Brevet FR2941010A1 — publié le 20100716

La présente invention a pour objet un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne. Un tel dispositif comporte classiquement un carter d'huile monté à la partie inférieure du carter du bloc moteur. Ce carter d'huile a pour fonction de permettre de stocker l'huile de lubrification et coopère avec un circuit de lubrification équipé d'une pompe qui permet d'aspirer l'huile qui y est contenue au travers d'une crépine pour la refouler vers les différentes pièces du moteur devant être lubrifiées (paliers de vilebrequin, bielles, piston, arbre à cames...). Il est à noter que le circuit de lubrification doit être équipé d'un clapet de décharge monté en dérivation à la sortie de la pompe à huile pour limiter la pression dans ce circuit à une valeur en règle générale d'environ 3 à 4 bars afin de ne pas surcharger cette pompe à huile et d'éviter une consommation d'huile excessive. Le carter d'huile des moteurs à combustion interne coopère en outre avec des moyens de recyclage permettant de récupérer l'huile en excès et de la transférer dans le carter d'huile pour pouvoir être à nouveau aspirée par la pompe à huile. Dans les moteurs classiques, ces moyens de recyclage sont 20 simplement constitués par des retours conçus de sorte que l'huile en excès retombe dans le carter d'huile sous l'action de sa gravité. Un tel dispositif de lubrification s'avère globalement satisfaisant dans le cas de moteurs de petite cylindrée mais présente toutefois un certain nombre d'inconvénients, en particulier liés à la faible quantité 25 d'huile de lubrification contenue dans le carter d'huile qui oblige à des maintenances fréquentes, et en outre à des problèmes rencontrés lors du démarrage à froid du fait de la faible température de l'huile aspirée par la pompe à huile. De plus, les moteurs équipés de dispositifs de lubrification 30 classiques de ce type ont nécessairement une hauteur relativement importante. Pour remédier à ces inconvénients, il a déjà été proposé d'équiper des moteurs à combustion interne de dispositifs de lubrification dits � à carter sec �. 35 Dans de tels dispositifs, le carter d'huile ne sert que de col-lecteur d'huile, et l'huile en excès qui retombe dans ce carter est immédiatement aspirée par une pompe d'épuisement vers un réservoir d'huile additionnel. 2 L'huile contenue dans ce réservoir est aspirée par une pompe à huile puis refoulée vers les différentes pièces du moteur devant être lubrifiées. Un tel dispositif de lubrification � à carter sec � présente l'avantage de permettre d'augmenter la quantité d'huile du moteur et donc d'espacer les intervalles de maintenance et en outre de permettre de réduire la hauteur du moteur ce qui correspond à un avantage appréciable dans le cas de moteurs de grosse cylindrée ; il est toutefois particulière-ment complexe et coûteux en particulier du fait de la présence obligatoire de deux pompes d'aspiration. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne conçu de manière à permettre de profiter des avantages des dispositifs � à carter sec � sans en présenter les inconvénients. Selon l'invention, un tel dispositif est caractérisé en ce que les moyens de recyclage de l'huile de lubrification en excès comportent un réservoir d'huile additionnel situé à proximité du carter d'huile auquel il est relié par une conduite de recyclage qui plonge dans l'huile contenue dans ce réservoir et débouche à sa surface par un orifice de récupération. Ce réservoir d'huile additionnel est alimenté par de l'huile de recyclage constituée par de l'huile en excès provenant du haut moteur (culasse, turbo...) et par de l'huile refluée par le clapet de décharge en fonction des conditions de fonctionnement du moteur (démarrage à froid ou régime élevé). En revanche, l'huile en excès provenant de la partie basse du moteur (paliers de vilebrequin, arbre à cames...) retombe directement dans le carter d'huile qui contient par suite constamment une quantité notable d'huile de lubrification. Dans cette mesure, le dispositif de lubrification conforme à 30 l'invention peut être qualifié de dispositif de lubrification à � carter semi sec �. Ce dispositif est en outre équipé d'organes de réglage sensibles à la température du moteur pour permettre de réchauffer l'huile aspirée par la pompe à huile en cas de démarrage à froid. 35 Il s'agit là d'une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention. Ces organes de réglage sont de préférence constitués par une cloison de guidage coudée comportant une première branche 3 s'étendant au-dessus de la surface de l'huile contenue dans le réservoir d'huile additionnel et se prolongeant essentiellement verticalement dans cette huile par une seconde branche. La première branche de la cloison de guidage est équipée 5 d'une vanne thermostatique montée au-dessus de l'orifice de récupération de la conduite de recyclage. Selon l'invention, cette vanne thermostatique est mobile entre d'une part une position ouverte dans laquelle l'huile de recyclage pénètre directement dans la conduite de recyclage pour être transférée dans le 10 carter d'huile, et d'autre part une