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FR2877037A1 - OIL PUMP WITH VARIABLE DRIVE RATIO - Google Patents

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Abstract

Ce dispositif d'entraînement d'une pompe à huile (3) d'un moteur à combustion interne, dans lequel la pompe (3) est entraînée par le vilebrequin (2) du moteur au travers dudit dispositif (1) agencé pour fournir des rapports d'entraînement variable, est caractérisé en ce que le dispositif (1) est un dispositif à deux poulies (4, 5) à gorge variable reliées par une transmission sans fin (10), les poulies (4, 5) comportant des joues coniques dont l'écartement est variable et ajusté par un actionneur (11,12).This device for driving an oil pump (3) of an internal combustion engine, in which the pump (3) is driven by the crankshaft (2) of the engine through said device (1) arranged to provide variable drive ratios, is characterized in that the device (1) is a device with two pulleys (4, 5) with variable groove connected by an endless transmission (10), the pulleys (4, 5) having cheeks conical whose spacing is variable and adjusted by an actuator (11,12).

Description

Pompe à huile à rapport d'entraînement variable.Oil pump with variable drive ratio.

L'invention concerne un dispositif d'entraînement à 5 rapport variable de la pompe à huile d'un véhicule automobile.  The invention relates to a variable ratio drive device for the oil pump of a motor vehicle.

Le besoin en pression d'huile des différents consommateurs d'huile augmente avec la vitesse de rotation du moteur; cependant, à partir d'un certain seuil, ces éléments consommateurs n'ont plus besoin d'une augmentation de pression supplémentaire. Afin d'éviter une pression d'huile supérieure au juste nécessaire (fiabilité / consommation d'essence), les pompes à huile des moteurs à combustion sont équipées d'un dispositif limiteur de pression. Ce dispositif est constitué, le plus souvent, d'un clapet de décharge, mettant en communication les chambres haute pression et basse pression . En effet, lorsque l'effort exercé par la pression sur la surface du clapet dépasse l'effort résistant du ressort, le clapet se déplace, mettant en communication directe ces deux chambres, et limitant donc la pression. Le seuil de pression à partir duquel un besoin d'augmentation n'est plus nécessaire varie avec la température. En effet, à des températures très basses, basses et moyennes (par exemple, inférieures à 90-110 C), ce seuil est très inférieur à celui des hautes températures. Le seuil-enveloppe est donc celui des hautes températures. Pour les températures plus faibles, la pression d'huile est supérieure au juste nécessaire, et donc la pompe à huile gaspille de l'énergie.  The oil pressure requirement of the different oil consumers increases with the speed of rotation of the engine; however, from a certain threshold, these consumer elements no longer need an additional pressure increase. In order to avoid an oil pressure higher than the just necessary (reliability / fuel consumption), the oil pumps of the combustion engines are equipped with a pressure limiting device. This device consists, in most cases, of a discharge valve, placing in communication the high pressure and low pressure chambers. Indeed, when the force exerted by the pressure on the surface of the valve exceeds the resilient force of the spring, the valve moves, placing in direct communication these two chambers, and thus limiting the pressure. The pressure threshold from which a need for increase is no longer needed varies with temperature. Indeed, at very low, low and medium temperatures (for example, lower than 90-110 C), this threshold is much lower than that of high temperatures. The threshold-envelope is that of high temperatures. For lower temperatures, the oil pressure is higher than just needed, so the oil pump wastes energy.

On y a partiellement remédié en prévoyant des pompes électriques ou des pompes à cylindrée variable. Mais ces solutions pèchent par leur fiabilité, la consommation énergétique (le rendement global n'est pas très bon du fait des rendements de conversion électromécaniques) ou le dimensionnement du circuit électrique.  It has been partially remedied by providing electric pumps or variable displacement pumps. But these solutions fail by their reliability, the energy consumption (the overall efficiency is not very good because of electromechanical conversion efficiencies) or the dimensioning of the electrical circuit.

Le document GB 1 155 079 fait connaître un dispositif d'entraînement à rapport variable destiné à des équipements auxiliaires d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ces équipements pouvant être le générateur, le ventilateur, la pompe à huile utilisée pour la direction assistée, etc. Afin d'augmenter la puissance délivrée à ces dispositifs auxiliaire à bas régime du moteur sans avoir une puissance excessive à un régime élevé, le document propose d'incorporer un système d'engrenage à rapports variables entre le vilebrequin et le dispositif auxiliaire. Une telle solution est relativement complexe et résout seulement partiellement le problème, à savoir celui de la différence entre le bas régime et le haut régime du moteur, mais non le problème lié à la température.  The document GB 1 155 079 discloses a variable ratio drive device for auxiliary equipment of an internal combustion engine of a motor vehicle, these equipment being able to be the generator, the fan, the oil pump used for steering assisted, etc. In order to increase the power delivered to these low-speed auxiliary devices of the engine without excessive power at a high speed, the document proposes to incorporate a gear system with variable ratios between the crankshaft and the auxiliary device. Such a solution is relatively complex and only partially solves the problem, namely that of the difference between the low speed and the high speed of the engine, but not the problem related to the temperature.

