FR2710947A1

FR2710947A1 - Oil lubrication system for an internal combustion engine.

Info

Publication number: FR2710947A1
Application number: FR9411838A
Authority: FR
Inventors: Blass Josef; Pscheidl Jorg
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1995-04-14
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: IT1274941B; ITRM940631A0; DE4333854C2; DE4333854A1; FR2710947B1; ITRM940631A1

Abstract

Outre le carter-réservoir d'huile formé par le carter inférieur du moteur, un système de graissage par huile comprend un réservoir d'huile supplémentaire. La pompe d'huile (8), aspirant l'huile du carter inférieur (2), est raccordée par un filtre d'huile (7) et des conduites d'amenée (5) et de retour (6) au réservoir supplémentaire (3) avec interposition d'un dispositif (4) qui contrôle l'écoulement d'huile entre le carter (2) et le réservoir (3). Selon l'invention, ce dispositif est une pompe à piston (4) sollicitée par la pression d'huile fournie par la pompe aspirante (8) et commandant automatiquement l'alimentation et le retour d'huile du réservoir supplémentaire (3). Applicable aux systèmes de graissage de véhicules automobiles comportant un réservoir d'huile supplémentaire.In addition to the oil sump formed by the lower engine crankcase, an oil lubrication system includes an additional oil reservoir. The oil pump (8), sucking the oil from the lower sump (2), is connected by an oil filter (7) and supply (5) and return (6) lines to the additional tank ( 3) with the interposition of a device (4) which controls the flow of oil between the crankcase (2) and the reservoir (3). According to the invention, this device is a piston pump (4) requested by the oil pressure supplied by the suction pump (8) and automatically controlling the supply and return of oil from the additional tank (3). Applicable to automotive vehicle lubrication systems with an additional oil tank.

Description

L'invention concerne un système de graissage par huile pour un moteur àThe invention relates to an oil lubrication system for a combustion engine

combustion interne, comprenant une pompe aspirante dans la réserve d'huile de graissage d'un carter inférieur ainsi qu'une réserve d'huile maintenue dans un réservoir supplémentaire et utilisée en combinaison avec la réserve d'huile du carter, de même que, entre cette dernière et la réserve d'huile supplémentaire, un dispositif sollicité par la pression d'huile fournie par la pompe aspirante dans la internal combustion, comprising a suction pump in the lubricating oil reservoir of a lower crankcase and an oil reserve maintained in an additional reservoir and used in combination with the crankcase oil reservoir, as well as, between the latter and the reserve of additional oil, a device biased by the oil pressure supplied by the suction pump in the

réserve d'huile du carter et commandant automatiquement l'alimen- crankcase oil reserve and automatically controlling the fuel

tation et le retour d'huile du réservoir supplémentaire. tation and oil return from the additional tank.

Il est devenu courant, afin de prolonger les intervalles de renouvellement d'huile, de prévoir un volume d'huile supplémentaire à côté de la réserve d'huile de graissage proprement dit dans le carter du moteur. Par le document DE-AS 14 50 254, on connaît un système de graissage par huile, prévu pour moteurs à combustion interne, comportant une réserve d'huile de graissage dans le carter inférieur du moteur ainsi qu'un réservoir d'huile supplémentaire. De l'huile du It has become common, in order to extend the oil change intervals, to provide an additional volume of oil next to the actual lubricating oil supply in the engine crankcase. DE-AS 14 50 254 discloses an oil lubrication system, provided for internal combustion engines, comprising a reserve of lubricating oil in the lower casing of the engine and an additional oil reservoir. Oil from the

carter est transférée au moyen d'une pompe dans ce réservoir supplé- casing is transferred by means of a pump into this additional tank.

