EP2090758A1 - Circuit de lubrification - Google Patents

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Publication number
EP2090758A1
EP2090758A1 EP09151591A EP09151591A EP2090758A1 EP 2090758 A1 EP2090758 A1 EP 2090758A1 EP 09151591 A EP09151591 A EP 09151591A EP 09151591 A EP09151591 A EP 09151591A EP 2090758 A1 EP2090758 A1 EP 2090758A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
valve
combustion engine
circuit
internal combustion
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Withdrawn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
EP09151591A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Noiret
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.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles 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 Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP2090758A1 publication Critical patent/EP2090758A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/16Controlling lubricant pressure or quantity

Definitions

  • the invention relates to a lubrication circuit of an internal combustion engine.
  • the circuit described in the present invention has a device for regulating the pressure of the oil despite the variations in viscosity of the latter.
  • an internal combustion engine In operation, an internal combustion engine involves many moving mechanical elements. To prevent wear of moving parts, as well as to limit friction and associated energy losses, these parts must be lubricated.
  • the engine therefore comprises a lubricant circuit responsible for supplying oil to the various components of the engine to be lubricated.
  • At least one positive displacement pump ensures adequate oil circulation in the circuit. It may be a pump mechanically actuated by the engine, or an electric pump, or a set of several pumps of similar or different technologies.
  • this valve In order to regulate the pressure in the circuit to a sufficient but not excessive level, there is traditionally a discharge valve in parallel with the pump, which makes it possible to return the excess oil in the circuit upstream of the oil pump.
  • this valve which can be a ball valve closed by a calibrated spring, opens, allowing a return of the oil upstream of the pump and a regulation of the pressure to the desired level .
  • the viscosity of the oil traditionally used for the lubrication of an internal combustion engine varies significantly with its temperature.
  • the oil circuit relief valve is sized to perform its function most of the time, i.e. within a given oil viscosity range corresponding to the viscosity of the hot engine oil. .
  • the viscosity of the oil being higher at low temperature, when the oil is cold, the valve does not allow sufficient opening to return enough oil upstream of the pump and thus maintain the oil pressure close to the pressure hot regulation.
  • the cold oil pressure is unnecessarily high in the circuit, which generates significant energy losses and an increase in engine consumption. Note that the increase of the passage section of the valve is not a solution, because the regulation of hot pressure would then be effective.
  • KUBOTA adds a second discharge valve in parallel with the first valve.
  • This second valve is actuated by a thermostatic element.
  • this valve has a virtually “all or nothing" opening, which is incompatible with a fine regulation of the pressure in the circuit.
  • this solution only functions correctly over a reduced oil viscosity range, thus for an extremely reduced operating temperature range.
  • the object of the present invention is to provide a device allowing a fine regulation of the oil pressure in the lubricant circuit, over the entire operating temperature range of an engine, that is to say generally from -30 ° C to 140 ° C, and therefore over the entire viscosity range of the oil as part of its use for the lubrication of an internal combustion engine.
  • the solution to this problem is to use a special constitution device positioned in a branch of parallel unloading of the discharge valve, allowing, depending on the temperature of the oil or the pressure in the circuit, to return a suitable portion of the oil upstream of the pump, to allow the discharge valve to play are fine regulating role of the pressure in the circuit.
  • the device in parallel with the discharge valve can be, according to different variants of the invention, a variable-section valve or a solenoid valve.
  • a valve with a variable section is thus positioned in parallel with the discharge valve, in a branch of load shedding of the valve.
  • the valve in play consists of two chambers, these chambers being at least partially contained in one another or adjacent, the first chamber being in communication with the oil circuit on one side of the pump, typically downstream (respectively upstream), and the second chamber being in communication with the circuit on the other side of the pump, typically upstream (respectively downstream).
  • the two chambers are in communication via one or more orifices substantially slit-shaped.
  • a piston more or less discovers this orifice, thus varying the passage section between the two chambers.
  • the piston is actuated in the invention by a thermostatic element, whose expansion is substantially proportional to the temperature. Its position therefore varies almost linearly with temperature. If the gap between the two chambers had a constant width (rectangular shape seen from the front), the passage surface would then evolve in proportion to the temperature of the oil. However, the viscosity of the oil does not evolve linearly with temperature, but substantially hyperbolic, it is preferable to adapt the shape of the slot so that the passage section changes proportionally to the viscosity of the oil and not at its temperature.
  • the slot may therefore have a substantially trapezoidal shape, seen from the front, or a more elaborate form (hyperbolic section) allowing a perfect match between the opening of the valve and the viscosity of the oil.
  • a solenoid valve is positioned in parallel with the discharge valve.
  • the solenoid valve is controlled by a control system.
