[0001] La présente invention concerne un carter à liner souple formant cache ou carter,
notamment utilisable comme carter d'huile ou comme couvre culasse pour les moteurs
à explosion.
[0002] Dans les moteurs à explosion des véhicules, notamment ceux des voitures et des camions,
il est prévu un circuit d'huile permettant la lubrification du moteur. Une pompe liée
au régime du moteur assure la mise en pression et en circulation de l'huile. Cette
pompe aspire directement à partir d'un carter qui constitue la bâche.
[0003] Ce carter est nécessairement placé en point bas pour la récupération par gravité
de l'huile si bien qu'il est situé sous le bloc moteur. Pour la plupart d'entre eux,
le carter ne fait pas partie intégrante du bloc moteur et il est rapporté au-dessous.
[0004] On comprend immédiatement que ce carter est vulnérable aux obstacles de la route
et qu'il se trouve en limite de garde au sol puisque le moteur dans son ensemble est
généralement positionné aussi bas que possible, pour des raisons évidentes d'abaissement
du centre de gravité. Il faut donc que ce carter présente une résistance adaptée aux
chocs statistiquement probables.
[0005] L'huile en circulation est à une température de l'ordre de la centaine de degrés
Celsius et le carter qui la contient doit non seulement y résister mais doit aussi
ne présenter que des déformations les plus limitées possibles, en particulier à chaud,
ce qui implique une résistance mécanique certaine.
[0006] Compte tenu des performances toujours augmentées des moteurs, la lubrification joue
un rôle de plus en plus important si bien que, même pour des moteurs de petite cylindrée,
le volume d'huile en circulation est nécessairement important si bien que le volume
du carter est important. Ceci est proportionnel et pour les moteurs de camions, on
comprend que les volumes de carter sont très importants.
[0007] Une particularité de ces carters d'huile reste encore la présence d'un bouchon de
vidange en partie basse dudit carter afin de le vider complètement pour changer l'huile,
même si la tendance est à espacer les vidanges grâce aux évolutions de la qualité
des huiles et aux progrès dans la conception des moteurs eux-mêmes.
[0008] Il est nécessaire de remarquer à ce stade de la présentation de l'art antérieur que
pour les moteurs et pour les véhicules en général, la chasse au poids est une préoccupation
constante des constructeurs.
[0009] Pour ces raisons, les carters actuels sont réalisés soit en tôle mince mise en forme
par emboutissage, soit en fonderie d'aluminium, soit encore en matériaux composites.
Une bride est ménagée à la périphérie du carter afin de permettre une fixation sur
le bloc moteur, un joint étant interposé entre les deux pour assurer l'étanchéité.
Cette bride est en saillie vers l'extérieur pour permettre le vissage des vis qui
assure la fixation.
[0010] Cet agencement conduit à la mise en place de carters qui présentent un autre inconvénient
important, celui de générer du bruit ou pour le moins de les amplifier, notamment
ceux issus du bloc moteur, en formant caisse de résonance. En effet, pour assurer
une étanchéité adaptée, y compris en température et pour prévoir une parfaite liaison
au bloc moteur, les points de fixation sont nombreux, régulièrement répartis sur le
long de la bride périphérique.
[0011] Par ce serrage important, le joint, même lorsqu'il est réalisé en élastomère, présente
une certaine raideur qui interdit l'élimination de certains bruits, plus particulièrement
dans les basses fréquences, alors que ce sont les nuisances les plus perturbantes.
L'amortissement susceptible d'être conféré par la barrière élastomère disparaît.
[0012] Pour limiter ce bruit, il convient d'assurer un découplage phonique du carter et
du bloc moteur, tout en assurant une fixation adaptée.
[0013] C'est ainsi qu'on connaît une demande de brevet européen EP 1 239 125 qui assure
le découplage recherché en prévoyant une première bride métallique solidarisée au
bloc moteur par vissage, une seconde bride métallique venue de fabrication avec le
carter et fixée aussi au bloc moteur par les mêmes vis entretoise avec des rondelles
élastiques de rupture de ponts de vibrations, et un joint élastomère interposé entre
les première et seconde brides, assurant ainsi l'étanchéité. Le joint est directement
rapporté sur les deux brides par surmoulage mais cette étape reste industriellement
délicate.
[0014] Par ailleurs, cette solution a pour principal inconvénient de ne fonctionner que
pour les fréquences élevées, du fait que le joint doit assurer un compromis entre
l'étanchéité avec une raideur élevée et le découplage avec une raideur faible.
[0015] De ce fait, des solutions autres sont recherchées, ce qui conduit au contenu de la
présente invention.
