FR3043717B1 - Systeme de motorisation et vehicule automobile associe - Google Patents

Abstract

Ce système de motorisation (1) pour un véhicule automobile comprend un haut-moteur (5) et un bas-moteur (7) accouplés, une chaîne cinématique motrice, un compresseur (35), un système de lubrification principal, qui comprend un circuit principal (105) et une pompe principale (103), laquelle alimente au moins le bas-moteur avec un lubrifiant principal par l'intermédiaire du circuit principal, et un système de lubrification secondaire, qui comprend au moins un circuit secondaire (115) séparé du circuit principal et au moins une pompe secondaire (113) distincte de la pompe principale, la pompe secondaire alimentant le haut-moteur et/ou le compresseur avec un lubrifiant secondaire par l'intermédiaire du circuit secondaire (115). Le système de lubrification secondaire comprend au moins un actionneur secondaire (119) mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice et qui entraîne la pompe secondaire (113) pour alimenter le haut-moteur (5) et/ou le compresseur (35) avec le lubrifiant secondaire.

Description

Système de motorisation et véhicule automobile associé

La présente invention concerne un système de motorisation pour un véhicule automobile ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel système de motorisation.

La majorité des véhicules automobiles actuels sont équipés d’un système de motorisation incluant un moteur à combustion interne en deux parties :

Une partie dite « bas-moteur », comprenant un attelage mobile (bielles, pistons et vilebrequin) au sein d’un « bloc moteur >>, contenant les cylindres, et d’un carter contenant le lubrifiant moteur.

Une partie dite « haut-moteur >> constituée de la, ou des, culasse(s) qui sont assemblées sur le bas-moteur. La culasse est le siège de la distribution des gaz d’admission dans la chambre de combustion, par l’intermédiaire du conduit d’admission et de soupapes d’admission, et du refoulement des gaz de combustion, par l’intermédiaire d’un conduit d’échappement et de soupapes d’échappement.

La limitation entre le « bas-moteur >> et le, ou les, « haut(s)-moteur(s) >> est matérialisée par le, ou les, joint(s) de culasse.

La chambre de combustion, siège de la combustion d’un mélange air- carburant, est le volume compris entre le haut du piston lorsqu’il est en position haute, nommé « point mort haut >> et la culasse. FR-A-2 605 677 décrit un système de lubrification pour un moteur à combustion interne qui comprend un circuit principal de graissage du bas-moteur incorporant une pompe à huile montée au bout du vilebrequin, ainsi qu’un circuit secondaire de graissage pour le haut-moteur qui est indépendant du circuit principal et incorpore lui-même une pompe montée au bout de l’arbre à cames du moteur. Le système de lubrification est ainsi séparé en deux circuits distincts, de sorte que l’huile pour lubrifier le haut-moteur n’est pas polluée par l’huile utilisée pour lubrifier le bas-moteur, ce qui améliore la durée de vie du moteur. Néanmoins, la lubrification du haut-moteur n’est effectuée que lorsque le moteur est en fonctionnement, de sorte que les phases de démarrage et d’arrêt du moteur entraînent une usure importante des composants du haut-moteur.

Le système de motorisation de certains véhicules automobiles comprend, en outre, un compresseur conçu pour compresser l’air destiné à former le mélange air-carburant avant son admission dans les chambres de combustion afin d’améliorer la puissance du moteur. Un tel compresseur est traditionnellement actionné soit par le vilebrequin du moteur, soit à l’aide de l’énergie cinétique contenue dans les gaz d’échappement émis par le moteur. Dans le deuxième cas, le compresseur est équipé d’une turbine d’entraînement, qui est placée sur le trajet des gaz d’échappement, de manière à former un turbocompresseur.

