Brevet FR2980519A1 — publié le 20130329

Circuit d'huile pour moteur à combustion interne L'invention concerne un circuit d'huile pour moteur à combustion interne, ainsi qu'un carter moteur qui en est pourvu. 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de l'alimentation en huile des moteurs à combustion interne. Elle vise en particulier un circuit d'huile destiné à lubrifier et à refroidir divers organes d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. 2. Art antérieur De manière connue, les moteurs à combustion interne comprennent un circuit d'huile destiné à lubrifier les différents organes du moteur, en particulier les paliers de vilebrequin, les têtes de bielle, etc. Afin de diminuer les frottements entre les divers organes entrainant des surchauffes et éventuellement des ruptures, ces organes ont besoin d'être lubrifiés continuellement pour assurer un bon fonctionnement du moteur. Le circuit d'huile permet également de refroidir l'huile et les organes moteur tels les pistons, qui sont sollicités thermiquement et mécaniquement. Pour cela, le circuit d'huile est alimenté via un filtre par une pompe à huile et comprend généralement une rampe unique d'alimentation d'huile acheminant cette huile vers les différents points du moteur. Etant donné que le fluide de lubrification sert aussi de fluide caloporteur, le besoin de refroidissement augmente énormément avec la puissance spécifique des moteurs. De ce fait, cette rampe peut être équipée de plusieurs gicleurs dosant et pulvérisant un jet d'huile orienté vers le fond des pistons, par exemple, pour opérer leur refroidissement, les gicleurs étant orientés en direction de la voute des pistons. Dans ce cas, il n'est pas envisageable de couper cette rampe pour des problèmes de grippage coussinet. Il est aussi intéressant de pouvoir couper le débit des gicleurs dans les phases de démarrage et de faible charge, afin de bénéficier d'une réduction de débit de pompe à huile pour diminuer les consommations de carburant et donc les émissions de gaz nocifs (CO2). En parallèle, lors des phases de mise en action, le refroidissement des pistons peut augmenter le débit de gaz de blow-by (en français : gaz de carter provenant principalement des fuites au niveau de la segmentation), la consommation d'huile et peut surtout entrainer la réduction de la température des gaz d'échappement. Cette réduction ralentit la mise en action des éléments de post-traitement de ces gaz. Pour palier ces inconvénients, d'autres solutions ont été développées pour lubrifier et refroidir les organes du moteur. Par exemple, les gicleurs sont prévus en relation avec la rampe principale du circuit de lubrification qui alimente les paliers de vilebrequin, les paliers de tête de bielle et la montée vers la culasse. On peut également utiliser une rampe secondaire spécifique dédiée aux gicleurs. Cette rampe peut prévoir un clapet passif pour chaque gicleur ou bien une électrovanne de régulation de débit placée en amont des gicleurs. Par ailleurs, dans toutes les solutions connues, l'alimentation en huile est commandée par la pression (qui commande l'ouverture des clapets) ou le contrôle moteur (dans le cas d'une électrovanne). L'inconvénient est que pour des puissances (ou charges) inférieures à la puissance maximale, le débit des gicleurs est supérieur aux besoins, ce qui engendre une consommation de carburant supérieure aux besoins pour entraîner la pompe à huile. Enfin, ces solutions nécessitent une reconception complète du carter-cylindres, ce qui est complexe et coûteux, et les gicleurs spécifiques nécessitent un câblage important dans un milieu hostile (huile, pièces en mouvement, etc.). 3. Objectif de l'invention L'invention a notamment pour objectif de remédier à ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un circuit d'huile permettant de limiter le débit d'huile au juste nécessaire pour assurer d'une part, le refroidissement des différents organes selon les différents régimes du moteur et une réduction de la consommation de carburant, et d'autre part, de limiter et favoriser une montée en température de ces organes. Il doit pouvoir améliorer les émissions de gaz du moteur. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de gestion thermique simple, universelle et peu coûteuse. 