Brevet FR2877037A1 — publié le 20060428

Pompe à huile à rapport d'entraînement variable. L'invention concerne un dispositif d'entraînement à 5 rapport variable de la pompe à huile d'un véhicule automobile. Le besoin en pression d'huile des différents consommateurs d'huile augmente avec la vitesse de rotation du moteur; cependant, à partir d'un certain seuil, ces éléments consommateurs n'ont plus besoin d'une augmentation de pression supplémentaire. Afin d'éviter une pression d'huile supérieure au juste nécessaire (fiabilité / consommation d'essence), les pompes à huile des moteurs à combustion sont équipées d'un dispositif limiteur de pression. Ce dispositif est constitué, le plus souvent, d'un clapet de décharge, mettant en communication les chambres haute pression et basse pression . En effet, lorsque l'effort exercé par la pression sur la surface du clapet dépasse l'effort résistant du ressort, le clapet se déplace, mettant en communication directe ces deux chambres, et limitant donc la pression. Le seuil de pression à partir duquel un besoin d'augmentation n'est plus nécessaire varie avec la température. En effet, à des températures très basses, basses et moyennes (par exemple, inférieures à 90-110 C), ce seuil est très inférieur à celui des hautes températures. Le seuil-enveloppe est donc celui des hautes températures. Pour les températures plus faibles, la pression d'huile est supérieure au juste nécessaire, et donc la pompe à huile gaspille de l'énergie. On y a partiellement remédié en prévoyant des pompes électriques ou des pompes à cylindrée variable. Mais ces solutions pèchent par leur fiabilité, la consommation énergétique (le rendement global n'est pas très bon du fait des rendements de conversion électromécaniques) ou le dimensionnement du circuit électrique. Le document GB 1 155 079 fait connaître un dispositif d'entraînement à rapport variable destiné à des équipements auxiliaires d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ces équipements pouvant être le générateur, le ventilateur, la pompe à huile utilisée pour la direction assistée, etc. Afin d'augmenter la puissance délivrée à ces dispositifs auxiliaire à bas régime du moteur sans avoir une puissance excessive à un régime élevé, le document propose d'incorporer un système d'engrenage à rapports variables entre le vilebrequin et le dispositif auxiliaire. Une telle solution est relativement complexe et résout seulement partiellement le problème, à savoir celui de la différence entre le bas régime et le haut régime du moteur, mais non le problème lié à la température. L'invention vise à proposer une solution alternative au même problème, ne présentant pas ces inconvénients. L'invention atteint son but grâce à un dispositif d'entraînement d'une pompe à huile d'un moteur à combustion interne, dans lequel la pompe est entraînée par le vilebrequin du moteur au travers dudit dispositif agencé pour fournir des rapports d'entraînement variable, caractérisé en ce que le dispositif est un dispositif à deux poulies à gorge variable reliées par une transmission sans fin, les poulies comportant des joues coniques dont l'écartement est variable et ajusté par un actionneur. L'actionneur peut être mécanique, thermique ou électromécanique. Avantageusement, l'actionneur est asservi à la température de l'huile. De préférence, l'asservissement est réalisé par un calculateur recevant des informations sur le régime du moteur par un compte-tour et sur la température de l'huile par un capteur disposé dans le circuit d'huile. Avantageusement, le calculateur asservit l'écartement des joues des poulies selon deux fonctions, d'une part une fonction de démarrage, avec un ratio et pour une durée qui dépendent de la température de l'huile, et d'autre part une fonction de croisière, avec un ratio qui dépend de la température et du régime du moteur. Selon une caractéristique préférée, l'actionneur permet d'entraîner la pompe selon un rapport d'entraînement qui croît avec la température d'huile et qui décroît en fonction du régime: la calibration est faite en fonction de la perméabilité du moteur et de l'ensemble les besoins des consommateurs du circuit d'huile. Le but est de faire tourner la pompe à huile au régime minimum permettant de garantir à chaque instant, et au juste nécessaire, l'ensemble des besoins des consommateurs du circuit d'huile. La transmission sans fin peut être une chaîne ou une courroie selon la durée de vie et le couple que l'on désire pouvoir passer. Le rapport d'entraînement variable de la pompe à huile permet de réduire la cylindrée de la pompe à huile. Cette réduction de la cylindrée présente les avantages suivants: encombrement réduit, puissance d'entraînement de la pompe (plus faible, elle réduit la consommation en carburant du véhicule), durée de vie de la pompe à huile (régime de rotation moyen abaissé), suppression dii clapet de décharge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation de l'invention. On se référera aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 montre schématiquement le dispositif conforme à l'invention entre le vilebrequin d'un moteur et la pompe à huile. - Les figures 2 et 3 illustrent deux rapports 5 d'entraînement, respectivement long et court. - La figure 4 est un graphique illustrant un exemple de loi liant la température de l'huile T au