Brevet FR2857694A1 — publié le 20050121

I La présente invention concerne la lubrification des moteurs à combustion interne et, plus particulièrement, la lubrification de tels moteurs lors de leur phase de démarrage. On sait que la phase de démarrage constitue, pour les moteurs à combustion interne, le moment le plus critique car ces moteurs sont conçus pour tourner sous pression d'huile ce qui n'est évidemment pas le cas au moment du démarrage. Cette difficulté se pose en particulier pour les nouvelles générations de moteurs turbo-compressés, pour lesquels les manuels d'entretien conseillent de ne pas accélérer avant un temps d'une minute, car ces moteurs ne sont alors pas lubrifiés. Cette difficulté se pose aussi 15 pour les moteurs saisonniers, c'est-à-dire des moteurs qui ne tournent que périodiquement. C'est le cas de toutes sortes de moteurs agricoles, de moteurs de bateaux de plaisance, de moteurs de véhicules militaires, qui sont particulièrement sensibles au démarrage car, en raison d'un 20 temps assez long de non utilisation, l'huile est tombée assez bas par gravité et le temps nécessaire au moteur pour rétablir les conditions normales de fonctionnement est assez élevé. On propose bien, actuellement, des huiles qui ont 25 pour objet de protéger les moteurs au moment critique du démarrage, mais on comprend bien que l'huile, à elle seule, ne peut pas créer de pression. La présente invention a pour objet d'apporter une solution au problème mentionné ci-dessus qui se pose lors 30 de la phase de démarrage des moteurs à combustion interne, et elle propose à cet effet d'associer au moteur à combustion interne un dispositif de prélubrification qui, tout en étant d'un faible coût de fabrication et en s'appliquant à tout type de moteur (à essence ou diesel), permet dès les premiers tours du moteur que celui-ci soit imprégné de la pression d'huile, en participant ainsi à la longévité et la fiabilité du moteur, et en permettant 5 d'obtenir pour un moindre coût de fabrication une longévité égale à celle actuellement obtenue. A cet effet, l'invention propose un procédé de prélubrification d'un moteur à combustion interne de véhicule, qui se caractérise en ce qu'il comprend les 10 opérations qui consistent: - le moteur du véhicule étant à l'arrêt, à créer dans celui-ci une pression d'huile de prélubrification par branchement du contact du véhicule, - puis, par actionnement du démarreur du véhicule, 15 à ne réaliser le démarrage du moteur que lorsque la pression d'huile de prélubrification dans celui-ci a atteint une valeur prédéterminée, et - à couper automatiquement la fourniture, au moteur, de la dite pression d'huile de prélubrification 20 lorsque la pression d'huile de prélubrification fournie par la pompe à huile du moteur a atteint sa valeur normale de fonctionnement. On comprend ainsi que, dès que le conducteur du véhicule tourne la clef de contact pour mettre le contact, 25 la fourniture au moteur d'une pression d'huile de lubrification se trouve instantanément déclenchée, alors que le démarrage du moteur se trouve retardé du temps nécessaire pour que la pression d'huile de prélubrification dans le moteur atteigne une valeur de travail désirée. Le dispositif de prélubrification pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend une pompe de prélubrification reliée au carter d'huile du moteur, un moteur électrique auxiliaire relié à la dite pompe à huile de prélubrification, des moyens d'alimentation électrique du dit moteur auxiliaire assurant, lorsque le contact du véhicule est mis et en 5 l'absence de pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur, la mise en marche du moteur auxiliaire et l'actionnement de la pompe à huile de prélubrification pour créer une pression d'huile de prélubrification dans le moteur, et des moyens d'alimentation électrique du 10 démarreur du véhicule ne permettant l'actionnement de ce démarreur et la mise en marche du moteur que lorsque la pression d'huile de prélubrification dans le moteur a atteint une valeur suffisante, les dits moyens d'alimentation électrique du moteur auxiliaire étant 15 automatiquement coupés lorsque la pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur a atteint sa valeur normale de travail. En particulier, selon l'invention, les dits moyens d'alimentation électrique du moteur auxiliaire comprennent 20 deux relais, c'est-à-dire un premier relais destiné à alimenter le pôle négatif du moteur auxiliaire