FR2882783A1 - Dispositif de circulation d'huile pour moteur a combustion interne - Google Patents

Dispositif de circulation d'huile pour moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

Dispositif de circulation d'huile (1) pour moteur à combustion interne (2) comprenant un séparateur-décanteur (3), un carter cylindre (4), une conduite d'alimentation en huile sous pression (6) acheminant de l'huile sous pression vers des parties mobiles dudit moteur et un circuit de retour d'huile (7) formant siphon, le circuit de retour d'huile (7) comportant une canule (8) dont une extrémité supérieure (9) débouche dans ledit séparateur-décanteur pour y recueillir de l'huile décantée et dont une extrémité inférieure (11) plonge dans un réservoir d'huile (12) débouchant librement (13) dans un plan (P) situé entre lesdites extrémités supérieure (9) et inférieure (11) de la canule (8).Ledit réservoir (12) est réalisé dans un insert (14) inséré de façon étanche dans un passage formé au travers d'une paroi (15) de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression, l'insert constituant simultanément un bouchon d'obturation de ladite conduite d'alimentation en huile et un réservoir d'huile.

Description

DISPOSITIF DE CIRCULATION D'HUILE POUR MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne, de façon générale, un dispositif permettant d'éviter une remontée d'huile dans une sortie d'huile formée dans un séparateur/décanteur d'huile d'un moteur à combustion interne.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de circulation d'huile pour moteur à combustion interne comprenant un séparateur/décanteur adapté pour extraire de l'huile contenue dans un mélange huile/gaz, un carter cylindre dans lequel est formée au moins une chambre de combustion, le dispositif comportant en outre une conduite d'alimentation en huile sous pression adaptée pour acheminer de l'huile sous pression vers des parties mobiles dudit moteur et un circuit de retour d'huile formant siphon, le circuit de retour d'huile comportant au moins une canule dont une extrémité supérieure débouche dans une sortie d'huile dudit séparateur/décanteur pour y recueillir de l'huile décantée et dont une extrémité inférieure plonge dans un réservoir d'huile possédant une ouverture débouchant librement dans un plan situé entre lesdites extrémités supérieure et inférieure de la canule.
Les moteurs à combustion interne sont lubrifiés par des systèmes de projection d'huile sur les pièces en mouvements tels que les pistons, les bielles, le vilebrequin ou les arbres à cames. Des gaz de ventilation constitués d'un mélange air-huile passent habituellement à travers un séparateur/décanteur d'huile pour éviter un risque de rejet d'air contenant des particules d'huile.
L'huile se dépose sur une surface de décantation formée dans le séparateur/décanteur par une série de chicanes permettant au mélange de suivre par gravité un chemin relativement important le long duquel l'air et l'huile se séparent.
L'huile ainsi extraite et décantée sort du décanteur par une sortie d'huile. Afin d'éviter que du mélange huile-air ne remonte dans le décanteur par sa sortie, des siphons sont utilisés.
C'est la raison pour laquelle de nombreux fabricants de moteurs ont développé diverses solutions visant à éviter les remontées d'huile dans les séparateur/décanteur tout en cherchant à réduire à la fois la taille du moteur et le nombre de pièces nécessaires à la fabrication du dispositif de circulation d'huile pour moteur.
Un dispositif du type précédemment défini, permettant de tels avantages, est par exemple décrit dans le document brevet FR 2 819 291.
Dans ce contexte, la présente invention à pour but d'optimiser la fabrication d'un tel dispositif de circulation d'huile dans le cas de moteurs possédant une conduite d'alimentation en huile sous pression.
A cette fin, le dispositif de circulation d'huile de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce que ledit réservoir est réalisé dans un insert inséré de façon étanche dans un passage formé au travers d'une paroi de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression, l'insert constituant simultanément un bouchon d'obturation de ladite conduite d'alimentation en huile et un réservoir d'huile.
La présence de ce réservoir permet d'éviter la remontée d'huile par la sortie du séparateur-décanteur et permet ainsi de maximiser la fonction de séparation décantation d'huile. De plus, grâce à l'invention, la dite conduite d'alimentation en huile sous pression est utilisée comme support du réservoir d'huile ce qui évite d'avoir à positionner un support spécifiquement dédié au maintien du réservoir et ce qui permet également un gain de place en hauteur totale du moteur puisque le réservoir d'huile est en partie positionné dans l'épaisseur de la paroi de ladite conduite d'alimentation en huile.
