Brevet FR2756882A1 — publié le 19980612

PALIER POUR BIELLE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention est relative à un palier pour bielle de moteur à combustion interne à pistons destiné à équiper un véhicule automobile ou routier. Elle concerne plus particulièrement un palier pour pied de bielle comprenant une bague présentant des cavités de rétention d'huile. Classiquement dans les moteurs à combustion interne du type multicylindre, chaque cylindre est muni d'un piston relié au vilebrequin au moyen d'une bielle qui assure la transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en un mouvement circulaire continu du vilebrequin. Une telle bielle se compose essentiellement de trois parties : un pied destiné à être raccordé au piston, un corps oblong et une tête en deux parties destinées à venir enserrer un maneton du vilebrequin. La liaison entre le piston et la bielle est assurée au moyen d'une tige cylindrique encore appelée "axe" qui traverse le piston diamétralement à mi-hauteur et vient se loger dans un alésage cylindrique traversant le pied de bielle axialement. Généralement le montage de l'axe de piston est de type "flottant", c'est-à-dire que l'axe du piston tourillonne dans le pied de bielle. Pour réduire les frottements de l'axe de piston dans le pied de bielle et limiter son usure, on réalise un palier de type hydrodynamique en interposant entre le pied de bielle et l'axe de piston une bague formant coussinet, bague réalisée par exemple en bronze et montée serrée dans l'alésage du pied de bielle, et en alimentant en huile les surfaces de portée de l'axe de piston dans la bague. La lubrification de la bague de pied de bielle est assurée essentiellement de deux manières soit par projection, un trou étant prévu dans le pied de bielle en regard du fond du piston et à travers lequel s'écoule l'huile par gravité, soit directement sous pression, l'arrivée d'huile s'effectuant alors par un perçage réunissant la tête et le pied de bielle. L'alimentation en huile par projection depuis le fond du piston à travers un orifice traversant radialement le pied de bielle est simple à réaliser mais présente toutefois ,l'inconvénient de ne pas pourvoir assurer la présence d'un film d'huile entre la bague et l'axe de piston en toute circonstance et notamment au démarrage du moteur. L'alimentation en huile ,sous pression s'avère plus performante puisqu'elle garantit la présence d'huile quel que soit le point de fonctionnement du moteur mais une telle solution présente l'inconvénient d'être coûteuse puisqu'il est alors nécessaire d'usiner un perçage à travers la bielle et la bague pour acheminer l'huile sous pression en provenance du vilebrequin depuis la tête de bielle. L'objet de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients précités en proposant un nouveau type de palier pour pied de bielle qui permet d'assurer la lubrification de l'axe de piston quel que soit le point de fonctionnement du moteur et qui soit simple et économique à réaliser. Le palier de pied de bielle de moteur à combustion interne à pistons selon l'invention, comprend une bague en matériau à faible coefficient de frottement insérée dans un alésage axial correspondant agencé à travers le pied de bielle, cette bague étant adaptée pour recevoir un axe de piston monté tourillonnant dont les surfaces de portée sont lubrifiées par des projections d'huile en provenance notamment de la tête de bielle. Selon l'invention, le palier de pied de bielle de moteur est caractérisé en ce que la bague coopère avec des moyens de rétention d'huile destinés à pourvoir à l'alimentation en huile du palier lorsque les projections d'huile pénétrant par les deux extrémités axiales de la bague s'avèrent insuffisantes pour opérer seule la lubrification des surfaces de portée de l'axe de piston. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, les moyens de rétention comprennent au moins une cavité agencée dans l'épaisseur de la bague et débouchant à la surface intérieure de cette dernière. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité s'étend principalement dans la partie centrale de la bague. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est formée par une rainure collectrice fermée à ses extrémités, cette rainure s'étendant axialement à la surface intérieure de la bague. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est agencée dans la partie inférieure de la bague qui est la plus proche du vilebrequin. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est décalée d'un angle a compris entre 45 et 750 par rapport au plan de symétrie axiale du pied de bielle. Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la bague comporte deux cavités de rétention s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie axiale du pied de bielle. 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, ce mode de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue simplifiée en coupe axiale d'un cylindre de moteur à combustion présentant une bielle en position - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une bague de pied de bielle selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la direction III-III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon la direction IV-IV de la figure 2. En se reportant à la figure 1, on voit en position une bielle 1 de moteur à combustion interne à pistons à quatre temps. Cette bielle 1 assure la liaison mécanique entre un piston 2 monté coulissant dans un alésage cylindrique 3 correspondant du bloc moteur 6 et le vilebrequin 4 monté en rotation dans des paliers 5 portés par le bloc moteur 6. La tête 7 de la bielle 1 qui comporte un chapeau est munie d'un coussinet 15 gn deux parties qui entourent le maneton 8 du vilebrequin 4. Le pied 9 de la bielle 1 qui dans l'exemple figuré est de forme triangulaire (dit encore en