[0016] Le demandeur a également fait une constatation intéressante concernant les couvre
culasse dans les moteurs à explosion interne. En effet, cette pièce technique présente
exactement les mêmes contraintes que les carters d'huile. Cette pièce est de forme
complexe, elle doit présenter une résistance mécanique suffisante notamment pour permettre
de rapporter des organes tels qu'un déshuileur en interne et/ou des durites ou des
pattes de fixations en externe.
[0017] L'étanchéité doit être garantie, le fluide est identique puisqu'il s'agit de la même
huile moteur et les températures sont également identiques.
[0018] De même, le bouchon de vidange n'est bien sûr plus nécessaire mais le bouchon de
remplissage d'huile est situé sur ce couvre culasse et impose sensiblement les mêmes
contraintes que le bouchon de vidange.
[0019] Les nuisances sonores engendrées par les pièces mécaniques en fonctionnement dans
ce volume fermé et/ou émises par la culasse et le bloc moteur sont amplifiées, contribuant
à l'inconfort des passagers des véhicules utilisant de tels moteurs.
[0020] La solution apportée par la présente invention trouve une application tant pour les
carters d'huile que pour les couvre culasses dans les moteurs à explosion interne.
[0021] A cet effet le carter selon l'invention, notamment pour moteur à explosion interne,
comprend une enceinte prévue pour être rapportée directement ou indirectement sur
ledit moteur, et se caractérise en ce qu'il comprend un liner intérieur, souple, de
préférence de profil conjugué de celui de ladite enceinte.
[0022] Cette enceinte comprend une cuve et au moins une bride périphérique munie de moyens
de fixation sur le moteur ainsi que des moyens de fixation du liner intérieur, souple.
[0023] Les moyens de fixation de la bride sur le moteur comprennent des taraudages ménagés
côté moteur et des trous, des vis et des rondelles dont une au moins est acoustiquement
isolante, côté enceinte, ces vis vissant dans les taraudages en sorte de reprendre
uniquement les efforts mécaniques.
[0024] Quant aux moyens de fixation du liner intérieur, souple, ils comprennent au moins
une gorge ménagée dans la bride, du côté intérieur, prévue pour recevoir un profil
épais ménagé sur le bord libre du liner, de section conjuguée de celle de cette gorge.
[0025] Selon un perfectionnement, le liner comprend des soufflets périphériques.
[0026] Selon une variante de réalisation, la bride de réalisation de réalisation est double
avec deux parties en déport de la cuve au-delà de l'encombrement moteur, des vis de
fixation sur le moteur et des vis de liaison des deux parties de ladite bride double.
[0027] De façon complémentaire, le carter comprend une ouverture avec un trou taraudé muni
d'un épaulement, une lèvre annulaire, venue de fabrication avec le liner ainsi qu'un
bouchon permettant d'obturer ce trou taraudé.
[0028] Selon une autre variante, le carter comprend un tranquilliseur disposé à l'intérieur
du volume défini par le liner.
[0029] Ce tranquilliseur comprend avantageusement des parois sensiblement parallèles à celles
de l'enceinte avec des rebords inclinées vers l'intérieur.
[0030] L'invention est maintenant décrite en détail suivant un mode de réalisation particulier,
non limitatif, en regard d'un jeu de dessins sur lesquels les différentes figures
représentent :
- figure 1, une vue en perspective éclatée d'un carter d'huile moteur selon l'invention,
- figure 2A, une vue en coupe transversale du carter avant montage, et
- figure 2B, une vue en coupe transversale du carter après montage,
- figure 3, une variante de réalisation avec extension de volume, et
- figure 4, une vue de détail de réalisation d'une ouverture.
[0031] La description qui va suivre et les dessins associés concernent un carter d'huile
de moteur à explosion mais trouverait une application directe pour la réalisation
d'un couvre culasse, seules les formes et les liaisons étant différentes par leurs
géométries et leurs emplacements.
[0032] Sur la figure 1, le bloc moteur concerné est référencé 10 tandis que le carter 12
selon l'invention comprend au moins deux éléments, une enceinte 14 et un liner 16
intérieur, souple de profil conjugué de celui de l'enceinte.
[0033] Le bloc moteur de façon connue comprend des taraudages 18 prêts à recevoir des vis
20.
[0034] L'enceinte 14 présente une résistance mécanique suffisante pour supporter mécaniquement
le contenu du carter à savoir l'huile. De préférence, la résistance mécanique lui
permet aussi de subir des chocs définis, notamment la projection de pierres à une
vitesse donnée. Une matière plastique rigide est suffisante dans le cadre de l'invention
et le recours aux métaux n'est pas une nécessité. De même, le recours aux composites
n'est pas requis puisque, ainsi que décrit ci-après, l'enceinte n'est pas au contact
direct du contenu du carter.
[0035] Cette enceinte présente une structure particulière qui est visible sur les figures
2A et 2B.
