FR3133653A1

FR3133653A1 - Crankshaft with shock reduction in oil

Info

Publication number: FR3133653A1
Application number: FR2202262A
Authority: FR
Inventors: Alain Carbon; Valentin Fradet
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: NEW H POWERTRAIN HOLDING, S.L.U., ES
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2023-09-22
Anticipated expiration: 2042-03-15
Also published as: FR3133653B1

Abstract

Titre de l’invention : Vilebrequin à réduction des chocs dans l’huile La présente invention concerne un vilebrequin (1) d’un moteur thermique s’étendant le long d’un axe de rotation (X) et comprenant au moins un maneton (12) et deux bras de manivelle (16), les bras de manivelle (16) étant équipés d’un contrepoids (24) destiné à baigner au moins partiellement dans de l’huile du moteur thermique, ce contrepoids (24) s’étendant sur un secteur angulaire (α) entre un bord d’entrée (32) dans l’huile et un bord de sortie (34) d’huile, ce bord d’entrée (32) et ce bord de sortie (34) étant reliés par un bord arrondi (35). Selon l’invention, le bord arrondi (35) s’inscrit dans un cercle centré sur l’axe de rotation (X) et de rayon (R) croissant du bord d’entrée (32) vers le bord de sortie (34) de manière à opérer une entrée progressive du bord arrondi (35) dans l’huile. Figure de l’abrégé : Figure 1Title of the invention: Crankshaft with reduction of shocks in oil The present invention relates to a crankshaft (1) of a heat engine extending along an axis of rotation (X) and comprising at least one crank pin ( 12) and two crank arms (16), the crank arms (16) being equipped with a counterweight (24) intended to bathe at least partially in heat engine oil, this counterweight (24) extending on an angular sector (α) between an entry edge (32) into the oil and an oil outlet edge (34), this entry edge (32) and this outlet edge (34) being connected by a rounded edge (35). According to the invention, the rounded edge (35) is part of a circle centered on the axis of rotation (X) and of increasing radius (R) from the entry edge (32) towards the exit edge (34). so as to bring about a gradual entry of the rounded edge (35) into the oil. Abstract Figure: Figure 1

Description

Crankshaft with shock reduction in oil

La présente invention concerne le domaine des vilebrequins pour moteurs thermiques, et plus particulièrement de tels vilebrequins qui sont configurés pour diminuer des frottements avec une réserve d’huile du moteur thermique.The present invention relates to the field of crankshafts for thermal engines, and more particularly to such crankshafts which are configured to reduce friction with a reserve of oil from the thermal engine.

Les moteurs thermiques ou moteurs à combustion interne des véhicules automobiles comprennent généralement un boîtier ou carter à l’intérieur duquel est disposé le vilebrequin. Ce vilebrequin entraîne en rotation des bielles, des pistons ou d’autres éléments du moteur thermique. Le vilebrequin comprend des paliers de rotation ainsi que des manetons reliés aux paliers de rotation par des bras de manivelle. Ces bras de manivelle du vilebrequin peuvent être équipés, à une de leurs extrémités, de contrepoids qui constituent des masses d’équilibrage destinées à permettre l’équilibrage de l’équipage mobile du moteur thermique.The thermal engines or internal combustion engines of motor vehicles generally include a housing or casing inside which the crankshaft is located. This crankshaft rotates connecting rods, pistons or other elements of the heat engine. The crankshaft includes rotation bearings as well as crank pins connected to the rotation bearings by crank arms. These crankshaft crank arms can be equipped, at one of their ends, with counterweights which constitute balancing masses intended to allow the balancing of the moving assembly of the heat engine.

Une portion du carter constitue en outre un réservoir de stockage pour de l’huile destinée à lubrifier le moteur. Lors des accélérations et des freinages du véhicule automobile, ou encore lorsque celui-ci se déplace dans un virage, le volume d’huile contenu dans le réservoir de stockage se déplace. Certains éléments du vilebrequin, en particulier les contrepoids, percutent alors l’huile contenue dans le carter.A portion of the crankcase also constitutes a storage tank for oil intended to lubricate the engine. When the motor vehicle accelerates and brakes, or when it moves around a bend, the volume of oil contained in the storage tank moves. Certain elements of the crankshaft, in particular the counterweights, then impact the oil contained in the crankcase.

Un tel choc entre les contrepoids et l’huile provoque des phénomènes d’émulsion pouvant perturber une pression interne du moteur thermique ainsi que la décantation des vapeurs d’huile, risquant alors d’atténuer des effets de lubrification et de refroidissement autrement assurés par cette huile. Par ailleurs, ces chocs génèrent des pertes hydrodynamiques, qui varie en fonction de la fluidité de l’huile.Such a shock between the counterweights and the oil causes emulsion phenomena which can disrupt the internal pressure of the heat engine as well as the settling of oil vapors, thereby risking attenuation of the lubrication and cooling effects otherwise provided by this oil. Furthermore, these shocks generate hydrodynamic losses, which vary depending on the fluidity of the oil.

Il existe dans l’art antérieur des solutions ayant pour effet de diminuer les frottements entre le vilebrequin et l’huile contenue dans le réservoir de stockage. Il est ainsi connu de recouvrir certaines pièces avec un matériau ou revêtement présentant des propriétés de réduction des frottements.There are solutions in the prior art having the effect of reducing friction between the crankshaft and the oil contained in the storage tank. It is thus known to cover certain parts with a material or coating having friction reduction properties.

