Brevet FR2622922A1 — publié le 19890512

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de lubrification et concerne plus particulièrement un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin destiné à alimenter en huile de graissage l'interface maneton-tête de bielle de façon continue. Elle vise également un moteur thermique du type à mouvement alternatif d'un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. Dans les moteurs thermiques conventionnels, du type à combustion interne et à mouvement alternatif, l'énergie fournie par la combustion du carburant est transmise aux roues motrices par l'intermédiaire d'une ou plusieurs bielles, chacune solidaire d'un piston, et qui actionnent en rotation un vilebrequin porté généralement sur les paliers d'un bloc-moteur et relié mécaniquement à la transmission d'un véhicule. A cet effet, le vilebrequin comporte généralement d'une part, plusieurs tourillons montés libres en rotation dans des paliers ou portées du blocmoteur et comporte d'autre part, un ou plusieurs manetons recevant l'extrémité d'une ou plusieurs bielles appelée tête de bielle. Ces éléments étant mobiles en rotation les uns par rapport aux autres, il se produit au niveau de leurs zone de contact des échauffements considérables dus au frottement entre les surfaces en mouvement. Par conséquent, on interpose, entre les couples maneton-tête de bielle et tourillon-palier, des coussinets qui sont généralement réalisés en deux demi-coquilles et constitués ou enrobés d'un matériau à faible coefficient de frottement. Ces coussinets sont donc maintenus serrés respectivement dans les logements des têtes de bielles et dans les logements des paliers. De plus, entre ces coussinets et les éléments tournants, on prévoit un matelas interfacial d'huile de graissage visant à éliminer le contact métal-coussinet. Il est donc impératif d'assurer une alimentation continue des interfaces en fluide de lubrification afin d'éviter les phénomènes d'usure, de diminuer l'échauffement, et d'éviter les risques de grippage. On connaît déjà un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin et qui comporte un conduit d'alimentation débouchant d'une part, à la périphérie du maneton et d'autre part, dans une gorge pratiquée sur toute la circonférence du tourillon ou à l'intérieur du coussinet qui lui est associé. Cette gorge est approvisionnée en fluide de lubrification par l'intermédiaire d'un conduit d'arrivée qui coincide avec cette gorge et qui est réalisé à l'intérieur du palier fixe. Ce dispositif bien que fournissant de façon continue le fluide de lubrification à la périphérie des manetons, diminue la surface de portance du coussinet de palier et affecte par conséquent sa capacité de charge. Tout ceci conduit à une compression du film d'huile et entrasse des conditions de fonctionnement critiques. Par ailleurs, lorsque la gorge est pratiquée sur le pourtour du tourillon, elle diminue son diamètre efficace et affaiblit les caractéristiques mécaniques du vilebrequin, notamment sa rigidité, lorsque celui-ci est soumis aux efforts de torsion induits par l'existence d'efforts de combustion et d'efforts dynamiques d'inertie. On contact par ailleurs un dispositif de lubrification comportant une gorge partielle ménagée sur environ 1800 dans l'alésage du coussinet. Cette gorge coincide avec un conduit diamétral réalisé dans le tourillon et qui débouche à une extrémité du conduit d'alimentation. Dans ce dispositif, la capacité de charge du coussinet est améliorée mais la lubrification de la tête de bielle est nettement moins efficace. En effet, lors de la rotation du tourillon, la gorge coïncide alternativement avec chaque extrémité opposée du conduit diamétral, de sorte qu'à chaque demi-tour du tourillon il se produit une inversion du sens de circulation du fluide de lubrification à l'intérieur du conduit diamétral, ce qui produit des contre-pressions indésirables. Par ailleurs, ce phénomène entraîne une alimentation discontinue de la tête de bielle en huile de graissage. En outre, ce dispositif connu est générateur de fuites induites lors du fonctionnement chargé du vilebrequin. Aussi, la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de lubrification de l'ensemble bielle-vilebrequin et qui assure l'alimentation de l'interface maneton-tête de bielle de façon continue, n'affecte pas la capacité de charge du coussinet de palier, évite les fuites indésirables et conserve les propriétés mécaniques du vilebrequin. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de lubrification de l'ensemble biellevilebrequin et du type comprenant au moins un conduit d'alimentation réalisé dans le corps du vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie d'au moins un maneton tournant à l'intérieur d'un coussinet qui est monté dans le logement d'une tête de bielle et débouchant d'autre part, à la périphérie d'un tourillon tournant à l'intérieur d'un coussinet qui est monté dans le logement d'un palier fixe, ce dernier comportant un conduit d'arrivée d'huile communiquant avec le conduit d'alimentation, caractérisé en ce que le logement du palier et/ou le pourtour du coussinet comportent une gorge dans laquelle débite le conduit d'arrivée et qui est disposée en regard de plusieurs orifices pratiqués dans l'épaisseur du coussinet, tandis qu'au moins un de ces orifices coIncide avec une entaille ou rainure partielle pratiquée à la surface du tourillon et dans laquelle débouche le conduit d'alimentation. On comprend donc que l'on réalise ainsi un dispositif de lubrification dans lequel le conduit d'arrivée débite de façon constante dans le conduit d'alimentation et qui assure une lubrification continue de l'ensemble maneton-tête de bielle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la longueur de l'entaille ou rainure est supérieure à la distance séparant deux orifices. On précisera encore ici que le coussinet comporte au moins quatre orifices équidistants. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, l'entaille ou rainure est disposée dans une zone où l'ensemble coussinet-tourillon subit une charge minimum. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de lubrification connu - la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce même dispositif de lubrification mais montrant plus particulièrement le phénomène de fuite qui se produit lors de fonctionnement en charge du vilebrequin la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de lubrification de l'ensemble bielle-vilebrequin conforme à l'invention ; et - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une partie du vilebrequin, muni du dispositif représenté sur la figure 3. En se reportant à la figure 1, il est représenté un montage classique d'un ensemble bielle-vilebrequin et qui comporte un dispositif de lubrification connu. Ce montage est constitué d'une bielle 1 dont une première extrémité 2, appelée pied de bielle, est reliée à l'axe d'un piston, non représenté, qui se translate à l'intérieur du cylindre d'un moteur de véhicule. La deuxième extrémité 3 de la bielle 1, appelée tête de bielle, est portée par le maneton 4 d'un vilebrequin. La tette de bielle 3 comporte un chapeau de bielle 5 fixé par des boulons 6, et un logement 7 dans lequel est monté serré un coussinet 8, généralement constitué de deux demi-coquilles, enveloppant la périphérie 4a du maneton 4. Le vilebrequin comporte par ailleurs plusieurs tourillons 9 portés par un palier fixe 10 qui est solidaire du bloc-moteur, non représenté, et qui comprend un chapeau de palier 11 fixé par des goujons 12. De même, ce palier 10 comporte un coussinet 13 monté serré dans un logement du palier fixe 10, le tourillon 9 étant mobile en rotation à l'intérieur de ce coussinet 13. Cet assemblage comporte un dispositif de lubrification comprenant un conduit d'alimentation 14 qui est réalisé dans le vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie 4a du maneton 4 et d'autre part, à la périphérie 9a du tourillon 9. Ce conduit d'alimentation 14 communique avec un conduit diamétral 15 réalisé dans le tourillon 9 et qui débouche à ses deux extrémités à la périphérie 9a du tourillon 9. Par ailleurs, le coussinet 13 comporte une gorge partielle 16 et un orifice 17 dans lesquelles débite un conduit d'arrivée 18 réalisé dans le palier fixe 10. Comme il a été précisé plus haut, le fluide de lubrification ou huile de graissage circule à l'intérieur du dispositif de lubrification dans une direction représentée par les flèches 19. Cependant et étant donné que le conduit diamétral 15 est alimenté alternativement par ses extrémités opposées 15a et 15b, le sens de circulation du fluide de lubrification est inversé à chaque demi-tour du tourillon 9, comme représenté par la flèche 20. Par ailleurs, ce dispositif est générateur d'une fuite 21. Aussi la présente invention