  • the solenoid valve can operate "all or nothing", that is to say do not have a variable section.
  • the regulation of the amount of oil returned by the solenoid valve upstream of the pump is achieved by imposing on the valve a succession of opening and closing.
  • the section of the valve is known, or, for better accuracy, a calibrated fitting can be positioned in the branch of the circuit.
  • the command applied to the solenoid valve can be predetermined according to the conditions of speed and oil temperature, that is to say with an open loop control system.
  • the RCO control will be performed in closed loop.
  • the circuit must have a proportional pressure sensor, which gives the control system of the valve information on the pressure in the circuit.
  • the pressure sensor is positioned in the lubrication circuit at the engine inlet.
  • the oil circuit of an internal combustion engine comprises in particular a main branch passing through an oil tank 1 serving as a reservoir for containing the lubricating oil 2, and a pump 3 ensuring the circulation of the oil 2 in the circuit .
  • a pump 3 ensuring the circulation of the oil 2 in the circuit .
  • the latter therefore generates a pressure difference between the upstream part 5 of the main branch and the downstream part 6 of the main branch, with respect to said pump.
  • the passage section of this valve ensures good regulation when the lubricating oil is hot. When cold, the viscosity of the oil may be too great for the valve to properly perform its function.
  • the figure 9 shows us how much the viscosity of the oil is dependent on its temperature. On the abscissa is the temperature of the oil considered in degrees Celsius (° C), the ordinate is carried the viscosity of this oil in centipoises (cPs) according to a logarithmic scale.
  • the line curve continuous corresponds to an automotive oil type 10W-40, while the dotted line corresponds to a type 5W-30 automotive oil.
  • an internal combustion engine can be operated throughout this temperature range, that is -30 ° C during a cold start in extreme conditions at 140 ° C hot .
  • the only discharge valve 4 can not be sized to ensure a fine regulation of the oil pressure over all of this range of temperature and viscosity, it is proposed in the invention shown figure 2 to provide the circuit of a load shedding branch 11 in parallel with the discharge valve 4 and to equip this shedding branch 11 with a device 7 for unloading the discharge valve 4 from an adequate part of the oil to return upstream of the pump 3 to allow a fine regulation of the oil pressure in the lubricant circuit by the valve 4, and this over the entire operating temperature range of an engine, that is to say generally say -30 ° C to 140 ° C.
  • variable section valve 71 is provided in the lubricating circuit in parallel with the discharge valve 4.
  • variable section valve is actuated by a thermostatic element 8.
  • valve 71 When cold, the valve 71 is open and closes as the temperature of the oil rises. When the oil is hot enough, the valve is completely closed, and only the relief valve 4 regulates the pressure of the oil in the circuit.
  • the figure 4 presents an optional embodiment of this variant of the invention.
  • the circuit in the branch incorporating the variable-section valve 71 that is to say the branch parallel to the discharge valve 4, is associated with a safety solenoid valve 9 making it possible to close this branch in case blocking valve of the variable section 71, which may for example be caused by a failure of the thermostatic element 8.
  • a blocking of the variable section valve 71 in the open position would prevent obtaining sufficient pressure to the good lubrication of the hot engine, which would jeopardize its proper functioning and could quickly lead to a mechanical failure, or even destruction.
  • the safety solenoid valve 9 if the pressure detected in the downstream circuit 6 of the pump 3 is low, falls, or barely established, the safety solenoid valve 9 is closed.
  • variable opening valve device 71 One of the major points of this variant of the invention is the adoption of a variable opening valve device 71.
  • Known devices performing this type of function are often complex control, or may be influenced by the level sudden pressure.
  • variable opening valve thus proposed consists of two chambers 711 and 712 located respectively downstream and upstream of the oil pump 3.
  • An orifice 713 allows communication between these two chambers.
  • a piston 714 makes it possible to more or less obstruct this orifice 713.
  • the piston 714 is thus moved in translation in the chamber 711 by the action of a thermostatic element 8.
  • a thermostatic element 8 Such an element is perfectly known in the prior art. This is usually a simple piece made of a material that expands under the effect of temperature.
  • the orifice 713 may have an oblong shape. One can thus speak of slot to designate the orifice 713.
  • variable opening valve is open.
  • the piston 714 completely uncovers the orifice 713. This is the configuration of the valve when the oil is cold and therefore highly viscous.
  • the oil has begun to heat, but is not sufficiently hot and fluid that the only relief valve 5 is sufficient to satisfactorily regulate the pressure in the circuit.
  • the valve has a reduced passage section with respect to the figure 5 but is not yet completely closed.
  • the orifice 713 is partially covered by the piston 714.
  • the figure 9 shows that the viscosity variation of the oil as a function of its temperature is absolutely not proportional. However, it is desired that the passage section of the variable opening valve (section of the orifice 713 discovered by the piston 714) varies proportionally to this viscosity.