Ces solutions ne permettent cependant pas d’amortir les chocs causés par la collision des contrepoids avec l’huile.However, these solutions do not make it possible to absorb the shocks caused by the collision of the counterweights with the oil.

La présente invention vise à pallier cet inconvénient en proposant un vilebrequin dont les contrepoids sont configurés pour réduire ces chocs avec l’huile contenue dans le réservoir de stockage.The present invention aims to overcome this drawback by proposing a crankshaft whose counterweights are configured to reduce these shocks with the oil contained in the storage tank.

La présente invention a ainsi pour principal objet un vilebrequin d’un moteur thermique s’étendant le long d’un axe de rotation et comprenant au moins un palier de rotation, au moins un maneton et au moins deux bras de manivelle, le maneton s’étendant autour d’un axe distinct de l’axe de rotation, les bras de manivelle présentant chacun une première extrémité et une deuxième extrémité, le maneton étant disposé axialement entre les premières extrémités des bras de manivelle, les deuxièmes extrémités des bras de manivelle étant équipées chacune d’un contrepoids, au moins un contrepoids étant destiné à baigner au moins partiellement dans de l’huile du moteur thermique, ce contrepoids s’étendant sur un secteur angulaire entre un bord d’entrée dans l’huile et un bord de sortie d’huile, ce bord d’entrée et ce bord de sortie étant reliés par un bord arrondi du contrepoids. Selon l’invention, le bord arrondi s’inscrit dans un cercle centré sur l’axe de rotation du vilebrequin et de rayon croissant depuis le bord d’entrée vers le bord de sortie de manière à opérer une entrée progressive du bord arrondi dans l’huile.The main object of the present invention is thus a crankshaft of a heat engine extending along an axis of rotation and comprising at least one rotation bearing, at least one crank pin and at least two crank arms, the crank pin s 'extending around an axis distinct from the axis of rotation, the crank arms each having a first end and a second end, the crank pin being arranged axially between the first ends of the crank arms, the second ends of the crank arms being each equipped with a counterweight, at least one counterweight being intended to bathe at least partially in the oil of the heat engine, this counterweight extending over an angular sector between an edge of entry into the oil and an edge oil outlet, this inlet edge and this outlet edge being connected by a rounded edge of the counterweight. According to the invention, the rounded edge is part of a circle centered on the axis of rotation of the crankshaft and of increasing radius from the entry edge towards the exit edge so as to effect a progressive entry of the rounded edge into the 'oil.

Le vilebrequin selon l’invention permet ainsi de réduire les chocs de son contrepoids à l’entrée de l’huile du moteur thermique, grâce à la présence de la forme spécifique de son bord arrondi. Le contrepoids correspond à une masse d’équilibrage, dont le but est d’équilibrer dynamiquement le vilebrequin lorsque celui-ci effectue une rotation autour de l’axe de rotation. En effet, un mouvement des éléments constitutifs du vilebrequin lors de sa rotation génère des forces, que le contrepoids permet de réduire voire d’annuler.The crankshaft according to the invention thus makes it possible to reduce the shocks of its counterweight at the entry of the oil from the heat engine, thanks to the presence of the specific shape of its rounded edge. The counterweight corresponds to a balancing mass, the purpose of which is to dynamically balance the crankshaft when it rotates around the axis of rotation. Indeed, a movement of the constituent elements of the crankshaft during its rotation generates forces, which the counterweight makes it possible to reduce or even cancel.

L’axe de rotation du vilebrequin et l’axe du maneton sont des axes distincts l’un de l’autre et parallèles l’un par rapport à l’autre.The axis of rotation of the crankshaft and the axis of the crank pin are axes distinct from each other and parallel to each other.

Le contrepoids présente une première extrémité qui correspond au bord d’entrée et une deuxième extrémité qui correspond au bord de sortie, ces bords d’entrée et de sortie étant reliés par le bord arrondi qui suit le secteur angulaire. Le bord arrondi est configuré pour entrer dans l’huile de façon progressive ; à cet effet, il présente un rayon évolutif et plus précisément croissant entre le bord d’entrée et le bord de sortie. Cette entrée progressive du bord arrondi dans l’huile permet de réduire les chocs. Le vilebrequin est par exemple obtenu par moulage puis usinage des contrepoids, auquel cas le rayon évolutif peut être strictement croissant entre le bord d’entrée et le bord de sortie. Dans un autre mode de réalisation, le vilebrequin est par exemple obtenu par moulage sans usinage des contrepoids, une dimension du rayon étant dépendante de ce moulage et plus particulièrement d’un démoulage du contrepoids. Dans ce cas, le rayon évolutif peut être strictement d’abord strictement croissant sur une première portion du contrepoids s’étendant entre l’extrémité d’entrée et un plan médian de démoulage, puis constant sur une seconde portion du contrepoids s’étendant depuis ledit plan médian jusqu’au bord de sortie, de façon à conserver une dépouille de fabrication.The counterweight has a first end which corresponds to the entry edge and a second end which corresponds to the exit edge, these entry and exit edges being connected by the rounded edge which follows the angular sector. The rounded edge is configured to enter the oil gradually; for this purpose, it presents an evolving and more precisely increasing radius between the entry edge and the exit edge. This gradual entry of the rounded edge into the oil helps reduce shock. The crankshaft is for example obtained by molding then machining the counterweights, in which case the evolving radius can be strictly increasing between the entry edge and the exit edge. In another embodiment, the crankshaft is for example obtained by molding without machining the counterweights, a dimension of the radius being dependent on this molding and more particularly on demoulding of the counterweight. In this case, the evolving radius can be strictly first strictly increasing on a first portion of the counterweight extending between the entry end and a median demolding plane, then constant on a second portion of the counterweight extending from said median plane to the exit edge, so as to maintain a manufacturing draft.

