Brevet FR3089588A1 — publié le 20200612

Description Titre de l'invention : GOULOTTE DE LUBRIFICATION CHAUFFANTTE DE BOITE DE VITESSES [0001] La présente invention se rapporte aux boîtes de vitesses à engrenages et à arbres pa- rallèles. Elle concerne la lubrification des engrenages de boîte de vitesses, à partir de l'huile retenue au fond de son carter. [0002] Plus précisément, elle a pour objet une goulotte de lubrification d'une ligne d'engrenages de boîte de vitesses en rotation dans un carter étanche de la boîte et de son différentiel, présentant une zone de captation recevant l'huile projetée vers le haut de la boîte par la couronne du différentiel, et unc zone d'écoulement et de déversement sur des points de lubrification ciblés le long de la ligne d'engrenages. [0003] De tels systèmes de distribution d'huile dans une boîte de vitesses, sont illustrés notamment par la publication FR 3 044 377, à laquelle on pourra se référer. [0004] L'huile de lubrification des boîtes de vitesses, tend à gripper les bagues dc syn- chroniseurs à basse température. Lc « collage des synchros » est un phénomène persistant, qui nécessite l'utilisation d'huiles spécifiques particulièrement coûteuses. En conditions extrêmes de roulage par grand froid, des « craquements » sont perceptibles dans la boîte, et certains passages de vitesses sont refusés. En dépit de l'adaptation des huiles aux conditions météorologiques, ces difficultés persistent, tant que la température de l'huile de lubrification reste inférieure à -10°c. Les « collages de synchro » ralentissent la chaîne cinématique, et diminuent le rendement de la boîte. Ils augmentent, par voie de conséquence, les émissions de dioxyde de carbone (CO2) du véhicule. [0005] En implantant des réchauffeurs d'huiles dans la boîte, notamment dans le fond du carter, on peut réduire cc phénomène. Les véhicules commercialisés dans certains pays très froids, sont pourvus à cet effet, dc systèmes de réchauffage d'huile, intégrés dans la réserve d'huile principale de la boîte. Ces systèmes sont généralement équipés de thermoplongeurs. Ils sont efficaces, mais ne ciblent pas directement les groupes de synchronisation. L'huile se réchauffe d'une manière homogène, mais très progressive. [0006] Un autre inconvénient des réchauffeurs d'huile à thermoplongeurs connus, provient de leur encombrement dans le réservoir d'huile. Leur présence peut avoir des répercussions négatives sur les flux d'huile, car ces derniers sont impactés par le moindre changement d'architecture interne de la boîte. En effet, l'implantation de toute pièce additionnelle dans une boîte de vitesses, remet en cause la mise au point de sa lubrification. [0007] La présente invention vise à accélérer le réchauffement des groupes synchroniseurs, 2 en utilisant des pièces existantes dans la boîte de vitesses, de manière à ne pas impactcr l'acheminement des flux d'huile vers les points de lubrification. [0008] Dans ce but la goulotte renferme des moyens de réchauffement assurant l'élévation en température de l'huile s'écoulant dans sa zone d'écoulement et de déversement. [0009] De préférence, les moyens de réchauffement de l'huile sont intégrés dans le plancher de la zone d'écoulement et de déversement. [0010] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels. [0011] [fig.1] est un schéma d'ensemble du dispositif. [0012] [fig.2] détaille son alimentation électrique. [0013] La goulotte 1 faisant l'objet de l'invention est une goulotte de lubrification d'un train d'engrenages (non représenté) de boîte de vitesses, en rotation dans un carter étanche de mécanisme et de différentiel. Ce carter forme dans sa partie inférieure un réservoir de lubrifiant, où est immergé le bas de la couronne du différentiel. La rotation de la couronne de différentiel provoque l'élévation et la projection du lubrifiant en direction de la goulotte 1, qui capte le lubrifiant projeté et le distribue sur des points de lubrification ciblés du train d'engrenages. [0014] La goulotte 1 comprend une zone de captation 3 recevant l'huile projetée vers le haut de la boîte par la couronne du différentiel, et une zone d'écoulement et de déversement 4 sur des points de lubrification ciblés le long de la ligne d'engrenages. La gouttière 1 est retenue dans le carter 2, par au moins deux supports de fixation 5a, 5b visibles sur le schéma. La zone de déversement 4 est divisée sur sa longueur, par une paroi, 4a délimitant deux secteurs d'arrosage parallèles 4b, 4c. Le premier secteur 4b présente sur sa face inférieure des orifices 6 pourvus par exemple de becs de déversement 7, s'étendant vers le bas, de manière à orienter l'huile sur les points à lubrifier, en particulier les groupes de synchronisation. Les becs 7 sont de préférence calibrés pour garantir une bonne lubrification de tous les groupes de pignons. Le second secteur 4c est dépourvu de points de déversement intermédiaires. 