EP1945921A2 - Protection method by punctually adding an additive and the thereby protected mechanical machine - Google Patents

Protection method by punctually adding an additive and the thereby protected mechanical machine

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Publication number
EP1945921A2
EP1945921A2 EP06794371A EP06794371A EP1945921A2 EP 1945921 A2 EP1945921 A2 EP 1945921A2 EP 06794371 A EP06794371 A EP 06794371A EP 06794371 A EP06794371 A EP 06794371A EP 1945921 A2 EP1945921 A2 EP 1945921A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine
additive
gas generator
critical
actuation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06794371A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christophe Nicot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN SNR Roulements SA
Original Assignee
Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nouvelle de Roulements SNR SA filed Critical Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Publication of EP1945921A2 publication Critical patent/EP1945921A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/02—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00 having means for introducing additives to lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0458—Oil-mist or spray lubrication; Means to reduce foam formation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0463—Grease lubrication; Drop-feed lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N11/00—Arrangements for supplying grease from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated; Grease cups
    • F16N11/10—Arrangements for supplying grease from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated; Grease cups by pressure of another fluid

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting the operation of a mechanical machine and a mechanical machine comprising a system for injecting a protective additive.
  • the invention applies in particular to a transmission system of the driving force of a motor vehicle, such as a gearbox, the protective additive then typically being a lubricant or a lubricant additive.
  • the life of such a machine depends directly on the quality and quantity of lubricant present.
  • the quality of the lubricant is degraded (oxidation, acidification, decrease in the amount of specific additives, etc.) and the quantity tends to be reduced.
  • these embodiments do not make it possible to respond to critical operating conditions which are potentially damaging to the machine, such as overload, overspeed, over or under temperature and / or other extreme operating conditions. .
  • FR-A1-2 857 693 a complementary lubricating and safety device which provides to store under pressure a quantity of oil so as to ensure said lubrication by means of a connecting pipe.
  • This embodiment is of a complex implementation and requires an additional lubrication circuit which is specific and bulky, which is not compatible with the industrial constraints in force in particular in the automotive field.
  • the invention aims in particular to solve the problems mentioned above by proposing a method for protecting the operation of a mechanical machine which combines the simplicity of implementation and the reliability of said operation in critical states by adding a determined quantity at least one additive.
  • the invention proposes a method of protecting the operation of a mechanical machine by ad-hoc addition of a determined quantity of at least one additive inside said machine, said method providing for :
  • an additive injection system which comprises a tank containing the determined amount of additive and a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the machine; - To operate the gas generator in case of operation of the machine in at least one critical state.
  • the invention proposes a mechanical machine comprising a casing in which power transmission members are arranged in movement, and at least one additive injection system which comprises a tank integral with the casing, said reservoir containing a determined quantity of an additive for protecting the operation of said machine, said system further comprising a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the housing, and a device for actuating the generator of gas which is arranged to actuate said generator in case of operation of the machine in at least one critical state so, by adding the determined amount of additive, to protect the operation of the machine.
  • FIG. 1 is a schematic representation in section of a gearbox of a motor vehicle on the of which three additive injection systems are secured.
  • power transmission members which are mounted in motion in a housing 3 in particular by means of bearings, the whole being lubricated for example with oil introduced into said housing.
  • the lubrication conditions can be determined, particularly with regard to the quantity, quality and frequency of relubrication. These lubrication conditions allow to meet a specification corresponding to a standard use, possibly with some exceptional operating conditions.
  • the invention provides for protecting the operation of the mechanical machine in critical operating critical states that are potentially damaging to said machine, particularly in "low lubrication” or "faulty lubrication” emergencies.
  • the invention therefore makes it possible to respond to the technical evolution of motor vehicles (power and engine torque, vehicle aerodynamics, increase of warranty and maintenance periods, etc.) while fulfilling the legal requirements (pollutant reductions, recycling constraints, ).
  • the invention can also be implemented in combination with a system for continuously feeding an additive, such as those known from the prior art.
  • the operating states considered are chosen from the group comprising the temperature, the rotational speed, the pressure, the torque, the composition or the quantity of the lubricant present inside the machine, the vibration, the time the distance traveled in the case of a prime mover.
  • the protection of the machine can be achieved especially in case of overload, overspeed, over or under temperature, time at the borders of the specifications, oil supply cutoff, on vibration, on humidity , of over pollution.
  • the protection method provides for the ad hoc addition of a determined quantity of at least one protective additive which is adapted to the critical state under consideration.
  • a determined quantity of at least one protective additive which is adapted to the critical state under consideration.
  • the addition of lubricant makes the operation more reliable, and in the case of a faulty lubrication, there are additives for lubricant that can readjust the lubrication to the conditions of use.
  • This addition is carried out by means of an additive injection system G1-G3 which comprises a reservoir containing the determined quantity of additive and a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the machine.
  • the method according to the invention provides for actuating the gas generator in case of operation of the machine in at least one critical state.
  • the actuation of the gas generator can be signified in real time, for example by means of lighting a driver warning light and / or by sending an information signal to a computer dynamic vehicle management.
  • the meaning can be realized in masked time of the operation of the machine, so in particular to prevent the garage of the need to replace a used injection system during the periodic review of the vehicle.
  • the invention it is also possible to provide several injection systems of an identical or different additive, said systems being actuated in the event of operation of the machine in at least one critical state.
