Brevet FR2479368A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un maneton de vilebrequin à lubrification intégrale utilisable dans l'embiellage de moteurs thermiques et autres machines industrielles. Lorsque lton contrôle un maneton de vilebrequin en état de fonctionnement, il n'est pas rare que l'appareil de mesure ne fasse apparaître aucune trace d'usure OU d'ovalîsation. Cependant, on peut souvent constater une brillance plus accentuée dans la zone des 1800 inférieure, c'est-d-dire s'éten- dant sur un arc allant de 900 à 270 dans le sens de rotation du maneton. C'est d'ailleurs dans cette zone qu'une bielle coulée commence à user le maneton.Cette brillance ou cette usure qui se retrouvent toujours dans cette meme zone inférieure sont dues au fait que, sur les manetons classiques, tous les premiers orifices de lubrification sont situés dans une zone acceptable mais non idéale qui se trouve sur l'arc du premier quadrant, généralement entre 30 et 900 en partant du point le plus haut du maneton, lorsque ce dernier se trouve au point mort haut, son sens de rotation étant semblable à celui des aiguilles d'une montre. Très souvent, et avec encore moins d'efficacité que pour les premiers orifices, on pratique un second orifice de lubrification qui est diamétralement opposé au premier trou, en particulier, lorsque celui-ci est à proximité des 90" déjà cités.En effet, une telle dispositition des orifices de lubrification a pour conséquence que l'arc de 1800 inférieur précité est de moins en moins lubrifié au fur et à mesure de l'augmentation du régime moteur qui engendre, bien évidemment, une centrifugation progressive du lubrifiant hors de la zone incriminée. Il en résulte sur tous les moteurs des frottements mal lubrifiés entre les manetons et les coussinets au cours de toutes les variations de régime et, dans le cas des moteurs à quatre temps, des conséquences néfastes sur la zone précitée qui est mal lubrifiée pendant la fin de la phase de l'échappement où ladite zone retient la bielle et pendant le début de l'admission lorsque cette zone tire au contraire la bielle. Certes, les embiellages courants donnent entière satisfaction et ne sont pas les premiers organes à se fatiguer lorsqu'il s'agit de machines de grande série à faible puissance spécifique. Toutefois, à ltheure actuelle où l'on cherche à augmenter cette puissance spécifique, notamment en vue d'obtenir des moteurs " économiques ", il est nécessaire de remédier avant toutes choses à ce défaut de lubrification. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précité des manetons connus gracie à une disposition judicieuse des orifices de lubrification permettant d'obtenir, en toute fiabilité, une diminution de la pression d'huile au niveau dè l'embiellage, en même temps qu'un rapport volumétrique élevé, ces deux facteurs conduisant à une amélioration du rendement. Par ailleurs, bien des moteurs de grandes séries, ayant des embiellages rapidement " vibrants " donc bruyants, W moyens et surtout à hauts régimes, leurs futures séries gagneraient beaucoup en"silence" grâce à la présente invention au prix de revient dérisoire. A cet effet, ce maneton de vilebrequin à lubrification intégrale comportant au moins un canal de lubrification interne débouchant par un orifice dans la surface latérale du maneton, est caractérisé en ce que cet orifice de lubrification est situé sur un arc qui s'étend au delà de 900 en dehors des zones conventionnelles, généralement entre 1200 et 1500, en partant du point le plus haut du maneton, lorsque ce dernier est en position de point mort haut, et en tournant dans le sens de rotation du maneton autour de l'axe du vilebrequin. Le maneton suivant l'invention offre l'avantage que même avec une faible pression d'amenée du lubrifiant au vilebrequin et même si le régime du moteur est élevé, on obtient une répartition régulière du lubrifiant sur la totalité de la circonférence du maneton, aussi bien à gauche qu'à droite du ou des orifices de lubrification. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma représentant en coupe transversale un maneton classique dans quatre positions de son cycle de rotation, décalées de 900 les unes par rapport aus autres; La figure 2 est un schéma d'un maneton suivant l'invention, représenté également dans quatre positions décalées de 900 les unes par rapport aux autres. Sur la figure 1 est représenté un maneton classique 1 d'un vilebrequin qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'un axe 9. Le maneton 1 est représenté dans quatre positions successives qui sont décalées entre elles de 900. Le maneton 1 est percé d'un canal d'amenée de lubrifiant 2 qui s'étend radialement entre un conduit central et un orifice de sortie du lubrifiant 3 qui se trouve sur la surface latérale du maneton 1. Le lubrifiant qui est amené par le canal 2 à la surface du maneton 1 se répartit sur celle-ci en formant un film (grossi, ici, pour une bonne compréhension) qui est indiqué par un trait fort 4. Ce film 4 est contenu entre la surface latérale du maneton 1 et la surface de glissement 5 du coussinet de la bielle qui est monté sur le maneton 1. On voit sur la figure 1 que dans le maneton classique 1 ltori- fice de sortie 3 se trouve situé en un point à 900 par rapport au point A le plus haut du maneton 1 lorsque ce dernier est au point mort