FR2771448A1 - Procede de controle du debit d'huile dans un moteur deux temps a graissage separe et un moteur associe - Google Patents
Procede de controle du debit d'huile dans un moteur deux temps a graissage separe et un moteur associe Download PDFInfo
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Abstract
- La présente invention concerne un procédé de contrôle du débit d'huile injecté dans un moteur à combustion interne à deux temps où l'huile est injectée indépendamment de l'essence. Selon l'invention on agit sur le débit d'huile en fonction d'une température représentative de la charge thermique du moteur. Plus précisément cette température peut être celle d'un élément constituant le moteur, tel que celle du joint de bougie.
Description
La présente invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne à deux temps dans lesquels l'huile est injectée indépendamment de l'essence. Ces moteurs sont encore appelés moteurs à graissage séparé.
Plus précisément la présente invention a trait au contrôle du débit, ou dosage, de l'huile injectée dans ce type de moteurs.
Les systèmes connus de dosage d'huile comprennent généralement une pompe-doseuse mécanique commandée en fonction de paramètres tels que le régime et/ou la position du papillon des gaz, ce dernier paramètre étant représentatif de la charge du moteur.
Ces paramètres, couramment utilisés pour commander le dosage de l'huile, présentent cependant quelques inconvénients, particulièrement dans le cas des moteurs refroidis par air. Ils ne permettent pas, notamment, d'assurer un bon dosage quel que soit la charge et/ou le régime du moteur.
En particulier, le dosage est inadapté lorsque le niveau thermique du moteur varie : pendant l'ascension d'une forte côte ou lors d'une défaillance du circuit de refroidissement par exemple.
Des améliorations ont donc déjà été proposées comme par exemple dans la demande de brevet EP-A1-0577081. Selon ce document, on peut réajuster la quantité d'huile injectée en fonction de seuils mémorisés dans un calculateur ; on peut aussi faire varier le temps entre deux injections.
Cette solution technologique est avant tout fondée sur les valeurs de charge et de vitesse du moteur.
La présente invention procède d'un choix technique différent. En effet la présente invention propose de baser le contrôle du débit d'huile sur la température d'un élément du moteur représentatif du niveau de charge thermique du moteur.
Cette solution permet de réaliser un dosage fiable et précis, qui par une meilleure gestion, permet de réduire notablement la consommation d'huile, de l'ordre de 30% à 50%.
Le risque de détérioration du moteur peut être très important en cas de défectuosité du système de refroidissement ou en cas de surchauffe importante.
Pour résoudre ce type de problèmes, les systèmes de lubrification actuels sont conçus pour garantir une marge de sécurité en cas de surchauffe importante du moteur (montée d'une longue côte par exemple).
Ces réglages entraînent donc une surconsommation d'huile lorsque le moteur fonctionne dans des conditions normales, moins sévères car la marge de sécurité existe quelles que soient les conditions de fonctionnement.
II y a actuellement peu de systèmes capables d'optimiser réellement la consommation d'huile.
De plus, comme souligné plus haut, les systèmes les plus performants fonctionnent en fonction de paramètres tels que charge et/ou vitesse du moteur.
Vis-à-vis de ces techniques connues, la présente invention permet de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, notamment ceux liés à la surchauffe du moteur et à la trop forte consommation d'huile.
Ainsi la présente invention a pour objet un procédé de contrôle du débit d'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne à deux temps comportant un circuit d'injection d'huile de lubrification.
Selon l'invention, le procédé consiste à agir sur le débit d'huile de lubrification en fonction d'une température représentative de la charge thermique du moteur.
Plus précisément, la température représentative de la charge thermique du moteur est la température d'un élément constituant ledit moteur.
Conformément à un mode de réalisation de l'invention, le moteur est refroidi par air et comporte un élément d'allumage muni d'un joint.
En accord avec ce mode de réalisation de l'invention, la température représentative de la charge thermique du moteur est la température dudit joint.
Lorsque le moteur auquel s'applique l'invention est refroidi par un liquide, la température représentative de la charge thermique du moteur est la température du liquide de refroidissement.