  • the shape of the orifice 713 ' is adapted to respond to this constraint.
  • the passage section first evolves slowly, while the viscosity evolves rapidly. The higher the temperature of the oil rises, the more the passage section will grow rapidly because of its shape.
  • the proposed device makes it possible to effectively vary the passage section in proportion to the evolution of the viscosity of the oil.
  • said discharge valve 4 can then correctly play its role of pressure regulator despite the high viscosity of the oil.
  • a solenoid valve 72 is arranged in the lubrication circuit, in parallel with the discharge valve 4.
  • This solenoid valve 72 is controlled by a control means 721, which can control the opening and closing of the valve 72.
  • the control means 72 can control the opening and closing of the valve 72 in an open loop, according to criteria of oil temperature and engine speed.
  • control means 721 can control the opening and closing of the valve 72 in an open loop with a control of the "RCO” type (Cyclic Opening Ratio), according to a map predetermined.
  • RCO Cyclic Opening Ratio
  • control means 721 can control the opening and closing of the valve 72 in a closed loop with a "RCO" type control (Cyclic Opening Ratio), according to a third embodiment of this second variant.
  • a pressure information in the circuit obtained by a proportional pressure sensor, preferably positioned in the circuit between the oil filter and the engine.
  • the figure 10 represents the result achieved by the present invention on a typical automotive application.
  • On the abscissa is the engine speed in revolutions per minute, the ordinate the pressure of the oil in bar in the circuit downstream of the pump.
  • the curve with diamonds corresponds to the pressure of the hot oil, that is to say when the optimum operating temperature of the engine has been reached and is regulated by the cooling circuit.
  • the relief valve 4 plays its regulating role and makes it possible to stabilize the oil pressure in the circuit at a desired and adequate level, here of the order of 4 bars.
  • This pressure curve represents an ideal curve, which one seeks to reproduce whatever the viscosity of the oil.
  • the curve with squares corresponds to the pressure of the cold oil, that is to say with an oil at 20 ° C in our example, without the invention, that is to say in the configuration presented. to the figure 1 .
  • the relief valve does not have a sufficient section to allow passage of the amount of oil required to regulate the pressure of the circuit. In fact, at low speeds, the pressure is set at an unnecessarily high level. energy dissipated in the pump and in the circuit is then important, which generates overconsumption of the engine.
  • the curve with triangles corresponds to the pressure of the cold oil in a circuit according to the invention, as shown in FIG. figure 6 .
  • the pressure is at a level slightly higher than it is hot. This is due to the pressure drops in the branch of the circuit presenting the variable opening valve in parallel with the discharge valve.
  • the invention makes it possible to follow a pressure profile close to the ideal. As the oil temperature increases and its viscosity decreases, the variable opening valve will close. The pressure will then gradually reach the hot pressure profile.
  • the invention thus described thus makes it possible to maintain an adequate pressure in the circuit in all operating situations of the engine, and over the entire typical working range of oil temperature and viscosity.

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Abstract

L'invention porte sur un circuit de lubrification comportant une branche principale traversant un réservoir d'huile (1) et un moteur à combustion, une pompe volumétrique (3) assurant la circulation de l'huile, une branche retour, entre des points respectivement en aval et en amont de la pompe, munie d'un clapet de décharge (4) pour maintenir la pression d'huile à une valeur de consigne, caractérisé en ce qu 'il comporte des moyens de délestage (7) du clapet de décharge propres à ajuster la quantité d'huile régulée par le clapet, en fonction de la viscosité de l'huile.

Description

  • L'invention porte sur un circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne. En particulier, le circuit décrit dans la présente invention présente un dispositif permettant de réguler la pression de l'huile malgré les variations de viscosité de cette dernière.
  • Lors de son fonctionnement, un moteur à combustion interne met en jeu de nombreux éléments mécaniques en mouvement. Afin de prévenir l'usure des pièces en mouvement, ainsi que pour limiter les frottements et les pertes d'énergie associées, ces pièces doivent être lubrifiées. Le moteur comporte donc un circuit de lubrifiant chargé d'alimenter en huile les différentes pièces constitutives du moteur devant être lubrifiées.
  • Notons que le lubrifiant traditionnellement employé dans un moteur à combustion interne étant généralement de l'huile, nous utilisons ces deux termes de façon équivalente.
  • Au moins une pompe volumétrique permet d'assurer une circulation d'huile adéquate dans le circuit. Il peut s'agir d'une pompe actionnée mécaniquement par le moteur, ou d'une pompe électrique, voire d'un ensemble de plusieurs pompes de technologies analogues ou différentes.