L'invention vise à proposer une solution alternative au même problème, ne présentant pas ces inconvénients.  The invention aims to propose an alternative solution to the same problem, not having these disadvantages.

L'invention atteint son but grâce à un dispositif d'entraînement d'une pompe à huile d'un moteur à combustion interne, dans lequel la pompe est entraînée par le vilebrequin du moteur au travers dudit dispositif agencé pour fournir des rapports d'entraînement variable, caractérisé en ce que le dispositif est un dispositif à deux poulies à gorge variable reliées par une transmission sans fin, les poulies comportant des joues coniques dont l'écartement est variable et ajusté par un actionneur.  The invention achieves its goal by means of an oil pump drive of an internal combustion engine, wherein the pump is driven by the engine crankshaft through said device arranged to provide drive ratios. variable, characterized in that the device is a device with two variable groove pulleys connected by an endless transmission, the pulleys having conical cheeks whose spacing is variable and adjusted by an actuator.

L'actionneur peut être mécanique, thermique ou électromécanique.  The actuator can be mechanical, thermal or electromechanical.

Avantageusement, l'actionneur est asservi à la température de l'huile.  Advantageously, the actuator is slaved to the temperature of the oil.

De préférence, l'asservissement est réalisé par un calculateur recevant des informations sur le régime du moteur par un compte-tour et sur la température de l'huile par un capteur disposé dans le circuit d'huile.  Preferably, the servocontrol is carried out by a computer receiving information on the speed of the engine by a revolution counter and on the temperature of the oil by a sensor disposed in the oil circuit.

Avantageusement, le calculateur asservit l'écartement des joues des poulies selon deux fonctions, d'une part une fonction de démarrage, avec un ratio et pour une durée qui dépendent de la température de l'huile, et d'autre part une fonction de croisière, avec un ratio qui dépend de la température et du régime du moteur.  Advantageously, the computer slaves the spacing of the cheeks of the pulleys according to two functions, on the one hand a start function, with a ratio and for a duration which depend on the temperature of the oil, and on the other hand a function of cruise, with a ratio that depends on the temperature and engine speed.

Selon une caractéristique préférée, l'actionneur permet d'entraîner la pompe selon un rapport d'entraînement qui croît avec la température d'huile et qui décroît en fonction du régime: la calibration est faite en fonction de la perméabilité du moteur et de l'ensemble les besoins des consommateurs du circuit d'huile. Le but est de faire tourner la pompe à huile au régime minimum permettant de garantir à chaque instant, et au juste nécessaire, l'ensemble des besoins des consommateurs du circuit d'huile.  According to a preferred characteristic, the actuator makes it possible to drive the pump in a drive ratio which increases with the oil temperature and which decreases as a function of the speed: the calibration is made according to the permeability of the engine and the engine. together the needs of the consumers of the oil circuit. The goal is to run the oil pump at the minimum speed to ensure at all times, and just necessary, all the needs of consumers of the oil circuit.

La transmission sans fin peut être une chaîne ou une courroie selon la durée de vie et le couple que l'on désire pouvoir passer.  The endless transmission can be a chain or a belt depending on the service life and the torque that one wishes to be able to pass.

Le rapport d'entraînement variable de la pompe à huile permet de réduire la cylindrée de la pompe à huile.  The variable drive ratio of the oil pump reduces the displacement of the oil pump.

Cette réduction de la cylindrée présente les avantages suivants: encombrement réduit, puissance d'entraînement de la pompe (plus faible, elle réduit la consommation en carburant du véhicule), durée de vie de la pompe à huile (régime de rotation moyen abaissé), suppression dii clapet de décharge.  This reduction in displacement has the following advantages: reduced space requirement, pump drive power (lower, it reduces the fuel consumption of the vehicle), oil pump life (lower average rotation speed), removal of the discharge valve.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation de l'invention. On se référera aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 montre schématiquement le dispositif conforme à l'invention entre le vilebrequin d'un moteur et la pompe à huile.  Other features and advantages of the invention will appear on reading an embodiment of the invention. Referring to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows schematically the device according to the invention between the crankshaft of an engine and the oil pump.

- Les figures 2 et 3 illustrent deux rapports 5 d'entraînement, respectivement long et court.  Figures 2 and 3 illustrate two drive ratios, long and short, respectively.

