindres d’un moteur thermique ou à combustion interne de véhicule automobile, notamment un carter-cylindres dit « open-deck » qui présente une rainure ou un canal, ouverte vers l’extérieur du carter-cylindre ou vers la culasse pour le refroidissement des parties supérieures des cylindres du moteur pour accueillir un noyau d’eau 10.
Le carter-cylindres 20 comprend ici quatre cylindres parallèles l’un à l’autre et disposés selon un axe longitudinal X du moteur parallèle à un axe compris dans le plan de joint du carter-cylindres et passant par les centres des cylindres. L’invention n’est pas cependant restreinte à un moteur thermique avec quatre cylindres, ledit moteur peut comprendre deux cylindres ou plus.
Le carter-cylindres comprend une face latérale d’échappement 20e et une face latérale d’admission 20a opposée, ainsi qu’une face frontale de distribution 20d et une face frontale d’accouplement 20b opposée.
La rainure entoure au plus près chacun des cylindres 12 et présente des courbures sensiblement coaxiales audits cylindres. Ainsi, la rainure 11 est creusée dans le carter-cylindres 20 sensiblement selon des formes cylindriques coaxiales avec les cylindres 12 du carter-cylindres. Elle présente une première paroi périphérique extérieure 11pe et une seconde paroi intérieure 11pi opposée à la première paroi et tournée vers les cylindres 12.
Ladite rainure 11 délimitant le noyau d’eau 10 peut présenter une profondeur importante avec donc une section de passage qui est le produit de la largeur de la rainure par la profondeur de la rainure importante. Ladite section de passage peut cependant ne plus être nécessaire et utile pour le refroidissement des cylindres, notamment quand la cylindrée du moteur est réduite tout en gardant le même carter-cylindres.
La montre une coupe transversale du carter-cylindres selon un plan de coupe vertical orthogonal à l’axe longitudinal X du moteur.
Selon la , une entretoise 14 qui est le positif de la rainure 11 mais avec une moindre hauteur équivalente à la profondeur de la rainure est insérée dans ladite rainure. L’entretoise reprend donc la forme du noyau d’eau 10 mais avec une moindre hauteur.
Les termes au-dessus/au-dessous et supérieur/inférieur, hauteur/profondeur se réfèrent à un axe vertical Z orthogonal au plan de joint et dirigé vers la culasse.
Ladite entretoise 14 présente un trottoir 15 de circulation d’eau sensiblement parallèle au fond de la rainure 11f mais à distance dudit fond, ledit trottoir est apte à cacher tout le fond de la rainure.
L’entretoise 14 est de forme sensiblement complémentaire à la rainure 11, notamment en dessous du trottoir 15 de circulation de liquide. Ainsi la section de passage de liquide de refroidissement le long de la rainure est réduite, c’est-à-dire le volume du noyau d’eau 10 est réduit.
L’entretoise 14 est de forme ouverte c’est-à-dire qu’elle présente deux extrémités 14a,14b disjointes. Pour faciliter la circulation du liquide vers le trottoir de circulation, l’entretoise comporte une rampe 16 à chacune des extrémités 14a,14b qui est disposée à l’embouchure d’entrée de circulation de liquide dans la rainure 11 quand l’entretoise est disposée dans la rainure. Ladite rampe 16 permet de diriger le liquide vers le trottoir de circulation 15. On peut distinguer une rampe à chaque extrémité 14a,14b dudit trottoir.
Le trottoir est prolongé par une paroi verticale supérieure 17s qui s’étend vers la culasse et qui est sensiblement complémentaire à la bordure périphérique extérieure 11fe de la rainure. Ainsi on peut réduire davantage la section de passage tout en préservant un échange favorable de chaleur avec les fûts des cylindres. Ladite paroi verticale supérieure 17s est apte à renvoyer le liquide de refroidissement vers la paroi intérieure de la rainure au plus proche des cylindres du moteur. Ladite paroi verticale supérieure de l’entretoise s’étend tout autour de la rainure 11 du noyau d’eau et au contact avec ou en appui contre la paroi périphérique verticale extérieure 11fe de la rainure. Ainsi l’entretoise est montée dans la rainure 11 de façon stable et simple.
La rainure 11 est partiellement comblée par l’entretoise 14. La section de passage du noyau d’eau est réduite.
Selon les figures 2 et 3, l’entretoise comporte un évidement 18 en-dessous du trottoir de circulation 15. La montre l’entretoise 14 selon l’invention avec les flux de circulation de liquide de refroidissement marqués par des flèches.
Selon un mode de réalisation représenté en figures 2 et 3, ledit évidement délimite avec la paroi inférieure de la rainure un passage 19 pour amener une partie du liquide de refroidissement vers un autre circuit de refroidissement sans passer par la circulation autour des fûts des cylindres 12.
L’évidement est formé depuis la rampe 16, c’est-à-dire à l’embouchure d’entrée de circulation du liquide quand l’entretoise 14 est montée dans la rainure 11.
