FR3054622A1 - Ensemble piston bielle rotulee avec passage d’huile par une contre-rotule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble comprenant une bielle (1) et un piston (2) articulé sur la bielle (1) par une liaison rotule entre des volumes sphériques (3, 5) du piston et de la bielle, une contre-rotule (4) étant présente sur une face du piston (2) au niveau du raccordement du volume sphérique (5) à un corps (1a) de bielle, le corps (1a) et le volume sphérique (5) étant traversés par un canal (9) longitudinal d'huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique (5) la plus interne au piston (2), l'huile, en sortie du canal (9), s'écoulant dans un espace (13) entre les volumes sphériques (3, 5) en vis-à-vis du piston (2) et de la bielle (1). La contre-rotule (4) loge une cavité pour l'huile en sortie de l'espace (13) et au moins un élément d'injection (10, 10a) d'huile dans une galerie de refroidissement (12) interne au piston (2).

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

54/ ENSEMBLE PISTON BIELLE ROTULEE AVEC PASSAGE D'HUILE PAR UNE CONTRE-ROTULE.

FR 3 054 622 - A1 f5£j L'invention concerne un ensemble comprenant une bielle (1 ) et un piston (2) articulé sur la bielle (1 ) par une liaison rotule entre des volumes sphériques (3, 5) du piston et de la bielle, une contre-rotule (4) étant présente sur une face du piston (2) au niveau du raccordement du volume sphérique (5) à un corps (1 a) de bielle, le corps (1 a) et le volume sphérique (5) étant traversés par un canal (9) longitudinal d'huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique (5) la plus interne au piston (2), l'huile, en sortie du canal (9), s'écoulant dans un espace (13) entre les volumes sphériques (3, 5) en vis-à-vis du piston (2) et de la bielle (1). La contre-rotule (4) loge une cavité pour l'huile en sortie de l'espace (13) et au moins un élément d'injection (10,10a) d'huile dans une galerie de refroidissement (12) interne au piston (2).

ENSEMBLE PISTON BIELLE ROTULEE AVEC PASSAGE D’HUILE PAR UNE CONTRE-ROTULE [0001] La présente invention concerne un ensemble formé d’un piston et d’une bielle avec rotule entre le piston et la bielle et contre-rotule muni d’un passage d’huile de lubrification, le piston et la bielle étant logés au moins partiellement dans un cylindre de moteur à combustion interne, notamment mais pas uniquement pour un véhicule automobile.

[0002] De manière classique pour un moteur à combustion interne, celui-ci comprend au moins un cylindre comportant en son intérieur une chemise dans laquelle est mobile en va et vient un piston relié à une bielle par une liaison pivot avec la bielle.

[0003] Par exemple, un cycle de fonctionnement d’un « moteur à 4 temps >> se décompose de manière analytique en quatre temps ou phases. Le mouvement du piston est initié par la combustion d'un mélange de carburant et d'air qui a lieu durant un temps du moteur.

[0004] Le piston se déplace lors du démarrage du moteur grâce à une source d'énergie externe, par exemple un démarreur ou un lanceur jusqu'à ce qu'au moins un temps du moteur produise une force capable d'assurer les trois autres temps avant le prochain temps du moteur. Le moteur fonctionne dès lors seul, donc sans le démarreur, et produit un couple sur son arbre de sortie.

[0005] Il est connu d’effectuer une lubrification entre les éléments mobiles et fixes du moteur par de l’huile de lubrification pour diminuer les frottements. Le piston est muni de segments entourant une portion de la périphérie du piston pour effectuer une étanchéité de l’huile de lubrification. Cet ensemble bielle et piston avec ses éléments auxiliaires est dénommé attelage mobile et l’ensemble attelage mobile avec la chemise du cylindre forme le poste segment-piston-chemise aussi connu sous l’abréviation poste SPC.