La dénivellation existante entre le seuil de la surface de décantation du séparateur/décanteur et le seuil inférieur du siphon (ce seuil inférieur du siphon étant constitué par l'extrémité inférieure de la canule) permet une compensation de pression afin d'éviter la remonté d'un mélange d'huile gaz à l'endroit de la sortie du décanteur. Grâce à l'invention, cette dénivellation peut être accrue tout en réduisant la hauteur du moteur. La longueur de la canule qui fixe la dénivelation sera choisie en fonction du différentiel de pression existant entre la sortie du séparateur/décanteur et l'enceinte dans laquelle est déversée l'huile décantée (généralement l'intérieur du carter, et au dessus des pièces en mouvement à lubrifier (par exemple dans le carter vilebrequin).
Egalement, lorsque la conduite d'alimentation en huile sous pression est réalisée par moulage, ce qui est presque toujours le cas, il est alors nécessaire d'avoir une ouverture dans cette conduite d'alimentation pour permettre le positionnement puis le retrait d'un noyau de moulage (généralement noyau définissant les formes internes de la conduite). Habituellement, après retrait du noyau de moulage, ce trou est bouché, à l'aide d'un insert/bouchon. Grâce à l'invention le réservoir d'huile est réalisé dans le bouchon de la conduite haute pression, permettant ainsi d'économiser une pièce et réduire le nombre d'opération d'usinage.
On peut par exemple faire en sorte qu'une portion de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression fasse partie intégrante dudit carter cylindre et que le passage dans lequel est positionné l'insert soit formé dans cette portion et fasse ainsi partie du carter cylindre.
Dans ce mode de réalisation particulier, l'invention est appliquée à un carter cylindre comprenant une conduite d'alimentation en huile sous pression. Ce mode de réalisation peut être appliqué à un grand nombre de moteurs et notamment aux moteurs en Vé comme dans l'exemple des figures 1 à 3 décrites ci-après.
On peut également faire en sorte que l'ouverture du réservoir d'huile débouche librement dans une zone interne dudit carter cylindre, au-dessus d'un emplacement réservé à un vilebrequin.
Selon un mode de réalisation particulier ledit insert est serti dans le passage formé au travers de la paroi de ladite conduite d'alimentation.
On peut également faire en sorte que l'insert ait la forme d'une cuvette cylindrique et que l'extrémité inférieure de la canule soit positionnée dans une zone inférieure de ladite cuvette.
On peut également faire en sorte que la canule ait une forme de tube cylindrique et soit coaxiale par rapport à l'insert en forme de cuvette cylindrique.
Dans ce mode de réalisation, il y a donc un jeu important entre la canule et l'insert en forme de cuvette, ce qui permet d'avoir une latitude importante de positionnement de la canule par rapport à l'insert réduisant ainsi les précisions d'usinage et d'assemblage nécessaires pour la réalisation du dispositif de l'invention.
On peut également faire en sorte qu'une première hauteur Hl, définie par la distance minimale séparant l'extrémité inférieure de la canule de ladite ouverture du réservoir d'huile, soit inférieure à la moitié d'une seconde hauteur H2 définie par la distance séparant les dites extrémités inférieure et supérieure de la canule.
Cette caractéristique dimensionnelle est avantageuse pour fixer la pression pouvant être compensée par le dispositif de l'invention.
Pour la même raison, on peut également faire en sorte que la première hauteur Hl soit supérieure à un quart de la seconde hauteur H2.
Egalement pour la même raison on peut également faire en sorte que l'ouverture débouchante dudit réservoir d'huile ait une section supérieure à une section transversale de passage d'huile dans la canule.
Idéalement, on peut faire en sorte que le dispositif soit adapté pour être implanté dans un moteur à plusieurs cylindres et en ce qu'il comporte plusieurs canules indépendantes et plusieurs réservoirs d'huile indépendants et en ce que le séparateur/décanteur possède plusieurs sorties d'huile décantée indépendantes, chaque canule indépendante étant reliée à une sortie d'huile indépendante dudit séparateur/décanteur et plongeant dans un réservoir d'huile indépendant, et en ce que chaque réservoir d'huile indépendant est un insert indépendant inséré dans un passage correspondant formé au travers de la paroi de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression, chaque insert indépendant constituant ainsi simultanément un bouchon d'obturation de ladite conduite d'alimentation en huile et un réservoir d'huile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue d'un moteur en Vé équipé du dispositif de l'invention; la figure 2 représente une vue en coupe du moteur en Vé selon un axe A-A; la figure 3 représente une vue agrandie d'une 20 portion de la figure 2.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif de circulation d'huile 1 intégré dans un moteur à combustion interne qui est ici un moteur en Vé. Le moteur en Vé de la figure 1 comporte deux rangés de chambres de combustion, réparties de part et d'autre d'un axe A-A. Chaque rangé de chambre de combustion comporte 3 chambres positionnées dans un même plan.
