Brevet FR3057610A1 — publié le 20180420

La présente invention concerne un carter d'huile destiné à être fixé sous le bloc moteur d'un moteur à combustion interne. La principale fonction d'un carter d'huile est de contenir l'huile nécessaire à la lubrification d'un moteur et de dissiper une partie de la chaleur 5 générée par le moteur. De façon classique, un carter d'huile comporte une coque qui est fixée sous le bloc moteur. En cours de fonctionnement, l'huile présente dans le carter est aspirée par une pompe à huile et est propulsée vers les différents organes du moteur à 10 lubrifier (par exemple, les arbres à cames, les tiges de soupapes, les paliers de vilebrequin, les interfaces piston/cylindre, piston/bielle, vilebrequin/bielle, etc.), puis l'huile retourne vers le carter par ruissellement naturel ou par retour canalisé selon les cas. Le carter reçoit dans son volume intérieur une crépine permettant 15 d'arrêter les matières solides telles que des limailles produites par les organes du moteur contenues dans l'huile avant qu'elles atteignent l'orifice d'aspiration de la pompe, et une plaque dite anti émulsion, dont le rôle est d'empêcher ou de limiter les mouvements de l'huile dans le carter, en particulier à la surface libre de l'huile. Au cours de son parcours, l'huile est chauffée par les pièces du moteur et 20 refroidie dans le carter d'huile. Lors du démarrage du moteur, les organes du moteur sont à température ambiante. Durant la phase transitoire de montée en température vers la température optimale de fonctionnement, le moteur ne fonctionne pas de manière optimale et en particulier la consommation en carburant s'avère sensiblement plus élevée ; cela est 25 dû au fait que la combustion ne se fait pas à température optimale. Dans une problématique générale d'optimisation de fonctionnement d'un moteur pour en réduire la consommation, une voie de recherche vise à réduire la durée de la phase transitoire de démarrage pour que le moteur atteigne sa température de fonctionnement optimale le plus rapidement possible. 30 Dans ce contexte, la présente invention a pour objectif de fournir un carter d'huile qui permet de diminuer le temps de chauffe de l'huile du circuit de lubrification du moteur et donc de diminuer la consommation en carburant au démarrage du moteur ainsi que les émissions de dioxyde de carbone. Selon une définition générale, l'invention concerne un carter d'huile 35 comprenant une coque inférieure destinée à contenir de l'huile de lubrification d'un bloc moteur, dans laquelle un flux d'huile, dit flux d'huile aspiré, est aspiré par un tube 3057610 2 d'aspiration pour alimenter un circuit de lubrification et un flux d'huile, dit flux d'huile retournant, tombe dans le carter d'huile. Le carter d'huile comprend une plaque anti émulsion disposée dans le carter d'huile et des moyens d'orientation permettant d'orienter au moins une partie du flux d'huile retournant vers une zone située à l'embouchure du tube d'aspiration pendant une période transitoire durant laquelle l'huile présente une température inférieure à une température optimale de fonctionnement. Ainsi, l'invention fournit un carter d'huile qui permet de faire réaliser au flux d'huile retournant vers le carter (c'est-à-dire un flux d'huile qui, au contact des 10 organes qu'il a lubrifiés, est à une température qui est plus élevée que la température de l'huile stockée dans le carter qui est pour sa part à une température sensiblement égale à la température ambiante) un parcours court en amenant le flux d'huile retournant directement à l'embouchure du tube d'aspiration de la pompe à huile. En d'autres termes, durant la phase de transition de démarrage, le flux d'huile retournant 15 dans le carter est directement aspiré par la pompe à huile sans avoir dissipé la chaleur dont il est porteur dans la masse d'huile du carter. L'invention établit une dérivation du flux d'huile retournant pour conserver la chaleur qu'il contient et pour directement utiliser le flux d'huile retournant pour alimenter le circuit de lubrification. En effet, durant la période transitoire, le flux d'huile aspiré provient 20 majoritairement du flux d'huile retournant du circuit de lubrification. Au contact des pièces du moteur, le flux d'huile retournant monte en température. Ainsi, le flux d'huile aspiré durant la période transitoire contient majoritairement de l'huile chauffée