Brevet FR2658864A1 — publié le 19910830

L'invention a pour objet un système d'alimentation en huile de graissage et/ou de refroidissement pour une machine, en particulier pour un moteur à combustion interne, comportant un carter d'huile alimenté par l'huile refluant du système, un réservoir d'huile placé à un niveau supérieur à celui du carter, une conduite ascendante sans pompes, s'étendant entre les deux éléments et servant à acheminer l'huile, à l'aide d'une pression différentielle pneumatique, depuis le carter vers le réservoir d'huile, l'embouchure de cette conduite étant située au-dessus du niveau d'huile dans le réservoir d'huile et le carter d'huile ne communiquant avec l'atmosphère extérieure que par l'intermédiaire de la conduite ascendante et d'un reniflard branché sur le réser- voir d'huile, la section de la conduite ascendante étant calculée de telle sorte que le transport de l'huile à travers la conduite ascendante vers le réservoir d'huile soit assuré par une pression accrue dans le carter d'huile, engendrée par l'introduction d'air et/ou d'autres gaz pendant le fonctionnement de la machine, et comportant enfin une tuyauterie de refoulement d'huile, dotée d'une pompe, amenant l'huile vers la machine Un tel dispositif d'alimentation en huile, travaillant d'une façon similaire à un système de graissage à carter sec, est connu depuis le brevet allemand DE-OS 37 11 792 et possède une conduite de refoulement amenant l'huile aux pièces à graisser de la machine, telles que des paliers par exemple, qui part d'un réservoir d'huile séparé, ce qui fait que la conduite ascendante doit être réalisée d'une telle manière, et que la pression régnant au niveau du carter d'huile doit être d'un niveau tel, que la totalité du volume d'huile requis pour le graissage et le refroidissement puisse être remontée du carter d'huile au réservoir d'huile par la conduite ascendante Il est vrai que cette solution connue a l'avantage, en principe, de supprimer la pompe à huile nécessaire au transport de l'huile depuis le carter vers le réservoir d'huile, et, grâce à la présence d'un réservoir d'huile séparé disposé latéralement sur ou dans la machine, de permettre l'emploi d'un carter d'huile de faible volume et, par conséquent, d'une forme très plate, mais elle implique la création de pressions adéquates et, de ce fait, requiert une étanchéité quasi absolue du compartiment du carter d'huile vis-à-vis de l'atmosphère Or, en règle générale, le compartiment du carter d'huile contient des paliers recevant des pièces mobiles, par exemple des paliers de vilebrequin, qui sont soumis unilatéralement à la pression atmosphérique De plus, il est souvent demandé de pouvoir vérifier le niveau d'huile dans le carter à l'aide d'une jauge; l'orifice recevant une telle jauge constitue, lui aussi, une source de fuites. Le document allemand DE-PS 29 40 235 a déjà fait connaître un dispositif assurant l'appoint automatique d'huile de -graissage dans le carter d'huile d'un moteur à combustion interne, o le côté aspiration de la tuyauterie de refoulement d'huile, qui est équipée d'une pompe, communique avec le volume d'huile contenu dans le carter d'huile Un réservoir isolé de l'atmosphère, placé en hauteur, réalimente le carter d'huile en huile, compensant la quantité d'huile usée, par l'intermédiaire d'un système de clapets Cependant, ce dispositif ne prévoit pas de moyens pour assurer le transport de l'huile vers le réservoir, et ne prévoit surtout pas de moyens évitant l'utilisation d'une pompe supplémentaire, en profitant d'un rapport de pressions particulier entre le réservoir et le compartiment du carter d'huile, ainsi que des gaz de blow- by. Le but de l'invention est de créer un système d'alimentation en huile du genre cité qui, tout en conservant les avantages offerts par l'état actuel de la technique décrit en introduction, et en particulier en conservant seulement un volume d'huile réduit dans le carter d'huile et en profitant des gaz de blow-by pour effectuer le transport de l'huile du carter vers le