FR2927358A1 - LUBRICATION CIRCUIT. - Google Patents

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/16Controlling lubricant pressure or quantity

Abstract

L'invention porte sur un circuit de lubrification comportant une branche principale traversant un réservoir d'huile (1) et un moteur à combustion, une pompe volumétrique (3) assurant la circulation de l'huile, une branche retour, entre des points respectivement en aval et en amont de la pompe, munie d'un clapet de décharge (4) pour maintenir la pression d'huile à une valeur de consigne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de délestage (7) du clapet de décharge propres à ajuster la quantité d'huile régulée par le clapet , en fonction de la viscosité de l'huile.The invention relates to a lubrication circuit comprising a main branch passing through an oil reservoir (1) and a combustion engine, a positive displacement pump (3) ensuring the circulation of the oil, a return branch, between points respectively downstream and upstream of the pump, provided with a discharge valve (4) for maintaining the oil pressure at a set value, characterized in that it comprises load relief means (7) of the discharge valve adapted to adjust the amount of oil regulated by the valve, depending on the viscosity of the oil.

Description

1 Circuit de lubrification L'invention porte sur un circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne. En particulier, le circuit décrit dans la présente invention présente un dispositif permettant de réguler la pression de l'huile malgré les variations de viscosité de cette dernière. Lors de son fonctionnement, un moteur à combustion interne met en jeu de nombreux éléments mécaniques en mouvement. Afin de prévenir l'usure des pièces en mouvement, ainsi que pour limiter les frottements et les pertes d'énergie associées, ces pièces doivent être lubrifiées. Le moteur comporte donc un circuit de lubrifiant chargé d'alimenter en huile les différentes pièces constitutives du moteur devant être lubrifiées. Notons que le lubrifiant traditionnellement employé dans un moteur à combustion interne étant généralement de l'huile, nous utilisons ces deux 15 termes de façon équivalente. Au moins une pompe volumétrique permet d'assurer une circulation d'huile adéquate dans le circuit. Il peut s'agir d'une pompe actionnée mécaniquement par le moteur, ou d'une pompe électrique, voire d'un ensemble de plusieurs pompes de technologies analogues ou différentes. 20 Afin de réguler la pression dans le circuit à un niveau suffisant mais pas excessif, on dispose traditionnellement un clapet de décharge en parallèle de la pompe, ce qui permet de renvoyer l'huile excédentaire dans le circuit en amont de la pompe à huile. Lorsque la pression adéquate est dépassée dans le circuit, ce clapet, pouvant être un clapet à bille fermé par un ressort 25 taré, s'ouvre, permettant un retour de l'huile en amont de la pompe et une régulation de la pression au niveau souhaité. The invention relates to a lubrication circuit of an internal combustion engine. In particular, the circuit described in the present invention has a device for regulating the pressure of the oil despite the variations in viscosity of the latter. In operation, an internal combustion engine involves many moving mechanical elements. To prevent wear of moving parts, as well as to limit friction and associated energy losses, these parts must be lubricated. The engine therefore comprises a lubricant circuit responsible for supplying oil to the various components of the engine to be lubricated. Note that since the lubricant traditionally used in an internal combustion engine is generally oil, we use both terms in an equivalent manner. At least one positive displacement pump ensures adequate oil circulation in the circuit. It may be a pump mechanically actuated by the engine, or an electric pump, or a set of several pumps of similar or different technologies. In order to regulate the pressure in the circuit to a sufficient but not excessive level, a discharge valve in parallel with the pump is traditionally provided, which makes it possible to return the excess oil in the circuit upstream of the oil pump. When the appropriate pressure is exceeded in the circuit, this valve, which may be a ball valve closed by a calibrated spring 25, opens, allowing a return of the oil upstream of the pump and a pressure regulation at the level. wish.

