FR2622922A1 - Device for lubricating a connecting rod/crankshaft assembly and internal combustion engine equipped with this device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de lubrification et concerne plus particulièrement un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin destiné à alimenter en huile de graissage l'interface maneton-tête de bielle de façon continue. The present invention essentially relates to a lubrication device and relates more particularly to a device for lubricating a connecting rod-crankshaft assembly intended to supply lubricating oil to the crankpin-connecting rod interface interface continuously.
Elle vise également un moteur thermique du type à mouvement alternatif d'un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. It also relates to a heat engine of the reciprocating type of a motor vehicle equipped with such a device.
Dans les moteurs thermiques conventionnels, du type à combustion interne et à mouvement alternatif, l'énergie fournie par la combustion du carburant est transmise aux roues motrices par l'intermédiaire d'une ou plusieurs bielles, chacune solidaire d'un piston, et qui actionnent en rotation un vilebrequin porté généralement sur les paliers d'un bloc-moteur et relié mécaniquement à la transmission d'un véhicule. In conventional heat engines, of the internal combustion and reciprocating type, the energy supplied by the combustion of the fuel is transmitted to the driving wheels by means of one or more connecting rods, each integral with a piston, and which actuate in rotation a crankshaft generally carried on the bearings of an engine block and mechanically connected to the transmission of a vehicle.
A cet effet, le vilebrequin comporte généralement d'une part, plusieurs tourillons montés libres en rotation dans des paliers ou portées du blocmoteur et comporte d'autre part, un ou plusieurs manetons recevant l'extrémité d'une ou plusieurs bielles appelée tête de bielle. For this purpose, the crankshaft generally comprises on the one hand, several journals mounted free in rotation in bearings or carried by the engine block and comprises on the other hand, one or more crankpins receiving the end of one or more connecting rods called the head of connecting rod.
Ces éléments étant mobiles en rotation les uns par rapport aux autres, il se produit au niveau de leurs zone de contact des échauffements considérables dus au frottement entre les surfaces en mouvement. These elements being movable in rotation with respect to each other, there occurs at their contact zone considerable heating due to the friction between the moving surfaces.
Par conséquent, on interpose, entre les couples maneton-tête de bielle et tourillon-palier, des coussinets qui sont généralement réalisés en deux demi-coquilles et constitués ou enrobés d'un matériau à faible coefficient de frottement. Consequently, there are interposed, between the crankpin-connecting rod-head and journal-bearing pairs, bearings which are generally produced in two half-shells and made up or coated with a material with a low coefficient of friction.
Ces coussinets sont donc maintenus serrés respectivement dans les logements des têtes de bielles et dans les logements des paliers. These bearings are therefore kept tight respectively in the housings of the big ends and in the housings of the bearings.
De plus, entre ces coussinets et les éléments tournants, on prévoit un matelas interfacial d'huile de graissage visant à éliminer le contact métal-coussinet. In addition, between these bearings and the rotating elements, an interfacial mat of lubricating oil is provided, intended to eliminate the metal-bearing contact.
Il est donc impératif d'assurer une alimentation continue des interfaces en fluide de lubrification afin d'éviter les phénomènes d'usure, de diminuer l'échauffement, et d'éviter les risques de grippage. It is therefore imperative to ensure a continuous supply of lubrication fluid to the interfaces in order to avoid wear phenomena, reduce overheating, and avoid the risks of seizure.
On connaît déjà un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin et qui comporte un conduit d'alimentation débouchant d'une part, à la périphérie du maneton et d'autre part, dans une gorge pratiquée sur toute la circonférence du tourillon ou à l'intérieur du coussinet qui lui est associé. There is already known a device for lubricating a connecting rod-crankshaft assembly and which comprises a supply duct opening on the one hand, at the periphery of the crank pin and on the other hand, in a groove formed over the entire circumference of the journal or inside the pad associated with it.
Cette gorge est approvisionnée en fluide de lubrification par l'intermédiaire d'un conduit d'arrivée qui coincide avec cette gorge et qui est réalisé à l'intérieur du palier fixe. This groove is supplied with lubrication fluid via an inlet duct which coincides with this groove and which is produced inside the fixed bearing.