réser- voir, permette de maintenir un niveau d'huile constant et relativement bas dans le carter d'huile, mais qui ait des exigences moins sévères quant aux rapports de pression entre le compartiment du carter d'huile et le réservoir d'huile et, par conséquent, quant à l'étanchéité de ces deux compartiments. Selon les termes de l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la tuyauterie de refoulement d'huile parte du carter d'huile et que la conduite as- cendante possède, au niveau de la machine, un orifice d'admission des gaz qui est situé dans tous les cas au- dessus du niveau de l'huile contenue dans le carter d'huile et est protégé contre l'introduction des projections et des gouttes d'huile, ainsi qu'au moins une ouverture d'admission d'huile qui est située légèrement au-dessus du niveau d'huile souhaité, et qu'enfin une canalisation calibrée communique avec le réservoir d'huile et permet le reflux d'huile vers le carter d'huile pour compenser le vo- lume d'huile usée D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Alors que, dans le cas de l'état actuel de la technique décrit en préambule, la totalité du volume d'huile utile à amener aux éléments de la machine doit être élevée à travers la conduite ascendante à l'aide des gaz de blow-by, l'invention, au contraire, limite le transport d'huile au volume qui conduirait à un dépassement du niveau de jauge préconisé dans le carter d'huile A l'inverse, le réservoir d'huile ne renvoie, par la conduite ascendante, que la quantité d'huile dans le carter, qui est nécessaire à la compensation de la consommation réelle d'huile Ainsi, il est possible de prévoir une sonde de niveau dans le réservoir d'huile, par exemple une sonde manométrique, qui envoie à l'opérateur, par exemple au conducteur d'un véhicule équipé de la machine, un signal lorsque le niveau dans le réservoir d'huile tombe en-dessous d'une valeur de consigne minimale Ce signal signifie au conducteur de faire l'appoint d'huile, par exemple au prochain arrêt prévu pour faire le plein de carburant, étant donné qu'il restera alors toujours une certaine réserve d'huile pour réalimenter le carter d'huile. Deux exemples de réalisation de l'invention seront décrits par la suite, au vu des dessins annexés dont les figures, vues en coupe partielle, présentent des élévations frontales de moteurs à combustion interne pour automobiles, équipés d'un système d'alimentation en huile réalisé selon l'invention Il a été fait abstraction de la représentation détaillée de la construction des moteurs, étant donné que la conception est connue et sans intérêt dans le cadre de l'invention. Sur les deux figures, le moteur à combustion interne est désigné de façon générale par la référence 1. Il comporte la tubulure 2 d'aspiration et le carter 3 d'huile qui, dans le contexte donné, ont une certaine importance; le niveau de l'huile contenue dans le carter est indiqué en 4 La tuyauterie 6 de refoulement d'huile, équipée de la pompe 5 à huile, part du carter ou du volume d'huile contenu dans le carter, et achemine l'huile, par l'intermédiaire d'un système de conduits de pression comportant des fuites données, jusqu'aux endroits à graisser de la machine, notamment aux paliers Après avoir rempli sa fonction de lubrification et/ou de refroidisse- ment, l'huile s'écoule de nouveau dans le carter 3. Dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 1, la conduite ascendante 7 part du compartiment du carter d'huile ou du vilebrequin audessus du niveau 4 d'huile et rejoint le réservoir élevé 8 d'huile qui est relié, par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 9 permettant l'évacuation des gaz de blow-by, à la tubulure 2 d'aspiration de la machine Ainsi, les gaz de blow-by parviennent, depuis le compartiment du vilebrequin ou du carter d'huile, en passant par l'orifice 10 d'admission de la conduite ascendante 7, situé au-dessus du niveau 4 d'huile et ouvert en permanence pour l'admission des gaz, et après s'être échappés par l'orifice supérieur 12 de cette conduite, situé également