qui se ferme lorsque la pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée, et un second relais qui est destiné à alimenter le pôle positif 25 du moteur auxiliaire et se ferme lors du branchement du contact électrique du véhicule. De plus, le moyen d'alimentation électrique du démarreur du véhicule comprend un relais qui se ferme lorsque le dispositif de contact du véhicule est en position de démarrage et la pression 30 d'huile dans l'enceinte du moteur a atteint une valeur prédéterminée. Selon une caractéristique importante du dispositif selon l'invention, au filtre à huile du moteur est associée une pièce de support reliée au conduit d'alimentation en huile de prélubrification provenant de la pompe de prélubrification, au conduit d'alimentation en huile de lubrification provenant de la pompe à huile du moteur, et 5 au conduit de sortie de l'huile filtrée vers le moteur, la dite pièce de support comprenant des moyens, tels que des clapets anti-retour, interdisant tout retour de l'huile filtrée par la conduite d'alimentation en huile de lubrification. Cette pièce de support a pour rôle d'orienter l'huile vers le filtre à huile, puis vers le moteur dans la conduite principale de graissage, d'empêcher l'huile venant du prélubrificateur de passer vers la sortie de la pompe à huile du moteur, et d'empêcher le retour de l'huile 15 provenant de la pompe à huile vers les conduits de prélubrification. Pour bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme de réalisation préférée en référence au dessin 20 schématique annexé dans lequel: la figure 1 est une représentation schématique, partiellement en coupe verticale, d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de prélubrification selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe verticale éclatée du support de filtre à huile utilisé dans le dispositif de prélubrification de la figure 1; la figure 3 est une vue horizontale du support de filtre à huile de la figure 2, du côté du filtre à huile, 30 montrant en particulier les raccords de fixation du conduit de prélubrification et de la sonde de pression d'huile; la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, montrant le support de filtre à huile vu du côté du moteur; la figure 5 est une vue de profil en coupe verticale 5 d'une pièce assurant la liaison entre le carter d'huile du moteur et le dispositif de prélubrification de la figure 1, montrant le montage dans une ouverture de la paroi du carter d'huile d'une pièce de liaison avec la pompe de prélubrification; et la figure 6 est une vue partielle en coupe verticale montrant le montage de la pièce de liaison de la figure 5 dans une ouverture de la paroi du carter d'huile. En référence à la figure 1, on a représenté de façon générale en 1 un moteur à combustion interne pour véhicule 15 dans lequel le filtre à huile habituel est remplacé par une pièce adaptatrice 5 formant un support, à laquelle est fixé le filtre à huile 6. Comme on le voit plus particulièrement aux figures 2 à 4, la pièce adaptatrice 5 comprend une partie de support 20 5' constituée par un bloc en fonte d'aluminium, qui présente en son centre un perçage vertical 7 de section circulaire, destiné à recevoir un axe de centrage creux 8. Une face d'extrémité de la partie de support 5', regardant vers le filtre à huile, présente un logement 9 destiné à 25 recevoir une collerette 10 qui fait saillie extérieurement depuis l'axe de centrage 8. La face opposée de la partie 5, qui regarde vers le moteur 1, présente un logement 11 destiné à recevoir une pièce 12 qui constitue, comme on l'expliquera plus loin, un support pour cinq sièges de 30 soupape 13 reliés chacun, par un passage 13', à un conduit d'arrivée d'huile moteur. Disposés en arc de cercle autour du perçage central 7 et parallèlement à celui-ci, cinq perçages auxiliaires 14 sont ménagés dans la partie de support 5' en débouchant à une extrémité dans le logement 9 et à l'autre extrémité dans le logement 11. Dans la chambre constituée par chaque perçage 14 sont logés un ressort 15 qui s'appuie sur un 5 épaulement du côté du logement 9, et une sphère 16 qui engage le ressort 15 et vient en appui sur un siège de soupape 13 ménagé dans la pièce de support 12. Dans la pièce adaptatrice 5' est aussi réalisé un perçage 17 qui est orienté perpendiculairement au perçage 10 principal 7. Le perçage 17, qui est fileté sur toute sa longueur, reçoit à une extrémité, par vissage, un raccord 