  • Afin de réguler la pression dans le circuit à un niveau suffisant mais pas excessif, on dispose traditionnellement un clapet de décharge en parallèle de la pompe, ce qui permet de renvoyer l'huile excédentaire dans le circuit en amont de la pompe à huile. Lorsque la pression adéquate est dépassée dans le circuit, ce clapet, pouvant être un clapet à bille fermé par un ressort taré, s'ouvre, permettant un retour de l'huile en amont de la pompe et une régulation de la pression au niveau souhaité.
  • Il est par ailleurs connu que la viscosité de l'huile traditionnellement utilisée pour la lubrification d'un moteur à combustion interne varie de façon importante avec sa température. Cependant, le clapet de décharge du circuit d'huile est dimensionné pour remplir sa fonction la plus grande partie du temps, c'est-à-dire dans une plage de viscosité d'huile donnée correspondant à la viscosité de l'huile moteur chaud.
  • La viscosité de l'huile étant plus importante à basse température, lorsque l'huile est froide, le clapet ne permet pas une ouverture suffisante retourner suffisamment d'huile en amont de la pompe et maintenir ainsi la pression d'huile proche de la pression de régulation à chaud.
  • La pression d'huile à froid est donc inutilement élevée dans le circuit, de qui génèrent des pertes énergétiques importantes et une augmentation de la consommation du moteur. Notons que l'augmentation de la section de passage du clapet n'est pas une solution, car la régulation de pression à chaud serait alors peut efficace.
  • Le brevet JP2004108157 de KUBOTA présente une solution partielle à ce problème. Dans ce brevet, KUBOTA ajoute un second clapet de décharge à en parallèle du premier clapet. Ce second clapet est actionné par un élément thermostatique. Cependant, ce clapet présente une ouverture pratiquement en « tout ou rien », qui est incompatible d'une régulation fine de la pression dans le circuit. Plus précisément, cette solution ne fonctionne correctement que sur une plage de viscosité d'huile réduite, donc pour une plage de température de fonctionnement extrêmement réduite.
  • L'objet de la présente invention est de proposer un dispositif permettant une régulation fine de la pression d'huile dans le circuit de lubrifiant, sur toute la plage de température de fonctionnement d'un moteur, c'est-à-dire généralement de -30°C à 140°C, et donc sur toute la plage de viscosité de l'huile dans le cadre de son utilisation pour la lubrification d'un moteur à combustion interne.
  • Dans l'invention, la solution à ce problème consiste à utiliser un dispositif de constitution particulière positionné dans une branche de délestage en parallèle du clapet de décharge, permettant, en fonction de la température de l'huile ou de la pression dans le circuit, de retourner une partie adéquate de l'huile en amont de la pompe, afin de permettre au clapet de décharge de jouer sont rôle de régulation fine de la pression dans le circuit.
  • Le dispositif en parallèle du clapet de décharge peut être, selon différentes variantes de l'invention, une vanne à section variable ou une électrovanne.
  • Dans une première variante, une vanne à section variable est ainsi positionnée en parallèle du clapet de décharge, dans une branche de délestage du clapet. Préférentiellement, la vanne mise en jeu est constituée de deux chambres, ces chambres étant au moins partiellement contenues l'une dans l'autre ou adjacentes, la première chambre étant en communication avec le circuit d'huile d'un côté de la pompe, typiquement en aval (respectivement en amont), et la seconde chambre étant en communication avec le circuit de l'autre côté de la pompe, typiquement en amont (respectivement en aval).
  • Les deux chambres sont en communication par l'intermédiaire d'un ou plusieurs orifices sensiblement en forme de fentes. Un piston découvre plus ou moins cet orifice, faisant ainsi varier la section de passage entre les deux chambres.
  • Le piston est actionné dans l'invention par un élément thermostatique, dont la dilatation est sensiblement proportionnelle à la température. Sa position varie donc de façon quasiment linéaire avec la température. Si la fente ménagée entre les deux chambres avait une largeur constante (forme rectangulaire vue de face), la surface de passage évoluerait alors proportionnellement à la température de l'huile. Ors, la viscosité de l'huile n'évoluant pas linéairement avec la température, mais de façon sensiblement hyperbolique, il convient préférentiellement d'adapter la forme de la fente afin que la section de passage évolue proportionnellement à la viscosité de l'huile et non à sa température.
  • La fente pourra donc avoir une forme sensiblement trapézoïdale, vue de face, ou une forme plus élaborée (section hyperbolique) permettant une parfaite adéquation entre l'ouverture de la vanne et la viscosité de l'huile.
  • De manière optionnelle, on peut garantir la sécurité de fonctionnement de l'invention dans cette première variante en ajoutant une électrovanne en série avec la vanne thermostatique afin d'obturer le circuit de décharge supplémentaire en cas de blocage de l'élément thermostatique.
