Brevet FR2674905A1 — publié le 19921009

PROCEDE DE LUBRIFICATION POUR UN VILEBREOUIN DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET MOYENS POUR LA MISE EN OEWRE DE CE PROCEDE L'invention concerne un procédé de lubrification pour un vilebrequin de moteur à combustion interne, équipant notamment les véhicules automobiles. L'invention a également trait aux moyens permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Traditionnellement la lubrification d'un vilebrequin de moteur à combustion interne consiste à amener de l'huile de graissage sous pression aux surfaces de portée cylindriques du vilebrequin constituées par les tourillons tournant dans les paliers du carter cylindres et par les manetons tournant dans les têtes de bielle. L'huile en provenance de la pompe d'alimentation arrive à la rampe principale, puis aux paliers du carter cylindres par des ajutages. Les coussinets intégrés ou rapportés comportent des perçages et une gorge circulaire de façon à alimenter en huile les tourillons ainsi que les conduits percés dans les bras du vilebrequin, conduits qui emmènent l'huile des tourillons aux manetons. Classiquement d'importantes fuites d'huile sont prévues aux niveau des jeux de fonctionnement des tourillons et des manetons pour emporter les calories dégagées par les frottements. Des études ont été conduites, en particulier par la demanderesse, qui montrent l'intérêt qu'il y a au contraire à limiter assez sensiblement les débits d'huile au vilebrequin. Les principales raisons de telles limitations sont : la réduction des quantités d'huile nécessaires au bon fonctionnement du circuit de lubrification et une rapide montée en température de l'huile au démarrage. La réduction de la quantité d'huile moteur embarquée a pour avantages : une diminution du poids du moteur, une diminution de l'encombrement du carter d'huile et donc du bloc moteur et enfin une diminution du coût de l'entretien du véhicule lors des vidanges. Une montée en température rapide de l'huile de lubrification, quant à elle, est une caractéristique essentielle pour limiter les frottements aux démarrages et réduire ainsi l'usure des organes moteur, la consommation de carburant et la pollution du moteur. Pour limiter les fuites d'huile au vilebrequin, les techniciens se sont orientés vers la réduction des jeux entre les portées du vilebrequin et les coussinets. Mais la diminution des jeux a pour inconvénient de compliquer l'usinage et le montage des pièces en imposant une grande précision. En particulier pour prendre en compte les dispersions dimensionnelles du vilebrequin, inévitables lors d'une fabrication en grande série, il est nécessaire, après contrôle, d'appareiller les coussinets aux surfaces de portée du vilebrequin. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé pour assurer la lubrification d'un vilebrequin de moteur à combustion interne, limitant les fuites d'huile, au niveau des surfaces de portée : manetons et tourillons, d'une manière simple et économique. Le procédé de lubrification pour vilebrequin de moteur à combustion interne est caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter en huile de graissage sous pression le jeu de fonctionnement d'au moins une surface cylindrique de portée du vilebrequin, en rotation dans un palier correspondant : tourillon à l'intérieur du carter cylindres ou maneton pris dans une tête de bielle, et à étancher ledit jeu, au niveau de ses extrémités axiales, de façon à contrôler la fuite de l'huile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étanchéité ainsi réalisée aux extrémités dudit jeu autorise un débit prédéterminé permettant le renouvellement de l'huile contenue dans le jeu. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à disposer des moyens d'étanchéité autour des extrémités libres dudit jeu. La présente invention a également pour objet des moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'étanchéité pour la mise en oeuvre du procédé est constitué par un joint à lèvre ou segment d'étanchéité reposant à la fois contre le palier et contre le vilebrequin de façon à isoler l'espace où débouche l'extrémité dudit jeu. Selon une caractéristique de l'invention, ledit segment est logé dans une face latérale du palier et en ce que sa surface de contact est en appui contre le vilebrequin. Selon une caractéristique de l'invention, ledit segment, sensiblement circulaire, est inséré dans une gorge, définie sur une face latérale du palier s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du vilebrequin, et en ce que sa surface de contact est en appui contre un épaulement du vilebrequin bordant la surface de portée. Selon une caractéristique de l'invention, ledit segment a une section longitudinale en L. Selon une caractéristique de l'invention, le segment est en deux parties semi-circulaires pour coopérer avec un de palier également en deux parties. Selon une caractéristique de l'invention, le segment comporte au moins un passage calibré pour permettre une fuite d'huile prédéterminée. Selon une caractéristique de l'invention, ledit passage est constitué par une rainure pratiquée le long de la surface de contact dudit segment. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un vilebrequin équipé suivant l'invention et en position dans le carter cylindres la figure 2 est une vue partielle en perspective des moyens d'étanchéité suivant l'invention la figure 3 est une vue de détail, agrandie, du vilebrequin représenté figure 1. Conformément à la figure 1, le vilebrequin (V), pour moteur à combustion interne, est figuré en position dans le carter cylindres. Seules les parties constitutives du vilebrequin qui intéressent l'invention ont été figurées. Le vilebrequin (V) comporte classiquement une succession de surfaces cylindriques de portée tourillons (T) et manetons (M). Le tourillon (T) figuré, est destiné à tourner dans un palier (1) fixe du carter cylindres. Le logement (2) du palier est muni classiquement d'un coussinet cylindrique (3). Le palier et le coussinet sont réalisés traditionnellement en deux parties pour permettre le montage du vilebrequin, ainsi le palier est formé d'un demi palier supérieur porté par une nervure du bloc cylindres et d'un demi palier inférieur rapporté, encore appelé chapeau de palier. Le maneton (M) est lui mobile en rotation dans un palier constitué par la tête d'une bielle (B). La tête de la bielle (B) et son coussinet sont traditionnellement coupés dans un plan perpendiculaire à l'axe du maneton pour permettre leur montage sur le vilebrequin. La lubrification de ces portées cylindriques, manetons et tourillons, est la suivante. De l'huile sous pression est amenée, depuis la rampe principale d'arrivée d'huile au moteur, jusqu'au palier (1) du tourillon (T) par un ajutage (4) qui traverse la nervure du carter cylindres. Un perçage (5) prolonge cet ajutage à travers le coussinet (3) et amène l'huile au jeu de fonctionnement (6) défini entre le coussinet (3) et le tourillon (T). Une gorge pratiquée dans le coussinet permet une bonne répartition de l'huile autour du tourillon. Un canal percé à travers le vilebrequin relie le tourillon au maneton qui lui est adjacent. L'huile sous pression acheminée par le canal débouche au niveau du maneton (M) et permet ainsi la lubrification du jeu de fonctionnement entre le maneton et le coussinet de tête de bielle (B). Les moyens suivant l'invention pour étancher les écoulements d'huile au niveau de ces surfaces cylindriques de portée sont constitués par des joints à lèvre ou segments disposés aux extrémités des jeux de fonctionnements. les moyens définis pour les tourillons étant parfaitement similaires aux moyens définis pour les manetons, aux dimensions près, nous considérerons donc seulement le tourillon (T) pour décrire plus précisément ces moyens. Le palier (1) est délimité latéralement par deux faces verticales parallèles (11,12) s'étendant perpendiculairement à l'axe (X-X') du vilebrequin et du tourillon, faces où débouche le logement (2). Le tourillon (T) est délimité latéralement par deux épaulements dont les faces en regard (13,14) s'étendent perpendiculairement à l'axe (X-X') du vilebrequin. Les faces (13,14) du vilebrequin délimitant la surface de portée cylindrique du tourillon (T) bordent les faces en vis à vis (11,12) du palier (1) lorsque le vilebrequin (V) est en position dans le carter cylindres. Le jeu de fonctionnement (6) définit entre le coussinet (3) et le tourillon (T) débouche à ses extrémités axiales dans les espaces de révolution (15,16) définis respectivement entre les faces (13,14) du vilebrequin et (11,12) du palier. Afin d'étancher le jeu de