  • This embodiment makes it possible to make the operation of the machine more reliable if the same critical state occurs several times (possibly by actuating the injection systems automatically over time) or several critical states that require an additive of a different nature.
  • each operation of the machine in at least one critical state it can actuate the injection system of the protective additive that is suitable.
  • several injection devices can be actuated simultaneously or sequentially in case of operation of the machine in at least one critical state.
  • the actuation is caused by the occurrence of the critical state.
  • the operating state considered is the temperature
  • the tank contains a high temperature additive and that the actuation of the gas generator is activated. automatically above a critical temperature by a control device integrated in the injection system.
  • the operating state is determined, for example by calculation or by estimation, and then compared with a critical threshold, so as to trigger the action of the gas generator if said critical threshold is exceeded.
  • a critical threshold so as to trigger the action of the gas generator if said critical threshold is exceeded.
  • FIG. 1 is a schematic view of a gearbox 1 of conventional structure in which shafts 6 provided with pinions 7 are rotatably mounted in a casing 3 by means of bearings 8.
  • the casing 3 is provided with three orifices in each of which is mounted in a sealed manner an additive injection system G1-G3 so that the tank of said system can be placed in communication with the interior of the housing 3 in which the lubricant is provided.
  • This embodiment is given for descriptive purposes, a different number of injection systems, of identical or different structure, which can be provided on the gearbox 1 as a function, in particular, of the number and the nature of the critical operating states against which we want to protect the box.
  • Each reservoir contains a determined quantity of an additive for protecting the operation of the can 1, said additive possibly being identical or different.
  • an additive for protecting the operation of the can possibly being identical or different.
  • a lubricant for protecting the operation of the can 1, said additive possibly being identical or different.
  • first injection system G1 a high speed additive
  • second injection system G2 a high temperature additive
  • third injection system G3 a high temperature additive
  • the amount of additive varies depending on the use in question, but can be typically of the order of a few tens of grams.
  • the injection system G1-G3 further comprises a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the casing 3, and a device for actuating the gas generator which is arranged to actuate said generator in case of operation of the box 1 in at least one critical state so, by adding the determined amount of additive, to protect the operation of the box 1.
  • a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the casing 3
  • a device for actuating the gas generator which is arranged to actuate said generator in case of operation of the box 1 in at least one critical state so, by adding the determined amount of additive, to protect the operation of the box 1.
  • Such injection systems are for example known from the WO document -03/016724, and may in particular be actuated chemically, electrically or by changing a physical state.
  • the gas generator is disposed away from the additive reservoir, for example by being in communication with him via a conduit.
  • the injection systems G1, G3 have a similar arrangement to that of G1 with however a bent body, the first system G1 as the third G3 providing axial injection of the additive while the second system G2 allows radial injection.
  • the first system G1 is associated with a bearing 8 while the other two systems G2-G3 are provided respectively at a pinion 7.
  • the gas generator comprises a pyrotechnic charge and the actuating device comprises a means for igniting said charge.
  • the load is adapted in particular to the nature and the amount of additive and the desired injection kinematics. In particular a few tenths to a few grams of pyrotechnic material can be used to obtain an injection pressure of between a few bars and a few tens of bars, the injection time being adjustable between 1 ms and 30 s.
  • This embodiment thanks to its modularity and its simplicity of implementation, is particularly advantageous in the application in question where the constraints, including congestion, are important.
  • the ignition means of the second injection system G2 comprises an electrically actuated primer.
  • the actuation of the gas generator is controlled by a computer 14, for example the same as that of the vehicle engine, which is in communication with said primer via a wire link 15.
  • a computer 14 for example the same as that of the vehicle engine, which is in communication with said primer via a wire link 15.
  • the connection may be of radio type 16.
  • the computer can be integrated into the injection system so as to obtain an autonomous injection system.
  • the computer 14 is arranged to compare at least one operating state of the machine with a critical threshold, and to actuate the gas generator if said critical threshold is exceeded.
  • the computer control device may comprise means for measuring or estimating the operating state.
  • such means can be connected to the computer so as to allow comparison.
  • most of the sensors or estimators of operating state are already provided in a motor vehicle, such as sensors for temperature, oil pressure, oil level, engine speed, pinging, kilometer, time, ....
  • control device may comprise delay means and / or verification of the exceeding of the critical threshold, or means of meaning of the actuation of the gas generator in real time or in masked time of the operation of the machine.
  • the actuation is performed by mechanical means or by changing a physical state.
  • the operating state is not then determined, but the actuating means is arranged to trigger above or below a threshold value of this state.

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Abstract

The invention relates to a method for protecting a mechanical machine operation by punctually adding the determined quantity of at least one type of additive into said machine consisting in using an additive injection system (G1-G3) which comprises a reservoir containing a determined quantity of additive and a gas generator for expelling said additive from the reservoir to the machine and in actuating the gas generator when said machine operates at least in a critical condition. The mechanical machine provided with the system (G1-G3) for injecting said protective additive is also disclosed.

Description

Procédé de protection par aiout ponctuel d'un additif, et machine mécanique ainsi protégée Method for the spot protection of an additive, and mechanical machine thus protected
L'invention concerne un procédé de protection du fonctionnement d'une machine mécanique ainsi qu'une machine mécanique comprenant un système d'injection d'un additif de protection.The invention relates to a method for protecting the operation of a mechanical machine and a mechanical machine comprising a system for injecting a protective additive.
