Brevet FR2775020A1 — publié le 19990820

L'invention concerne une culasse de moteur à combustion interne et plus particulièrement, un système de lubrification de cette culasse. L'invention concerne également un moteur comprenant une telle culasse. Jusqu'a maintenant, la lubrification des organes mécaniques d'une culasse d'un moteur et notamment des culbuteurs et des paliers de l'arbre à cames contenus dans cette culasse, est effectuée au moyen d'huile sous pression qui provient du circuit de lubrification du carter cylindre. I1 faut donc prévoir des moyens pour faire redescendre l'huile présente dans la culasse vers le carter d'huile. Par ailleurs, des gaz étant présents dans le carter cylindre, il faut également prévoir des moyens pour équilibrer les pressions dans la culasse et le carter cylindre. Ces moyens consistent en des conduits de descente et/ou de montée de gaz. L'aspiration des gaz est classiquement réalisée à partir de la culasse. Ainsi, la lubrification d'une culasse nécessite des perçages dans la culasse et le carter cylindre pour le passage du circuit de lubrification de la culasse ainsi que l'installation de conduits de descente d'huile et de montée et/ou de descente de gaz. Ceci complique la réalisation du moteur et a des incidences défavorables sur son coût ainsi que sur son encombrement et sa masse. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un système de lubrification des organes mécaniques dune culasse de moteur de conception complètement différente. Ainsi, l'invention concerne un système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse de moteur, ce moteur comprenant également un carter cylindre associé à un dispositif de lubrification des organes mécaniques dudit carter cylindre, caractérisé en ce qu'il est indépendant et distinct du dispositif de lubrification des organes mécaniques du carter cylindre. Dans un mode préféré de réalisation, le système de lubrification des organes mécaniques de la culasse comprend une réserve d'huile dans le fond de la culasse et des éléments imprégnés d'huile ou aptes à s'imprégner d'huile provenant de ladite réserve et pour la retenir au moins en partie. Ces éléments sont avantageusement constitués par des coussinets poreux montés entre les culbuteurs et 1 'arbre porte-culbuteurs. Dans une première variante de réalisation, ces éléments sont constitués par des coussinets poreux montés entre l'arbre à cames et ses paliers. Dans une deuxième variante de réalisation, ces éléments sont constitués par des roulements à billes ou à aiguilles montés sur l'arbre à cames. L'invention concerne également un moteur comprenant un système de lubrification des organes mécaniques de la culasse présentant les caractéristiques mentionnées précédemment, un carter cylindre ainsi que des moyens pour l'aspiration des gaz présents dans le carter cylindre en cours de fonctionnement, lesdits moyens étant reliés audit carter cylindre. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un moteur dont la culasse est lubrifiée conformément à l'état de la technique, - la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un moteur avec une culasse lubrifiée selon l'invention, - la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'un arbre à cames présent dans une culasse lubrifiée selon l'invention, et - la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale d'un arbre porte-culbuteurs d'une culasse lubrifiée selon l'invention. Les éléments communs aux différentes figures seront désignés par les memes repères. La figure 1 illustre comment, dans l'état de la technique, est réalisée la lubrification d'une culasse de moteur. La référence 1 désigne le carter d'huile, disposé dans la partie basse du moteur, le niveau de l'huile présente dans le moteur étant désigné par le repère 2. Le carter cylindre est désigné par le repère 3 et la culasse du moteur par le repère 4. De façon classique, sont logés dans le carter cylindre des organes mécaniques tels que les bielles et le vilebrequin, et dans la culasse, l'arbre à cames et les culbuteurs qui sont montés sur un arbre porteculbuteurs. Le dispositif de lubrification schématisé à la figure 1 est commun au carter cylindre et à la culasse. Il comporte une pompe à huile 5, qui est reliée en amont à une crépine d'aspiration 6. En aval, la pompe a huile est reliée à un conduit 7 d'alimentation en huile du vilebrequin et des bielles, ainsi qu'à un conduit 8 d'alimentation en huile de la culasse. De façon plus précise, l'huile sous pression présente dans le conduit 8 est amenée jusqu'aux culbuteurs 9 et aux paliers 10 de l'arbre a cames, au moyen d'alésages pratiqués dans les arbres ou au moyen d'un nuage d'huile. Au moins un conduit 11 traversant la culasse et le carter cylindre est prévu dans le moteur pour permettre le retour, vers le carter d'huile 1, de l'huile 12 présente dans le fond de la culasse 4. Ainsi, le circuit de lubrification et les conduites de descente d'huile obligent à percer le carter cylindre 3 et la culasse 4. On se réfère maintenant à la figure 2 qui illustre schématiquement un moteur comprenant une culasse lubrifiée selon l'invention. Le circuit de lubrification des organes mécaniques de la culasse 14 est isolé du carter cylindre 13. Le terme "isolé" signifie ici qu'il n'y a pas de communication entre le circuit de lubrification des organes de la culasse et le circuit de lubrification des organes du carter cylindre. En particulier, la culasse 14 est sensiblement étanche vis-à-vis du nuage d'huile qui est émis dans le carter cylindre. Le dispositif de lubrification du carter cylindre est constitué par la pompe à huile 15 qui est reliée en amont à la crépine d'aspiration 16 et en aval à une conduite 17 d'alimentation en huile des organes