  • Dans une seconde variante de l'invention, une électrovanne est positionnée en parallèle du clapet de décharge. L'électrovanne est pilotée par un système de commande.
  • L'électrovanne peut fonctionner en « tout ou rien », c'est-à-dire ne pas présenter une section variable. Dans ce cas, la régulation de la quantité de d'huile retournée par l'électrovanne vers l'amont de la pompe est réalisée en imposant à la vanne une succession d'ouverture et de fermeture. La section de la vanne est connue, ou, pour une meilleure précision, un ajustage calibré peut être positionné dans la branche du circuit.
  • La commande appliquée à l'électrovanne peut être prédéterminée selon les conditions de régime et de température d'huile c'est-à-dire avec un système de pilotage en boucle ouverte.
  • Pour avoir un pilotage fin de la pression, on peut adopter un pilotage dit « RCO », pour « rapport cyclique d'ouverture ». C'est un type de pilotage tout à fait classique pour des électrovannes. Avec ce type de pilotage, on obtient en ouvrant et en fermant successivement l'électrovanne sur une période donnée une section d'ouverture équivalente à ce que l'on aurait obtenu avec une vanne à section variable partiellement ouverte. Pour vulgariser ce type de pilotage, on peut considérer qu'une vanne en tout ou rien présentant une certaine section de passage et ouverte la moitié du temps sur une période donnée est équivalente à une vanne proportionnelle de section maximale égale et à moitié ouverte sur cette même période.
  • Dans un mode RCO simple, il est possible de conserver un pilotage en boucle ouverte. Le rapport cyclique d'ouverture est alors cartographié une fois pour toute en fonction de la température de l'huile et du régime moteur.
  • Préférentiellement, le pilotage RCO sera effectué en boucle fermée. Pour cela, le circuit doit comporter un capteur de pression proportionnel, qui donne au système de commande de la vanne une information sur la pression dans le circuit.
  • Idéalement, le capteur de pression est positionné dans le circuit de lubrification à l'entrée du moteur.
  • Ceci offre un avantage supplémentaire à cette variante de l'invention. En effet, la pression vue par le clapet de décharge est quasiment la pression directement en aval de la pompe à huile. Plus loin dans le circuit, un filtre à huile permet séparer de l'huile les particules issues de l'usure des éléments mécaniques du moteur et le carbone généré par échauffement. Ce filtre peut générer une importante perte de charge dans le circuit, perte de charge qui est en outre variable dans le temps, puisqu'elle augmente avec le colmatage progressif du filtre.
  • Ainsi, il est possible de piloter la pression dans le circuit effectivement présente à l'entrée du moteur.
  • L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans certains modes de réalisation préférentiels.
    • La figure 1 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile et tel que connu dans l'art antérieur.
    • La figure 2 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention.
    • La figure 3 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention dans sa première variante.
    • La figure 4 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention dans sa première variante sécurisée par une électrovanne.
    • La figure 5 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis en jeu dans l'invention dans sa première variante, en position ouverte (grande section de passage)
    • La figure 6 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis en jeu dans l'invention dans sa première variante, en position presque fermée (faible section de passage)
    • La figure 7 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis en jeu dans l'invention dans sa première variante, avec une section de passage de forme optimisée pour varier proportionnellement à la viscosité de l'huile.
    • La figure 8 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention dans sa seconde variante.
    • La figure 9 présente l'évolution de viscosité en fonction de la température de deux huiles typiques pour la lubrification d'un moteur à combustion interne automobile.
    • La figure 10 représente l'évolution de la pression dans le circuit en fonction du régime dans les trois cas suivants : à chaud, à froid selon l'art antérieur, à froid selon l'invention.
  • Le circuit d'huile d'un moteur à combustion interne comporte notamment une branche principale traversant un bac à huile 1 servant de réservoir pour contenir l'huile de lubrification 2, et une pompe 3 assurant la circulation de l'huile 2 dans le circuit. Selon les pertes de charges présentes en aval de la pompe 3, cette dernière génère donc une différence de pression entre la partie amont 5 de la branche principale et la partie aval 6 de la branche principale, par rapport à ladite pompe.
  • Pour réguler la pression de la branche aval 6, il est connu de munir le circuit d'une branche retour entre l'aval 6 et l'amont 5 de la pompe 3, et de positionner sur cette branche retour un clapet de décharge 4. Il s'agit généralement d'un clapet à bille muni d'un ressort taré, prévu pour ne s'ouvrir qu'au-delà de la pression souhaitée dans la branche aval 6.
