FR3053734A1 - Dispositif de lubrification et/ou de refroidissement d'une chambre confinee d'un vilebrequin de moteur a combustion interne - Google Patents

Dispositif de lubrification et/ou de refroidissement d'une chambre confinee d'un vilebrequin de moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

L'invention porte principalement sur un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comportant: - un vilebrequin (10) muni d'au moins un tourillon (12) monté rotatif dans un palier (14) correspondant d'un carter-cylindres (16), ledit palier (14) étant alimenté par un fluide de lubrification et/ou de refroidissement, et - une chambre confinée (24) ménagée dans un bras (20) dudit vilebrequin (10), caractérisé en ce qu'un canal (30) débouche d'une part du côté dudit palier (14) et d'autre part du côté de ladite chambre confinée (24) de façon à acheminer ledit fluide de lubrification et/ou de refroidissement depuis ledit palier (14) vers ladite chambre confinée (24) par effet centrifuge.

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme, GOMECSYS B.V..
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
DISPOSITIF DE LUBRIFICATION ET/OU DE REFROIDISSEMENT D'UNE CHAMBRE CONFINEE D'UN VILEBREQUIN DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.
FR 3 053 734 - A1 (57) L'invention porte principalement sur un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comportant:
- un vilebrequin (10) muni d'au moins un tourillon (12) monté rotatif dans un palier (14) correspondant d'un cartercylindres (16), ledit palier (14) étant alimenté par un fluide de lubrification et/ou de refroidissement, et
- une chambre confinée (24) ménagée dans un bras (20) dudit vilebrequin (10), caractérisé en ce qu'un canal (30) débouche d'une part du côté dudit palier (14) et d'autre part du côté de ladite chambre confinée (24) de façon à acheminer ledit fluide de lubrification et/ou de refroidissement depuis ledit palier (14) vers ladite chambre confinée (24) par effet centrifuge.
Figure FR3053734A1_D0001
Figure FR3053734A1_D0002
DISPOSITIF DE LUBRIFICATION ET/OU DE REFROIDISSEMENT D'UNE CHAMBRE CONFINEE D'UN VILEBREQUIN DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE [0001] La présente invention porte sur un dispositif de lubrification et/ou de refroidissement d'une chambre confinée d'un vilebrequin de moteur à combustion interne. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles.
[0002] On connaît des systèmes de variation du taux de compression en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. Ces systèmes de variation du taux de compression comportent un ensemble de pièces excentriques montées sur les manetons du vilebrequin de manière à coopérer chacune avec une extrémité de bielle.
[0003] Un dispositif de commande permet de régler la position des pièces excentriques. A cet effet, le dispositif de commande comporte un arbre d’actionnement et une cascade de pignons constituée par un pignon d’actionnement solidaire de l'arbre d’actionnement, et des pignons intermédiaires engrenant d'une part avec le pignon d’actionnement et d'autre part avec une couronne dentée solidaire de la pièce excentrique.
[0004] En outre, à travers les tourillons du vilebrequin, des arbres et des pignons dits de transfert transmettent la même cinématique de la pièce excentrique située du côté de l'arbre d’actionnement de proche en proche sur toutes les autres pièces excentriques du vilebrequin.
[0005] Les arbres de transfert portant les pignons de transfert engrenant avec les couronnes dentées des pièces excentriques sont montés rotatif par rapport au vilebrequin à l'aide de moyens de paliers positionnés à l'intérieur de chambres confinées ménagées dans des bras du vilebrequin. Ces chambres présentent l'inconvénient d'être difficiles d’accès par un fluide en vue de la lubrification et/ou le refroidissement du dispositif qu'elles contiennent.
[0006] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comportant:
- un vilebrequin muni d'au moins un tourillon monté rotatif dans un palier correspondant d'un carter-cylindres, le palier étant alimenté par un fluide de lubrification et/ou de refroidissement, et
- une chambre confinée ménagée dans un bras du vilebrequin, caractérisé en ce qu'un canal débouche d'une part du côté du palier et d'autre part du côté de la chambre confinée de façon à acheminer le fluide de lubrification et/ou de refroidissement depuis le palier vers la chambre confinée par effet centrifuge.
[0007] L’invention permet ainsi de ne pas prélever de fluide sous pression et donc de ne pas augmenter les pertes mécaniques par frottement au niveau de l’organe qui met en pression le fluide. Il en résulte donc des gains en consommation d’énergie du système. L'invention est en outre simple en termes de mise en œuvre, dans la mesure où elle fait appel à des procédés de fabrication classiques et connus pour réaliser le canal d'acheminement du fluide de lubrification et/ou de refroidissement.
[0008] Selon une réalisation, une extrémité du canal est proche d’un plan radial du bras de vilebrequin. Cela permet de maximiser l'effet centrifuge.
