Brevet FR3096428A1 — publié le 20201127

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE REFROISISSEMENT DES MECANISMES INTERIEURS D'UN REDUCTEUR DE VITESSES DE VEHICULE ET GOUTTIERE DE LUBRI- FICATION REFRIGERANTE [0001] La présente invention se rapporte au refroidissement des mécanismes intérieurs de boîtes de vitesses de véhicule, de type manuelle, robotisée, ou des simples réducteurs de vitesse mono-rapport, dépourvus de circuits de lubrification sous pression. [0002] Plus précisément, elle a pour objet un procédé de refroidissement ciblé de zones lu- brifiées par aspersion gravitaire de lubrifiant dans un réducteur de vitesses mono ou multi-rapports de véhicule automobile, comportant un distributeur hydraulique de lubrifiant alimenté par projection à partir d'une réserve située dans la partie inférieure du réducteur. [0003] La présente invention a également pour objet une gouttière de lubrification ré- frigérante des mécanismes intérieurs d'un réducteur de vitesses de véhicule automobile, alimentée par projection à partir d'une réserve située dans la partie inférieure du réducteur, pour le distribuer sur des zones ciblées des mécanismes intérieurs du réducteur. [0004] Les réducteurs de vitesses, ou boîtes de vitesses mécaniques à un seul ou plusieurs rapports, dépourvus de circuits de lubrification sous pression, comportent une réserve d'huile en fond de carter. Leur lubrification est de type gravitaire. L'huile est prélevée dans la réserve par la couronne de pont ou d'autres composants, « barbotant » en faisant office de pompe de relevage. La hauteur d'huile dans la réserve est réduite au minimum pour limiter le couple de traînée créé par la résistance des pignons dans l'huile. L'acheminement de l'huile vers les zones à lubrifier est facilité par des dispositifs variés, tels que des goulottes de lubrification, comme celle décrite dans la publication FR 3 044 377, à laquelle on pourra se référer. [0005] Le bon fonctionnement d'un réducteur de vitesses dans les pays chauds, pose un problème de refroidissement de l'huile de lubrification, notamment lorsqu'elle est acheminée sur les points de lubrification dans les conditions décrites ci-dessus. [0006] En effet, la surchauffe de l'huile entraîne son vieillissement prématuré, avec un impact négatif sur la tenue mécanique des roulements, des engrenages, des bagues en téflon et des synchroniseurs. Par ailleurs, elle élève son niveau, ce qui augmente le barbotage des pignons. Il s'en suit une perte de rendement mécanique, et le bilan consommation / pollution du véhicule se dégrade. Enfin, l'huile chaude peut déborder par le reniflard du réducteur, avec un risque d'incendie, de pollution et de destruction 2 du réducteur. [0007] La présente invention vise à contrôler le refroidissement des réducteurs de vitesses, soumis à de fortes contraintes thermiques, sans modifier leur architecture interne, ni ajouter de composant encombrant. [0008] Dans ce but, elle propose que le lubrifiant soit refroidi en s'écoulant au contact d'une paroi du distributeur hydraulique, avant son déversement sur les zones ciblées à lubrifiées. [0009] De préférence, la paroi du distributeur est réfrigérée par un agent circulant au travers de celle-ci, notamment s'il s'agit d'une gouttière de lubrification réfrigérante des mécanismes intérieurs du réducteur. [0010] Cette invention s'applique à tout type de réducteur de vitesses à rapport unique ou à plusieurs rapports du type boîte de vitesses mécanique ou robotisée à arbres parallèles et à engrenages. [0011] 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 reportant aux dessins annexés. [0012] [fig.1] 1 est un une gouttière réfrigérée [0013] [fig.1À]est un détail de la figure 1. [0014] [fig.2] est un schéma de principe du circuit de climatisation du véhicule. [0015] La gouttière de lubrification 1 de la figure 1 est une gouttière de lubrification ré- frigérante des mécanismes intérieurs d'un réducteur de vitesses de véhicule automobile (non représentés). Elle est montée à l'intérieur du carter 2 du réducteur, au-dessus des arbres et des engrenages à lubrifier. Plusieurs pattes 3, assurent sa fixation à l'intérieur du carter 2 par des tiges 3a. La gouttière 1 est alimentée par projection à partir d'une réserve d'huile située dans la partie inférieure du réducteur, et assure sa distribution sur des zones ciblées des mécanismes intérieur du réducteur, tels que des engrenages ou des roulements d'arbres. [0016] La gouttière 1 présente une zone de captation d'huile la dans la zone de projection par la couronne du différentiel, et une zone de distribution lb s'étendant le long d'une ligne d'engrenage (non représentée) avec des becs de déversement 1c à débit calibré, sur les pignons et les synchroniseurs. Dans cet exemple, la zone de distribution lb est divisée par une paroi Id, délimitant un couloir arrière de déversement le par un bec d'extrémité If. Ce dernier est dédié à la lubrification du roulement d'extrémité (non représenté) de l'arbre portant les engrenages. [0017] La gouttière peut être en métal, par exemple en aluminium. Elle présente un plancher 1g, constituant une paroi réfrigérante. Le plancher 1g est parcouru par le liquide de lubrification entre sa zone de captation et les zones de lubrification ciblées. Il est réfrigérant, grâce à l'intégration d'un tube de circulation 4 d'un agent réfrigérant. L'agent circulant dans le tube peut être le fluide réfrigérant du circuit de climatisation 3 du véhicule (cf. figure 2). L'invention propose de tirer parti de la gouttière 1, dont la fonction première est de de capter un flux d'huile, de le répartir et de le diriger vers des points à lubrifier, pour assurer simultanément le refroidissement de l'huile et des points lubrifiés dans