FR2514892A1 - Dispositif de mesure du niveau d'huile dans le carter-cylindres de moteurs thermiques a l'aide d'une resistance de mesure - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE MESURE DU NIVEAU D'HUILE DANS LE CARTER-CYLINDRES DE MOTEURS THERMIQUES A L'AIDE D'UN CONDUCTEUR RESISTANT A COEFFICIENT DE RESISTANCE FONCTION DE LA TEMPERATURE, DISPOSE ENTRE LES NIVEAUX D'HUILE MINIMALMIN ET MAXIMALMAX, RELIE A UNE SOURCE DE COURANT ET INSERE DANS UN CIRCUIT DE MESURE. LE CIRCUIT DE MESURE13 COMPREND UN COMMUTATEUR D'ETENDUE DE MESURE21, 22 QUI PERMET, QUAND LE MOTEUR EST EN MARCHE, DE PORTER LE SIGNAL DE MESURE A UN NIVEAU EGAL A CELUI DU SIGNAL DE MESURE POUR MOTEUR A L'ARRET. L'INVENTION PERMET D'OBTENIR UNE INDICATION AUSSI PRECISE QUE POSSIBLE SUR UNE SEULE ECHELLE, EN TENANT COMPTE DES DIVERS ETATS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR.

Description

La présente invention concerne un dispositif de mesure du niveau d'huile dans le carter-cylindres de moteurs thermiques, à l'aide d'un conducteur résistant à coefficient de résistance fonction de la temple rature, disposé entre les niveaux d'huile minimal (MIN) et maximal (MAX), relié à une source de courant et inséré dans le circuit de mesure.

La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 27 18 295 décrit une jauge de niveau d'huile avec une résistance de mesure fonction de la température, qui est utilisable dans le dispositif précité. L'action de la jauge de niveau d'huile connue repose sur le fait que, selon le niveau d'huile, une partie plus ou moins grande du conducteur résistant plonge dans l'huile, tandis que la partie restante est extérieure à l'huile. Lors d'un chauffage de la résistance de mesure par circulation directe d'un courant, des températures nettement différentes s'établissent sur les deux parties, car la dissipation thermique de la partie immergée est un multiple de celle de la partie émergée. ta différence de température dépend évidemment de la puissance de chauffage, qu'il convient de fixer en conséquence.Il en résulte une résistance totale du système, qui varie continûement avec la profondeur d'immersion, de sorte qu'une indication proportionnelle est possible à l'aide d'un appareil de mesure électrique, inséré par exemple dans la diagonale d'un pont.

La solution connue a donné d'excellents résultats avec le moteur à l'arrêt, et on a meme constaté qu'une indication parfaitement reproductible est possible meme avec le moteur en marche moyennant une protection appropriée contre les fluctuations et/ou les projections d'huile.

Il est toutefois apparu que l'indication diffère pour le moteur à l'arret ou en marche. Ce résultat s'explique comme suit : dans le moteur en marche, un volume donné d'huile circule qui, meme apres l'arret du moteur, ne revient que progressivement, selon la viscosite de l'huile. Les valeurs minimale et maximale du niveau d'huile sont naturellement fixées par le constructeur pour ce comportement inévitable; il est toutefois inévitable que le niveau d'huile mesurable en marche est toujours inférieur d'une valeur déterminée au niveau à l'arrêt.

Il est toutefois souhaitable de pouvoir mesurer le niveau d'huile non seulement à l'arrêt, mais aussi en marche, quand par exemple sa vérification a été omise au moment du démarrage. Il est possible de prévoir cette possibilité avec le système de mesure connu en prolongeant notablement le cadran de l'appareil de mesure dans le sens d'un niveau inférieur et en prévoyant deux graduations, servant l'une pour la mesure sur le moteur à l'arret l'autre pour la mesure sur le moteur en marche. Il convient toutefois de noter que l'échelle est normalement dimensionnée pour la différence entre les niveaux d'huile tIIN et
MAX, afin d'obtenir une précision aussi grande que possible (résolution).

Le volume d'huile en circulation représentant toutefois une partie notable de la différence entre MIN et MAX, il faudrait soit doubler pratiquement la longueur de l'échelle, soit rapprocher les divisions pour obtenir une place suffisante pour les deux plages d'indication.

Des raisons d'encombrement imposent pratiquement la deuxième solution.