Dans le cas des moteurs équipés d’un turbocompresseur, la lubrification de ce dernier est également stoppée lorsque le moteur est arrêté, dans la mesure où le fonctionnement de la pompe de lubrifiant dépend de celui du vilebrequin. A l’arrêt, les résidus de lubrifiants encore présents dans le système de lubrification du turbocompresseur se retrouvent au contact de surfaces métalliques chaudes dans le corps de ce dernier. En effet, la proximité des gaz d’échappement chauds du côté de la turbine engendre une augmentation de température des parties métalliques du corps du turbocompresseur par conduction. Ce phénomène est parfois dénommé « cokéfaction >> du lubrifiant. D’autre part, les contraintes économiques, législatives et environnementales poussent les concepteurs et utilisateurs de moteurs à combustion interne à diminuer la consommation en carburant de ces moteurs. Par exemple, les normes européennes prévoient un niveau d’émission de CO2 inférieur ou égal à 95g/km à partir de 2021. C’est à ces problématiques qu’entend répondre l’invention en proposant un nouveau système de motorisation à durée de vie améliorée et à consommation de carburant réduite. A cet effet, l’invention a pour objet un système de motorisation pour un véhicule automobile, le système comprenant : - un moteur à combustion interne, qui comprend un haut-moteur et un bas-moteur accouplés, ainsi qu’une chaîne cinématique motrice incluant au moins un piston et un vilebrequin, - un compresseur, qui équipe le moteur à combustion interne, et qui est conçu pour compresser, au moins en partie, un fluide d’admission destiné au remplissage de cylindres du bas-moteur, - un système de lubrification principal, qui comprend un circuit principal et une pompe principale, laquelle alimente au moins le bas-moteur avec un lubrifiant principal par l’intermédiaire du circuit principal, et - un système de lubrification secondaire, qui comprend au moins un circuit secondaire séparé du circuit principal et au moins une pompe secondaire distincte de la pompe principale, la pompe secondaire alimentant le haut- moteur et/ou le compresseur avec un lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du circuit secondaire.

Selon l’invention, le système de lubrification secondaire comprend au moins un actionneur secondaire mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice et qui entraîne la pompe secondaire pour alimenter le haut-moteur et/ou le compresseur avec le lubrifiant secondaire.

Grâce à l’invention, la lubrification du compresseur et/ou du haut-moteur est effectuée de façon indépendante du fonctionnement du moteur et en particulier de sa chaîne cinématique motrice. Le système de lubrification secondaire peut par exemple être actionné avant le démarrage du moteur de façon à pré-lubrifier le compresseur et/ou le haut-moteur et ainsi prévenir l’usure de ces derniers lors du démarrage du moteur. Egalement, la lubrification de ces éléments peut être prolongée après l’arrêt du moteur, notamment à des fins de refroidissement. L’utilisation d’un lubrifiant adapté pour le compresseur, c’est-à-dire résistant à la température et avec de bonnes caractéristiques en frottement, permet de limiter les pertes par pompage du moteur en facilitant l’admission du fluide d’admission tout en limitant la contre pression à l’échappement. Ceci se traduit par une augmentation de la puissance, à consommation de carburant identique, ou par une diminution de consommation à puissance identique. La réactivité du compresseur dans les phases transitoires, telles que les accélérations, se trouve également améliorée avec l’utilisation de ce lubrifiant adapté, ce qui permet d’optimiser la consommation de carburant lors de ces phases transitoires.

Par ailleurs, la mise en circulation de ce lubrifiant après l’arrêt du moteur permet d’en évacuer les calories et de limiter la stagnation du lubrifiant sur les parties chaudes, corrigeant de fait les problématiques de cokéfaction.

La configuration du système de lubrification de l’invention permet alors d’optimiser l’alimentation en lubrifiant en fonction du contact à lubrifier du système de motorisation. Pour chacun des circuits, il peut être réalisé une adaptation de la pression à la valeur maximum des minimums requis pour la lubrification de chacun des contacts lubrifiés par l’intermédiaire du circuit considéré. Il en résulte un effort d’entrainement des pompes plus faible que dans le cas d’un système de motorisation dans lequel un seul circuit de lubrification global serait prévu, de sorte qu’un gain d’énergie global est réalisé.

Enfin, le lubrifiant secondaire peut être choisi pour être particulièrement adapté à la lubrification du compresseur et/ou du haut-moteur, et en particulier aux contraintes physiques, mécaniques et thermiques de ces parties du système de motorisation, alors que le lubrifiant principal est particulièrement adapté à la lubrification du bas-moteur et à ses propres contraintes physiques mécaniques et thermiques. Le choix d’un lubrifiant adapté spécifiquement au bas-moteur permet, à puissance égale, d’obtenir une consommation de carburant réduite.

