FR2905615A1

FR2905615A1 - Procede de realisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur a combustion interne et bloc-moteur obtenu par un tel procede

Info

Publication number: FR2905615A1
Application number: FR0653642A
Authority: FR
Inventors: Claude Davi
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-03-14
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: FR2905615B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne et bloc-moteur obtenu par un tel procédé.Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend notamment l'étape de procéder à la coulée d'un matériau de bloc-moteur dans le moule renfermant un réseau de tubulures, ainsi que des noyaux non fusibles correspondant aux parties évidées du bloc-moteur, le matériau des éléments (20) étant également non fusible à la température de coulée du matériau de bloc-moteur en fusion de façon à rendre le réseau de tubulures résistant au matériau en fusion lors de la coulée.L'invention trouve application dans le domaine de l'automobile.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'AU MOINS UNE PARTIE DU CIRCUIT D'HUILE D'UN

BLOC-MOTEUR DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET BLOC-MOTEUR OBTENU PAR UN TEL PROCEDE. La présente invention concerne un procédé de réalisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne, équipant notamment un véhicule automobile. Une enceinte de moteur à combustion interne comprend, de manière classique, un bloc-moteur, qui est une pièce maîtresse du moteur, en fonte d'acier ou en alliage d'aluminium coulé sous pression. Le bloc-moteur est fermé en hauteur par la culasse et en partie basse par le carter d'huile. Le bloc-moteur est usiné pour recevoir le vilebrequin, les chemises des cylindres et les circulations d'eau de refroidissement et d'huile. En particulier, le bloc-moteur comprend des canalisations d'amenée d'huile permettant d'assurer la lubrification ou l'alimentation de pièces mobiles du moteur. Selon une première technique connue de l'art antérieur, le réseau de canalisations d'huile est réalisé par perçage après le moulage du bloc-moteur. On connaît ainsi, à titre d'exemple parmi de nombreux documents publiés, la demande de brevet français n 2 680 387 au nom de la société dite : Régie Nationale des Usines RENAULT, qui concerne une culasse pour moteur à combustion interne avec un circuit d'huile sous pression, et ce circuit comporte une conduite principale d'alimentation qui dessert au moins deux conduites de dérivation distinctes. La conduite principale est formée par un premier perçage oblique, et les conduites de dérivation sont formées par un second perçage en intersection du premier perçage. Il y a des moyens distributeurs, au droit de l'intersection, pour alimenter chacune des conduites secondaires. Cette technique de réalisation du circuit d'huile a pour inconvénient majeur de nécessiter une étape 2905615 2 supplémentaire d'usinage qui est importante, relativement complexe, onéreuse. De plus, elle oblige à faire usage de bouchons spécifiques pour refermer la partie non fonctionnelle de l'orifice de la culasse traversée par le foret de l'opération de perçage. Une autre technique connue de l'art antérieur consiste à modifier le noyau utilisé pour définir le moule de coulée, de façon à préformer certains éléments du circuit d'huile. Ainsi, on connaît, selon la demande de brevet d'invention français n 2 793 174, un procédé de réalisation par moulage d'une culasse de moteur à combustion interne, du type par lequel on coule un alliage métallique dans un moule renfermant des noyaux non fusibles correspondant aux parties évidées de la culasse telles que les chambres de combustion de combustion, les conduits d'admission, d'échappement et les chambres d'eau ou d'huile, et renfermant notamment un noyau monobloc intégrant les formes définissant à la fois les chambres de combustion et les conduits d'admission. Toutefois, l'usage de tels noyaux n'est pas possible pour des pièces de forme complexe. Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de réalisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne, destiné notamment à un véhicule automobile, qui supprime les opérations de perçage des canalisations d'huile lors de l'usinage du bloc-moteur, qui supprime les opérations de rebouchage des orifices non fonctionnels de ces perçages, et permette la réalisation de formes compliquées. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé, qui permette de réaliser le circuit d'huile de façon optimale par rapport aux besoins techniques et fonctionnels. En d'autres termes, le but de la présente invention est de fournir un tel procédé de réalisation, qui permette de réaliser le circuit d'huile sans compromis de fabrication, en particulier qui permette de réaliser des tronçons du circuit d'huile associant des parties droites à 2905615 3 des parties courbes, par exemple pour épouser le contour des cylindres. C'est également un but de la présente invention de fournir un tel nouveau procédé, qui permette un gain sur la matière première. Enfin, c'est aussi un but de la présente invention de fournir un tel nouveau procédé, qui soit de conception simple, de mise en oeuvre aisée, fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention conçoit un nouveau procédé de réalisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne, équipant notamment un véhicule automobile, qui comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - on réalise une pluralité d'éléments qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile, on assemble lesdits éléments ainsi obtenus, de manière à former un réseau de tubulures définissant la partie de circuit d'huile à réaliser, - on met en place ledit réseau de tubulures dans un moule de réalisation du bloc-moteur, - on procède à la coulée d'un matériau de bloc-moteur dans le moule renfermant ledit réseau de tubulures, ainsi que des noyaux non fusibles correspondant aux parties évidées du bloc-moteur, le matériau des éléments étant également non fusible à la température de coulée du matériau de bloc-moteur en fusion, de façon à rendre le réseau de tubulures résistant au matériau en fusion lors de la coulée, et - on procède au démoulage, pour obtenir le bloc-moteur renfermant ladite partie de circuit d'huile. Les tronçons peuvent être obtenus par frittage, procédé qui avantageusement permet la réalisation de pièces de formes relativement complexes. Il est aussi possible de les obtenir par d'autres procédés bien connus en métallurgie, comme par exemple le moulage acier, 2905615 4 l'utilisation de tubes étirés ou encore le procédé dit Metal Injection Molding ou MIM. Il est aussi possible de combiner des tronçons obtenus selon des techniques différentes, par exemple en choisissant une technique donnée pour les tronçons rectilignes et une autre technique pour les tronçons courbes. De manière préférentielle, les éléments définissant, chacun, un tronçon de la partie du circuit d'huile ont une longueur comprise entre 15 et 30 cm. De manière plus préférentielle, la longueur desdits éléments est de l'ordre de 20 cm. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les éléments définissant, chacun, un tronçon de la partie du circuit d'huile sont assemblés par simple emmanchement d'une extrémité cylindrique mâle d'un élément dans une extrémité cylindrique femelle d'un élément adjacent. Selon également un mode préféré de réalisation de l'invention, le matériau des éléments frittés est une nuance de fritté fer - carbone, de préférence à 0,10% en poids de carbone. Le matériau de bloc-moteur est, de préférence, la fonte ou un alliage d'aluminium. Le moulage du bloc-moteur peut être une technique de moulage à coulée sous pression. Les éléments qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile, peuvent être des éléments rectilignes ou des éléments courbes, dont l'assemblage permet alors d'épouser en partie le contour des cylindres du bloc-moteur, par exemple. L'invention vise également un bloc moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'huile au moins pour partie obtenu conformément au procédé de réalisation tel que défini précédemment. Le bloc-moteur comporte un circuit d'huile dont une portion au moins n'est pas rectiligne. Avantageusement, la portion non rectiligne suit les contours d'un cylindre.

