Clapet à fuite controlée pour gicleur de refroidissement de piston

Abstract

 Dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement et de lubrification des gicleurs de refroidissement et de lubrification de pistons d'un moteur à combustion interne, comprenant au moins un clapet (21) ayant une canalisation amont (13) et une canalisation aval (14), ledit clapet (21) ayant un élément d'obturation (16) déplaçable dans un logement (17) pour obturer une lumière (18) d'un siège (19). Le clapet (21) réagit 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 (20) connecte la canalisation amont (13) à la canalisation aval (14) en parallèle de la zone de fermeture du clapet (21).

Description

[0001] 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.

[0002] 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 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.

[0003] Dans les moteurs actuels, on alimente les gicleurs de refroidissement de 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-même.

[0004] Le fluide de refroidissement a ainsi un double rôle. Un premier rôle est de refroidir les éléments échauffés du moteur, notamment les pistons, en 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 têtes et pieds de bielle, les surfaces de coulissement entre les pistons et la chemise ... Le fluide utilisé est généralement de l'huile. Ainsi, nous parlerons indifféremment d'huile, de fluide de refroidissement ou encore de fluide de refroidissement et de lubrification.

[0005] 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 constructeurs de moteurs à se contenter, à bas régime moteur, d'un faible débit d'huile pour la lubrification. Il 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.

[0006] On connaît 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 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.

[0007] 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 moteur tels que les paliers de vilebrequin, les têtes ou encore les pieds de bielle.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] Egalement, dans les gicleurs de refroidissement à clapet connus, il se 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.

[0011] 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 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. Il en résulte que son efficacité n'est pas optimale. La réalisation du canal secondaire nécessite un usinage supplémentaire du bloc moteur, usinage onéreux, non modifiable, et qui n'est pas aisément adaptable à toutes les configurations de blocs moteurs existantes.

[0012] 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.

[0013] Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit un dispositif pour alimenter en fluide de refroidissement et de lubrification un ou 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 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 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.

[0014] 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 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.

[0015] A un régime moteur plus élevé, il devient généralement nécessaire de refroidir les pistons et la chemise en contact coulissant. Or l'augmentation du régime moteur accroît 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 moteur et leur refroidissement par évacuation de l'énergie calorifique.

[0016] On minimise ainsi les phénomènes d'usure, en assurant une lubrification permanente et bien répartie des éléments mobiles du moteur y compris lorsque 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] De préférence, le moyen de fuite calibrée peut comporter au moins une entaille pratiquée dans le siège du clapet.

[0023] On réalise ainsi un moyen de fuite de façon économique, simple et rapide, et facilement dimensionnable par la profondeur de l'entaille réalisée.

[0024] 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 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.

[0025] Un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention peut être envisagé, selon lequel :

• 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.

[0026] 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.

[0027] Avantageusement, le dispositif d'alimentation à clapet selon l'invention peut être entièrement incorporé dans un gicleur, pour former un gicleur à clapet 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.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] Avantageusement, le tube aval de sortie de fluide de refroidissement et de lubrification peut être un tube cintré dont l'extrémité libre est dirigée vers le piston et comporte un rétreint.

[0031] 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.

[0032] Avantageusement, le moyen de fuite calibrée du gicleur à clapet peut comporter au moins une entaille pratiquée dans le siège du clapet.

[0033] De préférence, le gicleur à clapet peut être tel que :

• 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.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en 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 dispositif selon l'invention pour alimenter en fluide de refroidissement et de lubrification les gicleurs de refroidissement et de lubrification ;
• 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.

[0037] Sur la 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 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.

[0038] 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 refroidissement et de lubrification vers le fond des pistons respectifs 10a, 10b, 10c et 10d à refroidir.

[0039] 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.

[0040] 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, 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.

[0041] 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 11b et 11c dont les extrémités libres 11d et 11e comportent des rétreints 11f et 11g. Les extrémités libres 11d et 11e des tubes cintrés de sortie 11b et 11c 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.

[0042] 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 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 21a, 21b, 21c ou 21d à moyen de fuite calibrée.

[0043] De tels gicleurs à clapet 8a, 8b, 8c et 8d, comportant un clapet 21a-21d 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 11b, 11c. 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.

[0044] De tels gicleurs à clapet 110 ou 120 ont un corps de clapet 210 dont un tronçon amont 21e 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.

[0045] 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 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.

[0046] 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 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 de lubrification au travers du clapet 21, avec un débit défini par la section des entailles 20 et la pression du fluide de refroidissement.

[0047] 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 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 passant par le logement 17.

[0048] 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.

[0049] Sur la figure 6a, le fluide de refroidissement et de lubrification arrive 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 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 canalisation aval 14. L'élément d'obturation 16 est maintenu contre le siège 19 par un ressort 15.

[0050] 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 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.

[0051] 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 d'alimentation 7 connectée sur la canalisation amont 13 jusqu'à la canalisation aval.

[0052] 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.

[0053] 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 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.

[0054] 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 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. 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.

[0055] 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.

[0056] 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 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.

[0057] 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.

[0058] Sur la figure 8 sont représentées trois courbes d'évolution du débit en fonction de la pression du fluide de refroidissement.

[0059] 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 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.

[0060] 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 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 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 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.

[0061] 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 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 Q_A et une pression P_A, la pression P_A étant égale à la pression de seuil déterminée, choisie par le 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.

[0062] 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 pieds de bielle.

[0063] 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 coulissant à faible régime moteur.

