EP1876330A2 - Système de lubrification à carter sec simplifié et moteur à combustion interne comprenant un tel système - Google Patents

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EP1876330A2
EP1876330A2 EP07301035A EP07301035A EP1876330A2 EP 1876330 A2 EP1876330 A2 EP 1876330A2 EP 07301035 A EP07301035 A EP 07301035A EP 07301035 A EP07301035 A EP 07301035A EP 1876330 A2 EP1876330 A2 EP 1876330A2
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EP
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pressure
dewatering
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Agathe Dumont
Jean-Pierre Millon
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Renault SA
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Renault SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
    • F01M2001/126—Dry-sumps

Definitions

  • the present invention relates to a dry sump lubrication system for an internal combustion engine comprising a pressure pump for supplying a pressure lubricating liquid to a high-pressure lubricating circuit of the engine, from a reservoir of lubricating liquid, and a dewatering pump for sucking the lubricating liquid which has fallen into the engine sump, called the oil sump, and for driving it into said reservoir.
  • the invention also relates to an internal combustion engine comprising such a system and a motor vehicle comprising such a motor.
  • the suction strainer of the oil pump which feeds the lubrication system from the oil pan, may then be in conditions where it no longer bathes in the oil. This results in a defusing of the oil pump and destruction of the motor by default lubrication.
  • the dry sump lubrication of an engine is conventionally performed by a pressurized circulation, in the engine lubrication circuit, of oil pulsed by means of a pressure pump into a separate reservoir of the oil sump.
  • Oil that circulates under pressure in the lubrication system lubricates the surfaces in relative motion of the engine and then falls by gravity into the engine oil sump where it is immediately sucked by a dewatering pump to the separate oil reservoir .
  • the oil accumulated in this tank is then sucked back by the pressure pump and then discharged into the lubrication circuit.
  • the pressure pump and the dewatering pump generate a large amount of space in the engine.
  • the assembly time of these two pumps is long and the number of engine parts necessary for the rotational drive of each of these two pumps is important.
  • the present invention proposes a new dry sump lubrication system of reduced size for which the rotational drive of the pumps requires a reduced number of parts.
  • the invention proposes a dry sump lubrication system as defined in the introduction, in which the pressure pump and the dewatering pump have a common axis of rotation.
  • the pressure and drying pumps are thus able to be arranged in series on the same rotary drive shaft, which reduces the space requirement in the engine as well as the number of parts necessary for the rotary drive of said pumps. .
  • the pressure pump and the dewatering pump comprise a common structural part.
  • the pressure pump and the dewatering pump each having a body and a cover, a portion of the body of the pressure pump forms the cover of the dewatering pump.
  • the body of the pressure pump is attached to the body of the dewatering pump.
  • the cover of the pressure pump is attached to the body of the pressure pump.
  • the body and the cover of the pressure pump and the dewatering pump are obtained by casting.
  • the invention also relates to an internal combustion engine comprising a sump lubrication system as described above, in which the two pumps are mounted on the same rotary drive shaft whose axis coincides with the common axis of rotation of the first and the second pump.
  • the pressure pump of the dry sump lubrication system is connected to a high pressure lubrication circuit of the engine which comprises a feed channel opening into the engine.
  • lubricating liquid reservoir and, secondly, the bilge pump is connected to a suction channel which opens into the engine oil sump and to a discharge channel which opens into the lubricating liquid reservoir.
  • the feed channel of the engine lubrication circuit is connected to a strainer which opens into the lubricating liquid reservoir.
  • the invention also relates to a motor vehicle in which there is provided an internal combustion engine as described above.
  • FIGs 1 to 5 there is shown a motor vehicle internal combustion engine which comprises a dry sump lubrication system.
  • the internal combustion engine comprises a plurality of cylinder barrels arranged in a horizontal configuration on the vehicle.
  • the engine housing or engine block, comprises the cylinder housing (not shown), or cylinder block, and the oil sump 40, or crankcase lower, which corresponds to the lower part of the engine housing located under the cylinder block.
  • the dry sump lubrication system comprises two pumps 11, 12, namely a pressure pump 11 and a dewatering pump 12.