[0006] Pour optimiser la performance et l’efficience des moteurs à combustion, il est nécessaire de faire évoluer tous les facteurs, liaisons, et/ou mécanismes qui permettent la transmission de puissance, de la combustion des énergies fossiles au cœur des cylindres à la puissance disponible par le vilebrequin. Ceci concerne tout particulièrement l’attelage mobile et le poste SPC, les éléments composant cet attelage et ce poste étant générateurs de perte de puissance par frottement.

[0007] En ce qui concerne les pertes mécaniques par frottement d’un moteur à combustion interne conventionnel, l’attelage mobile et le poste SPC représentent une partie non négligeable de ces pertes mécaniques par frottement dans un moteur. La majorité de ces pertes peut être imputée à la cinématique même de la liaison piston-bielle traditionnelle en pivot.

[0008] La rotation du vilebrequin implique en effet une translation de type glissière entre le piston et la chemise, passant par une position haute, dite PMH pour Point Mort Haut et une position basse, dite PMB pour Point Mort Bas. La vitesse différentielle entre le piston et la chemise ralentit donc à l’approche de ces positions pour même s’y annuler.

[0009] L’établissement d’une vitesse très faible voire nulle au Point Mort Haut et au Point Mort Bas durant le fonctionnement d’un moteur à combustion interne implique des régimes de lubrification limite qui engendrent un frottement important métal contre métal, car les surfaces en vis-à-vis des éléments fixes et mobiles ne sont plus séparées par un film d’huile de lubrification ou seulement par un film d’épaisseur insuffisante. Cela crée donc des pertes mécaniques par frottement, aussi connues sous l’abréviation de PMF à ces deux points de fonctionnement du moteur.

[0010] Pour diminuer les frottements dans l’attelage mobile, il est connu d’utiliser une articulation entre la bielle et le piston comprenant une rotule. Une telle articulation autorise la rotation du piston autour d’un axe qui lui est central. Un canal central aménagé dans le corps de la bielle alimente la rotule en huile de lubrification.

[0011] Avec une telle articulation pourvue d’une rotule entre la bielle et le piston, contrairement à une glissière conventionnelle d’un attelage mobile, une liaison pivot glissant est dans ce cas possible entre le piston et la chemise. Ce pivot supplémentaire, selon l’axe principal du piston et l’axe de la chemise, permet au point mort haut PMH et au point mort bas PMB de garder une vitesse différentielle entre le piston et la chemise et ainsi de garder un film d’huile de lubrification permettant d’obtenir un frottement réduit.

[0012] Ceci est illustré aux figures 1 et 2. A la figure 1, il est illustré un ensemble comprenant une bielle 1 et un piston 2 mobile dans un cylindre non représenté. Le piston 2 mobile présente un axe longitudinal médian et est articulé sur la bielle 1 par une liaison rotule entre un volume sphérique 3 du piston et un volume sphérique 5 de la bielle porté par un pied de bielle 1 introduit dans le piston 2. La bielle 1 présente une tête 8 de bielle du côté opposé à celui portant le volume sphérique 5 de la bielle. La tête 8 de bielle présente un œilleton 8a destiné à être traversé par un vilebrequin. Entre la tête 8 de bielle et l’autre extrémité portant le volume sphérique 5 s’étend un corps 1a de bielle sensiblement longiforme.

[0013] Dans un tel mode de réalisation d’une articulation à rotule entre le piston 2 et la bielle 1, une contre-rotule 4 est présente sur une face du piston 2 tournée vers la bielle 1 au niveau du raccordement du volume sphérique 5 de la bielle au corps 1a de bielle. Des moyens de solidarisation 6 de la contre-rotule 4 avec le piston 2 sont prévus, par exemple sous la forme de vis.

[0014] Le corps 1a et le volume sphérique 5 de la bielle sont traversés par un canal 9 longitudinal d’huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique 5 de la bielle la plus interne au piston 2. L’huile, en sortie du canal 9, s’écoule dans un espace 13 entre les volumes sphériques 3, 5 en vis-à-vis du piston 2 et de la bielle 1.