De façon particulière, I'on augmente le débit d'huile de lubrification injectée dans le moteur lorsque la température représentative de la charge thermique du moteur dépasse une valeur de seuil prédéterminée.
Par ailleurs, lorsque le circuit d'injection d'huile comporte un circuit de fuite, I'action sur le débit d'huile de lubrification peut être obtenue en contrôlant la fermeture dudit circuit de fuite.
Additionnellement, le contrôle du débit peut être réalisé en fonction de la charge mécanique et/ou du régime du moteur.
L'invention vise en outre un moteur à combustion interne à deux temps comprenant un circuit d'injection d'un débit d'huile de lubrification.
De façon caractéristique, le moteur comprend un capteur de mesure d'une température représentative de la charge
thermique dudit moteur qui délivre sur une sortie un signal représentatif
de ladite température, - un module de traitement dudit signal, muni d'une entrée raccordée à la
sortie du capteur de mesure de ladite température et d'une sortie qui
délivre un signal de commande, - des moyens de réglage du débit d'huile de lubrification, munis d'une
entrée raccordée à la sortie du module de traitement, lesdits moyens de réglage réagissant au signal de commande élaboré par le module de traitement de manière à ce que le débit d'huile de lubrification soit modifié en fonction de la température représentative de la charge thermique du moteur.
thermique dudit moteur qui délivre sur une sortie un signal représentatif
de ladite température, - un module de traitement dudit signal, muni d'une entrée raccordée à la
sortie du capteur de mesure de ladite température et d'une sortie qui
délivre un signal de commande, - des moyens de réglage du débit d'huile de lubrification, munis d'une
entrée raccordée à la sortie du module de traitement, lesdits moyens de réglage réagissant au signal de commande élaboré par le module de traitement de manière à ce que le débit d'huile de lubrification soit modifié en fonction de la température représentative de la charge thermique du moteur.
Selon l'invention, le capteur de mesure de la température représentative de la charge thermique du moteur est disposé sur un élément constitutif dudit moteur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur est refroidi par air et comprend un élément d'allumage muni d'un joint, le capteur de mesure de la température représentative de la charge thermique du moteur est alors disposé sur ledit joint.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur comprend un système à refroidissement liquide. Selon l'invention, un tel moteur comprend en outre un capteur de mesure de la charge thermique du moteur est disposé de manière à mesurer la température dudit liquide.
En outre, le moteur selon l'invention peut comprendre un capteur de mesure de la charge et/ou un capteur de mesure du régime dudit moteur, la sortie de chacun d'eux étant raccordée à une entrée dudit module de traitement de manière à ce que le débit d'huile de lubrification soit en outre modifié en fonction de la charge et/ou du régime du moteur.
La présente invention sera mieux comprise, d'autres éléments, détails et caractéristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre illustratif et nullement limitatif en référence aux figures annexées - La figure 1 est un schéma montrant les principaux éléments nécessaires
à la mise en oeuvre de l'invention; et - La figure 2 montre un ensemble de courbes du couple-moteur en fonction
de la température d'un élément caractéristique du moteur.
à la mise en oeuvre de l'invention; et - La figure 2 montre un ensemble de courbes du couple-moteur en fonction
de la température d'un élément caractéristique du moteur.
La figure 1 montre un moteur 1 deux temps refroidi par air, avec un conduit arrivée d'huile 2. Le débit d'huile sur cette arrivée est commandé par un élément 3 tel qu'une vanne actionnée par un solénoïde.
De façon classique un réservoir d'huile 4 et une pompe 5 constituent l'alimentation d'huile contrôlée par le solénoïde 3.
L'arrivée d'essence, non représentée sur la figure 1, est prévue séparément de l'arrivée d'huile 2.
Dans le système présenté sur la figure 1, le débit d'huile sortant de la pompe 5 est divisé en deux conduits : le conduit 2 d'alimentation principale du moteur et un conduit 10 de by-pass où une partie de l'huile est recyclée en amont de la pompe 5. Il est préférable d'insérer un clapet anti-retour 6 dans le conduit de by-pass 10.