par les organes du moteur, ce qui accélère la montée en température de l'huile aspirée jusqu'à sa température optimale de fonctionnement. En d'autres 25 termes, la réutilisation en boucle, durant la période transitoire, du flux d'huile retournant en flux d'huile aspiré permet d'accélérer la montée en température de l'huile aspirée en évitant un refroidissement provoqué par le mélange du flux d'huile retournant à l'huile stockée dans la coque inférieure. La rapide montée en température de l'huile aspirée jusqu'à sa température optimale permet de diminuer 30 le temps de chauffe du circuit de lubrification du moteur. Ainsi, l'invention fournit un carter d'huile qui permet de diminuer le temps de l'huile du circuit de lubrification du moteur. Le moteur atteint plus rapidement sa température de fonctionnement optimale et donc permet d'abaisser la surconsommation en carburant lors de la phase de démarrage du moteur ainsi que de réduire les émissions de dioxyde de carbone. 3057610 3 Les moyens d'orientation peuvent comprendre un tube de dérivation débouchant à une première extrémité dans une ouverture de la plaque anti émulsion et à une deuxième extrémité à l'embouchure du tube d'aspiration. Le tube de dérivation et le tube d'aspiration peuvent déboucher dans un 5 boitier présentant une ouverture permettant à l'huile stockée dans la coque inférieure d'être aspirée. Le tube de dérivation et le tube d'aspiration peuvent comprendre une platine reliant le tube de dérivation et le tube d'aspiration, la platine pouvant être adaptée pour être fixée au boitier. Selon une première forme de réalisation, les moyens d'orientation peuvent comprendre un obturateur à bilame positionné dans l'ouverture de la plaque anti émulsion. L'obturateur à bilame peut être mobile entre une position ouverte dans laquelle l'huile peut s'écouler dans l'ouverture et une position fermée dans laquelle l'obturateur à bilame obture l'ouverture. L'obturateur à bilame peut être adapté pour passer en position fermée lorsque l'huile atteint ou dépasse sa température optimale. La plaque anti émulsion peut présenter une série d'orifices de passage du flux d'huile retournant vers la coque inférieure. Selon un mode de réalisation, les moyens d'orientation peuvent comprendre une série d'obturateurs à bilame positionnés chacun sur un orifice de passage. Les obturateurs à bilame sont mobiles entre une position fermée dans laquelle les obturateurs à bilame obturent les orifices de passage et une position ouverte dans laquelle l'huile peut s'écouler dans les orifices de passage. Les obturateurs à bilame sont adaptés pour passer en position ouverte lorsque l'huile atteint ou dépasse sa température optimale. Selon une autre forme de réalisation, les moyens d'orientation peuvent comprendre une grille, la grille pouvant présenter une pluralité de micros perforations, les micros perforations étant configurées pour être traversée par l'huile atteignant ou dépassant une viscosité déterminée. La montée en température de l'huile permet le changement de viscosité de l'huile. La plaque anti émulsion peut comprendre une gouttière dans laquelle sont positionnés l'ouverture et les orifices de passage. La gouttière peut présenter une pente adaptée pour favoriser l'écoulement d'huile vers l'ouverture de la plaque anti émulsion. La plaque anti émulsion peut présenter une géométrie incurvée adaptée pour récupérer l'huile provenant du bloc moteur. 3057610 4 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent deux formes de réalisation de l'invention. - La figure 1 est une vue en perspective d'un carter selon l'invention ; 5 - La figure 2 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une plaque anti émulsion reliée à un tube de dérivation, selon l'invention ; - La figure 3 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'une plaque anti émulsion selon l'invention ; - La figure 4 est une vue en coupe, en perspective, d'un premier mode de 10 réalisation d'un tube de dérivation et d'un tube d'aspiration selon l'invention ; - La figure 5 est une vue en coupe, en perspective, d'un deuxième mode de réalisation d'un tube de dérivation et d'un tube d'aspiration selon l'invention ; - Les figures 6 et 7 sont des représentations schématiques du fonctionnement d'un carter d'huile selon l'invention comprenant une plaque anti 15 émulsion selon un premier mode de réalisation ; - Les figures 8 et 