Brevet FR2028491A1 — publié le 19701009

- 1 - 2028491 - L'invention se rapporte à un palier de tête de bielle de moteur à combustion interne à pistons et à quatre temps,'comprenant un coussinet comportant au moins une rainure axiale de graissage, fermée à ses extrémités, et qui peut être- raccordée à un circuit de 5 graissage. On connaît des moteurs à combustion interne à pistons dont le vilebrequin comporte des trous de graissage-assurant l'arrivée de l'huile de lubrification à ses paliers individuels, aux paliers principaux et aux paliers des têtes de bielles. Les paliers des têtes de 10 bielles sont alors lubzifiés par un simple trou débouchant à 1' extérieur du maneton du vilebrequin et se terminant par un orifice circulaire. On connaît également des paliers de têtes de bielles lubrifiés de cette manière et comportant des rainures axiales;de lubrifi-15 cation qui se trouvent normalement dans l' aire la'moins chargée du palier, c'est-à-dire dans les zones latérales par rapport à l'axe longitudinal de la bielle. On a constaté qu'avec cette disposition des trous de lubrification, il se produit une forme particulière d'usure des manetons 20 lorsque le moteur est fortement chargé. En effet, les manetons s'usent principalement dans une zone qui se trouve sur leur côté orienté vers les tourillons et dont le,..centre est décalé d'environ 25 à 30° par rapport au plan de manivelle du vilebrequin » Les coussinets subissent également une plus forte usure-.-aux endroits correspondants. 25 On a constaté que cette usure est provoquée par les forces d'inertie qui s'exercent à cet endroit et qui, bien que beaucoup plus faibles en valeur absolue que les forces exercées par les gaz, ont le grand inconvénient que leur vecteur qui les représente tourne dans le même sens que le mareton dans le coussinet de la bielle. Il en résul-30 te des conditions défavorables pour là-formation d'une pellicule de lubrifiant. • ~ 1 " : L'invention se rapporte à un palier de tête de bielle permettant d'éviter les phénomènes néfastes cités ci-dessus et de réduire considérablement l'usure des manetons du vilebrequin et des coussi-35 nets, même sous forte charge. Suivant une particularité essentielle du palier de tête de bielle suivant l'invention, la rainure de lubrification est placée dans une aire de la partie de palier la plus proche du piston, qui est décalée d'un angle de 45 à 75°, dans le sens inverse de celui de 40 la rotation du maneton du vilebrequin, par rapport au plan qui con 69 40822 2028491 tient les axes des deux paliers de la bielle. Cette disposition permet de diminuer'l'usure en provoquant une augmentation du débit de lubrifiant dans les zones subissant les efforts dus aux forces d'inertie. 5 II est possible de relier la rainure de lubrifi'cation à une rainure périphérique du coussinet et de prévoir dans le maneton un trou de lubrification qui coopère avec cette rainure périphérique. Cette disposition assure une alimentation de la rainure en huile sur une grande partie de la rotation du vilebrequin dont l'arc est 10 en fonction de la longueur de la rainure et de la disposition ou du nombre des trous de lubrification, et elle contribue à intensifier la lubrification. Il est possible de réaliser la rainure périphérique sur le pourtour total du coussinet. Toutefois, il est préférable que la 15 rainure périphérique ne soit réalisée que dans une zone latéraîé du coussinet par rapport à l'axe de la bielle, c'est-à-dire dans une aire subissant peu d'efforts. Le trou de lubrification peut alors être agencé de façon à former le même angle de décalage que celui de la rainure par rapport au plan qui contient les axes des deux 20 paliers de la bielle. Dans ce mode de réalisation, les zones du palier qui sont les-plus chargées ne sont pas affaiblies par la rainure périphérique et cependant l'huile arrive de manière certaine en temps voulu dans la rainure axia,le, par .1 ' intermédiaire de la rainure périphé-25 rique, avant l'apparition de la charge maximale due aux forces d'iner tie. Il est également possible de prévoir dans le palier une deuxième rainure axiale de lubrification qui est diamétralement opposée à la première rainure axiale„ De cette façon, la lubrifica-30 tion de l'autre moitié du coussinet est améliorée et l'usure due aux forces d'inertie qui se manifestent dans cette zone est également réduite. Dans ce cas, il est