Brevet FR2027014A1 — publié le 19700925

-1 - 2027014 L'Invention se rapporte à un vilebrequin destiné à un moteur à quatre teoçs à pistons et coaportant des canaux d'envoi d'huile de lubrification à au moins un aaneton. Les ' vilebrequins classiques des moteurs à combustion interne à pis-5 tons colportent des canaux d'envoi d'huile de lubrification auaçÔifférents paliers du vilebrequin lui-mâas,aux paliers principaux et aux coussinets de tête de bielle. La lubrification des coussinets de tête de bielle s'effectue simplement par un canal orienté vers l'extérieur du aaneton du vilebrequin et débouchant dans un orifice circulaire. Ces canaux de lubrification sont, en gé-10 néral,perpendiculaires au plan de manivelle, c'est-à-dire au plan passant par les axes du aaneton et des tourillons voisins. H s'est toutefois avéré que les manetons des aoteurs soumis à des charges importantes et emportant des canaux de lubrification disposés de cette manière subissent une usure d'un genre particulier. En effet, les manetons su-15 bissent une usure dans une zone située du c&té tourné vers les tourillons et dont le centre est décalé d'environ 25 à ,30° par rapport au.plan de manivelle du vilebrequin. On a pu observer que cette usure est due aux forces d'inertie qui s'exercent en cet eiplacement et qui, bien qu'elles soient d'une grandeur 80 absolue beaucoup plus faible que celle des forces exercées par les gaz, ont le grand inconvénient que leur vecteur tourne dans le mime sens que le mane-ton dans le coussinet de la tête de bielle. Ces conditions sont défavorables à la formation d'une pellicule de lubrifiant. L'invention a donc pour objet"un vilebrequin empêchant ces phéno-25 mènes d'avoir les effets défavorables mentionnés et dont les manetons subissent une usure considérablement moindre même sous forte charge. Selon une particularité essentielle de l'invention, le maneton comporte une cavité située dans la zone de l'orifice du canal de lubrification du vilebrequin et s'étendant sur la majeure partie de sa longueur. 30 L'usure est ainsi évitée, car l'huile de lubrification arrive en quantité accrue dans la zone supportant les forces d'inertie, cette huile arrivant plus précisément d'un emplacement qui est situé devant la zone exposée à une forte usure par rapport au sens du mouvement relatif du maneton et du coussinet de tête de bielle et qui tourne avec cette zone. 35 Cet évideraent peut être formé d'un méplat dont les bords parallèles à l'axe du maneton sont arrondis. Dans cette disposition, l'angle formé au lieu, d'introduction de l'huile dans l'interstice de lubrification est particulièrement faible et les conditions ainsi crées pour la formation de la pelli-40 cule de lubrification sont favorables, la cavitation étant euçêchêe dans la zone de la rainure de lubrification. Le méplat réalisé sur la périphérie du maneton peut avoir uns pro 43970 - 2 - 2027014 fondeur égale au maximum à 2 $ du diamètre de ce dernier. Cette réalisation a pour conséquence un affaiblissement négligeable du aaneton, nais par contré une répartition.favorable de l'huile de lubrification. La cavité se trouve de préférence en un enlacement décalé de 60 à 80° dans le sens de rotation du vilebrequin par rapport au plan de manivelle du aaneton. Ainsi, la cavité se trouve à l'entrée de la zone exposée aux charges maximales dues aux forces d'inertie, le rendement de l'huile dirigée sur cette zone et. répartie dans cette dernière étant donc excellent. D'autres caractéristiquès et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et illustrant un mode de réalisation donné à titre explicatif, mais nulîeaent limitatif. Sur ces dessins : la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un maneton de vilebrequin conforme à l'invention ; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II - H de la figure 1 ; et la figure 3 est un graphique polaire des forces s'exerçant dans le coussinet de tête de bielle et sur le maneton pendant un cycle de travail du moteur. La figure 1 illustre un vilebrequin 1 comportant un maneton 2, des flasques 3 ainsi que des tourillons k voisins de ces derniers. Le vilebrequin 1 conçorte de manière connue plusieurs manetons semblables dont le' décalage angulaire est fonction de leur nombre. Un seul maneton est représenté pour la clarté du dessin. Le maneton 2 illustré sur la figure 2 coiçort© un alésage longitudinal 5 dont les extrémités sont obturées par des organes non représentés et qui est raccordé à un canal également non représenté d'arrivée d'huile de lubrification. L'orifice d'un canal radial 6 du maneton 2 débouche dans une zone formant un méplat 7 sur la périphérie de ce maneton. Le méplat s'étend sur la longueur totale du maneton 2 à l'exception de deux parties étroites restant inchangées à ses extrémités. Les bords du méplat parallèles à l'axe du maneton sont arrondis suivant un rayon R. Le canal de lubrification est décalé d'un angle A dans le sens de rotation du vilebrequin (indiqué par une flèche P) par rapport au plan K de manivelle ; cet angle A est d'environ 65° dans 1'exenple représenté, mais il peut âtre compris, en général,dans une plage de 60 à 80°. La figure 3 est un graphique polaire des forces exercées par le coussinet de tête de bielle sur le maneton du vilebrequin. Les points 0° et 720° correspondent au début de la course de détente, c'est-à-dire à la fin de la course de compression. Le maneton subit des efforts relativement élevés, dus essentiellement aux forces d'inertie, dans les 69 43970 - 3 - 2027014 plages eoaprlseï entra environ 80 et >20°» antre 480 et 580* et entre environ 310 et 410°. Le graphique montre que ces forees d'inertie sont cartes relativement faibles par rapport à la pointe de la plage située aux environs de 10° et due aux forees des gaz. Leur vecteur force se déplace cependant dans 5 le. même sens que le vilebrequin dont le sens de rotation est également Indiqué par une flèche P sur la figure 3* Leur vitesse angulaire n'est que faiblement différente de celle du aaneton. Ces conditions* sont très défavorables à la formation d'une pellicule de lubrifiant, aais elles pemrent être considérablement améliorées par une cavité destinée à répartir l'huile, située à 10 l'entrée de la zone exposée aux forces d'inertie et se déplaçant avec le aaneton. Ainsi qu'il l'a été aentionné précédemment,; la cavité formée par un méplat offre le grand avantage de permettre sans difficulté un» transition très favorable sous un faible angle entre .elle-même et l'interstice constitué 15 par le jeu du palier, à condition que ses bords soient convenablement, arrondis. La cavité a, de préférence, une faible profondeur t égale à moins de 2 fi du diamètre du aaneton et n'affaiblissant ce dernier que de manière négligeable, bien qu'elle assure une répartition optimale de l'huile de lubrification. H va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à 20 titre explicatif, aais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 43970 - 2027014 REVENDICATIONS 1. Vilebrequin destiné à un moteur à combustion interne, à pistons, à quatre temps, et confortant des canaux d'arrivée d'huile de lubrification à au moins un maneton, ledit vilebrequin étant caractérisé en ce que le maneton comporte une cavité située dans la zone de l'orifice du canal de lubrification du vilebrequin et s'étendant sur la majeure partie de sa longueur. 2. Vilebrequin selon la revendication lt caractérisé en ce que ladite cavité.est formée d'un méplat dont les bords parallèles à l'axe du maneton sont arrondis. 3. Vilebrequin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le méplat à une profondeur égale au maximum à 2 du diamètre du maneton sur la périphérie de ce dernier. * 4. Vilebrequin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité se trouve dans une zone du maneton qui est décalée d'un angle de 60 à 80° dans le sens de rotation du vilebrequin par rapport au plan de manivelle de ce maneton..