Il est par ailleurs connu que la viscosité de l'huile traditionnellement utilisée pour la lubrification d'un moteur à combustion interne varie de façon importante avec sa température. Cependant, le clapet de décharge du circuit d'huile est dimensionné pour remplir sa fonction la plus grande partie du temps, c'est-à-dire dans une plage de viscosité d'huile donnée correspondant à la viscosité de l'huile moteur chaud. La viscosité de l'huile étant plus importante à basse température, lorsque l'huile est froide, le clapet ne permet pas une ouverture suffisante retourner suffisamment d'huile en amont de la pompe et maintenir ainsi la pression d'huile proche de la pression de régulation à chaud. La pression d'huile à froid est donc inutilement élevée dans le circuit, de qui génèrent des pertes énergétiques importantes et une augmentation de la consommation du moteur. Notons que l'augmentation de la section de passage du clapet n'est pas une solution, car la régulation de pression à chaud serait alors peut efficace. Le brevet JP2004108157 de KUBOTA présente une solution partielle à ce problème. Dans ce brevet, KUBOTA ajoute un second clapet de décharge à en parallèle du premier clapet. Ce second clapet est actionné par un élément thermostatique. Cependant, ce clapet présente une ouverture pratiquement en tout ou rien , qui est incompatible d'une régulation fine de la pression dans le circuit. Plus précisément, cette solution ne fonctionne correctement que sur une plage de viscosité d'huile réduite, donc pour une plage de température de fonctionnement extrêmement réduite. L'objet de la présente invention est de proposer un dispositif permettant une régulation fine de la pression d'huile dans le circuit de lubrifiant, sur toute la plage de température de fonctionnement d'un moteur, c'est-à-dire généralement de -30°C à 140°C, et donc sur toute la plage de viscosité de l'huile dans le cadre de son utilisation pour la lubrification d'un moteur à combustion interne. Dans l'invention, la solution à ce problème consiste à utiliser un dispositif de constitution particulière positionné dans une branche de délestage en parallèle du clapet de décharge, permettant, en fonction de la température de l'huile ou de la pression dans le circuit, de retourner une partie adéquate de l'huile en amont de la pompe, afin de permettre au clapet de décharge de jouer sont rôle de régulation fine de la pression dans le circuit. Le dispositif en parallèle du clapet de décharge peut être, selon différentes 10 variantes de l'invention, une vanne à section variable ou une électrovanne. Dans une première variante, une vanne à section variable est ainsi positionnée en parallèle du clapet de décharge, dans une branche de délestage du clapet. Préférentiellement, la vanne mise en jeu est constituée de deux chambres, ces chambres étant au moins partiellement contenues 15 l'une dans l'autre ou adjacentes, la première chambre étant en communication avec le circuit d'huile d'un côté de la pompe, typiquement en aval (respectivement en amont), et la seconde chambre étant en communication avec le circuit de l'autre côté de la pompe, typiquement en amont (respectivement en aval). 20 Les deux chambres sont en communication par l'intermédiaire d'un ou plusieurs orifices sensiblement en forme de fentes. Un piston découvre plus ou moins cet orifice, faisant ainsi varier la section de passage entre les deux chambres. Le piston est actionné dans l'invention par un élément thermostatique, dont 25 la dilatation est sensiblement proportionnelle à la température. Sa position varie donc de façon quasiment linéaire avec la température. Si la fente ménagée entre les deux chambres avait une largeur constante (forme rectangulaire vue de face), la surface de passage évoluerait alors proportionnellement à la température de l'huile. Ors, la viscosité de l'huile n'évoluant pas linéairement avec la température, mais de façon sensiblement hyperbolique, il convient préférentiellement d'adapter la forme de la fente afin que la section de passage évolue proportionnellement à la viscosité de l'huile et non à sa température. La fente pourra donc avoir une forme sensiblement trapézoïdale, vue de face, ou une forme plus élaborée (section hyperbolique) permettant une parfaite adéquation entre l'ouverture de la vanne et la viscosité de l'huile. De manière optionnelle, on peut garantir la sécurité de fonctionnement de l'invention dans cette première variante en ajoutant une électrovanne en série avec la vanne thermostatique afin d'obturer le circuit de décharge supplémentaire en cas de blocage de l'élément thermostatique. Dans une seconde variante de l'invention, une électrovanne est positionnée en parallèle du clapet de décharge. L'électrovanne est pilotée par un 15 système de commande. L'électrovanne peut fonctionner en tout ou rien , c'est-à-dire ne pas présenter une section variable. Dans ce cas, la régulation de la quantité de d'huile retournée par l'électrovanne vers l'amont de la pompe est réalisée en imposant à la vanne une succession d'ouverture et de fermeture. La section 20 de la vanne est connue, ou, pour une meilleure précision, un ajustage calibré peut être positionné dans la branche du circuit. La commande appliquée à l'électrovanne peut être prédéterminée selon les conditions de régime et de température d'huile c'est-à-dire avec un système de pilotage en boucle ouverte. 25 Pour avoir un pilotage fin de la pression, on peut adopter un pilotage dit RCO , pour rapport cyclique d'ouverture . C'est un type de pilotage tout à fait classique pour des électrovannes. Avec ce type de pilotage, on obtient en ouvrant et en fermant successivement l'électrovanne sur une période donnée une section d'ouverture équivalente à ce que l'on aurait obtenu avec une vanne à section variable partiellement ouverte. Pour vulgariser ce type de pilotage, on peut considérer qu'une vanne en tout ou rien présentant une certaine section de passage et ouverte la moitié du temps sur une période donnée est équivalente à une vanne proportionnelle de section maximale égale et à moitié ouverte sur cette même période. Dans un mode RCO simple, il est possible de conserver un pilotage en boucle ouverte. Le rapport cyclique d'ouverture est alors cartographié une 10 fois pour toute en fonction de la température de l'huile et du régime moteur. Préférentiellement, le pilotage RCO sera effectué en boucle fermée. Pour cela, le circuit doit comporter un capteur de pression proportionnel, qui donne au système de commande de la vanne une information sur la pression dans le circuit. 15 Idéalement, le capteur de pression est positionné dans le circuit de lubrification à l'entrée du moteur. Ceci offre un avantage supplémentaire à cette variante de l'invention. En effet, la pression vue par le clapet de décharge est quasiment la pression directement en aval de la pompe à huile. Plus loin dans le circuit, un filtre à 20 huile permet séparer de l'huile les particules issues de l'usure des éléments mécaniques du moteur et le carbone généré par échauffement. Ce filtre peut générer une importante perte de charge dans le circuit, perte de charge qui est en outre variable dans le temps, puisqu'elle augmente avec le colmatage progressif du filtre. 25 Ainsi, il est possible de piloter la pression dans le circuit effectivement présente à l'entrée du moteur. It is also known that the viscosity of the oil traditionally used for the lubrication of an internal combustion engine varies significantly with its temperature. However, the oil circuit relief valve is sized to perform its function most of the time, i.e. within a given oil viscosity range corresponding to the viscosity of the hot engine oil. . The viscosity of the oil being higher at low temperature, when the oil is cold, the valve does not allow sufficient opening to return enough oil upstream of the pump and thus maintain the oil pressure close to the pressure hot regulation. The cold oil pressure is unnecessarily high in the circuit, which generates significant energy losses and an increase in engine consumption. Note that the increase of the passage section of the valve is not a solution, because the regulation of hot pressure would then be effective. The JP2004108157 patent of KUBOTA presents a partial solution to this problem. In this patent, KUBOTA adds a second discharge valve in parallel with the first valve. This second valve is actuated by a thermostatic element. However, this valve has an opening virtually all or nothing, which is incompatible with a fine regulation of the pressure in the circuit. Specifically, this solution only functions correctly over a reduced oil viscosity range, thus for an extremely reduced operating temperature range. The object of the present invention is to provide a device allowing a fine regulation of the oil pressure in the lubricant circuit, over the entire operating temperature range of an engine, that is to say generally from -30 ° C to 140 ° C, and therefore over the entire viscosity range of the oil as part of its use for the lubrication of an internal combustion engine. In the invention, the solution to this problem is to use a special constitution device positioned in a branch of parallel unloading of the discharge valve, allowing, depending on the temperature of the oil or the pressure in the circuit, to return a suitable portion of the oil upstream of the pump, to allow the discharge valve to play are fine regulating role of the pressure in the circuit. The device in parallel with the discharge valve can be, according to different variants of the invention, a variable-section valve or a solenoid valve. In a first variant, a valve with a variable section is thus positioned in parallel with the discharge valve, in a branch of load shedding of the valve. Preferably, the valve in play consists of two chambers, these chambers being at least partially contained in one another or adjacent, the first chamber being in communication with the oil circuit on one side of the pump. , typically downstream (respectively upstream), and the second chamber being in communication with the circuit on the other side of the pump, typically upstream (respectively downstream). The two chambers are in communication via one or more substantially slot-shaped orifices. A piston more or less discovers this orifice, thus varying the passage section between the two chambers. The piston is actuated in the invention by a thermostatic element, the expansion of which is substantially proportional to the temperature. Its position therefore varies almost linearly with temperature. If the slot between the two chambers had a constant width (rectangular shape seen from the front), the passage surface would then evolve in proportion to the temperature of the oil. However, the viscosity of the oil does not evolve linearly with temperature, but substantially hyperbolic, it is preferable to adapt the shape of the slot so that the passage section changes proportionally to the viscosity of the oil and not at its temperature. The slot may therefore have a substantially trapezoidal shape, seen from the front, or a more elaborate form (hyperbolic section) allowing a perfect match between the opening of the valve and the viscosity of the oil. Optionally, it is possible to guarantee the operational safety of the invention in this first variant by adding a solenoid valve in series with the thermostatic valve in order to close off the additional discharge circuit in the event of blockage of the thermostatic element. In a second variant of the invention, a solenoid valve is positioned in parallel with the discharge valve. The solenoid valve is controlled by a control system. The solenoid valve can operate in all or nothing, that is to say do not have a variable section. In this case, the regulation of the amount of oil returned by the solenoid valve upstream of the pump is achieved by imposing on the valve a succession of opening and closing. The section 20 of the valve is known, or, for better accuracy, a calibrated adjustment can be positioned in the branch of the circuit. The command applied to the solenoid valve can be predetermined according to the conditions of speed and oil temperature, that is to say with an open loop control system. In order to have a fine control of the pressure, it is possible to adopt a so-called RCO control, for opening duty cycle. This is a type of piloting quite classic for solenoid valves. With this type of control, one obtains by successively opening and closing the solenoid valve over a given period of time an opening section equivalent to what one would have obtained with a partially open variable section valve. To popularize this type of control, it can be considered that a valve in all or nothing having a certain passage section and open half the time over a given period is equivalent to a proportional valve of equal maximum section and half open on this same period. In a simple RCO mode, it is possible to keep an open loop control. The opening duty cycle is then mapped once and for all as a function of oil temperature and engine speed. Preferably, the RCO control will be performed in closed loop. For this, the circuit must have a proportional pressure sensor, which gives the control system of the valve information on the pressure in the circuit. Ideally, the pressure sensor is positioned in the lubrication circuit at the engine inlet. This offers an additional advantage to this variant of the invention. Indeed, the pressure seen by the discharge valve is almost the pressure directly downstream of the oil pump. Further in the circuit, an oil filter makes it possible to separate from the oil the particles resulting from the wear of the mechanical elements of the engine and the carbon generated by heating. This filter can generate a significant loss of load in the circuit, pressure loss which is also variable in time, since it increases with the progressive clogging of the filter. Thus, it is possible to control the pressure in the circuit actually present at the motor inlet.

