Brevet FR2747734A1 — publié le 19971024

PROCEDE ET DISPOSITIF DESTINES AU FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR EQUIPE D'UN CIRCUIT DE LUBRIFIANT La présente invention concerne un procédé et un dispositif destinés au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant. D'une manière connue, un moteur en marche transmet la chaleur de frottement au lubrifiant du circuit de lubrifiant au niveau des pièces sollicitées par le frottement. Etant donné que la chaleur de frottement, qui dépend du point de fonctionnement dynamique du moteur, est émise en quantités variables, c'est-à-dire que la quantité émise lors d'un fonctionnement à pleine charge est supérieure à celle émise lors d'un fonctionnement à charge partielle, la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant oscille en conséquence avec les variations des conditions de marche du moteur, comme c'est le cas en particulier avec un moteur automobile si aucune mesure contraire n'est appliquee. L'objet de la présente invention est de concevoir un procédé et un dispositif destinés au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, lesquels permettent de faire tourner le moteur en améliorant le comportement du lubrifiant dans des conditions de charge du moteur variables. Cet objet est résolu selon l'invention par un procédé caractérisé par le fait qu'il permet de maintenir la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant à un niveau constant indépendamment de la charge actuelle du mo:eur; ainsi que par un dispositif caractérisé par des organes de réglage de la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant, permettant de maintenir la température à un niveau constant indépendamment de la charge du moteur ou des organes de réglage de la quantité de lubrifiant dans le circuit de lubrifiant, permettant de maintenir la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant à un niveau constant indépendamment de la charge du moteur. Conformément à la présente invention, la température dans le circuit de lubrifiant est réglée à un niveau constant prédéfini, indépendamment de la charge du moteur. Pour ce faire, il est prévu, selon la revendication 3, de monter des organes qui amènent la chaleur vers le lubrifiant contenu dans le circuit de lubrifiant, alors que la revendication 4 propose des organes destinés à réguler la quantité de lubrifiant contenue dans le circuit. Par conséquent, le procédé selon la revendication 1, ainsi que le dispositif selon la revendication 3 ou 4 permettent, dans l'ensemble du domaine de marche du moteur, de maintenir dans le circuit de lubrifiant un niveau de température sensiblement constant et, de ce fait, de garantir la présence d'un lubrifiant à viscosité uniforme, de préférence faible, avec des pertes de chaleur de frottement conformément faibles. Selon le procédé perfectionné conforme à la revendication 2, la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant, pendant les phases de marche du moteur avec une charge plus faible, est maintenue à un niveau de température correspondant à celui des phases de marche avec une charge plus élevée, du fait que de la chaleur est amenée dans le circuit de lubrifiant ou du fait qu'une quantité déterminée de lubrifiant est retirée du circuit. De cette dernière mesure il résulte que, dans le domaine de charge partielle ou de charge nulle, seule une plus faible quantité de lubrifiant dans le circuit de lubrifiant doit encore être chauffée par la chaleur de frottement du moteur, ce qui permet de maintenir la température du lubrifiant dans le circuit à un niveau constant et d'éviter une baisse de la température. Conformément à cela, cette procédure permet d'introduire à nouveau dans le circuit de lubrifiant, lorsque la charge du moteur augmente, la quantité de lubrifiant précédemment retirée. Des modes de réalisation préférés de la présente invention sont présentés sur les dessins et sont expliqués ci-après. Les dessins montrent: Figure 1: un schéma de montage d'un dispositif destiné au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, dans lequel la température du lubrifiant est réglée par un système d'échangeur thermique, et Figure 2: un schéma de montage d'un dispositif destiné au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, dans lequel la quantité de lubrifiant est modulable. La figure 1 montre sous forme de schéma de montage un moteur à combustion (1) d'une automobile, qui comprend, en plus des autres composants classiques et non significatifs dans le cas présent, un circuit de lubrifiant (la) et un circuit de liquide de refroidissement (lb). Un dispositif destiné au fonctionnement du moteur est associé à ce dernier de telle sorte que la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la) soit, indépendamment du point de fonctionnement dynamique actuel du moteur, maintenue à un niveau sensiblement constant, c'est-à- dire le niveau atteint sans mesure de réglage, dans des conditions de pleine charge. Le dispositif comprend une unité de réglage (2), une sonde de température (3), située en un point approprié du circuit de lubrifiant (la), le signal de sortie de ladite sonde de température étant transmis à l'unité de réglage (2), ainsi qu'un échangeur thermique (4), qui est associé à un circuit de fluide d'équilibrage de température (5) commandé par l'unité de réglage (2). L'échangeur thermique (4) et le circuit de fluide d'équilibrage de température (5), dans lequel la circulation du fluide d'équilibrage de température est commandée par l'unité de réglage (2), sont utilisés ensemble pour chauffer le lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la), de telle sorte que la température du lubrifiant soit maintenue à un niveau sensiblement constant quelle que soit la charge du moteur. À cet effet, l'échangeur thermique (4) est situé en un point approprié du circuit de lubrifiant (la). L'unité de réglage (2) enregistre, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission des signaux (6) correspondante, la température mesurée par la sonde de température (3) dans le circuit de lubrifiant (la) et règle la température à un niveau qui correspond à la température du lubrifiant atteinte, en raison des pertes de chaleur de frottement, avec un moteur tournant à pleine charge. Pour ce faire, l'unité de réglage (2) arrête le chauffage de l'échangeur thermique (4), jusqu'à ce que le moteur tourne à pleine charge après une période d'échauffement, ce qui amène la température dans le circuit de lubrifiant (la) au niveau de la température de consigne. Dès que le moteur chute d'une phase à pleine charge vers une phase de charge partielle ou de charge nulle, la température dans le circuit de lubrifiant baisserait en l'absence de mesures de réglage, en raison de la diminution des pertes de chaleur de frottement, ce qui entraînerait une plus forte viscosité du lubrifiant. L'unité de réglage (2) agit à l'encontre de cette procédure, du fait qu'elle active le circuit de fluide d'équilibrage de température (5) et porte la température dans l'échangeur thermique (4) précisément à un niveau permettant de maintenir la température du lubrifiant ainsi chauffé dans le circuit de lubrifiant (la) à un niveau qui correspond au niveau de température en pleine charge. Pour amener dans le circuit de fluide d'équilibrage de température (5) la quantité de chaleur (Q), nécessaire à cet effet et commandée par l'unité de réglage (2), on utilise de manière rationnelle, dans le cas présent, l'échangeur thermique du liquide de refroidissement (7), destiné à refroidir le liquide de refroidissement qui circule dans le circuit de liquide de refroidissement (lb) du moteur (1). Tout comme dans la phase de passage de la pleine charge à la charge partielle décrite, le lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la) est chauffé pendant une phase de départ à froid, de manière à amener plus vite le lubrifiant au niveau de la température de consigne. En variante à la procédure d'admission de chaleur décrite, dans laquelle on utilise un échangeur thermique (4) et un circuit de fluide d'équilibrage de température (5), il est possible en cas de besoin de chauffer le lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la) à l'aide d'un dispositif de chauffage électrique ou d'un accumulateur de chaleur latente, qui seront l'un ou l'autre commandés de manière appropriée par l'unité de réglage (2). Dans une autre variante, il est proposé en cas de besoin de choisir la température de consigne quelque peu au-dessous de la plus forte valeur de température possible avec un moteur tournant à charge maximale et d'utiliser l'échangeur thermique (4) dans le circuit de lubrifiant (la), ainsi que le circuit de fluide d'équilibrage de température (5) associé, agissant comme un circuit de refroidissement du lubrifiant, lorsque la température du lubrifiant dépasse la température de consigne. La chaleur retirée de ce fait au circuit de lubrifiant (la) peut être stockée par l'unité de réglage (2) et être amenée à nouveau dans le circuit de lubrifiant (la), par l'intermédiaire du circuit de fluide d'équilibrage de température (5), agissant maintenant comme un circuit de chauffage, et de l'échangeur thermique (4), dès que la température du lubrifiant est inférieure à la température de consigne. Une mesure alternative, destinée à chauffer activement le lubrifiant dans le circuit de lubrifiant pour ajuster la température du lubrifiant à un niveau constant, est mise en oeuvre par le dispositif représenté sous forme de schéma de montage sur la figure 2. Dans ce dispositif, un moteur (10), destiné à actionner un véhicule, comprend également, en plus des autres composants non représentés, un circuit de lubrifiant (10a), qui est associé à un dispositif destiné à régler la quantité de lubrifiant dans le circuit de lubrifiant en fonction de la charge du moteur. À cet effet, le dispositif comprend un régulateur de température (11), qui enregistre la température dans le circuit de lubrifiant par l'intermédiaire d'une sonde de température (12) placée dans le circuit de lubrifiant (l0a). En outre, le dispositif comprend une conduite d'évacuation (13) munie d'une vanne (14) commandée et d'une pompe de circulation (15) et, conformément à cela, une conduite d'admission (16) munie également d'une vanne (17) commandée et d'une pompe de circulation (18). Les deux vannes (14, 17) et les deux pompes de