L'invention s'applique notamment à un système de transmission de la force motrice d'un véhicule automobile, tel qu'une boîte de vitesses, l'additif de protection étant alors typiquement un lubrifiant ou un additif pour lubrifiant.The invention applies in particular to a transmission system of the driving force of a motor vehicle, such as a gearbox, the protective additive then typically being a lubricant or a lubricant additive.
En particulier, la durée de vie d'une telle machine dépend directement de la qualité et de la quantité de lubrifiant présent. Or, en fonction du temps et des conditions de fonctionnement, la qualité du lubrifiant se dégrade (oxydation, acidification, baisse de la quantité d'additifs spécifiques, ...) et la quantité a tendance à se réduire.In particular, the life of such a machine depends directly on the quality and quantity of lubricant present. However, as a function of time and operating conditions, the quality of the lubricant is degraded (oxidation, acidification, decrease in the amount of specific additives, etc.) and the quantity tends to be reduced.
Pour fiabiliser le fonctionnement d'un système de transmission, il est connu de prévoir une re-lubrification qui est réalisée soit périodiquement, par exemple en vidangeant le système, soit de façon continue en utilisant un dispositif d'alimentation en lubrifiant. Dans ce dernier cas, les dispositifs connus sont à débit constant, lent et régulier, à durée de vie limitée du fait de l'utilisation de piles, et présentent un volume important qui interdit leur utilisation lorsque les contraintes d'encombrement sont importantes.To make reliable the operation of a transmission system, it is known to provide a re-lubrication which is carried out either periodically, for example by draining the system, or continuously using a lubricant supply device. In the latter case, the known devices are constant flow, slow and steady, with limited life due to the use of batteries, and have a large volume that prohibits their use when congestion constraints are important.
En outre, ces réalisations ne permettent pas de répondre à des états ponctuels de fonctionnement critique qui sont potentiellement endommageants pour la machine, telle qu'une surcharge, une survitesse, une sur ou une sous température et/ou d'autres conditions de fonctionnement extrêmes.In addition, these embodiments do not make it possible to respond to critical operating conditions which are potentially damaging to the machine, such as overload, overspeed, over or under temperature and / or other extreme operating conditions. .
Pour tenter de limiter les conséquences néfastes de ces états critiques, on est alors obligé de « surdimensionner » la quantité et la qualité de lubrifiant par rapport à celles qui sont nécessaires pour fiabiliser le fonctionnement de la machine dans les conditions standard d'utilisation. Cette solution n'est toutefois optimale ni d'un point de vue technique puisque tous les états critiques ne peuvent être pris en compte, ni d'un point de vue économique.In an attempt to limit the harmful consequences of these critical states, it is then necessary to "oversize" the quantity and quality of lubricant relative to those needed to make the operation of the machine reliable under the standard conditions of use. This solution is however not optimal or from a technical point of view since not all critical states can be taken into account nor from an economic point of view.
Par ailleurs, on connaît du document FR-A1-2 857 693 un dispositif de lubrification complémentaire et de sécurité qui prévoit de stocker sous pression une quantité d'huile de sorte à pouvoir assurer ladite lubrification au moyen d'une tuyauterie de liaison. Cette réalisation est d'une mise en œuvre complexe et nécessite un circuit de lubrification additionnelle qui est spécifique et volumineux, ce qui n'est pas compatible avec les contraintes industrielles en vigueur notamment dans le domaine automobile.Furthermore, it is known from FR-A1-2 857 693 a complementary lubricating and safety device which provides to store under pressure a quantity of oil so as to ensure said lubrication by means of a connecting pipe. This embodiment is of a complex implementation and requires an additional lubrication circuit which is specific and bulky, which is not compatible with the industrial constraints in force in particular in the automotive field.
L'invention vise notamment à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus en proposant un procédé de protection du fonctionnement d'une machine mécanique qui allie la simplicité de mise en œuvre et la fiabilisation dudit fonctionnement dans des états critiques par ajout d'une quantité déterminée d'au moins un additif.The invention aims in particular to solve the problems mentioned above by proposing a method for protecting the operation of a mechanical machine which combines the simplicity of implementation and the reliability of said operation in critical states by adding a determined quantity at least one additive.
À cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de protection du fonctionnement d'une machine mécanique par ajout ponctuel d'une quantité déterminée d'au moins un additif à l'intérieur de ladite machine, ledit procédé prévoyant :For this purpose, and according to a first aspect, the invention proposes a method of protecting the operation of a mechanical machine by ad-hoc addition of a determined quantity of at least one additive inside said machine, said method providing for :
- d'utiliser un système d'injection d'additif qui comprend un réservoir contenant la quantité déterminée d'additif et un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans la machine ; - d'actionner le générateur de gaz en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.- Use an additive injection system which comprises a tank containing the determined amount of additive and a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the machine; - To operate the gas generator in case of operation of the machine in at least one critical state.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose une machine mécanique comprenant un carter dans lequel des organes de transmission de puissance sont disposés en mouvement, et au moins un système d'injection d'additif qui comprend un réservoir solidaire du carter, ledit réservoir contenant une quantité déterminée d'un additif de protection du fonctionnement de ladite machine, ledit système comprenant en outre un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans le carter, et un dispositif d'actionnement du générateur de gaz qui est agencé pour actionner ledit générateur en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique de sorte, par ajout de la quantité déterminée d'additif, à protéger le fonctionnement de la machine.According to a second aspect, the invention proposes a mechanical machine comprising a casing in which power transmission members are arranged in movement, and at least one additive injection system which comprises a tank integral with the casing, said reservoir containing a determined quantity of an additive for protecting the operation of said machine, said system further comprising a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the housing, and a device for actuating the generator of gas which is arranged to actuate said generator in case of operation of the machine in at least one critical state so, by adding the determined amount of additive, to protect the operation of the machine.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile sur le carter de laquelle trois systèmes d'injection d'additif sont solidarisés.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description, made with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic representation in section of a gearbox of a motor vehicle on the of which three additive injection systems are secured.