Ce dispositif bien que fournissant de façon continue le fluide de lubrification à la périphérie des manetons, diminue la surface de portance du coussinet de palier et affecte par conséquent sa capacité de charge. This device, although continuously supplying the lubrication fluid to the periphery of the crankpins, reduces the bearing surface of the bearing bushing and consequently affects its carrying capacity.
Tout ceci conduit à une compression du film d'huile et entrasse des conditions de fonctionnement critiques. All this leads to compression of the oil film and builds up critical operating conditions.
Par ailleurs, lorsque la gorge est pratiquée sur le pourtour du tourillon, elle diminue son diamètre efficace et affaiblit les caractéristiques mécaniques du vilebrequin, notamment sa rigidité, lorsque celui-ci est soumis aux efforts de torsion induits par l'existence d'efforts de combustion et d'efforts dynamiques d'inertie. Furthermore, when the groove is formed around the circumference of the journal, it decreases its effective diameter and weakens the mechanical characteristics of the crankshaft, in particular its rigidity, when the latter is subjected to the torsional forces induced by the existence of combustion and dynamic inertial forces.
On contact par ailleurs un dispositif de lubrification comportant une gorge partielle ménagée sur environ 1800 dans l'alésage du coussinet. We also contact a lubrication device comprising a partial groove formed on approximately 1800 in the bore of the bearing.
Cette gorge coincide avec un conduit diamétral réalisé dans le tourillon et qui débouche à une extrémité du conduit d'alimentation. This groove coincides with a diametral conduit produced in the pin and which opens at one end of the supply conduit.
Dans ce dispositif, la capacité de charge du coussinet est améliorée mais la lubrification de la tête de bielle est nettement moins efficace. In this device, the bearing capacity of the bearing is improved but the lubrication of the big end is much less effective.
En effet, lors de la rotation du tourillon, la gorge coïncide alternativement avec chaque extrémité opposée du conduit diamétral, de sorte qu'à chaque demi-tour du tourillon il se produit une inversion du sens de circulation du fluide de lubrification à l'intérieur du conduit diamétral, ce qui produit des contre-pressions indésirables. In fact, during the rotation of the journal, the groove alternately coincides with each opposite end of the diametral duct, so that at each half-turn of the journal there is an inversion of the direction of circulation of the lubrication fluid inside of the diametral duct, which produces undesirable back pressures.
Par ailleurs, ce phénomène entraîne une alimentation discontinue de la tête de bielle en huile de graissage. Furthermore, this phenomenon results in a discontinuous supply of the connecting rod head with lubricating oil.
En outre, ce dispositif connu est générateur de fuites induites lors du fonctionnement chargé du vilebrequin. In addition, this known device generates leaks induced during loaded operation of the crankshaft.
Aussi, la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de lubrification de l'ensemble bielle-vilebrequin et qui assure l'alimentation de l'interface maneton-tête de bielle de façon continue, n'affecte pas la capacité de charge du coussinet de palier, évite les fuites indésirables et conserve les propriétés mécaniques du vilebrequin. Also, the present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a device for lubrication of the connecting rod-crankshaft assembly and which ensures the supply of the crank pin-connecting rod interface continuously, does not affect the bearing bearing load capacity, prevents unwanted leaks and maintains the mechanical properties of the crankshaft.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de lubrification de l'ensemble biellevilebrequin et du type comprenant au moins un conduit d'alimentation réalisé dans le corps du vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie d'au moins un maneton tournant à l'intérieur d'un coussinet qui est monté dans le logement d'une tête de bielle et débouchant d'autre part, à la périphérie d'un tourillon tournant à l'intérieur d'un coussinet qui est monté dans le logement d'un palier fixe, ce dernier comportant un conduit d'arrivée d'huile communiquant avec le conduit d'alimentation, caractérisé en ce que le logement du palier et/ou le pourtour du coussinet comportent une gorge dans laquelle débite le conduit d'arrivée et qui est disposée en regard de plusieurs orifices pratiqués dans l'épaisseur du coussinet, tandis qu'au moins un de ces orifices coIncide avec une entaille ou rainure partielle pratiquée à la surface du tourillon et dans laquelle débouche le conduit d'alimentation. To this end, the subject of the invention is a device for lubricating the crankshaft assembly and of the type comprising at least one supply duct produced in the body of the crankshaft and opening on the one hand, at the periphery of at least a crankpin rotating inside a bearing which is mounted in the housing of a connecting rod head and opening on the other hand, at the periphery of a revolving pin inside a bearing which is mounted in the housing of a fixed bearing, the latter comprising an oil inlet conduit communicating with the supply conduit, characterized in that the housing of the bearing and / or the periphery of the bearing comprise a groove in which the conduit delivers of arrival and which is arranged opposite several orifices made in the thickness of the bearing, while at least one of these orifices coincides with a notch or partial groove made on the surface of the journal and into which the conduit opens. food.