4. Résumé de l'invention Ces objectifs sont atteints grâce à un circuit d'huile pour moteur à combustion interne comportant une rampe présentant une entrée d'huile et des sorties d'huile pour alimenter en huile différents organes dudit moteur. Il est notamment remarquable en ce que la rampe comporte un dispositif de régulation de débit comprenant : - des moyens de régulation de débit d'huile dans ladite rampe vers les organes du moteur, ces moyens étant disposés mobiles dans la rampe pour fermer et ouvrir au moins partiellement l'une au moins desdites sorties; et, - des moyens de mise en mouvement pour mettre en mouvement ces moyens de régulation de débit. Ainsi, ces moyens de régulation de débit sont une solution simple et universelle de gestion des moyens d'alimentation en huile des organes du moteur. On obtient la même fonctionnalité qu'un système complet et complexe comprenant une deuxième rampe dédiée à la lubrification et au refroidissement de certains organes du moteur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le ou les moyens de régulation de débit présentent une entrée adaptée à recevoir de l'huile, une sortie laissant passer au moins une partie de cette huile et une paroi longitudinale traversée par des passages permettant la circulation de l'huile. Avec cette configuration, il y a toujours une circulation de l'huile dans la rampe et dans le moyen de régulation de débit. Celui-ci peut, grâce à sa mobilité coopérer avec les sorties de la rampe pour réguler le débit d'huile vers chaque organe. Selon une caractéristique importante de l'invention, le ou les moyens de régulation de débit comprennent au moins un tube disposé dans la rampe. Cette caractéristique importante est simple et efficace. Cette configuration s'adapte à la rampe et à tout type de moteur sans modification importante d'un quelconque organe de celui-ci. Avantageusement, le ou les moyens de mise en mouvement assurent un mouvement relatif entre les passages et les sorties de la rampe, et les passages comprennent : des premiers passages qui quel que soit ledit mouvement relatif assurent toujours la circulation d'huile ; et/ou, des seconds passages qui dans une première position permettent la circulation de l'huile et dans une deuxième position l'interdise. De ce fait, il est possible de contrôler le débit d'huile pour différents organes du moteur, le débit dans les gicleurs et dans les conduits d'alimentation des paliers est géré en fonction de ces passages coopérant chacun avec une sortie de la rampe d'huile. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, les premiers passages sont allongés dans une direction et les seconds passages sont circulaires. Ainsi, chaque passage du moyen de régulation est attribué à l'alimentation d'un organe ou d'un groupe d'organes du moteur. De manière avantageuse, le ou les moyens de mise en mouvement pilotent le moyen de régulation de débit en rotation et/ou en translation dans la rampe. Ainsi, le mouvement en rotation, par exemple, du moyen de régulation dans la rampe permet de positionner facilement et rapidement les passages en regard ou pas des sorties de la rampe pour réguler le débit. Préférentiellement, le moyen de mise en mouvement comprend au moins un moteur pas-à-pas. Au travers cette manipulation, il est ainsi facile d'obturer, de libérer et/ou d'ouvrir partiellement les passages destinés au passage ou blocage du fluide de lubrification vers les organes nécessitant ou non une alimentation constante. L'invention concerne également un carter de moteur à combustion interne comprenant au moins un circuit d'huile tel que décrit ci-dessus. 5. Liste des figures D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, fournie à titre d'exemple de réalisation et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente une vue schématique d'un circuit d'huile d'un moteur à combustion interne. La figure 2 est une représentation schématique en négatif d'une rampe d'huile. La figure 3 est une vue en perspective d'un tube destiné à s'insérer dans une rampe selon l'invention. La figure 4 est une représentation schématique d'un tube dans une rampe d'huile. 