Brevet FR2756007A1 — publié le 19980522

L'invention concerne un dispositif pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle d'une bielle de moteur à combustion interne avec une huile de refroidissement, qui est entraîné depuis le circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne dans un alésage de réception de l'oeil de pied de bielle et dans une chambre annulaire de refroidissement, qui s'étend circonférentiellement dans le fond du piston, d'un piston monté dans l'alésage de réception du petit oeil de pied de bielle, la chambre annulaire de refroidissement comportant au moins un perçage d'alimentation ou un perçage de sortie, tandis que dans l'oeil de pied de bielle est prévu au moins un perçage radial d'amenée d'huile, qui est relié à des logements pour l'huile de lubrification se présentant sous la forme d'évidements aménagés dans la paroi de l'alésage de réception. D'après la demande de brevet DE 41 35 237 A1 on connaît un dispositif du type indiqué pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle avec de l'huile de refroidissement. Le petit oeil de pied de bielle comporte un alésage de réception et une rainure circonférentielle avec un perçage radial. La rainure circonférentielle est reliée par l'intermédiaire de perçages d'amenée d'huile, à des logements pour l'huile de lubrification, aménagés dans la paroi d'alésage de réception. Dans l'alésage de réception est supporté un piston, qui possède une chambre de refroidissement de forme annulaire qui s'étend circonférentiellement dans le fond du piston et possède un perçage d'arrivée et un perçage de sortie. Pour lubrifier le petit oeil de pied de bielle, l'huile de lubrification parvient sous pression dans la rainure circonférentielle de l'oeil de pied de bielle, en passant par un perçage central longitudinal formé dans le corps de bielle. A partir de la rainure circonférentielle, de l'huile de lubrification pénètre dans les logements pour l'huile de lubrification de l'alésage de réception, par l'intermédiaire des passages d'amenée d'huile, pour lubrifier le support de l'axe de piston. Une partie de l'huile de lubrification est transférée en tant qu'huile de refroidissement à la chambre annulaire de refroidissement par l'intermédiaire du perçage radial, qui se raccorde à la rainure circonférentielle, en arrière du perçage d'amenée. L'huile de refroidissement chauffée est à nouveau évacuée de la chambre annulaire de refroidissement par un perçage de sortie, pour pénétrer dans la chambre intérieure du piston. L'envoi de l'huile de refroidissement sts pression depuis le circuit de l'huile de lubrification du moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'un perçage longitudinal dans le corps de bielle est compliqué. En outre le perçage longitudinal affaiblit le corps de bielle. En ce qui concerne l'arrière-plan technique général on se reportera également au brevet allemand 1 745 863, à la demande de brevet allemand DE 36 03 106 C1 et à la demande de brevet allemand mise à l'inspection publique DE-AS 1 013 129. L'invention a pour but de créer, à l'aide de moyens extrêmement simples, une alimentation en huile de lubrification sans pression de l'oeil de pied de bielle, qui peutit être chargée à partir du circuit d'huile de refroidissement du piston. Ce problème est résolu d'un dispositif du type indiqué, caractérisé en ce que l'oeil de pied de bielle est agencé, en dehors des perçages d'amenée d'huile disposés au-dessus d'un axe transversal de l'oeil de pied de bielle, sous la forme d'un carter de support fermé et qu'en outre les logements pour l'huile de lubrification ont une profondeur de fente, qui diminue jusqu'à la bielle et peuvent être chargés par de l'huile de refroidissement qui sort sans pression, en tant que fluide de lubrification, du perçage de sortie de la chambre de refroidissement annulaire. L'avantage d'un dispositif de lubrification selon l'invention réside dans l'utilisation double de l'huile en tant qu'huile de refroidissement lors dui refroidissement du piston et ensuite en tant qu'huile de lubrification lors de la lubrification dul petit oeil de pied de bielle, le dispositif de refroidissement étant indépendant de la bielle. L'huile de refroidissement est injectée sciemment dans la chambre annutlaire de refroidissement de sorte qu'on évite un perçage longitudinal et d'autres canaux d'adduction d'huile dans l'oeil de pied de bielle pour réaliser l'envoi d'hutile. De ce fait non seulement la dépense de fabrication pour ces dispositifs d'amenée d'huile est supprimée, mais également Lun affaiblissement de la bielle par aménagement du perçage longitudinal est évité. La bielle peutt être d'une construction légère, et ce sans réduction de la résistance permanente. Dans le cas d'unLme bielle coulée, ceci évite des démontages et des montages compliqués dut chapeau de tête de bielle. L'huile de refroidissement chauffée, qui sort de la chambre annulaire de refroidissement, est ensuite utilisée volontairement pour lubrifier le petit 3 5 oeil de pied de bielle, avant de s'égoutter dans la réserve d'huile du moteur à combustion interne, le chargement duL perçage d'amenée d'huile s'effectuant sans application d'une pression. La quantité d'hLLile pour