FR3125555A1 - Carter d’huile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un carter d’huile (1) comprenant une coque inférieure (2) destinée à contenir de l’huile de lubrification d’un moteur, dans laquelle un flux d’huile, dit flux d’huile aspiré (I), est aspiré par un tube d’aspiration (44) pour alimenter un circuit de lubrification et un flux d’huile, dit flux d’huile retournant (II), qui tombe dans le carter d’huile (1). Le carter d’huile (1) comprend une plaque anti-émulsion (8) disposée dans le carter d’huile (1) et des moyens d’orientation permettant d’orienter au moins une partie du flux d’huile retournant (II) vers une zone située à l’embouchure du tube d’aspiration (44) pendant une période transitoire durant laquelle l’huile présente une température inférieure à une température optimale de fonctionnement. Figure 2
Description
La présente invention concerne un carter d’huile destiné à être fixé sous le bloc moteur d’un moteur à combustion interne.
La principale fonction d’un carter d’huile est de contenir l’huile nécessaire à la lubrification d’un moteur et de dissiper une partie de la chaleur générée par le moteur.
De façon classique, un carter d’huile comporte une coque qui est fixée sous le bloc moteur.
En cours de fonctionnement, l’huile présente dans le carter est aspirée par une pompe à huile et est propulsée vers les différents organes du moteur à lubrifier (par exemple, les arbres à cames, les tiges de soupapes, les paliers de vilebrequin, les interfaces piston/cylindre, piston/bielle, vilebrequin/bielle, etc.), puis l’huile retourne vers le carter par ruissellement naturel ou par retour canalisé selon les cas.
Le carter reçoit dans son volume intérieur une crépine permettant d’arrêter les matières solides telles que des limailles produites par les organes du moteur contenues dans l’huile avant qu’elles atteignent l’orifice d’aspiration de la pompe, et une plaque dite anti-émulsion, dont le rôle est d’empêcher ou de limiter les mouvements de l’huile dans le carter, en particulier à la surface libre de l’huile.
Au cours de son parcours, l’huile est chauffée par les pièces du moteur et refroidie dans le carter d’huile, lors de son mélange avec l’huile présente dans ledit carter.
Lors du démarrage du moteur, les organes du moteur sont à température ambiante. Durant la phase transitoire de montée en température vers la température optimale de fonctionnement, le moteur ne fonctionne pas de manière optimale et en particulier la consommation en carburant s’avère sensiblement plus élevée ; cela est dû au fait que la combustion ne se fait pas à température optimale.
Dans une problématique générale d’optimisation de fonctionnement d’un moteur pour en réduire la consommation, une voie de recherche vise à réduire la durée de la phase transitoire de démarrage pour que le moteur atteigne sa température de fonctionnement optimale le plus rapidement possible.
Dans ce contexte, la présente invention a pour objectif de fournir un carter d’huile qui permet de diminuer le temps de chauffe de l’huile du circuit de lubrification du moteur et donc de diminuer la consommation en carburant au démarrage du moteur ainsi que les émissions de dioxyde de carbone.
Selon une définition générale, l’invention concerne un carter d’huile comprenant une coque inférieure destinée à contenir de l’huile de lubrification d’un bloc moteur, dans laquelle un flux d’huile, dit flux d’huile aspiré, est aspiré par un tube d’aspiration pour alimenter un circuit de lubrification et un flux d’huile, dit flux d’huile retournant, qui tombe dans le carter d’huile. Le carter d’huile comprend une plaque anti-émulsion disposée dans le carter d’huile et des moyens d’orientation permettant d’orienter au moins une partie du flux d’huile retournant vers une zone située à l’embouchure du tube d’aspiration pendant une période transitoire durant laquelle l’huile présente une température inférieure à une température optimale de fonctionnement, les moyens d’orientation comprenant un tube de dérivation débouchant à une première extrémité dans une ouverture de la plaque anti-émulsion et à une deuxième extrémité à l’embouchure du tube d’aspiration, caractérisé par le fait que le tube de dérivation est muni d’au moins une ouverture faisant communiquer l’intérieur du tube de dérivation avec la coque inférieure, et par le fait que les moyens d’orientation comprennent en outre au moins un obturateur à bilame positionné au niveau de ladite au moins une ouverture, ledit au moins un obturateur à bilame étant mobile entre une position fermée, dans laquelle ledit au moins un obturateur à bilame obture ladite au moins une ouverture, et une position ouverte, dans laquelle ledit au moins un obturateur à bilame s’est déformé de telle sorte que ladite au moins une ouverture est au moins partiellement découverte et permet l’écoulement de l’huile vers la coque inférieure, ledit au moins un obturateur à bilame étant adapté pour passer en position ouverte lorsque la température de l’huile atteint ou dépasse la température optimale de fonctionnement.