- La figure 4 est un graphique illustrant un exemple de loi liant la température de l'huile T au rapport d'entraînement R - La figure 5 est un graphique illustrant un exemple 10 de loi liant la température de l'huile T au temps t d'amorçage.  FIG. 4 is a graph illustrating an example of a law relating the temperature of the oil T to the driving ratio R; FIG. 5 is a graph illustrating an example of a law linking the temperature of the oil T to the time t boot.

- La figure 6 est un graphique illustrant un exemple de loi liant le rapport d'entraînement R à la température de l'huile T et au régime M du moteur.  FIG. 6 is a graph illustrating an example of a law linking the drive ratio R to the temperature of the oil T and to the engine speed M.

Le dispositif d'entraînement à rapport variable 1 est disposé entre le vilebrequin 2 d'un moteur thermique et la pompe à huile 3 aspirant l'huile d'une bâche 9 et la débitant sous pression dans un circuit 8.  The variable ratio drive device 1 is arranged between the crankshaft 2 of a heat engine and the oil pump 3 sucking the oil from a tank 9 and the pressurized flow in a circuit 8.

Le dispositif 1 comporte deux poulies 4 et 5 à gorge variable montées respectivement en bout de l'arbre 6 du vilebrequin 2 et sur l'arbre 7 d'entraînement de la pompe 3.  The device 1 comprises two pulleys 4 and 5 with variable grooves respectively mounted at the end of the shaft 6 of the crankshaft 2 and on the drive shaft 7 of the pump 3.

De manière connue en soi, par exemple par le document FR 2 573 157 ou US 2 553 505, chaque poulie à gorge variable 4, 5 est constituée d'un flasque ou joue 4a, 5a fixe sur l'arbre 6, 7 et d'une joue 4b, 5b mobile en translation sur l'arbre 6, 7 de manière que l'écartement des deux joues puisse être modifié. Les deux joues ont un flan intérieur conique de sorte que, én fonction de leur écartement, elles peuvent accueillir, plus ou moins près de l'arbre, une courroie sans fin 10 à section trapézoïdale.  In a manner known per se, for example from document FR 2 573 157 or US Pat. No. 2 553 505, each variable groove pulley 4, 5 consists of a flange or cheek 4a, 5a fixed on the shaft 6, 7 and a cheek 4b, 5b movable in translation on the shaft 6, 7 so that the spacing of the two cheeks can be changed. The two cheeks have a conical internal flank so that, depending on their spacing, they can accommodate, more or less close to the shaft, an endless belt 10 with trapezoidal section.

Sur la figure 2, les deux joues 4a, 4b de la poulie 4 sont les plus rapprochées possible tandis que celles 5a, 5b de la poulie 5 sont éloignées: la courroie 10 forme donc un arc de grand rayon dans la poulie 4 et de petit rayon dans la poulie 5. Le rapport d'entraînement est à son maximum. La situation est inversée dans la figure 3 où le rapport est à son minimum. Bien entendu, toutes les situations intermédiaires sont possibles et il existe une infinité de rapports de démultiplication.  In FIG. 2, the two cheeks 4a, 4b of the pulley 4 are as close as possible while those 5a, 5b of the pulley 5 are spaced apart: the belt 10 thus forms an arc of large radius in the pulley 4 and of small radius in the pulley 5. The training report is at its maximum. The situation is reversed in Figure 3 where the ratio is at its minimum. Of course, all intermediate situations are possible and there is an infinity of gear ratios.

La modification du ratio nécessite un actionneur: celui-ci peut être mécanique (et être asservi aux forces centrifuges et/ou à la pression d'huile), thermique à l'aide de cire, ou électromécanique (vérin).  The modification of the ratio requires an actuator: this can be mechanical (and be controlled by centrifugal forces and / or oil pressure), thermal by wax, or electromechanical (cylinder).

La stratégie de variation dans le cas d'une commande électromécanique peut être la suivante.  The variation strategy in the case of an electromechanical control may be the following.

Le moteur est équipé d'un compte-tour 15 associé par exemple au vilebrequin 2 et d'un capteur 13 de température d'huile situé dans le circuit d'huile 8, de préférence en aval du refroidisseur d'huile et dans un endroit où le circuit d'huile ne se vidange pas à l'arrêt du moteur L'information de température d'huile du capteur 13 et celle de régime donnée par le compte-tour 15 est envoyée à un calculateur 14 de moteur qui peut envoyer des signaux de commande aux actionneurs respectifs des poulies 4 et 5, symbolisés par les doubles flèches 11 et 12.  The engine is equipped with a rev counter 15 associated for example with the crankshaft 2 and an oil temperature sensor 13 located in the oil circuit 8, preferably downstream of the oil cooler and in a location where the oil circuit does not drain when the engine is stopped The oil temperature information of the sensor 13 and that of the speed given by the revolution counter 15 is sent to an engine computer 14 which can send data. control signals to the respective actuators of the pulleys 4 and 5, symbolized by the double arrows 11 and 12.