la lubrification est délivrée sans dispositif supplémentaire par le système d'injection d'huile de refroidissement du piston. La profondeur de fente des logements pour l'huile de refroidissement, qui diminue en direction du point, qui est soumis à la contrainte maximale, du corps de bielle, conduit à l'établissement d'un coussin d'huile hydrodynamique et empêche un décollement du film d'huile. En outre les logements pour l'huile de lubrification forment un espace pour l'axe de piston, qui s'aplatit dans le cas d'une pression élevée. De préférence, les logements pour l'huile de lubrification sont situés des deux côtés d'un axe longitudinal de la bielle et symétriquement par rapport au plan transversal de l'oeillet de pied de bielle, sur des zones s'étendant chacune sur environ 100 dans la paroi de l'alésage de réception et sont par conséquent situées en dehors des zones de contrainte maximale de l'oeillet de pied de bielle et par conséquent dans des parties, à peine sollicitées par une force, de l'oeillet de pied de bielle. Ils sont dimensionnés avec une taille suffisante pour réaliser une bonne lubrification de l'oeillet de pied de bielle, sans que la surface de support de l'axe de piston dans les zones de contrainte maximale prenne une faible valeur inadmissible. Le revêtement de la paroi de l'alésage de réception par pulvérisation dans les zones de contrainte maximale situées entre les zones des logements pour l'huile de lubrification représente une autre possibilité et présente l'avantage consistant en ce que le matériau de la paroi de l'alésage de réception dans les zones de contraintes principales est plus résistant à l'usure et que, de ce fait, on peut se passer d'une douille de pied ou d'un coussinet de bielle supplémentaire entre la paroi de l'alésage de réception et l'axe de piston. Selon une autre caractéristique de l'invention, les logements pour l'huile de lubrification peuvent être aménagés dans un coussinet de bielle ou une douille de pied de bielle insérée dans l'alésage de réception de l'oeil de pied de bielle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente une coupe d'un piston d'un moteur à combustion interne. Sur la figure unique on a représenté un piston 1 d'un moteur à combustion interne non représenté de façon détaillée, qui est tourillonné au moyen d'un axe de piston 2 dans un alésage de réception 3 d'un petit oeil de pied de bielle 4 d'une bielle 5 représentée seulement partiellement. Le piston 1 possède une chambre de refroidissement 7, qui est disposée dans le fond 6 du piston et comporte au moins un perçage d'arrivée 8, au moyen duquel l'huile de refroidissement est injectée dans la chambre de refroidissement 7, pour refroidir le piston 1, au moyen d'un injecteur 9 de l'huile de refroidissement. L'injecteur 9 de l'huile de refroidissement est relié au circuit d'huile de lubrification, non représenté, du moteur à combustion interne. L'huile de refroidissement injectée dans la chambre de refroidissement annulaire 7 qui s'étend circonférentiellement dans le fond 6 du piston, se répartit à l'intérieur de la chambre et prélève de la chaleur au piston 1. L'huile de refroidissement chauffée est évacuée de la chambre de refroidissement 7 en direction de la chambre intérieure du piston 1, par au moins un perçage de sortie 10. L'oeillet de pied de bielle 4 est agencé sous la forme d'un carter de palier 14 fermé sur lui-même, hormis la présence de deux ouvertures radiales d'amenée d'huile 12, 13, qui sont disposées au-dessus d'un axe transversal 11 de l'oeillet de pied de bielle 4. Les perçages d'amenée d'huile 12, 13 peuvent être disposés aussi bien symétriquement que d'une manière dissymétrique par rapport à un axe longitudinal 15 de la bielle dans l'oeillet de pied de bielle 4 et sont pourvus chacun d'un entonnoir de collecte 16, 17 servant à collecter l'huile de lubrification qui sort de la chambre de refroidissement 7 et rencontre le fond 6 du piston. Le perçage de sortie 10 est orienté obliquement par rapport à un axe longitudinal 15 de la bielle et par rapport à l'oeillet de pied de bielle 4 de sorte que le jet d'huile de refroidissement, qui sort du perçage de sortie 10, rencontre la partie supérieure 14a du boîtier de palier. Les perçages d'amenée 12, 13 sont également orientés obliquement vers le haut par rapport à l'axe longitudinal 15 de la bielle de sorte qu'une grande partie de l'huile de refroidissement, qui sort de la chambre de refroidissement 7, ou de l'huile de refroidissement, qui rencontre le fond 6 du piston, peut être reçue par les entonnoirs de collecte 16, 17. Dans la zone du point mort haut et du point mort bas, le perçage de sortie 10 est disposé en recouvrement avec le perçage 12 d'amenée d'huile de sorte que l'huile, qui sort du perçage de sortie 10, parvient directement dans le perçage 12 d'amenée d'huile. Les perçages 12, 13 d'amenée d'huile de l'oeillet de pied de bielle 4 débouchent dans les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification formés dans la paroi 20 de l'alésage de réception 3 de l'oeillet de bielle de palier 4. L'huile de refroidissement parvient en tant qu'agent de lubrification, sans pression, à partir du perçage de sortie 10 de la chambre annulaire