Un décanteur 3 est positionné dans le plan de symétrie du moteur et audessus d'un axe X-X qui est l'axe de rotation du vilebrequin. L'emplacement réservé au vilebrequin 17 est disposé en dessous du décanteur/séparateur afin que de l'huile décantée et séparée s'écoule audessus du vilebrequin et retourne dans le bac à hile du carter inférieur.
La figure 2 est une vue en coupe dans une plan du moteur comprenant l'axe A-A et l'axe de rotation du vilebrequin X-X. Trois cylindres 5 sont partiellement visibles et constituent les emplacement dans lesquels doivent être insérés les pistons. Ces cylindres sont formés dans le carter moteur qui est une pièce moulée d'un seul bloc. Une conduite d'alimentation 6 en huile sous pression est disposée dans le carter cylindre, entre le séparateur/décanteur 3 et l'emplacement 17 réservé au vilebrequin. Cette conduite 6 est adaptée pour être reliée à une pompe à huile et comporte une sortie d'huile sous pression dirigée en direction de l'emplacement 17.
Cette conduite 6 fait partie du carter cylindre 4 qui est une pièce monobloc réalisée par moulage.
Une zone de déshuilage 18 est formée dans le carter cylindre au-dessus de la conduite d'alimentation en huile sous pression 6 et en dessous du séparateur/décanteur. Le fait que la conduite d'alimentation en huile sous pression soit interposée entre de séparateur/décanteur et l'emplacement réservé au vilebrequin 17 permet de protéger la zone de déshuilage des projections d'huile directes provenant du vilebrequin ce qui permet à l'huile transitant dans la zone de déshuilage de s'écouler sur la conduite d'alimentation en huile sous pression.
La conduite d'alimentation en huile sous pression possède une forme extérieure élargie formant un déflecteur 19. Ce déflecteur possède des zones d'écoulement d'huile, adaptées pour conduire, par gravité, l'huile s'écoulant de la zone de déshuilage 18 sur le déflecteur 19 de la conduite 6, vers des perforations locales 20 du déflecteur 19.
Le séparateur/décanteur 3 est une chambre possédant une entrée débouchant dans la zone de dé huilage 18 pour y collecter un mélange huile/gaz à séparer. L'intérieur du séparateur/décanteur 3 est formé d'une multitudes de chicanes créées pour que le mélange huile: gaz transite par un long chemin en zigzagant d'une chicane à l'autre. Ainsi l'huile qui entre au contact d'une chicane retombe par gravité au font du séparateur/décanteur et les gaz déshuilés peuvent être évacués vers l'extérieur du moteur. L'huile extraite du mélange huile/gaz s'évacue du séparateur/décanteur 3 par une sortie d'huile 10 du séparateur/décanteur alimentant un circuit de retour d'huile 7.
Le circuit de retour d'huile forme un siphon pour éviter que du mélange huile/gaz ne rentre dans le séparateur échangeur par sa sortie 10.
Ce circuit de retour d'huile 7 comporte une canule 8 dont une extrémité supérieure 9 est reliée à la sortie d'huile dudit séparateur/échangeur 3 et dont une extrémité inférieure 11 plonge dans un réservoir 12. Ce réservoir 12 est formé par un insert 14 en forme de cuvette dont la partie supérieure de la cuvette est ouverte vers l'intérieur du carter cylindre, dans la zone de déshuilage 18. L'ouverture de la cuvette est dans un plan P et à la forme d'un disque périphérique à la canule, ce disque étant dans le plan P et placé à une distance Hl de l'extrémité inférieure de la canule. Le fond de la cuvette est inséré dans un passage formé au travers de la paroi 15 du circuit d'alimentation en huile et forme ainsi un bouchon de la conduite d'alimentation en huile sous pression.
La seconde extrémité de la canule est située à plus grande proximité du fond de l'insert en forme de cuvette 5 que des bords supérieurs de cette cuvette.
Les bords supérieurs de cette cuvette délimitent ladite ouverture du réservoir, la section de cette ouverture étant réduite de la section occupée par l'ensemble de la canule.
De fait, les bords supérieurs de l'insert en forme de cuvette sont dans un plan horizontal permettant un écoulement de l'huile sur toute la périphérie de la cuvette lorsque cette dernière déborde.