On décrit ci-dessous un mode de réalisation de l'invention en relation avec une boîte de vitesses 1 de véhicule automobile, toutefois l'invention s'applique à d'autres types de machines mécaniques, notamment formant système de transmission d'une force motrice, ainsi qu'à des machines motrices comme des moteurs électriques ou thermiques. Par ailleurs, la description est faite en relation avec un additif de type lubrifiant ou additif pour lubrifiant sans que l'invention ne soit limitée à ces réalisations puisque, en fonction des besoins, on peut prévoir d'injecter un autre type d'additif de protection.An embodiment of the invention in connection with a motor vehicle gearbox 1 is described below, however the invention applies to other types of mechanical machines, in particular forming a force transmission system. motor, as well as engines such as electric or thermal motors. Furthermore, the description is made in connection with a lubricant additive or lubricant additive without the invention being limited to these embodiments since, depending on the needs, it is possible to inject another type of additive. protection.
Dans les machines mécaniques, il est prévu des organes de transmission de puissance qui sont montés en mouvement dans un carter 3 en particulier au moyen de roulements, le tout étant lubrifié par exemple avec de l'huile introduite dans ledit carter.In mechanical machines, there are provided power transmission members which are mounted in motion in a housing 3 in particular by means of bearings, the whole being lubricated for example with oil introduced into said housing.
En fonction de la machine, du type de roulement et de l'application considérée, les conditions de lubrification peuvent être déterminées, notamment en ce qui concerne la quantité, la qualité et la fréquence de relubrification. Ces conditions de lubrification permettent de répondre à un cahier des charges correspondant à une utilisation standard, éventuellement en prévoyant quelques cas de fonctionnement exceptionnel.Depending on the machine, the type of bearing and the application in question, the lubrication conditions can be determined, particularly with regard to the quantity, quality and frequency of relubrication. These lubrication conditions allow to meet a specification corresponding to a standard use, possibly with some exceptional operating conditions.
Selon le premier aspect, l'invention prévoit de protéger le fonctionnement de la machine mécanique dans des états ponctuels de fonctionnement critique qui sont potentiellement endommageants pour ladite machine, en particulier dans des situations d'urgence de type « faible lubrification » ou « lubrification défaillante ».According to the first aspect, the invention provides for protecting the operation of the mechanical machine in critical operating critical states that are potentially damaging to said machine, particularly in "low lubrication" or "faulty lubrication" emergencies.
Ainsi, il est possible de limiter la quantité de lubrifiant et sa qualité à celles nécessaires pour un fonctionnement standard, tout en assurant une protection en cas de fonctionnement dans des conditions exceptionnelles ou ponctuelles. En outre, il est alors possible d'envisager une durée de vie plus importante pour le lubrifiant, et donc un espacement plus important entre les vidanges. L'invention permet donc de répondre à l'évolution technique des véhicules automobiles (puissance et couple moteur, aérodynamique véhicule, augmentation des périodes de garantie et d'entretien, ...), tout en remplissant les contraintes légales (réductions des polluants, contraintes de recyclage, ...). L'invention peut également être mise en oeuvre en combinaison avec un système d'alimentation en continu d'un additif, tel que ceux connus de l'art antérieur.Thus, it is possible to limit the quantity of lubricant and its quality to those required for standard operation, while providing protection in case of operation in exceptional or punctual conditions. In addition, it is then possible to consider a longer life for the lubricant, and therefore a greater spacing between the oil changes. The invention therefore makes it possible to respond to the technical evolution of motor vehicles (power and engine torque, vehicle aerodynamics, increase of warranty and maintenance periods, etc.) while fulfilling the legal requirements (pollutant reductions, recycling constraints, ...). The invention can also be implemented in combination with a system for continuously feeding an additive, such as those known from the prior art.
Selon des réalisations, les états de fonctionnement considérés sont choisis dans le groupe comprenant la température, la vitesse de rotation, la pression, le couple, la composition ou la quantité du lubrifiant présent à l'intérieur de la machine, la vibration, le temps, la distance parcourue dans le cas d'une machine motrice. Ainsi, la protection de la machine peut être réalisée notamment en cas de surcharge, de survitesse, de sur ou sous température, de temps aux frontières du cahier des charges, de coupure d'alimentation d'huile, de sur vibration, de sur humidité, de sur pollution.According to embodiments, the operating states considered are chosen from the group comprising the temperature, the rotational speed, the pressure, the torque, the composition or the quantity of the lubricant present inside the machine, the vibration, the time the distance traveled in the case of a prime mover. Thus, the protection of the machine can be achieved especially in case of overload, overspeed, over or under temperature, time at the borders of the specifications, oil supply cutoff, on vibration, on humidity , of over pollution.