  • La section de passage de ce clapet permet d'assurer une bonne régulation lorsque l'huile lubrifiante est chaude. A froid, la viscosité de l'huile peut être trop importante pour que le clapet puisse correctement remplir son office. La figure 9 nous montre à quel point la viscosité de l'huile est dépendante de sa température. En abscisse est portée la température de l'huile considérée en degrés Celsius (°C), en ordonnée est portée la viscosité de cette huile en centipoises (cPs) selon une échelle logarithmique. La courbe en trait continu correspond à une huile automobile de type 10W-40, tandis que la courbe en pointillés correspond à une huile automobile de type 5W-30.
  • Globalement, on peut illustrer la variation de viscosité d'une huile en constatant qu'une huile est cinquante cinq fois plus visqueuse à -30°C qu'elle ne l'est à 20°C, et trente fois plus visqueuse à 20°C qu'elle ne l'est à 140°C.
  • Ors, un moteur à combustion interne peut être amené à fonctionner sur l'ensemble de cette plage de température, c'est-à-dire de -30°C lors d'un démarrage à froid en conditions extrêmes à 140°C à chaud.
  • Par ailleurs, il faut constater que la variation de viscosité de l'huile est très loin d'être proportionnelle à sa température.
  • Le seul clapet de décharge 4 ne pouvant pas être dimensionné pour assurer une régulation fine de la pression d'huile sur l'ensemble de cette plage de température et de viscosités, il est proposé dans l'invention représentée figure 2 de munir le circuit d'une branche de délestage 11 en parallèle du clapet de décharge 4 et d'équiper cette branche de délestage 11 d'un dispositif 7 permettant de délester de clapet de décharge 4 d'une part adéquate de l'huile à retourner en amont de la pompe 3 afin de permettre une régulation fine de la pression d'huile dans le circuit de lubrifiant par le clapet 4, et ce sur toute la plage de température de fonctionnement d'un moteur, c'est-à-dire généralement de -30°C à 140°C.
  • Dans une première variante de l'invention présentée en figure 3, on dispose dans le circuit de lubrification une vanne à section variable 71, en parallèle du clapet de décharge 4.
  • La vanne à section variable est actionnée par un élément thermostatique 8.
  • A froid, la vanne 71 est ouverte, et se ferme au fur et à mesure de la montée en température de l'huile. Lorsque l'huile est suffisamment chaude, la vanne est totalement fermée, et seul le clapet de décharge 4 régule la pression de l'huile dans le circuit.
  • La figure 4 présente une réalisation optionnelle de cette variante de l'invention. Dans ce mode de réalisation, on adjoint au circuit dans la branche intégrant la vanne à section variable 71, c'est-à-dire la branche parallèle au clapet de décharge 4, une électrovanne de sécurité 9 permettant d'obturer cette branche en cas de blocage de la vanne à section variable 71, pouvant par exemple être causée par une défaillance de l'élément thermostatique 8. En effet, un blocage de la vanne à section variable 71 en position ouverte empêcherait l'obtention d'une pression suffisante à la bonne lubrification du moteur à chaud, ce qui mettrait en en péril son bon fonctionnement et pourrait rapidement entrainer un panne mécanique, voire sa destruction.
  • Dans ce mode de réalisation, si la pression détectée dans le circuit en aval 6 de la pompe 3 est faible, chute, ou peine à s'établir, on ferme l'électrovanne de sécurité 9.
  • L'un des points majeurs de cette variante de l'invention consiste en l'adoption d'un dispositif de vanne à ouverture variable 71. Les dispositifs connus réalisant ce type de fonction sont souvent de pilotage complexe, ou peuvent être influencés par le niveau de pression subit. Il n'existe pas à l'heure actuelle dans un circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne de dispositif répondant à ces exigences.
  • L'inventeur a ainsi conçu le dispositif dont le principe est exposé dans les figures 5 et 6.
  • La vanne à ouverture variable ainsi proposée est constituée de deux chambres 711 et 712 situées respectivement en aval et en amont de la pompe à huile 3.
  • Un orifice 713 permet la communication entre ces deux chambres.
  • Un piston 714 permet d'obstruer plus ou moins cet orifice 713. Le piston 714 est ainsi mu en translation dans la chambre 711 par l'action d'un élément thermostatique 8. Un tel élément est parfaitement connu dans l'art antérieur, il s'agit en général d'une pièce simple constituée d'un matériau se dilatant sous l'effet de la température.
  • Afin d'obtenir une progressivité de la section de passage découverte par le piston et permettant le passage de l'huile de la chambre 711 à la chambre 712, l'orifice 713 peut présenter une forme oblongue. On peut ainsi parler de fente pour désigner l'orifice 713.
  • Sur la figure 5, la vanne à ouverture variable est ouverte. Le piston 714 découvre totalement l'orifice 713. C'est la configuration de la vanne lorsque l'huile est froide et donc fortement visqueuse.