Selon d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention, prise(s) isolément ou en combinaison : l’actionneur secondaire fonctionne à l’énergie électrique, deux circuits secondaires distincts sont prévus, dont un premier circuit secondaire et un deuxième circuit secondaire séparés, et en ce que deux pompes secondaires sont prévues, dont : une première pompe secondaire, qui alimente le haut-moteur avec un premier lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du premier circuit secondaire, et une deuxième pompe secondaire, qui est distincte de la première pompe secondaire et qui alimente le compresseur avec un deuxième lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du deuxième circuit secondaire. la première pompe secondaire présente une cylindrée inférieure à celle de la deuxième pompe secondaire. la composition du premier lubrifiant secondaire est différente de celle du deuxième lubrifiant secondaire. la pompe principale présente une cylindrée supérieure à la cylindrée de chaque pompe secondaire, et qui est de préférence comprise entre environ 5 cc/tour et 20 cc/tour, de préférence entre environ 7cc/tour et 12 cc/tour, de préférence encore de l’ordre de 10,7 cc/tour. la pompe principale est actionnée par la chaîne cinématique motrice. la pompe secondaire est une pompe à débit variable. le lubrifiant principal est une composition lubrifiante présentant un grade, selon la classification SAEJ300, définie par la formule (X)W-(Y) dans laquelle X représente 0 ou 5 et Y représente 4, 8, 12, 16 ou 20. la composition du lubrifiant principal est différente de celle du lubrifiant secondaire. le compresseur est un turbocompresseur. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un système de motorisation tel que défini ci-avant. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et non exhaustif et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d’un système de motorisation selon un premier mode de réalisation conforme à l’invention, et - la figure 2 est une vue schématique d’un système de motorisation selon un deuxième mode de réalisation conforme à l’invention.

Le système de motorisation 1 de la figure 1 est conçu pour équiper un véhicule automobile, par exemple terrestre, tel qu’une voiture.

Dans ce qui suit, les expressions « haut >>, « supérieur >> et leurs équivalentes, sont utilisées pour désigner une direction orientée verticalement vers le haut du véhicule dans lorsqu’il est dans une position d’utilisation, dans laquelle il repose par exemple sur le sol. Les expressions « bas >>, « inférieur >> et leurs équivalentes désignent une direction opposée.

Le système de motorisation 1 de la figure 1 comprend un moteur à combustion interne 3, équipé d’un compresseur 35. Le moteur à combustion interne 3 forme un assemblage mécanique qui a pour but de mettre en rotation un vilebrequin et un système d’alimentation en air comprenant le compresseur 35, qui forme par exemple un turbocompresseur.

De façon connue en tant que telle, le moteur à combustion interne 3 comprend un haut-moteur 5 et un bas-moteur 7 accouplés.

Le bas-moteur 7 inclut un vilebrequin 9 qui est rotatif par rapport à un carter 11 du bas-moteur 7, inclut un bloc-moteur 17 ou « bloc-cylindres >>, au sein duquel le vilebrequin 9 est monté.

Le bas-moteur 7 inclut également des bielles 13 et des pistons 15, chaque bielle 13 étant montée rotative sur l’un des pistons 15 et sur le vilebrequin 9. Le bloc-moteur 17, appartenant au bas-moteur 7, définit des cylindres 19 au sein desquels coulissent les pistons 15. Le bloc-moteur 17 est obturé, vers le bas, par le carter 11, et vers le haut, par le haut-moteur 7. Le carter 11 forme une poche fermée par le bas, et est assemblé par le haut avec le bloc-moteur 17. Les pistons 15 sont animés d’un mouvement de translation alternatif au sein des cylindres 19 afin d’entrainer le vilebrequin 9 par l’intermédiaire des bielles 13. Dans l’exemple de la figure 1, quatre pistons 15 et quatre bielles 13 sont représentés. Toutefois, en variante, le bas-moteur 7 comporte un seul piston 15, une seule bielle 13 et un seul cylindre 19 associé, ou un nombre supérieur de pistons 15, de bielles 13 et de cylindres 19 associées.