mécaniques contenus dans ledit carter. Contrairement au dispositif de lubrification illustré à la figure 1, le dispositif illustré à la figure 2 pour la lubrification du carter cylindre ne comporte aucune communication avec la culasse 14. Le système de lubrification de la culasse est illustré de façon très schématique sur la figure 2, il sera détaillé en référence aux figures 3 et 4. La figure 2 montre que ce système de lubrification comporte une réserve d'huile 21 dans le fond de la culasse 14. L'huile contenue dans cette réserve 21 ne sert qu'à lubrifier la culasse. On se réfère maintenant à la figure 3 qui illustre plus en détail comment est effectuée la lubrification des paliers de l'arbre à cames. L'arbre à cames 22 est monté rotatif sur des paliers 23. Des coussinets 24 sont interposés entre les paliers 23 et l'arbre à cames 22. Ces coussinets sont poreux. Ils s'imprègnent d'huile par capillarité lors notamment des démarrages du moteur, et la retiennent au cours du fonctionnement du moteur. Ils assurent ainsi la lubrification des paliers 23. En variante, les coussinets 24 des paliers de l'arbre à cames peuvent être remplacés par des roulements à billes ou à aiguilles. La figure 4 illustre partiellement l'arbre 25 porte-culbuteurs ainsi qu'un culbuteur 26. Un coussinet poreux 27 est disposé entre l'arbre porte-culbuteurs 25 et le culbuteur 26. Le coussinet 27 s'imprègne également d'huile pour assurer la lubrification du culbuteur. Cette imprégnation se réalise au moyen du brouillard d'huile qui est créé dans la culasse par le mouvement de l'arbre à cames 22. Ainsi, le système de lubrification de la culasse est constitué par une réserve d'huile et par des éléments conçus pour s'imprégner d'huile contenue dans cette réserve et la retenir au moins en partie. Les coussinets poreux utilisés pour la lubrification des paliers de l'arbre à cames et des culbuteurs peuvent présenter des caractéristiques physiques différentes, choisies en fonction des contraintes de vitesses de rotation, pressions de contact et du mode de lubrification (par capillarité ou brouillard d'huile) au niveau des paliers. Par ailleurs, l'huile présente dans la réserve 21 de la culasse peut être différente de celle qui est contenue dans le carter d'huile 11. En particulier, l'huile du système de lubrification de la culasse peut présenter une viscosité plus importante et une teneur plus élevée en additif extrême pression. Dans un moteur conforme à l'invention, la réaspiration des gaz d'huile émis dans le carter cylindre est effectuée à partir du carter cylindre et non à partir de la culasse. Des moyens d'aspiration des gaz sont donc prévus dans le carter cylindre. De façon classique, ces moyens comportent un déshuileur pour séparer l'huile présente dans ces gaz. Cette huile est reversée au carter d'huile, tandis que les gaz déshuilés sont renvoyés vers l'admission. Ainsi, le système de lubrification de la culasse conforme à l'invention, permet de supprimer les perçages dans la culasse et le carter cylindre pour le passage du circuit de lubrification, ce qui permet de simplifier la fabrication du moteur et de réduire son coût. Le système de lubrification de la culasse selon l'invention permet également de supprimer les conduits de descente d'huile, dans la culasse et dans le carter cylindre. Ceci réduit le coût de fabrication du moteur, ainsi que son encombrement et sa masse. Par ailleurs, le système de lubrification de la culasse selon llinvention étant indépendant de celui du carter cylindre, la cylindrée de la pompe à huile peut être réduite, puisque la pompe doit seulement alimenter le carter cylindre. Ceci permet également de réduire le coût, la masse et l'encombrement du moteur, ainsi que la puissance absorbée par la pompe et la consommation d'énergie. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. De même, il est possible de prévoir sur la culasse un orifice refermé par un bouchon amovible pour permettre la vidange de l'huile de lubrification contenue dans la culasse. Enfin, les repères insérés après les caractéristiques techniques figurant dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter la portée. REVENDICATIONS 1. Système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse (14) de moteur, ce dernier comprenant également un carter cylindre (13) associé à un dispositif de lubrification des organes mécaniques dudit carter cylindre, caractérisé en ce qu'il est indépendant et distinct du dispositif de lubrification des organes mécaniques du carter cylindre (13). 2. Système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une réserve d'huile (21) dans le fond de la culasse (14) et des éléments (24, 27) imprégnés d'huile ou aptes à stimprégner d'huile provenant de ladite réserve et pour la retenir au moins en partie. 3. Système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse (14) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des coussinets poreux (27) montés entre les culbuteurs (26) et l'arbre (25) porte-culbuteurs. 4. Système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse (14) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des coussinets (24) poreux montés entre l'arbre à cames (22) et ses paliers (23). 5. Système de lubrification des organes mécaniques d'une culasse (14) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits éléments sont des roulements à billes ou à aiguilles montés sur l'arbre à cames. 6. Moteur comprenant un système de lubrification des organes mécaniques de la culasse selon l'une des revendications 1 à 5, un carter cylindre (13) ainsi que des moyens pour l'aspiration des gaz présents dans le carter cylindre (13) au cours du fonctionnement du moteur, lesdits moyens étant reliés au carter cylindre (13).