Brevet FR2033173A1 — publié le 19701204

La température de huile de lubrification d'un moteur à combustion interne tend à s'élever, lorsque la vitesse de rotation est importante, malgré les systèmes de refroidissement, à air ou à eau, dont ce moteur est normalement muni. C'est le cas notamment des mo tueurs des véhicules automobiles, sur une route à grande circulation ou sur autoroute. Cette élévation de température présente de graves dangers car l'huile de lubrification perd ses qualités. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé d'adjoindre au circuit d'huile un radiateur indépendant. Mais cette solution présente des inconvénients car il est difficile de loger ce radiateur dans espace restreint et déjà très encombré, notamment par la pompe à eau, le ventilateur et le carburateur qui environnent le moteur. En outre, ce radiateur doit entre relié au moteur par des tuyauteries de circulation qui posent des problèmes tels que leur encombrement, leur passage, leur fixation, et les fuites possibles par les raccords et les joints, notamment du fait des fluctuations de pression et des vibrations auxquelles le moteur les soumet. La présente invention a pour objet un dispositif de refroidissement pour moteur à combustion interne perfectionné nécessitant un minimum de pièces. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l' espace libre habituellement ménagé dans le carter ou couvercle de distribution est interposé dans le circuit de lubrification du moteur. Ce carter ou couvercle remplît ainsi simultanément deux fonctions : fermer la cavité qui renferme notamment les mécanismes de commande du système de distribution du moteur, et assurer tion à l'extérieur d'une partie des thermies contenues dans l'huile de lubrification de ce moteur. Le carter ou couvercle de distribution peut, par exemple, être à double paroi, l'huile de lubrification circulant dans l'espace libre ménagé entre les deux parois. Dans ce cas, le carter peut comprendre un chapeau à l'intérieur duquel est disposée une cuvette, les deux pièces étant fixées simultanément par des vis sur le bloc moteur. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le carter ou couvercle ',5mpJortQ e ekaXbre d'alimentation pouvant débiter dans deux orifices débouchent dans ledit espace libre et dans laquelle est monté mobile en translation un organe commandé par un thermostat et obturant, suivant sa position, l'un ou-l'autre des orifices ; l'orifice découvert quand le thermostat est "froid" débouche dns l'espace libre à proximité d'une ouverture directe vers le réservoir d'huile du moteur, pratiquée dans la cuvette, de sorte que l'huile de lubrification pénétrant dans la chambre sort pratiquement immédiatement de cet espace libre, alors que l'orifice découvert quand le thermostat est "chaud" communique avec laite ouverture par l'intermédiaire d'un trajet relativement long prévu dans ledit espace libre, de sorte que l'huile de lubrification parcourt alors ce trajet en cédant une partie de ses thermies au couvercle ou carter de distribution. Grâce à cette disposition, le couvercle ou carter de distribution ne joue son role d'échangeur que lorsque la température de 1' huile est supérieure à une valeur donnée. Le trajet relativement long peut être déterminé par une ou plusieurs chicanes ou cloisons disposées dans l'espace libre. Cette chicane ou cloison peut être montée entre les faces en vis-à-vis du chapeau et de la cuvette compostant ce carter ou couvercle de distribution ; vue dans le plan de ces faces, cette chicane peut s' étendre au long d'un angle quelque peu inférieur à 3600 de façon à diviser l'espace libre en deux espaces, l'un intérieur et l'autre extérieur, annulaire, communiquant entre eux par une interruption entre les extrémités de la chicane.Dans la zone située à l'opposé de cette interruption, l'un de ces espaces communique dtune part avec l'ouverture pratiquée dans la cuvette, et d'autre part avec l'orifice, proche, de la chambre d'alimentation découvert en position thermostat "froid". L'autre espace communique avec l'orifice de la chambre d'alimentation découvert en position thermostat "chaud". Par suite, quand le thermostat est "chaud", l'huile lèche la face interne du chapeau et parcourt successivement les deux espaces avant de parvenir au réservoir d'huile du noteurr- L'entrée de la chambre dtalimentatiJn peut etre reliée au re fouleent d'une pompe à huile alimentant le circuit de lubrioica- tion du moteur par l'intermédiaire d'un clapet de décharge, cette conduite de liaison pouvant être montée à l'intérieur du oteur ou intégrée dans ce carter lui-même.L'huile parvient ainsi à 1' espace libre du couvercle ou carter de distribution seulement lorsque la pressai n de refoulement est supérieure à une certaine valeur, c'est-à-dire lorsque la vitesse du moteur est relativement élevée. La face externe du chapeau peut comporter des ailettes afin d' augmenter le coefficient d'échange thermique. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un moteur à combustion interne selon l'inven- tion avec référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est un schéma montrant la pompe de lubrification du moteur et le circuit de liaison au dispositif selon l'invention La figure 2 est une vue extérieure du carter ou couvercle de distribution, avec arrachements partiels ; La figure 3 en est une coupe suivant III-III de la figure 2 ; La figure 4 en est une coupe suivant IV-IV de la figure 2. A la figure 1 on voit un bloc moteur 1 fermé par son carter inférieur 2 formant réservoir d'huile et par son carter ou couvercle de distribution 3, celui-ci enfermant le mécanisme de commande de l'arbre à cames ; une pompe de lubrification 4 est reliée au carter inférieur par une conduite d'aspiration 5 et au bloc moteur par use conduite de refoulement 6 et cette dernière comporte en dérivatien un clapet de décharge 18 qui peut débiter sur une conduite 17 d'aliientation du carter ou couvercle de distribution 3. Le couvercle de distribution 3 (Fig. 2, 3 et 4) comprend un chapeau ushsuii 7 qui est muni sur sa face extérieure d'ailettes 8 et à l'intérieur duquel est disposée une cuvette 9. Cette cuvette est fixée au bloc moteur 1 en même temps que le chapeau 7, par des vis traversant des perçages 10 du chapeau et de la cuvette. La profondeur de la cuvette 9 est inférieure à celle du chapeau 7 de sorte qu'un espace libre existe entre les faces en vis-à-vis de ces deux éléments ; la cuvette est maintenue en position éloignée du chapeau par des picots 11 formés sur la paroi cylindrique extérieure de la cuvette ainsi que par un joint 12 qui est logé dans une gorge 13 prévue sur la face interne de la paroi sensiblement plane du chapeau 7. Ce joint 12 formant cloison divise l'espace libre ménagé entre le chapeau et la cuvette en deux espaces 14a et 14b ; mais une interruption sur une partie de sa longueur détermine une ouverture 15 faisant communiquer les deux espaces 14a et 14bo Dans sa partie opposée à celle où se trouve l'ouverture 15, le chapeau 7 est solidaire d'un cylindre 16 dans lequel débouche la conduite 17. Dans le cylindre 16 est monté un tiroir 19 muni de lumières 29 laissant communiquer les deux parties de la chambre d' alimentation délimitées par ledit tiroir qui est poussé par un ces sort de rappel 20 et commandé en position par un thermostat du commerce.Celui ici représenté comprend un corps portant une collerette 21 sur laquelle s'appuie le tiroir, et une tige 22 qui est en butée contre le fond du cylindre 16 ; lorsque la température de 1' huile atteint une valeur prédéterminée, la tige 22 sort du corps 21, ce qui a pour effet de déplacer le tiroir 19 contre l'action du ressort 20. Le cylindre 16 comporte deux ouvertures de sortie latérales 23 et 24 a. Lorsque le tiroir 19 occupe sa position "froide", il obture l'ouverture 23 et découvre l'ouverture 24a. Celle-ci communique avec l'espace 14a qui communique lui-même avec le réservoir 2 par une ouverture 25 ménagées dans la cuvette 9, à proximité du cylindre 16. Lorsque le tiroir 19 occupe sa position "chaude" il obture l' ouverture 24a et découvre l'ouverture 23. Celle-ci communique avec l'espace 14b par un passage 26 prévu dans un bossage 27 du chapeau 7. En fonctionnement, le moteur 1 entratne la pompe 4 qui assure la circulation sous pression de l'huile dans le circuit de lubrification. Le débit de cette pompe est tel que le flux d'huile est absorbé en totalité à travers la conduite 6 lorsque le moteur tourne a' faible ou moyenne vitesse. Lorsque la vitesse augmente, le débit de la pompe 4 augmente et le circuit de lubrification ne peut absorber tout le flux d'huile. Le surplus traverse le clapet de décharge 18 et parvient au cylindre 16 par la conduite 17. Si l'huile est "froide", ctest-à-dire en dessous d'un seuil prévu de température, par exemple de 900 C, l'ouverture 24a est découverte et l'huile retourne directement dans le carter 2 par 1' ouverture 25 Pour faciliter le débit, l'ouverture 24 a peut être aidée par d'autres ouvertures telles que 24b. Au contraire, si l'huile est "chaude", clest-à-dire à 'a une tem- pérature supérieure audit seuil, le tiroir 19 recouvre l'ouverture 24a et huile passe par les lumières 29, traverse l'ouverture 23 et passe dans l'espace 14b ; elle traverse cet espace en formant une nappe en lichant la face interne de la paroi plane du chapeau 7 ; elle passe ensuite dans l'espace 14a par l'ouverture 15, comme indiqué par les flèches 28, traverse cet espace en léchant la face interne de la paroi cylindrique du chapeau 7, et retourne