Un deuxième clapet anti-retour 11 peut aussi être implanté sur le conduit principal 2, près de l'entrée d'huile du moteur pour éviter en particulier l'alimentation en huile du moteur pendant son arrêt. Le tarage du deuxième clapet 11 est alors fonction du tarage du clapet 6.
Les conduits d'alimentation principale 2 et de by-pass 10 seront dimensionnés de façon à délivrer un débit minimum requis par le moteur lorsque le conduit de by-pass 10 est ouvert, et un débit maximum requis par le moteur lorsque le conduit de by-pass 10 est fermé.
Dans le cas d'un système simple, le solénoïde 3 pourra commander l'ouverture tout ou rien du conduit 10 de by-pass, autorisant soit un débit mini (conditions normales ; by-pass ouvert) soit un débit maxi (conditions de surcharge thermique ; by-pass fermé).
Dans le cas d'un système plus sophistiqué, le solénoïde 3 pourra se déplacer de façon progressive (ou selon une fréquence variable) et entraîner un système de fermeture partielle et variable du conduit 10 de by-pass : par exemple à l'aide d'une aiguille de section variable.
L'ouverture du conduit 10 se fera ainsi au fur et à mesure de l'augmentation de la charge thermique du moteur, permettant ainsi une augmentation progressive du débit d'huile dans ledit conduit 10.
Une unité de calcul électronique 7 peut être avantageusement prévue afin notamment de contrôler le solénoïde 3. L'unité 7 est en outre reliée à un élément représentatif de la charge thermique du moteur tél que la bougie d'allumage ou plus précisément à un capteur de température 8 placé sur le joint de bougie 12.
Selon l'invention, le capteur 8 fournit en permanence la température du joint de bougie à l'unité de calcul 7 qui elle-même et, en fonction notamment de la température fournie, commande le solénoïde 3 de la façon indiquée ci-avant.
La pompe à huile 5 peut en outre être reliée à une poulie 9 elle-même reliée au papillon des gaz. Ce système permet de contrôler le débit via la charge du moteur. II n'est pas nécessaire à la mise en ceuvre de l'invention.
C'est un élément additionnel qui peut permettre d'améliorer le contrôle du débit via la température.
Cet élément additionnel peut s'avérer utile en cas de défaillance du système de contrôle lié à la température. II peut ainsi être considéré comme un élément redondant.
Le contrôle du débit d'huile par l'unité 7 peut être envisagé via un capteur de température représentatif du niveau de charge thermique du moteur. Ainsi dans le cas d'un moteur à refroidissement liquide, un capteur de température du liquide de refroidissement peut permettre ce contrôle.
Sans sortir du cadre de l'invention, un capteur de température de la chemise, du carter, ou de l'échappement peut aussi être prévu, en particulier dans le cas d'un moteur à refroidissement par air.
Dans tous les cas, le principe est le même ; il s'agit de corriger et/ou de contrôler le débit d'huile en fonction de la température d'un élément représentatif de la charge thermique du moteur.
Lorsque la charge thermique augmente, le débit d'huile est corrélativement augmenté. Un seuil de température, mémorisé dans l'unité 7, détermine le moment où le débit doit être modifié.
Ainsi la présente invention permet une meilleure gestion du débit d'huile, c'est-à-dire finalement une réduction de la consommation.
Par ailleurs la mise en oeuvre de la présente invention étant directement liée à la température du moteur, une défaillance du système de refroidissement est ainsi immédiatement prise en compte et remédiée. En effet dès que la température du moteur augmente, le débit d'huile est lui aussi augmenté, ce qui peut éviter la casse du moteur.
Des témoins ou autres moyens peuvent d'ailleurs être prévus afin d'alerter le conducteur dès l'origine du problème.
La figure 2 permet de mieux appréhender le problème à l'origine de l'invention.
Cette figure montre un ensemble de courbes (A, B, C) du couple C en fonction de la température T d'un élément caractéristique de la température du moteur, ici la température du joint de bougie, pour différents rapports massiques essence/huile de lubrification.
Ces courbes font notamment apparaître une chute brutale du couple à partir d'une certaine température du moteur, température caractéristique du serrage du moteur.