Ainsi, l’invention fournit un carter d’huile qui permet de faire réaliser au flux d’huile retournant vers le carter (c'est-à-dire un flux d’huile qui, au contact des organes qu’il a lubrifiés, est à une température qui est plus élevée que la température de l’huile stockée dans le carter qui est pour sa part à une température sensiblement égale à la température ambiante) un parcours court en amenant le flux d’huile retournant directement à l’embouchure du tube d’aspiration de la pompe à huile via le tube de dérivation. En d’autres termes, durant la phase de transition de démarrage du moteur, le flux d’huile retournant dans le carter est directement aspiré par la pompe à huile sans avoir dissipé la chaleur dont il est porteur dans la masse d’huile du carter. L’invention établit une dérivation du flux d’huile retournant pour conserver la chaleur qu’il contient et pour directement utiliser le flux d’huile retournant pour alimenter le circuit de lubrification.
En effet, durant la période transitoire, le flux d’huile aspiré provient majoritairement du flux d’huile retournant du circuit de lubrification. Au contact des pièces du moteur, le flux d’huile retournant monte en température. Ainsi, le flux d’huile aspiré durant la période transitoire contient majoritairement de l’huile chauffée par les organes du moteur, ce qui accélère la montée en température de l’huile aspirée jusqu’à sa température optimale de fonctionnement. En d’autres termes, la réutilisation en boucle, durant la période transitoire, du flux d’huile retournant en flux d’huile aspiré permet d’accélérer la montée en température de l’huile aspirée en évitant un refroidissement provoqué par le mélange du flux d’huile retournant à l’huile stockée dans la coque inférieure. La rapide montée en température de l’huile aspirée jusqu’à sa température optimale permet de diminuer le temps de chauffe du circuit de lubrification du moteur. Ainsi, l’invention fournit un carter d’huile qui permet de diminuer le temps de chauffe de l’huile du circuit de lubrification du moteur. Le moteur atteint plus rapidement sa température de fonctionnement optimale et donc permet d’abaisser la surconsommation en carburant lors de la phase de démarrage du moteur ainsi que de réduire les émissions de dioxyde de carbone.
Selon une configuration particulière de l’invention, ledit au moins un obturateur à bilame est apte, dans sa position ouverte, à empêcher l’écoulement de l’huile vers la deuxième extrémité du tube de dérivation.
Selon une autre configuration particulière de l’invention, ledit au moins un obturateur à bilame comporte une extrémité libre qui, dans la position ouverte dudit au moins un obturateur à bilame, vient buter contre une paroi interne du tube de dérivation qui fait face à ladite au moins une ouverture.
Selon une autre configuration particulière de l’invention, le tube de dérivation et le tube d’aspiration peuvent déboucher dans un boitier présentant une ouverture permettant à l’huile stockée dans la coque inférieure d’être aspirée.
Selon une autre configuration particulière de l’invention, la plaque anti-émulsion présente une géométrie incurvée adaptée pour récupérer l’huile provenant du bloc moteur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent deux formes de réalisation de l’invention.
En référence à la , l’invention concerne un carter d’huile 1 destiné à être fixé à un bloc moteur.
Le carter d’huile 1 comprend notamment une coque inférieure 2, un tube d’aspiration 44 relié à l’une de ses extrémités à une pompe à huile et qui débouche à sa deuxième extrémité dans la coque inférieure 2, une plaque anti-émulsion 8 et des moyens d’orientation qui permettent d’orienter un flux d’huile retournant. Une crépine est positionnée à l’embouchure du tube d’aspiration 44 pour arrêter les matières solides telles que des limailles produites par les organes du moteur contenues dans l’huile.
La coque inférieure 2 présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une ouverture supérieure 21. L’ouverture 21 est entourée par un rebord 22. Le rebord 22 présente des perçages 23 permettant la fixation d’une plaque anti-émulsion 8 à la coque inférieure 2. La coque inférieure 2 est adaptée pour contenir de l’huile. Selon l’exemple ici présenté, la coque inférieure 2 est réalisée en matériau polymère. Selon d’autres modes de réalisation la coque inférieure 2 pourrait, par exemple, être réalisée en aluminium.