11 se termine à son extrémité opposée à la zone de captation 3, par un déversoir 8 arrosant le palier de l'arbre de pignons. [0015] Conformément à l'invention, la goulotte 1 renferme des moyens de réchauffement assurant l'élévation en température de l'huile s'écoulant dans celle-ci dans sa zone d'écoulement et de déversement. Ces moyens de réchauffement sont intégrés de préférence dans le plancher de la zone d'écoulement et de déversement. Ils sont constitués par des fils résistants 9, intégrés dans le plancher de la zone d'écoulement et 3 de déversement 4. [0016] Un des supports 5h de la goulotte 1 présente un tube creux 10, pour le passage des câbles d'alimentation 12 de la résistance chauffante 9, au travers du carter 2. Les fils résistants 9 sont alimentés électriquement, à partir de l'extérieur de la boîte. Les câbles 12 traversent le carter 2, à l'intérieur du tube étanche 10. Le tube 10 appartient dans cet exemple à l'une des fixations 5h. Il est porté dans le carter 2, au travers d'un joint étanche, par exemple un joint torique 11. [0017] La gouttière 1 est de préférence métallique, par exemple en alliage de cuivre et/ou de laiton. Les résistances sont de préférence métalliques, par exemple en aluminium. L'intégration du réseau de fil résistant 9 au coeur de la gouttière 1 peut être effectué par insertion au pliage de feuilles métalliques, ou lors de la coulée sous pression de la gouttière. Enfin, l'incorporation d'au moins une micro sonde thermique (non représentée) au fond de la réserve d'huile de la boîte, est nécessaire pour assurer le contrôle et la régulation du réchauffage de l'huile dans la goulotte. [0018] L'invention tirs profit des optimisations déjà réalisées sur les architectures des gouttières d'acheminement connues, pour y insérer des résistances chauffantes. Le réchauffement de l'huile se fait par conduction sur le plancher de la gouttière. La surface de contact avec l'huile est importante, et les points ciblés sont arrosés par de l'huile réchauffée. La goulotte déverse l'huile réchauffée directement sur les groupes de synchronisation de la ligne d'engrenages par les becs de déversement 7. Elle déverse également l'huile réchauffée sur le roulement de l'arbre supportant la ligne d'engrenage, opposé au différentiel. [0019] L'huile est canalisée sur les points à lubrifier, qui sont également les points à ré- chauffer au plus vite, pour garantir les résultats escomptés, notamment la suppression des grippages de synchroniseur, l'amélioration de la prestation de passage et du bilan en CO2 par réduction des frottements dans la boîte. Le système peut être contrôlé en temps réel par un système simplifié de régulation d'alimentation en courant. [0020] Les dispositions proposées permettent de réchauffer l'huile dirigée sur les points à lubrifier, sans incidence sur son trajet, ni sur les contraintes de mise au point du circuit de lubrification. [0021] Le réchauffage des groupes de synchronisation est assuré par des températures extrêmes, dès la mise en déplacement du véhicule. Grâce à l'invention, la qualité des passages de vitesses pendant la phase de mise en route du véhicule est garantie par des températures extérieures excessivement froides. Le phénomène de « collage » des synchroniseurs est évité. L'usure des pièces de cabotage liée aux craquements est réduite. Le rendement de la boîte de vitesses, ainsi que le bilan consommation / émissions de CO2 pendant la phase de réchauffement de l'huile, sont améliorés. Le réchauffement rapide des points visés, s'effectue sans rajouter dans le carter, de composants qui pourraient entraver, ou modifier les flux hydrauliques calibrés lors de la mise au point. En conclusion, l'invention permet de garantir, pour un coup d'exploitation très réduit, le réchauffement rapide des groupes fonctionnels ciblés, par exemple les groupes de synchronisation des arbres primaire ou secondaire d'une boîte de vitesses. 5