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I
La présente invention concerne les dispositifs d'alimentation des gicleurs
de refroidissement des pistons dans les moteurs à combustion interne,
permettant
de projeter un fluide de refroidissement tel que de l'huile contre les fonds
des
pistons, c'est-à-dire contre les faces des pistons extérieures à la chambre
d'explosion, ou dans les galeries des fonds des pistons.
Les gicleurs de refroidissement de piston habituellement utilisés sont
des pièces rapportées, fixées dans le moteur et communiquant avec un orifice
d'amenée de fluide de refroidissement. La position du gicleur est déterminée
avec
1o précision pour réaliser un jet de fluide de refroidissement dirigé vers une
zone
précise du fond de piston ou de la galerie de fond de piston. Le gicleur est
une
pièce interchangeable, dont le remplacement ne nécessite en principe pas une
reprise du bloc moteur lui-même.
Dans les moteurs actuels, on alimente les gicleurs de refroidissement de
t5 pistons par le circuit de lubrification du moteur, dans lequel le fluide de
refroidissement et de lubrification est pulsé par une pompe à huile entraînée
en
rotation par le moteur lui-méme.
Le fluide de refroidissement a ainsi un double rôle. Un premier rôle est
de refroidir les éléments échauffés du moteur, notamment les pistons, en
2o véhiculant l'énergie calorifique dégagée par ces éléments par le fluide de
refroidissement dont le débit et la capacité calorifique sont choisis. Un
second rôle
du fluide de refroidissement est d'assurer la lubrification des éléments
mobiles du
moteur, comme par exemple les paliers du vilebrequin, les tétes et pieds de
bielle,
les surfaces de coulissement entre les pistons et la chemise ... Le fluide
utilisé est
25 généralement de l'huile. Ainsi, nous parlerons indifféremment d'huile, de
fluide de
refroidissement ou encore de fluide de refroidissement et de lubrification.
Dans un souci constant d'abaisser les coûts matériels pour rester
compétitifs, les constructeurs d'automobiles cherchent à réduire la taille de
la
pompe à huile. Cette réduction de la taille de la pompe à huile oblige les
3o constructeurs de moteurs à se contenter, à bas régime moteur, d'un faible
débit
d'huile pour la lubrification. II y a donc un besoin pour concevoir des moyens
adaptés à la taille réduite des pompes à huile, et permettant toutefois
d'assurer une
bonne lubrification des éléments mobiles du moteur à faible régime moteur,
même
avec un faible débit d'huile autorisé.
35 On connait pour cela des dispositifs d'alimentation de gicleur de
refroidissement permettant d'inhiber, par un clapet, la circulation de fluide
de
refroidissement tant que la pression du fluide de refroidissement n'a pas
dépassé
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une valeur de seuil déterminée. Les clapets de telles structures de
dispositifs
d'alimentation de gicleur de refroidissement sont parfois réalisés par une
bille,
repoussée par un ressort de compression vers un siège pour obturer une lumière
servant de passage pour le fluide de refroidissement.
Lorsque le moteur tourne à faible régime, la pression du fluide de
refroidissement est inférieure à une pression de seuil déterminée : la lumière
du
siège est obturée et il n'y a donc aucun jet de fluide de refroidissement
dirigé vers
la zone du fond de piston. De la sorte, à faible régime moteur, la plus grande
partie
de l'huile est gardée pour la lubrification d'éléments mobiles plus sensibles
du
1o moteur tels que les paliers de vilebrequin, les têtes ou encore les pieds
de bielle.
A régime moteur élevé, la pression du fluide de refroidissement est
supérieure à la pression de seuil déterminée, et le clapet du dispositif
d'alimentation en huile des gicleurs de refroidissement est alors ouvert, ce
qui
permet l'établissement d'un jet de fluide de refroidissement dirigé vers une
zone du
fond de piston.
L'invention résulte de l'observation de phénomènes d'usure des
éléments mobiles internes du moteur lors de l'utilisation de tels dispositifs
d'alimentation à clapet.