mentaire. Une autre pompe, de plus faible débit, refoule en permanence de l'huile du réservoir supplémentaire dans le carter inférieur du moteur ou, à travers une commande à électrovanne, dans un dispositif mentary. Another pump, of lower flow rate, continuously delivers oil from the additional tank to the lower casing of the engine or, through a solenoid valve control, into a device

de distribution d'huile. Dans ce système, il se produit seulement un rem- oil distribution. In this system, only one

placement minimal d'huile moteur du carter par de l'huile de la réserve supplémentaire. Le but de l'invention est de conserver dans une large mesure les propriétés avantageuses de l'huile moteur - laquelle est fortement sollicitée thermiquement et mécaniquement - pendant une longue durée, en prolongeant ainsi considérablement l'intervalle d'entretien ou de renouvellement d'huile, par des dispositions simples et peu coûteuses, par le moyen d'un remplacement intense de l'huile moteur minimum placement of crankcase oil by additional reserve oil. The object of the invention is to preserve to a large extent the advantageous properties of the engine oil - which is highly stressed thermally and mechanically - for a long time, thereby considerably prolonging the maintenance or renewal interval. oil, by simple and inexpensive arrangements, by means of an intense replacement of the engine oil

contenue dans le carter.contained in the crankcase.

A cet effet, selon l'invention, un système de graissage par huile comme défini au début est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif sollicité par la pression d'huile est une pompe à piston For this purpose, according to the invention, an oil lubrication system as defined at the beginning is essentially characterized in that the device requested by the oil pressure is a piston pump

remplaçant de l'huile du carter par de l'huile de la réserve supplémen- replacing the crankcase oil with oil from the additional reserve

taire. Selon un mode préféré, la pompe à piston comprend un piston, pourvu d'une tige de piston, qui délimite d'un côté une chambre de travail de la pompe située dans le retour d'huile et, de l'autre côté, une chambre de pression située dans l'alimentation d'huile, piston qui est chargé par ressort et comprend un tiroir commandant l'alimentation en huile dans la chambre de pression. Alors, on prévoit de préférence que le tiroir, coopérant avec le piston, possède deux positions d'arrêt, dans l'une desquelles il ouvre l'alimentation d'huile côté admission et ferme en même temps l'alimentation d'huile côté sortie, tandis que, dans l'autre position d'arrêt, il ferme l'alimentation d'huile côté admission et ouvre en même temps l'alimentation d'huile silent. In a preferred embodiment, the piston pump comprises a piston, provided with a piston rod, which delimits on one side a working chamber of the pump located in the oil return and, on the other side, a pressure chamber located in the oil supply, piston which is loaded by spring and comprises a spool controlling the supply of oil into the pressure chamber. Then, it is preferably provided that the slide, cooperating with the piston, has two stop positions, in one of which it opens the inlet-side oil supply and at the same time closes the oil supply on the output side , while in the other stop position, it closes the intake-side oil supply and at the same time opens the oil supply

côté sortie.output side.

Grâce aux dispositions selon l'invention, on obtient de façon simple, par voie mécanique-hydraulique, sans faire appel à des électrovannes, un remplacement automatique de l'huile moteur et une Thanks to the arrangements according to the invention, a mechanical and hydraulic way is obtained in a simple manner, without the use of solenoid valves, an automatic replacement of the engine oil and a

extension considérable de l'intervalle de renouvellement d'huile. considerable extension of the oil renewal interval.

Un autre avantage est que les dispositions selon l'invention peuvent être mises en oeuvre sur un moteur existant au moyen d'un Another advantage is that the arrangements according to the invention can be implemented on an existing motor by means of a

ensemble ou lot de montage après coup. assembly or batch of assembly after stroke.

Comme, en plus, le système de graissage par huile utilise un réservoir d'huile supplémentaire sans pression, les coûts de fabrication As, in addition, the oil lubrication system uses an additional oil tank without pressure, the manufacturing costs

et autres peuvent être réduits à un minimum. and others can be reduced to a minimum.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un will be clearer from the following description of a

exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure I est une représentation schématique d'un système de graissage par huile; et - la figure 2 est une coupe axiale à plus grande échelle de la pompe à piston intégrée dans l'alimentation et le retour d'huile du non-limiting example of embodiment, and the accompanying drawings, in which: - Figure I is a schematic representation of an oil lubrication system; and FIG. 2 is an axial section on a larger scale of the piston pump integrated into the feed and the oil return of the

réservoir supplémentaire.additional tank.

