Brevet FR2711392A1 — publié le 19950428

CIRCUIT DE LUBRIFICATION POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un circuit de lubrification de moteur à combustion interne destiné plus particulièrement à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un circuit de lubrification adapté pour permettre une montée rapide en température de l'huile de lubrification. Le problème de la montée en température de l'huile de lubrification au démarrage des moteurs à combustion interne multicylindres se pose depuis longtemps à l'homme de l'art. En effet, la viscosité des huiles de lubrification classiquement utilisées varie avec la température. Il en résulte qu'en phase de démarrage d'un moteur, l'huile encore froide a une viscosité relativement élevée entraînant une perte importante de la puissance absorbée par les frottements de l'équipage mobile (pistons, bielles et vilebrequin) et donc une diminution du rendement du moteur. Différentes solutions ont été développées pour tenter de résoudre ce problème. Des recherches ont ainsi été conduites sur les huiles, mais on ne connais toujours pas d'huile dont la viscosité ne varie pas avec la température. On a également équipé le circuit de lubrification du moteur de moyens de chauffage rapportés pour accélérer la phase de montée en température de l'huile. On peut notamment citer le document EP-A-384.796 qui décrit la mise en place de résistances de chauffage directement dans le carter d'huile, ou encore le document EP-A-401.329 qui divulgue un filtre à huile chauffant. Toutefois ces dispositifs connus dans lesquels l'huile de lubrification est chauffée au droit du carter d'huile ont pour inconvénients, ou bien de nécessiter une très forte puissance électrique pour pouvoir fonctionner, ou bien de ne pas chauffer suffisamment rapidement l'huile pour éviter les frottements de l'équipage mobile au démarrage du moteur. Une autre approche développée par la Demanderesse consiste à limiter assez sensiblement le débit de l'huile alimentant les paliers du vilebrequin. La rotation du vilebrequin échauffe naturellement par frottement les paliers et donc l'huile présente dans ces derniers. Dans le document FR-A-2.674.905 déposé par la Demanderesse, on expose un procédé pour assurer la lubrification d'un vilebrequin de moteur à combustion interne, par lequel on limite les fuites d'huile, au niveau des surfaces de portée. Ce procédé consistant à étancher les jeux de fonctionnement des différentes surfaces de portée du vilebrequin, en disposant des moyens d'étanchéité autour des extrémités latérales des paliers tels que des joints à lèvre ou segments d'étanchéité reposant à la fois contre les faces latérales des paliers et contre le vilebrequin de façon à isoler l'espace où débouche les jeux. L'inconvénient majeur de cette solution, est qu'une fois les moyens d'étanchéité mis en place, on impose une limitation des fuites d'huile aux paliers dans toutes les phases de fonctionnement du moteur. Or dans certaines phases, hauts régimes, fonctionnement à chaud, il est souhaitable d'éviter une trop forte élévation de la température des paliers (bien que les huiles aient fait d'énormes progrès en matière de tenue en température) et donc d'avoir des fuites d'huiles suffisantes pour évacuer les calories et refroidir les paliers. Le but de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un circuit de lubrification, de conception relativement simple et économique, permettant une montée rapide de la température de l'huile notamment au droit des paliers du vilebrequin. Le circuit de lubrification pour moteur à combustion interne selon l'invention est plus particulièrement destiné à amener l'huile depuis une réserve d'huile jusqu'aux différentes surfaces à lubrifier du moteur. Ce circuit comprend notamment une pompe, des moyens de filtration, une rampe d'alimentation et des conduits calibrés agencés dans le carter cylindre pour amener l'huile directement aux paliers du vilebrequin. Selon l'invention le circuit de lubrification est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens obturateurs d'étranglement aptes à ajuster le débit d'huile, alimentant notamment les paliers du vilebrequin, en fonction de la température. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, les moyens obturateurs sont commandés de façon à accroître le débit d'huile alimentant les paliers avec la température. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, les moyens obturateurs n'autorisent que le passage d'une quantité limitée d'huile lors de la phase de démarrage du moteur. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, pour un régime de rotation donné, le débit d'huile autorisé par les moyens obturateurs lors d'un fonctionnement du moteur à froid est inférieur au 1/3 du débit d'huile autorisé lors d'un fonctionnement à chaud. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, chacun des conduits calibrés est muni de moyens obturateurs d'étranglement. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, les moyens obturateurs associés à un conduit calibré comprennent un clapet commandé par un actuateur thermosensible. Selon un mode de réalisation du circuit de lubrification selon l'invention, le clapet est formé par un corps cylindrique logé coulissant dans un perçage correspondant intersectant le conduit calibré. Selon un autre mode de réalisation du circuit de lubrification selon l'invention, l'actuateur est formé par un thermo-poussoir du type à cire. Selon un autre mode de réalisation du circuit de lubrification selon l'invention, l'actuateur est formé par un ressort réalisé en matériaux à mémoire de forme. Selon une autre caractéristique du circuit de lubrification selon l'invention, les moyens obturateurs comprennent des éléments de parois définissant des orifices de passage pour l'huile de lubrification, lesdits éléments de parois étant réalisés en matériaux à mémoire de forme. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description présentée 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 transversale d'un palier de vilebrequin présentant le circuit de lubrification selon l'invention ; la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 précisant le fonctionnement des moyens obturateurs équipant le circuit de lubrification ; Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments d'une figure à l'autre. La lubrification d'un moteur à combustion interne multicylindre est classiquement opérée grâce à un circuit de lubrification qui alimente en huile sous pression les différentes surfaces de frottement du moteur. Ce circuit comprend une pompe qui aspire l'huile contenue dans une réserve d'huile formée dans le carter inférieur du moteur, un filtre à huile, une rampe principale qui alimente les paliers du vilebrequin et une rampe de distribution qui permet de lubrifier notamment les paliers de l'arbre à cames et les contacts camespatins. L'huile en provenance de la pompe d'alimentation arrive donc à la rampe principale, puis aux paliers du vilebrequin par différents conduits calibrés agencés dans le carter cylindres du moteur. Le vilebrequin 2 comporte classiquement une succession de surfaces cylindriques de portée, tourillons et manetons, destinées à être montées tournantes dans des paliers correspondants portés respectivement par le carter cylindres (définissant la ligne d'arbre) et par les bielles. Ainsi, le tourillon 4 figuré, est logé de manière tournante dans un palier 5 fixe du carter cylindres 2. Le logement du palier 5 est muni classiquement d'un coussinet 3. Le palier 5 et le coussinet 3 sont réalisés traditionnellement en deux parties pour permettre le montage du vilebrequin, ainsi le palier 5 est formé d'un demi palier supérieur porté par une nervure 1 du carter cylindres et d'un demi palier inférieur rapporté 6, encore appelé chapeau de palier. La lubrification du palier 5 est opérée par de l'huile sous pression amenée depuis la rampe principale d'arrivée d'huile par le conduit calibré 7 qui traverse la nervure du carter cylindres 1. Un perçage prolonge cet ajutage à travers le coussinet 3 et amène l'huile au jeu de fonctionnement défini entre le coussinet 3 et le tourillon 4 ; une gorge pratiquée dans le coussinet permet une bonne répartition de l'huile autour du tourillon. Un canal, non figuré, percé à travers le vilebrequin relie ensuite le tourillon au maneton qui lui est adjacent. L'huile sous pression acheminée par le canal débouche au niveau du maneton et permet ainsi la lubrification du jeu de fonctionnement entre le maneton et le coussinet de tête de bielle. Conformément à l'invention, le conduit 7 est muni de moyens obturateurs d'étranglement destinés à faire varier le débit de l'huile en fonction de la température. Les moyens obturateurs d'étranglement sont formés par un corps de clapet 8 cylindrique monté coulissant dans un perçage correspondant débouchant dans le conduit calibré 7. Ce corps de clapet est soumis à l'action antagoniste d'un thermo-poussoir 9 en appui respectivement contre le fond du perçage et l'extrémité axiale en regard du corps de clapet 8 et un ressort de rappel 10 en appui respectivement contre l'autre extrémité axiale du corps de clapet et un élément de fermeture 11 disposé à l'entrée dudit perçage. Le thermo-poussoir, du type thermo-poussoir à cire, est constitué par un boîtier. Ce boîtier comporte une chambre de pression remplie de cire dans laquelle est montée coulissante une tige de piston. Tant que la température du moteur n'atteint pas la température de déclenchement de la cire contenue dans le boîtier, confère