Brevet FR2703398A1 — publié le 19941007

La présente invention se rapporte à une structure de distribution d'huile dans un vilebrequin d'un moteur d'un véhicule, en particulier un motocycle. Dans un motocycle connu, par exemple celui représenté sur la figure 8, une unité de moteur 2 servant d'unité de propulsion est reliée par l'intermédiaire d'une unité de suspension de moteur 3 à une partie inférieure arrière d'un cadre 1 d'une manière telle qu'un axe neutre d'un carter bascule autour d'un axe de vilebrequin 0, comme cela est représenté par les majuscules A et B, lorsqu'une béquille est basculée entre une position basse (à l'arrêt) et une position haute (en route). La puissance d'un moteur 6 est transmise par l'intermédiaire d'une transmission à l'intérieur de l'unité de moteur 2 à une roue arrière 5 qui est reliée à l'extrémité arrière de l'unité de moteur 2. L'unité de moteur 2 possède un vilebrequin qui est entraîné par un piston à l'intérieur d'un cylindre du moteur. Le vilebrequin est supporté de façon rotative par des paliers prévus dans le carter. Le vilebrequin possède des flasques et un maneton qui est disposé entre les flasques avec une excentricité par rapport aux flasques de façon à former un ensemble de vilebrequin. Un passage d'huile va d'un réservoir d'huile au vilebrequin. Ce passage d'huile communique avec le passage d'huile dans le vilebrequin par l'intermédiaire d'une réserve d'huile. Le passage d'huile dans le vilebrequin conduit à différentes parties en contact de glissement telles qu'un maneton, un mécanisme d'embrayage de démarreur et ainsi de suite par l'intermédiaire de passages de sortie d'huile radiaux. Il a été montré que, dans un moteur monocylindre, le vilebrequin s'arrête dans une position expliquée ci-dessous du fait de la relation entre la position de vilebrequin et le point mort haut de compression. Les données suivantes ont été obtenues avec un moteur monocylindre à quatre temps de 100 cm3 d'un moto-cycle. L'essai a été répété 30 fois avec ce moteur monocylindre afin d'obtenir les résultats suivants. Le cas (1) montre que le vilebrequin s'est arrêté dans une position aux alentours de 1200 avant le point mort haut du piston (environ 240 après le point mort haut), le cas (2) montre que le vilebrequin s'est arrêté dans une position aux alentours de 1800 avant le point mort haut du piston, et le cas (3) montre que le vilebrequin s'est arrêté dans une position aux alentours de 400 avant le point mort haut du piston. Cas (1) : 27 fois/30 fois 90% Cas (2) : 1 fois/30 fois 3,3% Cas (3) : 2 fois/30 fois 6,7% Dans le cas du moteur monocylindre mentionné ci-dessus, il est par conséquent nécessaire de considérer les positions de l'entrée d'huile et de la sortie d'huile vers et depuis le passage d'huile dans le vilebrequin, du fait qu'il y a un risque que non seulement l'huile de lubrification s'écoule hors du passage dans le vilebrequin mais également que l'huile s'écoule partiellement hors de la réserve d'huile, en fonction des positions des parties d'entrée et de sortie d'huile. Par exemple, si l'entrée d'huile vers le passage d'huile à l'intérieur du vilebrequin s'incline légèrement en direction de la surface du sol, la plupart de l'huile qui a été retenue dans le passage d'huile à l'intérieur du vilebrequin s'écoule de manière indésirable hors du passage d'huile dans la réserve d'huile et le carter. Par ailleurs, si l'entrée d'huile et la sortie d'huile sont toutes deux inclinées en direction de la surface du sol, non seulement l'huile dans le passage d'huile à l'intérieur du vilebrequin, mais également l'huile dans la réserve d'huile, s'écoule dans le carter par le passage d'huile dans le vilebrequin. La quantité d'huile qui s'est écoulée dans le carter est représentée par la différence de niveau 2 sur la figure 7. Si le moteur est démarré dans une condition telle qu'il n'y a pas d'huile dans le passage d'huile à l'intérieur du vilebrequin ou que le niveau d'huile dans la réserve d'huile est bas, le maneton et les parties en contact de glissement dans l'embrayage de démarrage sont obligés de fonctionner avec une alimentation en huile insuffisante pendant une certaine période immédiatement après le démarrage, ce qui tend à provoquer un endommagement des parties en contact de glissement ou, dans le pire des cas, un grippage de ces parties. Ce problème est nettement plus sérieux lorsque le moteur n'a pas été utilisé pendant longtemps. Un but de la présente invention est d'éliminer sensiblement les défauts ou inconvénients rencontrés dans l'état de la technique decrits