[0015] Comme il est visible à la figure 2, tout en se référant à la figure 1 pour les références qui ne sont pas indiquées à la figure 2, le volume sphérique 5 de la bielle présente des formes spiroïdales 7, par exemple des rainures s’étendant en éloignement de l’axe longitudinal médian de la bielle 1 débouchant par une portion du volume sphérique 5 de la bielle la plus interne au piston 2. La flèche Fc indiquée à la figure 2 illustre le sens de circulation de l’huile de lubrification sortant du canal 9 d’huile.

[0016] La mise en rotation du piston 2 est provoquée à l’aide des formes spiroïdales 7 usinée sur le volume sphérique 5 de la bielle. La circulation de l’huile de lubrification dans les formes spiroïdales 7 va, par frottement visqueux, faire tourner le piston 2 autour de son axe longitudinal médian.

[0017] L’utilisation d’une liaison de type piston avec une bielle rotulée permet de repousser le niveau de charge maximale acceptable en diminuant les pertes mécaniques du moteur par frottement, notamment sur un cycle moteur à 4 temps classique. Une telle liaison implique cependant la suppression de gicleurs d’huile de lubrification.

[0018] Tout comme pour un système piston/bielle classique, il est indispensable qu’une galerie de refroidissement à l’intérieur du piston soit alimentée en huile pour refroidir le piston. Or, à la différence d’une configuration classique, avec un gicleur fixe positionné en face du trou d’alimentation de la galerie, il est impossible sur une configuration de type « piston/bielle rotulée >> d’utiliser le gicleur de la même manière.

[0019] Le document US-A-6 334 385 décrit un circuit de lubrification et de refroidissement d’un piston rotulé. L’huile de refroidissement/lubrification est amenée jusqu’au pied de bielle via un conduit pratiqué dans la bielle. Un réservoir est placé à l’extrémité de ce conduit. De l’huile s’écoule sur la paroi de la rotule et peut entrer dans des passages pratiqués dans une couronne du piston. Il y a donc un circuit permettant un retour du lubrifiant dans ce réservoir après avoir transité pas les conduits de la couronne du piston.

[0020] Si ce document décrit un piston disposant d’une couronne de stockage d’huile dans sa partie basse, cette couronne de stockage joue un rôle dans la lubrification de la liaison mais non dans le refroidissement de la tête du piston. Le fait important est que cette couronne de stockage ne comporte pas de moyen d’éjection de l’huile. De plus, l’huile de lubrification réintroduite dans le réservoir augmente de température et ne peut servir à un refroidissement du piston.

[0021] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est, pour un ensemble piston et bielle rotulée de permettre une lubrification de ces deux éléments formant cet ensemble, ceci en partant d’une bielle de l’état de la technique présentant un canal longitudinal d’huile de lubrification.

[0022] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un ensemble comprenant une bielle et un piston mobile dans un cylindre en présentant un axe longitudinal médian et en étant articulé sur la bielle par une liaison rotule entre un volume sphérique du piston et un volume sphérique porté par un pied de bielle introduit dans le piston, une contre-rotule étant présente sur une face du piston tournée vers la bielle au niveau du raccordement du volume sphérique à un corps de bielle, le corps et le volume sphérique de la bielle étant traversés par un canal longitudinal d’huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique la plus interne au piston, l’huile, en sortie du canal, s’écoulant dans un espace entre les volumes sphériques en vis-à-vis du piston et de la bielle, caractérisé en ce que la contre-rotule présente intérieurement une cavité pour recueillir l’huile en sortie de l’espace et au moins un élément d’injection d’huile dans une galerie de refroidissement interne au piston.