de refroidissement 7 et après avoir rencontré le fond 6 du piston, parvient par l'intermédiaire du perçage 12 d'amenée d'huile, dans le logement 10 pour l'huile de lubrification de l'oeillet de pied de bielle 4. L'huile en excès, qui reflue lors de l'injection de l'huile de refroidissement dans la chambre de refroidissement 7 à partir du perçage d'amenée 8, parvient par l'intermédiaire du perçage d'amenée d'huile 13 dans le logement 19 pour l'huile de lubrification de l'oeillet de pied de bielle 4. L'huile de lubrification s'accumule dans les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification pour former un coussin d'huile hydrodynamique. Les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification sont prévus des deux côtés de l'axe longitudinal 15 de la bielle et symétriquement par rapport à l'axe transversal 11 de l'oeillet de pied de bielle 4 sur des zones 21 s'étendant respectivement sur environ 100 dans la paroi 20 de l'alésage de réception 3 de sorte qu'ils ne sont pas situés dans les zones de forte contrainte 22 de l'oeillet de pied de bielle. Les logements 18, 19 pour l'huile de refroidissement forment des logements de réserve d'huile, à partir desquels, pendant des phases de détente de la bielle 5, de l'huile de lubrification peut être amenée continûment aux zones de contrainte principale 22 de l'oeil de pied de bielle. Les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification possèdent une profondeur de fente t qui diminue en direction de la bielle 5, ce qui a pour effet qu'ils sont à même de retenir de l'huile de lubrification introduite et de l'introduire dans une fente, qui apparaît dans les zones de contrainte principale 22, lorsque la bielle 5 est à l'état non chargé, entre l'axe de piston 2 et la paroi 20 de l'alésage de réception 3. Sous l'effet de la charge et de la décharge alternées de la bielle 5 il apparaît une action de pompage qui garantit une lubrification efficace de l'oeil de pied de bielle 4. Les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification servent non seulement à lubrifier le petit oeillet de pied de bielle 4, mais créent également un espace pour l'axe de piston 2, qui s'aplatit sous une pression élevée dans la direction de l'axe transversal 11. Pour réduire l'usure, la paroi 20 de l'alésage de réception 3 est pourvue d'un revêtement par pulvérisation dans les zones de contrainte principale 22 qui sont situées entre les parties 21 des logements pour l'huile de lubrification. Les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification peuvent être fabriqués presque avec n'importe quel contour, au moyen de la formation d'évidements avantageux du point de vue du coût. Les logements 18, 19 pour l'huile de lubrification peuvent être également formés dans un coussinet de bielle ou douille de bielle inséré dans l'alésage de réception 3 de l'oeillet de pied de bielle 4. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle d'une bielle de moteur à combustion interne avec une huile de refroidissement, qui est entraînée depuis le circuit d'huile de lubrification du moteur à combustion interne dans un alésage de réception de l'oeil de pied de bielle et dans une chambre annulaire de refroidissement, qui s'étend circonférentiellement dans le fond du piston, d'un piston monté dans l'alésage de réception du petit oeil de pied de bielle, la chambre annulaire de refroidissement comportant au moins un perçage d'alimentation et au moins un perçage de sortie, tandis que dans l'oeil de pied de bielle est prévu au moins un perçage radial d'amenée d'huile, qui est relié à des logements pour l'huile de lubrification se présentant sous la forme d'évidements aménagés dans la paroi de l'alésage de réception, caractérisé en ce que l'oeil de pied de bielle (4) est agencé, en dehors des deux perçages (12,13) d'amenée d'huile disposés au-dessus d'un axe transversal (11) de l'oeil de pied de bielle (4), sous la forme d'un carter de support fermé (14) et qu'en outre les logements (18,19) pour l'huile de lubrification ont une profondeur de fente (t), qui diminue jusqu'à la bielle (5) et peuvent être chargés par de l'huile de refroidissement qui sort sans pression, en tant que fluide de lubrification, du perçage de sortie (10) de la chambre de refroidissement annulaire (7). 2. Dispositif pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les logements (18,19) pour l'huile de lubrification peuvent être aménagés dans une douille de pied de bielle insérée dans l'alésage de réception (3) de l'oeil de pied de bielle (4). 3. Dispositif pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les logements (18, 19) pour l'huile de lubrification sont prévus des deux côtés d'un axe longitudinal (15) de la bielle et symétriquement par rapport à l'axe transversal (11) de l'oeil de pied de bielle (4) sur des zones (21) s'étendant respectivement sur environ 100' dans la paroi (20) de l'alésage de réception (3). 4. Dispositif pour lubrifier un petit oeil de pied de bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi (20) de l'alésage de réception (3) peut être endLuite par pulvérisation dans les zones de contraintes principales (22) situées entre les zones (21) des logements pour l'huile de lubrification.