Selon une caractéristique possible de l’invention, la croissance du rayon est continue.According to a possible characteristic of the invention, the growth of the radius is continuous.

On entend ici que le rayon entre le bord d’entrée et le bord de sortie est linéaire, c'est-à-dire qu’il n’y a pas de palier entre les deux.We mean here that the radius between the entry edge and the exit edge is linear, that is to say that there is no step between the two.

Selon une autre caractéristique possible de l’invention, la croissance du rayon est continue sur une première portion du contrepoids à partir du bord d’entrée, puis le rayon est constant sur une deuxième portion jusqu’au bord de sortie, sans discontinuité du rayon entre les deux portions.According to another possible characteristic of the invention, the growth of the radius is continuous on a first portion of the counterweight from the entry edge, then the radius is constant on a second portion up to the exit edge, without discontinuity of the radius between the two portions.

Selon une autre caractéristique de l’invention, un premier rayon mesuré entre d’une part une jonction entre le bord d’entrée et le bord arrondi et d’autre part l’axe de rotation du vilebrequin est inférieure à un deuxième rayon mesuré entre d’une part une intersection entre le bord de sortie et le bord arrondi et d’autre part l’axe de rotation du vilebrequin.According to another characteristic of the invention, a first radius measured between on the one hand a junction between the entry edge and the rounded edge and on the other hand the axis of rotation of the crankshaft is less than a second radius measured between on the one hand an intersection between the output edge and the rounded edge and on the other hand the axis of rotation of the crankshaft.

Ainsi, le premier rayon présente une dimension inférieure à la dimension du deuxième rayon, ces rayons étant mesurés à partir de l’axe de rotation du vilebrequin.Thus, the first radius has a dimension smaller than the dimension of the second radius, these radii being measured from the axis of rotation of the crankshaft.

Selon une caractéristique de l’invention, le premier rayon correspond à 80 % du deuxième rayon plus ou moins 5 %.According to a characteristic of the invention, the first ray corresponds to 80% of the second ray plus or minus 5%.

En d’autres termes, la dimension entre l’axe de rotation et la jonction est égale à 80 % de la dimension entre cet axe de rotation et l’intersection. Cette valeur de 80 % est accompagnée d’un pourcentage d’erreur de 5 %, qui correspond par exemple à une tolérance de fabrication du contrepoids.In other words, the dimension between the axis of rotation and the junction is equal to 80% of the dimension between this axis of rotation and the intersection. This value of 80% is accompanied by an error percentage of 5%, which corresponds for example to a manufacturing tolerance of the counterweight.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le contrepoids est partagé par un plan médian qui passe par l’axe de rotation de sorte à définir une première portion délimitée par le bord d’entrée et une deuxième portion délimitée par le bord de sortie, une première épaisseur de la première portion et une deuxième épaisseur de la deuxième portion étant identiques, ces épaisseurs étant mesurées axialement.According to one embodiment of the invention, the counterweight is shared by a median plane which passes through the axis of rotation so as to define a first portion delimited by the entry edge and a second portion delimited by the exit edge , a first thickness of the first portion and a second thickness of the second portion being identical, these thicknesses being measured axially.

La première portion correspond ainsi à une moitié du contrepoids qui s’étend du plan médian au bord d’entrée, tandis que la deuxième portion est une autre moitié du contrepoids qui s’étend du plan médian au bord de sortie. Première épaisseur et deuxième épaisseur sont mesurées axialement, c'est-à-dire le long d’un axe parallèle à l’axe de rotation du vilebrequin.The first portion thus corresponds to one half of the counterweight which extends from the median plane to the entry edge, while the second portion is another half of the counterweight which extends from the median plane to the exit edge. First thickness and second thickness are measured axially, that is to say along an axis parallel to the axis of rotation of the crankshaft.

Selon une caractéristique, un centre de gravité du contrepoids est plus proche du bord de sortie que du bord d’entrée.According to one characteristic, a center of gravity of the counterweight is closer to the exit edge than to the entry edge.

Lorsque la première épaisseur de la première portion et la deuxième épaisseur de la deuxième portion sont identiques, le centre de gravité du contrepoids est décalé par rapport au plan médian. Il est alors disposé sur le bord arrondi, plus proche du bord de sortie que du bord d’entrée.When the first thickness of the first portion and the second thickness of the second portion are identical, the center of gravity of the counterweight is offset relative to the median plane. It is then placed on the rounded edge, closer to the exit edge than the entry edge.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le contrepoids est partagé par un plan médian qui passe par l’axe de rotation de sorte à définir une première portion délimitée par le bord d’entrée et une deuxième portion délimitée par le bord de sortie, une première épaisseur de la première portion étant supérieure à une deuxième épaisseur de la deuxième portion, ces épaisseurs étant mesurées axialement.According to another embodiment of the invention, the counterweight is shared by a median plane which passes through the axis of rotation so as to define a first portion delimited by the entry edge and a second portion delimited by the edge of outlet, a first thickness of the first portion being greater than a second thickness of the second portion, these thicknesses being measured axially.