ci-dessus et de procurer une structure de distribution d'huile de vilebrequin d'un moteur, par exemple d'un motocycle, qui peut empêcher la perte d'huile après l'arrêt du fonctionnement du moteur de façon à s'assurer que l'huile peut être envoyée avec un débit suffisant dans la période immédiatement après le redémarrage du moteur. Ces buts ainsi que d'autres, peuvent être atteints selon la présente invention en prévoyant une unité de moteur, comprenant un type d'agencement sensiblement horizontal, ayant un ensemble de vilebrequin formé avec un passage d'huile et une réserve d'huile prévue au niveau de l'entrée d'huile dans l'ensemble de vilebrequin, l'unité de moteur étant pourvue d'une structure de distribution d'huile de vilebrequin, dans laquelle, en supposant un système de coordonnées à deux dimensions X-Y qui a un axe X sensiblement parallèle à la surface du sol et qui passe sensiblement par une partie centrale du vilebrequin, l'entrée d'huile conduisant vers le passage d'huile dans le vilebrequin se trouve dans une position qui est sur un côté positif d'un niveau d'huile dans la réserve d'huile vue dans la direction d'axe Y. Un maneton prévu pour le vilebrequin se trouve dans une position du côté du point mort bas plutôt que du côté du point mort haut. Selon la structure de passage d'huile de vilebrequin décrite ci-dessus, l'orifice d'huile n'est jamais positionné sous le niveau d'huile dans la réserve d'huile indépendamment de la position et de l'orientation de l'orifice d'huile, grâce au fait que l'entrée d'huile vers le passage d'huile à l'intérieur du vilebrequin se trouve dans une position qui est du côté positif du niveau d'huile dans la réserve d'huile vue dans la direction d'axe Y. Par conséquent, l'huile ne s'écoule jamais de la réserve d'huile vers la sortie d'huile, de sorte que la quantité requise d'huile est toujours retenue dans l'ensemble de vilebrequin. Par ailleurs, la perte de d'huile de lubrification due à l'écoulement est empêchée avec une probabilité de 90%, de sorte qu'une quantité suffisamment importante d'huile de lubrification est préservée. La figure 1 est une vue en coupe d'une unité de moteur d'un motocycle à laquelle s'applique la présente invention; La figure 2 est une vue de côté d'un carter de l'unité de moteur; La figure 3 est une vue en coupe d'un ensemble de vilebrequin selon une forme de réalisation de la présente invention; La figure 4 est une illustration de la relation de position entre des passages d'huile obtenue lorsque le maneton est arrêté dans une position qui est à 1200 du point mort haut; La figure 5 est une illustration de la relation de position entre des passages d'huile obtenue lorsque le maneton est arrêté dans une position qui est à 1800 du point mort haut. La figure 6 est une illustration de la relation de position entre des passages d'huile obtenue lorsque le maneton est arrêté dans une position qui est à 2400 du point mort haut; La figure 7 est une illustration de l'état dans lequel l'huile de lubrification s'écoule hors d'une réserve d'huile; et La figure 8 est une vue de côté d'un exemple d'un motocycle auquel s'applique la présente invention. Une forme de réalisation de la présente invention va être décrite en se référant aux dessins annexés. La figure 1 illustre une unité de moteur d'un motocycle à laquelle s'applique la présente invention. L'unité de moteur 10 comprend un moteur 12 dont la puissance est transmise à une roue arrière 11 par l'intermédiaire d'une transmission 13 qui constitue une unité de propulsion avec le moteur 12. Le moteur 12 possède un ensemble de cylindre 15 prévu sur un carter 14 qui forme un bloc moteur. Un piston 17 est reçu de façon coulissante dans un bloc de cylindre 16 de l'ensemble de cylindre 15. La puissance exercée sur le piston 17 est transmise à un vilebrequin 20 par l'intermédiaire d'une bielle de piston 18 et d'un maneton 19, de façon à entraîner le vilebrequin 20. Le maneton 19 est relié entre une paire de flasques 21, 21 du vilebrequin 20 avec une excentricité par rapport aux flasques 21, 21. Les flasques 21, 21 et le maneton 19 forment en combinaison un ensemble de vilebrequin 22. Le vilebrequin 20 est supporté de façon rotative sur le carter 14 par l'intermédiaire de paliers 24, 24. Une extrémité du vilebrequin 20 s'étend à travers une ouverture formée dans le carter 14 de façon à dépasser à l'extérieur du carter. Un volant magnétique 26 et une turbine 27 sont prévus sur l'extrémité qui dépasse du vilebrequin 20. L'unité de moteur 10 est pourvue d'un capotage 28. L'autre extrémité du vilebrequin 