6. Description détaillée La figure 1 représente schématiquement un circuit d'huile selon l'invention. Un circuit 4 est destiné à alimenter en huile divers organes d'un moteur 1 à combustion interne. Plus précisément, il permet de lubrifier et de refroidir certains organes du moteur. Une pompe 2 aspire de l'huile, via une crépine (non représentée) et un module de filtration 7, contenue dans un carter d'huile 3, pour alimenter le circuit d'huile 4 du moteur 1. L'huile sortant de la pompe 2 est injectée sous pression dans une rampe 5 ménagée et formée dans le carter 8 du moteur 1. Cette rampe 5 connue de l'homme du métier, est dénommée rampe principale en référence à sa fonction d'acheminement de l'huile vers les différents organes et conduits du moteur 1. La rampe 5, illustrée en négatif sur les figures 2 et 4, est de forme cylindrique et présente une entrée d'huile 9 et des sorties d'huile 51 pour alimenter en huile différents organes dudit moteur 1 tels que, les paliers de vilebrequin 12 et les paliers de tête de bielle ainsi que les conduits 10 de la montée vers la culasse (non illustrée). La rampe 5 d'huile est alimentée en permanence par la pompe à huile 2. Au moins une sortie 51 de la rampe 5 est reliée et connectée à un gicleur 11 installé dans la paroi d'un cylindre dans lequel coulisse le piston (non illustré) et au moins une sortie 51 de la rampe 5 débouche sur un conduit d'alimentation des paliers de vilebrequin 12. Les gicleurs 11 étant généralement destinés à injecter un jet d'huile vers le fond des pistons pour leur refroidissement. A noter que l'invention s'applique pour les moteurs monocylindres ou multicylindres. Selon l'invention, la rampe 5 comporte un dispositif de régulation de débit comprenant des moyens de régulation de débit d'huile vers les organes du moteur 1. Ces moyens de régulation de débit sont disposés de manière mobile dans la rampe 5 pour fermer et ouvrir au moins partiellement l'une au moins des sorties 51 de la rampe 5. Le dispositif de régulation comporte également des moyens de mise en mouvement pour mettre en mouvement ces moyens de régulation de débit. De manière avantageuse, le ou les moyens de régulation de débit présentent au moins un tube 13 disposé dans la rampe 5. Plus précisément, un tube 13 est monté coaxial dans la rampe 5. Comme on peut le voir sur la figure 3, ce tube coaxial 13 présente un corps tubulaire 14 d'un diamètre sensiblement inférieur à celui de la rampe principale 5 de sorte qu'il se déplace facilement à l'intérieur de la rampe 5. Le tube 13 comporte une entrée 15 adaptée à recevoir de l'huile, une sortie 16 laissant passer au moins une partie de cette huile et une paroi longitudinale 17. Cette paroi longitudinale 17 présente sur au moins un côté des passages 18 ou lumières permettant la circulation de l'huile. De préférence, au moins deux passages 18 sont prévus le long de la paroi longitudinale 17. Le corps 14 du tube coaxial 13 présente un diamètre de l'ordre de 20 mm et une épaisseur d'environ 1 mm. Bien entendu, le diamètre du tube 13 peut être plus grand ou plus petit selon le diamètre de la rampe 5. A noter que la forme et les dimensions du moyen de régulation de débit sont fonction de celles de la rampe 5. De manière préférée, le tube coaxial 13 peut être obtenu par moulage en acier. D'autres matériaux peuvent bien sûr être envisagés, tels qu'un plastique susceptible de résister à la pression et aux températures dans le moteur 1. Les moyens de mise en mouvement décrits précédemment assurent un mouvement relatif entre les passages 18 du tube 13 et les sorties 51 de la rampe 5 pour réguler la circulation de l'huile. Plus précisément, ce moyen de mouvement relatif pilote le tube 13 en rotation et/ou en translation dans la rampe 5. Ce moyen de mouvement relatif comporte au moins un moteur pas-à-pas 21 pouvant être localisé en sortie du carter 8 du moteur 1 à combustion interne comme on peut le voir sur la figure 4. Les passages 18 ou lumières du tube 13 comprennent des premiers passages 19 et des seconds passages 20. Ils sont positionnés le long de la paroi longitudinale 17 du tube 13. Ces premiers passages 19 assurent toujours la circulation d'huile vers les organes du moteur 1, tel que le palier du vilebrequin 12, quel que soit la position du tube 13 dans la rampe 5. Les seconds passages 20 peuvent prendre une première position dans laquelle l'huile circule vers les organes du moteur 1 et une deuxième position dans laquelle la circulation est bloquée, interdite. Le moteur 21 permet ainsi de passer d'une des positions susmentionnées