[0036] En effet, il est prévu une cuve 22 surmontée d'une bride 24 périphérique, en l'occurrence,
une bride venue de moulage avec ladite cuve selon une première variante. Cette bride
fait saillie vers l'extérieur de la cuve.
[0037] Des trous 26 sont ménagés sur cette bride pour le passage des vis 20.
[0038] Du côté intérieur de la bride, il est prévu une gorge 28 adaptée pour recevoir le
liner 16 comme cela sera expliqué ultérieurement.
[0039] En complément, une rondelle 30 rigide et une rondelle 32 en élastomère compressible
sont disposées de part et d'autre de la bride pour assurer un montage mécanique adapté
avec un serrage efficace et une isolation acoustique.
[0040] Le liner 16 est réalisé en au moins un matériau élastomère résistant aux hydrocarbures
et à la température à laquelle est soumise l'huile. Cet élastomère doit aussi présenter
une excellente résistance au vieillissement.
[0041] De préférence, le liner est conformé de façon à épouser la forme de la cuve 22 de
l'enceinte 14.
[0042] Son bord libre comporte un profil 34 épais, conjugué avec celui de la gorge 28, en
sorte de pouvoir y pénétrer en force et y rester bloqué. On note que ce profil 34
épais dépasse en partie supérieure, notamment sur la figure 2A, avant montage et serrage.
[0043] Ce liner peut être muni de soufflets 36 périphériques facilitant le montage et la
mise en place dans l'enceinte tout en autorisant une conformation adaptée au volume
de la cuve qui le reçoit, sans pour cela engendrer de déformations de l'élastomère
lui-même.
[0044] Sur la figure 2B, on peut constater le déploiement de ces soufflets lorsque le fluide
38, en l'occurrence l'huile, est introduite dans le carter.
[0045] Lorsque les vis sont serrées, on note aussi l'écrasement du bord épais du liner contre
le bloc moteur, écrasement qui assure l'étanchéité à l'interface.
[0046] Le serrage n'a pas besoin d'être élevé car, la portée d'élastomère étant faible,
la pression au droit de cette barrière d'étanchéité est importante.
[0047] L'élastomère le long de cette barrière est bridé et sa raideur est élevée mais il
n'y a pas de transmission ou du moins une forte atténuation car les parois du liner
amortissent les vibrations générées dans le volume libre qu'il contient, quelle que
soit la fréquence, y compris les basses fréquences.
[0048] Il y une dissociation des fonctions, la reprise des efforts mécaniques assurée par
l'enceinte 14 et la fonction étanchéité assurée par le liner 16.
[0049] Du point de vue réalisation industrielle, les deux pièces sont aisément fabriquées
et surtout rapidement pré-assemblées.
[0050] Un autre avantage est celui de nécessiter un nombre réduit de points de serrage donc
un nombre réduit de vis. Ceci induit aussi des trous borgnes en nombre également réduit
sur le bloc moteur d'où une économie substantielle.
[0051] Un tel carter permet de conserver l'étanchéité même si l'enceinte du carter est détériorée
suite à un choc. En effet, en cas de choc raisonnable, l'enceinte 14 peut être fendue
mais le liner souple reste intègre si bien qu'il n'y a pas interruption de fonctionnement
du moteur équipé du carter selon l'invention.
[0052] De même, la matière peut être choisie parmi des matières moins nobles et donc de
coût très réduit puisque les caractéristiques techniques requises sont moindres, notamment
la résistance au vieillissement, la résistance à la température et au contact des
hydrocarbures puisque ces contraintes sont transférées au liner.
[0053] Une variante de l'invention représentée sur la figure 3 apporte des avantages supplémentaires.
[0054] En effet, la bride 24 est en réalité double et comprend deux parties 24-1 et 24-2.
[0055] Suivant la forme donnée à chacune des parties, on peut ainsi assurer un déport de
la cuve au-delà de l'encombrement moteur tout en permettant l'accès aux vis 20-1 de
fixation sur le bloc moteur et aux vis 20-2 de liaison des deux parties.
[0056] En effet, après avoir retiré les vis 20-2, on peut accéder aux vis 20-1 en déplaçant
le liner, ceci même s'il contient du fluide.
[0057] Comme il s'agit pour les vis 20-2 d'assurer un maintien mécanique, le nombre de vis
est réduit car il n'y a pas de fonction étanchéité à assurer. A titre d'exemple, la
cuve 22 est fixée par l'intermédiaire de fixations souples de type "washers" et/ou
en interposant entre la cuve 22 et la partie de la bride 24-1 des rondelles en élastomère.
[0058] Ce déport conduit d'abord à augmenter le volume de fluide 38 disponible, sans pour
autant augmenter la profondeur ce qui aurait comme conséquence une diminution de la
garde au sol.