De cette manière un trou ou passage formé au travers de la paroi 15 de la conduite d'alimentation en huile pour permettre l'usinage de formes internes à la conduite permet également de recevoir un insert une fois l'intérieur de la conduite 6 usiné. Plus la cuvette est profonde et plus la canule pourra être longue. La longueur de la canule nécessaire pour éviter la remonté d'un mélange huile/gaz est donc importante sans avoir à augmenter la hauteur du moteur. La contre-pression à l'intérieur de la zone de déshuilage peut donc être plus importante si nécessaire, sans qu'il y ait pour autant un besoin d'augmentation de hauteur du moteur et sans qu'il y ait de risque de pollution du déshuileur par remontée de mélange huile/gaz.
Grâce à cet avantage le moteur peut donc avoir des performances accrues.
La figure 3 représente une vue détaillée d'une portion de la figure 2. Une première hauteur H1 détermine la longueur de la portion de canule 8 qui est plongée dans le réservoir d'huile 12 (distance entre l'extrémité inférieure 11 de la canule et le haut du réservoir). Une seconde hauteur H2 détermine la longueur de la canule (distance entre les extrémités de la canule). Plus la différence de hauteur entre H1 et H2 est importante et plus la contre-pression dans la zone de déshuilage susceptible de produire une remontée de mélange huile/gaz dans le séparateur/décanteur devra être importante. La hauteur H1 doit être suffisante pour que le volume d'huile situé au-dessus de l'extrémité inférieur de la canule et contenu dans le récipient puisse remplir une hauteur de canule déterminée en fonction de la contre-pression maximale admissible par le moteur (la contre-pression est la différence de pression entre la pression à l'intérieur du décanteur, au niveau de sa sortie 10 et la pression à l'intérieur de la zone de déshuilage 18).

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de circulation d'huile (1) pour moteur à combustion interne (2) comprenant un séparateur- décanteur (3) adapté pour extraire de l'huile contenue dans un mélange huile/gaz, un carter cylindre (4) dans lequel est formée au moins une chambre de combustion (5), le dispositif (1) comportant en outre une conduite d'alimentation en huile sous pression (6) adaptée pour IO acheminer de l'huile sous pression vers des parties mobiles dudit moteur et un circuit de retour d'huile (7) formant siphon, le circuit de retour d'huile (7) comportant au moins une canule (8) dont une extrémité supérieure (9) débouche dans une sortie d'huile (10) dudit séparateur-décanteur pour y recueillir de l'huile décantée et dont une extrémité inférieure (11) plonge dans un réservoir d'huile (12) possédant une ouverture débouchant librement (13) dans un plan (P) situé entre lesdites extrémités supérieure (9) et inférieure (11) de la canule (8), caractérisé en ce que ledit réservoir (12) est réalisé dans un insert (14) inséré de façon étanche dans un passage formé au travers d'une paroi (15) de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression, l'insert constituant simultanément un bouchon d'obturation de ladite conduite d'alimentation en huile et un réservoir d'huile.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une portion de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression fait partie intégrante dudit carter cylindre et en ce que le passage dans lequel est positionné l'insert est formé dans cette portion et fait ainsi partie du carter cylindre.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ouverture du réservoir d'huile débouche librement dans une zone interne dudit carter cylindre, au-dessus d'un emplacement réservé à un vilebrequin.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit insert est serti dans le passage formé au travers de la paroi de ladite conduite d'alimentation.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'insert a la forme d'une cuvette cylindrique et en ce que l'extrémité inférieure de la canule est positionnée dans une zone inférieure de ladite cuvette.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la canule a une forme de tube cylindrique et est coaxiale par rapport à l'insert en forme de cuvette cylindrique.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une première hauteur Hl, définie par la distance minimale séparant l'extrémité inférieure de la canule de ladite ouverture du réservoir d'huile, est inférieure à la moitié d'une seconde hauteur H2 définie par la distance séparant les dites extrémités inférieure et supérieure de la canule.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première hauteur Hl est supérieure à un quart de la seconde hauteur H2.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ouverture débouchante dudit réservoir d'huile a une section supérieure à une section transversale de passage d'huile dans la canule.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est adapté pour être implanté dans un moteur à plusieurs cylindres et en ce qu'il comporte plusieurs canules indépendantes et plusieurs réservoirs d'huile indépendants et en ce que le séparateur/décanteur possède plusieurs sorties d'huile décantée indépendantes, chaque canule indépendante étant reliée à une sortie d'huile indépendante dudit séparateur/décanteur et plongeant dans un réservoir d'huile indépendant, et en ce que chaque réservoir d'huile indépendant est un insert indépendant inséré dans un passage correspondant formé au travers de la paroi de ladite conduite d'alimentation en huile sous pression, chaque insert indépendant constituant ainsi simultanément un bouchon d'obturation de ladite conduite d'alimentation en huile et un réservoir d'huile.
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