Le haut-moteur 5 comprend quant à lui une culasse 21, équipée d’un système de distribution incluant des organes de distribution d’air et de carburant vers les cylindres 19. La culasse 21 coiffe le bloc-moteur 17 par l’intermédiaire d’un joint de culasse 23 du moteur 3. Le joint de culasse 23 constitue la limite entre le haut-moteur 5 et le bas-moteur 7. L’espace compris entre le haut de chaque piston 15 dans son cylindre 19, au point mort haut, et la culasse 21, représente une chambre de combustion 24. Chaque chambre de combustion 24 comprend un, et de préférence plusieurs, orifice(s) d’admission, par l’intermédiaire desquels l’admission d’air et de carburant est effectuée. En fonction du type du moteur à combustion 3, l’air et le carburant sont admis séparément ou déjà mélangés dans les chambres de combustion, et sont donc désignés de manière générale dans ce qui suit par « fluide d’admission >>. Chaque chambre de combustion 24 comprend également au moins un orifice d’échappement de produit de la combustion de ce fluide d’admission. Chaque chambre de combustion 24 est le siège de réactions de combustion du fluide d’admission, cette réaction étant effectuée au-dessus du piston 15 concerné, afin de générer le mouvement de translation alternatif du piston 15 pour entraîner le vilebrequin 9.

Le système de distribution du haut-moteur 5 inclut notamment des soupapes 25 qui évoluent chacune entre une position d’ouverture ou de fermeture de l’un des orifices d’admission ou d’échappement des chambres de combustion 24. Le système de distribution inclut également un arbre 27, du genre arbre à cames, de commande des soupapes 25. L’arbre de commande 27 est parallèle au vilebrequin 9 et est entraîné par ce dernier par l’intermédiaire d’une courroie de distribution 29 du moteur 3. En variante, à la place de la courroie de distribution, le système de motorisation 1 comprend une chaîne de distribution ou une pignonnerie. En variante, le haut-moteur 5 est pourvu de plusieurs arbres de commande, préférentiellement entraînés par le vilebrequin 9. En variante, les soupapes 25 peuvent être commandées par des actionneurs, par exemple électromagnétiques, ou électropneumatiques, ou électrohydrauliques.

Le vilebrequin 9, les bielles 13, les pistons 15, les soupapes 25, l’arbre de commande 27 et la courroie de distribution 29, ou ses variantes mécaniques définies ci-avant, appartiennent à une chaîne cinématique motrice du moteur 3. La chaîne cinématique motrice du moteur 3 peut comprendre des éléments mobiles supplémentaires appartenant au moteur 3, tels que par exemple un deuxième arbre de commande, un nombre inférieur ou supérieur de soupapes, un nombre inférieur ou supérieur de pistons des deux bielles. En définitif, la chaîne cinématique motrice du moteur 3 inclut tous les composants mobiles du moteur qui sont entraînés mécaniquement, de façon directe ou par l’intermédiaire de moyens de transmission, sous l’action de la réaction de combustion du fluide d’admission. Tout composant mobile du moteur 3 non mentionné dans la présente description, et qui serait mû par des moyens distincts de cette réaction de combustion du fluide d’admission, tel que des moyens pneumatiques, hydrauliques ou électriques n’appartiennent pas à la chaîne cinématique motrice du système de motorisation 1.

Un collecteur d’admission 31 du système de motorisation 1 est connecté à la culasse 21 de façon à distribuer le fluide d’admission dans les chambres de combustion 24 du bas-moteur 7 par l’intermédiaire de soupapes 25, dites « soupapes d’admission >>. De manière générale, le fluide d’admission est admis dans le bas-moteur 7 en passant par le haut-moteur 5. Un collecteur d’échappement 33 du système de motorisation 1 est également connecté au haut-moteur 5 pour recueillir des chambres de combustion 24 les produits de la réaction de combustion du fluide d’admission, par l’intermédiaire de soupapes 25 dites « soupapes d’échappement >>. Ces produits forment par exemple des gaz d’échappement. Le trajet du fluide d’admission au sein du collecteur d’admission 31 est symbolisé par la flèche A et le trajet des produits de la combustion au sein du collecteur d’échappement 33 est symbolisé par la flèche E.

Le système de motorisation 1 comprend un compresseur 35, qui est conçu pour compresser le fluide d’admission avant son admission dans la chambre de combustion 24, par exemple en amont du collecteur d’admission 31. De préférence, le compresseur 35 compresse l’air destiné à entrer dans la composition de fluide d’admission, du carburant étant lui-même ajouté à cet air après que ce dernier ait été compressé par le compresseur 35 avant ou pendant son admission dans les chambres de combustion 24. Le compresseur 35 est ainsi conçu pour compresser, au moins en partie, le fluide d’admission destiné à alimenter le haut-moteur 5.