position fermée dans laquelle l'huile de recyclage s'écoule le long des deux branches de la cloison de recyclage et se mélange à l'huile contenue dans le réservoir d'huile additionnel. La vanne thermostatique passe de la position ouverte à la position fermée en présence d'une température prédéfinie du moteur qui 15 est de préférence réglable. Par suite, en cas de démarrage à froid, c'est-à-dire lorsque la vanne thermostatique est ouverte, le moteur est rapidement réchauffé grâce au petit volume d'huile en excès directement transféré dans le carter d'huile par la conduite de recyclage ; l'huile stockée dans le réservoir 20 d'huile additionnel n'est alors pas utilisée. Au contraire, lorsque le moteur est chaud, la vanne thermostatique est fermée et l'huile de recyclage est transférée dans le réservoir d'huile additionnel et se mélange à l'huile déjà contenue dans ce réservoir. 25 Un tel système présente l'avantage de permettre de faciliter dans une large mesure les démarrages à froid du moteur. Il est par ailleurs à noter que les moteurs à combustion in-terne sont classiquement équipés d'un système de décantation des gaz de carter ; un tel système permet de séparer les particules d'huile en suspen- 30 Sion dans ces gaz pour les recycler dans le carter d'huile. Il est en règle générale intégré au couvre-culasse et contribue par suite notablement à l'augmentation de la hauteur du moteur. La présente invention a également pour objet de remédier à cet inconvénient. 35 A cet effet, et selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le réservoir d'huile additionnel est équipé à sa partie supérieure d'un élément de décantation des gaz de carter équipé 4 d'une tubulure permettant de transférer dans ce réservoir les particules d'huile en suspension dans ces gaz ayant été séparées par décantation. Les caractéristiques du dispositif de lubrification qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux des- sins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma illustratif de la configuration et du mode de fonctionnement du dispositif de lubrification lorsque la vanne thermostatique est en position fermée, la figure 2 est un schéma correspondant à la figure 1 mais représentant la vanne thermostatique en position ouverte, les figures 3a et 3b représentent respectivement un moteur à combustion interne équipé d'un système de lubrification conforme à l'art antérieur et un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de lubrification conforme à l'invention. 15 Selon les figures 1 et 2, le dispositif de lubrification comporte un carter d'huile 2 ayant pour fonction de stocker l'huile de lubrification du moteur à combustion interne. Le dispositif de lubrification comporte également un circuit de lubrification 3 équipé d'une pompe à huile 4 qui aspire l'huile de lubri- 20 fication contenue dans le carter d'huile 2 au travers d'une crépine 5 de façon à la refouler sous pression vers les différentes pièces du moteur 1 devant être lubrifiées. Un clapet de décharge 6 est monté en dérivation à la sortie de la pompe à huile 4 pour limiter la pression dans le circuit de lubrifica-25 tion 3. Selon les figures 1 et 2, le carter d'huile 2 est associé à un réservoir d'huile additionnel 7 situé à proximité de ce carter et relié à celui-ci par une conduite de recyclage 8. Cette conduite 8 plonge dans l'huile 9 contenue dans le ré- 30 servoir 7 et débouche à sa surface par un orifice de récupération 10. Le réservoir d'huile additionnel 7 est fermé par un bouchon 11 et est alimenté par de l'huile de recyclage constituée par de l'huile en excès 12 provenant du haut moteur et le cas échéant par de l'huile 13 refluée par le clapet de décharge 6 (figure 2). 35 Des organes de retour 14 permettent de recycler directe-ment l'huile en excès provenant de la partie basse du moteur 1 dans le carter d'huile 2. Selon les figures 1 et 2, le réservoir d'huile additionnel 7 est équipé d'une cloison de guidage coudée dont une première branche 15 s'étend au-dessus de la surface de l'huile 9 et se prolonge essentiellement verticalement en plongeant dans cette huile par une seconde branche 16. 5 La première branche 15 de la cloison de guidage est équipée d'une vanne thermostatique 17 montée directement au-dessus de l'orifice de récupération 10 de la conduite de recyclage 8. La vanne thermostatique 17 est tarée de manière à s'ouvrir automatiquement lorsque la température du moteur est située en dessous d'une valeur prédéfinie et à se fermer lorsque cette température est située au-dessus de cette valeur prédéfinie. Selon la figure 1, lorsque la vanne thermostatique est fermée, c'est-à-dire lorsque le moteur est chaud, l'huile de recyclage s'écoule le long de la cloison de guidage 15, 16 comme schématisé par la flèche et pénètre dans le réservoir d'huile additionnel 9 pour se mélanger à l'huile qui y est déjà contenue. Simultanément de l'huile 9 située en surface pénètre dans l'orifice de récupération 10 de la conduite de recyclage 8 pour être transférée dans le carter d'huile 2. Selon la figure 2, lorsque la vanne thermostatique 17 est ouverte, c'est-à-dire lorsque le moteur est froid, l'huile