Le procédé de protection prévoit d'ajouter ponctuellement une quantité déterminée d'au moins un additif de protection qui est adapté à l'état critique considéré. En particulier, en cas de faible lubrification, l'ajout de lubrifiant permet de fiabiliser le fonctionnement, et dans le cas d'une lubrification défaillante, il existe des additifs pour lubrifiant qui permettent de réajuster la lubrification aux conditions d'utilisation.The protection method provides for the ad hoc addition of a determined quantity of at least one protective additive which is adapted to the critical state under consideration. In particular, in case of low lubrication, the addition of lubricant makes the operation more reliable, and in the case of a faulty lubrication, there are additives for lubricant that can readjust the lubrication to the conditions of use.
Cet ajout est réalisé au moyen d'un système d'injection d'additif G1- G3 qui comprend un réservoir contenant la quantité déterminée d'additif et un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans la machine. Le procédé selon l'invention prévoit d'actionner le générateur de gaz en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.This addition is carried out by means of an additive injection system G1-G3 which comprises a reservoir containing the determined quantity of additive and a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the machine. The method according to the invention provides for actuating the gas generator in case of operation of the machine in at least one critical state.
Selon une réalisation, l'actionnement du générateur de gaz peut être signifié en temps réel, par exemple au moyen de l'allumage d'un voyant d'avertissement du conducteur et/ou par émission d'un signal d'information à un calculateur de gestion dynamique du véhicule. En outre, la signification peut être réalisée en temps masqué du fonctionnement de la machine, de sorte notamment à prévenir le garagiste de la nécessité de remplacer un système d'injection usagé lors de la révision périodique du véhicule.According to one embodiment, the actuation of the gas generator can be signified in real time, for example by means of lighting a driver warning light and / or by sending an information signal to a computer dynamic vehicle management. In addition, the meaning can be realized in masked time of the operation of the machine, so in particular to prevent the garage of the need to replace a used injection system during the periodic review of the vehicle.
Selon l'invention, on peut également prévoir plusieurs systèmes d'injection d'un additif identique ou différent, lesdits systèmes étant actionnés en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique. Cette réalisation permet de fiabiliser le fonctionnement de la machine en cas de survenance de plusieurs fois le même état critique (éventuellement en actionnant les systèmes d'injection de façon automatique dans le temps) ou de plusieurs états critiques qui nécessitent un additif de nature différente.According to the invention, it is also possible to provide several injection systems of an identical or different additive, said systems being actuated in the event of operation of the machine in at least one critical state. This embodiment makes it possible to make the operation of the machine more reliable if the same critical state occurs several times (possibly by actuating the injection systems automatically over time) or several critical states that require an additive of a different nature.
En effet, à chaque fonctionnement de la machine dans au moins un état critique, on peut actionner le système d'injection de l'additif de protection qui est adapté. En outre, plusieurs dispositifs d'injection peuvent être actionnés simultanément ou séquentiellement en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.Indeed, at each operation of the machine in at least one critical state, it can actuate the injection system of the protective additive that is suitable. In addition, several injection devices can be actuated simultaneously or sequentially in case of operation of the machine in at least one critical state.
On peut également prévoir de combiner différents états de sorte à actionner le système d'injection dans le cas où plusieurs seuils critiques sont atteints simultanément ou selon une séquence déterminée.It is also possible to combine different states so as to actuate the injection system in the case where several critical thresholds are reached simultaneously or in a specific sequence.
Selon un premier mode de réalisation, l'actionnement est provoqué par la survenance de l'état critique. Dans le cas où l'état de fonctionnement considéré est la température, on peut prévoir que le réservoir contienne un additif haute température et que l'actionnement du générateur de gaz soit activé automatiquement au-dessus d'une température critique par un dispositif de commande intégré au système d'injection.According to a first embodiment, the actuation is caused by the occurrence of the critical state. In the case where the operating state considered is the temperature, it can be provided that the tank contains a high temperature additive and that the actuation of the gas generator is activated. automatically above a critical temperature by a control device integrated in the injection system.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'état de fonctionnement est déterminé, par exemple par calcul ou par estimation, puis comparé à un seuil critique, de sorte à déclencher l'action nement du générateur de gaz en cas de dépassement dudit seuil critique. En variante, on peut prévoir, préalablement à l'actionnement du générateur de gaz, une temporisation et/ou une vérification du dépassement du seuil critique de sorte à fiabiliser ledit actionnement en vérifiant que le risque d'endommagement de la machine est fort.According to a second embodiment, the operating state is determined, for example by calculation or by estimation, and then compared with a critical threshold, so as to trigger the action of the gas generator if said critical threshold is exceeded. In a variant, it is possible, prior to the actuation of the gas generator, to provide a time delay and / or a verification of the exceeding of the critical threshold so as to make said actuation more reliable by verifying that the risk of damage to the machine is high.
Sur la figure 1 est schématisée une boîte de vitesses 1 de structure classique dans laquelle des arbres 6 pourvus de pignons 7 sont montés en rotation dans un carter 3 au moyen de roulements 8. Le carter 3 est pourvu de trois orifices dans chacun desquels est monté de façon étanche un système d'injection d'additif G1-G3 de sorte que le réservoir dudit système puisse être mis en communication avec l'intérieur du carter 3 dans lequel le lubrifiant est prévu.FIG. 1 is a schematic view of a gearbox 1 of conventional structure in which shafts 6 provided with pinions 7 are rotatably mounted in a casing 3 by means of bearings 8. The casing 3 is provided with three orifices in each of which is mounted in a sealed manner an additive injection system G1-G3 so that the tank of said system can be placed in communication with the interior of the housing 3 in which the lubricant is provided.