On comprend donc que l'on réalise ainsi un dispositif de lubrification dans lequel le conduit d'arrivée débite de façon constante dans le conduit d'alimentation et qui assure une lubrification continue de l'ensemble maneton-tête de bielle. It can therefore be understood that a lubrication device is thus produced in which the inlet duct flows constantly into the supply duct and which provides continuous lubrication of the crankpin-connecting rod assembly.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la longueur de l'entaille ou rainure est supérieure à la distance séparant deux orifices. According to another characteristic of the invention, the length of the notch or groove is greater than the distance separating two orifices.
On précisera encore ici que le coussinet comporte au moins quatre orifices équidistants. It will also be specified here that the cushion has at least four equidistant orifices.
Selon encore une autre caractéristique de cette invention, l'entaille ou rainure est disposée dans une zone où l'ensemble coussinet-tourillon subit une charge minimum. According to yet another characteristic of this invention, the notch or groove is arranged in an area where the bearing-journal assembly undergoes a minimum load.
Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de lubrification connu
- la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce même dispositif de lubrification mais montrant plus particulièrement le phénomène de fuite qui se produit lors de fonctionnement en charge du vilebrequin
la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de lubrification de l'ensemble bielle-vilebrequin conforme à l'invention ; et
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une partie du vilebrequin, muni du dispositif représenté sur la figure 3.However, other characteristics and advantages of the invention will appear better in the detailed description which follows and refers to the appended drawings, given solely by way of example, and in which
- Figure 1 is a cross-sectional view of a known lubrication device
- Figure 2 is a cross-sectional view of the same lubrication device but showing more particularly the leakage phenomenon which occurs during operation under load of the crankshaft
Figure 3 is a cross-sectional view of a lubricating device of the connecting rod-crankshaft assembly according to the invention; and
FIG. 4 is a view in longitudinal section of part of the crankshaft, provided with the device shown in FIG. 3.
En se reportant à la figure 1, il est représenté un montage classique d'un ensemble bielle-vilebrequin et qui comporte un dispositif de lubrification connu. Referring to Figure 1, there is shown a conventional assembly of a rod-crankshaft assembly and which comprises a known lubrication device.
Ce montage est constitué d'une bielle 1 dont une première extrémité 2, appelée pied de bielle, est reliée à l'axe d'un piston, non représenté, qui se translate à l'intérieur du cylindre d'un moteur de véhicule. This assembly consists of a connecting rod 1, a first end 2 of which, called the connecting rod foot, is connected to the axis of a piston, not shown, which translates inside the cylinder of a vehicle engine.
La deuxième extrémité 3 de la bielle 1, appelée tête de bielle, est portée par le maneton 4 d'un vilebrequin. The second end 3 of the connecting rod 1, called the connecting rod head, is carried by the crankpin 4 of a crankshaft.