  • the dewatering pump and / or the pressure pump may be vane pumps, trochoid pumps, or gear pumps.
  • the pressure pump 11 shown more particularly in FIG. 5, supplies an oil to a high-pressure lubricating circuit 15 of the engine from a reservoir 30 via a supply channel 9 connected to a strainer 13.
  • the dewatering pump 12 shown more particularly in FIGS. 3 and 4, is connected to a suction channel 21 which opens into the oil sump 40 of the engine and to a delivery channel 22 which opens into the tank 30. It then enables the tank 30 to be supplied with oil from the oil sump 40 via the suction channel 21 and the discharge channel 22.
  • the mouth 14 of the suction channel 21 is located at the lowest point of the oil sump 40. More particularly, this mouth 14 dipped in the oil of the sump 40 which accumulates in a portion 41 in the form of bowl of oil sump 40.
  • the pressure pump 11 and the dewatering pump 12 have a common axis A1 of rotation.
  • the two pumps 11, 12 are mounted on one and the same rotation drive shaft whose axis is of axis A1.
  • This shaft 5 is connected by a gear system to the crankshaft of the engine.
  • the pressure pump 11 and the dewatering pump 12 each comprise a body 82, 81 and a cover 70, 83.
  • the cover of the dewatering pump 12 is formed by a part 83 of the body 82 of the pressure pump 11. Thanks to the common structural part 83 of the two pumps 11, 12, on the one hand, the weight of the lubrication system is reduced and, on the other hand, a significant space saving is obtained. in the engine.
  • the body 82 of the pressure pump 11 is attached to the body 81 of the dewatering pump 12 and is closed by the cover 70 attached thereto.
  • the two pumps 11, 12 form a single piece easily mountable in the engine.
  • the body 82, 81 and the cover 70, 83 of the pressure pump 11 and the dewatering pump 12 are obtained by casting.
  • the high pressure lubrication circuit 15 comprises, inter alia, a main ramp (not shown) disposed in the cylinder block of the engine which allows the lubrication of the crankshaft bearings and a distribution manifold (not shown) which allows the lubrication of the crankcase. 'camshaft. Some oil may also leave the main boom to irrigate the breech (not shown). The oil thus dispersed in the engine is then collected by gravitation in the oil sump 40.
  • the dewatering pump 12 draws, through the mouth 14 of the suction channel 21, the oil that has fallen into the oil sump 40 of the engine and accumulates in its portion 41 in the form of a bowl.
  • the oil sucked reaches the oil inlet 23 of the dewatering pump 12 and is discharged through the discharge channel 22 into the tank 30 ( Figures 3 and 4).
  • the oil tank 30, or oil tank is closed and is integrated in the lower part of the engine casing.
  • a wire 43 disposed in the oil sump 40 separates the lower part of the oil sump 40 which collects the oil that has fallen after passing through the high pressure lubrication circuit 15, of the tank 30.

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Abstract

L'invention concerne un moteur à combustion interne et un système de lubrification à carter sec comportant une pompe de pression (11) pour alimenter en liquide de lubrification sous pression un circuit de lubrification à haute pression du moteur, à partir d'un réservoir (30) de liquide de lubrification, et une pompe d'assèchement (12) destinée à aspirer le liquide de lubrification tombé dans le carter inférieur (40) du moteur, appelé carter d'huile, et à le refouler dans ledit réservoir.
Selon l'invention, la pompe de pression et la pompe d'assèchement possèdent un axe commun de rotation.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
  • La présente invention concerne un système de lubrification à carter sec pour moteur à combustion interne comportant une pompe de pression pour alimenter en liquide de lubrification sous pression un circuit de lubrification à haute pression du moteur, à partir d'un réservoir de liquide de lubrification, et une pompe d'assèchement destinée à aspirer le liquide de lubrification tombé dans le carter inférieur du moteur, appelé carter d'huile, et à le refouler dans ledit réservoir.
  • L'invention concerne également un moteur à combustion interne comportant un tel système et un véhicule automobile comportant un tel moteur.
    • ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
  • Lorsque les véhicules automobiles sont soumis à des accélérations ou des décélérations importantes, ou encore lors d'un virage serré, le niveau d'huile dans le carter d'huile du moteur ne peut être suffisamment stabilisé.
  • La crépine d'aspiration de la pompe à huile, qui alimente le circuit de lubrification à partir du carter d'huile, risque alors de se trouver dans des conditions où elle ne baigne plus dans l'huile. Il en résulte un désamorçage de la pompe à huile et une destruction du moteur par défaut de lubrification.
  • Par ailleurs, les secousses subies par un véhicule automobile équipé d'un moteur à cylindres horizontaux provoquent des remous de la nappe d'huile présente dans le carter d'huile qui risque alors de remonter dans les cylindres sous les pistons, ce qui augmente fortement la consommation en huile du moteur.
  • La technique de la lubrification dite à carter sec, par opposition à la technique dite à bain d'huile, a été développée pour pallier ces inconvénients.
  • La lubrification à carter sec d'un moteur est classiquement réalisée par une circulation sous pression, dans le circuit de lubrification du moteur, d'huile puisée au moyen d'une pompe de pression dans un réservoir distinct du carter d'huile. L'huile qui circule sous pression dans le circuit de lubrification lubrifie les surfaces en mouvement relatif du moteur puis retombe par gravité dans le carter d'huile du moteur où elle est aussitôt aspirée par une pompe d'assèchement vers le réservoir d'huile séparé. L'huile accumulée dans ce réservoir est alors à nouveau aspirée par la pompe de pression puis refoulée dans le circuit de lubrification.
  • Cependant, la pompe de pression et la pompe d'assèchement génèrent un encombrement important dans le moteur. En outre, le temps de montage de ces deux pompes est long et le nombre de pièces du moteur nécessaire à l'entraînement en rotation de chacune de ces deux pompes est important.
    • OBJET DE L'INVENTION
  • La présente invention propose un nouveau système de lubrification à carter sec de taille réduite pour lequel l'entraînement en rotation des pompes requiert un nombre de pièces réduit.
  • A cet effet, l'invention propose un système de lubrification à carter sec tel que défini dans l'introduction, dans lequel la pompe de pression et la pompe d'assèchement présentent un axe commun de rotation.
  • Les pompes de pression et d'assèchement sont ainsi aptes à être disposées en série sur un même arbre d'entraînement en rotation, ce qui réduit l'encombrement dans le moteur ainsi que le nombre de pièces nécessaires pour l'entraînement à rotation desdites pompes.
  • Selon une première caractéristique avantageuse de l'invention, la pompe de pression et la pompe d'assèchement comportent une partie structurelle commune.
  • Grâce à la partie de structure commune des deux pompes, d'une part, le poids du système de lubrification est réduit et, d'autre part, on obtient un gain de place encore plus important dans le moteur.
  • La réduction du nombre de pièces d'un tel système de lubrification à carter sec simplifie et réduit le temps de montage dans le moteur.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la pompe de pression et la pompe d'assèchement comportant chacune un corps et un couvercle, une partie du corps de la pompe de pression forme le couvercle de la pompe d'assèchement.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le corps de la pompe de pression est rapporté sur le corps de la pompe d'assèchement.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le couvercle de la pompe de pression est rapporté sur le corps de la pompe de pression.
  • Les deux caractéristiques ci-dessus permettent d'obtenir un système de lubrification compact.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le corps et le couvercle de la pompe de pression et de la pompe d'assèchement sont obtenus par fonderie.
  • L'invention concerne également un moteur à combustion interne comportant un système de lubrification à carter sec tel que décrit ci-dessus, dans lequel les deux pompes sont montées sur un même arbre d'entraînement en rotation dont l'axe est confondu avec l'axe commun de rotation de la première et de la deuxième pompe.
  • Selon une caractéristique avantageuse du moteur conforme à l'invention, d'une part, la pompe de pression du système de lubrification à carter sec est reliée à un circuit de lubrification à haute pression du moteur qui comprend un canal d'alimentation débouchant dans le réservoir de liquide de lubrification et, d'autre part, la pompe d'assèchement est reliée à un canal d'aspiration qui débouche dans le carter d'huile du moteur et à un canal de refoulement qui débouche dans le réservoir de liquide de lubrification.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse du moteur conforme à l'invention, le canal d'alimentation du circuit de lubrification du moteur est relié à une crépine qui débouche dans le réservoir de liquide de lubrification.