[0023] L’effet technique est d’obtenir un système compatible avec la rotation du piston et compensant la suppression des gicleurs d’huile du fait de la rotation du piston. Il est ainsi possible de lubrifier une interface entre les volumes sphériques du piston et de la bielle tout en pouvant effectuer un refroidissement du piston. Un tel système présente une simplicité de montage aussi bien en montage en usine qu’en après-vente, une autonomie et une robustesse durant le fonctionnement, une résistance aux mouvements et aux variations de vitesse. Enfin, le système garantit une étanchéité élevée afin qu’il n’y ait pas de fuite d’huile, ce qui assure une lubrification constante de la liaison rotule tout en présentant un faible encombrement.

[0024] Le système selon l’invention permet de palier à la suppression des gicleurs de piston, du fait de la rotation du piston permise par la liaison rotule et continuer ainsi à alimenter une galerie de refroidissement interne au piston et de refroidir le piston. Un gain sur le coût des gicleurs est ainsi opéré sans modification importante de l’ensemble.

[0025] Avantageusement, la contre-rotule présente au moins un passage de communication avec l’espace entre les volumes sphériques en vis-à-vis du piston et de la bielle, ledit au moins un passage de communication comportant un clapet anti-retour empêchant une remontée d’huile dans l’espace entre les volumes sphériques.

[0026] Avantageusement, la portion de la contre-rotule portant le passage de communication est en vis-à-vis d’une portion du volume sphérique raccordée au corps de bielle en étant biseautée.

[0027] Avantageusement, la galerie de refroidissement présente deux canaux respectifs d’entrée et de sortie d’huile s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal médian du piston, la contre-rotule présentant une ouverture en vis-à-vis du canal d’entrée d’huile de la galerie, le canal de sortie de la galerie débouchant entre la contre-rotule et la face du piston tournée vers la bielle, l’huile s’écoulant à l’extérieur de la contre-rotule.

[0028] Le système d’alimentation précédemment réalisé par un ou des gicleurs de la galerie en huile a été remplacé selon l’invention par une alimentation intégrée directement sur un système « piston bielle rotulé >>. il n’y a pas augmentation des dimensions de la contre-rotule.

[0029] Avantageusement, la galerie de refroidissement comprend au moins un disque creux communiquant avec les canaux d’entrée et de sortie, le disque creux s’étendant sur une portion du piston la plus éloignée de la bielle avec un axe de symétrie confondu à l’axe longitudinal médian du piston. Le disque creux permet un échange de chaleur amélioré tout en présentant une simplification de fabrication en comparaison avec une pluralité de conduits.

[0030] Avantageusement, la contre-rotule présente une portion de bord externe biseautée entre le cylindre et le piston afin de former une évacuation de l’huile le long d’une paroi interne du cylindre. Le passage d’évacuation de l’huile de lubrification est ainsi agrandi. L’huile, étant relativement chaude, n’est pas réintroduite dans la contre-rotule mais évacuée pour être refroidie par un échangeur de chaleur disposé à distance du moteur.

[0031] Avantageusement, ledit au moins un élément d’injection est actionné par une tige d’actionnement solidaire du cylindre, la tige d’actionnement pénétrant dans un logement porté par la contre-rotule lors d’un mouvement du piston et de la bielle vers son point mort bas et faisant pression sur ledit au moins un élément d’injection.

[0032] Avantageusement, la tige d’actionnement est circulaire en présentant une portion d’espacement d’une paroi interne du cylindre.

[0033] Avantageusement, ledit au moins un élément d’injection est un des éléments suivants pris unitairement ou combinaison : un élément à piston présentant une tête de piston alignée avec l’ouverture de la contre-rotule en vis-à-vis du canal d’entrée d’huile de la galerie, la tige d’actionnement poussant la tête de piston en direction de l’ouverture, une membrane positionnée sur l’ouverture présentant un perçage se dilatant sous la pression de la tige d’actionnement et une vanne s’ouvrant quand la pression de la tige d’actionnement lui est appliquée.