  • Sur la figure 6, l'huile a commencé à chauffer, sans être toutefois suffisamment chaude et fluide pour que le seul clapet de décharge 5 ne suffise à réguler d'une manière satisfaisante la pression dans le circuit. La vanne présente une section de passage réduite par rapport à la figure 5, mais n'est pas encore totalement fermée. L'orifice 713 est partiellement recouvert par le piston 714.
  • Le principe d'ouverture de la vanne présenté sur les figures 4 et 5 permet de contrôler finement la section de passage entre l'amont et l'aval de la pompe. Cependant, si l'orifice 713 présente la forme d'une fente de largeur constante, la section de passage varie proportionnellement au mouvement du piston 714. Comme l'élément thermostatique 8 voit ses dimensions varier sensiblement proportionnellement avec la température, on comprend aisément que dans cette configuration la section de passage varie sensiblement proportionnellement à la température.
  • La figure 9 montre que la variation de viscosité de l'huile en fonction de sa température n'est absolument pas proportionnelle. Ors, on souhaite que la section de passage de la vanne à ouverture variable (section de l'orifice 713 découverte par le piston 714) varie proportionnellement à cette viscosité.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel schématisé sur la figure 6, la forme de l'orifice 713' est adaptée pour répondre à cette contrainte. Ceci amène à adopter une section de passage de forme sensiblement trapézoïdal, ou une forme encore plus élaborée, comme une section hyperbolique. Ainsi, lorsque le piston 714 commence à découvrir l'orifice 713', la section de passage évolue d'abord lentement, tandis que la viscosité évolue rapidement. Plus la température de l'huile s'élève, plus la section de passage va croitre rapidement du fait de sa forme.
  • Ainsi, en adoptant une forme adéquate, le dispositif proposé permet de faire effectivement varier la section de passage proportionnellement à l'évolution de la viscosité de l'huile. En délestant le clapet de décharge 4 d'une quantité adéquate d'huile, ledit clapet 4 de décharge peut alors jouer correctement son rôle de régulateur de pression malgré la grande viscosité de l'huile.
  • Dans une seconde variante de l'invention présentée en figure 3, on dispose dans le circuit de lubrification une électrovanne 72, en parallèle du clapet de décharge 4.
  • Cette électrovanne 72 est pilotée par un moyen de commande 721, pouvant commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72.
  • Le moyen de commande 721, selon un premier mode de réalisation de cette seconde variante, peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72 en boucle ouverte, selon des critères de température d'huile et de régime moteur.
  • Selon un second mode de réalisation de cette seconde variante, le moyen de commande 721 peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72 en boucle ouverte avec un pilotage de type « RCO » (Rapport Cyclique d'Ouverture), selon une cartographie prédéterminée.
  • Enfin, selon un troisième mode de réalisation de cette seconde variante, le moyen de commande 721 peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72 en boucle fermée avec un pilotage de type « RCO » (Rapport Cyclique d'Ouverture), selon une information de pression dans le circuit obtenue par un capteur de pression proportionnel, préférentiellement positionné dans le circuit entre le filtre à huile et le moteur.
  • La figure 10 représente le résultat que permet d'obtenir la présente invention sur une application automobile typique. En abscisse est porté le régime moteur en tours par minute, en ordonnée la pression de l'huile en bar dans le circuit en aval de la pompe.
  • La courbe présentant des losanges correspond à la pression de l'huile à chaud, c'est-à-dire à lorsque la température optimale de fonctionnement du moteur a été atteinte et est régulée par le circuit de refroidissement. Dans ce cas, le clapet de décharge 4 joue son rôle de régulation et permet de stabiliser la pression d'huile dans le circuit à un niveau souhaité et adéquat, ici de l'ordre de 4 bars. Cette courbe de pression représente une courbe idéale, que l'on cherche à reproduire quelle que soit la viscosité de l'huile.
  • La courbe présentant des carrés correspond à la pression de l'huile à froid, c'est-à-dire avec une huile à 20°C dans notre exemple, sans l'invention, c'est-à-dire dans la configuration présentée à la figure 1. Le clapet de décharge n'a alors pas une section suffisante pour permettre le passage de la quantité d'huile requise pour réguler la pression du circuit. De fait, dès les faibles régimes, la pression s'établit à un niveau inutilement élevé. L'énergie dissipée dans la pompe et dans le circuit est alors importante, ce qui engendre une surconsommation du moteur.