18 sur lequel est montée une sonde 19 qui mesure la pression de l'huile de prélubrification. A l'autre extrémité du perçage 17 est monté un raccord 20, en deux 15 éléments assemblés, qui contient intérieurement une soupape à ressort 21 et sphère 22. A l'extrémité du raccord 20 est connectée (voir figure 1) une conduite 23 d'amenée d'huile de prélubrification. Un passage 24 relie le perçage 17 au filtre à huile 6, lorsque celui-ci est monté sur la pièce 20 de support 5. L'axe de centrage 8 étant en place dans le perçage 7 avec la collerette 10 en butée dans le logement 9, l'extrémité 25 filetée extérieurement de l'axe 8 permet le montage par vissage du filtre à huile 6. L'extrémité 25 opposée 26 de l'axe 8, également filetée extérieurement, reçoit par vissage la pièce de support 12 mise en place dans le logement 11, et fixée par une clavette 27. L'axe de centrage 8 ainsi mis en place sert de conduite de circulation pour l'huile filtrée venant du 30 filtre 6 et s'écoulant vers le moteur. On notera que le logement 9 ménagé dans la pièce 5' a pour fonction non seulement de recevoir la collerette 10 de l'axe de centrage 8, mais aussi d'optimiser la répartition du flux d'huile de prélubrification provenant du passage 24 vers le filtre à huile 6 et aussi la répartition du flux d'huile provenant des cinq logements 14. Comme on le voit à la figure 1, la conduite 23 part 5 du fond du carter d'huile 28 du moteur 1, passe par une pompe de prélubrification 29 actionnée par un moteur électrique 30 et, comme indiqué plus haut, vient se fixer sur le raccord 20 relié à la pièce adaptatrice 5. La pompe de prélubrification 29 peut être de tout 10 type connu approprié, et il n'est donc pas nécessaire de la décrire en détail. Une soupape de réglage de pression d'huile 31 est incorporée dans la pompe de prélubrification 29, de façon à pouvoir être réglée manuellement de l'extérieur. Comme on l'a représenté à la figure 6, la connexion de la conduite 23 au carter d'huile 28 est réalisée au moyen d'une pièce de liaison 32 qui comporte intérieurement deux perçages borgnes 33, 34 en communication et orientés perpendiculairement. Le perçage 33 est centré dans une 20 ouverture 35 de la paroi du carter 28, avec interpositon d'un joint d'étanchéité 36, et dans l'extrémité du perçage 34 vient se fixer de façon étanche un raccord, non représenté, qui équipe l'extrémité de la conduite 23 alimentant la pompe 29 de prélubrification. La sonde de pression d'huile 19, montée sur la pièce adaptatrice 5, est reliée électriquement, par un câble 37 et un connecteur 38, au pôle négatif de la bobine 39 d'un relais 40 qui, en position de fermeture, relie le pôle négatif du moteur 30 à la terre par un câble 41 et un 30 connecteur 42. Le pôle positif de la bobine 39 est relié par un câble 43 et le connecteur 38 à la position contact S du dispositif de démarrage à clef 45 du véhicule. Le pôle négatif de la bobine 46 d'un deuxième relais 47 est relié à la terre par l'intermédiaire du connecteur 38 et le pôle positif de cette bobine 46 est relié, par le câble 43 et le connecteur 38, à la position contact A 5 du dispositif de démarrage 45. Le relais 47, lorsqu'il est en position de fermeture, relie par le câble 48 et le connecteur 38 le pôle positif du moteur électrique 30 au pôle positif de la batterie 49 du véhicule. De plus, le pôle négatif de la bobine 50 d'un relais 10 51 est relié par un câble 52 et par le connecteur 38 à une sonde de pression d'huile 53 montée sur la culasse du moteur 1. Le pôle positif de la bobine 50 est relié, par un câble 54 et par le connecteur 42, à la position démarrage S du dispositif de démarrage 45. Le relais 15 51, en position de fermeture, relie le démarreur 56 du moteur 1 au pôle positif de la batterie 49. Un dispositif d'alarme 57, sélectivement sonore ou visuel, est branché sur le connecteur 42, à la sortie du relais 40. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est 20 alors le suivant. Le moteur 1 étant à l'arrêt et le dispositif de démarrage 45 coupé, l'utilisateur tourne la clef de contact jusqu'à la position A. L'un des pôles de la bobine 39 du relais 40 reçoit ainsi, par le câble 43, une impulsion (+) alors que son autre pôle reçoit une impulsion 25 (-) du fait que la sonde 19 ne détecte pas de pression d'huile. La bobine 39 ainsi excitée ferme le contact du relais 40 ce qui envoie une impulsion (- ) à l'un des pôles du moteur 30. Simultanément une impulsion (+) est envoyée sur l'un des pôles de la bobine 46 dont l'autre pôle est 30 relié à la terre, ce qui ferme le contact du relais 47 en envoyant une impulsion (+) sur l'autre pôle du moteur 30. Le moteur 30 ainsi alimenté se met alors en marche et commence à faire tourner la pompe 29 et à créer une pression d'huile de prélubrification qui passe dans le conduit 23 vers le raccord 20. La pression d'huile de prélubrification repousse la sphère 22 et le ressort 21, et passe par le perçage 17, le passage 24 et le logement 9 5 pour entrer dans le filtre à huile 6. Simultanément, l'huile de prélubrification entre dans les perçages 14 où elle est arrêtée par les clapets constitués par les sphères 16 et les ressorts 15. L'huile de prélubrification ainsi filtrée traverse 10 l'axe de centrage 8 pour finir sur la conduite principale de graissage du moteur (non représentée). Le dispositif de démarrage 45 étant placé dans sa position démarrage S, il envoie une impulsion (+) commandée sur la bobine 50 du relais 51, laquelle reste 15 inerte tant que la sonde 53 n'est pas actionnée par la pression d'huile de prélubrification. Quand cette pression est établie, la sonde 53 envoie une impulsion (-) à la bobine 50, ce qui ferme le contact du relais 51 et commande l'actionnement du démarreur 56. Le moteur 1 démarre alors, et sa pompe à huile se met à créer une pression d'huile qui passe par les logements 13' sur les cinq perçages 14, repousse les clapets constitués par les sphères 16 et les ressorts 15, traverse les logements 11 et 9 et pénètre dans le filtre à huile 6. 25 Quand ce débit d'huile est supérieur au débit d'huile de prélubrification, une partie pénètre aussi dans le passage 24 et le perçage 17, mais est stoppée par le clapet constitué par la sphère 22 et le ressort 21. La pression d'huile étant établie, la sonde 19 coupe 30 l'envoi d'une impulsion (-) à la bobine 39 ce qui a pour effet de couper l'alimentation du moteur 30 d'entraînement de la pompe de prélubrification 29. Toutefois, le dispositif temporisation 58 maintient encore le moteur 30 en marche pendant quelques secondes pour assurer une fluidité dans le fonctionnement du dispositif. La coupure définitive de l'envoi d'une impulsion (-) sur la bobine 39 coupe l'alimentation du moteur électrique 5 30, mais le dispositif reste en veille pendant tout le fonctionnement du moteur 1 et il suffit que la sonde 19 détecte une diminution de pression pour qu'il recommence à fonctionner. L'excès de flux d'huile créé lorsque la pompe de 10 prélubrification 29 et la pompe à huile du moteur 1 fonctionnent simultanément, est maîtrisé par la valve de réglage de pression d'huile 31 associée à la pompe de prélubrification 29 (voir figure 1) et à celle (non représentée) incorporée dans la pompe à huile du moteur 1. 15 L'avertisseur 57 est branché, par l'intermédiaire du connecteur 42, dans la sortie du relais 40 de façon que le conducteur du véhicule soit ainsi averti (par un signal sonore ou visuel) du fonctionnement de la pompe de prélubrification 29. L'effet bénéfique du dispositif de prélubrification, pour le moteur du véhicule, est maximum le matin ou après un arrêt prolongé. En cas d'utilisations fréquentes du véhicule, si le conducteur trouve gênant le retard de quelques secondes apporté au démarrage du véhicule, un 25 dispositif de neutralisation de la pompe de prélubrification peut alors être prévu. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives 30 pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Il REVENDICATIONS 1. Procédé de prélubrification d'un moteur à combustion interne de véhicule, caractérise en ce qu'il comprend les opérations qui consistent: - le moteur étant à l'arrêt, à créer dans celui-ci une pression d'huile de prélubrification par branchement du contact du véhicule, - puis en actionnant le démarreur (56) du véhicule, à ne réaliser le démarrage du moteur (1) que lorsque la 10 pression d'huile dans celui-ci a atteint une valeur prédéterminée, - à couper automatiquement la fourniture de la dite pression d'huile de prélubrification lorsque la pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur (1) a atteint sa valeur normale de fonctionnement. 2. Procédé de prélubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire consistant à créer automatiquement à nouveau la dite pression d'huile de 20 prélubrification dès que la pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur (1) tombe sous une valeur prédéterminée. 