Selon une autre caractéristique de l’invention, un centre de gravité du contrepoids est positionné sur le plan médian.According to another characteristic of the invention, a center of gravity of the counterweight is positioned on the median plane.

Lorsque la première épaisseur de la première portion et la deuxième épaisseur de la deuxième portion sont différentes, la première épaisseur étant supérieure à la deuxième épaisseur, le centre de gravité du contrepoids est disposé sur le plan médian, c'est-à-dire à équidistance du bord d’entrée et du bord de sortie.When the first thickness of the first portion and the second thickness of the second portion are different, the first thickness being greater than the second thickness, the center of gravity of the counterweight is arranged on the median plane, that is to say at equidistant from the entry edge and the exit edge.

Une telle différence d’épaisseur entre la première portion et la deuxième portion permet de compenser une différence de matière entre ces deux portions résultant du rayon croissant dans lequel s’inscrit le bord arrondi. En d’autres termes, cette différence d’épaisseur a pour effet un rééquilibrage du vilebrequin, qui aurait sinon été déséquilibré puisque la première portion aurait été plus légère que la deuxième portion.Such a difference in thickness between the first portion and the second portion makes it possible to compensate for a difference in material between these two portions resulting from the increasing radius in which the rounded edge fits. In other words, this difference in thickness has the effect of rebalancing the crankshaft, which would otherwise have been unbalanced since the first portion would have been lighter than the second portion.

L’invention concerne en outre un moteur thermique comprenant un vilebrequin tel qu’évoqué précédemment et un carter destiné à contenir une réserve d’huile, le vilebrequin étant configuré pour baigner au moins partiellement dans la réserve d’huile.The invention further relates to a heat engine comprising a crankshaft as mentioned above and a casing intended to contain an oil reserve, the crankshaft being configured to bathe at least partially in the oil reserve.

Selon une caractéristique de l’invention, le vilebrequin tourne selon un sens de rotation, le bord d’entrée étant le bord qui pénètre en premier dans la réserve d’huile selon ce sens de rotation.According to one characteristic of the invention, the crankshaft rotates in one direction of rotation, the entry edge being the edge which first enters the oil reserve in this direction of rotation.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows on the one hand, and examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the appended drawings on the other hand. , on which ones :

illustre, schématiquement, un vilebrequin selon l’invention, selon une vue de coupe ; illustrates, schematically, a crankshaft according to the invention, in a sectional view;

illustre, schématiquement, une portion du vilebrequin de la ; illustrates, schematically, a portion of the crankshaft of the ;

illustre, schématiquement, un bras de manivelle du vilebrequin de la . illustrates, schematically, a crank arm of the crankshaft of the .

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.The characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive with respect to each other. In particular, it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the prior art.

Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, elements common to several figures retain the same reference.

La illustre ainsi, schématiquement, des éléments d’un moteur thermique d’un véhicule automobile parmi lesquels on trouve au moins un carter 4 et un vilebrequin 1 selon l’invention, qui s’étend le long d’un axe de rotation X autour duquel il tourne lorsqu’il est en fonctionnement, selon un sens de rotation X1. Le vilebrequin 1 est ici disposé au moins en partie au sein d’un logement interne 2 d’un carter 4 du moteur thermique. Ce carter 4 constitue une réserve d’huile 6 qui est utilisée pour lubrifier le moteur thermique.There thus illustrates, schematically, elements of a heat engine of a motor vehicle among which there is at least one casing 4 and a crankshaft 1 according to the invention, which extends along an axis of rotation it rotates when in operation, in a direction of rotation X1. The crankshaft 1 is here arranged at least partly within an internal housing 2 of a casing 4 of the heat engine. This casing 4 constitutes a reserve of oil 6 which is used to lubricate the heat engine.

Le moteur thermique comprend, à l’opposé de la réserve d’huile 6, un bloc cylindres 8 au sein duquel se déplace au moins un piston 10. Ce piston 10 coulisse dans un cylindrique selon un mouvement de va-et-vient. Le piston 10 est connecté à un maneton 12 du vilebrequin 1 par l’intermédiaire d’une bielle 14, cette bielle 14 étant reliée au piston 10 par une première de ses extrémités et au maneton 12 par une deuxième de ses extrémités. Le maneton 12 s’étend autour d’un axe Y distinct de l’axe de rotation X du vilebrequin 1. L’axe Y du maneton 12 et l’axe de rotation X du vilebrequin 1 sont ici parallèles.The heat engine comprises, opposite the oil reserve 6, a cylinder block 8 within which moves at least one piston 10. This piston 10 slides in a cylindrical shape in a back-and-forth movement. The piston 10 is connected to a crankpin 12 of the crankshaft 1 via a connecting rod 14, this connecting rod 14 being connected to the piston 10 by a first of its ends and to the crankpin 12 by a second of its ends. The crankpin 12 extends around an axis Y distinct from the axis of rotation X of the crankshaft 1. The axis Y of the crankpin 12 and the axis of rotation X of the crankshaft 1 are here parallel.