  • L'invention concerne également un véhicule automobile dans lequel il est prévu un moteur à combustion interne tel que décrit ci-dessus.
    • DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION
  • La description qui va suivre en regard des dessins annexés d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
  • Dans les dessins annexés :
    • la figure 1 est une vue en élévation d'un système de lubrification selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en coupe axiale du système de lubrification de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue selon la coupe C-C du système de lubrification de la figure 1 ;
    • la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une pompe d'assèchement du système de lubrification de la figure 1 ;
    • la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une pompe de pression du système de lubrification de la figure 1.
  • Sur les figures 1 à 5, on a représenté un moteur à combustion interne de véhicule automobile qui comporte un système de lubrification 10 à carter sec.
  • Ici, le moteur à combustion interne comporte plusieurs fûts de cylindre agencés selon une configuration horizontale sur le véhicule.
  • Le carter du moteur, ou bloc moteur, comporte le carter des cylindres (non représenté), ou bloc cylindres, ainsi que le carter d'huile 40, ou carter inférieur, qui correspond à la partie inférieure du carter du moteur située sous le bloc cylindres.
  • Le système de lubrification 10 à carter sec comporte deux pompes 11, 12, à savoir une pompe de pression 11 et une pompe d'assèchement 12.
  • La pompe d'assèchement et/ou la pompe de pression peuvent être des pompes à palettes, des pompes trochoïdes, ou encore des pompes à engrenages.
  • La pompe de pression 11, représentée plus particulièrement sur la figure 5, alimente en huile un circuit de lubrification à haute pression 15 du moteur à partir d'un réservoir 30 via un canal d'alimentation 9 relié à une crépine 13.
  • La pompe d'assèchement 12, représentée plus particulièrement sur les figures 3 et 4, est reliée à un canal d'aspiration 21 qui débouche dans le carter d'huile 40 du moteur et à un canal de refoulement 22 qui débouche dans le réservoir 30. Elle permet alors d'alimenter en huile le réservoir 30 à partir du carter d'huile 40 via le canal d'aspiration 21 et le canal de refoulement 22.
  • L'embouchure 14 du canal d'aspiration 21 est située au point le plus bas du carter d'huile 40. Plus particulièrement, cette embouchure 14 trempe dans l'huile du carter inférieur 40 qui s'accumule dans une partie 41 en forme de cuvette du carter d'huile 40.
  • Avantageusement, comme le montrent plus particulièrement les figures 1 et 2, la pompe de pression 11 et la pompe d'assèchement 12 présentent un axe A1 commun de rotation. Les deux pompes 11, 12 sont montées sur un même arbre 5 d'entraînement en rotation dont l'axe est d'axe A1. Cet arbre 5 est relié par un système d'engrenages au vilebrequin du moteur.
  • Comme représenté sur la figure 2, la pompe de pression 11 et la pompe d'assèchement 12 comportent chacune un corps 82, 81 et un couvercle 70, 83. Le couvercle de la pompe d'assèchement 12 est formé par une partie 83 du corps 82 de la pompe de pression 11. Grâce à la partie de structure commune 83 des deux pompes 11, 12, d'une part, le poids du système de lubrification est réduit et, d'autre part, on obtient un gain de place important dans le moteur.
  • Par ailleurs, le corps 82 de la pompe de pression 11 est rapporté sur le corps 81 de la pompe d'assèchement 12 et est fermé par le couvercle 70 rapporté sur celui-ci.
  • Comme représenté sur les figures 1 et 2, une fois assemblées, les deux pompes 11, 12 forment une seule pièce facilement montable dans le moteur.
  • Ici, le corps 82, 81 et le couvercle 70, 83 de la pompe de pression 11 et de la pompe d'assèchement 12 sont obtenus par fonderie.