L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans certains modes de réalisation préférentiels. La figure 1 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à 5 combustion interne autour de la pompe à huile et tel que connu dans l'art antérieur. La figure 2 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention. 10 La figure 3 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention dans sa première variante. La figure 4 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente 15 invention dans sa première variante sécurisée par une électrovanne. La figure 5 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis en jeu dans l'invention dans sa première variante, en position ouverte (grande section de passage) La figure 6 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis 20 en jeu dans l'invention dans sa première variante, en position presque fermée (faible section de passage) La figure 7 présente le principe du dispositif de vanne à section variable mis en jeu dans l'invention dans sa première variante, avec une section de passage de forme optimisée pour varier proportionnellement à la viscosité 25 de l'huile. The invention is described in more detail below and with reference to the figures schematically showing the system in certain preferred embodiments. Figure 1 shows the overall architecture of the oil circuit of an internal combustion engine around the oil pump and as known in the prior art. Figure 2 shows the overall architecture of the oil circuit of an internal combustion engine around the oil pump according to the present invention. Figure 3 shows the overall architecture of the oil circuit of an internal combustion engine around the oil pump according to the present invention in its first variant. FIG. 4 shows the overall architecture of the oil circuit of an internal combustion engine around the oil pump according to the present invention in its first variant secured by a solenoid valve. FIG. 5 shows the principle of the variable-section valve device used in the invention in its first variant, in the open position (large passage section). FIG. 6 shows the principle of the variable-section valve device set in FIG. FIG. 7 shows the principle of the variable-section valve device used in the invention in its first variant, with a passage section, in the first variant, in an almost closed position (small passage section). of optimized shape to vary in proportion to the viscosity of the oil.

