Brevet FR2764045A1 — publié le 19981204

Dispositif de lubrification pour boîte de vitesses de tracteur. procédés d'élimination de particules et tracteur ainsi équipé La présente invention concerne les dispositifs de lubrification pour boîte de vitesses de tracteur employant un filtre pour nettoyer l'huile de boîte de vitesses lorsqu'elle est recyclée dans le dispositif de lubrification. L'invention concerne en particulier ce qu'il est convenu d'appeler une filtration micrométrique dans le dispositif. Il est bien entendu connu de filtrer l'huile dans une boîte de vitesses de tracteur pour empêcher des particules de s'accumuler dans l'huile et de provoquer une usure et/ou un endommagement des éléments constitutifs de la boîte de vitesses. Classiquement, on emploie des filtres d'arrêt qui peuvent se présenter sous la forme d'un produit métallique perforé en feuille pour d'assez grosses particules ou d'un élément en papier/carton ou produit fibreux pour des particules inférieures à 100 lim. Typiquement, on utilise à la fois un filtre micrométrique et un filtre à grosses particules. Un problème se présentant avec les filtres d'arrêt micrométriques est qu'avec le temps, l'élément de filtre est l'objet d'un colmatage par les particules et perd son efficacité. Un remplacement régulier est nécessaire et l'intervalle de temps séparant les entretiens prévus pour un tracteur est souvent déterminé par la fréquence avec laquelle les éléments de filtre ont besoin d'être remplacés. On connaît d'autres types de filtre, mais on n'a en général utilisé que des filtres d'arrêt dans les dispositifs de lubrification pour boîte de vitesses de tracteur. Un tel type de filtre est ce qu'il est convenu d'appeler un filtre centrifuge, dans lequel le fluide est entraîné dans un mouvement de révolution à vitesse élevée dans une chambre et est centrifugé d'une manière efficace, la matière particulaire contenue dans le fluide se déposant sur la surface intérieure de la paroi extérieure de la chambre. Les filtres centrifuges sont connus dans les dispositifs de lubrification pour moteur et jouent très bien leur rôle. On pense qu'au moins partiellement, la raison pour laquelle ces filtres agissent avec succès dans les applications sur les moteurs est la nature de la matière particulaire filtrée à partir de l'huile de moteur (principalement du noir de charbon) et/ou la nature de l'huile de moteur qui comporte de nombreux additifs. On pense que les additifs et/ou la matière particulaire que l'on trouve dans l'huile de moteur usée ou une combinaison des deux font "coller" très efficacement sur la paroi de la chambre de filtre le dépôt de matière filtrée contenue dans le filtre centrifuge. Le résultat en est bien entendu que la matière filtrée ne retourne pas dans l'huile filtrée, ce qui peut poser un problème avec ce type de filtre, en particulier lorsque l'écoulement du fluide s'arrête et que le filtre s'arrête de tourner. On pense que les filtres centrifuges n'ont pas dans le passé été utilisés d'une manière générale dans les dispositifs de lubrification pour boîte de vitesses de moteur parce qu'on croyait que les différentes particules que l'on trouve dans l'huile de boîte de vitesses et/ou la nature différente de l'huile dessinée d'une manière spécifique aux boîtes de vitesses de véhicules classiques empêcheraient la formation d'un dépôt suffisamment visqueux sur la paroi de chambre du filtre. Cette croyance a été renforcée par l'expérimentation en utilisant des filtres centrifuges avec certaines huiles "très pures" comportant très peu d'additifs. Les résultats de ces expériences ont été qu'il se formait dans la chambre de filtre un film insuffisamment visqueux qui était renvoyé au circuit d'huile lorsque le filtre s'arrêtait de tourner. Un lubrifiant pour boîte de vitesses de tracteur présente typiquement une plus grande proportion d'additifs réduisant le frottement et on croyait que cela était encore plus susceptible d'empêcher l'accumulation de dépôt visqueux dans le filtre. Un filtre centrifuge d'une capacité grossièrement équivalente à un filtre d'arrêt donné en termes de débit de fluide peut retenir plus de dix fois la masse de particules que le filtre d'arrêt avant de devenir inefficace. Le dispositif de lubrification exige ainsi considérablement moins d'entretien qu'un dispositif équivalent employant uniquement un ou des filtres d'arrêt. Les filtres centrifuges sont aussi en général considérablement plus efficaces que les filtres d'arrêt pour éliminer de très petites particules, par exemple de l'ordre de 30 /m et l'utilisation d'un filtre centrifuge s'est avérée maintenir beaucoup plus propre le lubrifiant pour boîte de vitesses de tracteur. Ceci peut signifier qu'il est possible d'augmenter l'intervalle entre des remplacements d'huile de boîte de vitesses sans risque d'endommagement de la boîte. Une particularité préférée de l'invention est que la chambre du filtre qui recueille les particules, ou une