Egalement, dans les gicleurs de refroidissement à clapet connus, il se
2o produit un bruit et des vibrations perceptibles par l'oreille humaine à
l'ouverture du
clapet des dispositifs d'alimentation des gicleurs de refroidissement, ce qui
constitue une source parasitaire de bruit pour l'utilisateur.
Pour améliorer la lubrification à bas régime de rotation du moteur, on a
déjà proposé, dans le document JP 2004-346766 A, un dispositif d'amenée
d'huile
à deux circuits : l'huile est amenée dans le cylindre du moteur à partir d'un
canal
commun percé dans le bloc moteur, qui se subdivise dans le bloc moteur en un
canal principal et un canal secondaire. Un gicleur à clapet est raccordé en
bout du
canal principal de bloc moteur et comprend un tronçon amont, un clapet de
commande, et un tronçon aval qui dirige un jet d'huile principal
longitudinalement
3o vers le fond du piston. Le canal secondaire du bloc moteur conduit l'huile
dans le
bloc moteur depuis le canal commun, en amont du clapet, directement dans le
cylindre du moteur, et dirige un jet d'huile secondaire transversalement dans
le
cylindre du moteur. Les jets d'huile principal et secondaire se coupent. Le
jet
d'huile secondaire, dirigé transversalement, est perpendiculaire au
déplacement du
piston dans le cylindre et est donc perturbé par le déplacement du piston. II
en
résulte que son efficacité n'est pas optimale. La réalisation du canal
secondaire
nécessite un usinage supplémentaire du bloc moteur, usinage onéreux, non
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modifiable, et qui n'est pas aisément adaptable à toutes les configurations de
blocs
moteurs existantes.
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir des
moyens rapportés et interchangeables qui, sans modification ou altération du
bloc
moteur, permettent efficacement à la fois de réduire ces phénomènes d'usure et
de
réduire ces bruits et vibrations parasites dans les moteurs équipés de
dispositifs
d'alimentation à clapet.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit un
dispositif pour alimenter en fluide de refroidissement et de lubrification un
ou
1o plusieurs pistons d'un moteur à combustion interne, le dispositif
comprenant un ou
plusieurs gicleurs rapportés de refroidissement et de lubrification des
pistons du
moteur à combustion interne, le dispositif comprenant au moins un clapet
rapporté,
ledit clapet ayant une canalisation amont connectable à une canalisation
d'alimentation et ayant une canalisation aval conduisant le fluide de
i5 refroidissement vers le ou les pistons, ledit clapet rapporté ayant des
moyens de
fermeture comportant un élément d'obturation déplaçable dans un logement pour
obturer une lumière d'un siège, ledit clapet rapporté réagissant à la pression
du
fluide de refroidissement en s'ouvrant lorsque la pression amont est
supérieure à
une pression de seuil et en se fermant lorsque la pression amont est
inférieure à la
2o pression de seuil ; selon l'invention le clapet rapporté comporte en outre
un moyen
de fuite calibrée qui connecte la canalisation amont à la canalisation aval en
parallèle des moyens de fermeture du clapet.
Une telle structure permet d'assurer encore un faible débit de fluide dans
les gicleurs de refroidissement lorsque le moteur tourne à bas régime, afin de
venir
25 lubrifier les contacts coulissants entre les pistons et les chemises. La
fuite est
calibrée afin que le débit d'huile à faible régime moteur soit juste suffisant
pour
permettre la lubrification des contacts coulissants, et afin de ne pas réduire
de
manière sensible la lubrification des autres éléments mobiles du moteur.
A un régime moteur plus élevé, il devient généralement nécessaire de
3o refroidir les pistons et la chemise en contact coulissant. Or
l'augmentation du
régime moteur accroit la pression du fluide dans le circuit de
refroidissement.