La figure 8 représente l'architecture globale du circuit d'huile d'un moteur à combustion interne autour de la pompe à huile conformément à la présente invention dans sa seconde variante. La figure 9 présente l'évolution de viscosité en fonction de la température de deux huiles typiques pour la lubrification d'un moteur à combustion interne automobile. La figure 10 représente l'évolution de la pression dans le circuit en fonction du régime dans les trois cas suivants : à chaud, à froid selon l'art antérieur, à froid selon l'invention. Figure 8 shows the overall architecture of the oil circuit of an internal combustion engine around the oil pump according to the present invention in its second variant. Figure 9 shows the evolution of viscosity as a function of temperature of two typical oils for the lubrication of an automotive internal combustion engine. FIG. 10 represents the evolution of the pressure in the circuit as a function of the speed in the three following cases: cold, cold according to the prior art, cold according to the invention.

Le circuit d'huile d'un moteur à combustion interne comporte notamment une branche principale traversant un bac à huile 1 servant de réservoir pour contenir l'huile de lubrification 2, et une pompe 3 assurant la circulation de l'huile 2 dans le circuit. Selon les pertes de charges présentes en aval de la pompe 3, cette dernière génère donc une différence de pression entre la partie amont 5 de la branche principale et la partie aval 6 de la branche principale, par rapport à ladite pompe. Pour réguler la pression de la branche aval 6, il est connu de munir le circuit d'une branche retour entre l'aval 6 et l'amont 5 de la pompe 3, et de positionner sur cette branche retour un clapet de décharge 4. Il s'agit généralement d'un clapet à bille muni d'un ressort taré, prévu pour ne s'ouvrir qu'au-delà de la pression souhaitée dans la branche aval 6. La section de passage de ce clapet permet d'assurer une bonne régulation lorsque l'huile lubrifiante est chaude. A froid, la viscosité de l'huile peut être trop importante pour que le clapet puisse correctement remplir son office. La figure 9 nous montre à quel point la viscosité de l'huile est dépendante de sa température. En abscisse est portée la température de l'huile considérée en degrés Celsius (°C), en ordonnée est portée la viscosité de cette huile en centipoises (cPs) selon une échelle logarithmique. La courbe en trait continu correspond à une huile automobile de type 10W-40, tandis que la courbe en pointillés correspond à une huile automobile de type 5W-30. Globalement, on peut illustrer la variation de viscosité d'une huile en constatant qu'une huile est cinquante cinq fois plus visqueuse à -30°C qu'elle ne l'est à 20°C, et trente fois plus visqueuse à 20°C qu'elle ne l'est à 140°C. Ors, un moteur à combustion interne peut être amené à fonctionner sur l'ensemble de cette plage de température, c'est-à-dire de -30°C lors d'un démarrage à froid en conditions extrêmes à 140°C à chaud. The oil circuit of an internal combustion engine comprises in particular a main branch passing through an oil tank 1 serving as a reservoir for containing the lubricating oil 2, and a pump 3 ensuring the circulation of the oil 2 in the circuit . According to the pressure losses present downstream of the pump 3, the latter therefore generates a pressure difference between the upstream part 5 of the main branch and the downstream part 6 of the main branch, with respect to said pump. To regulate the pressure of the downstream branch 6, it is known to provide the circuit with a return branch between the downstream 6 and upstream 5 of the pump 3, and to position on this return branch a discharge valve 4. This is generally a ball valve provided with a calibrated spring, designed to open only beyond the desired pressure in the downstream branch 6. The passage section of this valve ensures good regulation when the lubricating oil is hot. When cold, the viscosity of the oil may be too great for the valve to properly perform its function. Figure 9 shows how much the viscosity of the oil is dependent on its temperature. On the abscissa is the temperature of the oil considered in degrees Celsius (° C), the ordinate is carried the viscosity of this oil in centipoises (cPs) according to a logarithmic scale. The dashed curve corresponds to a 10W-40 automotive oil, while the dashed curve corresponds to a 5W-30 automotive oil. Overall, it is possible to illustrate the viscosity variation of an oil by observing that an oil is fifty-five times more viscous at -30 ° C than it is at 20 ° C, and thirty times more viscous at 20 ° C. C it is at 140 ° C. However, an internal combustion engine can be operated throughout this temperature range, that is -30 ° C during a cold start in extreme conditions at 140 ° C hot .