20 dépasse également du carter. Une poulie d'entraînement 31 d'un dispositif de changement de vitesse du type à courroie trapézoïdale 30, qui forme la transmission 13, est prévue sur cette extrémité du vilebrequin. La transmission 13 est montée sur un prolongement de carter 14a qui s'étend vers l'arrière depuis le carter 14 comme cela est représenté sur la figure 2. Le dispositif de changement de vitesse du type à courroie trapézoïdale 30 possède une poulie entraînée 32 qui est portée de façon rotative par un arbre d'entraînement 34 d'un mécanisme de transmission 33. Une courroie trapézoïdale 35 s'étend entre la poulie entraînée 32 et la poulie d'entraînement 31. Le dispositif de changement de vitesse du type à courroie trapézoïdale 30 réalise un changement linéaire ou continu de la vitesse. La poulie entraînée 32 est reliée à un arbre d'entraînement 34 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'embrayage centrifuge 36 de sorte que la puissance du moteur 12 est transmise à l'arbre d'entraînement 34 du mécanisme de transmission 33 par l'intermédiaire du dispositif de changement de vitesse du type à courroie trapézoïdale 30 et de l'embrayage centrifuge 36. Le mécanisme de transmission 33 comporte un mécanisme de réduction constitué par un train d'engrenage. La puissance d'entraînement transmise à l'arbre d'entraînement 34 est transmise à un axe de roue arrière 37, qui est un arbre entraîné, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission 33, entraînant ainsi la roue arrière 11. Le vilebrequin 20 qui est supporté de façon rotative par le carter 14 par l'intermédiaire des paliers 24 est pourvu d'un mécanisme d'embrayage de démarrage 41 qui comprend un pignon de démarrage 40. Un passage d'huile 44 conduit d'un réservoir d'huile qui n'est pas représenté vers le vilebrequin 20 en passant par un filtre à huile 45, comme cela est représenté sur la figure 3. Le passage d'huile 44 communique avec une réserve d'huile annulaire 46 qui est formée autour du vilebrequin 20. La réserve d'huile 46 est définie par des joints de retenue d'huile 47 et 48 entre le vilebrequin 20 et le carter 14. La réserve d'huile 46 communique avec un passage d'huile 50 formé axialement à travers le vilebrequin 20, en passant par un passage d'entrée d'huile radial 51. Le passage d'huile 50 se divise en deux passages de sortie d'huile 53 et 54, un qui mène dans une chambre 55 en passant par le maneton 19 alors que l'autre s'étend vers la partie rotative du mécanisme d'embrayage de démarrage 41 qui nécessite une lubrification. Un bouchon d'huile 56 est appliqué sur le passage d'huile 50. Si l'on se réfère aux figures 4 à 6, un système de coordonnées à deux dimensions X-Y est supposé passer sensiblement par l'axe central du vilebrequin de telle sorte que l'axe X (plan X-Z) est sensiblement parallèle à la surface du sol, dans la structure de passage d'huile du vilebrequin 20. L'agencement est tel que, lorsque le maneton 19 est dans une position plus proche du point mort bas que du point mort haut, l'orifice d'entrée d'huile 51a du passage d'entrée d'huile 51 communiquant avec le passage d'huile 50 formé dans le vilebrequin 20 se trouve dans une position qui est du côté positif du niveau d'huile OL dans la réserve d'huile 46 vue dans la direction d'axe Y. Le niveau d'huile OL à l'intérieur de la réserve d'huile 46 est déterminé par la position de l'entrée du passage d'huile 44 qui vient d'un réservoir d'huile (non représenté) en passant par le filtre à huile 45. Un essai réalisé sur un moteur monocylindre a montré que, lorsque le moteur 12 est arrêté, le vilebrequin 20 ne s'arrête pas au niveau du point mort haut mais s'arrête dans la plupart des cas dans des positions à 1200 du point mort haut de la course du piston 17 (2400 après le point mort haut) comme cela est représenté sur la figure 4, bien que le vilebrequin 20 s'arrête parfois dans des positions où le maneton 19 est à 1800 après le point mort haut comme cela est représenté sur la figure 5 ou dans une position à 2400 du point mort haut (1200 après le point mort haut) comme cela est représenté sur la figure 6. Dans la structure de passage d'huile de vilebrequin telle que décrite, dans chacun des cas représentés sur les figures 4 et 5, en supposant un système de coordonnées à deux dimensions X-Y qui a un axe X (plan X-Z) sensiblement parallèle à la surface du sol et qui passe sensiblement par le centre du vilebrequin, l'entrée d'huile 51a du passage d'entrée d'huile 51 d'un passage d'huile 50 dans le vilebrequin 20 se trouve du côté positif du niveau d'huile OL