[0064] 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 profondeur des entailles 20 ou du diamètre du trou radial 25 ; le seuil de déclenchement est déterminé par la raideur du ressort 15 choisi.

[0065] 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.

Revendications

1. Dispositif pour alimenter en fluide de refroidissement et de lubrification un ou plusieurs pistons (10a, 10b, 10c, 10d) d'un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant un ou plusieurs gicleurs (8a, 8b, 8c, 8d) rapportés de refroidissement et de lubrification des pistons du moteur à combustion interne, le dispositif comprenant au moins un clapet (21) rapporté, ledit clapet (21) ayant une canalisation amont (13) connectable à une canalisation d'alimentation (7) et ayant une canalisation aval (14) conduisant le fluide de refroidissement vers le ou les pistons (10a-10d), ledit clapet (21) rapporté ayant des moyens de fermeture comportant un élément d'obturation (16) déplaçable dans un logement (17) pour obturer une lumière (18) d'un siège (19), ledit clapet (21) 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 pression de seuil, caractérisé en ce que le clapet (21) rapporté comporte en outre un moyen de fuite calibrée (20, 25) qui connecte la canalisation amont (13) à la canalisation aval (14) en parallèle des moyens de fermeture (16, 17, 18, 19) du clapet (21).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet (21) à moyen de fuite calibrée commun à plusieurs gicleurs (8a, 8b, 8c, 8d) de refroidissement et de lubrification de fond de piston (10a, 10b, 10c, 10d).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque gicleur (8a, 8b, 8c, 8d) de refroidissement et de lubrification de fond de piston (10a, 10b, 10c, 10d) comprend un clapet (21a-21d) à moyen de fuite calibrée (20, 25).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression de seuil est 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.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille (20) pratiquée dans le siège (19) du clapet (21).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :

- le clapet (21) comporte un corps de clapet (210) ayant une chambre annulaire (24), ménagée autour du logement (17), et communiquant avec la canalisation aval (9a, 9b, 9c, 9d),

- l'élément d'obturation (16) est un piston venant obturer simultanément la lumière (18) du siège (19) et au moins un passage radial (26) prévu pour mettre en communication le logement (17) avec la chambre annulaire (24),

- le moyen de fuite calibrée est un trou radial (25) mettant en communication permanente le logement (17) avec la chambre annulaire (24),

- ledit au moins passage radial (26) présente un diamètre (D2) supérieur au diamètre (D1) du trou radial (25).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :

- le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille (20) pratiquée dans le siège (19) du clapet (21),

- l'élément d'obturation (16) est un piston ayant une tête (29),

- la tête (29) du piston comporte un passage transversal (27) en communication avec un passage axial (28) pour mettre en communication le logement (17) avec la canalisation aval (9a, 9b, 9c, 9d).

8. Gicleur à clapet (110, 120) pour la mise en ceuvre d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte :

- un corps de clapet (210) ayant une canalisation amont (13) et une canalisation aval (14),

- dans le corps de clapet (210), des moyens de fermeture comportant un élément d'obturation (16) déplaçable dans un logement (17) pour obturer une lumière (18) d'un siège (19) entre la canalisation amont (13) et la canalisation aval (14), ledit élément d'obturation (16) 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 (13) à la canalisation aval (14) en parallèle des moyens de fermeture (16, 17, 18, 19).

9. Gicleur à clapet (110, 120) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps de clapet (210) comprend un tronçon amont (21e) ayant la canalisation amont (13) 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.

10. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de sortie avec au moins une canalisation aval (14) dans le corps de clapet (210) et avec au moins un tube aval (9a, 9b, 9c, 9d) pour diriger vers le piston (10a, 10b, 10c, 10d) à refroidir au moins un jet de fluide de refroidissement et de lubrification.

11. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le tube aval (9a, 9b, 9c, 9d) de sortie de fluide de refroidissement et de lubrification est un tube cintré (12b) dont l'extrémité libre (12c) est dirigée vers le piston (10a, 10b, 10c, 10d) et comporte un rétreint (12d).

12. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la pression de seuil est 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.

13. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille (20) pratiquée dans le siège (19) du clapet (21).

14. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que :

- le corps de clapet (210) comporte une chambre annulaire (24), ménagée autour du logement (17), et communiquant avec la canalisation aval (9a, 9b, 9c, 9d),

- l'élément d'obturation (16) est un piston venant obturer simultanément la lumière (18) du siège (19) et au moins un passage radial (26) prévu pour mettre en communication le logement avec la chambre annulaire (24),

- le moyen de fuite calibrée est un trou radial (25) mettant en communication permanente le logement avec la chambre annulaire (24),

- ledit au moins passage radial (26) présente un diamètre (D2) supérieur au diamètre (D1) du trou radial (25).

15. Gicleur à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que :

- le moyen de fuite calibrée comporte au moins une entaille (20) pratiquée dans le siège (19) du clapet (21),

- l'élément d'obturation (16) est un piston,

- la tête (29) du piston comporte un passage transversal (27) en communication avec un passage axial (28) pour mettre en communication le logement (17) avec la canalisation aval (9a, 9b, 9c, 9d).

16. Moteur à combustion interne ayant un ou plusieurs pistons (10a, 10b, 10c, 10d) alimentés en fluide de refroidissement et de lubrification par un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

17. Moteur à combustion interne ayant des gicleurs à clapet (110, 120) selon l'une quelconque des revendications 8 à 15 qui alimentent en fluide de refroidissement et de lubrification un ou plusieurs pistons (10a, 10b, 10c, 10d) du moteur.

Dessins