La figure I montre un moteur à combustion interne 1, prévu pour des véhicules, comportant un carter-réservoir d'huile ou carter inférieur 2 qui contient la réserve d'huile de graissage, ainsi qu'un réservoir d'huile supplémentaire 3, sans pression, qui reçoit une FIG. 1 shows an internal combustion engine 1, intended for vehicles, comprising an oil tank or lower housing 2 which contains the reserve of lubricating oil, as well as an additional oil tank 3, without pressure, which receives a

réserve d'huile supplémentaire et auquel est fixée une pompe à piston 4. additional oil supply and to which is attached a piston pump 4.

Des conduites de raccordement, sous la forme d'une conduite d'amenée 5 pour l'alimentation en huile et d'une conduite de retour 6 pour le retour d'huile, sont branchées d'un côté sur la pompe à piston 4 et de l'autre côté, pour simplifier, sur un filtre d'huile moteur 7 monte sur le moteur 1 et communiquant avec la réserve d'huile de graissage dans le carter 2. Une pompe aspirante plongeant dans cette réserve est désignée par 8 et une jauge d'huile sous la forme d'une tige est désignée Connecting lines, in the form of a supply line 5 for the oil supply and a return line 6 for the oil return, are connected on one side to the piston pump 4 and on the other side, for simplicity, on a motor oil filter 7 mounted on the engine 1 and communicating with the lubricating oil reserve in the housing 2. A suction pump dipping into this reserve is designated by 8 and a dipstick in the form of a rod is designated

par 9.by 9.

La figure 2 montre la pompe à piston 4, possédant un corps 10 dans lequel est guidé et peut coulisser longitudinalement un piston 11 chargé par ressort et pourvu d'une tige de piston 12. Le piston 11 délimite d'un côté une chambre de travail 13 de la pompe située dans le retour d'huile et, de l'autre côté, une chambre de pression 14 située dans l'alimentation d'huile. Dans le corps 10 est guidé en outre un tiroir 15 semblable à une douille et entourant la tige de piston 12, qui présente un collet intérieur 16 à son extrémité dirigée vers le piston 11. Un ressort de piston 17 sous forme d'un ressort de compression s'appuie d'un côté sur le piston 11 et de l'autre sur le collet intérieur 16, tandis qu'un ressort d'entraînement 19 s'appuie d'un côté sur ce même collet 16 FIG. 2 shows the piston pump 4, having a body 10 in which is guided and can slide longitudinally a piston 11 loaded by spring and provided with a piston rod 12. The piston 11 delimits on one side a working chamber 13 of the pump located in the oil return and, on the other side, a pressure chamber 14 located in the oil supply. In the body 10 is further guided a drawer 15 similar to a bushing and surrounding the piston rod 12, which has an inner collar 16 at its end facing the piston 11. A piston spring 17 in the form of a spring compression rests on one side on the piston 11 and on the other on the inner collar 16, while a drive spring 19 is supported on one side on the same collar 16

et de l'autre sur une butée 18 à l'extrémité libre de la tige de piston 12. and on the other on a stop 18 at the free end of the piston rod 12.

Le tiroir 15 comporte des logements cylindriques 20a, 20b, orientés transversalement à son axe longitudinal, pour des billes 21a, 21b chargées par ressort et engagées, suivant la position d'arrêt occupée à The slide 15 comprises cylindrical housings 20a, 20b, oriented transversely to its longitudinal axis, for spring-loaded and engaged balls 21a, 21b, according to the stop position occupied at

ce moment par le tiroir 15, dans des encoches d'encliquetage supé- this moment by the slide 15, in the upper snap-in notches

rieures 22a, 22b, adaptées à la forme des billes, ou dans des encoches 22a, 22b, adapted to the shape of the balls, or in notches

d'encliquetage inférieures 23a, 23b de conformation analogue. lower snap-fasteners 23a, 23b of similar conformation.