En sus du maneton 12, le vilebrequin 1 comporte au moins deux bras de manivelle 16, 18, parmi lesquels un premier bras de manivelle 16 et un deuxième bras de manivelle 18. Seul le premier bras de manivelle 16 est représenté à la , tandis que les deux bras de manivelle 16, 18 sont visibles en .In addition to the crank pin 12, the crankshaft 1 comprises at least two crank arms 16, 18, including a first crank arm 16 and a second crank arm 18. Only the first crank arm 16 is shown in the diagram. , while the two crank arms 16, 18 are visible in .

Tel que visible sur cette , chacun des bras de manivelle 16, 18 présente une première extrémité 20 et une deuxième extrémité 22, ces extrémités 20, 22 étant de part et d’autre de l’axe de rotation X du vilebrequin 10. Le maneton 12 s’étend axialement entre la première extrémité 20 du premier bras de manivelle 16 et la deuxième extrémité 20 du deuxième bras de manivelle 18. On comprend ainsi que l’axe Y du maneton passe à la fois par la première extrémité 20 du premier bras de manivelle 16 et par la première extrémité 20 du deuxième bras de manivelle 18.As visible on this , each of the crank arms 16, 18 has a first end 20 and a second end 22, these ends 20, 22 being on either side of the axis of rotation between the first end 20 of the first crank arm 16 and the second end 20 of the second crank arm 18. It is thus understood that the Y axis of the crank pin passes both through the first end 20 of the first crank arm 16 and through the first end 20 of the second crank arm 18.

Les deuxièmes extrémités 22 des bras de manivelle 16, 18 sont équipées de masses d’équilibrage ou contrepoids 24, qui ont pour rôle un équilibrage dynamique du vilebrequin 1 et/ou de l’équipage mobile du moteur thermique, lorsque celui-ci est entraîné en rotation autour de l’axe de rotation X. Un contrepoids 24 est disposé sur le bras de manivelle 16, 18 à l’opposé du maneton 12.The second ends 22 of the crank arms 16, 18 are equipped with balancing masses or counterweights 24, which have the role of dynamic balancing of the crankshaft 1 and/or the mobile assembly of the heat engine, when the latter is driven in rotation around the axis of rotation X. A counterweight 24 is placed on the crank arm 16, 18 opposite the crankpin 12.

Un bras de manivelle 16, 18 est délimité axialement par un premier côté 26 et par un deuxième côté 28. Le maneton 12 est disposé entre le premier côté 26 du premier bras de manivelle 16 et le premier côté 26 du deuxième bras de manivelle 18. Un palier de rotation 30 du vilebrequin fait saillie du deuxième côté 28 d’un des bras de manivelle 16, 18. En d’autres termes, le premier côté 26 des bras de manivelle correspond à un côté qui porte le maneton 12 tandis que leur deuxième côté 28 est celui qui porte le palier de rotation 30.A crank arm 16, 18 is delimited axially by a first side 26 and by a second side 28. The crank pin 12 is arranged between the first side 26 of the first crank arm 16 and the first side 26 of the second crank arm 18. A rotation bearing 30 of the crankshaft projects from the second side 28 of one of the crank arms 16, 18. In other words, the first side 26 of the crank arms corresponds to a side which carries the crank pin 12 while their second side 28 is that which carries the rotation bearing 30.

Comme représenté ici, le vilebrequin 1 peut comprendre plusieurs paliers de rotation 30, chacun de ces paliers de rotation 1 étant alors séparé d’un maneton 12 par un bras de manivelle 16, 18. Le palier de rotation 30 est centré autour de l’axe de rotation X du vilebrequin 1. Le vilebrequin 1 comprend également plusieurs manetons 12 chacun excentré par rapport à l’axe de rotation X du palier de rotation 30. Les premières extrémités 20 et les deuxièmes extrémités 22 des bras de manivelle 16, 18 sont disposées sensiblement à équidistance de l’axe de rotation X du vilebrequin 1 selon l’invention.As shown here, the crankshaft 1 can comprise several rotation bearings 30, each of these rotation bearings 1 then being separated from a crankpin 12 by a crank arm 16, 18. The rotation bearing 30 is centered around the axis of rotation arranged substantially equidistant from the axis of rotation X of the crankshaft 1 according to the invention.

Comme cela est visible en , le vilebrequin 1 est configuré pour baigner, au moins partiellement, dans la réserve d’huile 6 contenue dans le carter 4. Plus précisément, le vilebrequin 1 baigne dans la réserve d’huile 6 notamment lorsque le véhicule automobile qu’il équipe accélère, lorsqu’il freine ou lorsqu’il se déplace dans un virage. Au sein du vilebrequin 1, c’est plus particulièrement le contrepoids 24 qui est destiné à entrer en contact avec l’huile 6.As is visible in , the crankshaft 1 is configured to bathe, at least partially, in the oil reserve 6 contained in the casing 4. More precisely, the crankshaft 1 bathes in the oil reserve 6 in particular when the motor vehicle it equips accelerates , when braking or when moving around a bend. Within the crankshaft 1, it is more particularly the counterweight 24 which is intended to come into contact with the oil 6.

Le contrepoids 24 va maintenant être décrit plus en détail en relation avec le premier bras de manivelle 16, qui est particulièrement visible en , mais on comprend qu’il existe un contrepoids 24 pour ce premier bras de manivelle 16 et un autre contrepoids 24 pour le deuxième bras de manivelle 18, chaque contrepoids 24 étant tel que décrit ci-dessous.The counterweight 24 will now be described in more detail in relation to the first crank arm 16, which is particularly visible in , but we understand that there is a counterweight 24 for this first crank arm 16 and another counterweight 24 for the second crank arm 18, each counterweight 24 being as described below.