9 sont des représentations schématiques du fonctionnement d'un troisième mode de réalisation d'un carter d'huile selon l'invention. En référence à la figure 1, l'invention concerne un carter d'huile 1 destiné 20 à être fixé à un bloc moteur. Le carter d'huile 1 comprend notamment une coque inférieure 2, un tube d'aspiration 44 relié à l'une de ses extrémités à une pompe à huile et qui débouche à sa deuxième extrémité dans la coque inférieure 2, une plaque anti émulsion 8 et des moyens d'orientation qui permettent d'orienter un flux d'huile retournant. Une 25 crépine est positionnée à l'embouchure du tube d'aspiration 44 pour arrêter les matières solides telles que des limailles produites par les organes du moteur contenues dans l'huile. La coque inférieure 2 présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une ouverture supérieure 21. L'ouverture 21 est entourée 30 par un rebord 22. Le rebord 22 présente des perçages 23 permettant la fixation d'une plaque anti émulsion 8 à la coque inférieure 2. La coque inférieure 2 est adaptée pour contenir de l'huile. Selon l'exemple ici présenté, la coque inférieure 2 est réalisée en matériau polymère. Selon d'autres modes de réalisation la coque inférieure 2 pourrait, par exemple, être réalisée en fonderie d'aluminium. 35 La plaque anti émulsion 8 est destinée à recouvrir l'ouverture supérieure 21 de la coque inférieure 2. Selon l'exemple ici présenté, la plaque anti émulsion 8 est 3057610 5 réalisée en matériau polymère. Selon d'autres modes de réalisation la plaque anti émulsion 8 pourrait, par exemple, être réalisée en aluminium. La plaque anti émulsion 8 présente une portion de collecte 81. La portion de collecte 81 présente deux rebords de fixation 82. Chaque rebord de fixation présente des 5 perçages 83 de fixation de la plaque anti émulsion 8 à la coque inférieure 2. La fixation de la plaque anti émulsion 8 à la coque inférieure 2 peut par exemple être réalisée avec des boulons ou des rivets. La portion de collecte 81 présente une section sensiblement hémicylindrique. La portion de collecte 81 comprend une zone de fond décalée en direction du fond de la coque inférieure 2 par rapport aux rebords de 10 fixation 82. La zone de fond comprend une gouttière 84. La gouttière 84 présente une paroi de fond 84a et des flancs 84b. Selon un premier mode de réalisation, des orifices de passage 86 d'huile sont ménagés dans les flancs 84b de la gouttière 84. Une ouverture 87 est ménagée dans la paroi de fond 84a. De part et 15 d'autre de l'ouverture 87, la paroi de fond 84a est inclinée de sorte que l'ouverture 87 soit au point bas de la paroi de fond 84a. Selon le premier mode de réalisation, présenté figure 2, l'ouverture 87 est obturée par un obturateur à bilame 88 pour la faire passer de sa position passante à sa position non passante. L'obturateur à bilame 88 est mobile entre une position 20 ouverte dans laquelle l'ouverture 87 est passante pour de l'huile et une position fermée dans laquelle l'obturateur à bilame 88 obture l'ouverture 87. L'obturateur à bilame 88 est configuré pour passer en position fermée lorsque l'huile circulant sur la plaque anti émulsion 8 atteint ou dépasse une température optimale de fonctionnement du moteur qui est comprise usuellement entre 30 °C et 50°C. 25 Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 3, la gouttière 84 comprend une grille 89. La grille 89 présente une pluralité de micros perforations qui sont les orifices de passage 86. L'ouverture 87 traverse la grille 89, de sorte que l'ouverture 87 n'est pas occultée par la grille 89. Les micros perforations de la grille 89 sont configurés pour être traversés par l'huile lorsque l'huile atteint ou 30 dépasse une viscosité définie associée à une température définie. Selon un troisième mode de réalisation, représenté sur les figures 8 et 9, les orifices de passage 86 sont obturés par des obturateurs à bilames 90. Les obturateurs à bilame 90 sont mobiles entre une position fermée dans laquelle les obturateurs à bilame 90 obturent les orifices de passage 86 et une position ouverte 35 dans laquelle l'huile peut s'écouler dans les orifices de passage. Les obturateurs à 3057610 6 bilame 90 sont adaptés pour passer en position ouverte lorsque l'huile atteint ou dépasse sa température optimale. Les moyens d'orientation comprennent un tube de dérivation 41. Le tube de dérivation 41 débouche à une