le réducteur. [0018] Le tube 4 peut être capillaire. Il est noyé dans la masse du plancher 1g, et chemine en serpentin dans celle-ci. A ses extrémités, il traverse la paroi du carter 2 au travers de la tige 3a, entourée par exemple d'un, joint torique d'étanchéité 3b à ce niveau (cf. figure 1A). [0019] Le fluide réfrigérant est celui qui s'écoule dans le circuit de climatisation 5 de l'habitacle du véhicule, selon le circuit schématique de la figure 2, où il circule en boucle fermée entre un compresseur 6, un condenseur 7, un détendeur 8, et un évaporateur principal 9. Parallèlement à l'évaporateur principal 9, il peut passer par une ou plusieurs gouttières réfrigérées 1 , telles du celle de la figure 1, dont l'accès est contrôlé par des électrovannes 10. Le fluide réfrigérant fait un trajet en aller et retour dans le tube 4 à l'intérieur du plancher lg de la gouttière 1. Ses extrémités d'aller et de retour (A et R) passent au travers de la cloison étancheifiée 2 du carter. Le réseau de tubes 4 est branché en parallèle à l'évaporateur principal 7, sur le circuit de climatisation 5. [0020] Le fluide de réfrigération du climatiseur peut ainsi assurer le refroidissement ciblé de plusieurs zones lubrifiées par aspersion gravitaire de lubrifiant dans un réducteur de vitesses de véhicule automobile comportant un distributeur hydraulique de lubrifiant 1 alimenté par projection à partir d'une réserve située dans la partie inférieure du réducteur. Ce distributeur hydraulique est de manière non limitative la gouttière réfrigérante 1 décrite ci-dessus. [0021] La paroi du distributeur 1, à savoir le plancher lg de la gouttière 1, dans l'exemple décrit, est réfrigérée par un agent réfrigérant, constitué par le fluide de réfrigération du circuit de climatisation 5 du véhicule. Le plancher réfrigérant lg est parcouru par le liquide de lubrification entre sa zone de captation la et ses points de déversement lc et if. Le fluide réfrigérant du circuit de climatisation 5 s'écoule dans le tube 4 noyé dans le plancher lg. Le tube 4 est monté en parallèle à l'évaporateur principal 9. Le lubrifiant du réducteur est refroidi en s'écoulant au contact du plancher réfrigérant lg de la gouttière 1, avant son déversement par les becs lc et if, vers les zones ciblées à lubrifier. [0022] En conclusion, l'invention permet de garantir la fiabilité des composants du réducteur, lors de son utilisation à haute température, ou lors de sollicitations très sévères, en améliorant le bilan consommation / pollution. De manière générale, elle permet de maîtriser la température de fonctionnement du réducteur, sans remettre en cause la mise au point de sa lubrification. [0023] Elle met à profit les performances du système de climatisation du véhicule, notamment la capacité d'échange et la fluidité de son fluide calorifique. Elle permet de cibler les points chauds à refroidir de façon privilégiée par aspersion d'huile réfrigérée sur ces derniers. La longévité du lubrifiant est augmentée. [0024] Enfin, l'invention permet de contrôler le refroidissement des points sensibles du réducteur en temps réel, ou de manière prédictive grâce à un pilotage approprié, selon des sollicitations prévisibles. 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé de refroidissement ciblé de zones lubrifiées par aspersion gravitairc de lubrifiant dans un réducteur de vitesses de véhicule automobile comportant un distributeur hydraulique de lubrifiant (1) alimenté par projection à partir d'une réserve située dans la partie inférieure du réducteur, caractérisé en ce que le lubrifiant est refroidi en s'écoulant au contact d'une paroi (1g) du distributeur hydraulique (I), avant son déversement sur les zones ciblées. [Revendication 2] Procédé de refroidissement ciblé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi (1g) du distributeur (1) est réfrigérée par un agent circulant au travers de celle-ci. [Revendication 3] Procédé de refroidissement ciblé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent de réfrigération circule dans un tube (4) noyé dans la paroi (1g) du distributeur (1). [Revendication 4] Procédé de refroidissement ciblé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube de circulation de l'agent réfrigérant (4) est relié au circuit de fluide de climatisation (5) du véhicule. [Revendication 5] Procédé de refroidissement ciblé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de circulation (4) est parcouru par un fluide réfrigérant parallèlement au circuit principal de climatisation (5) du véhicule. [Revendication 6] Gouttière de lubrification réfrigérante (1) des mécanismes intérieurs d'un réducteur de vitesses de véhicule automobile, alimentée par projection à partir d'une réserve située dans la partie inférieure du réducteur, pour le distribuer sur des zones ciblées des mécanismes, caractérisée en ce qu'elle présente une paroi réfrigérante (1g). [Revendication 7] Gouttière de lubrification réfrigérante selon la revendication 6, ca- ractérisée en ce qu'elle comporte un plancher réfrigérant (1g) parcouru par le liquide de lubrification entre sa zone de captation ( la) et ses points de déversement (1c, lf). [Revendication 8] Gouttière de lubrification réfrigérante (1) selon la revendication 7, ca- ractérisée en ce qu'un tube de circulation (4) de fluide réfrigérant est noyé dans la masse du plancher (1g). [Revendication 9] Gouttière de lubrification réfrigérante selon la revendication 8 ca- ractérisée en ce que le tube (4) chemine en serpentin dans la masse du plancher (1g). [Revendication 10] Gouttière de lubrification réfrigérante selon la revendication 8 ou 9, ca- ractérisée en ce que le fluide réfrigérant est celui qui s'écoule dans le 6 système de climatisation de l'habitacle du véhicule.