partie de sa paroi, peut être retirée et nettoyée. Dans de nombreuses circonstances, cela peut être préférable au fait de disposer d'une chambre jetable (ce qui est aussi possible), par exemple en particulier dans des parties du monde o des pièces de rechange sont difficiles à obtenir ou sont chères. On constate que, dans le cas o on utilise un filtre centrifuge, aucune autre forme de filtration micrométrique n'est nécessaire. Il est donc préférable que le dispositif utilise un filtre centrifuge comme seul moyen de filtration micrométrique. Le dispositif comporterait normalement tout aussi bien un filtre en produit métallique perforé en feuille pour séparer les plus grandes particules, en laissant retirer au filtre centrifuge les particules inférieures disons à 500 m, 400 gim, 300 jm, gm, 100 /m ou 50 Mm. L'invention a pour objet un dispositif de lubrification pour boîte de vitesses de tracteur comprenant un filtre centrifuge pour éliminer des particules du fluide lubrifiant. Le dispositif de lubrification conforme à l'invention peut aussi présenter la particularité suivante: - le filtre centrifuge constitue la seule forme de filtration micrométrique dans le dispositif. L'invention a aussi pour objet un tracteur comportant un système de lubrification de boîte de vitesses tel que défini ci-dessus. Le tracteur conforme à l'invention peut aussi présenter la particularité suivante - le système de lubrification de boîte de vitesses fait partie du même circuit que le dispositif hydraulique du tracteur. L'invention a encore pour objet un procédé permettant de nettoyer de ses particules un lubrifiant pour boîte de vitesses de tracteur consistant à faire passer le lubrifiant dans un filtre centrifuge. L'invention a enfin pour objet un procédé permettant d'éliminer des particules d'un dispositif hydraulique pour tracteur consistant à faire passer le fluide hydraulique dans un filtre centrifuge. L'un ou l'autre des deux procédés ci-dessus peut aussi présenter la particularité suivante: - le lubrifiant contient un ou plusieurs des additifs suivants ou une combinaison de ceux-ci un dispersant, un agent améliorant la viscosité, un antioxydant, un détergent, un additif antiusure, un additif antimoussant, un additif de réglage d'acidité, un agent abaissant le point d'écoulement, une proportion élevée de modificateur de frottement. L'invention a été mise au point d'une manière spécifique pour des tracteurs agricoles qui sont souvent utilisés dans des parties éloignées du monde o les avantages du filtre centrifuge sont particulièrement apparents. Sur de nombreux tracteurs, l'huile lubrifiante de boîte de vitesses et l'huile de système hydraulique sont une seule et même huile. De préférence, il est prévu un dispositif tel que décrit ci-dessus qui est aussi un système d'huile hydraulique. Un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, fourni uniquement à titre d'exemple, est décrit ci-après en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique représentant une partie du circuit de lubrifiant de boîte de vitesses du mode particulier de mise en oeuvre et la figure 2 est une coupe d'un filtre centrifuge du type utilisé dans le mode particulier de mise en oeuvre. Si on se reporte d'abord à la figure 1, celle-ci représente simplement une ligne de dérivation hydraulique 1 provenant du circuit principal de lubrification de boîte de vitesses. Un filtre centrifuge 3 est disposé sur un embranchement 2 issu de la ligne 1 et la sortie de ce filtre centrifuge 3 retourne à la bâche 4 du dispositif. La ligne de dérivation 1 se poursuit jusqu'à une valve 5 sensible à l'effet de la pression qui est elle-même reliée à la bâche 4 du dispositif. La valve 5 est réglée pour bloquer le passage jusqu'à ce que la pression atteigne environ 5 ou 6 bars, point auquel elle permet au fluide de passer directement à la bâche 4. De cette manière, l'acheminement du fluide au filtre 3 est l'objet d'une régulation. Cette fixation de pression produit un débit d'environ 3 à 5 litres/mn à travers le filtre. Si on se reporte maintenant à la figure 2, le filtre lui-même comprend un boîtier 6 et une base 7 dans lesquels est monté un axe 8. L'axe 8 présente un passage central 11, alimenté à partir d'un passage d'entrée 14 situé dans la base 7, et des sorties de fluide 12 situées vers la partie supérieure. Un ensemble centrifuge 13 est monté rotatif sur des paliers 9, 10. L'ensemble 13 comprend un élément central 15 sur lequel sont montés un élément formant paroi intérieure de chambre 16 et un élément formant paroi extérieure de chambre 17, lequel est monté d'une manière amovible. Les parois intérieure et extérieure 16, 17 délimitent une chambre centrifuge 25. Des ouvertures d'entrée 18, 20 sont prévues respectivement dans l'élément central 15 et l'élément intérieur de paroi 16. Une ouverture de sortie 19 est aussi prévue dans l'élément intérieur de paroi 16, menant à une chambre de sortie 21 définie dans la base de l'élément