[0034] Avantageusement, le canal longitudinal part d’un œilleton destiné à la réception d’un vilebrequin porté par une tête de bielle étant la partie de la bielle opposée au volume sphérique.

[0035] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d’une coupe longitudinale d’un ensemble piston et bielle rotulée selon l’état de la technique,

- la figure 2 est une représentation schématique d’une vue de dessus du volume sphérique de la bielle rotulée montrée dans l’ensemble à la figure 1,

- la figure 3 est une représentation schématique d’une coupe longitudinale d’un ensemble piston et bielle rotulée intégrés dans un cylindre selon la présente invention, l’ensemble comprenant une contre-rotule avec une cavité pour la réception de l’huile s’écoulant entre le volume sphérique de la bielle et le volume sphérique du piston, la contre-rotule permettant l’injection de l’huile qu’elle contient dans une galerie de refroidissement du piston.

[0036] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.

[0037] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.

[0038] Les figures 1 et 2 ont déjà été détaillées dans la partie introductive de la présente demande.

[0039] En se référant notamment à la figure 3, la présente invention concerne un ensemble d’un piston 2 et d’une bielle 1 rotulée logés dans un cylindre 20 reprenant certaines des caractéristiques de l’ensemble selon l’état de la technique et montré à la figure 1.

[0040] Cet ensemble comprend dans un cylindre 20 une bielle 1 dite rotulée et un piston 2 mobile dans le cylindre 20 en présentant un axe longitudinal médian. Le piston 2 est articulé sur la bielle 1 par une liaison rotule entre un volume sphérique 3 du piston et un volume sphérique 5 de la bielle porté par un pied de bielle 1 introduit dans le piston 2.

[0041] Une contre-rotule 4 est présente sur une face du piston 2 tournée vers la bielle 1 au niveau du raccordement du volume sphérique 5 de la bielle à un corps 1a de bielle, en étant disposée un peu au-dessus de ce raccordement c’est-à-dire en étant plus éloigné de la tête de bielle qui n’est pas visible à la figure 3 mais l’était à la figure 1.

[0042] En se référant aux figures 1 et 3, la bielle 1 présente donc une tête 8 de bielle portant un œilleton 8a destiné à la réception d’un vilebrequin. La tête 8 de bielle est prolongée par un corps 1a de bielle 1 sensiblement longiforme et se termine par un pied de bielle 1. Le pied de bielle 1 est donc la partie de la bielle 1 portant le volume sphérique 5 de la bielle et est donc opposé à la tête 8 de bielle.

[0043] Le corps 1a et le volume sphérique 5 de la bielle sont traversés par un canal 9 longitudinal d’huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique 5 de la bielle la plus interne au piston 2. Le canal 9 longitudinal peut partir de l’œilleton 8a destiné à la réception d’un vilebrequin porté par une tête 8 de bielle. L’huile, en sortie du canal 9 vers le pied de bielle 1, s’écoule dans un espace 13 entre les volumes sphériques 3, 5 en vis-à-vis du piston 2 et de la bielle 1.

[0044] Selon l’invention, la contre-rotule 4 présente intérieurement une cavité pour recueillir l’huile en sortie de l’espace 13 et au moins un élément d’injection 10, 10a d’huile dans une galerie de refroidissement 12 interne au piston 2. En effet, l’huile ayant servi à la lubrification du volume sphérique 5 de la bielle peut aussi servir à la lubrification et au refroidissement de l’intérieur du piston 2, cette huile n’ayant pas augmenté fortement en température.

[0045] La contre-rotule 4 peut présenter au moins un passage de communication avec l’espace 13 entre les volumes sphériques 3, 5 en vis-à-vis du piston 2 et de la bielle 1, ledit au moins un passage de communication comportant un clapet anti-retour 15 empêchant une remontée d’huile dans l’espace 13 entre les volumes sphériques 3, 5.