Par ailleurs, il faut constater que la variation de viscosité de l'huile est très loin d'être proportionnelle à sa température. Le seul clapet de décharge 4 ne pouvant pas être dimensionné pour assurer une régulation fine de la pression d'huile sur l'ensemble de cette plage de température et de viscosités, il est proposé dans l'invention représentée figure 2 de munir le circuit d'une branche de délestage 11 en parallèle du clapet de décharge 4 et d'équiper cette branche de délestage 11 d'un dispositif 7 permettant de délester de clapet de décharge 4 d'une part adéquate de l'huile à retourner en amont de la pompe 3 afin de permettre une régulation fine de la pression d'huile dans le circuit de lubrifiant par le clapet 4, et ce sur toute la plage de température de fonctionnement d'un moteur, c'est-à-dire généralement de -30°C à 140°C. Dans une première variante de l'invention présentée en figure 3, on dispose dans le circuit de lubrification une vanne à section variable 71, en parallèle du clapet de décharge 4. Moreover, it should be noted that the viscosity variation of the oil is very far from being proportional to its temperature. The only discharge valve 4 can not be dimensioned to ensure a fine regulation of the oil pressure over all of this range of temperature and viscosities, it is proposed in the invention shown in FIG. a load-relieving branch 11 in parallel with the discharge valve 4 and to equip this load shedding branch 11 with a device 7 for unloading the outlet valve 4 on the appropriate part of the oil to be returned upstream of the pump 3 to allow a fine regulation of the oil pressure in the lubricant circuit by the valve 4, and this over the entire operating temperature range of an engine, that is to say generally from -30 ° C to 140 ° C. In a first variant of the invention shown in FIG. 3, a variable-section valve 71 is provided in the lubrication circuit, in parallel with the discharge valve 4.

La vanne à section variable est actionnée par un élément thermostatique 8. A froid, la vanne 71 est ouverte, et se ferme au fur et à mesure de la montée en température de l'huile. Lorsque l'huile est suffisamment chaude, la vanne est totalement fermée, et seul le clapet de décharge 4 régule la pression de l'huile dans le circuit. La figure 4 présente une réalisation optionnelle de cette variante de l'invention. Dans ce mode de réalisation, on adjoint au circuit dans la branche intégrant la vanne à section variable 71, c'est-à-dire la branche parallèle au clapet de décharge 4, une électrovanne de sécurité 9 permettant d'obturer cette branche en cas de blocage de la vanne à section variable 71, pouvant par exemple être causée par une défaillance de l'élément thermostatique 8. En effet, un blocage de la vanne à section variable 71 en position ouverte empêcherait l'obtention d'une pression suffisante à la bonne lubrification du moteur à chaud, ce qui mettrait en en péril son bon fonctionnement et pourrait rapidement entrainer un panne mécanique, voire sa destruction. Dans ce mode de réalisation, si la pression détectée dans le circuit en aval 6 de la pompe 3 est faible, chute, ou peine à s'établir, on ferme l'électrovanne de sécurité 9. L'un des points majeurs de cette variante de l'invention consiste en l'adoption d'un dispositif de vanne à ouverture variable 71. Les dispositifs connus réalisant ce type de fonction sont souvent de pilotage complexe, ou peuvent être influencés par le niveau de pression subit. Il n'existe pas à l'heure actuelle dans un circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne de dispositif répondant à ces exigences. L'inventeur a ainsi conçu le dispositif dont le principe est exposé dans les figures 5 et 6. The variable-section valve is actuated by a thermostatic element 8. When cold, the valve 71 is open and closes as the temperature of the oil rises. When the oil is hot enough, the valve is fully closed, and only the relief valve 4 regulates the pressure of the oil in the circuit. Figure 4 shows an optional embodiment of this variant of the invention. In this embodiment, the circuit in the branch incorporating the variable-section valve 71, that is to say the branch parallel to the discharge valve 4, is associated with a safety solenoid valve 9 making it possible to close this branch in case blocking valve of the variable section 71, which may for example be caused by a failure of the thermostatic element 8. Indeed, a blocking of the variable section valve 71 in the open position would prevent obtaining sufficient pressure to the good lubrication of the hot engine, which would jeopardize its proper functioning and could quickly lead to a mechanical failure, or even destruction. In this embodiment, if the pressure detected in the downstream circuit 6 of the pump 3 is low, falls, or barely established, the safety solenoid valve 9 is closed. One of the major points of this variant of the invention consists in the adoption of a variable opening valve device 71. Known devices performing this type of function are often complex control, or may be influenced by the level of pressure undergone. There is currently no lube circuit in a device internal combustion engine that meets these requirements. The inventor has thus designed the device whose principle is explained in FIGS. 5 and 6.