[0009] Selon une réalisation, le canal présente un axe formant un angle non nul par rapport à un axe du vilebrequin.
[0010] Selon une réalisation, une poche de récupération du fluide de lubrification et/ou de refroidissement est ménagée du côté d'une entrée du canal. Cette poche de récupération présente une dimension plus grande que l'entrée du canal pour augmenter la surface de collecte du fluide.
[0011] Selon une réalisation, le canal présente un angle de convergence en direction de la chambre confinée. Cela permet d'augmenter la vitesse du fluide de refroidissement et/ou de lubrification.
[0012] Selon une réalisation, le canal présente un angle de divergence en direction de la chambre confinée. Cela permet de diminuer la vitesse du fluide de refroidissement et/ou de lubrification et d'augmenter, sous certaines conditions, la pression.
[0013] Selon une réalisation, la chambre confinée intègre un moyen de palier pour le montage d'un arbre appartenant à un système de taux de compression variable du moteur à combustion interne.
[0014] Selon une réalisation, le moyen de palier est un roulement ou un coussinet apte à guider un arbre de transfert du système de taux de compression variable.
[0015] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
[0016] La figure 1 est une vue en coupe d'une chambre confinée ménagée dans le vilebrequin et alimentée en fluide de lubrification et/ou de refroidissement via un canal selon la présente invention;
[0017] La figure 2 est une vue en coupe détaillée du canal de fluide de lubrification et/ou de refroidissement selon l'invention s'étendant entre le palier du carter-cylindres et la chambre confinée;
[0018] La figure 3 est une vue schématique de face du vilebrequin selon l'invention intégrant le canal de fluide de lubrification et/ou de refroidissement pour l'alimentation de la chambre confinée;
[0019] La figure 4 est une vue schématique de face du vilebrequin selon l'invention illustrant la réalisation d'une poche de récupération de fluide de lubrification et/ou de refroidissement en entrée du canal;
[0020] Les figures 5 et 6 sont des vues en coupe détaillées illustrant des variantes de réalisation du canal de fluide de lubrification et/ou de refroidissement selon l'invention;
[0021] La figure 7 est une vue en perspective d'un système de variation de taux de compression d'un moteur à combustion interne pouvant être intégré dans un vilebrequin selon l'invention.
[0022] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
[0023] La figure 1 montre un vilebrequin 10 de moteur à combustion interne d'axe X comportant des tourillons 12 montés rotatifs chacun dans un palier 14 correspondant d'un carter-cylindres 16. Le vilebrequin 10 comporte en outre des manetons 18 en alternance avec les tourillons 12. Les tourillons 12 et les manetons 18 sont séparés entre eux par des bras 20 s'étendant transversalement par rapport à l'axe X. Le vilebrequin 10 présente en outre une extrémité avant destinée à être liée en rotation avec une poulie. Un volant d'inertie (non représenté) est lié en rotation à l'extrémité arrière du vilebrequin 10.
[0024] Le palier 14 est alimenté par un fluide de lubrification et/ou de refroidissement, typiquement de l'huile sous pression, via une conduite 22.
[0025] Comme cela est représenté sur la figure 2, afin d'alimenter en huile une chambre confinée 24 ménagée dans un bras 20 de vilebrequin 10, un canal 30 débouche d'une part du côté du palier 14 et d'autre part du côté de la chambre confinée 24 de façon à acheminer l'huile depuis le palier 14 vers la chambre confinée 24 par effet centrifuge. Le canal 30 pourra être obtenu par tout procédé de réalisation adapté, par exemple par usinage, noyautage, électroérosion, ou laser.
[0026] De préférence, une extrémité du canal 30 est proche d’un plan radial du bras 20 du vilebrequin 10. En outre, le canal 30 présente avantageusement un axe Z formant un angle non nul par rapport à l'axe X du vilebrequin 10.
[0027] Ainsi, lors de la rotation du vilebrequin 10 suivant la flèche F1 comme cela est représenté sur la figure 3, l'huile évacuée à pression ambiante par les extrémités du palier 14 du carter-cylindres 16 suivant la flèche F2 est collectée par le canal 30 suivant un effet de collecte radiale et un effet de collecte par balayage. Au cours de la collecte radiale, l'huile s'écoule radialement sur la surface du vilebrequin 10 par effet centrifuge suivant la flèche F3 et pénètre dans le canal 30 suivant la flèche F4. Au cours de la collecte par balayage, le canal 30 tourne autour du palier 14 et balaye un secteur angulaire de 360 degrés autour du palier 14.