La plaque anti-émulsion 8 est destinée à recouvrir l’ouverture supérieure 21 de la coque inférieure 2. Selon l’exemple ici présenté, la plaque anti-émulsion 8 est réalisée en matériau polymère. Selon d’autres modes de réalisation la plaque anti-émulsion 8 pourrait, par exemple, être réalisée en aluminium. La plaque anti-émulsion 8 présente une portion de collecte 81. La portion de collecte 81 présente deux rebords de fixation 82. Chaque rebord de fixation présente des perçages 83 de fixation de la plaque anti-émulsion 8 à la coque inférieure 2. La fixation de la plaque anti-émulsion 8 à la coque inférieure 2 peut par exemple être réalisée avec des boulons ou des rivets. La portion de collecte 81 présente une géométrie incurvée adaptée pour récupérer l’huile provenant du bloc moteur. La portion de collecte 81 comprend une paroi de fond 84 décalée en direction du fond de la coque inférieure 2 par rapport aux rebords de fixation 82.
Comme représenté schématiquement sur les figures 2 et 3, la plaque anti-émulsion 8 possède une ouverture de passage d’huile 87 ménagée dans la paroi de fond 84 de la portion de collecte. De part et d’autre de l’ouverture 87, la paroi de fond 84 possède deux sections 84a, 84b inclinées vers le bas en direction de l’ouverture 87 de sorte que l’ouverture 87 soit au point bas de la paroi de fond 84. Cette ouverture 87 communique avec un tube de dérivation 41 disposé sous la plaque anti-émulsion 8.
Le tube de dérivation 41 débouche à une première extrémité dans l’ouverture 87 de la plaque anti-émulsion 8 et à une deuxième extrémité à l’embouchure du tube d’aspiration 44. Le tube de dérivation 41 et le tube d’aspiration 44 débouchent dans un boitier 45. Le boitier 45 présente une ouverture 42 permettant à l’huile stockée dans la coque inférieure 2 d’être aspirée.
Le tube de dérivation 41 est par ailleurs muni d’au moins une ouverture 89 faisant communiquer l’intérieur du tube de dérivation 41 avec la coque inférieure 2. Un obturateur à bilame 88 est fixé le long du tube de dérivation 41 au niveau de l’ouverture 89. L’obturateur à bilame 88 est mobile entre une position fermée, représentée sur la , dans laquelle l’obturateur à bilame 88 obture l’ouverture 89 et une position ouverte, représentée sur la , dans laquelle l’ouverture 89 est passante pour de l’huile. L’obturateur à bilame 88 est configuré pour passer en position ouverte lorsque l’huile circulant sur la plaque anti-émulsion 8 atteint ou dépasse une température optimale de fonctionnement du moteur qui est comprise usuellement entre 30 °C et 50°C. Comme représenté sur la , l’obturateur à bilame 88 pourra avantageusement présenter, dans sa position ouverte, une déformation suffisamment importante pour que son extrémité libre vienne en butée contre la paroi interne du tube de dérivation 41 qui fait face à l’ouverture 89. Ainsi, dans cette position ouverte, l’obturateur à bilame 88 empêche l’écoulement de l’huile vers la deuxième extrémité du tube de dérivation 41 qui jouxte le tube d’aspiration 44 et oriente l’intégralité du flux d’huile s’écoulant à travers l’ouverture 87 vers la coque inférieure 2.
En conditions d’utilisation, lorsque le moteur est à l’arrêt, la majorité de l’huile se trouve dans la coque inférieure 2 du carter d’huile 1. A partir du démarrage du moteur, un flux d’huile aspiré I est aspiré à travers le tube d’aspiration 44 par la pompe à huile. L’huile circule dans les pièces du moteur pour en assurer la lubrification. A son retour, le flux d’huile retournant II tombe sur la plaque anti-émulsion 8.
Au démarrage du moteur, l’obturateur à bilame 88 est en position fermée car l’huile n’a pas encore atteint sa température optimale. Le flux d’huile retournant II s’écoule majoritairement à travers l’ouverture 87. L’inclinaison de la paroi de fond 84 favorise l’écoulement de l’huile vers l’ouverture 87. Le flux d’huile retournant II qui s’écoule par l’ouverture 87 traverse le tube de dérivation 41 et s’écoule à l’embouchure du tube d’aspiration 44 où il est aspiré et devient le flux d’huile aspiré I. Ainsi, le flux d’huile aspiré I qui traverse le tube d’aspiration 44 contient principalement de l’huile provenant directement du moteur ayant déjà chauffée au contact des éléments du moteur.