A la place du piston 11 guidé pour pouvoir coulisser longitudinalement dans le corps 10 et pourvu de la tige de piston 12, on peut prévoir aussi une membrane chargée par ressort et pourvue d'une tige de membrane, qui peut assurer de manière analogue la fonction du piston et de sa tige et est constituée de préférence par une membrane In place of the piston 11 guided to be able to slide longitudinally in the body 10 and provided with the piston rod 12, it is also possible to provide a spring-loaded membrane provided with a membrane rod, which can provide the function of a similar function. of the piston and its stem and is preferably constituted by a membrane

déroulante fixée au corps 10.drop down attached to the body 10.

Le corps 10 de la pompe à piston 4 est pourvu de tubulures de raccordement 24, 25 pour la conduite d'amenée 5 et de tubulures de raccordement 26, 27 pour la conduite de retour 6. Les tubulures 24, 25, situées en haut, sont mutuellement décalées en hauteur, tandis que les tubulures 26, 27, situées en bas, sont alignées entre elles. Les tubulures de raccordement 24, 26 sont embrochées dans des orifices récepteurs latéraux du réservoir d'huile supplémentaire 3. La pompe à piston 4 est The body 10 of the piston pump 4 is provided with connection pipes 24, 25 for the supply pipe 5 and connection pipes 26, 27 for the return pipe 6. The pipes 24, 25, located at the top, are mutually offset in height, while the pipes 26, 27, located at the bottom, are aligned with each other. The connection pipes 24, 26 are plugged into lateral receiving orifices of the additional oil tank 3. The piston pump 4 is

ainsi reliée solidement à ce réservoir par un assemblage à embrochage. thus firmly connected to this tank by a racking assembly.

Le remplacement d'huile moteur, à commande bistable, The replacement of engine oil, with bistable control,

fonctionne comme décrit ci-après.operates as described below.