première extrémité dans l'ouverture 87 de la plaque 5 anti émulsion 8 et à une deuxième extrémité à l'embouchure du tube d'aspiration 44. Le tube de dérivation 41 et le tube d'aspiration 44 débouchent dans un boitier 45. Le boitier 45 présente une ouverture 42 permettant à l'huile stockée dans la coque inférieure 2 d'être aspirée. Le tube de dérivation 41 et le tube d'aspiration 44 comprennent une 10 platine 43 qui relie le tube de dérivation 41 et le tube d'aspiration 44. La platine est adaptée pour être fixée au boitier 45. En conditions d'utilisation, lorsque le moteur est à l'arrêt, la majorité de l'huile se trouve dans la coque inférieure 2 du carter d'huile 1. A partir du démarrage du moteur, un flux d'huile aspiré I est aspiré à travers le tube d'aspiration 44 par la 15 pompe à huile. L'huile circule dans les pièces du moteur pour en assurer la lubrification. A son retour, le flux d'huile retournant II tombe sur la plaque anti émulsion 8. Selon le premier mode de réalisation, dont le fonctionnement est présenté sur les figures 6 et 7, au démarrage du moteur, l'obturateur à bilame 88 est 20 en position ouverte car l'huile n'a pas encore atteint sa température optimale. Le flux d'huile retournant II s'écoule majoritairement à travers l'ouverture 87. L'inclinaison de la paroi de fond 84a de la gouttière 84 favorise l'écoulement de l'huile vers l'ouverture 87. Il est néanmoins possible qu'une quantité mineure d'huile s'écoule aussi par les orifices 86 et tombe dans la coque inférieure 2. Le flux d'huile retournant 25 II qui s'écoule par l'ouverture 87 traverse le tube de dérivation 41 et s'écoule à l'embouchure du tube d'aspiration 44 où il est aspiré et devient le flux d'huile aspiré I. Ainsi, le flux d'huile aspiré I qui traverse le tube d'aspiration 44 contient principalement de l'huile provenant directement du moteur ayant déjà chauffée au contact des éléments du moteur Lorsque le flux d'huile retournant II présent sur la 30 plaque anti émulsion atteint ou dépasse sa température optimale, l'obturateur à bilame 88 passe en position fermée. Dans ce cas, tout le flux d'huile retournant s'écoule par les orifices 86 dans la coque inférieure 2, comme représenté sur la figure 7. Le flux d'huile aspiré I provient alors de la coque inférieure 2 et passe par l'ouverture 42 du boitier 45 pour traverser le tube d'aspiration 44. 35 Ainsi, le premier mode de réalisation comprend des moyens d'orientation actifs dont le changement d'état permet l'orientation du flux d'huile retournant II. 3057610 7 Selon le deuxième mode de réalisation, le flux d'huile retournant s'écoule sur la grille 89. Tant que le flux d'huile retournant n'a pas atteint ou dépassé une température définie, le flux d'huile retournant ne peut traverser la grille 89. Dans ce cas, tout le flux d'huile retournant s'écoule par l'ouverture 87 dans le tube de 5 dérivation 41. Lorsque le flux d'huile retournant atteint ou dépasse une viscosité définie, le flux d'huile retournant peut traverser la grille 89 et s'écouler par les orifices de passage 86. Le changement de viscosité du flux d'huile est provoqué par le changement de température du flux d'huile. Le flux d'huile retournant s'écoule alors par les orifices de passage 86 et par l'ouverture 87. Le flux d'huile aspiré I provient 10 alors pour partie de la coque inférieure 2 et passe par l'ouverture 42 du boitier 45 pour traverser le tube d'aspiration 44. Ainsi, le deuxième mode de réalisation comprend des moyens d'orientation passifs. Le changement de température et de fluidité de l'huile permet, ou non, au flux d'huile retournant de traverser la grille 89. Il est aussi possible de combiner le premier et le deuxième mode de 15 réalisation en utilisant conjointement la grille 89 et l'obturateur à bilame 88. Selon le troisième mode de réalisation, le flux d'huile retournant II s'écoule sur la plaque anti-émulsion 8. Tant que l'huile n'a pas atteint sa température optimale, les obturateurs à bilame 90 sont en position fermée et obturent les orifices de passage 86. Durant cette période, l'huile s'écoule donc par l'ouverture 87 dans le 20 tube de dérivation 41. Lorsque le flux d'huile retournant II atteint ou dépasse sa température optimale de fonctionnement, les obturateurs à bilame 90 passent en position ouverte et l'huile s'écoule par les orifices de passage 86. Ainsi, le troisième mode de réalisation comprend des moyens