circulation (15, 18) sont commandées par le régulateur de température (11). La conduite d'évacuation (13) débouche d'un orifice de sortie (19) du circuit de lubrifiant (10a) et communique avec un dispositif de stockage du lubrifiant (20). À l'inverse, la conduite d'admission (16) sort du dispositif de stockage du lubrifiant (20) et pénètre par un orifice d'admission (21) dans le circuit de lubrifiant (10a). Avec le dispositif de la figure 2, il est possible de réguler la quantité de lubrifiant circulant dans le circuit de lubrifiant (10a), de telle sorte que la température dans le circuit de lubrifiant (10a) est maintenue à un niveau sensiblement constant correspondant au niveau de température atteint lorsque le moteur tourne à pleine charge et lorsque le circuit de lubrifiant (10a) est totalement rempli. Dès que le moteur chute de la phase de pleine charge vers la phase de charge partielle ou de charge nulle, le régulateur de température (11) actionne les vannes (14, 17) et les pompes de circulation (15, 18) de manière à fermer la conduite d'admission (16) et à retirer du circuit de lubrifiant (10a) une quantité déterminée de lubrifiant par l'intermédiaire de la conduite d'évacuation (13) pour l'amener dans le dispositif de stockage du lubrifiant (20). Étant donné que la quantité de lubrifiant introduite dans le dispositif de stockage du lubrifiant (20) ne participe plus à l'absorption de la chaleur de frottement du moteur dans le circuit de lubrifiant, la quantité de lubrifiant restante dans le circuit de lubrifiant (10a) est, par conséquent, portée à un niveau de température plus élevé. Il en résulte qu'un réglage approprié de la quantité de lubrifiant à retirer du circuit de lubrifiant (10a) en fonction de la charge du moteur permet de maintenir en permanence la température dans le circuit de lubrifiant (10a) sensiblement au niveau de la température de consigne, qui est atteint avec un moteur tournant à pleine charge et un circuit de lubrifiant (10a) contenant la quantité maximale de lubrifiant. Si, ensuite, la charge du moteur augmente à nouveau, le régulateur de température (11) commande la fermeture de la vanne (14) dans la conduite d'évacuation (13) et débranche la pompe de circulation (15) correspondante, alors que, en même temps, ledit régulateur de température commande l'ouverture de la vanne (17) précédemment fermée dans la conduite d'admission (615) et active la pompe de circulation (18) correspondante, précédemment débranchée. De ce fait, le lubrifiant est retiré du dispositif de stockage du lubrifiant (20) et réalimenté dans le circuit de lubrifiant (10a), ce qui augmente à nouveau la quantité de lubrifiant circulant dans le circuit de lubrifiant (10a). La réalimentation est exécutée de manière régulée, de telle sorte que les pertes de chaleur de frottement supplémentaires dues à une augmentation de la charge du moteur chauffent la quantité de lubrifiant réalimentée et ne provoquent pas, par conséquent, une augmentation de la température dans le circuit de lubrifiant (10a). Par conséquent, lorsque la charge du moteur augmente à nouveau, il est aussi possible de maintenir la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (10a) au niveau de la température de consigne prédéfinie. Dans les deux modes de réalisation décrits, il est ainsi possible de régler la température du lubrifiant à l'intérieur du circuit de lubrifiant d'un moteur à combustion à un niveau de température constant, ce qui permet de garantir en permanence une faible viscosité du lubrifiant dans l'ensemble du domaine de charge du moteur, sans que la température du lubrifiant oscille de manière sensible en fonction de la charge du moteur. Bien entendu, la présente invention convient également à tout autre moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, même les moteurs qui ne sont pas utilisés dans la technique automobile. REVENDICATIONS 1. Procédé destiné au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, caractérisé en ce que la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la, 10a) est réglée à un niveau constant indépendamment de la charge actuelle du moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la, 10a), pendant les phases de marche du moteur avec une charge plus faible, est maintenue à un niveau de température correspondant à celui des phases de marche avec une charge plus élevée, du fait que de la chaleur est amenée dans le circuit de lubrifiant ou du fait qu'une quantité déterminée de lubrifiant est retirée du circuit. 3. Dispositif destiné au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, caractérisé par la présence d'organes (2 à 6) destinés à ajuster la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (la), de telle sorte que la température est maintenue à un niveau constant indépendamment de la charge du moteur. 4. Dispositif destiné au fonctionnement d'un moteur équipé d'un circuit de lubrifiant, caractérisé par la présence d'organes (11 à 21) destinés à ajuster la quantité de lubrifiant dans le circuit de lubrifiant (10a), de telle sorte que la température du lubrifiant dans le circuit de lubrifiant soit maintenue à un niveau constant indépendamment de la charge du moteur.