de recyclage pénètre dans la conduite de recyclage 8 par l'orifice de récupération 10 et l'huile 9 contenue dans le réservoir d'huile additionnel 7 est non utilisée et simplement stockée dans ce réservoir. L'huile ainsi recyclée par la conduite de recyclage 8 est donc directement transférée dans le carter 2. Par suite, ce carter contient alors un petit volume d'huile 18 permettant un réchauffement rapide du moteur 1. Selon les figures 1 et 2, le réservoir d'huile additionnel 7 est 30 également équipé à sa partie supérieure d'un élément de décantation des gaz de carter 19 alimenté par une soupape 20. Les particules d'huile en suspension dans les gaz de carter se séparent et se rassemblent dans cet élément 19 avant d'être transférées dans le réservoir d'huile additionnel 7 par une conduite 21. 35 Selon la figure 3a, dans un moteur équipé d'un système de lubrification classique, le carter d'huile A est de relativement grande dimension et l'élément de décantation B des gaz de carter est intégré au couvre-culasse. 6 Suite à cette configuration, le moteur a une hauteur H 1. Selon la figure 3b, le carter d'huile 2 est associé conformé-ment à l'invention présentement revendiquée à un réservoir d'huile additionnel 7 équipé d'un élément de décantation des gaz de carter 19 à sa partie supérieure ; le carter d'huile 2 est par suite de dimension moindre et la hauteur totale du moteur 1 peut être ramenée à une valeur H2 nettement inférieure à Hl. Cette réduction de la hauteur du moteur permet aux fabricants de véhicules automobiles d'abaisser le centre de gravité du moteur. io NOMENCLATURE 1. Dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne 2. Carter d'huile 3. Circuit de lubrification 4. Pompe à huile 5. Crépine 6. Clapet de décharge 7. Réservoir d'huile additionnel 8. Conduite de recyclage 9. Huile 10. Orifice de récupération 11. Bouchon 12. Huile en excès 13. Huile 14. Organes de retour 15. Première branche 16. Seconde branche 17. Vanne thermostatique 18. Petit volume d'huile 19. Gaz de carter 20. Soupape 21. Conduite A. Carter d'huile B. Elément de décantation H 1. Hauteur d'un moteur conforme à l'art antérieur H2. Hauteur d'un moteur conforme à l'invention30 REVENDICATIONS1 °) Dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne comportant un carter d'huile (2) permettant de stocker de l'huile de lubrification et coopérant avec un circuit de lubrification (3) équipé d'une pompe (4) permettant d'aspirer l'huile contenue dans le carter d'huile (2) au travers d'une crépine (5) et de la refouler sous une pression prédéfinie vers les différentes pièces du moteur (1) devant être lubrifiées, ainsi qu'avec des moyens de recyclage permettant de récupérer l'huile en excès et de la transférer dans le carter d'huile (2) pour pouvoir être à nouveau aspirée par la pompe à huile (4), le circuit de lubrification (3) étant équipé d'un clapet de décharge (6) monté en dérivation à la sortie de la pompe à huile (4) pour limiter la pression dans ce circuit, caractérisé en ce que les moyens de recyclage comportent un réservoir d'huile additionnel (7) d'une part situé à proximité du carter d'huile (2) auquel il est relié par une conduite de recyclage (8) plongeant dans l'huile (9) contenue dans ce réservoir et débouchant à sa surface par un orifice de récupération (10), et d'autre part alimenté par de l'huile de recyclage constituée par de l'huile en excès (12) provenant du haut moteur et par de l'huile (13) refluée par le clapet de décharge (6), ainsi que des organes de réglage (15, 16, 17) sensibles à la température du moteur (1) pour permettre de réchauffer l'huile aspirée par la pompe à huile (4) en cas de démarrage à froid. 2°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de réglage sont constitués par une cloison de guidage coudée comportant une première branche (15) s'étendant au-dessus de la surface de l'huile (9) contenue dans le réservoir d'huile additionnel (7) et se pro- longeant essentiellement verticalement dans cette huile (9) par une se- conde branche (16), la première branche (15) de la cloison de guidage étant équipée d'une vanne thermostatique (17) montée au-dessus de l'orifice de récupération (10) de la conduite de recyclage (8) et mobile entre d'une part une position ouverte dans laquelle l'huile de recyclage pénètre directement dans la conduite de recyclage (8) pour être transférée dans le carter d'huile (2), et d'autre part une position fermée dans laquelle l'huile de recyclage s'écoule le long des deux branches (15, 16) de la cloison de recyclage et se mélange à l'huile contenue dans le réservoir d'huile addi- tionnel (7), la vanne thermostatique (17) passant de la position ouverte à9 la position fermée en présence d'une température prédéfinie du moteur (1) de préférence réglable. 3°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 5 caractérisé en ce que le réservoir d'huile additionnel (7) est équipé à sa partie supérieure d'un élément de décantation (19) des gaz de carter équipé d'une tubulure (21) permettant de transférer dans ce réservoir (7) les particules d'huile en suspension dans ces gaz ayant été séparés par décantation. io