Le contrepoids 24 est séparé en une première portion 29 et une deuxième portion 31 par un plan médian M qui correspond à un plan de démoulage, l’axe de rotation X du vilebrequin 1 s’inscrivant dans ce plan médian M. Une extrémité de la première portion 29 du contrepoids 24 ou première extrémité correspond à un bord d’entrée 32 dans la réserve d’huile 6, tandis qu’une extrémité de la deuxième portion 31 de ce contrepoids ou deuxième extrémité correspond à un bord de sortie 34. Bord d’entrée 32 et bord de sortie 34 sont donc disposés chacun d’un côté du plan médian M. Le bord d’entrée 32 dans la réserve d’huile 6 est le bord du contrepoids 24 qui pénètre en premier dans cette réserve d’huile 6 lorsque le vilebrequin tourne autour de l’axe de rotation X selon son sens de rotation X1.The counterweight 24 is separated into a first portion 29 and a second portion 31 by a median plane M which corresponds to a demolding plane, the axis of rotation first portion 29 of the counterweight 24 or first end corresponds to an inlet edge 32 in the oil reserve 6, while one end of the second portion 31 of this counterweight or second end corresponds to an outlet edge 34. Edge entry edge 32 and exit edge 34 are therefore each arranged on one side of the median plane M. The entry edge 32 into the oil reserve 6 is the edge of the counterweight 24 which first enters this oil reserve. oil 6 when the crankshaft rotates around the axis of rotation X according to its direction of rotation X1.

Tel que cela est représenté en , le contrepoids 24 s’étend sur un secteur angulaire α, ce secteur angulaire α étant défini par un cercle C dont un centre correspond à l’axe de rotation X. Ce secteur angulaire α est délimité par le bord d’entrée 32 d’une part ainsi que par le bord de sortie 34 d’autre part.As shown in , the counterweight 24 extends over an angular sector α, this angular sector α being defined by a circle C whose center corresponds to the axis of rotation on the one hand as well as by the exit edge 34 on the other hand.

Selon l’invention, le bord d’entrée 32 est relié au bord de sortie 34 par un bord arrondi 35 qui s’inscrit dans le cercle C, ce cercle C ayant un rayon R croissant depuis le bord d’entrée 32 vers le bord de sortie 34. En d’autres termes, le bord arrondi 35 est défini par un rayon évolutif, ici croissant entre le bord d’entrée 32 et le bord de sortie 34. Une telle configuration permet une entrée progressive du bord arrondi 35 dans la réserve d’huile 6.According to the invention, the entry edge 32 is connected to the exit edge 34 by a rounded edge 35 which fits into the circle C, this circle C having a radius R increasing from the entry edge 32 towards the edge outlet 34. In other words, the rounded edge 35 is defined by an evolving radius, here increasing between the entry edge 32 and the exit edge 34. Such a configuration allows progressive entry of the rounded edge 35 into the oil reserve 6.

Comme cela est particulièrement visible sur la , la croissance du rayon R est continue, c'est-à-dire que le rayon X est linéaire du bord d’entrée 32 au bord de sortie 34. Une telle croissance stricte du rayon R est possible lorsque le vilebrequin 1 est fabriqué par une opération de moulage qui est suivie au moins d’une opération d’usinage des contrepoids 24.As is particularly visible on the , the growth of the radius R is continuous, that is to say that the ray a molding operation which is followed by at least one machining operation of the counterweights 24.

Sur le contrepoids 24, le bord d’entrée 32 et le bord arrondi 35 se rejoignent au niveau d’une jonction 40. Similairement, le bord de sortie 34 et le bord arrondi 35 se rejoignent à une intersection 42. On comprend ici que le bord arrondi 35 est relié au bord d’entrée 32 et au bord de sortie 34 respectivement par la jonction 40 et par l’intersection 42. Du fait de la croissance du rayon R, un premier rayon R1 mesuré entre la jonction 40 et l’axe de rotation X du vilebrequin 1 n’a pas la dimension qu’un deuxième rayon R2 mesuré entre l’intersection 42 et cet axe de rotation X du vilebrequin 1.On the counterweight 24, the entry edge 32 and the rounded edge 35 meet at a junction 40. Similarly, the exit edge 34 and the rounded edge 35 meet at an intersection 42. It is understood here that the rounded edge 35 is connected to the entry edge 32 and to the exit edge 34 respectively by the junction 40 and by the intersection 42. Due to the growth of the radius R, a first radius R1 measured between the junction 40 and the axis of rotation

Ainsi, le premier rayon R1 est inférieur au deuxième rayon R2. Plus précisément, le premier rayon R1 a une dimension correspondant à 80 % de la dimension du deuxième rayon R2 plus ou moins 5 %. On comprend ici qu’une distance mesurée entre la jonction 40 et l’axe de rotation X du vilebrequin 1 correspond à environ 80 % d’une dimension mesurée entre l’intersection 42 et cet axe de rotation X.Thus, the first ray R1 is less than the second ray R2. More precisely, the first ray R1 has a dimension corresponding to 80% of the dimension of the second ray R2 plus or minus 5%. We understand here that a distance measured between the junction 40 and the axis of rotation X of the crankshaft 1 corresponds to approximately 80% of a dimension measured between the intersection 42 and this axis of rotation X.