avantageux que- le trou de lubrification soit orienté diamétralement et traverse l'axe du maneton de 35 manière à "présenter deux'orifices de sortie'décalés de 180°. L'huile arrive ainsi simultanément dans les deux rainures axiales de lubrification." Dans un moteur réversible à combustion interne à pistons, c'est-à-dire dont le vilebrequin peut tourner dans les deux sens, on 40 prévoit de préférence quatre rainures de lubrification qui sont dis- bad oriqinal 69 40822 - 3 - 2028491 posées symétriquement par rapport au plan passant par les axes des paliers de la "bielle. Dans ce cas, pour garantir une alimentation suffisante du maneton en huile, on prévoit deux trous diamétraux qui sont dis-5 posés symétriquement par rapport au plan passant par les axes des paliers du vilebrequin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif et nullement limitatif 10 plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, La figure 1 est une coupe transversale d'un palier de tête de bielle suivant l'invention et représente également une partie de la bielle et du vilebrequin ; 15 La figure 2 est une coupe axiale du coussinet suivant la ligne II-II de la figure 1 ; La figure 3 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation du palier de tête de bielle suivant l'invention, cette coupe étant représentée sous forme d'un détail de la figure 1; 20 la figure 4 est une coupe analogue à celle de la figure 3 et représente 'une autre variante de réalisation d'un palier de tête de bielle suivant l'invention ; et La figure 5 est un diagramme polaire des forces que le palier de tête de bielle subit pendant un cycle de travail du moteur. 25 Sur la Figure 1, une -bielle 1 est munie d'un coussinet 2 qui entoure le maneton 3 d'un vilebrequin 4. Le maneton 3 comporte un trou axial 5 qui est relié, d'une façon connue, à un circuit de lubrification à huile sous pression. Un trou 6 relié au trou 5 est orienté radialement vers l'extérieur» Ce trou 6 du maneton 3 est 30 situé sur le côté tourné vers le palier principal 7 et il est décalé d'un angle a, par rapport à un plan E passant par les axes des deux paliers 3 et 7, dans le sens opposé à celui de la rotation du maneton par rapport à la bielle 1, et qui est désigné par une flèche P. Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2, le coussinet 2 35 comporte une rainure axiale 10 de lubrification qui s'étend sensiblement sur toute la longueur du coussinet, mais qui est fermée à ses extrémités. Sur la figure 1, la rainure 10 se trouve également sur le. côté supérieur du coussinet 2, c'est-à-dire sur le côté du coussinet qui est le plus rapproché du piston. Ainsi qu'on l'a indi-40 que sur le dessin, cette rainure est également décalée de l'angle a 69 40822 - 4 - 2028491 par rapport au plan de symétrie E qui, dans ce cas, passe par les axes des deux paliers de la bielle. A cette rainure de graissage 10, se raccorde une rainure périphérique 11 qui se trouve dans une zone moins chargée du coussi-5 .net; et qui est latérale par rapport au plan E. C1 estons la position relative de la bielle 1 et du vilebrequin 4 qui est représentée sur la figure 1, que, ainsi qu'on l'explique plus bas en regard de la figure 5, se manifestent les forces qui agissent de la façon la. plus défavorable sur le palier. 10 Ces forces ont pour conséquence une plus forte usure de la zone supérieure du maneton 3 qui est dirigée vers le tourillon principal 7» Dans la forme de réalisation du palier de tête de bielle suivant l'invention, il est prévu, en amont de cette zone, la rainure de lubrification 10 qui assure une intensification de l'alimentation 15 en huile. L'huile pénètre donc dans la rainure 10 par le trou 6 et son arrivée débute à l'instant où la liaison est établie entre le trou 6 et la rainure périphérique 11. Cette liaison commence à un quart de tour avant la position représentée, dans laquelle se manifeste la charge maximale. Le laps de temps disponible est donc 20 suffisant à l'arrivée dans la rainure 10 d'une quantité d'huile suffisante avant l'apparition des efforts maximaux. La figure 5 représente un diagramme polaire des efforts qui sont exercés par le palier de tête de bielle sur le maneton du vilebrequin. 