central 15. La base de l'élément central est pourvue d'ouvertures de sortie 22 dirigées circonférentiellement menant à l'espace délimité entre le boîtier/base et l'ensemble centrifuge 13. Enfin, une sortie 23 est prévue dans la base 7. L'huile passe de la manière indiquée par les flèches 24, du passage d'entrée 14 de la base 7 en remontant dans le passage d'axe 11, puis en sortant par les ouvertures 12 de l'axe et les ouvertures 18, 20 de l'élément central 15 et de la paroi intérieure 16 pour parvenir dans la chambre centrifuge 25. L'ensemble 13 tourne, comme exposé ci-après, et le fluide est projeté sur la surface intérieure de la paroi extérieure 17 dans le processus déposant les particules contenues dans le fluide. Le fluide quitte alors la chambre 25 par les ouvertures 19 et pénètre dans la chambre de sortie 21 dont il sort par les ouvertures 22 pour passer dans la base 7. Etant donné que les ouvertures 22 sont dirigées circonférentiellement, le fluide quittant l'ensemble centrifuge sous pression a tendance à lui faire exécuter un mouvement de révolution dans ses paliers 9, 10. Après avoir quitté l'ensemble centrifuge, le fluide sort sous l'effet de son poids par la sortie 23 de la base et retourne à la bâche 4. On constate qu'en cours d'utilisation, il se forme une bouillie collante sur la surface intérieure de la paroi extérieure 17 et que l'huile du système est très dépourvue de particules - plus que cela ne serait le cas avec un filtre d'arrêt classique. Il en est ainsi même lorsque le système est, d'une manière répétée, mis à l'arrêt et redémarré, ce qui implique qu'il ne sort pratiquement pas de bouillie du filtre sous l'effet de son poids lorsque le filtre s'arrête de tourner. Le type d'huile utilisé dans le système était une huile multigrade convenant pour une lubrification de moteur diesel de tracteur, une lubrification de boîte de vitesses et une utilisation dans le système hydraulique. L'huile contenait les additifs suivants un dispersant, un agent améliorant la viscosité, un détergent, un additif antiusure, un additif antimoussant, des additifs de réglage d'acidité, un agent abaissant le point d'écoulement, un antioxydant, une proportion élevée de modificateur de frottement. Par opposition, une huile simple contiendrait normalement uniquement une faible proportion d'agent modificateur de frottement, un agent améliorant la viscosité et des additifs antioxydant, antiusure et antimoussant. Une huile uniquement hydraulique simple contiendrait normalement uniquement de petites quantités d'additif antiusure, d'additif antimoussant et éventuellement un agent abaissant le point d'écoulement et un antioxydant. Des expériences utilisant une huile "plus pure" comportant moins d'additifs, à savoir d'additifs antiusure, antimoussant et antioxydant, ont eu pour résultat la formation, sur l'intérieur de la paroi extérieurs 17, d'un film qui, lorsque le dispositif était mis à l'arrêt et que le filtre s'arrêtait de tourner, s'égouttait hors du filtre sous l'effet de son poids et entraînerait donc, en cours d'utilisation, un retour des particules au dispositif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lubrification pour boîte de vitesses de tracteur, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre centrifuge pour éliminer des particules du fluide lubrifiant. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le filtre centrifuge constitue la seule forme de filtration micrométrique dans le dispositif. 3. Tracteur comportant un système de lubrification de boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1 et 2. 4. Tracteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le système de lubrification de boîte de vitesses fait partie du même circuit que le dispositif hydraulique du tracteur. 5. Procédé permettant de nettoyer de ses particules un lubrifiant pour boîte de vitesses de tracteur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer le lubrifiant dans un filtre centrifuge. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le lubrifiant contient un ou plusieurs des additifs suivants ou une combinaison de ceux-ci: un dispersant, un agent améliorant la viscosité, un antioxydant, un détergent, un additif antiusure, un additif antimoussant, un additif de réglage d'acidité, un agent abaissant le poids d'écoulement, une proportion élevée de modificateur de frottement. 7. Procédé permettant d'éliminer des particules d'un dispositif hydraulique pour tracteur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer le fluide hydraulique dans un filtre centrifuge. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le lubrifiant contient un ou plusieurs des additifs suivants ou une combinaison de ceux-ci: un dispersant, un agent améliorant la viscosité, un antioxydant, un détergent, un additif antiusure, un additif antimoussant, un additif de réglage d'acidité, un agent abaissant le point d'écoulement, une proportion élevée de modificateur de frottement.