La vanne à ouverture variable ainsi proposée est constituée de deux chambres 711 et 712 situées respectivement en aval et en amont de la pompe à huile 3. 10 Un orifice 713 permet la communication entre ces deux chambres. Un piston 714 permet d'obstruer plus ou moins cet orifice 713. Le piston 714 est ainsi mu en translation dans la chambre 711 par l'action d'un élément thermostatique 8. Un tel élément est parfaitement connu dans l'art antérieur, il s'agit en général d'une pièce simple constituée d'un matériau se dilatant sous l'effet de la température. Afin d'obtenir une progressivité de la section de passage découverte par le piston et permettant le passage de l'huile de la chambre 711 à la chambre 712, l'orifice 713 peut présenter une forme oblongue. On peut ainsi parler de fente pour désigner l'orifice 713. Sur la figure 5, la vanne à ouverture variable est ouverte. Le piston 714 découvre totalement l'orifice 713. C'est la configuration de la vanne lorsque l'huile est froide et donc fortement visqueuse. Sur la figure 6, l'huile a commencé à chauffer, sans être toutefois suffisamment chaude et fluide pour que le seul clapet de décharge 5 ne suffise à réguler d'une manière satisfaisante la pression dans le circuit. La vanne présente une section de passage réduite par rapport à la figure 5, mais n'est pas encore totalement fermée. L'orifice 713 est partiellement recouvert par le piston 714. The variable opening valve thus proposed consists of two chambers 711 and 712 located respectively downstream and upstream of the oil pump 3. An orifice 713 allows communication between these two chambers. A piston 714 makes it possible to more or less obstruct this orifice 713. The piston 714 is thus moved in translation in the chamber 711 by the action of a thermostatic element 8. Such an element is perfectly known in the prior art. This is usually a simple piece made of a material that expands under the effect of temperature. In order to obtain a progressivity of the passage section uncovered by the piston and allowing the passage of the oil from the chamber 711 to the chamber 712, the orifice 713 may have an oblong shape. It is thus possible to speak of a slot to designate the orifice 713. In FIG. 5, the variable opening valve is open. The piston 714 completely uncovers the orifice 713. This is the configuration of the valve when the oil is cold and therefore highly viscous. In FIG. 6, the oil has begun to heat, but is not sufficiently hot and fluid that the only relief valve 5 is sufficient to satisfactorily regulate the pressure in the circuit. The valve has a reduced passage section with respect to Figure 5, but is not yet fully closed. The orifice 713 is partially covered by the piston 714.

Le principe d'ouverture de la vanne présenté sur les figures 4 et 5 permet de contrôler finement la section de passage entre l'amont et l'aval de la pompe. Cependant, si l'orifice 713 présente la forme d'une fente de largeur constante, la section de passage varie proportionnellement au mouvement du piston 714. Comme l'élément thermostatique 8 voit ses dimensions varier sensiblement proportionnellement avec la température, on comprend aisément que dans cette configuration la section de passage varie sensiblement proportionnellement à la température. The opening principle of the valve shown in Figures 4 and 5 allows to finely control the passage section between the upstream and downstream of the pump. However, if the orifice 713 has the shape of a slot of constant width, the passage section varies proportionally to the movement of the piston 714. As the thermostatic element 8 sees its dimensions vary substantially with the temperature, it is easy to understand that in this configuration the passage section varies substantially in proportion to the temperature.

La figure 9 montre que la variation de viscosité de l'huile en fonction de sa température n'est absolument pas proportionnelle. Ors, on souhaite que la section de passage de la vanne à ouverture variable (section de l'orifice 713 découverte par le piston 714) varie proportionnellement à cette viscosité. Figure 9 shows that the viscosity variation of the oil as a function of its temperature is absolutely not proportional. However, it is desired that the passage section of the variable opening valve (section of the orifice 713 discovered by the piston 714) varies proportionally to this viscosity.

Dans un mode de réalisation préférentiel schématisé sur la figure 6, la forme de l'orifice 713' est adaptée pour répondre à cette contrainte. Ceci amène à adopter une section de passage de forme sensiblement trapézoïdale, ou une forme encore plus élaborée, comme une section hyperbolique. Ainsi, lorsque le piston 714 commence à découvrir l'orifice 713', la section de passage évolue d'abord lentement, tandis que la viscosité évolue rapidement. Plus la température de l'huile s'élève, plus la section de passage va croitre rapidement du fait de sa forme. Ainsi, en adoptant une forme adéquate, le dispositif proposé permet de faire effectivement varier la section de passage proportionnellement à l'évolution de la viscosité de l'huile. En délestant le clapet de décharge 4 d'une quantité adéquate d'huile, ledit clapet 4 de décharge peut alors jouer correctement son rôle de régulateur de pression malgré la grande viscosité de l'huile. Dans une seconde variante de l'invention présentée en figure 3, on dispose dans le circuit de lubrification une électrovanne 72, en parallèle du clapet de 20 décharge 4. Cette électrovanne 72 est pilotée par un moyen de commande 721, pouvant commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72. Le moyen de commande 721, selon un premier mode de réalisation de cette seconde variante, peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 25 72 en boucle ouverte, selon des critères de température d'huile et de régime moteur. In a preferred embodiment shown diagrammatically in FIG. 6, the shape of the orifice 713 'is adapted to respond to this constraint. This leads to adopt a passage section of substantially trapezoidal shape, or an even more elaborate form, such as a hyperbolic section. Thus, when the piston 714 begins to discover the orifice 713 ', the passage section first evolves slowly, while the viscosity evolves rapidly. The higher the temperature of the oil rises, the more the passage section will grow rapidly because of its shape. Thus, by adopting a suitable form, the proposed device makes it possible to effectively vary the passage section in proportion to the evolution of the viscosity of the oil. By relieving the discharge valve 4 of an adequate quantity of oil, said discharge valve 4 can then correctly play its role of pressure regulator despite the high viscosity of the oil. In a second variant of the invention shown in FIG. 3, a solenoid valve 72 is provided in the lubrication circuit, in parallel with the discharge valve 4. This solenoid valve 72 is controlled by a control means 721, which can control the opening and closing the valve 72. The control means 721, according to a first embodiment of this second variant, can control the opening and closing of the valve 72 in an open loop, according to oil temperature criteria. and engine speed.