Plusieurs configurations pour l’admission du fluide d’admission sont donc possibles. Par exemple, dans le cas d’un système de motorisation 1 fonctionnant avec un carburant de type essence, ce carburant peut être injecté soit en amont dans des conduits d’admission, soit directement dans les chambres de combustion 24. Dans le deuxième cas, on parle de motorisation à « Injection Directe Essence >>. Dans le cas d’un système de motorisation 1 diesel, le carburant est soit injecté directement dans les chambres de combustion 24, soit admis dans une pré-chambre du système de motorisation 1, en amont de la chambre de combustion 24 et connectée à cette dernière, où la combustion est initiée.

Le compresseur 35 comprend un organe de compression 36, du genre pompe centrifuge, pour compresser le fluide d’admission, et en particulier pour compresser tout ou partie de l’air entrant dans la composition de ce fluide d’admission. Le compresseur 35 forme de préférence un turbocompresseur. Dans ce cas, le compresseur 35 comprend une turbine 37 d’entrainement de l’organe de compression 36. La turbine 37 est disposée en aval du collecteur d’échappement 33, ou pour le moins sur le trajet des produits de la combustion E, de façon à capter une portion de l’enthalpie et/ou de l’énergie cinétique de ces produits E pour entraîner l’organe 36 et ainsi compresser le fluide d’admission. A titre de variante, le compresseur 35 peut être entraîné par la chaîne cinématique motrice du moteur 3, et par exemple par le vilebrequin 9.

Le système de motorisation 1 comprend en outre un système de lubrification principal pour lubrifier le bas-moteur 7. En l’espèce, ce système de lubrification principal comprend un circuit principal 105 et une pompe principale 103, qui sont représentés schématiquement à la figure 1. La pompe principale 103 présente par exemple une cylindrée comprise entre environ 5 cc/tour (centimètres cubes par tour) et 20 cc/tour, de préférence entre environ 7cc/tour et 12 cc/tour, de préférence encore de l’ordre de 10,7 cc/tour. La pompe principale 103 met en circulation un lubrifiant principal, du genre huile, au sein du circuit principal 105, pour alimenter le bas-moteur 7 avec ce lubrifiant principal et lubrifier différents organes du bas-moteur 7, appartenant notamment à la chaîne cinématique motrice. Le circuit principal 105 s’étend en partie au sein du bas-moteur 7 afin de lubrifier notamment les liaisons en rotation entre le vilebrequin 9 et les bielles 13. Le circuit principal 105 inclut une réserve de lubrifiant principal 107 et éventuellement un filtre à huile non représenté. Le circuit principal 105 est conçu pour assurer la lubrification, avec le lubrifiant principal, notamment d’une zone segment-piston-chemise du bas-moteur 7, qui désigne les parties en contact glissant de chaque piston 15 contre son cylindre 19 respectif. Pour cela, le circuit principal 105 comprend par exemple des moyens d’émission d’un brouillard de lubrifiant principal, non représentés, au niveau de la zone segment-piston-chemise, lequel brouillard de lubrifiant principal est émis par l’intermédiaire de paliers des bielles 13. L’alimentation en lubrifiant principal se fait de préférence par des paliers du vilebrequin 9, qui sont directement connectés à une rampe d’alimentation appartenant au circuit principal 105. De manière optionnelle, le circuit principal 105 comprend des pissettes de lubrifiant principal, non illustrées, qui crachent de l’huile sous les pistons 15 dans le but de les refroidir.

De préférence, la pompe principale 103 est actionnée par la chaîne cinématique motrice du moteur 3, et en particulier par le vilebrequin 9. Ainsi, lorsque le moteur 3 est en marche, le vilebrequin 9 entre en rotation et entraîne la pompe principale 103 de façon systématique. La pompe principale 103 est préférentiellement à débit variable et à pression pilotée, de sorte que sa consommation d’énergie est particulièrement faible pour le pompage du lubrifiant principal.