au-dessus du niveau il de l'huile contenue dans le réservoir 8 d'huile, jusque dans la partie supérieure du réservoir 8 qui est munie d'un piège 13 à huile, d'o ils sont aspirés, lors du fonctionnement de la machine, pour être introduits dans les chambres de combustion de celle-ci Afin d'éviter, dans ce contexte, l'entraînement d'huile s'égouttant dans le carter 3, l'orifice 10 d'admission de la conduite ascendante 7 qui, dans le cas présent, est ouvert vers le haut, est coiffé d'un déflecteur 14 en forme de chapeau En principe, il est également possible de recourber l'extrémité correspondante de la conduite ascendante 7, de telle sorte que l'orifice 10 soit orienté vers le bas, en direction du niveau 4 d'huile (de façon analogue à la réalisation de l'extrémité de la conduite ascendante dans le réservoir 8 d'huile); le déflecteur 14 devient alors superflu. Dans l'exemple de réalisation considéré, l'extrémité de la conduite ascendante 7 qui débouche dans le carter d'huile possède deux ouvertures transversales 15 et 16 qui sont placées légèrement au-dessus de la hauteur de consigne du niveau 4 d'huile et ont une section suffisamment petite pour assurer un certain effet d'étranglement Dès que le niveau 4 d'huile dépasse la valeur de consigne, de l'huile pénètre par au moins une des deux ouvertures transversales 15 et 16 dans la conduite ascendante 7 et est entraînée par les gaz de blow-by en direction du réservoir 8 d'huile o l'excédent d'huile est accumulé. Sur les dessins, plusieurs possibilités sont indiquées pour réalimenter le carter 3 en huile remplaçant l'huile usée L'une des possibilités consiste à prévoir au moins une ouverture transversale 17 dans la conduite ascendante 7, à un endroit qui se situe à l'intérieur du volume d'huile contenu dans le réservoir 8 d'huile Ces ouvertures, qui possèdent elles aussi un diamètre relativement petit, permettent, pendant les phases de fonctionnement de la machine o le débit de gaz blow-by est très réduit ou nul, le passage d'huile du réservoir 8 vers le carter 3 d'huile. Un dépassement éventuel de la hauteur de consigne du niveau dans le carter 3 d'huile est encore neutralisé par la fonction des ouvertures transversales 15 et 16 dès l'apparition de gaz de blow-by. Une autre possibilité de transport de l'huile du réservoir 8 au carter 3 d'huile consiste à prévoir une soupape 20 dans la conduite 18 de communication reliant le réservoir 8 d'huile et le conduit 19 d'huile sous pression, disposé dans la machine 1, cette soupape étant pilotée de telle sorte qu'elle soit ouverte lorsque le moteur est à l'arrêt; ainsi l'huile provenant du réservoir s'écoule dans le carter d'huile, par des fuites du système 19 de conduits Une conception de soupape correspondante est décrite, par exemple, dans le document allemand DE-PS 29 40 235 cité en introduction. Cependant, l'on peut utiliser également une soupape à commande électrique disposée dans une conduite de communication entre le réservoir 8 d'huile et la machine 1, ou le carter d'huile, cette soupape pouvant établir une communication à la demande. Une sonde de niveau de remplissage du réservoir 8 d'huile est indiquée en 21, celle-ci transmettant à l'opérateur un signal demandant l'appoint d'huile du réservoir lorsque le niveau tombe en-dessous d'une certaine hauteur dans le réservoir 8 d'huile Le niveau d'huile dans le réservoir 8 étant, de par la nature du système, situé en-dessous de sa hauteur consigne au moment du démarrage de la machine, l'émission temporisée du signal ne doit intervenir qu'après établissement des conditions normales de fonctionnement. Au moment du démarrage de la machine, il peut y avoir dépassement du niveau de consigne dans le carter d'huile, puisqu'à l'arrêt il n'y a aucun flux de gaz de blow-by et qu'il existe une communication entre le réservoir 8 et le carter 3 d'huile Or, cet état disparaît après une courte période de fonctionnement de la machine. Le réservoir d'huile peut aussi être disposé à l'intérieur de la machine, par exemple à l'intérieur du compartiment du carter d'huile