Selon un second mode de réalisation de cette seconde variante, le moyen de commande 721 peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72 en boucle ouverte avec un pilotage de type RCO (Rapport Cyclique d'Ouverture), selon une cartographie prédéterminée. According to a second embodiment of this second variant, the control means 721 can control the opening and closing of the valve 72 in an open loop with an RCO type control (Cyclic Opening Ratio), according to a predetermined map.

Enfin, selon un troisième mode de réalisation de cette seconde variante, le moyen de commande 721 peut commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 72 en boucle fermée avec un pilotage de type RCO (Rapport Cyclique d'Ouverture), selon une information de pression dans le circuit obtenue par un capteur de pression proportionnel, préférentiellement positionné dans le circuit entre le filtre à huile et le moteur. La figure 10 représente le résultat que permet d'obtenir la présente invention sur une application automobile typique. En abscisse est porté le régime moteur en tours par minute, en ordonnée la pression de l'huile en bar dans le circuit en aval de la pompe. Finally, according to a third embodiment of this second variant, the control means 721 can control the opening and closing of the valve 72 in a closed loop with an RCO type control (Cyclic Opening Ratio), according to a piece of information. pressure in the circuit obtained by a proportional pressure sensor, preferably positioned in the circuit between the oil filter and the engine. Fig. 10 shows the result achieved by the present invention in a typical automotive application. On the abscissa is the engine speed in revolutions per minute, the ordinate the pressure of the oil in bar in the circuit downstream of the pump.

La courbe présentant des losanges correspond à la pression de l'huile à chaud, c'est-à-dire à lorsque la température optimale de fonctionnement du moteur a été atteinte et est régulée par le circuit de refroidissement. Dans ce cas, le clapet de décharge 4 joue son rôle de régulation et permet de stabiliser la pression d'huile dans le circuit à un niveau souhaité et adéquat, ici de l'ordre de 4 bars. Cette courbe de pression représente une courbe idéale, que l'on cherche à reproduire quelle que soit la viscosité de l'huile. La courbe présentant des carrés correspond à la pression de l'huile à froid, c'est-à-dire avec une huile à 20°C dans notre exemple, sans l'invention, c'est-à-dire dans la configuration présentée à la figure 1. Le clapet de décharge n'a alors pas une section suffisante pour permettre le passage de la quantité d'huile requise pour réguler la pression du circuit. De fait, dès les faibles régimes, la pression s'établit à un niveau inutilement élevé. L'énergie dissipée dans la pompe et dans le circuit est alors importante, ce qui engendre une surconsommation du moteur. La courbe présentant des triangles correspond à la pression de l'huile à froid dans un circuit conforme à l'invention, comme représenté sur la figure 6. La pression s'établit à un niveau très légèrement supérieur à ce qu'elle est à chaud. Ceci est du aux pertes de charges dans la branche du circuit présentant la vanne à ouverture variable en parallèle du clapet de décharge. Cependant, on constate que l'invention permet de suivre un profil de pression proche de l'idéal. Au fur et à mesure que la température d'huile va augmenter et sa viscosité diminuer, la vanne à ouverture variable va se refermer. La pression va alors peu à peu rejoindre le profil de pression à chaud. L'invention ainsi décrite permet ainsi de maintenir une pression adéquate dans le circuit dans toutes les situations de fonctionnement du moteur, et sur toute la plage de travail typique de température de et de viscosité de l'huile. En garantissant un profil de pression adéquat, les risques de casse du moteur par manque de lubrification sont écartés, tout en évitant la surconsommation liée à une pression d'huile inutilement importante à froid. The curve with diamonds corresponds to the pressure of the hot oil, that is to say when the optimum operating temperature of the engine has been reached and is regulated by the cooling circuit. In this case, the relief valve 4 plays its regulating role and makes it possible to stabilize the oil pressure in the circuit at a desired and adequate level, here of the order of 4 bars. This pressure curve represents an ideal curve, which one seeks to reproduce whatever the viscosity of the oil. The curve with squares corresponds to the pressure of the cold oil, that is to say with an oil at 20 ° C in our example, without the invention, that is to say in the configuration presented. Figure 1. The relief valve does not have a sufficient section to allow the passage of the amount of oil required to regulate the pressure of the circuit. In fact, at low speeds, the pressure is set at an unnecessarily high level. The energy dissipated in the pump and in the circuit is then significant, which generates overconsumption of the engine. The curve with triangles corresponds to the pressure of the cold oil in a circuit according to the invention, as shown in FIG. 6. The pressure is set at a level slightly higher than it is when hot. . This is due to the pressure drops in the branch of the circuit presenting the variable opening valve in parallel with the discharge valve. However, it can be seen that the invention makes it possible to follow a pressure profile close to the ideal. As the oil temperature increases and its viscosity decreases, the variable opening valve will close. The pressure will then gradually reach the hot pressure profile. The invention thus described thus makes it possible to maintain an adequate pressure in the circuit in all operating situations of the engine, and over the entire typical working range of oil temperature and viscosity. By guaranteeing an adequate pressure profile, the risk of engine failure due to lack of lubrication is avoided, while avoiding overconsumption due to unnecessarily high oil pressure when cold.