d'orientation actifs dont le changement d'état permet l'orientation du flux d'huile 25 retournant II. Il est possible de combiner le premier et le troisième mode de réalisation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et illustrés par les différentes figures, ces modes de réalisation n'ayant été donnés qu'à titre d'exemples. Des modifications restent 30 possibles, notamment du point de vue de la substitution d'équivalents techniques sans pour autant sortir du domaine de l'invention. Ainsi, il est possible de remplacer les obturateurs à bilame par d'autres dispositifs à déclenchement thermostatiques du type capsule à cire ou alliages à mémoire de forme. REVENDICATIONS1. Carter d'huile (1) comprenant une coque inférieure (2) destinée à contenir de l'huile de lubrification d'un moteur, dans laquelle un flux d'huile, dit flux d'huile aspiré (I), est aspiré par un tube d'aspiration (44) pour alimenter un circuit de lubrification et un flux d'huile, dit flux d'huile retournant (II), tombe dans le carter d'huile (1), caractérisé en ce qu'il comprend une plaque anti émulsion (8) disposée dans le carter d'huile (1) et des moyens d'orientation permettant d'orienter au moins une partie du flux d'huile retournant (II) vers une zone située à l'embouchure du tube d'aspiration (44) pendant une période transitoire durant laquelle l'huile présente une température inférieure à une température optimale de fonctionnement. 2. Carter d'huile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation comprennent un tube de dérivation (41) débouchant à une 15 première extrémité dans une ouverture (87) de la plaque anti émulsion (8) et à une deuxième extrémité à l'embouchure du tube d'aspiration (44). 3. Carter d'huile (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube de dérivation (41) et le tube d'aspiration (44) débouchent dans un boitier (45) 20 présentant une ouverture (42) permettant à l'huile stockée dans la coque inférieure (2) d'être aspirée. 4. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube de dérivation (41) et le tube d'aspiration (44) comprennent une 25 platine (43) reliant le tube de dérivation (41) et le tube d'aspiration (44), la platine (43) étant adaptée pour être fixée au boitier (45). 5. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation comprennent un obturateur à bilame (88) positionné 30 dans l'ouverture (87) de la plaque anti émulsion (8), l'obturateur à bilame (88) étant mobile entre une position ouverte dans laquelle l'huile peut s'écouler dans l'ouverture (87) et une position fermée dans laquelle l'obturateur à bilame (88) obture l'ouverture (87), l'obturateur à bilame (88) étant adaptée pour passer en position fermée lorsque l'huile atteint ou dépasse sa température optimale. 35 3057610 9 6. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque anti émulsion (8) présente une série d'orifices de passage (86) du flux d'huile retournant (II) vers la coque inférieure (2). 5 7. Carter d'huile (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'orientation comprennent une série d'obturateurs à bilame (90) positionnés chacun sur un orifice de passage (86), les obturateurs à bilame (90) étant mobiles entre une position fermée dans laquelle les obturateurs à bilame (90) obturent les orifices de passage (86) et une position ouverte dans laquelle l'huile peut s'écouler 10 dans les orifices de passage (86), les obturateurs à bilame (90) étant adaptés pour passer en position ouverte lorsque l'huile atteint ou dépasse sa température optimale. 8. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'orientation comprennent une grille (89), la grille (89) présentant une pluralité de micro perforations, les micros perforations étant configurées pour être traversée par l'huile atteignant ou dépassant une viscosité déterminée. 9. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la plaque anti émulsion (8) comprend une gouttière (84) dans laquelle sont positionnés l'ouverture (87) et les orifices de passage (86). 10. Carter d'huile (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la gouttière (84) présente une pente adaptée pour favoriser l'écoulement d'huile vers l'ouverture (87) de la plaque anti émulsion (8). 11. Carter d'huile (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque anti émulsion (8) présente une géométrie incurvée adaptée pour récupérer l'huile provenant du bloc moteur. 30