La tette de bielle 3 comporte un chapeau de bielle 5 fixé par des boulons 6, et un logement 7 dans lequel est monté serré un coussinet 8, généralement constitué de deux demi-coquilles, enveloppant la périphérie 4a du maneton 4. The connecting rod plate 3 comprises a connecting rod cap 5 fixed by bolts 6, and a housing 7 in which is tightly mounted a pad 8, generally consisting of two half-shells, enveloping the periphery 4a of the crank pin 4.
Le vilebrequin comporte par ailleurs plusieurs tourillons 9 portés par un palier fixe 10 qui est solidaire du bloc-moteur, non représenté, et qui comprend un chapeau de palier 11 fixé par des goujons 12. The crankshaft furthermore comprises several pins 9 carried by a fixed bearing 10 which is integral with the engine block, not shown, and which comprises a bearing cap 11 fixed by studs 12.
De même, ce palier 10 comporte un coussinet 13 monté serré dans un logement du palier fixe 10, le tourillon 9 étant mobile en rotation à l'intérieur de ce coussinet 13. Likewise, this bearing 10 comprises a bearing 13 mounted tightly in a housing of the fixed bearing 10, the pin 9 being movable in rotation inside this bearing 13.
Cet assemblage comporte un dispositif de lubrification comprenant un conduit d'alimentation 14 qui est réalisé dans le vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie 4a du maneton 4 et d'autre part, à la périphérie 9a du tourillon 9. This assembly comprises a lubrication device comprising a supply duct 14 which is produced in the crankshaft and opens out on the one hand, at the periphery 4a of the crankpin 4 and on the other hand, at the periphery 9a of the journal 9.
Ce conduit d'alimentation 14 communique avec un conduit diamétral 15 réalisé dans le tourillon 9 et qui débouche à ses deux extrémités à la périphérie 9a du tourillon 9. This supply duct 14 communicates with a diametral duct 15 produced in the pin 9 and which opens at its two ends at the periphery 9a of the pin 9.
Par ailleurs, le coussinet 13 comporte une gorge partielle 16 et un orifice 17 dans lesquelles débite un conduit d'arrivée 18 réalisé dans le palier fixe 10. Furthermore, the cushion 13 has a partial groove 16 and an orifice 17 into which an inlet pipe 18 produced in the fixed bearing 10 flows.
Comme il a été précisé plus haut, le fluide de lubrification ou huile de graissage circule à l'intérieur du dispositif de lubrification dans une direction représentée par les flèches 19. As specified above, the lubricating fluid or lubricating oil circulates inside the lubrication device in a direction represented by the arrows 19.
Cependant et étant donné que le conduit diamétral 15 est alimenté alternativement par ses extrémités opposées 15a et 15b, le sens de circulation du fluide de lubrification est inversé à chaque demi-tour du tourillon 9, comme représenté par la flèche 20. However, given that the diametrical duct 15 is supplied alternately by its opposite ends 15a and 15b, the direction of circulation of the lubrication fluid is reversed at each half-turn of the pin 9, as shown by arrow 20.
Par ailleurs, ce dispositif est générateur d'une fuite 21. Aussi la présente invention a-t-elle notamment pour but de remédier à tous ces inconvénients. Furthermore, this device generates a leak 21. Also the aim of the present invention is to remedy all these drawbacks.
En se reportant à la figure 3, un dispositif de lubrification d'un ensemble bielle-vilebrequin, conforme à cette invention, comprend un ou plusieurs conduits d'alimentation 22 réalisés dans le corps C du vilebrequin et débouchant d'une part, à la périphérie 4a du maneton 4 tournant à l'intérieur du coussinet 8 qui est monté dans le logement de la tête de bielle 3, et débouchant d'autre part à la périphérie du tourillon 9 tournant à l'intérieur d'un coussinet 23 qui est monté dans le logement du palier fixe 10. Referring to FIG. 3, a device for lubricating a connecting rod-crankshaft assembly, in accordance with this invention, comprises one or more supply conduits 22 produced in the body C of the crankshaft and opening on the one hand, at the periphery 4a of the crank pin 4 rotating inside the bearing 8 which is mounted in the housing of the connecting rod head 3, and opening on the other hand at the periphery of the journal 9 rotating inside a bearing 23 which is mounted in the housing of the fixed bearing 10.