La lubrification d'un moteur est donc directement liée aux problèmes de serrage qui apparaissent dans le moteur dès que la lubrification est insuffisante et qu'il se produit une rupture du film d'huile. Les problèmes de serrage sont aussi liés au niveau de charge thermique du moteur et principalement à la température du piston. Ainsi plus le moteur est chaud et plus les risques de serrage (donc de détérioration du moteur) sont importants. Parallèlement plus la quantité de lubrifiant introduit est faible (rapport essence/lubrifiant élevé), plus le serrage apparaît à basse température.
Le serrage est caractérisé par la chute brutale du couple entraînant l'arrêt complet du moteur et la détérioration du piston et du cylindre.
Comme on peut le voir sur la figure 2, le serrage apparaît vers 200"C pour un rapport essence/huile de 400:1 (courbe A) alors qu'il apparaît à 260"C si le rapport essence/huile diminue à 100 : 1 (courbe C).
Le serrage apparaît vers 225"C lorsque le rapport essence/huile est de 200 : 1 (courbe B).
On voit ainsi l'intérêt de l'invention qui, en augmentant le débit d'huile lorsque la charge thermique augmente, assure une lubrification optimale quelles que soient les conditions de fonctionnement du moteur.
Claims (12)
1) Procédé de contrôle du débit d'huile de lubrification d'un moteur (1) à combustion interne à deux temps comportant un circuit (2-5) d'injection d'huile de lubrification, caractérisé en ce qu'il consiste à agir sur le débit d'huile de lubrification en fonction d'une température représentative de la charge thermique dudit moteur.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température représentative de la charge thermique du moteur (1) est la température d'un élément constituant ledit moteur.
3) Procédé selon la revendication 2, le moteur étant refroidi par air et comportant un élément d'allumage muni d'un joint (12), caractérisé en ce que la température représentative de la charge thermique du moteur (1) est la température dudit joint (12).
4) Procédé selon la revendication 1, le moteur (1) étant refroidi par un liquide, caractérisé en ce que la température représentative de la charge thermique du moteur est la température du liquide de refroidissement.
5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débit d'huile de lubrification est augmenté quand la température représentative de la charge thermique du moteur dépasse une valeur de seuil prédéterminée.
6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit (2-5) d'injection d'huile de lubrification comporte un circuit de fuite, I'action sur le débit d'huile de lubrification est obtenue en contrôlant la fermeture dudit circuit de fuite.
7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à agir sur le débit d'huile en fonction de la charge mécanique et/ou du régime du moteur.
8) Moteur à combustion interne à deux temps comprenant un circuit d'injection d'un débit d'huile de lubrification caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur (8) de mesure d'une température représentative de la charge
thermique dudit moteur (1) qui délivre sur une sortie un signal
représentatif de ladite température, - un module (7) de traitement dudit signal, muni d'une entrée raccordée à la
sortie du capteur de mesure de ladite température et d'une sortie qui
délivre un signal de commande, - des moyens (3) de réglage du débit d'huile de lubrification, munis d'une
entrée raccordée à la sortie du module de traitement, lesdits moyens (3) de réglage réagissant au signal de commande élaboré par le module (7) de traitement de manière à ce que le débit d'huile de lubrification soit modifié en fonction de la température représentative de la charge thermique du moteur.
9) Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur (8) de mesure de la température représentative de la charge thermique du moteur est disposé sur un élément constitutif dudit moteur.
10) Moteur selon la revendication 9, refroidi par air et comprenant un élément d'allumage muni d'un joint (12), caractérisé en ce que le capteur de mesure de la température représentative de la charge thermique du moteur est disposé sur ledit joint (12).
11) Moteur selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, comprenant un dispositif de refroidissement par un liquide, caractérisé en ce que le capteur de mesure de la charge thermique du moteur (1) est disposé de manière à mesurer la température dudit liquide.
12) Moteur selon l'une quelconque des revendications 8 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur de mesure de la charge et/ou un capteur de mesure du régime dudit moteur, la sortie de chacun d'eux étant raccordée à une entrée dudit module (7) de traitement de manière à ce que le débit d'huile de lubrification soit en outre modifié en fonction de la charge et/ou du régime du moteur (1).
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