Une autre variante de conception est, elle aussi, représentée sur les dessins; une conduite 22 de trop-plein recevant une jauge 23 d'huile s'étend entre le réservoir 8 d'huile et le volume d'huile contenu dans le carter 3. La figure 2 reprend les références 1 à 6 ainsi que 8 et 19, déjà utilisées sur la figure 1, pour la désignation de pièces identiques Par contre, l'orifice d'admission des gaz de la conduite ascendante 30 ne se trouve pas à l'intérieur du carter 3 d'huile, ce qui nécessiterait des mesures supplémentaires pour éviter une introduction d'huile, il communique, au contraire, par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 31, avec un endroit de la culasse 32 o l'on retrouve des gaz de blow-by Au niveau d'une partie inclinée de la conduite ascendante 30, l'on distingue en 33 un autre orifice d'admission d'huile permettant, dès qu'il y a dépassement du niveau d'huile préconisé dans le carter d'huile, le transport, à l'aide des gaz de blow-by, de l'huile dans le sens des flèches vers le réservoir 8 d'huile L'orifice 33 est protégé contre l'introduction de gaz de blow-by par un tube plongeur 33 ' La disposition de la tubulure 34 de remplissage d'huile à hauteur du niveau maximal il admis- sible dans le réservoir 8 d'huile permet de rendre impos- sible un "trop-plein" du système lors du remplissage d'hui- le; si l'on continue de verser de l'huile après avoir atteint le niveau maximal admissible 11, l'huile ne pourra pas s'écouler dans le réservoir 8 d'huile. Dans le cas de l'exemple de réalisation considéré, la soupape 35, pilotée par la pression d'huile régnant dans le système 19 de conduits, ouvre, lorsque la machine est en marche ou à l'arrêt, une communication entre le réservoir 8 et le carter 3 d'huile, qui comporte les conduites 36 et 37 Lorsque l'ouverture se fait lorsque la machine est en marche, le débit d'huile passant dans la conduite 36 est limité par un gicleur 38 qui y est disposé, ou la soupape 35 est commandée de façon intermittente afin de limiter la quantité d'huile refluant vers le carter 3 d'huile. Ainsi, l'invention crée un système d'alimentation en huile du genre cité, qui conserve les avantages d'une installation ayant un réservoir d'huile placé en hauteur et profitant des gaz de blow-by générés par la machine pour assurer le transport de l'huile, mais qui limite le volume d'huile transporté du carter d'huile vers le réservoir au volume constituant un excédent par rapport au niveau de consigne de l'huile contenue dans le carter d'huile. REVENDICATIONS 1 Système d'alimentation en huile de graissage et/ou de refroidissement pour une machine, en particulier pour un moteur à combustion interne, comportant un carter d'huile alimenté par l'huile refluant du système, un réservoir d'huile placé à un niveau supérieur à celui du carter, une conduite ascendante sans pompes, s'étendant entre les deux éléments et servant à acheminer l'huile, à l'aide d'une pression différentielle pneumatique, depuis le carter vers le réservoir d'huile, l'embouchure de cette conduite étant située au-dessus du niveau d'huile dans le réservoir d'huile et le carter d'huile ne communiquant avec l'atmosphère extérieure que par l'intermédiaire de la conduite ascendante et d'un reniflard branché sur le réser- voir d'huile, la section de la conduite ascendante étant calculée de telle sorte que le transport de l'huile à travers la conduite ascendante vers le réservoir d'huile soit assuré par une pression accrue dans le carter d'huile, engendrée par l'introduction d'air et/ou d'autres gaz pendant le fonctionnement de la machine, et comportant enfin une tuyauterie de refoulement d'huile, dotée d'une pompe, amenant l'huile vers la machine, caractérisé par le fait que la tuyauterie ( 6) de refoulement d'huile part du carter ( 3) d'huile et que la conduite ascendante ( 7) présente, au niveau de la machine ( 1), un orifice ( 10) d'admission des gaz qui est situé dans tous les cas au- dessus du niveau ( 4) de l'huile contenue dans le carter ( 3) d'huile et est protégé contre l'introduction