rapport d'entraînement R - La figure 5 est un graphique illustrant un exemple 10 de loi liant la température de l'huile T au temps t d'amorçage. - La figure 6 est un graphique illustrant un exemple de loi liant le rapport d'entraînement R à la température de l'huile T et au régime M du moteur. Le dispositif d'entraînement à rapport variable 1 est disposé entre le vilebrequin 2 d'un moteur thermique et la pompe à huile 3 aspirant l'huile d'une bâche 9 et la débitant sous pression dans un circuit 8. Le dispositif 1 comporte deux poulies 4 et 5 à gorge variable montées respectivement en bout de l'arbre 6 du vilebrequin 2 et sur l'arbre 7 d'entraînement de la pompe 3. De manière connue en soi, par exemple par le document FR 2 573 157 ou US 2 553 505, chaque poulie à gorge variable 4, 5 est constituée d'un flasque ou joue 4a, 5a fixe sur l'arbre 6, 7 et d'une joue 4b, 5b mobile en translation sur l'arbre 6, 7 de manière que l'écartement des deux joues puisse être modifié. Les deux joues ont un flan intérieur conique de sorte que, én fonction de leur écartement, elles peuvent accueillir, plus ou moins près de l'arbre, une courroie sans fin 10 à section trapézoïdale. Sur la figure 2, les deux joues 4a, 4b de la poulie 4 sont les plus rapprochées possible tandis que celles 5a, 5b de la poulie 5 sont éloignées: la courroie 10 forme donc un arc de grand rayon dans la poulie 4 et de petit rayon dans la poulie 5. Le rapport d'entraînement est à son maximum. La situation est inversée dans la figure 3 où le rapport est à son minimum. Bien entendu, toutes les situations intermédiaires sont possibles et il existe une infinité de rapports de démultiplication. La modification du ratio nécessite un actionneur: celui-ci peut être mécanique (et être asservi aux forces centrifuges et/ou à la pression d'huile), thermique à l'aide de cire, ou électromécanique (vérin). La stratégie de variation dans le cas d'une commande électromécanique peut être la suivante. Le moteur est équipé d'un compte-tour 15 associé par exemple au vilebrequin 2 et d'un capteur 13 de température d'huile situé dans le circuit d'huile 8, de préférence en aval du refroidisseur d'huile et dans un endroit où le circuit d'huile ne se vidange pas à l'arrêt du moteur L'information de température d'huile du capteur 13 et celle de régime donnée par le compte-tour 15 est envoyée à un calculateur 14 de moteur qui peut envoyer des signaux de commande aux actionneurs respectifs des poulies 4 et 5, symbolisés par les doubles flèches 11 et 12. Le ratio d'entraînement varie selon deux possibilités: A. Le moteur est éteint et on s'apprête à le démarrer. Le calculateur calcule le rapport d'entraînement R idéal en fonction de la température d'huile mesurée T, à partir d'une loi R = f (T) ou par interpolation dans une table. La loi est par exemple celle représentée en figure 4. Le moteur étant démarré, ce ratio R est conservé pendant une durée t suffisante pour amorcer l'ensemble du circuit d'huile. Le calculateur 14 détermine cette durée t en fonction de la température d'huile mesurée T, à partir d'une loi t = g (T) ou par interpolation dans une table. La loi est par exemple celle représentée en figure 5. Le ratio R et le temps d'amorçage T pourrait aussi être définis en fonction de lois faisant également intervenir le temps d'arrêt du moteur. B. Le moteur étant démarré et le temps d'amorçage étant passé, le calculateur va calculer le rapport d'entraînement idéal R en fonction de la température d'huile mesurée T et le régime moteur M mesuré et introduit dans le calculateur 14, selon une loi à deux variables R = f (T, M), telle que celle représentée en figure 6. Comme on le voit sur ce graphique, en croisière, le calculateur 14 permet d'entraîner la pompe selon un ratio R d'entraînement qui croît avec la température d'huile T et qui décroît en fonction du régime M. 15 30 2877037 7 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement d'une pompe à huile (3) d'un moteur à combustion interne, dans lequel la pompe (3) est entraînée par le vilebrequin (2) du moteur au travers dudit dispositif (1) agencé pour fournir des rapports d'entraînement variable, caractérisé en ce que le dispositif (1) est un dispositif à deux poulies (4, 5) à gorge variable reliées par une transmission sans fin (10), les poulies (4, 5) comportant des joues coniques dont l'écartement est variable et ajusté par un actionneur (11,12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (11, 12) est asservi à la température de l'huile. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'asservissement est réalisé par un calculateur (14) recevant des informations sur le régime du moteur par un compte-tour (15) et sur la température de l'huile par un capteur (13) disposé dans le circuit d'huile. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calculateur (14) asservit l'écartement des joues des poulies selon deux fonctions: -une fonction de démarrage, avec un ratio (R) et pour une durée (t) qui dépendent de la température (T), -une fonction de croisière, avec un ratio (R) qui dépend de la température (T) et du régime (M) du moteur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en croisière, le calculateur (14) permet d'entraîner la pompe selon un ratio (R) d'entraînement qui croît avec la température d'huile (T) et qui décroît en fonction du régime (M).