dans la réserve d'huile 46 vue dans la direction d'axe Y. Selon cet agencement, du fait que l'orifice d'entrée 51a est positionné au-dessus du niveau d'huile OL dans la réserve d'huile, les orifices des passages de sortie d'huile 53 et 54 ne se trouvent jamais sous le niveau d'huile OL indépendamment de la position et de l'orientation du niveau d'huile OL, de sorte que l'huile dans la réserve d'huile ne s'écoule jamais vers les passages de sortie d'huile 53 et 54. Lorsque le moteur est du type sensiblement horizontal, l'entrée d'huile vers le passage d'huile dans le vilebrequin et la sortie d'huile sont positionnées dans la plage positive vues dans la direction d'axe Y comme cela est représenté sur les figures 4 et 5. Dans cet agencement, comme cela a été confirmé par les résultats d'essais mentionnés cidessus, l'écoulement de l'huile hors du passage d'huile est réduit avec une probabilité de 90% ou plus, assurant ainsi une préservation de l'huile. Ainsi, selon la structure de distribution d'huile de vilebrequin de la présente invention, il est possible d'empêcher sans défaillance, lorsque le moteur est arrêté, l'apparition d'un état tel que le passage d'entrée d'huile 51 conduisant vers le passage d'huile 50 du vilebrequin 20 est incliné vers la surface du sol comme cela est représenté sur la figure 7, ainsi que l'apparition d'un état tel que le passage d'entrée d'huile 51 et les passages de sortie d'huile 53 et 54 sont tous inclinés vers le bas en direction de la surface du sol. Comme cela ressort de la description précédente, selon la présente invention, une quantité requise d'huile de lubrification est préservée indépendamment de la position du vilebrequin dans laquelle le moteur s'arrête, de sorte qu'une lubrification suffisante peut être assurée même dans la période immédiatement après le redémarrage du moteur, éliminant ainsi des problèmes tels que l'endommagement ou le grippage des parties en rotation du mécanisme d'embrayage de démarrage, ainsi que du vilebrequin. De plus, la charge du passage d'huile avec l'huile de lubrification est facilitée de sorte que la distribution d'huile est obtenue en un temps plus court, améliorant ainsi l'effet de lubrification. Par ailleurs, ces effets remarquables peuvent être obtenus sans nécessiter l'addition de pièces ni d'usinage spécifique, évitant ainsi une augmentation substantielle des coûts de fabrication et tout effet néfaste sur les coûts de production. Avec ces effets avantageux, il est possible d'améliorer la durée de vie des parties du système de vilebrequin. REVENDICATIONS 1. Unité de moteur (10) comportant un ensemble de vilebrequin (22), formé avec un passage d'huile (50), et une réserve d'huile annulaire (46) prévue au niveau de l'entrée d'huile (51a) dans ledit ensemble de vilebrequin (22), l'unité de moteur (10) étant pourvue d'une structure de distribution d'huile de vilebrequin, caractérisée en ce que, en supposant un système de coordonnées à deux dimensions X-Y qui a un axe X sensiblement parallèle à la surface du sol et qui passe sensiblement par une partie centrale dudit vilebrequin (20), et un axe Y dirigé vers le haut, l'entrée d'huile (51a) conduisant vers ledit passage d'huile (50) dans le vilebrequin (20) se trouve dans une position qui est sur un côté positif d'un niveau d'huile (OL) dans ladite réserve d'huile (46) vue dans la direction de l'axe Y, à l'arrêt du fonctionnement du moteur. 2. Unité de moteur (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un maneton (19) prévu pour le vilebrequin (20) se trouve dans une position du côté du point mort bas plutôt que du côté du point mort haut, à l'arrêt du fonctionnement du moteur. 3. Unité de moteur (10) ayant une structure du type horizontal et comportant un ensemble de vilebrequin (22) formé avec un passage d'huile (50) et une réserve d'huile annulaire (46) prévue au niveau de l'entrée d'huile (51a) dans ledit ensemble de vilebrequin (22), l'unité de moteur (10) étant pourvue d'une structure de distribution d'huile de vilebrequin, caractérisée en ce que, en supposant un système de coordonnées à deux dimensions X-Y qui a un axe X sensiblement parallèle à la surface du sol et qui passe sensiblement par une partie centrale dudit vilebrequin (20) et un axe Y dirigé vers le haut, l'entrée d'huile (51a) et la sortie d'huile (53, 54) conduisant vers et dudit passage d'huile (50) dans le vilebrequin (20) se trouvent dans une zone qui est sur un côté positif d'un niveau d'huile (OL) dans ladite réserve d'huile (46) vue dans la direction d'axe Y, à l'arrêt du fonctionnement du moteur.