Claims (11)

Revendications claims : 1. Circuit de lubrification comportant une branche principale traversant un réservoir d'huile (1) et un moteur à combustion, une pompe volumétrique (3) assurant la circulation de l'huile, une branche retour, entre des points respectivement en aval et en amont de la pompe, munie d'un clapet de décharge (4) pour maintenir la pression d'huile à une valeur de consigne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de délestage (7) du clapet de décharge propres à ajuster la quantité d'huile régulée par le clapet , en fonction de la viscosité de l'huile. : 1. Lubrication circuit comprising a main branch passing through an oil tank (1) and a combustion engine, a positive displacement pump (3) ensuring the circulation of the oil, a return branch, between points respectively downstream and upstream of the pump, provided with a discharge valve (4) for maintaining the oil pressure at a set point, characterized in that it comprises load relief means (7) adapted to adjust the amount of oil regulated by the valve, depending on the viscosity of the oil. 2. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de délestage (7) comporte une vanne à section variable (71) 2. Lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to claim 1 characterized in that said load shedding means (7) comprises a valve with variable section (71). 3. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'ouverture de la vanne à section variable (71) est commandée par un élément thermostatique (8) sensible à la température de l'huile. 3. lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to claim 2 characterized in that the opening of the variable section valve (71) is controlled by a thermostatic element (8) sensitive to the temperature of the 'oil. 4. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que la vanne à section variable (71) comporte deux chambres (711, 712) communicant respectivement avec le circuit de lubrifiant en aval et en amont de la pompe (3), ces deux chambres (711,712) communiquant entre elles par un orifice (713, 713') pouvant être totalement ou partiellement recouvert par un piston (714). 4. lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to claim 2 or claim 3 characterized in that the variable section valve (71) comprises two chambers (711, 712) respectively communicating with the lubricant circuit downstream and upstream of the pump (3), these two chambers (711, 712) communicating with each other via an orifice (713, 713 ') that can be totally or partially covered by a piston (714). 5. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'orifice (713') de la vanne à section variable (7) présente une forme telle que la section de communicationentre les deux chambres (711,712) découverte par le piston (714) est nulle lorsque la température de l'huile est supérieure à la température pour laquelle l'huile présente une viscosité suffisamment faible pour que la pression en aval de la pompe puisse être régulée par le seul clapet de décharge (4), maximale en dessous d'une température fixée, et proportionnelle à la viscosité de l'huile entre ces deux températures d'huile. 5. lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to claim 4 characterized in that the orifice (713 ') of the variable-section valve (7) has a shape such that the communication sectionbetween the two chambers (711,712) discovered by the piston (714) is zero when the temperature of the oil is higher than the temperature for which the oil has a sufficiently low viscosity so that the pressure downstream of the pump can be regulated by the single discharge valve (4), maximum below a set temperature, and proportional to the viscosity of the oil between these two oil temperatures. 6. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une vanne de sécurité (9) dans la branche de délestage (11). 6. Lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to any one of claims 1 to 5 characterized in that it further comprises a safety valve (9) in the branch of load shedding (11). 7. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (7) comporte une électrovanne (72) pilotée par un moyen de commande (721) Lubrication circuit of an internal combustion engine (1) according to claim 1, characterized in that the device (7) comprises a solenoid valve (72) controlled by a control means (721). 8. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ajutage calibré positionné dans la branche de délestage (11). 8. Lubrication circuit of an internal combustion engine according to claim 7, characterized in that it further comprises a calibrated nozzle positioned in the shedding branch (11). 9. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de contrôle de l'électrovanne (72) est du type boucle ouverte et fonction du régime moteur et de la température de l'huile 9. lubrication circuit of an internal combustion engine according to claim 7 or claim 8, characterized in that the control means of the solenoid valve (72) is of the open loop type and function of the engine speed and temperature oil 10. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le moyen de contrôle de l'électrovanne (72) est de type rapport cyclique d'ouverture en boucle ouverte, basé sur une cartographie d'ouvertures prédéfinie. 10. Lubrication circuit of an internal combustion engine according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the control means of the solenoid valve (72) is of the open-loop opening duty cycle type, based on a predefined aperture map. 11. Circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un moyen de détermination de la pression dans le circuit de lubrifiant16 à l'entrée du moteur et que le moyen de contrôle de la vanne pilotée est de type rapport cyclique d'ouverture en boucle fermée, basé sur la pression à l'entrée du moteur dans le circuit de lubrifiant. 11. lubrication circuit of an internal combustion engine according to claim 7 or claim 8, characterized in that it further comprises a means for determining the pressure in the lubricant circuit16 at the engine inlet and that the controlled valve control means is of the closed loop opening duty cycle type, based on the pressure at the engine inlet in the lubricant circuit.
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