Le système de motorisation 1 comprend également un système de lubrification secondaire, qui comprend un circuit secondaire 115 qui est séparé et distinct du circuit principal 105. Le circuit secondaire 115 alimente à la fois le compresseur 35 et le haut-moteur 5 avec un lubrifiant secondaire, qui est différent du lubrifiant principal dans sa nature et/ou sa composition et/ou ses caractéristiques.

De façon préférentielle, le lubrifiant principal est une composition lubrifiante présentant un grade, selon la classification SAEJ300, définie par la formule (X)W-(Y) dans laquelle X représente 0 ou 5 et Y représente 4, 8, 12, 16 ou 20.. Le lubrifiant principal est par exemple le lubrifiant Quartz 9000 Future 0W-20 ou Quartz V-drive 0W-20, commercialisés par la société TOTAL SA. D’autres lubrifiants peuvent être mis en œuvre pour le lubrifiant principal en lieu et place de ceux définis ci-avant.

Par exemple, le lubrifiant secondaire est le lubrifiant Quartz Ineo MC3 5W-30, ou Quartz 9000 5W-40 commercialisés par la société TOTAL SA. D’autres lubrifiants peuvent être mis en œuvre pour le lubrifiant secondaire en lieu et place de ceux définis ci-avant, tant que le lubrifiant principal est de composition différente que le lubrifiant secondaire, ces compositions étant adaptées respectivement aux contraintes en matière de lubrification du bas-moteur 7, et de l’ensemble incluant le haut-moteur 5 et le compresseur 35.

En variante, le lubrifiant principal et le lubrifiant secondaire sont de composition identique.

Le système de lubrification secondaire comprend également une pompe secondaire 113, du genre pompe hydraulique, pour mettre en circulation le lubrifiant secondaire dans le circuit secondaire 115. Dans l’exemple de la figure 1, le circuit secondaire alimente à la fois le haut-moteur 5 et le compresseur 35 avec le lubrifiant secondaire.

Le circuit secondaire 115 inclut de préférence une réserve de lubrifiant secondaire 117 qui est distincte de la réserve de lubrifiant principal 107. Le circuit secondaire 115 s’étend en partie au sein du haut-moteur 5 afin de lubrifier notamment les liaisons en rotation entre l’arbre de commande 27 et la culasse 23 et les soupapes 25. Le circuit secondaire 115 s’étend en partie au sein du compresseur 35 afin de lubrifier notamment les liaisons en rotation de l’organe 36, et le cas échéant, de la turbine 37.

Dans le présent document, on entend par « circuits séparés >>, qu’un premier lubrifiant circulant au sein d’un premier circuit séparé d’un deuxième circuit, n’entre pas en contact avec un deuxième lubrifiant circulant dans le deuxième circuit, les deux circuits étant séparés par des moyens de séparation étanches tels que des joints ou des parois.

Le système de lubrification secondaire comprend un moteur électrique 119, ou pour le moins un actionneur alimenté à l’énergie électrique, d’entraînement de la pompe secondaire 113, pour alimenter le haut-moteur 5 et le compresseur 35 avec le lubrifiant secondaire. La pompe 113 est ainsi une pompe à entraînement électrique. L’énergie électrique d’alimentation du moteur électrique 119 est par exemple fournie par une batterie électrique du système de motorisation 1. Le moteur électrique 119 constitue ainsi un actionneur secondaire de la pompe secondaire 113, qui est mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice. En effet, le moteur électrique 119 peut être mis en fonctionnement indépendamment du mouvement du vilebrequin 9, des bielles 13, des pistons 15, des soupapes 25, de l’arbre de commande 27 ou de la courroie de distribution 29.

