FR2565628A1 - Greasing of engines allowing a sump which is totally exempt of oil. - Google Patents

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Abstract

The invention relates to the greasing of internal combustion engines of the diesel or spark ignition type, of the two stroke or four stroke cycle. According to the invention, the sump of the engine is rendered totally exempt of oil by ensuring greasing via pressurised oil circuit, with integrated ducts for the return, recuperation and sealing devices at the ends of the articulations, and limiting of the spread of the oil film over the liner to the only surface in contact with the piston. The sump of a four stroke engine greased according to the invention is also, according to the invention, used as supply compressor.

Description

L'invention concerne le graissage des moteurs à combustion interne. Elle s'applique à tocs les moteurs quils soient de type diésel ou à explosion, à cycle de fonctionnement en deux temps ou en quatre temps. The invention relates to the lubrication of internal combustion engines. It applies to tocs engines, whether they are of the diesel or internal combustion type, with a two-stroke or four-stroke operating cycle.

D'unie façon très générale, le graissage d'un moteur à combustion interne comporte deux parties:
- le graissage de la paroi intérieure de la chemise i cylindre dans laquelle coulisse le piston,
- le graissage des différentes articulations: paliers porteurs du vilebrequin et têtes de bielles (rotation continue), et pieds de bielles (rotation alternative)
Deux modes de graissage classiques sont utilisés:
Sur les petits moteurs à explosion en deux temps le graissage est assuré avec un mélange d'huile à l'essence. L'huile est envoyée avec les gaz carburés, d'abord dans le carter étanche où, aprés condensa tion sur les parois une partie assure le graissage des articulations.Generally speaking, the lubrication of an internal combustion engine has two parts:
- the lubrication of the inner wall of the cylinder l jacket in which the piston slides,
- the lubrication of the various joints: bearing bearings of the crankshaft and connecting rod heads (continuous rotation), and connecting rod feet (alternative rotation)
Two conventional lubrication modes are used:
On small two-stroke internal combustion engines, lubrication is ensured with a mixture of oil and petrol. The oil is sent with the fuel gases, first in the sealed casing where, after condensation on the walls, a part ensures the lubrication of the joints.

Puis, après transfert avec les gaz carburés dans la chambre de com- bustion l'autre partie assure la formation d'un film d'huile entre le cylindre et le piston.Then, after transfer with the carburetted gases in the combustion chamber, the other part ensures the formation of an oil film between the cylinder and the piston.

Dans tous les autres cas, le graissage est assuré par un circuit d'huile sous pression. La pompe de graissage envoie l'huile d'abord aux paliers porteurs de l'arbre manivelle; puis une partie parvient auxiates de bielles par des forages pratiqués dans l'arbre; une partie monte encore aux pieds de bielles par une canalisation forée dans la bielle. A chaque articulation l'huile utilisée s'échappe aux extrémités du palier et est projetée sur les parois de la chemise où elle assure le graissage de l'ensemble piston-cylindre. Après ruisellement 1' huile est enfin récupérée au fond du carter.Sur les gros moteurs lorsque la longueur du piston empèche l'huile de parvenir jusqu'à la partie haute, un graisseur mécanique indépendant refoule en outre de l'huile dans des buses débouchant sur la surface intérieure de la chemise
Le graissage par mélange d'huile à l'essence est une solution particulièrement simple, mais elle entraine, du fait de la non réutilisation de huile, une consommation très élevée. De plus, cette huile consommée se trouve rejetée continuellement à l'extérieur avec les gaz de combustion. Une telle solution est donc aussi particulièrement polluante.In all other cases, lubrication is ensured by a pressurized oil circuit. The lubrication pump first sends the oil to the bearing bearings of the crankshaft; then a part reaches the connecting rods by drilling in the tree; a part still rises at the feet of the connecting rods by a pipe drilled in the connecting rod. At each joint, the oil used escapes at the ends of the bearing and is projected onto the walls of the jacket where it provides lubrication for the piston-cylinder assembly. After runoff, the oil is finally recovered from the bottom of the crankcase. On large engines when the length of the piston prevents the oil from reaching the upper part, an independent mechanical lubricator also pumps oil into through nozzles on the inner surface of the shirt
Lubrication by mixing oil with petrol is a particularly simple solution, but it results in very high consumption due to the non-reuse of oil. In addition, this consumed oil is continuously discharged outside with the combustion gases. Such a solution is therefore also particularly polluting.