La pompe 8 aspire de l'huile moteur de la réserve d'huile de graissage contenue dans le carter inférieur 2 et la refoule à travers le filtre d'huile moteur 7, la conduite d'amenée 5 ainsi que l'orifice d'étranglement 28 ménagé dans le corps 10 et débouchant dans la chambre de pression 14. L'huile moteur ainsi introduite sous pression dans cette chambre, repousse le piston 11, montré à sa position de repos par le côté droit de la pompe à piston 4 sur la figure 2, à l'encontre d'un ressort de rappel 29, en refoulant ainsi l'huile moteur contenue dans la chambre de travail 13 de la pompe, à travers le clapet antiretour à ressort 30, monté dans la tubulure de raccordement 27 et ouvert à ce moment, dans la conduite de retour 6 menant au moteur, plus exactement au filtre 7. Simultanément, pendant l'abaissement du piston 11, sa tige 12 comprime le ressort d'entraînement 19 par la butée 18 servant d'appui de ressort et formé dans cet exemple par un segment d'arrêt à l'extrémité de la tige de piston, jusqu'à la longueur de compression maximale. Le tiroir 15 se dégage de sa position d'arrêt supérieure et le ressort d'entraînement 19, comprimé au maximum, se détend et amène le tiroir 15 à sa position d'arrêt inférieure. Pendant que se déroule ce mouvement, l'orifice d'étranglement 28 côté admission est d'abord obturé par le tiroir 15 et un orifice d'étranglement 31 côté sortie est ensuite ouvert dans l'alimentation d'huile. La pression de l'huile moteur dans la chambre de pression 14 se détend, la force du ressort de rappel 29 pousse vers le haut le piston 11 qui se trouvait à sa position la plus basse montrée par la moitié gauche de la figure 2, et l'huile moteur contenue dans la chambre de pression 14 est refoulée à travers l'orifice d'étranglement 31 dans la réserve d'huile du réservoir supplémentaire 3. A travers un clapet antiretour 32 ouvert dans la tubulure de raccordement du corps 10, de l'huile moteur "fraîche" est en même temps aspirée de cette réserve d'huile supplémentaire dans la chambre de travail 13 de la pompe 4, tandis que le ressort de piston 17 est comprimé, par le mouvement de montée du piston 11, jusqu'à la longueur de compression maximale, et le tiroir 15 est déplacé de sa position d'arrêt inférieure à la position d'arrêt supérieure, à la suite de la détente intermédiaire du ressort de compression formant le ressort de piston 17. Au cours de cette opération, l'orifice d'étranglement côté sortie est fermé d'abord par le tiroir 15 et l'orifice d'étranglement 28, se trouvant côté admission dans l'alimentation d'huile, est découvert The pump 8 sucks up engine oil from the lubricating oil reserve contained in the lower casing 2 and delivers it through the engine oil filter 7, the supply line 5 and the throttling orifice. 28 and formed in the body 10 and opening into the pressure chamber 14. The engine oil thus introduced under pressure in this chamber, pushes the piston 11, shown at its rest position by the right side of the piston pump 4 on the FIG. 2, against a return spring 29, thus displacing the engine oil contained in the working chamber 13 of the pump, through the spring check valve 30, mounted in the connecting pipe 27 and open at this time, in the return line 6 leading to the motor, more exactly to the filter 7. Simultaneously, during the lowering of the piston 11, its rod 12 compresses the drive spring 19 by the abutment 18 serving as a support. spring and formed in this example by a stop segment at the e xtremity of the piston rod, up to the maximum compression length. The drawer 15 is disengaged from its upper stop position and the drive spring 19, compressed to the maximum, expands and brings the drawer 15 to its lower stop position. During this movement, the throttling orifice 28 on the intake side is first closed off by the spool 15 and a throttling orifice 31 on the output side is then opened in the oil supply. The pressure of the engine oil in the pressure chamber 14 expands, the force of the return spring 29 pushes up the piston 11 which was at its lowest position shown by the left half of FIG. 2, and the engine oil contained in the pressure chamber 14 is discharged through the throttling orifice 31 into the oil reservoir of the additional reservoir 3. Through a non-return valve 32 open in the connecting pipe of the body 10, the "fresh" engine oil is at the same time drawn from this reserve of additional oil in the working chamber 13 of the pump 4, while the piston spring 17 is compressed, by the upward movement of the piston 11, until at the maximum compression length, and the spool 15 is moved from its lower stopping position to the upper stopping position, following the intermediate expansion of the compression spring forming the plunger spring 17. this operation the outlet-side throttle opening is first closed by the spool 15 and the throttle orifice 28, located on the intake side of the oil supply, is uncovered

ensuite par le tiroir.then by the drawer.

Ainsi, par le jeu alternatif des forces en présence et pendant que le moteur tourne, de l'huile moteur est échangée en permanence entre le carter du moteur et le réservoir supplémentaire. L'agencement des orifices d'étranglement prévus dans l'admission et la sortie du circuit d'alimentation en huile passant par la pompe 4, agissent, dans ce processus, comme des éléments de retard déterminant la fréquence de Thus, by the alternating play of the forces present and while the engine is running, engine oil is exchanged permanently between the engine casing and the additional tank. The arrangement of the throttling orifices provided in the inlet and the outlet of the oil supply circuit passing through the pump 4, act in this process as delay elements determining the frequency of

l'échange d'huile moteur.the exchange of engine oil.