[0046] La portion de la contre-rotule 4 portant le passage de communication peut être en vis-à-vis d’une portion du volume sphérique 5 de la bielle raccordée au corps 1a de bielle 1 en étant biseautée. La partie biseautée interne est référencée 17 à la figure 3.

[0047] Il va être décrit un mode préférentiel de réalisation de la galerie de refroidissement 12 du piston 2. Ce mode préférentiel n’est cependant pas limitatif. Cette galerie de refroidissement 12 peut présenter deux canaux 12a, 12c respectifs d’entrée et de sortie d’huile s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal médian du piston 2. Dans ce cas, la contre-rotule 4 peut présenter une ouverture 19 en vis-à-vis du canal d’entrée 12a d’huile de la galerie 12.

[0048] Le canal de sortie 12c de la galerie 12 peut déboucher entre la contre-rotule 4 et la face du piston 2 tournée vers la bielle 1, l’huile s’écoulant à l’extérieur de la contre-rotule 4.

[0049] La galerie de refroidissement 12 peut comprendre au moins un disque 12b creux communiquant avec les canaux d’entrée 12a et de sortie 12c. Le disque 12b creux, destiné à être rempli d’huile de lubrification, peut s’étendre sur une portion du piston 2 la plus éloignée de la bielle 1 avec un axe de symétrie confondu à l’axe longitudinal médian du piston 2.

[0050] La contre-rotule 4 peut présenter une portion de bord externe biseautée 18 entre le cylindre 20 et le piston 2 afin de former une évacuation de l’huile le long d’une paroi interne du cylindre 20. L’huile de lubrification peut ainsi ne pas retourner dans la cavité de la contre-rotule 4 car trop chaude pour assurer un refroidissement efficace du piston 2 lors d’un nouveau passage par la galerie de refroidissement 12.

[0051] Ledit au moins un élément d’injection 10, 10a peut être actionné par une tige d’actionnement 11 solidaire du cylindre 20, la tige d’actionnement 11 pénétrant dans un logement 16 porté par la contre-rotule 4 lors d’un mouvement du piston 2 et de la bielle 1 vers son point mort bas et faisant pression sur ledit au moins un élément d’injection 10, 10a. De manière préférentielle, la tige d’actionnement 11 peut être circulaire en présentant une portion d’espacement 11 a d’une paroi interne du cylindre 20.

[0052] Il existe plusieurs formes de réalisation de l’élément ou des éléments d’injection qui peuvent être utilisés unitairement ou en combinaison d’éléments d’injection, différents ou non. Sans que cela soit limitatif, l’élément d’injection 10, 10a peut être un des éléments suivants pris unitairement ou combinaison.

[0053] L’élément d’injection peut être un élément à piston 10 présentant une tête de piston alignée avec l’ouverture 19 de la contre-rotule 4 en vis-à-vis du canal d’entrée 12a d’huile de la galerie 12, la tige d’actionnement 11 poussant la tête d’élément à piston 10 en direction de l’ouverture 19 en vis-à-vis du canal d’entrée 12a d’huile de la galerie 12. L’élément à piston 10 présentant une tête de piston peut être rappelé par un élément de rappel 10a dans sa position de repos quand aucune pression n’est appliquée par la tige d’actionnement 11 sur l’élément à piston 10.

[0054] En remplacement ou en combinaison avec l’élément à piston 10 présentant une tête, l’élément d’injection peut aussi être une membrane, non représentée aux figures, positionnée sur l’ouverture 19 présentant un perçage se dilatant sous la pression de la tige d’actionnement 11. L’élément d’injection peut être une vanne, non représentée aux figures, cette vanne s’ouvrant quand la pression de la tige d’actionnement 11 lui est appliquée.