Indépendamment de ce qu'un rapprochement des divisions réduit notablement la précision d'indication, la disposition de deux échelles se recouvrant au moins partiellement présente de grands risques d'erreur pour le conducteur quand il est par exemple peu familiarisé avec la lecture d'appareils de mesure. Il en est probablement ainsi pour la grande majorité des conducteurs. Une confusion ne peut être totalement exclue même quand les diverses échelles sont de couleur différente. Le conducteur doit dans chaque cas déterminer celle des deux échelles correspondant à l'état de fonctionnement considéré.

L'appareil de mesure devant être lu d'un rapide coup d'oeil pendant la conduite, l'affectation correcte ne peut pas toujours être garantie.

L'invention a pour objet un dispositif de mesure du type précédemment décrit, permettant une indication aussi précise que possible, tenant compte des divers états de fonctionnement du moteur, à l'aide d'une seule graduation ou d'un seul ruban mobile.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le circuit de mesure comprend un commutateur d'étendue de mesure qui permet, quand le moteur est en marche, de porter le signal de mesure à un niveau égal à celui du signal de mesure pour le moteur à l'arret.

Une réalisation appropriée de la commutation d'étendue de mesure permet ainsi de compenser la baisse du niveau d'huile après le démarrage du moteur par la transmission à l'appareil indicateur d'un signal de mesure augmenté d'une valeur appropriée. Toute la plage d'indication ou de déviation de l'aiguille est ainsi disponible pour l'indication quand le moteur est à l'arrêt ou en marche. La graduation peut être suffisamment fine pour garantir une précision dtin- dication ou une résolution élevée des résultats de mesure. Le conducteur n'a plus à réfléchir lors de la lecture du niveau d'huile pour savoir quelle échelle correspond à l'aiguille de l'appareil indicateur, de sorte que l'invention augmente indirectement la sécurité de circulation, car le conducteur est moins distrait.

Dans un exemple de réalisation particulièrement avantageux, et selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit de mesure comprend un pont dans lequel sont insérés un appareil de mesure et plusieurs résistances; le couplage en série d'une résistance additionnelle et d'un organe de commutation est branché en parallèle avec une des résistances; et la résistance insérée dans la branche du pont considérée et sa résistance additionnelle en parallèle sont dimensionnées de sorte que la résistance totale instantanée de la branche du pont corresponde aux niveaux d'huile pour les divers états de fonctionnement du moteur.

La résistance additionnelle "désaccorde" dans ce cas la tension aux bornes de la diagonale du pont de façon que la baisse du niveau d'huile, résultant de la circulation d'un volume d'huile, soit compensée électriquement. L'adjonction de la résistance additionnelle et de l'organe de commutation au pont connu est possible à un très faible court.

Il est évidemment possible de commuter manuellement le dispositif de mesure pour les divers états de fonctionnement du moteur, mais pour automatiser la commutation d'étendue de mesure, et selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de commande est affecté à l'organe de commutation et réagit à la variation de paramètres du moteur. Dans une forme de réalisation préférentielle, le circuit de commande est déclenché par la différence entre la tension de batterie et la tension de bord quand le moteur est en marche. Il est toutefois possible aussi de connecter l'organe de commutation à la sortie d'un contrôleur de pression d'huile.

Il est connu que la tension de bord augmente d'environ 1,5 à 2 V quand la génératrice fonctionne. Cette différence de tension est avantageusement utilisable pour attaquer le circuit de commande de l'organe de commutation de la résistance additionnelle. Un raccordement au régulateur de la génératrice convient d'une façon particulièrement simple pour ce faire.

Il est particulièrement avantageux de disposer, entre le réseau de bord et le pont, un stabilisateur de tension qui délivre une tension de sortie inférieure à la tension de bord, et d'appliquer à l'organe de commutation la différence entre la tension de bord et la tension de sortie du stabilisateur de tension. La valeur du signal est ainsi augmentée de l'élévation de la tension de bord par rapport à la tension de sortie du stabilisateur de tension, cette opération étant décrite plus en détail ultérieurement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, dont la figure unique représente le schéma.