Le cas échéant, pour compenser l'huile moteur consommée, de l'huile peut être prélevée du réservoir supplémentaire et être envoyée au moteur par l'incorporation dans l'alimentation, à la hauteur de l'orifice d'étranglement 31, ainsi que le montre la partie supérieure de la figure 2, d'un orifice supplémentaire 33 auquel sont coordonnés une soupape antiretour 34 et un boîtier à dépression 35. Il est à noter que le diamètre de l'orifice 33 est nettement plus grand que celui de l'orifice d'étranglement 31. Dès que le niveau d'huile dans le carter inférieur du moteur est descendu à "MIN", une électrovanne à deux positions et trois voies est excitée par l'indicateur du niveau d'huile du moteur (non représenté), ce qui provoque l'application d'une dépression au boîtier à dépression 35, entraînant l'ouverture de la soupape 34. Lors du mouvement ascendant du piston 1, une faible partie de l'huile moteur contenue dans le réservoir supplémentaire et la majeure partie de l'huile moteur dans la conduite de retour 6 sont refoulées vers le filtre 7. Cette opération se poursuit jusqu'à ce que l'indicateur du niveau d'huile du moteur signale que le niveau maximal "MAX" est atteint. L'alimentation de l'électrovanne 2/3 est alors coupée et le boîtier à dépression 35 est détendu, ce qui produit son retour à la position initiale. La soupape 34 obture à présent l'orifice 33 et empêche If necessary, to compensate for the engine oil consumed, oil can be taken from the additional tank and sent to the engine by incorporation into the feed, at the height of the throttling orifice 31, and shown in the upper part of Figure 2, an additional orifice 33 which is coordinated a check valve 34 and a vacuum housing 35. It should be noted that the diameter of the orifice 33 is significantly larger than that of the As soon as the oil level in the engine crankcase has dropped to "MIN", a two-position, three-way solenoid valve is excited by the engine oil level indicator (no shown), which causes a depression to be applied to the vacuum housing 35, causing the valve 34 to open. During the upward movement of the piston 1, a small portion of the engine oil contained in the additional tank and the major Part of the engine oil in the return line 6 is discharged to the filter 7. This operation continues until the engine oil level indicator indicates that the maximum level "MAX" is reached. The supply of the solenoid valve 2/3 is then cut off and the vacuum housing 35 is expanded, which produces its return to the initial position. The valve 34 now closes the orifice 33 and prevents

l'amenée d'huile supplémentaire au moteur. the supply of additional oil to the engine.

Claims

An oil lubrication system for an internal combustion engine, comprising a suction pump in the lubricating oil reservoir of a crankcase and an oil reservoir maintained in an additional reservoir and used in combination with the a reserve of crankcase oil, as well as, between the latter and the reserve of additional oil, a device urged by the oil pressure supplied by the suction pump into the crankcase oil reserve automatically controlling the supply and the oil return of the additional tank, characterized in that the device urged by the oil pressure is a piston pump (4) replacing the oil

crankcase with additional reserve oil.

Lubricating system according to Claim 1, characterized in that the piston pump (4) comprises a piston (11) provided with a piston rod (12) which defines on one side a working chamber ( 13) of the pump located in the oil return and, on the other side, a pressure chamber (14) in the oil supply, which piston (11) is spring-loaded and comprises a slide ( 15) Commander

the supply of oil in the pressure chamber (14).

3. Lubricating system according to claim 2, characterized in that the slide (15), cooperating with the piston (11), has two stop positions, in one of which it opens the intake side oil supply and at the same time closes the oil supply on the output side, while in the other stop position it closes the oil supply on the intake side and at the same time opens the oil supply

output side.

4. Lubricating system according to claims 2 and 3,

characterized in that the slide (15), similar to a sleeve, guided to be able to slide longitudinally in the body (10) of the piston pump (4) and arranged concentrically with respect to the piston rod (12), comprises a an inner collar (16), against one of the sides of which a piston spring (17) in the form of a compression spring pressed against the piston (11) is applied, and against the other side of which a spring of drive (19) supported on a stop (18) at the end

free of the piston rod (12).

Lubricating system according to one of the claims

characterized in that the spool (15) is moved from its stopping position producing the pressure setting in the pressure chamber (14) to the other stopping position, producing pressure suppression in this chamber (14), as soon as the drive spring (19) is compressed to its maximum compression length during displacement of the piston (11), acting against

the force of a return spring (29), under the effect of the oil pressure.

6. Lubricating system according to one of the claims

characterized in that the inlet side and the outlet side of the oil supply of the piston pump (4) each have a

throttle orifice (28; 31).

Lubricating system according to one of the claims

characterized in that the inlet side and the outlet side of the oil return of the piston pump (4) each have a valve

antiretour (30, 32).

Lubricating system according to one of the claims

characterized in that the piston pump (4) is firmly connected to the additional oil reservoir (3) by means of a

racking assembly.