Le contrepoids 24 présente une première face 36 et une deuxième face 38 reliant le bord d’entrée 32 au bord de sortie 34. Ces première et deuxième faces 36, 38 sont sensiblement parallèles l’une à l’autre. Elles sont sécantes de l’axe de rotation X du vilebrequin 1 à partir du bord d’entrée 32. La première face 36 est disposée sur le contrepoids 24 du premier côté 26 du premier bras de manivelle 16 et la deuxième face 38 est disposée du deuxième côté 28. On comprend ainsi que la première face 36 du contrepoids 24 est du côté du maneton 12 tandis que sa deuxième face 38 est du côté du palier de rotation 30. Première face 36 et deuxième face 38 sont jointes, au niveau de la deuxième extrémité 22 du premier bras de manivelle 16, par le bord arrondi 35.The counterweight 24 has a first face 36 and a second face 38 connecting the entry edge 32 to the exit edge 34. These first and second faces 36, 38 are substantially parallel to each other. They intersect the axis of rotation second side 28. It is thus understood that the first face 36 of the counterweight 24 is on the side of the crankpin 12 while its second face 38 is on the side of the rotation bearing 30. First face 36 and second face 38 are joined, at the level of the second end 22 of the first crank arm 16, via the rounded edge 35.

La première face 36 et la deuxième face 38 du contrepoids 24 définissent entre elles une épaisseur E de ce contrepoids 24, cette épaisseur E étant mesurée selon une direction parallèle à l’axe de rotation X du vilebrequin ainsi qu’à l’axe Y du maneton 12. Plus précisément, la première face 36 et la deuxième face 38 du contrepoids 24 définissent entre elles une première épaisseur E1 pour la première portion 29, tandis que ces première et deuxième faces 36, 38 définissent une deuxième épaisseur E2 pour la deuxième portion 31. En d’autres termes, la première épaisseur E1 correspond à l’épaisseur du contrepoids 24 d’un côté du plan médian M qui comprend le bord d’entrée 32 alors que la deuxième épaisseur E2 correspond à l’épaisseur de ce contrepoids 24 d’un autre côté du plan médian M qui comprend le bord de sortie 34.The first face 36 and the second face 38 of the counterweight 24 define between them a thickness E of this counterweight 24, this thickness E being measured in a direction parallel to the axis of rotation X of the crankshaft as well as to the axis Y of the crankpin 12. More precisely, the first face 36 and the second face 38 of the counterweight 24 define between them a first thickness E1 for the first portion 29, while these first and second faces 36, 38 define a second thickness E2 for the second portion 31. In other words, the first thickness E1 corresponds to the thickness of the counterweight 24 on one side of the median plane M which includes the entry edge 32 while the second thickness E2 corresponds to the thickness of this counterweight 24 on another side of the median plane M which includes the exit edge 34.

Selon les modes de réalisation du vilebrequin 1 selon l’invention, première épaisseur E1 et deuxième épaisseur E2 peuvent être identiques ou différentes. Lorsque la première épaisseur E1 et la deuxième épaisseur E2 sont identiques, on comprend que l’épaisseur du contrepoids 24 est constante depuis son bord d’entrée 32 jusqu’à son bord de sortie 34.According to the embodiments of the crankshaft 1 according to the invention, first thickness E1 and second thickness E2 may be identical or different. When the first thickness E1 and the second thickness E2 are identical, we understand that the thickness of the counterweight 24 is constant from its entry edge 32 to its exit edge 34.

Dans ce cas, un centre de gravité du contrepoids 24, qui correspond ici à un premier centre de gravité G1 représenté en , est plus proche du bord de sortie 34 que du bord d’entrée 32. Un tel décentrage du premier centre de gravité G1 par rapport au plan médian M résulte de la différence entre le premier rayon R1 et le deuxième rayon R2, ce deuxième rayon R2 étant plus grand que le premier rayon R1 ; il y a ainsi plus de matière pour la deuxième portion 31 que pour la première portion 29, et de ce fait le premier centre de gravité G1 est décalé en direction de cette deuxième portion 31. Le premier centre de gravité G1 est ici disposé sur le bord arrondi 35.In this case, a center of gravity of the counterweight 24, which here corresponds to a first center of gravity G1 represented in , is closer to the exit edge 34 than to the entry edge 32. Such off-centering of the first center of gravity G1 relative to the median plane M results from the difference between the first ray R1 and the second ray R2, this second ray R2 being larger than the first radius R1; there is thus more material for the second portion 31 than for the first portion 29, and as a result the first center of gravity G1 is shifted towards this second portion 31. The first center of gravity G1 is here arranged on the rounded edge 35.

Inversement, la première épaisseur E1 et la deuxième épaisseur E2 peuvent être différentes, la première épaisseur E1 pour la première portion 29 étant alors supérieure à la deuxième épaisseur E2 de la deuxième portion 31. Dans ce cas, le centre de gravité du contrepoids 24, qui est alors un deuxième centre de gravité G2, est positionné sur le plan médian M. On comprend que le deuxième centre de gravité G2 est donc à équidistance du bord d’entrée 32 et du bord de sortie 34. Ainsi, la différence d’épaisseur entre la première épaisseur E1 et la deuxième épaisseur E2 permet de centrer le deuxième centre de gravité G2 sur le plan médian M.Conversely, the first thickness E1 and the second thickness E2 can be different, the first thickness E1 for the first portion 29 then being greater than the second thickness E2 of the second portion 31. In this case, the center of gravity of the counterweight 24, which is then a second center of gravity G2, is positioned on the median plane M. It is understood that the second center of gravity G2 is therefore equidistant from the entry edge 32 and the exit edge 34. Thus, the difference in thickness between the first thickness E1 and the second thickness E2 makes it possible to center the second center of gravity G2 on the median plane M.

