Brevet FR2852055A1 — publié le 20040910

DISPOSITIF DE LUBRIFICATION La présente invention se rapporte à un dispositif de lubrification pour moteur thermique. On sait que le démarrage à froid d'un moteur thermique réduit la durée de vie des pièces en mouvement de l'ordre de 20 à 40 % en fonction du type de 5 moteur. Les moteurs thermiques comprennent généralement un circuit d'huile assurant la lubrification des pièces en mouvement pour réduire les frottements entre lesdites pièces, absorber la chaleur et réduire l'échauffement desdites pièces afin de limiter une usure prématurée. Une pompe couplée à l'arbre moteur assure généralement la mise sous pression de l'huile. Si ces moyens de lubrification sont performants lors du fonctionnement du moteur, on constate qu'au démarrage, pendant les premières secondes, ils n'assurent pas, ou d'une manière insuffisante, la lubrification des pièces en mouvement si bien que ces dernières s'usent prématurément. Cette usure en raison de moyens de lubrification inefficaces au démarrage est accentuée pour 15 les moteurs diesels du fait d'un taux de compression plus élevé et de pièces en mouvement d'inertie plus importante. Une première solution consiste à utiliser une huile de lubrification élaborée avec une viscosité à froid faible lui permettant d'être efficace au démarrage lorsque le moteur est froid. Toutefois, ces huiles élaborées se dégradent rapidement et 20 il est nécessaire de réduire la période séparant deux vidanges si bien que cette solution n'est pas satisfaisante. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de lubrification de conception simple, susceptible d'assurer une lubrification efficace au moment du démarrage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de lubrification, plus 5 particulièrement adapté au moteur thermique, comprenant un circuit de lubrifiant, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir susceptible de stocker du lubrifiant relié au circuit ainsi qu'un piston susceptible d'expulser en partie ou en totalité le lubrifiant du réservoir vers le circuit, notamment juste avant ou au moment du démarrage. Ce dispositif permet dès le démarrage d'avoir une pression dans le circuit de lubrification adéquate assurant une lubrification satisfaisante. Selon un mode de réalisation préféré, il comprend des moyens électromagnétiques maintenant le piston dans une première position et des moyens de rappel permettant d'une part de maintenir dans une seconde position 15 le piston, et d'autre part, de permettre la translation du piston de la première position vers la seconde position afin d'expulser le lubrifiant du réservoir. Cet agencement permet de réduire la quantité d'énergie nécessaire pour atteindre la pression adéquate au moment du démarrage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va 20 suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure IA est une vue en coupe d'un dispositif de lubrification pour moteur thermique dans une première position, et - la figure 1B est une vue en coupe du dispositif de la figure 1A dans une seconde 25 position. Sur les différentes figures, on a représenté en 10 un dispositif de lubrification pour moteur thermique susceptible de s'intégrer dans un circuit de lubrification, notamment d'huile, non représenté. De manière connue, le circuit de lubrification comprend généralement une pompe permettant la mise sous pression ( 6 à 8 bars), couplée à l'arbre moteur. Ainsi lorsque le moteur est à l'arrêt, la pompe ne fonctionne pas et la pression de l'huile dans le circuit diminue. Lors du démarrage, il est nécessaire d'attendre 5 quelques secondes avant que l'huile n'atteigne la pression de fonctionnement de l'ordre de 6 à 8 bars. Selon l'invention, le dispositif de lubrification comprend des moyens pour injecter de l'huile dans le circuit au moment du démarrage, ou juste avant, de manière à augmenter la pression de l'huile dans le circuit sans avoir recours à la 10 pompe du circuit assurant la mise sous pression de l'huile en fonctionnement normal. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un réservoir 12 susceptible de stocker du lubrifiant, notamment de l'huile, relié via un conduit 14 au circuit de lubrification du moteur ainsi qu'un piston 16 susceptible d'expulser en partie 15 ou en totalité l'huile du réservoir vers le circuit comme illustré par la flèche 18 sur la figure 1A. Selon l'invention, le piston en matériau magnétique se translate entre deux positions extrêmes illustrées respectivement par les deux figures, des moyens 20 électromagnétiques permettant de maintenir dans une première position le 20 piston 16, correspondant au réservoir rempli illustré par la figure 1B et des moyens 22 de rappel permettant d'une part de maintenir dans une seconde position le piston 16, correspondant au réservoir vide illustré par la figure lA, et d'autre part, de permettre la translation du vérin de la première position vers la seconde position. Avantageusement, les moyens 20 électromagnétiques comprennent un aimant permanent permettant de maintenir le piston dans la première position et une bobine susceptible d'annuler le champ magnétique de l'aimant lorsqu'elle est excitée, et de libérer le piston. En variante, la bobine est susceptible d'émettre dans un premier état un champ magnétique qui renforce les effets du champ magnétique de l'aimant permanent et dans un second état un champ magnétique qui réduit ou annule les effets du champ magnétique de l'aimant permanent. Ainsi, le piston est libéré par inversion de la polarisation de la bobine. Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir 12 se présente sous la forme d'un corps 24 dans lequel peut coulisser le piston 16 entre les deux positions dites extrêmes illustrées respectivement par les figures IA et lB. Le corps 24 comprend un alésage 26 dans lequel peut coulisser le piston 16 de section 10 cylindrique, des moyens d'étanchéité adéquats étant interposés entre le piston 16 et l'alésage 26. L'alésage comprend, à une extrémité, une première paroi 28 délimitant avec le piston 16 une première chambre 30 susceptible de stocker l'huile et communiquant via un orifice 32 avec le conduit 14, et à l'autre extrémité, une 15 paroi 34 délimitant avec le piston 16 une seconde chambre 36 dans laquelle sont logés les moyens 22 de rappel, sous forme d'un ressort par exemple, ainsi que les moyens 20 électromagnétiques solidaires de ladite paroi 34. Comme illustré par les figures, le ressort est centré à chacune de ses extrémités, d'une part par un épaulement ménagé au niveau d'une des faces du 20 piston, et d'autre part, par les moyens 20 électromagnétiques de forme cylindrique et tend à maintenir écarter le piston 16 et la paroi 34. Des moyens de connexion électrique sont prévus afin d'alimenter la bobine des moyens 20 électromagnétiques. Ainsi, une simple impulsion suffit à exciter la bobine et à libérer le piston 16 qui expulse l'huile présente dans le réservoir 12 25 vers le circuit de lubrification du moteur sous la poussée du ressort. On note que la quantité d'énergie nécessaire pour augmenter la pression d'huile dans le circuit est très faible grâce au dispositif de l'invention et qu'elle n'est en rien comparable à l'énergie utilisée par une pompe pour parvenir à un résultat s' sensiblement équivalent. Ainsi, une simple impulsion électrique suffit, ladite impulsion provenant par exemple du contacteur à clef, entre la position mise sous tension et démarrage, lorsque l'utilisateur du véhicule démarre le moteur. Pour réarmer le dispositif de l'invention et assurer la translation du piston de la 5 seconde position illustrée par la figure 1A vers la première position illustrée par la position 1B, on utilise la pression du fluide dans le circuit de lubrification qui exerce un effort supérieur à celui des moyens 22 de rappel lorsque le moteur fonctionne. bès que le piston 16 revient dans le champ électromagnétique produit par l'aimant des moyens 20 électromagnétiques il est de nouveau maintenu dans 10 la position illustrée par la figure lB par lesdits moyens 20. En complément, des moyens 38 d'ajutage sont prévus, par exemple au niveau de la paroi 34, pour assurer l'échappement et l'introduction d'air dans la seconde chambre 36. De ce fait, la vitesse de déplacement du piston 16 peut être ajustée en réglant les moyens 38 d'ajutage. Ces moyens 38 d'ajutage sont de préférence 15 équipés d'un filtre. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice 32 comprend des moyens 40 d'ajutage permettant de régler le débit de l'huile. Avantageusement, ces moyens 40 d'ajutage permettent un réglage du débit en fonction de la direction du flux d'huile, de préférence un débit entrant dans le réservoir plus faible que 20 le débit sortant. A cet effet, l'orifice 32 comprend un premier alésage 42 relié au circuit de lubrification et un second alésage 44 débouchant dans le réservoir 12 de diamètre inférieur au premier alésage, une portée conique 46 reliant les deux alésages 42 et 44. En complément, les moyens 40 d'ajutage comprennent un clapet 48 avec une section extérieure inférieure à celle du premier alésage 42, un conduit longitudinal 50 de faible section et une face terminale dont la forme est adaptée à la portée conique 46. Ce clapet 48 est susceptible de se translater dans se l'alésage 42 et de venir se plaquer contre la portée conique 46, autorisant le passage de l'huile uniquement via le conduit 50 à faible section, comme illustré par la figure lB, ou de s'écarter de la portée conique 46 et autoriser le passage de l'huile via le conduit 50 mais également autour du clapet 48 assurant ainsi un 5 débit plus important, comme illustré par la figure IA. Une bague 52 est prévue pour limiter la translation du clapet 48. Avantageusement, les mouvements du clapet sont générés par la pression du liquide et par des formes adaptées dudit clapet. Le dispositif de l'invention peut s'adapter aussi bien sur des moteurs neufs que 10 sur des moteurs existants. Il peut s'intégrer dans le circuit de lubrification par exemple entre le filtre à huile et son support. Le dispositif de l'invention peut s'adapter à tous les moteurs thermiques, tant les véhicules terrestres que maritimes. Par ailleurs, ce dispositif peut être utilisé avec tous types de lubrifiant. Enfin, on pourrait prévoir d'autres moyens pour générer le déplacement du piston et provoquer l'expulsion du lubrifiant du réservoir, la solution décrite étant simplement la plus avantageuse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lubrification, plus particulièrement adapté au moteur thermique, comprenant un circuit de lubrifiant, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (12) susceptible de stocker du lubrifiant relié au circuit ainsi qu'un piston (16) susceptible d'expulser en partie ou en totalité le lubrifiant du réservoir vers le circuit. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (20) électromagnétiques maintenant le piston (16) dans une première position et des moyens (22) de rappel permettant d'une part de maintenir dans une seconde position le piston (16), et d'autre part, de permettre la translation 10 du piston (16) de la première position vers la seconde position afin d'expulser le lubrifiant du réservoir (12). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (20) électromagnétiques comprennent un aimant permettant de maintenir le piston (16) dans la première position et une bobine susceptible d'annuler le champ 15 magnétique de l'aimant lorsqu'elle est excitée, et de libérer le piston. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le réservoir (12) se présente sous la forme d'un corps (24) avec un alésage (26) dans lequel peut coulisser le piston (16), ledit alésage comprenant, à une extrémité, une première paroi (28) délimitant avec le piston (16) une première 20 chambre (30) susceptible de stocker le lubrifiant et communiquant via un orifice (32) avec le circuit de lubrifiant, et à l'autre extrémité, une paroi (34) délimitant avec le piston (16) une seconde chambre (36) dans laquelle sont logés les moyens (22) de rappel ainsi que les moyens (20) électromagnétiques solidaires de ladite paroi (34). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (38) d'ajutage réglables pour assurer l'échappement et l'introduction d'air dans la seconde chambre (36). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en 5 ce qu'il comprend des moyens (40) d'ajutage permettant de régler le débit du lubrifiant sortant et entrant dans le réservoir. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (40) d'ajutage permettent un réglage du débit différent entre le flux entrant et sortant, le flux sortant ayant un débit plus important que le flux entrant. 8. Procédé de fonctionnement d'un dispositif de lubrification, plus particulièrement adapté au moteur thermique, comprenant un circuit de lubrifiant, caractérisé en ce qu'il consiste à stocker du lubrifiant dans un réservoir relié au circuit et à injecter dans le circuit du lubrifiant juste avant ou au moment du démarrage. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre une impulsion électrique juste avant ou au moment du démarrage à des moyens (20) électromagnétiques afin de libérer un piston, ledit piston soumis à l'effort de moyens (22) de rappel expulsant le lubrifiant contenu dans le réservoir en direction du circuit.