[0055] Le parcours de l’huile de lubrification dans l’ensemble piston 2 et bielle 1 rotulée peut être le suivant. Dans un premier temps, l’huile de lubrification servant aussi au refroidissement circule dans la bielle 1 dans le canal 9 longitudinal médian de la tête 8 de bielle vers le pied de bielle 1 se terminant par le volume sphérique 5 de la bielle.

[0056] Une fois l’huile de lubrification arrivée en haut du volume sphérique 5 de la bielle, l’huile sort du canal 9 et va continuer à circuler dans l’espace 13 entre les volumes sphériques 3, 5 en vis-à-vis du piston 2 et de la bielle 1. La paroi externe du volume sphérique 5 de la bielle peut présenter des rainures spiroïdales comme montré à la figure 2 pour une meilleure lubrification entre volumes sphériques 3, 5 et pour la rotation du piston 2 par rapport à la bielle 1.

[0057] L’huile de lubrification va ensuite pénétrer dans la cavité à l’intérieur de la contrerotule 4 par le passage de communication qui peut être muni d’un clapet anti-retour 15. Ce passage de communication peut être sur une portion 17 de la contre-rotule 4 proche et en vis-à-vis d’une portion du volume sphérique 5 de la bielle raccordée au corps 1a de bielle

1. Cette portion 17 portant le passage de communication peut être biseautée pour être toujours à distance du volume sphérique 5 de la bielle.

[0058] A la fin de cette étape, de l’huile de lubrification est contenue dans la cavité de la contre-rotule 4. Ceci n’est que provisoire pour au moins une partie de l’huile de lubrification, étant donné qu’une partie de cette huile va être injectée dans la galerie de refroidissement 12 du piston 2. Cette huile de lubrification stockée est en effet d’une température relativement peu élevée et peut servir au refroidissement intérieur du piston 2.

[0059] Dans un cycle de fonctionnement classique, le piston 2 évolue de manière alternative, en mouvement de va-et-vient dans le cylindre 20. Lorsque le piston 2 est en position de point mort bas, au moins un élément d’injection 10, 10a, avantageusement mais non limitativement un élément à piston 10 avec un élément de rappel 10a, incorporé dans la contre-rotule 4 va venir en contact avec la tige d’actionnement 11 fixée sur une paroi interne du cylindre 20 afin d’éjecter une partie de l’huile stockée dans la cavité de la contre-rotule 4 dans la galerie de refroidissement 12 du piston 2.

[0060] Une fois injectée dans la galerie et notamment dans sa portion en forme de disque 12b, l’huile de lubrification vient refroidir le piston 2 puis ressort de la galerie 12 par le canal de sortie 12c de la galerie 12 débouchant entre la contre-rotule 4 et la face du piston 2 tournée vers la bielle 1. L’huile de lubrification, relativement chaude, ne sert plus directement au refroidissement et peut donc ne pas être ramenée dans la contre-rotule 4. Cette huile s’écoule alors à l’extérieur de la contre-rotule 4 par un orifice dédié. L’orifice est avantageusement élargi par un biseau 18 pratiqué sur un coin de la contre-rotule 4 disposé entre le cylindre 20 et la face du piston 2 en vis-à-vis de la contre-rotule 4 afin de former une évacuation d’huile le long d’une paroi interne du cylindre 20. Le biseau 18 se trouve sur une portion externe de la contre-rotule 4.

[0061] Il est à noter qu’un tel arrangement de refroidissement du piston 2 par de l’huile de lubrification traversant la bielle 1 peut également être adapté sur des systèmes piston 2 avec une bielle 1 classique, la contre-rotule 4 pouvant alors être simplifiée sous la forme d’un réservoir à partir duquel de l’huile est injectée dans le piston 2.