[0059] Comme autre avantage, on constate que le remplacement de l'enceinte est très rapide
puisqu'il suffit de retirer les vis 20-2 et de remonter une nouvelle enceinte sans
retirer les vis 20-1 et donc sans porter atteinte à l'étanchéité. Il n'y a pas là
non plus de nécessité de vidange du fluide.
[0060] Selon une autre caractéristique de cette variante, la bride 24-1 et le liner peuvent
être d'un seul tenant, obtenue par adhérisation sur la bride du lien élastomère par
exemple.
[0061] Par ailleurs, on note selon la variante de la figure 3 que la cuve 22 n'est pas rapportée
directement sur le bloc moteur, comme pour la variante de la figure 2A, mais indirectement.
[0062] Dans ce cas, le découplage est optimisé car la cuve 22 est simplement suspendue à
une bride elle-même liée au bloc moteur, le liner assurant la fonction d'étanchéité.
[0063] Pour la vidange du fluide, il est nécessaire de prévoir une ouverture 40 même si
des moyens de vidange peuvent être prévus par aspiration.
[0064] Cette ouverture, représentée sur la figure 4, comprend un trou 42 taraudé, de préférence
venu de moulage avec le fond de la cuve 22. Ce trou taraudé est muni d'un épaulement
44 sur lequel vient se loger une lèvre 46 annulaire, venue de moulage avec le liner
16.
[0065] Un bouchon 48 permet d'obturer le trou taraudé.
[0066] On constate qu'un tel agencement permet de s'affranchir de la présence d'un joint
indépendant, puisque la lèvre 46 en élastomère prise entre l'épaulement 44 et le bouchon
48, contribue à l'étanchéité.
[0067] Selon un perfectionnement de l'invention, on peut adjoindre un tranquilliseur 50
dans le volume défini par le liner. Un tel tranquilliseur est constitué de parois
52 sensiblement parallèles à celles de l'enceinte avec des rebords 54 inclinées vers
l'intérieur, comme montré sur les figures 1 et 2A, en trait mixte.
[0068] Ce tranquilliseur est avantageusement fixé sur l'enceinte, à travers le liner, de
préférence sur le fond, au droit de l'ouverture 40.
[0069] Un tel tranquilliseur évite les mouvements du fluide trop importants lors des mouvements
d'accélération, de freinage ou en virage.
[0070] Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface extérieure du liner peut
comprendre des éléments en saillie, par exemple des rainures, afin de ménager une
lame d'air entre ledit liner et la cuve contribuant à améliorer l'isolation phonique
et thermique.
[0071] Par ailleurs, selon l'invention, il est possible de prévoir entre la cuve 22 et le
liner 16, des capteurs de température, de niveau d'huile ou autre, ces différents
éléments et leurs connectiques étant protégés par la cuve 22.
1. Carter (12) notamment pour moteur (10) à explosion interne, comprenant une enceinte
(14) prévue pour être rapportée sur ledit moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un liner (16) intérieur, souple, de préférence de profil conjugué de celui
de ladite enceinte.
2. Carter (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte (14) comprend une cuve (22) et au moins une bride (24) périphérique munie
de moyens (20, 26) de fixation sur le moteur (10) ainsi que des moyens (28, 34) de
fixation du liner (16) intérieur, souple.
3. Carter (12) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation de la bride (24) sur le moteur (10) comprennent des taraudages
ménagés côté moteur et des trous (26), des vis (20) et des rondelles (30, 32) dont
une au moins est acoustiquement isolante, côté enceinte, ces vis (20) vissant dans
les taraudages en sorte de reprendre uniquement les efforts mécaniques.
4. Carter (12) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens (28, 34) de fixation du liner (16) intérieur, souple, comprennent au moins
une gorge (28) ménagée dans la bride, du côté intérieur, prévue pour recevoir un profil
(34) épais ménagé sur le bord libre du liner (16), de section conjuguée de celle de
cette gorge.
5. Carter (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liner (16) comprend des soufflets (36) périphériques.
6. Carter (12) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la bride (24) est double avec deux parties (24-1, 24-2) en déport de la cuve (22)
au-delà de l'encombrement moteur, des vis (20-1) de fixation sur le moteur et des
vis (20-2) de liaison des deux parties de ladite bride double.
7. Carter (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une ouverture (40) avec un trou (42) taraudé muni d'un épaulement (44),
une lèvre (46) annulaire, venue de fabrication avec le liner (16) ainsi qu'un bouchon
(48) permettant d'obturer ce trou taraudé.
8. Carter (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un tranquilliseur (50) disposé à l'intérieur du volume défini par le liner
(16).
9. Carter (12) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tranquilliseur (50) comprend des parois (52) sensiblement parallèles à celles
de l'enceinte (14) avec des rebords (54) inclinées vers l'intérieur.