Ce mode de réalisation est donné à titre descriptif, un nombre différent de systèmes d'injection, de structure identique ou différente, pouvant être prévu sur la boîte de vitesses 1 en fonction notamment du nombre et de la nature des états de fonctionnement critique contre lesquels on veut protéger la boîte.This embodiment is given for descriptive purposes, a different number of injection systems, of identical or different structure, which can be provided on the gearbox 1 as a function, in particular, of the number and the nature of the critical operating states against which we want to protect the box.
Chaque réservoir contient une quantité déterminée d'un additif de protection du fonctionnement de la boîte 1 , ledit additif pouvant être identique ou différent. Par exemple on peut prévoir dans respectivement un réservoir : un lubrifiantEach reservoir contains a determined quantity of an additive for protecting the operation of the can 1, said additive possibly being identical or different. For example one can provide respectively in a reservoir: a lubricant
(premier système d'injection G1), un additif haute vitesse de rotation (deuxième système d'injection G2) et un additif haute température (troisième système d'injection G3). La quantité d'additif varie en fonction de l'utilisation considérée, mais peut être typiquement de l'ordre de quelques dizaines de grammes.(first injection system G1), a high speed additive (second injection system G2) and a high temperature additive (third injection system G3). The amount of additive varies depending on the use in question, but can be typically of the order of a few tens of grams.
Le système d'injection G1-G3 comprend en outre un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans le carter 3, et un dispositif d'actionnement du générateur de gaz qui est agencé pour actionner ledit générateur en cas de fonctionnement de la boîte 1 dans au moins un état critique de sorte, par ajout de la quantité déterminée d'additif, à protéger le fonctionnement de la boîte 1. De tels systèmes d'injection sont par exemple connus du document WO-03/016724, et peuvent être notamment actionnés chimiquement, électriquement ou par changement d'un état physique.The injection system G1-G3 further comprises a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the casing 3, and a device for actuating the gas generator which is arranged to actuate said generator in case of operation of the box 1 in at least one critical state so, by adding the determined amount of additive, to protect the operation of the box 1. Such injection systems are for example known from the WO document -03/016724, and may in particular be actuated chemically, electrically or by changing a physical state.
En particulier, on peut prévoir un générateur de gaz standard qui soit paramétrable en fonction de l'additif et de l'application considérée. En variante, on peut prévoir que le générateur de gaz soit disposé à distance du réservoir d'additif, par exemple en étant en communication avec lui par l'intermédiaire d'un conduit.In particular, it is possible to provide a standard gas generator that can be parameterized as a function of the additive and of the application in question. Alternatively, it can be provided that the gas generator is disposed away from the additive reservoir, for example by being in communication with him via a conduit.
Les systèmes d'injection G1, G3 présentent un agencement similaire à celui de G1 avec toutefois un corps coudé, le premier système G1 comme le troisième G3 assurant une injection axiale de l'additif alors que le deuxième système G2 permet une injection radiale. En outre, le premier système G1 est associé en regard d'un roulement 8 alors que les deux autres systèmes G2-G3 sont prévus respectivement au niveau d'un pignon 7. Ces réalisations permettent l'injection de l'additif à proximité des pièces en rotation qui sont principalement affectées par le fonctionnement dans un état critique, de sorte à limiter le délai de protection.The injection systems G1, G3 have a similar arrangement to that of G1 with however a bent body, the first system G1 as the third G3 providing axial injection of the additive while the second system G2 allows radial injection. In addition, the first system G1 is associated with a bearing 8 while the other two systems G2-G3 are provided respectively at a pinion 7. These embodiments allow the injection of the additive near the parts in rotation which are mainly affected by operation in a critical state, so as to limit the protection time.
Le générateur de gaz comprend une charge pyrotechnique et le dispositif d'actionnement comprend un moyen d'allumage de ladite charge. La charge est adaptée notamment à la nature et à la quantité d'additif et à la cinématique d'injection souhaitée. En particulier quelques dixièmes à quelques grammes de matériau pyrotechnique peuvent être utilisés pour obtenir une pression d'injection comprise entre quelques bars et quelques dizaines de bars, le temps d'injection pouvant être ajusté entre 1 ms et 30 s. Cette réalisation, grâce à sa modularité et à sa simplicité de mise en œuvre, est particulièrement avantageuse dans l'application considérée où les contraintes, notamment d'encombrement, sont importantes. Le moyen d'allumage du deuxième système d'injection G2 comprend une amorce actionnée électriquement. L'actionnement du générateur de gaz est commandé par un calculateur 14, par exemple le même que celui du moteur du véhicule, qui est en communication avec ladite amorce par l'intermédiaire d'une liaison filaire 15. En variante, représentée en relation avec le premier système d'injection G1 , la liaison peut être de type radio 16. Selon une autre réalisation, le calculateur peut être intégré au système d'injection de sorte à obtenir un système d'injection autonome.The gas generator comprises a pyrotechnic charge and the actuating device comprises a means for igniting said charge. The load is adapted in particular to the nature and the amount of additive and the desired injection kinematics. In particular a few tenths to a few grams of pyrotechnic material can be used to obtain an injection pressure of between a few bars and a few tens of bars, the injection time being adjustable between 1 ms and 30 s. This embodiment, thanks to its modularity and its simplicity of implementation, is particularly advantageous in the application in question where the constraints, including congestion, are important. The ignition means of the second injection system G2 comprises an electrically actuated primer. The actuation of the gas generator is controlled by a computer 14, for example the same as that of the vehicle engine, which is in communication with said primer via a wire link 15. As a variant, shown in connection with FIG. the first injection system G1, the connection may be of radio type 16. In another embodiment, the computer can be integrated into the injection system so as to obtain an autonomous injection system.