[0062] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble comprenant une bielle (1) et un piston (2) mobile dans un cylindre (20) en présentant un axe longitudinal médian et en étant articulé sur la bielle (1) par une liaison rotule entre un volume sphérique (3) du piston et un volume sphérique (5) de la bielle porté par un pied de bielle (1) introduit dans le piston (2), une contre-rotule (4) étant présente sur une face du piston (2) tournée vers la bielle (1) au niveau du raccordement du volume sphérique (5) de la bielle à un corps (1a) de bielle, le corps (1a) et le volume sphérique (5) de la bielle étant traversés par un canal (9) longitudinal d’huile de lubrification débouchant à une portion du volume sphérique (5) de la bielle la plus interne au piston (2), l’huile, en sortie du canal (9), s’écoulant dans un espace (13) entre les volumes sphériques (3, 5) en vis-à-vis du piston (2) et de la bielle (1), caractérisé en ce que la contre-rotule (4) présente intérieurement une cavité pour recueillir l’huile en sortie de l’espace (13) et au moins un élément d’injection (10, 10a) d’huile dans une galerie de refroidissement (12) interne au piston (2).
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la contre-rotule (4) présente au moins un passage de communication avec l’espace (13) entre les volumes sphériques (3, 5) en vis-à-vis du piston (2) et de la bielle (1), ledit au moins un passage de communication comportant un clapet anti-retour (15) empêchant une remontée d’huile dans l’espace (13) entre les volumes sphériques (3, 5).
3. 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la portion (17) de la contre-rotule (4) portant le passage de communication est en vis-à-vis d’une portion du volume sphérique (5) de la bielle raccordée au corps (1a) de bielle (1) en étant biseautée.
4. 4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la galerie de refroidissement (12) présente deux canaux (12a, 12c) respectifs d’entrée et de sortie d’huile s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal médian du piston (2), la contrerotule (4) présentant une ouverture (19) en vis-à-vis du canal d’entrée (12a) d’huile de la galerie (12), le canal de sortie (12c) de la galerie débouchant entre la contre-rotule (4) et la face du piston (2) tournée vers la bielle (1), l’huile s’écoulant à l’extérieur de la contre-rotule (4).
5. 5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel la galerie de refroidissement (12) comprend au moins un disque (12b) creux communiquant avec les canaux d’entrée (12a) et de sortie (12c), le disque (12b) creux s’étendant sur une portion du piston (2) la plus éloignée de la bielle (1) avec un axe de symétrie confondu à l’axe longitudinal médian du piston (2).
6. 6. Ensemble selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la contre-rotule (4) présente une portion de bord externe biseautée (18) entre le cylindre (20) et le piston (2) afin de former une évacuation de l’huile le long d’une paroi interne du cylindre (20).
7. 7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel ledit au moins un élément d’injection (10, 10a) est actionné par une tige d’actionnement (11) solidaire du cylindre (20), la tige d’actionnement (11) pénétrant dans un logement (16) porté par la contre-rotule (4) lors d’un mouvement du piston (2) et de la bielle (1) vers son point mort bas et faisant pression sur ledit au moins un élément d’injection (10, 10a).
8. 8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel la tige d’actionnement (11) est circulaire en présentant une portion d’espacement (11a) d’une paroi interne du cylindre (20).
9. 9. Ensemble selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit au moins un élément d’injection (10, 10a) est un des éléments suivants pris unitairement ou combinaison : un élément à piston (10) présentant une tête de piston alignée avec l’ouverture (19) de la contre-rotule (4) en vis-à-vis du canal d’entrée (12a) d’huile de la galerie (12), la tige d’actionnement (11) poussant la tête de piston en direction de l’ouverture (19), une membrane positionnée sur l’ouverture (19) présentant un perçage se dilatant sous la pression de la tige d’actionnement (11) et une vanne s’ouvrant quand la pression de la tige d’actionnement (11 ) lui est appliquée.
10. 10. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal (9) longitudinal d’huile de lubrification part d’un œilleton (8a) destiné à la réception d’un vilebrequin porté par une tête (8) de bielle étant la partie de la bielle (1) opposée au volume sphérique (5) de la bielle.

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