3. Procédé de prélubrification selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce 25 que la dite coupure automatique de la pression d'huile de prélubrification, se produisant lorsque la pression d'huile fournie par la pompe à huile du moteur atteint sa valeur normale de fonctionnement, est retardée d'un temps prédéterminé. 4. Dispositif de prélubrification pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe à huile de prélubrification (29), un moteur électrique auxiliaire (30) relié à la dite pompe à huile de prélubrification (29), des moyens d'alimentation électrique du dit moteur auxiliaire (30) assurant, lorsque le contact du véhicule 5 est branché et lorsque la pression d'huile dans le moteur (1) est inférieure à une valeur prédéterminée, la mise en marche du dit moteur auxiliaire (30) et l'actionnement de la dite pompe à huile de prélubrification (29) pour créer une pression d'huile de prélubrification dans le moteur 10 (1), et des moyens d'alimentation électrique du démarreur (56) du véhicule ne permettant l'actionnement de ce démarreur (56) et la mise en marche du moteur (1) que lorsque la pression d'huile dans le moteur (1) a atteint sa valeur de travail, les dits moyens d'alimentation 15 électrique du moteur auxiliaire (30) étant automatiquement coupés lorsque la pression d'huile dans le moteur (1) a atteint sa valeur normale de travail. 5. Dispositif de prélubrification selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens 20 d'alimentation électrique du moteur auxiliaire (30) comprennent deux relais (40,47), dont un premier relais (40) destiné à alimenter le pôle négatif du moteur auxiliaire (30) se ferme lorsque la pression d'huile dans le moteur (1) est inférieure à une valeur prédéterminée, et 25 dont le second relais (47) est destiné à alimenter le pôle positif du moteur auxiliaire (30) et se ferme lors du branchement du contact électrique (A) du véhicule. 6. Dispositif de prélubrification selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce 30 que le moyen d'alimentation électrique du démarreur (56) du véhicule comprend un relais (51) qui se ferme lorsque le contact du véhicule est en position de démarrage (S) et la pression d'huile dans l'enceinte du moteur (1) a atteint une valeur prédéterminée. 7. Dispositif de prélubrification selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce 5 que le dit premier relais (40) du moyen d'alimentation électrique du pôle négatif du moteur auxiliaire (30) s'ouvre automatiquement lorsque la pression d'huile dans le moteur (1) atteint la dite valeur prédéterminée, en coupant le dit moteur auxiliaire (30). 8. Dispositif de prélubrification selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par une pièce de support (5) associée au filtre à huile (6) du moteur (1), cette pièce de support (5) étant reliée, par l'intermédiaire de clapets anti-retour (15,16-21,22), d'une 15 part à une conduite d'alimentation en huile de prélubrification (23) venant de la pompe de prélubrification (29) et d'autre part à une conduite d'alimentation en huile de lubrification venant de la pompe à huile du moteur (1), et étant reliée par un orifice de 20 sortie d'huile filtrée à une conduite centrale de graissage du moteur (1). 9. Dispositif de prélubrification selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par une pièce de liaison (32) reliant le carter d'huile (28) du 25 moteur (1) à la pompe de prélubrification (29), la dite pièce de liaison (32) comprenant intérieurement deux conduits (33,34) en communication et orientés à 90 l'un de l'autre, l'un (33) de ces deux conduits coopérant avec une ouverture (35) du carter d'huile (29) et l'autre (36) de 30 ces deux conduits étant raccordé à la conduite (23) d'alimentation de la pompe de prélubrification (29). 10. Dispositif de prélubrification selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un dispositif de temporisation (58) est prévu pour retarder d'un temps déterminé la dite coupure automatique du moteur auxiliaire (30). 11. Dispositif de prélubrification selon l'une 5 quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'un système de signalisation (57) du fonctionnement de la pompe à huile de prélubrification (29) est associé au moyen d'alimentation électrique du moteur auxiliaire (30). 12. Dispositif de prélubrification selon l'une 10 quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de neutralisation de la pompe à huile de prélubrification (29).