Lorsque le flux d’huile retournant II présent sur la plaque anti-émulsion atteint ou dépasse sa température optimale, l’obturateur à bilame 88 passe en position ouverte. Dans ce cas, tout le flux d’huile retournant s’écoule par l’ouverture 89 du tube de dérivation 41 et tombe dans la coque inférieure 2, comme représenté sur la . Le flux d’huile aspiré I provient alors de la coque inférieure 2 et passe par l’ouverture 42 du boitier 45 pour être aspiré dans le tube d’aspiration 44.
En référence aux figures 4 et 5, il est représenté une variante de réalisation d’une plaque anti-émulsion utilisable dans le carter d’huile de l’invention.
Dans cette variante, la plaque anti-émulsion 8 comporte notamment des rebords 82 et une paroi de fond 84 décalée vers le bas par rapport aux rebords 82. Une ouverture de passage d’huile 87 est ménagée dans la paroi de fond 84. Cette ouverture 87 communique avec un tube de dérivation 41 disposé sous la plaque anti-émulsion 8. Le tube de dérivation 41 est muni d’une ou plusieurs ouverture(s) 89 de passage d’huile (comme représenté sur la ). Dans la position représentée sur la , ces ouvertures 89 sont complètement obturées par un obturateur à bilame 88 alors que, dans la position représentée sur la , ces ouvertures 89 sont au moins partiellement découvertes, l’obturateur à bilame 88 ayant subi une déformation sous l’effet de la chaleur transmise par le flux d’huile retournant du moteur et circulant à l’intérieur du tube de dérivation 41. Cet obturateur à bilame 88 sera notamment configuré pour se déformer lorsque l’huile circulant à l’intérieur du tube de dérivation 41 possèdera une température supérieure à une température seuil comprise usuellement entre 30 °C et 50°C. La température seuil dépendra des caractéristiques spécifiques du moteur. Elle pourra notamment correspondre à la température optimale de fonctionnement du moteur, comme expliqué précédemment.
Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et illustrés par les différentes figures, ces modes de réalisation n’ayant été donnés qu’à titre d’exemples. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la substitution d’équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Claims (5)
- Carter d’huile (1) comprenant une coque inférieure (2) destinée à contenir de l’huile de lubrification d’un moteur, dans laquelle un flux d’huile, dit flux d’huile aspiré (I), est aspiré par un tube d’aspiration (44) pour alimenter un circuit de lubrification et un flux d’huile, dit flux d’huile retournant (II), qui tombe dans le carter d’huile (1), le carter d’huile (1) comprenant une plaque anti-émulsion (8) disposée dans le carter d’huile (1) et des moyens d’orientation permettant d’orienter au moins une partie du flux d’huile retournant (II) vers une zone située à l’embouchure du tube d’aspiration (44) pendant une période transitoire durant laquelle l’huile présente une température inférieure à une température optimale de fonctionnement, les moyens d’orientation comprenant un tube de dérivation (41) débouchant à une première extrémité dans une ouverture (87) de la plaque anti-émulsion (8) et à une deuxième extrémité à l’embouchure du tube d’aspiration (44), caractérisé en ce que le tube de dérivation (41) est muni d’au moins une ouverture (89) faisant communiquer l’intérieur du tube de dérivation (41) avec la coque inférieure (2), et en ce que les moyens d’orientation comprennent en outre au moins un obturateur à bilame (88) positionné au niveau de ladite au moins une ouverture (89), ledit au moins un obturateur à bilame (88) étant mobile entre une position fermée, dans laquelle ledit au moins un obturateur à bilame (88) obture ladite au moins une ouverture (89), et une position ouverte, dans laquelle ledit au moins un obturateur à bilame (88) s’est déformé de telle sorte que ladite au moins une ouverture (89) est au moins partiellement découverte et permet l’écoulement de l’huile vers la coque inférieure (2), ledit au moins un obturateur à bilame (88) étant adapté pour passer en position ouverte lorsque la température de l’huile atteint ou dépasse la température optimale de fonctionnement.
- Carter d’huile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un obturateur à bilame (88) est apte, dans sa position ouverte, à empêcher l’écoulement de l’huile vers la deuxième extrémité du tube de dérivation (41).
- Carter d’huile (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un obturateur à bilame (88) comporte une extrémité libre qui, dans la position ouverte dudit au moins un obturateur à bilame, vient buter contre une paroi interne du tube de dérivation (41) qui fait face à ladite au moins une ouverture (89).
- Carter d’huile (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube de dérivation (41) et le tube d’aspiration (44) débouchent dans un boitier (45) présentant une ouverture (42) permettant à l’huile stockée dans la coque inférieure (2) d’être aspirée.
- Carter d’huile (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque anti-émulsion (8) présente une géométrie incurvée adaptée pour récupérer l’huile provenant du bloc moteur.
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