Par ailleurs, le palier fixe 10 comporte un conduit d'arrivée d'huile 24, qui communique avec le conduit d'alimentation 22. Furthermore, the fixed bearing 10 comprises an oil inlet duct 24, which communicates with the supply duct 22.
De plus, le logement du palier 10 et/ou le pourtour du coussinet 23 comportent une gorge 25 dans laquelle débite le conduit d'arrivée 24 et qui est disposée en regard de plusieurs orifices 26 pratiqués dans l'épaisseur du coussinet 23. In addition, the housing of the bearing 10 and / or the periphery of the pad 23 includes a groove 25 in which the inlet duct 24 flows and which is arranged opposite several orifices 26 formed in the thickness of the pad 23.
Le tourillon 9 comporte à sa périphérie 9a une entaille ou rainure 27 partielle dans laquelle débouche le conduit d'alimentation 22. The pin 9 has at its periphery 9a a partial notch or groove 27 into which the supply duct 22 opens.
Les orifices 26 et la rainure ou entaille 27 sont conçus de telle sorte qu'au moins un des orifices 26 coincide en permanence avec la rainure ou entaille 27 lors de son déplacement du à la rotation du tourillon 9. The orifices 26 and the groove or notch 27 are designed so that at least one of the orifices 26 coincides permanently with the groove or notch 27 during its movement due to the rotation of the journal 9.
Cet agencement permet une communication constante entre le conduit d'arrivée 24 et le conduit d'alimentation 22 ce qui entraîne une lubrification continue de l'interface coussinet-tête de bielle. This arrangement allows constant communication between the inlet duct 24 and the supply duct 22, which results in continuous lubrication of the bearing-connecting rod interface.
La longueur L de l'entaille 27 est avantageusement supérieure à la distance qui sépare chaque orifice 26. The length L of the notch 27 is advantageously greater than the distance which separates each orifice 26.
A titre d'exemple, le coussinet 23 est constitué d'au moins quatre orifices 26 équidistants. By way of example, the pad 23 consists of at least four equidistant orifices 26.
On notera ici, que ce nombre d'orifices 26 n'est pas limité et que plusieurs orifices peuvent à la fois coïncider et débiter à l'intérieur de la rainure ou entaille 7. It will be noted here that this number of orifices 26 is not limited and that several orifices can both coincide and deliver within the groove or notch 7.
De même, le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs conduits d'alimentation 26 débouchant vers chaque maneton disposé de part et d'autre d'un tourbillon. Likewise, the device according to the invention may comprise several supply conduits 26 opening out to each crank pin arranged on either side of a vortex.
Selon l'analyse expérimentale ou le calcul, on disposera la rainure ou entaille 7, dans une zone où le couple coussinet-tourillon subit une charge minimum. According to the experimental analysis or the calculation, we will have the groove or notch 7, in an area where the pair of bearing and journal undergoes a minimum load.
On remarque donc que ce dispositif assure par la communication constante de ses différents conduits une lubrification continue des organes en mouvement. It is therefore noted that this device ensures, by the constant communication of its various conduits, continuous lubrication of the moving parts.
Il assure par ailleurs une portance du film d'huile optimum entre le coussinet 23 et le tourillon 9 en conservant une surface de contact maximum. It also ensures optimum oil film lift between the bearing 23 and the pin 9 while maintaining a maximum contact surface.
Ainsi, la capacité de charge du palier est nettement améliorée. Thus, the bearing capacity of the bearing is significantly improved.
On remarquera de même que la circulation de l'huile de graissage dans ce dispositif se fait selon une direction unique. It will also be noted that the circulation of the lubricating oil in this device takes place in a single direction.
Cette disposition élimine les contre-pressions et les pertes de charges indésirables. This arrangement eliminates back pressure and undesirable pressure drops.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode singulier de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the singular embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
Claims (5)
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| FR2622922B1 (en) | 1992-05-29 |
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