à une autre. Avantageusement, les premiers 19 et seconds 20 passages sont dimensionnés pour permettre la régulation du débit d'huile vers les organes du moteur 1. En ce sens, les premiers passages 19 sont allongés dans une direction, à savoir, dans le sens de la largeur ou de la longueur pour réguler le débit d'huile d'un premier organe du moteur 1. Les seconds passages 20 sont circulaires pour réguler le débit d'huile d'un deuxième organe du moteur. De manière plus précise, lorsque les seconds passages 20 de forme circulaire présentent une position totalement ouverte ou une position totalement obturée, les premiers passages 19 de forme allongée présentent une position partiellement ouverte ou partiellement fermée. De la sorte, les premiers passages 19 de forme allongée doivent permettre le passage de l'huile pour alimenter en permanence, par exemple, les paliers du vilebrequin 12 et de la conduite 10 de montée vers la culasse du moteur 1. L'alimentation des gicleurs 11 destinés à refroidir les pistons est ainsi opérée par les seconds passages 20 de forme circulaire. Les premiers passages 19 allongés peuvent présenter une forme oblongue, rectangulaire, ovale ou toute autre forme dès lors qu'elle n'empêche pas le passage du fluide. Les seconds passages 20 circulaires peuvent être quadrangulaires. La régulation du débit est obtenue en déplaçant le tube 13 à l'intérieur de la rampe 5 de sorte que les passages 18 coopèrent avec les sorties 51 de la rampe 5. Ainsi, cette solution permet de gérer le débit des gicleurs 11 en fonction de la perte de charge au niveau des 20 passages 18 en vis-à-vis des sorties 51 de la rampe principale 5. Cette flexibilité de débit peut être améliorée par l'utilisation de deux gicleurs 11 par piston reliés à la rampe 5, chacun des deux gicleurs étant relié à un passage 18 25 de type différent (19,20). Cela permet également de générer une économie sur les gicleurs 11 qui n'ont plus besoin de système de clapet ou de ressort/bille. REVENDICATIONS1. Circuit d'huile (4) pour moteur (1) à combustion interne, ledit circuit (4) comportant une rampe (5) présentant une entrée d'huile (8) et des sorties d'huile (51) pour alimenter en huile différents organes dudit moteur (1) caractérisé en ce que la rampe (5) comporte un dispositif de régulation de débit comprenant : - des moyens de régulation de débit d'huile dans ladite rampe (5) vers lesdits organes du moteur (1), ces moyens étant disposés mobiles dans ladite rampe (5) pour fermer et ouvrir au moins partiellement l'une au moins desdites sorties (51) ; et, - des moyens de mise en mouvement pour mettre en mouvement ces moyens de régulation de débit. 2. Circuit d'huile (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les moyens de régulation de débit présentent : - une entrée (15) adaptée à recevoir de l'huile ; - une sortie (16) laissant passer au moins une partie de cette huile ; - et une paroi longitudinale (17) traversée par des passages (18) permettant la circulation de l'huile. 3. Circuit d'huile (4) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les moyens de régulation de débit comprennent au moins un tube (13) disposé dans la rampe (5). 4. Circuit d'huile (4) selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou les moyens de mise en 30mouvement assurent un mouvement relatif entre les passages (18) et les sorties (51) , et lesdits passages (18) comprennent : - des premiers passages (19) qui quel que soit ledit mouvement relatif assurent toujours la circulation d'huile ; et/ou, - des seconds passages (20) qui dans une première position permettent la circulation de l'huile et dans une deuxième position l'interdise. 5. Circuit d'huile (4) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers passages (19) sont allongés dans une direction et les seconds passages (20) sont circulaires. 6. Circuit d'huile (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ou les moyens de mise en mouvement pilotent le moyen de régulation de débit en rotation et/ou en translation dans la rampe (5). 7. Circuit d'huile (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de mise en mouvement comprend au moins un moteur (21) pas-à- pas. 8. Carter (8) de moteur (1) à combustion interne caractérisé qu'il comprend au moins un circuit d'huile (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.