L'élément d'obturation déplaçable s'écarte alors du siège, autorisant ainsi le
passage d'huile au travers de la lumière pratiquée dans le siège. On a alors
un
débit d'huile suffisant pour assurer à la fois la lubrification des éléments
mobiles du
35 moteur et leur refroidissement par évacuation de l'énergie calorifique.
On minimise ainsi les phénomènes d'usure, en assurant une lubrification
permanente et bien répartie des éléments mobiles du moteur y compris lorsque
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celui-ci tourne à faible régime, c'est-à-dire lorsque la pression du fluide de
refroidissement est inférieure à la pression de seuil déterminée. La direction
du jet
est inchangée, et reste longitudinale vers le fond de piston, quel que soit
l'état du
clapet. La lubrification ainsi réalisée est optimale, car elle n'est pas
perturbée par
les mouvements du piston.
A bas régime moteur, on se contente, pour les gicleurs de
refroidissement dirigés vers une zone du fond de piston, d'un faible débit de
fluide
de refroidissement. Ceci est suffisant, puisqu'il n'est alors pas nécessaire
que le
fluide de refroidissement joue un rôle autre que celui de la lubrification.
l0 Simultanément, le maintien d'une faible circulation d'huile dans la
canalisation aval lorsque la pression du fluide de refroidissement est
inférieure à la
pression de seuil déterminée permet de réduire la différence entre la pression
dans
la canalisation amont et la pression dans la canalisation aval lors de
l'ouverture du
clapet du dispositif d'alimentation. On amortit ainsi le mouvement de
l'élément
d'obturation du clapet du dispositif d'alimentation, réduisant ainsi de
manière
significative le bruit produit par le déplacement de l'élément d'obturation du
clapet.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif d'alimentation en
fluide de refroidissement peut comporter un clapet à moyen de fuite calibrée
commun à plusieurs gicleurs de refroidissement et de lubrification de fond de
piston.
Selon un second mode de réalisation, le dispositif d'alimentation en
fluide de refroidissement peut être agencé de telle sorte que chaque gicleur
de
refroidissement et de lubrification de fond de piston comprenne un clapet à
moyen
de fuite calibrée.
2s Avantageusement, la pression de seuil peut être comprise entre environ
1,8 et environ 2,8 bars pour un moteur à essence, et entre environ 1,2 et
environ
2,5 bars pour un moteur diesel.
De préférence, le moyen de fuite calibrée peut comporter au moins une
entaille pratiquée dans le siège du clapet.
3o On réalise ainsi un moyen de fuite de façon économique, simple et
rapide, et facilement dimensionnable par la profondeur de l'entaille réalisée.
Un second mode de réalisation du moyen de fuite calibrée selon
l'invention peut être envisagé, selon lequel
- le clapet comporte un corps de clapet ayant une chambre annulaire, ménagée
3s autour du logement et communiquant avec la canalisation aval,
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- l'élément d'obturation est un piston venant obturer simultanément la lumière
du
siège et au moins un passage radial prévu pour mettre en communication le
logement avec la chambre annulaire,
- le moyen de fuite calibrée est un trou radial mettant en communication
5 permanente le logement avec la chambre annulaire,
- ledit au moins un passage radial présente un diamètre supérieur au diamètre
du
trou radial.
Un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention peut être
envisagé, selon lequel
1o - le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille pratiquée dans
le siège
du clapet,
l'élément d'obturation est un piston ayant une tête,
- la tête du piston comporte un passage transversal en communication avec un
passage axial pour mettre en communication le logement avec la canalisation
aval.
Selon l'invention, un moteur à combustion interne peut avoir un ou
plusieurs pistons alimentés en fluide de refroidissement et de lubrification
par un
dispositif tel que défini ci-dessus.