La rampe 16 est conformée pour réguler le débit de liquide passant par le passage. A cet effet, la rampe peut être pourvue d’un bossage ou d’un déflecteur (non représenté) pour diriger et ménager le débit nécessaire pour le refroidissement des cylindres tout en permettant un flux au travers du passage 19.
Ledit déflecteur peut être un obstacle de forme apte à générer une perte de charge plus importante dans le passage que vers le trottoir.
Le déflecteur peut également favoriser la circulation de liquide vers le trottoir de circulation 15 par rapport au passage 19.
Le passage 19 selon un mode réalisation s’étend de façon sensiblement parallèle à l’axe transversal Y du moteur c’est-à-dire de façon orthogonale par rapport à l’axe longitudinal X du moteur. L’axe transversal Y est compris dans le plan de joint et est orthogonal à l’axe longitudinal X. Ainsi le passage d’eau 19 permet d’amener du liquide de refroidissement d’une première face latérale qui peut être la face d’admission 20a du carter-cylindres vers la face opposée d’échappement 20e.
Une conduite de sortie (non représentée) est creusée dans le carter-cylindres 20 qui peut déboucher de la face latérale ici d’échappement et permet de faire circuler le liquide passant successivement par le passage 19 et la conduite de sortie vers l’extérieur du carter-cylindres.
Le passage 19 longe ainsi la périphérie d’un cylindre 12 d’extrémité. Plus précisément, l’évidement 18 est formé en partie inférieure de l’entretoise et entoure partiellement un cylindre d’extrémité 12 quand l’entretoise est placée dans la rainure 11. Le passage est de préférence en périphérie inférieure de la rainure.
L’entretoise 14 comprend une paroi inférieure intérieure 17i apte à séparer le passage 19 de la paroi intérieure 11fi de la rainure. Ainsi le liquide passant par ce passage 19 échange moins de chaleur avec les cylindres et monte modérément en température.
De manière préférentielle, l’entretoise 14 est obtenue en matière plastique par moulage.
L’objectif est atteint : l’entretoise 14 permet d’une part de réduire le débit de liquide de refroidissement des cylindres au juste nécessaire tout ciblant mieux la zone supérieure des cylindres 12 et d’autre part de former de façon simple un second conduit de refroidissement 19 qui n’est pas ou peu impacté par le refroidissement des cylindres.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Le passage 19 peut s’étendre parallèlement à l’axe longitudinal X du carter-cylindres pour joindre la face de distribution à la face de transmission du carter-cylindres.
On peut également connecter directement l’extrémité de sortie du passage 19 à un conduit du circuit de refroidissement du moteur intégré dans le carter-cylindres.
Claims (11)
- Agencement de noyau d’eau (10) de carter-cylindres (20) de moteur thermique de véhicule automobile, ledit noyau d’eau étant délimité par une rainure (11) entourant au plus près la partie supérieure des fûts (12) du carter-cylindres (20) en bordure dudit carter-cylindres avec une culasse et comportant deux extrémités, depuis le plan de joint (13) de contact avec la culasse,
Caractérisé en ce que la rainure (11) est pourvue d’une entretoise (14) comprenant un trottoir (15) de circulation de liquide disposé à distance du fond (11f) de la rainure, et apte à cacher tout le fond (11f) de la rainure - Agencement de noyau d’eau (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’entretoise (14) comprend une rampe d’accès (16) vers le trottoir et disposée à chacune des deux extrémités du trottoir (14a,14b) dans laquelle débouche uneentrée (11e) de liquide dans la rainure.
- Agencement de noyau d’eau (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le trottoir (15) est prolongé en périphérie par une paroi verticale supérieure (17) orthogonale audit trottoir.
- Agencement de noyau d’eau (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi verticale supérieure (17s) est complémentaire à une paroi périphérique extérieure (11fe) de la rainure (11) et en appui contre ladite paroi périphérique de la rainure.
- Agencement de noyau d’eau (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’entretoise (14) présente un évidement (18) délimitant un passage (19) de liquide disposé en dessous du trottoir (15).
- Agencement de noyau d’eau (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’entretoise comprend une paroi verticale inférieure (17i) apte à séparer le passage de liquide (19) d’une paroi intérieure (11fi) de la rainure.
- Agencement de noyau d’eau (10) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le passage de liquide (19) s’étend selon un axe du moteur depuis une première face latérale ou de distribution du carter-cylindres à la seconde face opposée.
- Agencement de noyau d’eau (10) selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le passage de liquide (19) est connecté à une conduite de sortie creusée dans le carter-cylindres (20).
- Agencement de noyau d’eau (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le passage de liquide (19) s’étend transversalement à l’axe du carter-cylindres,
- Agencement de noyau d’eau (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe d’accès (16) passant par-dessus l’évidement (18) est conformée pour limiter le débit au travers dudit passage de liquide (19).
- Agencement de noyau d’eau (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’entretoise (14) est en plastique.
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| FR2104662A FR3122704A1 (fr) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Agencement de noyau d’eau de carter-cylindres de moteur thermique de véhicule automobile. |
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Publications (1)
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- 2021-05-04 FR FR2104662A patent/FR3122704A1/fr active Pending
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