haut. Sous l'action centrifuge qui s'exerce sur le lubrifiant à la sortie du trou 3, ce dernier tend à s'écouler seulement vers le haut, ainsi qu'il est indiqué par les flèches 6 de la partie agrandie correspondant à la zone de l'orifice 3. De ce fait, le film4 n'assure une couverture suffisante que sur une zone semi-circulaire qui se trouve toujours située à l'extérieur, si on considère les quatre positions occupées par le maneton 1 pendant sa rotation autour de l'axe 9.L'arc interne complémentaire n'est par contre que très peu lubrifié,voire pas du tout, notamment à très haut régime, si bien qu'il en résulte à la longue une usure notable. Au contraire, ainsi qu'il apparat sur la figure 2, le maneton 1 suivant l'invention présente un orifice de sortie 3 qui se trouve, lorsque le maneton 1 est au point mort haut, situé au-delà de 900, généralement sur un arc B C, le point B étant situé à 1200 dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du point A le plus haut, et le point C à 150 . I)ans la forme d'exécution non limitative représentée sur la figure 2, l'orifice 3 se trouve situé en un point à 1350 dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du point le plus haut A. La partie agrandie de la figure 2 qui correspond à la zone de l'orifice de sortie 3,montre que le lubrifiant sortant de cet orifice s'écoule dans l'espace compris entre la surface latérale du maneton 1 et la surface de glissement 5 du coussinet, d'une part vers l'extérieur, c'est-à-dire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant la flèche 7 et, d'autre part vers l'intérieur, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre, suivant la flèche 8.On conçoit, en effet, qu'à l'orifice de sortie 3 situé plus bas que dans le cas du maneton classique, illustré sur la figure 1, une partie du lubrifiant, d'abord retenue par la surface 5, s'écoule dans un sens circonférenciel, suivant la flèche 7, sous l'action centrifuge, tandis que l'autre partie du lubrifiant, non ou moins retenue par la surface 5, s'écoule dans l'autre sens circonférenciel, suivant la flèche 8, toujours sous l'action centrifuge. Ce phénomène d'écoulement du lubrifiant en sens opposés, à partir de l'orifice de sortie 3, assure une lubrification totale et régulière de la surface latérale du maneton 1, puisque l'écoulement du lubrifiant en direction de la zone externe (flèche 7) et l'écoulement en direction de la zone interne (flèche 8) se retrouvent dans toutes les positions qu'occupe le maneton 1 au cours de sa rotation autour de l'axe 9. Le maneton suivant l'invention permet d'abaisser la pression de lubrifiant, sans nuire à la qualité de la lubrification. En effet, dans le maneton classique, on est obligé d'employer une pression relativement élevée pour diminuer les effets de la centrifugation à sens circonférenciel unique (flèches6). Au contraire, avec le maneton suivant l'invention, du fait que la centrifugation s'effectue suivant un double sens circonférenciel (flèches7 et 8), il n'est plus nécessaire d'utiliser une pression aussi élevée pour obtenir une bonne lubrification. Par ailleurs, du fait que l'on obtient un film dé lubrifiant 4 régulier sur la totalité de la surface latérale du maneton 1, ce dernier peut supporter de plus fortes charges et il peut être utilisé dans des moteurs à fort taux de compression. I1 faut toutefois noter qu'il pourrait y avoir nécessité ou avantage > sur un même maneton, à pratiquer au moins un orifice classique pour la lubrification de la zone externe et au moins un orifice selon l'invention pour la lubrification de la zone interne et de la zone intermédiaire : c'est-àdire celle restant ente les orifices.Une telle disposition est, en particulier, à envisager en ce qui concerne les vilebrequins déjà fabriqués, neufs ou en service, puisqu'ils possèdent déjà des orifices de lubrification classiques sur leurs manetons. Ces orifices classiques peuvent par contre être partiellement ou totalement obstrués, notamment pour limiter le débit de lubrifiant. REVENDICATIONS 1. Maneton de vilebrequin à lubrification intégrale comportant au moins un canal de lubrification interne débouchant par au moins un orifice dans la surface latérale du maneton, caractérisé en ce que cet orifice (3) est situé sur un arc s'étendant au-delà de 90", en dehors des zones convention nelles,en partant du point (A) le plus haut du maneton (1) lorsque ce dernier est en position de point mort haut, et en tournant dans le sens de rotation du maneton autour de l'axe du vilebrequin. 2. Maneton de vilebrequin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (3) est situé généralement sur un arc (BC) qui est compris entre 1200 et 1500 en partant du point (A) le plus haut du maneton (1) lorsque ce dernier est en position de point mort haut, et en tournant dans le sens de rotation du maneton autour de l'axe du vilebrequin. 3. Maneton de vilebrequin suivant la revendication l, caractérisé en ce que l'orifice de lubrification (3) est situé de préférence en un point se trou vant à 1350 en partant du point (A) le plus haut du maneton (1), lorsque le maneton est en position de point mort haut, et en tournant dans le sens de rotation du maneton autour de l'axe du vilebrequin. 4. Maneton de vilebrequin suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un autre orifice situé dans une position conventionnelle.