Le graissage par circuit d'huile sous pression et projection sur les parois permet un graissage abondant et une récupération de 1' huile, et donc son réemploi. Mais une partie est tout de même évacuée à l'échappement sous forme de brouillard, et partiellement brulée pendant la combustion ou oxydée et décomposée dans l'atmosphère très chaude et très oxydante du carter. Quant à la partie raclée par les segments à chaque course du piston renouvelant la pellicule formée sur la chemise, elle retourne au carter en entrainant des produits d'altération et de décomposition du lubrifiant et du combus- tible. Lubrication by a pressurized oil circuit and projection on the walls allows abundant lubrication and recovery of the oil, and therefore its reuse. However, a part is all the same evacuated to the exhaust in the form of a mist, and partially burned during combustion or oxidized and decomposed in the very hot and very oxidizing atmosphere of the casing. As for the part scraped by the segments at each stroke of the piston renewing the film formed on the jacket, it returns to the casing, entraining products of deterioration and decomposition of the lubricant and the fuel.

Pour pouvoir diminuer à la fois la consommation d'huile et la pollution due à son rejet dans l'atmosphère, il convient d'éviter tout mélange de l'huile avec les courants gazeux dans le moteur. To be able to reduce both oil consumption and pollution due to its release into the atmosphere, it is advisable to avoid any mixing of the oil with the gas streams in the engine.

C'est ce que réalise l'invention, le graissage proposé étant assuré sans mélange préalable de l'huile au combustible et sans barbotage ni projection de l'huile lors du mouvement. This is what the invention achieves, the proposed lubrication being provided without prior mixing of the oil with the fuel and without bubbling or projection of the oil during movement.

Le graissage selon l'invention est réalisé séparément pour le haut de cylindre d'une part, et pour les articulations d'autre part. Lubrication according to the invention is carried out separately for the top of the cylinder on the one hand, and for the joints on the other hand.

Ces deux graissages sont réalisés chacun par un circuit d'huile sous pression. These two lubrication are each carried out by an oil pressure circuit.

Un dispositif de récupération de l'huile est prévu après graissage de chaque articulation. An oil recovery device is provided after lubrication of each joint.

Un dispositif d'étanchéité par garnitures métalliques, qui n'a pas encore été utilisé pour le graissage des articulations des bielles et des paliers permet enfin de fonctionner en carter maintenu complète ment sec.  A sealing device with metal fittings, which has not yet been used for the lubrication of the articulations of the connecting rods and the bearings, finally makes it possible to operate in a housing kept completely dry.

L'invention concerne le graissage des moteurs à combustion interne. Elle s'applique à tous les moteurs qu'ils soient de type diésel ou à explosion, à cycle de fonctionnement en deux temps ou en quatre temps. The invention relates to the lubrication of internal combustion engines. It applies to all engines, whether diesel or internal combustion, two-stroke or four-stroke operating cycles.

D'une façon très générale, le graissage d'un moteur à combustion interne comporte deux parties:
- le graissage de la paroi intérieure de la chemise du cylindre dans laquelle coulisse le piston,
- le graissage des différentes articulations: paliers porteurs du vilebrequin et têtes de bielles (rotatinan continue), et pieds de bielles (rotation alternative)
Deux modes de graissage classiques sont utilisés:
Sur les petits moteurs à explosion en deux temps le graissage est assuré avec un mélange d'huile à l'essence. L'huile est envoyée avec les gaz carburés, d'abord dans le carter étanche où, aprés condensation sur les parois une partie assure le graissage des articulations.Generally speaking, the lubrication of an internal combustion engine has two parts:
- the lubrication of the inner wall of the cylinder liner in which the piston slides,
- the lubrication of the various joints: bearing bearings of the crankshaft and connecting rod heads (continuous rotatinan), and connecting rod feet (alternative rotation)
Two conventional lubrication modes are used:
On small two-stroke internal combustion engines, lubrication is ensured with a mixture of oil and petrol. The oil is sent with the fuel gases, first in the sealed casing where, after condensation on the walls, a part ensures the lubrication of the joints.