Le calculateur 14 est agencé pour comparer au moins un état de fonctionnement de la machine à un seuil critique, et à actionner le générateur de gaz en cas de dépassement dudit seuil critique. Pour ce faire, le dispositif de commande calculateur peut comprendre des moyens de mesure ou d'estimation de l'état de fonctionnement. En particulier, de tels moyens peuvent être connectés au calculateur de sorte à permettre la comparaison. De façon avantageuse, notons que la plupart des capteurs ou estimateurs d'état de fonctionnement sont déjà prévus dans un véhicule automobile, comme les capteurs de température, de pression d'huile, de niveau d'huile, de régime moteur, de cliquetis, de kilomètre, de temps, ....The computer 14 is arranged to compare at least one operating state of the machine with a critical threshold, and to actuate the gas generator if said critical threshold is exceeded. To do this, the computer control device may comprise means for measuring or estimating the operating state. In particular, such means can be connected to the computer so as to allow comparison. Advantageously, note that most of the sensors or estimators of operating state are already provided in a motor vehicle, such as sensors for temperature, oil pressure, oil level, engine speed, pinging, kilometer, time, ....
En outre, le dispositif de commande peut comprendre des moyens de temporisation et/ou de vérification du dépassement du seuil critique, ou des moyens de signification de l'actionnement du générateur de gaz en temps réel ou en temps masqué du fonctionnement de la machine.In addition, the control device may comprise delay means and / or verification of the exceeding of the critical threshold, or means of meaning of the actuation of the gas generator in real time or in masked time of the operation of the machine.
Dans le troisième système d'injection G3, l'actionnement est réalisé par un moyen mécanique ou par changement d'un état physique. Dans ces réalisations, l'état de fonctionnement n'est alors pas déterminé, mais le moyen d'actionnement est agencé pour se déclencher au-dessus ou en dessous d'une valeur seuil de cet état. In the third injection system G3, the actuation is performed by mechanical means or by changing a physical state. In these embodiments, the operating state is not then determined, but the actuating means is arranged to trigger above or below a threshold value of this state.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de protection du fonctionnement d'une machine mécanique par ajout ponctuel d'une quantité déterminée d'au moins un additif à l'intérieur de ladite machine, ledit procédé prévoyant :1. A method of protecting the operation of a mechanical machine by ad hoc addition of a determined quantity of at least one additive inside said machine, said method providing:
- d'utiliser un système d'injection d'additif (G1-G3) qui comprend un réservoir contenant la quantité déterminée d'additif et un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans la machine ;- Use an additive injection system (G1-G3) which comprises a tank containing the determined amount of additive and a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the machine;
- d'actionner le générateur de gaz en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.- To operate the gas generator in case of operation of the machine in at least one critical state.
2. Procédé de protection selon la revendication 1, dans lequel au moins un état de fonctionnement de la machine est comparé à un seuil critique, l'actionnement du générateur de gaz étant déclenché en cas de dépassement dudit seuil critique.2. Protective method according to claim 1, wherein at least one operating state of the machine is compared to a critical threshold, the actuation of the gas generator being triggered when exceeding said critical threshold.
3. Procédé de protection selon la revendication 2, dans lequel l'état de fonctionnement de la machine est mesuré ou estimé.3. The method of protection of claim 2, wherein the operating state of the machine is measured or estimated.
4. Procédé de protection selon la revendication 2 ou 3, dans lequel, préalablement à l'actionnement du générateur de gaz, une temporisation et/ou une vérification du dépassement du seuil critique est prévue.4. Protective method according to claim 2 or 3, wherein, prior to actuation of the gas generator, a timer and / or a verification of the exceeding of the critical threshold is provided.
5. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'état de fonctionnement est choisi dans le groupe comprenant la température, la vitesse de rotation, la pression, le couple, la composition ou la quantité d'un produit présent à l'intérieur de la machine, la vibration, le temps, la distance parcourue dans le cas d'une machine motrice.The method of protection according to any one of claims 1 to 4, wherein the operating state is selected from the group consisting of temperature, rotational speed, pressure, torque, composition or amount of a product present inside the machine, the vibration, the time, the distance traveled in the case of a prime mover.
6. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'additif est un lubrifiant ou un additif pour lubrifiant. The method of protection according to any one of claims 1 to 5, wherein the additive is a lubricant or a lubricant additive.
7. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le générateur de gaz est de type pyrotechnique, le dispositif d'actionnement comprenant un moyen d'allumage dudit générateur.7. The method of protection according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas generator is of pyrotechnic type, the actuating device comprising a means for igniting said generator.
8. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'actionnement du générateur de gaz est commandé par un calculateur (14) en communication avec le système d'injection (G1-G3) par l'intermédiaire d'une liaison filaire (15) ou d'une liaison radio (16).8. Protection method according to any one of claims 1 to 7, wherein the actuation of the gas generator is controlled by a computer (14) in communication with the injection system (G1-G3) via a wired link (15) or a radio link (16).
9. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le système d'injection (G1-G3) comprend un dispositif de commande de l'actionnement du générateur de gaz.9. The method of protection according to any one of claims 1 to 7, wherein the injection system (G1-G3) comprises a device for controlling the actuation of the gas generator.
10. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel plusieurs systèmes d'injection (G1-G3) d'un additif identique ou différent sont prévus, lesdits systèmes étant actionnés en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.10. A method of protection according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of injection systems (G1-G3) of an identical or different additive are provided, said systems being actuated in case of operation of the machine in at least one critical state.
11. Procédé de protection selon la revendication 10, dans lequel, à chaque fonctionnement de la machine dans au moins un état critique, on actionne un système d'injection (G1-G3) de l'additif de protection qui est adapté.11. Protective method according to claim 10, wherein, at each operation of the machine in at least one critical state, is actuated an injection system (G1-G3) of the protective additive which is adapted.
12. Procédé de protection selon la revendication 10, dans lequel plusieurs dispositifs d'injection (G1-G3) sont actionnés simultanément ou séquentiellement en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique.12. Protective method according to claim 10, wherein a plurality of injection devices (G1-G3) are actuated simultaneously or sequentially in case of operation of the machine in at least one critical state.
13. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'actionnement du générateur de gaz est signifié en temps réel ou en temps masqué du fonctionnement de la machine.13. The method of protection according to any one of claims 1 to 12, wherein the actuation of the gas generator is signified in real time or masked time of operation of the machine.
14. Machine mécanique comprenant un carter (3) dans lequel des organes de transmission de puissance (6, 7, 8) sont disposés en mouvement, et au moins un système d'injection d'additif (G1-G3) qui comprend un réservoir solidaire du carter (3), ledit réservoir contenant une quantité déterminée d'un additif de protection du fonctionnement de ladite machine, ledit système comprenant en outre un générateur de gaz pour l'expulsion de l'additif depuis le réservoir dans le carter (3), et un dispositif d'actionnement du générateur de gaz qui est agencé pour actionner ledit générateur en cas de fonctionnement de la machine dans au moins un état critique de sorte, par ajout de la quantité déterminée d'additif, à protéger le fonctionnement de la machine.Mechanical machine comprising a casing (3) in which power transmission members (6, 7, 8) are arranged in movement, and at least one additive injection system (G1-G3) which comprises a reservoir in solidarity with casing (3), said tank containing a determined quantity of an additive for protecting the operation of said machine, said system further comprising a gas generator for the expulsion of the additive from the tank into the casing (3), and an actuator device of the gas generator which is arranged to actuate said generator in case of operation of the machine in at least one critical state so that, by adding the determined quantity of additive, to protect the operation of the machine .
15. Machine mécanique selon la revendication 14, caractérisée en ce que le générateur de gaz comprend une charge pyrotechnique, le dispositif d'actionnement comprenant un moyen d'allumage de ladite charge.15. Mechanical machine according to claim 14, characterized in that the gas generator comprises a pyrotechnic charge, the actuating device comprising a means for igniting said charge.
16. Machine mécanique selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de commande de l'actionnement du générateur de gaz.16. Mechanical machine according to claim 14 or 15, characterized in that it comprises a device for controlling the actuation of the gas generator.
17. Machine mécanique selon la revendication 16, caractérisée en ce que le dispositif de commande est intégré au système d'injection (G1-G3).Mechanical machine according to claim 16, characterized in that the control device is integrated with the injection system (G1-G3).
18. Machine mécanique selon la revendication 16, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend un calculateur (14) en communication avec le système d'injection (G2-G3) par l'intermédiaire d'une liaison filaire (15) ou d'une liaison radio (16).Mechanical machine according to claim 16, characterized in that the control device comprises a computer (14) in communication with the injection system (G2-G3) via a wire connection (15) or a radio link (16).
19. Machine mécanique selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le dispositif de commande est agencé pour comparer au moins un état de fonctionnement de la machine à un seuil critique, et à actionner le générateur de gaz en cas de dépassement dudit seuil critique.Mechanical machine according to any one of claims 16 to 18, characterized in that the control device is arranged to compare at least one operating state of the machine with a critical threshold, and to actuate the gas generator in case exceeding said critical threshold.
20. Machine mécanique selon la revendication 19, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend au moins un des moyens suivants :Mechanical machine according to claim 19, characterized in that the control device comprises at least one of the following means:
- des moyens de mesure ou d'estimation de l'état de fonctionnement ;means for measuring or estimating the operating state;
- des moyens de temporisation et/ou de vérification du dépassement du seuil critique ; - des moyens de signification de l'actionnement du générateur de gaz en temps réel ou en temps masqué du fonctionnement de la machine.means for delaying and / or verifying the exceeding of the critical threshold; means of meaning of the actuation of the gas generator in real time or in masked time of the operation of the machine.
21. Machine mécanique selon l'une quelconque des revendications 14 à 20, caractérisée en ce que l'additif est un lubrifiant ou un additif pour lubrifiant.21. Mechanical machine according to any one of claims 14 to 20, characterized in that the additive is a lubricant or a lubricant additive.
22. Machine mécanique selon l'une quelconque des revendications 14 à 21, caractérisée en ce qu'elle forme système de transmission de la force motrice d'un véhicule automobile, notamment boîte de vitesses (1). 22. Machine according to any one of claims 14 to 21, characterized in that it forms a transmission system of the driving force of a motor vehicle, including gearbox (1).
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