La figure représente très schématiquement le carter-cylindres 1 d'un moteur thermique classique, avec une pompe à huile 2, normalement montée au point le plus bas du carter-cylindres et entraînée par le vilebrequin, par l'intermédiaire de l'arbre du distributeur. Le circuit d'huile est représenté symboliquement par une canalisation d'aspiration 3 et une canalisation de refoulement 4, dans laquelle est inséré un contrôleur de pression d'huile 5. Ce dernier est relié par une ligne à un contact de signalisation 6. La double flèche courbe, à l'extrémité supérieure de la canalisation de refoulement 4, symbolise le volume d'huile 7 circulant dans le moteur, tandis qu'un volume huile 8 demeure dans le carter-cylindres 1.

Une jauge de niveau d'huile 9, du type décrit par exemple dans la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 27 18 295, plonge dans le carter-cylindres 1 et le volume d'huile 8. Cette jauge est constituée par un support 10 à la masse et une douille perforée 11, dans laquelle un conducteur résistant 12 est disposé verticalement, entre les niveaux MIN et MAX. La représentation du conducteur résistant 12 en grecques est purement symbolique; il peut s'agir par exemple d'un fil résistant tendu verticalement tel qu'il est décrit dans la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n" 27 18 295. Une description est donc superflue ici.

Le conducteur résistant, un fil résistant à CTP par exemple, est inséré dans un circuit de mesure 13 constitué par un pont qui, outre le conducteur résistant 16, comprend les résistances 14, 15 et 16 dans le couplage représenté. La diagonale 17 du pont contient une résistance 18 et un appareil de mesure 19 avec un cadran 19a pour indication de la tension du pont, qui est proportionnelle au niveau d'huile comme précédemment décrit. L'appareil de mesure 19 est normalement monté sur le tableau de bord d'une voiture, dans le champ de vision du conducteur.

Une branche du pont est à la masse, comme le montre la figure, ainsi que le support 10 de la jauge de niveau d'huile 9. L'extrémité inférieure du conducteur résistant 12 est ainsi également mise à la masse par la douille 11, tandis que l'extrémité supérieure du conducteur 12 est ramenée dans une branche du pont par une ligne isolée 20.

Comme précédemment indiqué, le conducteur 12 présente une résistance variant avec la profondeur d'immersion. tes résistances 15, 16 et18 sont réalisées sous forme de potentiomètres pour l'équilibrage du pont et l'étalonnage de l'appareil de mesure 19. Un accouplement des organes de réglage des résistances 15 et 16 permet de faciliter l'équilibrage.

La résistance 16 est en parallèle avec le couplage en série d'une résistance additionnelle 21 et d'un organe de commutation 22, qui permet de faire varier la résistance totale de la branche considérée. La résistance additionnelle 21 est également réalisée sous forme d'un potentiomètre. L'ordre de grandeur des résistances est le suivant
Résistance ohms
12 1,6 - 2,6
14 2,2
15 + 16 100
15 s60
16 ~40
21 ~300 - 400
Les résistances 15 et 16 sont intéressantes par leur somme et leur rapport. Le rapport détermine la position du début et de la fin d'échelle, c'est-à-dire la longueur d'échelle.L'accouplement des éléments de réglage des deux résistances s'effectue utilement en utilisant un potentiomètre d'une résistance totale de 100 n par exemple, les résistances 15 et 16 étant constituées par les résistances partielles'situées de part et d'autre du curseur. La somme demeure ainsi toujours constante et la manoeuvre du curseur du potentiomètre permet de faire varier facilement le rapport.

La résistance additionnelle 21 est variable pour permettre l'adaptation de l'ensemble du dispositif de-mesure à un type de moteur donné. Le rapport des volumes d'huile mis en circulation et restant dans le carter inférieur, ainsi que la différence de niveau entre l'arrêt et la marche sont par exemple des paramètres importants.

La résistance 21 est déconnectée à l'arrêt du moteur, de sorte que la résistance 16 détermine l'indication. Après le démarrage du moteur, la résistance additionnelle 21 est branchée en parallèle avec la résistance 16, -faisant ainsi varier la résistance totale. Le dimensionnement indiqué des deux résistances desaccorde le pont de façon que l'indication de l'appareil de mesure 19 soit la meme, bien que le niveau d'huile ait diminué après le démarrage du fait du volume mis en circulation.