figure la, le corps de clapet 8 est soumis à la seule pression du ressort de rappel 10, ce qui a pour effet de positionner le corps de clapet 8 au droit du conduit calibré 7 et donc d'empêcher tout passage de l'huile vers le palier excepter un débit de fuite dQ au jeu entre le corps de clapet 8 et le perçage correspondant. Ce débit de fuite est calibré en fonction des besoins en huile du palier lors du démarrage à froid du moteur. Lorsque la température de déclenchement est atteinte, par exemple 80"C, la dilatation de la cire contenue dans les chambre de pression entraîne le déplacement de la tige de piston qui repousse alors le corps de clapet 8 contre l'action du ressort 10. Le corps de clapet 8 est alors amené hors du conduit calibré 7 ce qui libère le passage de l'huile vers le palier 5. Ainsi tant que le moteur est froid, les paliers du vilebrequin sont alimentés avec un très faible débit d'huile, largement inférieure au tiers du débit correspondant lors d'un fonctionnement à chaud. Ce qui permet d'opérer une montée extrêmement rapide de la température de l'huile présente au niveau de ces paliers, les calories produites par friction n'étant pas évacuées par un fort débit d'huile. 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 il est possible de remplacer le thermo poussoir 9 par tout autre actuateur thermosensible comme par exemple un ressort réalisé en matériau à mémoire de forme dont la raideur évolue avec la température. Un tel ressort ayant une plus faible raideur à froid et une plus forte raideur à chaud que le ressort de rappel 10 permet un fonctionnement du clapet parfaitement similaire à celui décrit précédemment. Ainsi il est possible de remplacer le thermo poussoir 9 et le corps de clapet 8 par des éléments de parois s'étendant en saillie dans l'écoulement d'huile en définissant des orifices de passage pour cette dernière. Ces éléments de parois, par exemple portés par une douille insérée dans le conduit calibré 7, étant réalisés en matériau à mémoire de forme de sorte que la section des orifices de passage évolue avec la température. Ainsi il est possible d'implanter les moyens obturateurs ailleurs que dans les conduits calibrés desservant les paliers, par exemple en amont de la rampe principale, dans ce cas un seul clapet thermo-sensible suffit. REVENDICATIONS tl] Circuit de lubrification pour moteur à combustion interne destiné à amener l'huile depuis une réserve d'huile jusqu'aux différentes surfaces (5) à lubrifier du moteur, ledit circuit comprenant notamment une pompe, des moyens de filtration, une rampe d'alimentation disposée sensiblement parallèlement à la ligne d'arbre du moteur et des conduits calibrés (7) agencés dans le carter cylindre (1) pour amener l'huile directement aux paliers hydrodynamiques (3) du vilebrequin, caractérisé en ce qutil comprend des moyens obturateurs d'étranglement (8,9,10) aptes à ajuster le débit d'huile alimentant lesdits paliers (5) en fonction de la température. [2] Circuit de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en que lesdits moyens obturateurs (8,9,10) sont commandés de façon à accroître le débit d'huile alimentant lesdits paliers avec la température. [3] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lesdits moyens obturateurs (8,9,10) n'autorisent que le passage d'une quantité limitée d'huile lors de la phase de démarrage du moteur. (4] Circuit de lubrification selon la revendication 3, caractérisé en que, pour un régime de rotation donné, le débit d'huile autorisé par lesdits moyens obturateurs (8,9,10) lors d'un fonctionnement du moteur à froid est inférieur au 1/3 du débit d'huile autorisé lors d'un fonctionnement à chaud. [5] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en que chacun desdits conduits calibrés (7) est muni de moyens obturateurs d'étranglement (8,9,10). t6] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en que lesdits moyens obturateurs (8,9,10) associés à un conduit calibré (7) comprennent un clapet (8) commandé par un actuateur thermosensible (9). [7] Circuit de lubrification selon la revendication 6, caractérisé en que ledit clapet est formé par un corps cylindrique (8) logé coulissant dans un perçage correspondant intersectant ledit conduit calibré (7). t8] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en que ledit actuateur est formé par un thermopoussoir (9). [9] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en que ledit actuateur est formé par un ressort réalisé en matériau à mémoire de forme. [10] Circuit de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en que lesdits moyens obturateurs comprennent des éléments de parois définissant des orifices de passage pour l'huile de lubrification, lesdits éléments de parois étant réalisés en matériaux à mémoire de forme.