Avantageusement, le dispositif d'alimentation à clapet selon l'invention
peut être entièrement incorporé dans un gicleur, pour former un gicleur à
clapet
2o pouvant comporter
- un corps de clapet ayant une canalisation amont et une canalisation aval,
- dans le corps de clapet, des moyens de fermeture comportant un élément
d'obturation déplaçable dans un logement pour obturer une lumière d'un siège
entre la canalisation amont et la canalisation aval, ledit élément
d'obturation
réagissant à la pression du fluide de refroidissement en s'ouvrant lorsque la
pression amont est supérieure à une pression de seuil et en se fermant lorsque
la
pression amont est inférieure à la pression de seuil,
- un moyen de fuite calibrée qui connecte la canalisation amont à la
canalisation
aval en parallèle des moyens de fermeture.
3o De préférence, le corps de clapet comprend un tronçon amont ayant la
canalisation amont et conformé pour s'engager axialement dans un alésage du
moteur selon une direction axiale de pénétration et pour recevoir un fluide de
refroidissement et de lubrification arrivant par ledit alésage.
Selon un autre aspect, le gicleur à clapet peut comporter une structure
de sortie avec au moins une canalisation aval pour le passage de fluide dans
le
corps de clapet et avec au moins un tube aval pour diriger vers le piston à
refroidir
au moins un jet de fluide de refroidissement et de lubrification.
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Avantageusement, le tube aval de sortie de fluide de refroidissement et
de lubrification peut étre un tube cintré dont l'extrémité libre est dirigée
vers le
piston et comporte un rétreint.
Selon l'invention, le gicleur à clapet peut comporter une pression de
seuil comprise entre environ 1,8 et environ 2,8 bars pour un moteur à essence,
et
entre environ 1,2 et environ 2,5 bars pour un moteur diesel.
Avantageusement, le moyen de fuite calibrée du gicleur à clapet peut
comporter au moins une entaille pratiquée dans le siège du clapet.
De préférence, le gicleur à clapet peut être tel que
1o - le corps de clapet comporte une chambre annulaire, ménagée autour du
logement, et communiquant avec la canalisation aval,
- l'élément d'obturation est un piston venant obturer simultanément la lumière
du
siège et au moins un passage radial prévu pour mettre en communication le
logement avec la chambre annulaire,
- le moyen de fuite calibrée est un trou radial mettant en communication
permanente le logement avec la chambre annulaire,
- ledit au moins un passage radial présente un diamètre supérieur au diamètre
du
trou radial.
De façon avantageuse, le gicleur à clapet peut être tel que
- le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille pratiquée dans le
siège
du clapet,
- l'élément d'obturation est un piston,
- la tête du piston comporte un passage transversal en communication avec un
passage axial pour mettre en communication le logement avec la canalisation
aval.
2s Selon l'invention, un moteur à combustion interne peut avoir des gicleurs
à clapet tels que définis ci-dessus qui alimentent en fluide de
refroidissement et de
lubrification un ou plusieurs pistons du moteur.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention
ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers,
faite en
3o relation avec les figures jointes, parmi lesquelles
- la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un
dispositif selon l'invention pour alimenter en fluide de refroidissement et de
lubrification les gicleurs de refroidissement et de lubrification ;
- la figure 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation d'un
35 dispositif selon l'invention pour alimenter en fluide de refroidissement et
de
lubrification les gicleurs de refroidissement et de lubrification ;
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- la figure 3 présente différents types de gicleurs utilisables dans le mode
de
réalisation de la figure 1 ;
- la figure 4 présente différents types de gicleurs à clapet utilisables dans
le mode
de réalisation de la figure 2 ;
- la figure 5a présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme à clapet selon
l'invention
dans un état fermé ;
- la figure 5b présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre du mode de réalisation du mécanisme à clapet de la figure 5a dans un
état
ouvert ;
- la figure 6a présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre d'un deuxième mode de réalisation d'un mécanisme à clapet selon
l'invention dans un état fermé ;
- la figure 6b présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre du mode de réalisation du mécanisme à clapet de la figure 6a dans un
état
ouvert ;
- la figure 7a présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre d'un troisième mode de réalisation d'un mécanisme à clapet selon
l'invention
dans un état fermé ;
- la figure 7b présente deux vues en coupe selon des plans décalés de
90° l'un de
l'autre du mode de réalisation du mécanisme à clapet de la figure 7a dans un
état
ouvert ; et
- la figure 8 est un graphique représentant le débit de fluide de
refroidissement et
de lubrification en fonction de la pression régnant dans le circuit de
refroidissement.