L'organe de commutation 22 comprend une bobine 23, insérée dans un circuit de commande 24. Ce dernier comprend une diode Zener 25 et une résistance additionnelle 26 variable. Un interrupteur 27 commandé manuellement, à l'aide d'une touche 28, connecte le circuit de commande 24 au réseau de bord 29 symbolisé par une ligne en trait gras.

te réseau de bord est en outre relié à une source de courant 30, constitué par un accumulateur classique dont l'autre borne est à la masse. Une génératrice 31, équipée d'un régulateur 32, est en parallèle avec la source de courant 30.

Comme précédemment indiqué, la pompe à huile 2 est entraînée indirectement par le vilebrequin. Ce dernier entraîne également la génératrice 31 par l'intermédiaire d'une transmission à courroie.

Ce mode d'accouplement est symbolisé par la double liaison 33.

Lorsque le moteur est arrêté, seule la tension de la source 30 (tension de batterie), qui est sensiblement égale à 12 V, est appliquée au réseau de bord 29. Lorsque le moteur marche, la génératrice 31 délivre, par l'intermédiaire du régulateur 32, une tension de bord d'environ 14 V.

Dès que la tension de bord dépasse 13 V, l'interrupteur 27 étant fermé (appel de la mesure), la diode Zener 25 connecte la bobine. ta résistance additionnelle 26 permet d'ajuster la tension de fonctionnement avec précision. Un stabilisateur de tension 34 est important; il délivre une tension de 5 V, de sorte que le circuit de mesure 13 (pont) est toujours alimenté sous une tension de 5 V. L'indication n'est ainsi pas faussée par des fluctuations de tension. ta bobine 23 de l'organe de commutation 22 est embranchée entre la sortie du stabilisateur de tension 34 et la tension de bord de 12 ou 14 V, l'élévation de tension de 2 V, quand le moteur est en marche, par rapport à la différence de 7 V, produit un signal d'une valeur beaucoup plus grande.

Le circuit de commande 24 branche automatiquement la résistance additionnelle 21 quand la mesure s'effectue sur le moteur en marche.

il n'y a pas de branchement dès que le moteur est arrêté, car le circuit de commande 24 ne répond alors pas à la tension plus faible de 12 V.

Il est également possible de supprimer le circuit de commande 24 et de relier la bobine 23 au contact de signalisation 6, l'interrupteur 27 étant conservé avec sa ligne correspondante. Le contrôleur de pression d'huile 5 déclenche l'organe de commutation 22 pratiquement à l'instant même où le régulateur 32 de la génératrice délivre une tension plus élevée au réseau de bord 29. La résistance additionnelle 21 et l'organe de commutation 22 forment un commutateur d'étendue de mesure (21/22).

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (7)

Revendications

1. Dispositif de mesure du niveau d'huile dans le carter-cylindres de moteurs thermiques, à l'avide d'un conducteur résistant à coefficient de résistance fonction de la température, disposé entre les niveaux d'huile minimal (MIN) et maximal (MAX), relié à une source de courant et inséré dans un circuit de mesure, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le circuit de mesure (13) comprend un commutateur d'étendue de mesure (21, 22) qui permet, quand le moteur est en marche, de porter le signal de mesure à un niveau égal à celui du signal de mesure pour le moteur à l'arrêt.

2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé'en ce que le circuit de mesure (13) comprend un pont dans lequel sont insérés un appareil de mesure (19) et plusieurs résistances (12, 14, 15, 16); le couplage en série d'une résistance additionnelle (21) et d'un organe de commutation (22) est en parallèle avec une des résistances (16); et la résistance insérée dans la branche du pont considérée et sa résistance additionnelle en parallèle (21) sont dimensionnées de façon que la résistance totale instantanée de la branche du pont corresponde aux niveaux d'huile pour les divers états de fonctionnement du moteur.

3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce qu'un circuit de commande (24) est affecté à l'organe de commutation (22) et déclenché par la différence entre la tension de batterie et la tension de bord quand le moteur est en marche.

4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé par une diode

Zener (25) et une résistance additionnelle (26) insérées dans le circuit de commande (24).

5. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de commande (24) est relié au régulateur (32) de la génératrice.

6. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce qu'un stabi liaateur de tension (34), délivrant une tension de sortie inférieure à la tension de bord, est branchée entre le réseau' bord (29) et le circuit de mesure (13); et la différence entre la tension de bord et la tension de sortie du stabilisateur (34) est appliquée à l'organe de commutation (22).

7. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de commutation (22) est relié à la sortie d'un contrôleur de pression d'huile (5).