a-t-elle notamment pour but de remédier à tous ces inconvénients. En se reportant à la figure 3, un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin, conforme à cette invention, comprend un ou plusieurs conduits d'alimentation 22 réalisés dans le corps C du vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie 4a du maneton 4 tournant à l'intérieur du coussinet 8 qui est monté dans le logement de la tête de bielle 3, et débouchant d'autre part à la périphérie du tourillon 9 tournant à l'intérieur d'un coussinet 23 qui est monté dans le logement du palier fixe 10. Par ailleurs, le palier fixe 10 comporte un conduit d'arrivée d'huile 24, qui communique avec le conduit d'alimentation 22. De plus, le logement du palier 10 et/ou le pourtour du coussinet 23 comportent une gorge 25 dans laquelle débite le conduit d'arrivée 24 et qui est disposée en regard de plusieurs orifices 26 pratiqués dans l'épaisseur du coussinet 23. Le tourillon 9 comporte à sa périphérie 9a une entaille ou rainure 27 partielle dans laquelle débouche le conduit d'alimentation 22. Les orifices 26 et la rainure ou entaille 27 sont conçus de telle sorte qu'au moins un des orifices 26 coincide en permanence avec la rainure ou entaille 27 lors de son déplacement du à la rotation du tourillon 9. Cet agencement permet une communication constante entre le conduit d'arrivée 24 et le conduit d'alimentation 22 ce qui entraîne une lubrification continue de l'interface coussinet-tête de bielle. La longueur L de l'entaille 27 est avantageusement supérieure à la distance qui sépare chaque orifice 26. A titre d'exemple, le coussinet 23 est constitué d'au moins quatre orifices 26 équidistants. On notera ici, que ce nombre d'orifices 26 n'est pas limité et que plusieurs orifices peuvent à la fois coïncider et débiter à l'intérieur de la rainure ou entaille 7. De même, le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs conduits d'alimentation 26 débouchant vers chaque maneton disposé de part et d'autre d'un tourbillon. Selon l'analyse expérimentale ou le calcul, on disposera la rainure ou entaille 7, dans une zone où le couple coussinet-tourillon subit une charge minimum. On remarque donc que ce dispositif assure par la communication constante de ses différents conduits une lubrification continue des organes en mouvement. Il assure par ailleurs une portance du film d'huile optimum entre le coussinet 23 et le tourillon 9 en conservant une surface de contact maximum. Ainsi, la capacité de charge du palier est nettement améliorée. On remarquera de même que la circulation de l'huile de graissage dans ce dispositif se fait selon une direction unique. Cette disposition élimine les contre-pressions et les pertes de charges indésirables. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode singulier de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin et du type comprenant au moins un conduit d'alimentation (22) réalisé dans le corps (C) d'un vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie (4a) d'au moins un maneton (4) tournant à l'intérieur d'un coussinet (8) qui est monté dans le logement d'une tête de bielle (3), et débouchant d'autre part, à la périphérie (9a) d'un tourillon (9) tournant à l'intérieur d'un coussinet (23) qui est monté dans le logement d'un palier fixe (10), ce dernier comportant un conduit d'arrivée d'huile (24) communiquant avec le conduit d'alimentation (22), caractérisé en ce que le logement du palier fixe (10) et/ou le pourtour du coussinet (23) comportent une gorge (25) dans laquelle débite le conduit d'arrivée (24) et qui est disposée en regard de plusieurs orifices (26) pratiqués dans l'épaisseur du coussinet (23), tandis qu'au moins l'un de ces orifices (26) coïncide avec une entaille ou rainure partielle (27) pratiquée à la périphérie du tourillon (9) et dans laquelle débouche le conduit d'alimentation (22). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur (L) de l'entaille ou rainure (27) est supérieure à la distance séparant deux orifices (26). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le coussinet (23) comporte au moins quatre orifices équidistants. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'entaille ou rainure (27) est disposée dans une zone où le couple coussinet-tourillon subit une charge minimum. 5. Moteur du type à combustion interne équipé du dispositif de lubrification selon l'une des revendications 1 à 4.