Puis, après transfert avec les gaz carburés dans la chambre de con=- bustion l'autre partie assure laformation d'un film d'huile entre le cylindre et le piston.Then, after transfer with the carburetted gases in the combustion chamber - the other part ensures the formation of an oil film between the cylinder and the piston.

Dans tous les autres cas, le graissage est assuré par un circuit d'huile sous pression. La pompe de graissage envoie l'huile d'abord aux paliers porteurs de l'arbre manivelle; puis une partie parvient auxtOtes de bielles par des forages pratiqués dans l'arbre; une partie monte encore aux pieds de bielles par une canalisation forée dans la bielle. A chaque articulation l'huile utilisée s'échappe aux extrémités du palier et est projetée sur les parois de la chemise où elle assure le graissage de l'ensemble piston-cylindre. Après ruisellement 1' huile est enfin récupérée au fond du carter.Sur les gros moteurs lorsque la longueur du piston empèche l'huile de parvenir jusqu'à la partie haute, un graisseur mécanique indépendant refoule en outre de l'huile dans des buses débouchant sur la surface intérieure de la chemise ltexcès de longueur du coussinet. L'ajustement de l'extérieur du coussinet dans cet alésage est réalisé avec un minimum de jeu afin d'assurer déjà une limitation des fuites d'huile du chambrage vers l'extérieur. Dans le cas d'une tête de bielle qui serait montée sur aiguilles ou sur galets, c'est un épaulement réalisé en saillie de la face extérieure de la bielle elle-même qui jouerait le rôle de la partie saillante du coussinet (5a) et serait ajustée dans l'alésage (3b). In all other cases, lubrication is ensured by a pressurized oil circuit. The lubrication pump first sends the oil to the bearing bearings of the crankshaft; then a part reaches the rod ends by drilling in the tree; a part still rises at the feet of the connecting rods by a pipe drilled in the connecting rod. At each joint, the oil used escapes at the ends of the bearing and is projected onto the walls of the jacket where it provides lubrication for the piston-cylinder assembly. After runoff, the oil is finally recovered from the bottom of the crankcase. On large engines when the length of the piston prevents the oil from reaching the upper part, an independent mechanical lubricator also pumps oil into through nozzles. on the inner surface of the shirt if the pad length is too long. The adjustment of the outside of the bearing in this bore is carried out with a minimum of play in order to already ensure a limitation of the oil leaks from the chambering towards the outside. In the case of a connecting rod head which would be mounted on needles or on rollers, it is a shoulder projecting from the external face of the connecting rod itself which would play the role of the projecting part of the bearing (5a) and would be adjusted in the bore (3b).

L'étanchéité complète de l'articulation est assurée par une bague en bronze à forte teneur en plomb (25% à 50%) et 5% d'étain (10) associée à un joint torique (11). L'ensemble est immobilisé en rotation, et est appliqué contre la face latérale de la bielle (8c) par un ressort (12). The joint is completely sealed by a bronze ring with a high lead content (25% to 50%) and 5% tin (10) associated with an O-ring (11). The assembly is immobilized in rotation, and is applied against the lateral face of the connecting rod (8c) by a spring (12).

Le joint proposé ici peut éventuellement être remplacé par un joint mécanique.The seal proposed here can possibly be replaced by a mechanical seal.

L'ensemble est placé dans un logement annulaire du vilebrequin concentrique et extérieur au chambrage de récupération.The assembly is placed in an annular housing of the concentric crankshaft and outside the recess recess.

Pour l'étanchéité d'un palier porteur constitué avec des roulements, une garniture (13) semblable a celle décrite pour la tête de bielle est placée de la même faucon dans une gorge du vilebrequin et appliquée par un ressort contre la contre-plaque (14) du roulement. For the sealing of a bearing bearing constituted by bearings, a lining (13) similar to that described for the big end is placed with the same falcon in a groove of the crankshaft and applied by a spring against the backplate ( 14) of the bearing.

b) Hauts de cylindres.b) High cylinders.