tête de vipère) est lui articulé sur l'axe 11 du piston 2. Le graissage des demi-coussinets 15 de la tête de bielle 7 est opéré depuis le maneton 8 où débouche un conduit percé dans les bras du vilebrequin 4 qui achemine l'huile sous pression en provenance d'un palier 5 du vilebrequin 4. L'huile servant au graissage des demicoussinets 15 est projetée, en s'échappant, vers l'alésage cylindrique 3 par la rotation de la tête de bielle 7 et assure ainsi tout à la fois le graissage de l'alésage 3 et de la jupe du piston 2 et le graissage du palier agencé dans le pied de bielle 9. Ainsi qu'il ressort des figures 2 à 4, le palier de pied de bielle est formé par une bague cylindrique 10, en bronze ou en tout autre matériau à faible coefficient de frottement, emmanchée à force dans un alésage traversant axialement le pied de bielle 9 et dans laquelle tourillonne l'axe de piston 11. Au cours du fonctionnement du moteur, les projections d'huile échappées de la tête de bielle pénètrent dans le jeu existant entre la surface intérieure de la bague 10 et l'axe 11 par les deux extrémités axiales libres et viennent ainsi former un film d'huile entre la bague 10 et l'axe de piston 11. Ces projections s'avèrent toutefois insuffisantes pour lubrifier correctement les surfaces de portées de l'axe de piston 11 en toute circonstances et notamment au démarrage du moteur. Pour assurer la présence d'huile en toute circonstance, la bague 10 comporte dans sa partie centrale deux cavités de rétention 12, encore appelées baignoires, s'étendant parallèlement à l'axe de la bague. Ces deux cavités 12 agencées dans l'épaisseur même de la bague 10, débouchent à la surface intérieure de cette dernière. Bien évidemment, la profondeur, la forme ainsi que le nombre de ces cavités 12 sont adaptées à chaque moteur en fonction notamment des sollicitations auxquelles est soumis l'axe de piston ainsi que des quantités d'huile projetées depuis la tête de bielle. Ainsi de telles cavités peuvent être réalisées sous la forme de rainures s'étendant axialement à la surface intérieure de la bague 10 et fermées à leurs extrémités. Selon l'exemple figuré, les cavités 12 s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie axiale de pied de bielle 9 dans la partie inférieure de la bague 10, c'est-à-dire dans la partie la plus rapprochée du maneton 8 du vilebrequin 4. Ces cavités 12 sont décalées par rapport au plan de symétrie axiale du pied de bielle 9 d'un angle a de préférence compris entre 450 et 750 pour optimiser la rétention de l'huile et sa redistribution ultérieure. Les cavités 12 sont donc adaptées pour recueillir l'huile ruisselant à l'intérieur de la bague 10 dans le jeu ménagé entre cette dernière et l'axe 11. L'huile accumulée dans ces cavités 12 lors du fonctionnement normal du moteur et qui y demeurent à l'arrêt du moteur, sert à lubrifier l'axe de piston 11, sitôt la mise en mouvement de ce dernier. Cette disposition permet de maintenir la présence d'un film d'huile nécessaire au fonctionnement hydrodynamique de la portée et ce, même lorsque les projections d'huile en provenance de la tête de bielle 7 sont insuffisantes pour assurer seules le graissage de l'axe 11, comme par exemple au démarrage du moteur. Ces cavités 12 de réalisation simple permettent ainsi d'éviter de recourir à des dispositifs de graissage plus complexes, telle qu'une canalisation supplémentaire forée dans le sens de la longueur du corps de bielle qui permet l'acheminement de l'huile depuis la tête de bielle 7 jusqu'à l'axe du piston 11. 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, le graissage de l'intérieur du piston peut être également opéré si nécessaire au moyen d'une buse disposée à l'extrémité inférieure de l'alésage 3 et dirigeant un jet d'huile vers le fond du piston 2. REVENDICATIONS [1] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne à pistons, comprenant une bague (10) en matériau à faible coefficient de frottement insérée dans un alésage axial correspondant agencé à travers le pied de bielle (9), ladite bague (10) étant adaptée pour recevoir un axe de piston (11) monté tourillonnant dont les surfaces de portée sont lubrifiées par des projections d'huile en provenance notamment de la tête de bielle (7), caractérisé en ce que ladite bague (10) coopère avec des moyens de rétention d'huile (12) destinés à pourvoir à l'alimentation en huile du palier lorsque les projections d'huile pénétrant par les deux extrémités axiales de ladite bague (10) s'avèrent insuffisantes pour opérer seule la lubrification desdites surfaces de portée dudit axe de piston (11). [2] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rétention comprennent au moins une cavité (12) agencée dans l'épaisseur de ladite bague (10), ladite cavité (12) de rétention d'huile débouchant à la surface intérieure de ladite bague (10). [3] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cavité de rétention d'huile (12) s'étend principalement dans la partie centrale de ladite bague (10). [4] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que ladite cavité de rétention d'huile (12) est formée par une rainure collectrice fermée à ses extrémités, ladite rainure s'étendant axialement à la surface intérieure de ladite bague (10). [5] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite cavité de rétention d'huile (12) est agencée dans la partie inférieure de ladite bague (10). [6] Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite cavité de rétention d'huile (12) est décalée d'un angle a compris entre 45 et 750 par rapport au plan de symétrie axiale dudit pied de bielle (9). [7] Palier de piéd de bielle (9) de moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ladite bague (9) comporte deux cavités (12) de rétention d'huile s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie axiale dudit pied de bielle (9).