enfin dans le réservoir 2 par l'ouverture 25. Pendant ce trajet, il se produit un échange de thermies avec l'extérieur et huile est refroidie quand elle pénètre dans le réservoir 2. De la description qui précède, on voit que l'huile de lubrification peut titre refroidie, quand sa température tend à devenir trop élevée, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un appareil encombrant ou massif. Le nombre de pièces supplémentaires nécessaires est faible, donc de réalisation économique en matière, en main d'oeuvre et en frais d'entretien, solution plus avantageuse que l'adjonction d'un radiateur d'huile (suppression du radiateur, des conduites et raccords). L'encombrement est nul hors du moteur : aucune pièce ne se trouve à l'extérieur, la tuyauterie d'alimentation est logée à 1' intérieur de l'ensemble du moteur et le retour d'huile au réservoir est direct. L'emplacement du carter peut entre largement ventilé, ce qui facilite l'échange de chaleur. L'abaissement suffisant de la température pour conserver à une huile de moteur "chaude" ses qualités lubrifiantes est une importante amélioration pour les moteurs modernes poussés, tournant à vitesse élevée pendant un temps long, ainsi qu'il est nécessaire pour le trafic sur route à grande circulation ou autoroute. Enfin, la nappe fluide qui baigne le carter ou couvercle de distribution atténue les bruits et vibrations transmis vers l'extérieur par cette paroi pendant que le moteur tourne à vitesse élevée. il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATI0NS l.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur à combustion interne, en particulier pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'un espace libre ménagé dans le carter ou couvercle de distribution est interposé dans le circuit de lubrification. 2.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter ou couvercle de distribution est à double paroi, l'espace libre étant ménagé entre les faces en vis-à-vis des deux parois. 3.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carter comprend un chapeau à l'intérieur duquel est disposéeune cuvette, le chapeau et la cuvette étant fixés simultanément sur le bloc moteur. 4.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cuvette comporte éxtérieurement des picots de centrage. 5.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que le carter ou couvercle comporte une chambre d'alimentation pouvant débiter dans deux orifices débouchant dans ledit espace libre et dans laquelle est monté mobile en translation un organe commandé par un thermostat et obturant, suivant sa position, l'un ou l'autre des orifices, et en ce que l'orifice découvert quand le thermostat est "froid" débouche dans l'espace libre à proximité d'une ouverture directe vers le réservoir d'huile du moteur, pratiquée dans la cuvette, de sorte que l'huile de libri- fiction pénétrant dans la chambre sort pratiquement immédiatement de cet espace libre, alors pue l'orifice découvert quand le thermostat est "chaud" communique avec ladite ouverture par l'intermé- diaire d'un trajet relativement long prévu dans ledit espace libre, de sorte que l'huile de lubrification parcourt alors ce trajet en cédant une partie de ses thermies au couvercle ou carter de distribution. 6.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trajet relativement long est déterminé par une ou plusieurs cloisons ou chicanes disposées dans l'espace libre entre les faces en vis-àvis. 7.- Dispositif de refroidissement de huile de lubrification pour moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que cette chicane ou cloison est montée entre les faces en vis-à-vis du chapeau et de la cuvette composant ce carter ou couvercle de distribution, en ce que, vue dans le plan de ces faces, cette chicane s'étend au long d'un angle quelque peu inférieur à 3600 de façon à diviser espace libre en deux espaces, l'un intérieur et l'autre extérieur, annulaire, communiquant entre eux par une interruption entre les extrémités de la chicane, en ce que, dans la zone située à ltopposé de cette interruption, l'un de ces espaces communique d'une part avec ltouverture pratiquée dans la cuvette, et d'autre part avec l'orifice, proche, de la chambre d'alimentation découvert en position thermostat "froid", et en ce que l'autre espace communique avec l'orifice de la chambre d'alimentation découvert en position thermostat "chaud". 8.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre d'alimentation est reliée au circuit de refoulement d'une pompe de lubrification par l'intermédiaire d'un clapet de décharge. 9.- Dispositif de refroidissement de l'huile de lubrification pour moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face externe du carter ou couvercle de distribution comporte des ailettes.