  • Lorsque les pompes de pression 11 et d'assèchement 12 sont entraînées en rotation, l'huile est aspirée par la crépine 13, circule le long du canal d'alimentation 9, et atteint l'arrivée d'huile 16 de la pompe de pression 11 (figures 3 et 5). Puis, après passage par un filtre 19, l'huile circule dans le circuit de lubrification à haute pression 15 qui traverse le bloc moteur. Le circuit de lubrification à haute pression 15 comporte, entre autre, une rampe principale (non représentée), disposée dans le bloc cylindres du moteur qui permet la lubrification des paliers du vilebrequin et une rampe de distribution (non représentée) qui permet de lubrifier l'arbre à cames. Une certaine quantité d'huile peut également quitter la rampe principale pour irriguer la culasse (non représentée). L'huile ainsi dispersée dans le moteur est ensuite recueillie par gravitation dans le carter d'huile 40.
  • La pompe d'assèchement 12 aspire, par l'embouchure 14 du canal d'aspiration 21, l'huile tombée dans le carter d'huile 40 du moteur et accumulée dans sa partie 41 en forme de cuvette. L'huile aspirée atteint l'arrivée d'huile 23 de la pompe d'assèchement 12 puis est refoulée par le canal de refoulement 22 dans le réservoir 30 (figures 3 et 4).
  • Ici, le réservoir 30 d'huile, ou bac d'huile, est fermé et est intégré dans la partie inférieure du carter du moteur. Comme représenté sur la figure 1, une toile 43 disposée dans le carter d'huile 40 sépare la partie basse du carter d'huile 40 qui recueille l'huile tombée après passage dans le circuit de lubrification à haute pression 15, du réservoir 30.
  • La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims (10)

  1. Système de lubrification à carter sec pour moteur à combustion interne comportant une pompe de pression (11) pour alimenter en liquide de lubrification sous pression un circuit de lubrification à haute pression (15) du moteur, à partir d'un réservoir (30) de liquide de lubrification, et une pompe d'assèchement (12) destinée à aspirer le liquide de lubrification tombé dans le carter inférieur (40) du moteur, appelé carter d'huile (40), et à le refouler dans ledit réservoir (30), caractérisé en ce que la pompe de pression (11) et la pompe d'assèchement (12) possèdent un axe commun de rotation (A1).
  2. Système de lubrification selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pompe de pression (11) et la pompe d'assèchement (12) comportent une partie structurelle commune (83).
  3. Système de lubrification selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pompe de pression (11) et la pompe d'assèchement (12) comportant chacune un corps (82, 81) et un couvercle (70, 83), une partie (83) du corps (82) de la pompe de pression (11) forme le couvercle (83) de la pompe d'assèchement (12).
  4. Système de lubrification selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps (82) de la pompe de pression (11) est rapporté sur le corps (81) de la pompe d'assèchement (12).
  5. Système de lubrification selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle (70) de la pompe de pression (11) est rapporté sur le corps (82) de la pompe de pression (11).
  6. Système de lubrification selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (82, 81) et le couvercle (70, 83) de la pompe de pression (11) et de la pompe d'assèchement (12) sont obtenus par fonderie.
  7. Moteur à combustion interne comportant un système de lubrification à carter sec selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux pompes (11, 12) sont montées sur un même arbre d'entraînement en rotation (5) dont l'axe est confondu avec l'axe commun de rotation (A1) de la première (11) et de la deuxième pompe (12).
  8. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, d'une part, la pompe de pression (11) du système de lubrification à carter sec est reliée à un circuit de lubrification à haute pression (15) du moteur qui comprend un canal d'alimentation (9) qui débouche dans le réservoir (30) de liquide de lubrification et, d'autre part, la pompe d'assèchement (12) est reliée à un canal d'aspiration (21) qui débouche dans le carter d'huile (40) du moteur et à un canal de refoulement (22) qui débouche dans le réservoir (30) de liquide de lubrification.
  9. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le canal d'alimentation (9) du circuit de lubrification à haute pression (15) du moteur est relié à une crépine (13) qui débouche dans le réservoir (30) de liquide de lubrification.
  10. Véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne selon l'une des trois revendications précédentes.
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