Sur fa figure 1 est représenté un premier mode de réalisation selon
l'invention d'un dispositif d'alimentation en huile de refroidissement et de
lubrification des pistons d'un moteur à combustion interne. On a représenté
ici un
dispositif d'alimentation en huile des gicleurs de refroidissement d'un moteur
à
3o quatre cylindres en ligne, mais il va de soi que l'invention est sans
aucune difficulté
adaptable à tout autre moteur présentant une configuration différente (en V,
en
étoile, en W, ...) et un nombre de cylindres différent.
Dans cette disposition, un clapet central 21 rapporté à fuite calibrée
contrôle l'écoulement de fluide de refroidissement et de lubrification depuis
une
canalisation d'alimentation 7 dans le bloc moteur vers des gicleurs 8a, 8b, 8c
et 8d
de refroidissement et de lubrification rapportés qui, au moyen de leurs
canalisations aval respectives 9a, 9b, 9c et 9d, dirigent un jet de fluide de
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refroidissement et de lubrification vers le fond des pistons respectifs 10a,
10b, 10c
et 10d à refroidir.
Dans cette disposition, les gicleurs 8a, 8b, 8c et 8d de refroidissement et
de lubrification rapportés sont dépourvus de clapet interne. On trouve des
exemples de réalisation de tels gicleurs 8a, 8b, 8c et 8d sur la figure 3,
illustrant un
gicleur double 11 et un gicleur simple 12.
Le gicleur simple 12 comporte une extrémité de branchement 12a
conformée pour être raccordée sur la canalisation d'alimentation 7 (figure 1
), et
comporte un tube cintré 12b conformé pour diriger vers le fond du piston 10a,
10b,
io 10c ou 10d à refroidir un jet de fluide de refroidissement et de
lubrification, et se
terminant par un rétreint 12d situé à l'extrémité libre 12c du tube cintré
12b.
Le gicleur double 11 est branché sur la canalisation d'alimentation 7 par
son extrémité de branchement 11 a et comporte deux tubes cintrés de sortie 11
b et
11c dont les extrémités libres 11d et 11e comportent des rétreints 11f et 11g.
Les
extrémités libres 11 d et 11 e des tubes cintrés de sortie 11 b et 11 c sont
conformées
pour diriger chacune vers les fonds des pistons 10a-10d à refroidir au moins
un jet
de fluide de refroidissement et de lubrification.
La figure 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation
d'un dispositif d'alimentation en huile des gicleurs 8a, 8b, 8c et 8d de
2o refroidissement et de lubrification de pistons 10a, 10b, 10c et 10d selon
l'invention.
Dans ce mode de réalisation, le fluide de refroidissement et de lubrification
est
amené par la canalisation d'alimentation 7 aux gicleurs 8a, 8b, 8c et 8d,
chaque
gicleur 8a, 8b, 8c et 8d comportant lui-même un clapet 21 a, 21 b, 21 c ou 21
d à
moyen de fuite calibrée.
De tels gicleurs à clapet 8a, 8b, 8c et 8d, comportant un clapet 21 a-21 d
et un moyen de fuite calibrée, sont représentés sur la figure 4, où l'on
distingue un
gicleur à clapet double 110 à clapet 21 à moyen de fuite calibrée et deux
tubes
cintrés de sortie 11 b, 11 c. On trouve aussi un gicleur à clapet simple 120
associé à
un clapet 21 à moyen de fuite calibrée et ayant un tube cintré de sortie 12b.
3o De tels gicleurs à clapet 110 ou 120 ont un corps de clapet 210 dont un
tronçon amont 21 e est conformé pour s'engager axialement dans un alésage du
moteur selon une direction axiale de pénétration. Le gicleur à clapet
constitue un
élément rapporté dans le bloc moteur, aisément interchangeable et adaptable
sans
modification du bloc moteur lui-même.