de projections et de gouttes d'huile, ainsi qu'au moins une ouverture ( 15, 16) d'admission d'huile qui est située légèrement au-dessus du niveau d'huile souhaité, et qu'en- fin une voie calibrée ( 17) communique avec le réservoir ( 8) d'huile et permet le reflux d'huile vers le carter ( 3) d'huile pour compenser le volume d'huile usée. 2 Système d'alimentation en huile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la voie d'écoulement est constituée par la conduite ascendante ( 7) et une ouverture réduite ( 17) percée dans cette conduite, en dessous du niveau ( 11) de l'huile contenue dans le réservoir ( 8) d'huile. 3 Système d'alimentation en huile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la voie d'écoulement est constituée par un système ( 19) de conduits de pression de la machine ( 1) comportant des fuites données, et une conduite ( 18) de communication qui s'étend entre ce système et le réservoir ( 8) d'huile et comporte une soupape ( 20) pilotée par la pression d'huile, ouverte seulement lorsque la machine est à l'arrêt. 4 Système d'alimentation en huile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la voie d'écoulement comporte une communication entre le carter ( 3) et le réservoir ( 8) d'huile, qui est dotée d'une soupape électromagnétique actionnée à la demande. 5 Système d'alimentation en huile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la voie d'écoulement comporte une communication ( 36, 37) entre le carter ( 3) et le réservoir ( 8) d'huile, qui est dotée d'une soupape ( 35) qui libère le passage uniquement en marche ou uniquement à l'arrêt de la machine ( 1). 6 Système d'alimentation en huile selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la soupape ( 35) est commandée par la pression d'huile. 7 Système d'alimentation en huile selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que la soupape ( 35) est une soupape électromagnétique. 8 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la soupape ( 35) ouvre la communication ( 36, 37) lorsque la machine est en marche, et qu'une limitation du débit de passage est effectuée grâce à un gicleur ( 38) et/ou une il opération intermittente de la soupape ( 35). 9 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'orifice d'admission des gaz de la conduite ascendante ( 7) se trouve à l'intérieur du carter ( 3) d'huile, au dessus du niveau ( 4) d'huile, et est recourbé vers le bas. Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'orifice ( 10) d'admission des gaz de la conduite ascendante ( 7) se trouve à l'intérieur du carter ( 3) d'huile, au dessus du niveau ( 4) d'huile, est dirigé vers le haut et est protégé contre l'introduction d'huile par un déflecteur ( 14) en forme de chapeau. 11 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'orifice d'admission des gaz de la conduite ascendante ( 30) est raccordée à une partie de la machine (culasse 32) qui est située à un niveau supérieur à celui du carter ( 3) d'huile. 12 Système d'alimentation en huile selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'orifice ( 33) d'admission d'huile est prévu dans une partie de la conduite ascendante ( 30) qui traverse le carter ( 3) d'huile et est protégé contre l'introduction de gaz de blow-by au moyen d'un tube plongeur ( 33 '). 13 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'une tubulure ( 34) de remplissage d'huile est prévue sur le réservoir ( 8) d'huile, à hauteur du niveau maximal ( 11) admissible à l'intérieur du réservoir. 14 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 13, caractérisé par une sonde ( 21) de niveau d'huile, qui est disposée dans le réservoir ( 8) d'huile et émet un signal temporisé de manque d'huile. 15 Système d'alimentation en huile selon une des revendications 1 à 14, caractérisé par une conduite ( 22) de trop-plein qui s'étend entre le réservoir ( 8) et le carter ( 3) d'huile. 16 Système d'alimentation en huile selon les revendications 14 et 15, caractérisé par le fait que la conduite ( 22) de trop-plein reçoit une jauge ( 23) d'huile.