Le ratio d'entraînement varie selon deux possibilités: A. Le moteur est éteint et on s'apprête à le démarrer. Le calculateur calcule le rapport d'entraînement R idéal en fonction de la température d'huile mesurée T, à partir d'une loi R = f (T) ou par interpolation dans une table. La loi est par exemple celle représentée en figure 4.  The driving ratio varies according to two possibilities: A. The engine is off and we are about to start it. The calculator calculates the ideal drive ratio R as a function of the measured oil temperature T, from a law R = f (T) or by interpolation in a table. The law is for example that represented in FIG.

Le moteur étant démarré, ce ratio R est conservé pendant une durée t suffisante pour amorcer l'ensemble du circuit d'huile. Le calculateur 14 détermine cette durée t en fonction de la température d'huile mesurée T, à partir d'une loi t = g (T) ou par interpolation dans une table. La loi est par exemple celle représentée en figure 5.  With the engine started, this R ratio is kept for a time t sufficient to prime the entire oil circuit. The computer 14 determines this duration t as a function of the measured oil temperature T, from a law t = g (T) or by interpolation in a table. The law is for example that represented in FIG.

Le ratio R et le temps d'amorçage T pourrait aussi être définis en fonction de lois faisant également intervenir le temps d'arrêt du moteur.  The ratio R and the start-up time T could also be defined according to laws also involving the engine stopping time.

B. Le moteur étant démarré et le temps d'amorçage étant passé, le calculateur va calculer le rapport d'entraînement idéal R en fonction de la température d'huile mesurée T et le régime moteur M mesuré et introduit dans le calculateur 14, selon une loi à deux variables R = f (T, M), telle que celle représentée en figure 6. Comme on le voit sur ce graphique, en croisière, le calculateur 14 permet d'entraîner la pompe selon un ratio R d'entraînement qui croît avec la température d'huile T et qui décroît en fonction du régime M. 15 30 2877037 7  B. With the engine started and the ignition time having passed, the computer will calculate the ideal drive ratio R as a function of the measured oil temperature T and the engine speed M measured and introduced into the computer 14, according to a law with two variables R = f (T, M), such as that represented in FIG. 6. As can be seen in this graph, while cruising, the computer 14 makes it possible to drive the pump according to a driving ratio R it increases with the oil temperature T and decreases with the speed M. 7 30 2877037 7

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement d'une pompe à huile (3) d'un moteur à combustion interne, dans lequel la pompe (3) est entraînée par le vilebrequin (2) du moteur au travers dudit dispositif (1) agencé pour fournir des rapports d'entraînement variable, caractérisé en ce que le dispositif (1) est un dispositif à deux poulies (4, 5) à gorge variable reliées par une transmission sans fin (10), les poulies (4, 5) comportant des joues coniques dont l'écartement est variable et ajusté par un actionneur (11,12).  A device for driving an oil pump (3) of an internal combustion engine, wherein the pump (3) is driven by the crankshaft (2) of the engine through said device (1) arranged to provide variable drive ratios, characterized in that the device (1) is a device with two pulleys (4, 5) variable groove connected by an endless transmission (10), the pulleys (4, 5) having cheeks conical whose spacing is variable and adjusted by an actuator (11,12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (11, 12) est asservi à la température de l'huile.  2. Device according to claim 1, characterized in that the actuator (11, 12) is slaved to the temperature of the oil. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'asservissement est réalisé par un calculateur (14) recevant des informations sur le régime du moteur par un compte-tour (15) et sur la température de l'huile par un capteur (13) disposé dans le circuit d'huile.  3. Device according to claim 2, characterized in that the control is performed by a computer (14) receiving information on the speed of the engine by a revolution counter (15) and the temperature of the oil by a sensor (13) arranged in the oil circuit. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calculateur (14) asservit l'écartement des joues des poulies selon deux fonctions: -une fonction de démarrage, avec un ratio (R) et pour une durée (t) qui dépendent de la température (T), -une fonction de croisière, avec un ratio (R) qui dépend de la température (T) et du régime (M) du moteur.  4. Device according to claim 3, characterized in that the computer (14) slaves the spacing of the cheeks of the pulleys according to two functions: a start function, with a ratio (R) and for a duration (t) which depend the temperature (T), a cruise function, with a ratio (R) that depends on the temperature (T) and the speed (M) of the engine. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en croisière, le calculateur (14) permet d'entraîner la pompe selon un ratio (R) d'entraînement qui croît avec la température d'huile (T) et qui décroît en fonction du régime (M).  5. Device according to claim 4, characterized in that, in cruise, the computer (14) can drive the pump in a ratio (R) drive which increases with the oil temperature (T) and decreasing according to the regime (M).
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