25 Le point 0° ou 720° correspond au début de la course de détente ou à la fin de la course de compression. Les plages angulaires d'environ 80 à 220°, de 480 à 580° et d'environ 310 à 410° correspondent à celles des contraintes relativement élevées qui sont essentiellement dues à des forces d'inertie. Ces forces d'inertie 30 sont certes relativement petites, ainsi qu'il ressort du diagramme, par rapport à la pointe qui se trouve à peu près à 10° et qui est provoquée par les forces des gaz. Toutefois, leur vecteur force se déplace dans le même sens que le vilebrequin, dont le sens de rotation est désigné également par une flèche P sur la figure 5. La vi-35 tesse angulaire ne diffère que légèrement de la vitesse angulaire du maneton du vilebrequin. Il en résulte des conditions très désavantageuses pour la formation du film de lubrifiant. Ainsi qu'il ressort de la figure 5, les contraintes provo quées par les forces d'inertie et qui.varient défavorablement de la 40 manière mentionnée, se manifestent dans les plages angulaires de 69 40822 - 5 - 2028491 80 à 220°, de 480 à 580« et d'environ 310 à 410° du cycle de rotation du vilebrequin. Les plages de 80 à 220° et de 480 à 580° correspondent alors à la position du vilebrequin représentée sur la figure 1, dans laquelle le piston se trouve à son point mort bas. La rai-5 nure 10 de lubrification entre utilement en action pendant ces périodes. Si l'on veut obtenir la même amélioration de la lubrification également dans la zone de 310 à 410° dams laquelle le piston se trouve à peu près à son point mort haut, on peut prévoir avantageuse 10 ment une deuxième rainure 20 telle qu'illustrée sur la figure 3 et qui est diamétralement opposée à la rainure 10. La rainure 20 peut être reliée à une rainure périphérique 21 de la même façon que la rainure 10 est reliée à la rainure 11. Le trou 6 est réalisé dans ce cas percé à travers le maneton et comprend une deuxième partie 22 15 qui est destinée à coopérer avec la rainure périphérique 21. La figure 4 montre finalement une forme d'exécution qui convient à un moteur réversible, c'est-à-dire qui peut tourner dans les deux sens. Cette forme de réalisation est sensiblement analogue à celle représentée sur la figure 3 ; toutefois, toutes les rainures 20 de lubrification sont disposées symétriquement par rapport au plan E passant par les axes des paliers de la bielle. Il va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu,r titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra apporter au mode de réalisation décrit et représenté toutes variantes et modi 25 fications sans pour cela sorti:* de son domaine. 69 40822 2028491 — 6 REVENDICATIONS 1. Palier de tête de bielle de moteur à combustion interne à pistons à quatre temps, comprenant un coussinet comportant au moins une rainure axiale de lubrification fermée à ses extrémités 5 et destinée à être raccordée à un circuit de lubrification, ce palier étant caractérisé en ce que la rainure de lubrification est prévue dans une aire de la partie de palier la plus proche du piston qui est décalée d'un angle de 45 à 75°, dans le sens inverse de celui de la rotation du maneton, par rapport au plan qui contient les axes 10 des deux paliers de la bielle. 2. Palier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure de lubrification communique avec une rainure périphérique du coussinet et le maneton comporte un trou de lubrification qui coopère avec la rainure périphérique. 15 3. Palier suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la rainure périphérique est située dans une zone latérale du coussinet et le trou de lubrification est orienté, par rapport au plan qui contient les axes des deux paliers de la bielle, suivant un angle de décalage égal à celui de la rainure de lubrification. 20 4. Palier suivant la revendication 3, caractérisé par une deuxième rainure axiale de lubrification, qui est diamétralement opposée à la première. 5. Palier suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le trou de lubrification traverse diamétralement l'axe du mane- 25 "ton et présente deux orifices de sortie décalés de 180°. 6. Palier suivant la revendication 5 et destiné à un moteur réversible, caractérisé par quatre rainures de lubrification qui sont disposées symétriquement par rapport au plan passant par les axes des deux paliers de la bielle. 30 7. Palier suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le maneton comporte deux trous diamétraux de lubrification disposés symétriquement par rapport au plan passant par les axes des paliers du vilebrequin.