2905615 D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 illustre la forme d'une partie de circuit d'huile d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne, - la figure 2 est une vue de dessus, en perspective, schématique, d'un bloc moteur de moteur à combustion interne, - la figure 3 est une vue en perspective, en coupe, du bloc-moteur de la figure 2, et - la figure 4 est une vue en coupe d'un élément sensiblement tubulaire définissant un tronçon de circuit d'huile d'un bloc-moteur à réaliser, selon la présente invention. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté de manière virtuelle un exemple d'une partie de circuit d'huile, de référence générale 1, d'un bloc-moteur, en reproduisant les canalisations d'amenée d'huile sans dessiner le bloc-moteur. Dans cet exemple, la référence 2 désigne le canal principal transversal d'amenée d'huile, la référence 3 le canal de montée d'huile vers la culasse, la référence 4 le canal de montée d'huile du filtre vers le canal principal, la référence 5 le canal de montée d'huile vers le filtre à huile, la référence 6 le canal d'alimentation turbo, la référence 7 les canalisations d'alimentation des paliers de vilebrequin, la référence 8 les canalisations d'alimentation de gicleur en fond de piston. Une telle distribution des canalisations d'amenée d'huile constitue un exemple de circuit d'huile - ou de partie d'un circuit d'huile - d'un bloc-moteur. Un exemple de bloc-moteur, de référence générale 10, est représenté sur le dessin de la figure 2. Il s'agit d'un bloc-moteur à quatre cylindres 11. Le bloc-moteur 10 est 2905615 6 traversé sur sa longueur par le canal principal transversal 2. La référence 12 représente trois orifices qui sont bouchés par des bouchons, parce qu'ils sont non fonctionnels. Par contre, à titre d'exemple, les orifices 13 d'alimentation des paliers de vilebrequin sont fonctionnels et, par conséquent, non bouchés. Sur le dessin de la figure 3, le bloc-moteur 10 est représenté selon une coupe transversale. La référence 14 désigne le canal d'huile d'alimentation de la rampe principale, et la référence 15 la canalisation de retour vers le filtre à huile. Les deux orifices 16 et 17 devront être bouchés par un bouchon, parce qu'ils ne sont pas fonctionnels : ce sont des orifices qui résultent de l'usinage par foret de perçage des canalisations d'huile, qui débouchent sur la surface extérieure du bloc-moteur 10, et, par conséquent doivent être fermés. Comme déjà mentionné précédemment, selon une technique de l'art antérieur, les canaux et les canalisations d'amenée d'huile dans le bloc-moteur sont réalisés par usinage (perçage) dans le bloc-moteur sorti de fonderie, les orifices non fonctionnels résultant de la traversée des forets de perçage étant ensuite fermés par des bouchons. Une autre technique de l'art antérieur permet de réaliser des canaux dans une pièce moulée par insertion de noyaux lors de la coulée de la pièce, sans entraîner une ou plusieurs traversées inutiles de la pièce qui doivent ensuite être rebouchées, mais cette technique n'est pas applicable à des pièces de forme complexe, comme c'est le plus souvent le cas pour le réseau des canalisations qui constituent le circuit d'huile d'un bloc-moteur. Selon la présente invention, le procédé de réalisation du circuit d'huile - ou d'au moins une partie du circuit d'huile - du bloc-moteur 10 comporte les étapes suivantes : - on réalise par frittage une pluralité d'éléments 20 (figure 4) qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile 1, 2905615 7 - on assemble lesdits éléments 20 ainsi obtenus de manière à former un réseau de tubulures définissant la partie de circuit d'huile 1 à réaliser, - on met en place ledit réseau de tubulures dans un moule de réalisation (non représenté) du bloc-moteur 10, - on procède à la coulée d'un matériau de bloc-moteur dans le moule renfermant ledit réseau de tubulures, ainsi que des noyaux non fusibles correspondant aux parties évidées du bloc-moteur, le matériau des éléments frittés 20 étant également non fusible à la température de coulée du matériau de bloc-moteur en fusion de façon à rendre le réseau de tubulures résistant au matériau en fusion lors de la coulée, et - on procède au démoulage, pour obtenir le bloc-moteur 10 renfermant ladite partie de circuit d'huile 1. Sur le dessin de la figure 4, on a représenté, schématiquement, la demi coquille d'un exemple d'élément 20 définissant un tronçon de circuit d'amenée d'huile, réalisée par une technique de frittage, connue en soi et très couramment employée, qui consiste à chauffer une poudre sans la mener jusqu'à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce frittée. Dans le cas présent, les poudres sont en fait agglomérées pour constituer une préforme (compression uniaxiale en matrice à froid, à tiède, par impact, etc.), laquelle est ensuite chauffée pour acquérir une certaine cohésion. La mise en forme et le frittage peuvent également être simultanés. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, l'élément 20 peut être réalisé par frittage à partir d'une nuance de fritté de type FC 10, qui est une poudre à base de fer à 0,10% en poids de carbone. L'exemple d'élément 20, représenté sur le dessin de la figure 4, comprend une partie principale sensiblement tubulaire avec un tronçon de canalisation 21, une conduite secondaire 22 sensiblement perpendiculaire à la canalisation 2905615 8 21, et des parties d'assemblage d'extrémité, respectivement femelle 23 et mâle 24. Les éléments 20 - ou pièces élémentaires - obtenus par frittage sont ensuite assemblés à l'image d'un jeu de construction de type Meccano , en reliant les différents éléments 20 par leurs extrémités d'assemblage 23, 24, par simple emmanchement. D'autres modes d'assemblage, connus de l'art antérieur, peuvent être utilisés. L'assemblage des éléments 20 permet de former un réseau de tubulures définissant la partie de circuit d'huile 1 à réaliser. Les éléments 20 ont une longueur comprise entre 15 et 30 cm, de préférence de l'ordre de 20 cm. Une culasse ayant classiquement une longueur de 60 cm environ, on peut réaliser un circuit principal transversal avec trois éléments frittés 20 assemblés. Ensuite, on ouvre le moule par écartement de ses différents éléments, de manière connue en soi, et on met en place les différents noyaux qui définissent les parties évidées di bloc-moteur 10, telles que les cylindres, par exemple, et le réseau de tubulures obtenu par l'assemblage des éléments 20 frittés. Les différents éléments du moule sont ensuite refermés, et on procède à une opération de coulée classique, de façon à obtenir le bloc-moteur 10 moulé. La coulée peut être une coulée sous pression. Le matériau de la coulée est de la fonte ou un alliage d'aluminium. Contrairement aux différents noyaux des parties évidées du bloc-moteur, qui sont extraits après la coulée, le réseau de tubulures est intégré au bloc-moteur lors de la coulée. Le matériau des éléments frittés 20 est non fusible à la température de coulée du matériau de bloc-moteur en fusion : le réseau de tubulures est résistant au matériau du bloc-moteur en fusion. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que l'on peut réaliser des éléments frittés 20 rectilignes ou courbes. En associant des éléments droits à 2905615 9 des éléments courbes, il est possible d'intégrer un circuit d'huile - ou une partie de circuit d'huile 1 - qui épouse en partie le contour des cylindres, par exemple. De façon générale, la présente invention permet de réaliser le circuit d'huile du bloc-moteur au mieux par rapport aux besoins, et non avec un compromis de fabrication. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de réalisation d'au moins une partie du circuit d'huile d'un bloc-moteur (10) de moteur à combustion interne, équipant notamment un véhicule automobile, caractérisé par les étapes suivantes : on réalise une pluralité d'éléments (20) qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile, - on assemble lesdits éléments (20) ainsi obtenus de manière à former un réseau de tubulures définissant la partie de circuit d'huile à réaliser, - on met en place ledit réseau de tubulures dans un moule de réalisation du bloc-moteur (10), - on procède à la coulée d'un matériau de bloc-moteur dans le moule renfermant ledit réseau de tubulures, ainsi que des noyaux non fusibles correspondant aux parties évidées du bloc-moteur, le matériau des éléments (20) étant également non fusible à la température de coulée du matériau de bloc-moteur en fusion de façon à rendre le réseau de tubulures résistant au matériau en fusion lors de la coulée, et - on procède au démoulage, pour obtenir le bloc-moteur (10) renfermant ladite partie de circuit d'huile.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons sont réalisés par frittage.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments (20) définissant, chacun, un tronçon de la partie du circuit d'huile ont une longueur comprise entre 15 et 30 cm.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur desdits éléments (20) est de l'ordre de 20 cm.

5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments (20) définissant, chacun, un tronçon de la partie du circuit d'huile sont assemblés par simple emmanchement d'une extrémité cylindrique mâle (24) d'un 2905615 11 élément dans une extrémité cylindrique femelle (23) d'un élément adjacent.

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau des éléments (20) frittés est un mélange fer - carbone, de préférence à 0,10% de carbone.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de bloc-moteur (10) est la fonte ou un alliage d'aluminium.

8. Procédé selon la l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coulée est une coulée sous pression.

9. Procédé l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments (20) qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile, sont des éléments sensiblement tubulaires et rectilignes.

10. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 8, caractérisé en ce que des éléments (20) qui définissent, chacun, un tronçon de ladite partie du circuit d'huile, sont des éléments sensiblement tubulaires et courbes.

11. Bloc-moteur d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'huile au moins pour partie obtenu conformément au procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.

12. Bloc-moteur d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'huile dont une portion au moins n'est pas rectiligne.

13. Bloc-moteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite portion non rectiligne suit les contours d'un cylindre.