Sur la figure 5a est représenté en coupe un premier mode de réalisation
d'un clapet 21 selon l'invention dans son état fermé. Le clapet 21 comprend un
corps de clapet 210 ayant une canalisation amont 13 apte à communiquer avec
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une canalisation d'alimentation 7 du circuit de refroidissement du moteur dans
laquelle règne une pression inférieure à la pression de seuil déterminée,
choisie
par le constructeur de moteur. Un ressort 15 vient repousser contre un siège
19 un
élément d'obturation 16 déplaçable dans un logement 17, pour obturer une
lumière
18 du siège 19, s'opposant ainsi au passage du fluide de refroidissement et de
lubrification depuis la canalisation amont 13 pour aller dans le logement 17
et dans
la canalisation aval 14.
Sur le siège 19 sont pratiquées deux entailles 20, constituant un moyen
de fuite pour le fluide de refroidissement et de lubrification arrivant par la
1o canalisation amont 13 dans le logement 17, en parallèle de la zone de
fermeture du
clapet 21. Ce moyen de fuite est calibré par la profondeur des entailles 20
pratiquées dans le siège 19. Ainsi, même pour des pressions du circuit de
refroidissement inférieures à la pression de seuil déterminée, choisie par le
constructeur de moteur, il se produit une circulation de fluide de
refroidissement et
is de lubrification au travers du clapet 21, avec un débit défini par la
section des
entailles 20 et la pression du fluide de refroidissement.
La figure 5b illustre l'état ouvert du clapet 21 de la figure 5a. Dans ce
cas, la pression du fluide de refroidissement est supérieure à la pression de
seuil
déterminée, choisie par le constructeur de moteur, et l'élément d'obturation
16 est
2o alors repoussé par le fluide de refroidissement et de lubrification sous
pression
arrivant par la canalisation amont 13, en comprimant le ressort 15. L'élément
d'obturation 16 vient alors, au maximum de sa course, en appui contre une
butée
22. Le fluide de refroidissement et de lubrification peut alors librement
circuler
depuis la canalisation amont 13 vers la canalisation aval 14 du clapet 21 en
25 passant par le logement 17.
Les figures 6a et 6b présentent un second mode de réalisation d'un
mécanisme à clapet selon l'invention, respectivement dans son état fermé et
dans
son état ouvert.
Sur la figure 6a, le fluide de refroidissement et de lubrification arrive
3o dans le clapet 21 par une canalisation amont 13. Lorsque la pression du
fluide de
refroidissement est inférieure à la pression de seuil déterminée, choisie par
le
constructeur de moteur, l'élément d'obturation 16 déplaçable dans un logement
17
vient obturer la lumière 18 d'un siège 19, empêchant par la même occasion le
fluide de refroidissement et de lubrification d'accéder à un passage radial 26
ayant
3s un grand diamètre D2 (figure 6b). Un débit réduit de fluide de
refroidissement et de
lubrification passe alors d'une chambre d'entrée 23 dans une chambre annulaire
24
par l'intermédiaire d'un trou radial 25 de diamètre réduit D1, puis ressort
par la
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l
canalisation aval 14. L'élément d'obturation 16 est maintenu contre le siège
19 par
un ressort 15.