fonctionnement (6), deux segments d'étanchéité circulaires (17,18) sont disposés dans des gorges respectives (19,20) portées par les faces latérales (11,12) du palier (1) et s'étendant autour des orifices du logement (2). La surface de contact de ces segments (17,18) est appliquée contre les faces (13,14) du vilebrequin de manière à isoler les espaces (15,16) entre le palier et le vilebrequin et donc à étancher le jeu de fonctionnement (6). Conformément à la figure 2, le segment (17), parfaitement similaire au segment (18), est est de forme annulaire avec une section radiale en L. La partie de plus petite dimension (27) est destinée à être logée dans le palier (1), tandis que l'autre partie (37), portant la surface de contact (47), est destinée à venir en appui contre le vilebrequin (V). Le segment présente des rainures (57) barrant la surface de contact de façon à assurer une fuite d'huile prédéterminée. Comme le palier sur lequel il est monté, le segment est réalisé en deux pièces de forme approximativement semi-circulaires. Par ailleurs le segment est réalisé en fonte, bronze ou tout autre alliage à faible coefficient de frottement. L'étanchéité réalisée par le segment (17) est précisée conformément à la figure 3. L'huile sous pression débouche à l'extrémité axiale du jeu (6) dans l'espace de révolution (15) défini entre la face latérale (11) du palier et la face (13) du vilebrequin. L'huile sous pression force le segment et donc la surface de contact (47) contre la face (13) du vilebrequin assurant de ce fait l'étanchéité de l'espace (15). La rainure (57) permet toutefois la fuite d'une quantité d'huile prédéterminée, assurant ainsi de façon contrôlée le renouvellement de l'huile présente dans le jeu de fonctionnement (6). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode 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. Ainsi la forme des segments ainsi que leur lieu d'implantation peuvent être adaptés. REVENDICATIONS El] Procédé de lubrification pour vilebrequin de moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter en huile de graissage sous pression le jeu de fonctionnement (6) d'au moins une surface cylindrique de portée (T) du vilebrequin (V), en rotation dans un palier (1) correspondant : tourillon à l'intérieur du carter cylindres ou maneton pris dans une tête de bielle, et à étancher le dit jeu (6), au niveau de ses extrémités axiales, de façon à contrôler la fuite de l'huile. t2] Procédé de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étanchéité ainsi réalisée aux extrémités dudit jeu (6) autorise un débit prédéterminé permettant le renouvellement de l'huile contenue dans le jeu. [3] Procédé de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer des moyens d'étanchéité (17,18) autour des extrémités libres dudit jeu (6). 4 Moyen d'étanchéité pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est constitué par un joint à lèvre ou segment d'étanchéité (17) reposant à la fois contre le palier (1) et contre le vilebrequin (V) de façon à isoler l'espace (15) où débouche l'extrémité dudit jeu (6). [5] Moyen d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit segment (17) est logé dans une face latérale (11) du palier (1) et en ce que sa surface de contact (47) est en appui contre le vilebrequin (V). [6] Moyen d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit segment (17), sensiblement circulaire, est inséré dans une gorge (19), définie sur une face latérale (11) du palier (1) s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe (X-X') du vilebrequin (V), et en ce que sa surface de contact est en appui contre un épaulement (13) du vilebrequin (V) bordant la surface de portée (T). [7] Moyen d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit segment (17) a une section longitudinale en L. 8 Moyen d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le segment (17) est en deux parties semi-circulaires pour coopérer avec un de palier également en deux parties. [9] Moyen d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le segment (17) comporte au moins un passage calibré (57) pour permettre une fuite d'huile prédéterminée. 10 Moyen d'étanchéité selon la revendication 4 9, caractérisé en ce que ledit passage est constitué par une rainure (57) pratiquée le long de la surface de contact (47) dudit segment.