La présente invention propose ainsi un vilebrequin dont un choc avec l’huile d’un moteur thermique qu’il équipe est réduit du fait de la forme particulière d’un bord arrondi de son contrepoids, qui est configurée pour faciliter l’entrée du contrepoids dans la réserve d’huile.The present invention thus proposes a crankshaft whose impact with the oil of a heat engine that it equips is reduced due to the particular shape of a rounded edge of its counterweight, which is configured to facilitate the entry of the counterweight in the oil reserve.

La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.The present invention cannot, however, be limited to the means and configurations described and illustrated here and it also extends to any equivalent means and configuration as well as to any technically effective combination of such means.

On notera plus particulièrement que, dans un mode de réalisation non représenté et ne correspondant pas au mode illustré par la , le vilebrequin peut être obtenu par une opération de moulage qui n’est pas suivi d’une opération d’usinage des contrepoids. Dans ce cas, le rayon évolutif peut être strictement d’abord strictement croissant sur la première portion du contrepoids s’étendant entre l’extrémité d’entrée et un plan médian de démoulage, puis constant sur la seconde portion du contrepoids s’étendant depuis ledit plan médian jusqu’au bord de sortie, de façon à conserver une dépouille de fabrication, la valeur du rayon ne présentant pas de discontinuité (saut de valeur) au niveau du plan médian.It will be noted more particularly that, in an embodiment not shown and not corresponding to the mode illustrated by the , the crankshaft can be obtained by a molding operation which is not followed by a counterweight machining operation. In this case, the evolving radius can be strictly initially strictly increasing on the first portion of the counterweight extending between the entry end and a median demolding plane, then constant on the second portion of the counterweight extending from said median plane to the exit edge, so as to maintain a manufacturing draft, the value of the radius not presenting any discontinuity (jump in value) at the level of the median plane.

Claims

Crankshaft (1) of a heat engine extending along an axis of rotation (X) and comprising at least one rotation bearing (30), at least one crankpin (12) and at least two crank arms ( 16, 18), the crankpin (12) extending around an axis (Y) distinct from the axis of rotation (X), the crank arms (16, 18) each having a first end (20) and a second end (22), the crank pin (12) being arranged axially between the first ends (20) of the crank arms (16, 18), the second ends (22) of the crank arms (16, 18) each being equipped of a counterweight (24), at least one counterweight (24) being intended to bathe at least partially in the oil of the heat engine, this counterweight (24) extending over an angular sector (α) between an edge of entry (32) into the oil and an oil outlet edge (34), this inlet edge (32) and this outlet edge (34) being connected by a rounded edge (35) of the counterweight (24 ), characterized in that the rounded edge (35) is part of a circle centered on the axis of rotation (X) of the crankshaft (1) and of radius (R) increasing from the inlet edge (32) towards the exit edge (34) so as to bring about a gradual entry of the rounded edge (35) into the oil.

Crankshaft (1) according to the preceding claim, in which the growth of the radius (R) is continuous.

Crankshaft (1) according to any one of the preceding claims, in which a first radius (R1) measured between on the one hand a junction (40) between the entry edge (32) and the rounded edge (35) and d 'on the other hand the axis of rotation (X) of the crankshaft (1) is less than a second radius (R2) measured between on the one hand an intersection (42) between the output edge (34) and the rounded edge (35 ) and on the other hand the axis of rotation (X) of the crankshaft (1).

Crankshaft (1) according to the preceding claim, in which the first radius (R1) corresponds to 80% of the second radius (R2) plus or minus 5%.

Crankshaft (1) according to any one of the preceding claims, in which the counterweight (24) is shared by a median plane (M) which passes through the axis of rotation (X) so as to define a first portion (29) delimited by the entry edge (32) and a second portion (31) delimited by the exit edge (34), a first thickness (E1) of the first portion (29) and a second thickness (E2) of the second portion (31) being identical, these thicknesses (E1, E2) being measured axially.

Crankshaft (1) according to the preceding claim, in which a center of gravity (G1) of the counterweight (24) is closer to the output edge (34) than to the input edge (32).

Crankshaft (1) according to any one of claims 1 to 4, in which the counterweight (24) is shared by a median plane (M) which passes through the axis of rotation (X) so as to define a first portion ( 29) delimited by the inlet edge (32) and a second portion (31) delimited by the outlet edge (34), a first thickness (E1) of the first portion (29) being greater than a second thickness (E2 ) of the second portion (31), these thicknesses (E1, E2) being measured axially.

Crankshaft (1) according to the preceding claim, in which a center of gravity (G2) of the counterweight (24) is positioned on the median plane (M).

Heat engine, comprising a crankshaft (1) according to any one of the preceding claims and a casing (4) intended to contain an oil reserve (6), the crankshaft (1) being configured to bathe at least partially in the reserve oil (6).

Heat engine according to the preceding claim, in which the crankshaft (1) rotates in a direction of rotation (X1), the inlet edge (32) being the edge which first enters the oil reserve (6) according to this. direction of rotation (X1).