Sur la figure 6b est illustré le clapet 21 de la figure 6a dans sa position
d'ouverture maximale. Dans ce cas, la pression du fluide de refroidissement
est
supérieure à la pression de seuil déterminée, choisie par le constructeur de
moteur, ce qui a amené le fluide de refroidissement et de lubrification
arrivant par
la canalisation amont 13 à repousser l'élément obturateur 16 dans le logement
17
en comprimant le ressort 15. L'élément d'obturation 16 ouvre ainsi la lumière
18 du
siège 19 et permet à l'huile d'accéder au passage radial 26 de grand diamètre
D2
io pour passer depuis la chambre d'entrée 23 dans la chambre annulaire 24
connectée à la canalisation aval 14. Le diamètre D2 du passage radial 26 étant
supérieur au diamètre D1 du trou radial 25, la circulation du fluide de
refroidissement au travers du clapet 21 peut se faire à un débit supérieur
assurant
à la fois la lubrification et le refroidissement.
i5 Le moyen de fuite calibrée comporte ainsi un trou radial 25 de diamètre
D1 inférieur à celui du passage laissé pour l'huile par le clapet 21 une fois
ouvert,
c'est-à-dire le passage radial 26, de diamètre D2, pratiqué dans la paroi
latérale
entre le logement 17 du clapet 21 et la chambre annulaire 24, et rendant
possible
le passage du fluide de refroidissement et de lubrification depuis la
canalisation
2o d'alimentation 7 connectée sur la canalisation amont 13 jusqu'à la
canalisation
ava I.
Les figures 7a et 7b présentent un troisième mode de réalisation d'un
mécanisme à clapet selon l'invention, respectivement dans son état fermé et
dans
son état ouvert.
25 Sur la figure 7a est représenté en coupe un clapet selon le troisième
mode de réalisation de l'invention dans son état fermé. La canalisation amont
13
communique avec la canalisation d'alimentation 7 du circuit de refroidissement
dans laquelle règne une pression inférieure à la pression de seuil déterminée,
choisie par le constructeur de moteur. Un ressort 15 repousse l'élément
3o d'obturation 16, qui est un piston déplaçable dans le logement 17, pour
obturer la
lumière 18 du siège 19, s'opposant ainsi au passage du fluide de
refroidissement et
de lubrification depuis la canalisation amont 13 vers le logement 17 et la
canalisation aval 14.
Sur le siège 19 sont pratiquées deux entailles 20, constituant un moyen
35 de fuite pour le fluide de refroidissement et de lubrification arrivant par
la
canalisation amont 13 dans le logement 17, en parallèle de la zone de
fermeture du
clapet 21. Ce moyen de fuite est calibré par la profondeur des entailles 20
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pratiquées dans le siège 19. Une fois dans le logement 17, le fluide de
refroidissement et de lubrification peut passer par un passage transversal 27
ménagé dans la tête 29 du piston, et par le passage axial 28 pour accéder à la
canalisation aval 14.
Ainsi, même pour des pressions du circuit de refroidissement inférieures
à la pression de seuil déterminée, choisie par le constructeur de moteur, il
se
produit encore une faible circulation de fluide de refroidissement et de
lubrification
au travers du clapet 21, avec un débit défini par la section des entailles 20
et la
pression du fluide de refroidissement.
1o La figure 7b illustre l'état ouvert du clapet 21 de la figure 7a. Dans ce
cas, la pression du fluide de refroidissement est supérieure à la pression de
seuil
déterminée, choisie par le constructeur de moteur, et l'élément d'obturation
16 est
alors repoussé par le fluide de refroidissement et de lubrification sous
pression
arrivant par la canalisation amont 13. L'élément d'obturation 16 vient alors,
au
i5 maximum de sa course, en appui contre une butée 22. Le fluide de
refroidissement
et de lubrification peut alors librement circuler depuis la canalisation amont
13 vers
la canalisation aval 14 du clapet 21 en passant par le logement 17, avec un
débit
plus important que celui qui est possible lorsque le clapet 21 est dans son
état
fermé.
2o Dans les trois modes de réalisation illustrés sur les figures 5a, 5b, 6a,
6b, 7a et 7b, il est envisageable de pratiquer sur un même clapet 21 plusieurs
canalisations aval 14 sur lesquelles seront connectés plusieurs tubes de
sortie
pour diriger vers le piston à refroidir plusieurs jets de fluide de
refroidissement et
de lubrification.
25 Sur la figure 8 sont représentées trois courbes d'évolution du débit en
fonction de la pression du fluide de refroidissement.