  • La courbe présentant des triangles correspond à la pression de l'huile à froid dans un circuit conforme à l'invention, comme représenté sur la figure 6. La pression s'établit à un niveau très légèrement supérieur à ce qu'elle est à chaud. Ceci est du aux pertes de charges dans la branche du circuit présentant la vanne à ouverture variable en parallèle du clapet de décharge. Cependant, on constate que l'invention permet de suivre un profil de pression proche de l'idéal. Au fur et à mesure que la température d'huile va augmenter et sa viscosité diminuer, la vanne à ouverture variable va se refermer. La pression va alors peu à peu rejoindre le profil de pression à chaud.
  • L'invention ainsi décrite permet ainsi de maintenir une pression adéquate dans le circuit dans toutes les situations de fonctionnement du moteur, et sur toute la plage de travail typique de température de et de viscosité de l'huile.
  • En garantissant un profil de pression adéquat, les risques de casse du moteur par manque de lubrification sont écartés, tout en évitant la surconsommation liée à une pression d'huile inutilement importante à froid.

Claims (11)

  1. Circuit de lubrification comportant une branche principale traversant un réservoir d'huile (1) et un moteur à combustion, une pompe volumétrique (3) assurant la circulation de l'huile, une branche retour, entre des points respectivement en aval et en amont de la pompe, munie d'un clapet de décharge (4) pour maintenir la pression d'huile à une valeur de consigne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de délestage (7) du clapet de décharge propres à ajuster la quantité d'huile régulée par le clapet, en fonction de la viscosité de l'huile.
  2. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de délestage (7) comporte une vanne à section variable (71)
  3. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'ouverture de la vanne à section variable (71) est commandée par un élément thermostatique (8) sensible à la température de l'huile.
  4. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que la vanne à section variable (71) comporte deux chambres (711, 712) communicant respectivement avec le circuit de lubrifiant en aval et en amont de la pompe (3), ces deux chambres (711,712) communiquant entre elles par un orifice (713, 713') pouvant être totalement ou partiellement recouvert par un piston (714).
  5. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'orifice (713') de la vanne à section variable (7) présente une forme telle que la section de communication entre les deux chambres (711,712) découverte par le piston (714) est nulle lorsque la température de l'huile est supérieure à la température pour laquelle l'huile présente une viscosité suffisamment faible pour que la pression en aval de la pompe puisse être régulée par le seul clapet de décharge (4), maximale en dessous d'une température fixée, et proportionnelle à la viscosité de l'huile entre ces deux températures d'huile.
  6. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une vanne de sécurité (9) dans la branche de délestage (11).
  7. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (7) comporte une électrovanne (72) pilotée par un moyen de commande (721)
  8. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ajutage calibré positionné dans la branche de délestage (11).
  9. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de contrôle de l'électrovanne (72) est du type boucle ouverte et fonction du régime moteur et de la température de l'huile
  10. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le moyen de contrôle de l'électrovanne (72) est de type rapport cyclique d'ouverture en boucle ouverte, basé sur une cartographie d'ouvertures prédéfinie.
  11. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un moyen de détermination de la pression dans le circuit de lubrifiant à l'entrée du moteur et que le moyen de contrôle de la vanne pilotée est de type rapport cyclique d'ouverture en boucle fermée, basé sur la pression à l'entrée du moteur dans le circuit de lubrifiant.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2602485A1 (fr) * 2011-12-05 2013-06-12 MAN Truck & Bus AG Dispositif de réglage, notamment pour véhicules automobiles

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102758767A (zh) * 2012-07-20 2012-10-31 安徽江淮汽车股份有限公司 柴油马鞍型油箱的油路控制系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5339776A (en) * 1993-08-30 1994-08-23 Chrysler Corporation Lubrication system with an oil bypass valve
JPH0893430A (ja) * 1994-09-27 1996-04-09 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の潤滑システム
JPH0988533A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Tokyo Buhin Kogyo Kk エンジン潤滑油供給装置
US20020172604A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Berger Alvin Henry Variable pressure oil pump
JP2004108157A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Kubota Corp エンジンの強制潤滑装置の油圧調整装置
DE102006019086A1 (de) * 2006-04-23 2007-10-31 Att Automotivethermotech Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Öltemperierung bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5339776A (en) * 1993-08-30 1994-08-23 Chrysler Corporation Lubrication system with an oil bypass valve
JPH0893430A (ja) * 1994-09-27 1996-04-09 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の潤滑システム
JPH0988533A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Tokyo Buhin Kogyo Kk エンジン潤滑油供給装置
US20020172604A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Berger Alvin Henry Variable pressure oil pump
JP2004108157A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Kubota Corp エンジンの強制潤滑装置の油圧調整装置
DE102006019086A1 (de) * 2006-04-23 2007-10-31 Att Automotivethermotech Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Öltemperierung bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2602485A1 (fr) * 2011-12-05 2013-06-12 MAN Truck & Bus AG Dispositif de réglage, notamment pour véhicules automobiles

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