[0028] Dans le mode de réalisation de la figure 5, le canal 30 présente un angle de convergence en direction de la chambre confinée 24. Autrement dit, la section du canal 30 diminue lorsque l'on se déplace de l'extrémité du canal 30 débouchant du côté du palier 14 vers l'extrémité du canal 30 débouchant du côté de la chambre confinée 24. Cela permet d'augmenter la vitesse de l'huile.
[0029] Dans le mode de réalisation de la figure 6, le canal 30 pourra présenter un angle de divergence en direction de la chambre confinée 24. Autrement dit, la section du canal 30 augmente lorsque l'on se déplace de l'extrémité du canal 30 débouchant du côté du palier 14 vers l'extrémité du canal 30 débouchant du côté de la chambre confinée 24. Cela permet de diminuer la vitesse d’huile et d'augmenter, sous certaines conditions, la pression.
[0030] De manière à augmenter la surface de collecte de l'huile, une poche de récupération 32 de l'huile est ménagée du côté d'une entrée du canal 30. Cette poche de récupération 32 ayant une dimension plus grande que l'entrée du canal 30, tel que cela est montré sur la figure 4.
[0031] Dans un exemple de réalisation particulier, la chambre confinée 24 intègre un moyen de palier 35 pour le montage d'un arbre appartenant à un système 36 de taux de compression variable du moteur. Le moyen de palier 35 pourra être un roulement ou un coussinet apte à guider par exemple un arbre de transfert 39.
[0032] Un tel système 36 montré sur la figure 7 comporte des pièces excentriques 40 montées de manière rotative sur les manetons 18. Des têtes de bielles 43 sont montées rotatives autour des faces externes excentriques des pièces 40. Un dispositif de commande 41 permet de régler la position angulaire des pièces excentriques 40. A cet effet, le dispositif de commande 41 comporte un arbre d'actionnement 54 et une cascade de pignons 55 en prise avec une couronne dentée 50 d'une pièce excentrique 40.
[0033] En fonctionnement et lorsque l’arbre d’actionnement 54 est fixe en rotation par rapport au bâti, le système 36 présente une configuration de taux de compression fixe. En transitoire de taux, la position angulaire de la pièce excentrique 40 située du côté de la poulie est pilotée par la position angulaire de l’arbre d’actionnement 54 pour ainsi transiter vers un nouveau point de taux de compression. A cet effet, l'arbre 54 pourra être actionné par exemple au moyen d'un dispositif d'actionnement 57, tel qu'un engrenage à roue et vis sans fin, ou tout autre moyen de déplacement de l'arbre adapté.
[0034] A travers les tourillons 12 du vilebrequin 10, les arbres 39 et des pignons 38 dits de transfert transmettent la même cinématique de la pièce excentrique 40 située du côté de l'arbre d'actionnement 54 de proche en proche sur toutes les autres pièces excentriques 40 du vilebrequin 10. A cette fin, les pignons 38 montés sur les arbres 39 engrènent avec les couronnes dentées 50 des autres pièces excentriques 40.
[0035] On pourra se référer au document EP2930329 pour plus de détails sur un tel système 36 de variation du taux de compression.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comportant:
    - un vilebrequin (10) muni d'au moins un tourillon (12) monté rotatif dans un palier (14) correspondant d'un carter-cylindres (16), ledit palier (14) étant alimenté par un fluide de lubrification et/ou de refroidissement, et
    - une chambre confinée (24) ménagée dans un bras (20) dudit vilebrequin (10), caractérisé en ce qu'un canal (30) débouche d'une part du côté dudit palier (14) et d'autre part du côté de ladite chambre confinée (24) de façon à acheminer ledit fluide de lubrification et/ou de refroidissement depuis ledit palier (14) vers ladite chambre confinée (24) par effet centrifuge.
  2. 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit canal (30) est proche d’un plan radial dudit bras (20) de vilebrequin (10).
  3. 3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit canal (30) présente un axe (Z) formant un angle non nul par rapport à un axe (X) dudit vilebrequin (10).
  4. 4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'une poche de récupération (32) dudit fluide de lubrification et/ou de refroidissement est ménagée du côté d'une entrée dudit canal (30), cette poche de récupération (32) ayant une dimension plus grande que ladite entrée dudit canal (30).
  5. 5. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit canal (30) présente un angle de convergence en direction de ladite chambre confinée (24).
  6. 6. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit canal (30) présente un angle de divergence en direction de ladite chambre confinée (24).
  7. 7. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite chambre confinée (24) intègre un moyen de palier (35) pour le montage d'un arbre (39) appartenant à un système (36) de taux de compression variable dudit moteur à combustion interne.
    5
  8. 8. Moteur à combustion interne selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen de palier (35) est un roulement ou un coussinet apte à guider un arbre de transfert (39) dudit système (36) de taux de compression variable.
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