Parmi celles-ci, la courbe 1 représente le débit du fluide de
refroidissement et de lubrification en fonction de la pression dans le cas
d'un circuit
de refroidissement dépourvu de clapet 21 pour l'alimentation en huile des
gicleurs
30 8a, 8b, 8c et 8d de refroidissement et de lubrification de pistons 10a,
10b, 10c et
10d d'un moteur à combustion interne (figures 1 et 2). Aucun clapet 21 ne
venant
interrompre le passage de l'huile, on constate la présence d'un débit non nul
et
fortement croissant d'huile depuis une pression quasiment nulle jusqu'aux
pressions plus élevées.
35 Sur cette même figure 8 la courbe 2 représente le débit de fluide de
refroidissement et de lubrification en fonction de la pression du fluide de
refroidissement lorsque celui-ci comporte un clapet connu réagissant à la
pression
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du fluide de refroidissement en s'ouvrant lorsque la pression amont est
supérieure
à une pression de seuil et en se fermant totalement lorsque la pression amont
est
inférieure à la pression de seuil. A titre d'illustration, la pression de
seuil est ici
prise égale à 2 bars. On constate que le débit du fluide de refroidissement et
de
s lubrification est nul pour une pression du fluide de refroidissement
comprise entre
la pression nulle et la pression de seuil prise ici à 2 bars. Lorsque la
pression du
fluide de refroidissement atteint 2 bars, le clapet connu du dispositif
d'alimentation
en huile des gicleurs 8a, 8b, 8c et 8d de refroidissement et de lubrification
de
pistons 10a, 10b, 10c et 10d (figures 1 et 2) réagit : l'élément d'obturation
se
1o déplace dans un logement et autorise le passage de fluide de
refroidissement et de
lubrification au travers d'une lumière d'un siège. Le débit d'huile augmente
donc
jusqu'à devenir sensiblement identique à celui de la courbe 1.
Sur cette même figure 8 la courbe 3 représente le débit du fluide de
refroidissement en fonction de la pression du fluide de refroidissement
lorsque l'on
1s utilise un dispositif à fuite selon l'invention pour alimenter en huile des
pistons 10a
10d d'un moteur. Lorsque la pression du fluide de refroidissement augmente
depuis
une pression sensiblement nulle, le débit s'établit et augmente aussi
sensiblement
jusqu'à un point A situé sur la courbe 3 à un débit QA et une pression PA, la
pression PA étant égale à la pression de seuil déterminée, choisie par le
2o constructeur de moteur (en l'occurrence ici 2 bars). Le point A est choisi
par le
constructeur pour assurer à faible régime moteur (c'est-à-dire à une pression
du
fluide de refroidissement inférieure à la pression de seuil) un débit non nul
et juste
suffisant pour effectuer la lubrification du contact coulissant entre les
pistons et la
chemise.
25 L'aire 4 comprise entre les courbes 1 et 3 représente la quantité de
fluide de refroidissement et de lubrification économisée par la présence du
dispositif d'alimentation en huile selon l'invention à faible régime moteur,
quantité
d'huile qui peut alors être utilisée pour la lubrification d'éléments mobiles
du moteur
plus importants tels que par exemple les paliers de vilebrequin, les têtes et
les
3o pieds de bielle.
L'aire 5 comprise entre la courbe 3 et la courbe 2 représente la quantité
de fluide de refroidissement et de lubrification utilisée pour la
lubrification du
contact coulissant entre les pistons et la chemise à faible régime moteur, et
qui
permet donc de diminuer sensiblement les phénomènes d'usure de ce contact
35 coulissant à faible régime moteur.
L'homme du métier comprendra aisément que la position du point A sur
le graphique de la figure 8 est réglable : la fuite est calibrée en fonction
de la
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profondeur des entailles 20 ou du diamètre du trou radial 25 ; le seuil de
déclenchement est déterminé par la raideur du ressort 15 choisi.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont
été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et
généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.