Pour le graissage des hauts de cylindres, l'injection d'huile sous pression se fait dans la paroi du cylindre par un orifice situé à un niveau non découvert par le piston lors de sa course. For the lubrication of the tops of cylinders, the injection of oil under pressure takes place in the wall of the cylinder through an orifice located at a level not discovered by the piston during its stroke.

Pour limiter l'étendue du film d'huile à la surface de la chemise qui reste en contact avec le piston, et donc éviter les fuites d'huile au délà du piston vers le carter et vers la chambre de combustion, le piston est équipé de deux seRments racleurs inversés, placés l'un à son extrémité supérieure et l'autre à son extrémité inférieure. To limit the extent of the oil film on the surface of the jacket which remains in contact with the piston, and therefore to prevent oil leakage beyond the piston towards the crankcase and towards the combustion chamber, the piston is equipped two inverted scraper rings, one at its upper end and the other at its lower end.

Le débit d'huile est commandé soit directement par l'accélérateur soit par la dépression créée au carburateur.  The oil flow is controlled either directly by the accelerator or by the vacuum created in the carburetor.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1) Moteur à combustion interne de type diésel ou à explosion, à cycle de fonctionnement en deux temps ou en quatre temps, caractérisé en ce que le carter est rendu totalement sec (exempt de toute huile), le graissage sous pression des têtes de bielles et des paliers étant effectué sous pression avec retour d'huile par canalisations intégrées à partir de chaque articulation (coussinet ou roulement). 1) Internal combustion engine of the diesel or explosion type, with two-stroke or four-stroke operating cycle, characterized in that the casing is made completely dry (free of any oil), the lubrication under pressure of the connecting rod heads and bearings being carried out under pressure with oil return by integrated pipes from each joint (bearing or bearing). 2) Moteur à combustion interne raissé selon la revendication (1), caractérisé en ce que la récupération de l'huile aux extrémités des articulations est assurée par chambrage constitué par alésage du vilebrequin (dont est solidaire le maneton) dans lequel penètre partiellement et avec ajustement un épaulement de la bielle (dans le cas d'une articulation par aiguilles eu roulement) ou l'extrémité du coussinet solidaire de la bielle (dans le cas d'un palier lisse). 2) Internal combustion engine lowered according to claim (1), characterized in that the recovery of the oil at the ends of the joints is ensured by recess formed by boring the crankshaft (of which the crankpin is integral) in which penetrates partially and with adjustment of a shoulder of the connecting rod (in the case of an articulation by needles with bearing) or the end of the bearing integral with the connecting rod (in the case of a plain bearing). 3) Moteur à combustion interne graissé selon la revendication (1), caractérisé en ce que toute fuite d'huile à partir de l'extrémité des articulations est empéchée par l'utilisation d'un joint d'étanchéité approprié tel que bague en bronze à forte teneur en plomb (25 à 50 %) ou garniture mécanique. 3) Greased internal combustion engine according to claim (1), characterized in that any oil leakage from the end of the joints is prevented by the use of an appropriate seal such as a bronze ring with a high lead content (25 to 50%) or mechanical seal. 4) Moteur à combustion interne de type diésel ou à explosion, à cycle de fonctionnement en deux temps ou en quatre temps, caractérisé en ce que l'étendue du filrn d'huile sur la chemise du cylindre est limitée aux surfaces de contact avec le piston par deux segments racleurs inversés placés chacun à une extrémité du piston. 4) Internal combustion engine of the diesel or explosion type, with two-stroke or four-stroke operating cycle, characterized in that the extent of the oil filrn on the cylinder liner is limited to the contact surfaces with the piston by two reversed scraper segments each placed at one end of the piston. 5) Moteur à combustion interne de type diésel ou à explosion, à cycle de fonctionnement en quatre temps, graissé selon l'une au moins des revendications (1) à (4), caractérisé en ce que le carter ainsi rendu exempt d'huile est utilisé comme compresseur volume- trique d'alimentation, en remplaçant sa mise à l'air libre par un clapet d'admission et un clapet de refoulement.  5) internal combustion engine of diesel type or explosion, four-stroke operating cycle, greased according to at least one of claims (1) to (4), characterized in that the casing thus made free of oil is used as a feed volume compressor, replacing its venting with an intake valve and a discharge valve.
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