Dans ces conditions, on commande la pompe secondaire 113 par l’intermédiaire du moteur électrique 119 pour lubrifier, avec le lubrifiant secondaire, le haut-moteur 5 et le compresseur 35 lorsque le moteur 3 est à l’arrêt. Si nécessaire, on peut piloter, et faire varier, le débit de la pompe secondaire 113 par pilotage de la vitesse de l’actionneur 119. De préférence, quelle que soit l’énergie d’alimentation de l’actionneur 119, on prévoit que la pompe secondaire 113 est à débit variable en choisissant un actionneur 119 dont la vitesse peut être pilotée. On actionne de préférence la pompe secondaire 113 avec l’actionneur secondaire 119 pour lubrifier le haut-moteur 5 et le compresseur 35 avec le lubrifiant secondaire juste avant le démarrage du moteur 3, qui correspond à la mise en mouvement de sa chaîne cinématique motrice. On commande de préférence la pompe secondaire 113 avec l’actionneur secondaire 119 pour lubrifier le haut-moteur 5 et le compresseur 35 avec le lubrifiant secondaire pendant une durée prédéterminée débutant après une mise à l’arrêt du moteur 3, qui correspond à une immobilisation de sa chaîne cinématique motrice. En tout état de cause, on actionne la pompe secondaire 113 avec l’actionneur secondaire 119 pour lubrifier le haut-moteur 5 et le compresseur 35 avec le lubrifiant secondaire pendant le fonctionnement du moteur 3, c’est-à-dire lorsque la chaîne cinématique motrice est en mouvement. L’usure du haut-moteur 5 et du compresseur 35 est ainsi particulièrement réduite, notamment dans le cas où il s’agit d’un turbocompresseur, ainsi que la cokéfaction.

Dans le cas d’un véhicule qui comporterait une source d’énergie hydraulique, tel qu’un circuit hydraulique avec une pompe, ou une source d’énergie pneumatique, tel qu’un circuit d’air avec un compresseur, on peut prévoir un actionneur secondaire fonctionnant à l’énergie pneumatique ou hydraulique à la place du moteur électrique susmentionné, tant que le fonctionnement de l’actionneur secondaire est indépendant du fonctionnement de la chaîne cinématique motrice. Cet actionneur secondaire serait alors par exemple un vérin, un moteur pneumatique ou un moteur hydraulique.

De préférence, la pompe secondaire 113 présente une cylindrée inférieure à celle de la pompe principale 103, ce qui permet, tout en répondant aux besoins de lubrification du compresseur 35 et du haut-moteur 5, d’optimiser la quantité d’énergie consommé par le système de lubrification. Cela a pour effet de réduire la consommation de carburant du système de motorisation 1.

La figure 2 illustre un second mode de réalisation d’un système de motorisation 100 conforme à l’invention. Les éléments similaires entre le système 1 de la figure 1 et le système 100 de la figure 2 ont été affectés des mêmes numéros de référence.

En substance, le système de motorisation 100 comprend un moteur à combustion interne 3, avec un haut-moteur 5 et un bas-moteur 7. Le bas-moteur 7 inclut un vilebrequin 9, un carter 11, des bielles 13, des pistons 15, un bloc-moteur 17 avec des cylindres 19 et des chambres de combustion 24 définies entre le haut des pistons 15 et le bas de la culasse 21. Le haut-moteur 5 est séparé du bas-moteur 7 par un joint de culasse 23 du moteur 3, et inclut une culasse 21, avec notamment, des soupapes 25, et un arbre de commande 27. Le moteur 3 comprend également une courroie de distribution 29, ou ses variantes définies ci-avant, et une chaîne cinématique motrice répondant à la même définition que celle du mode de réalisation de la figure 1.

Le système 100 comprend un collecteur d’admission 31 et un collecteur d’échappement 33, un compresseur 35 avec un organe de compression 36 et une turbine 37.

Le système 100 comprend un système de lubrification principal avec un circuit principal 105, une pompe principale 103 et une réserve de lubrifiant principale 107 pour alimenter avec un lubrifiant principal le bas-moteur 7 lorsque la chaîne cinématique motrice est en mouvement.

Le système 100 de la figure 2 diffère du système 1 de la figure 1 en ce qu’il comprend deux circuits secondaires distincts, dont un premier circuit secondaire 125 et un deuxième circuit secondaire 135 séparés.

Le système 100 comprend également deux pompes secondaires 123 et 133 distinctes, dont une première pompe secondaire 123, qui alimente le haut-moteur 5 avec un premier lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du premier circuit secondaire 125, et une deuxième pompe secondaire 133, qui est distincte de la première pompe secondaire 123 et qui alimente le compresseur 35 avec un deuxième lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du deuxième circuit secondaire 135. Le premier lubrifiant secondaire et le deuxième lubrifiant secondaire sont de composition différente, c’est-à-dire sont de nature différente et de caractéristiques différentes. Le premier lubrifiant secondaire et le deuxième lubrifiant secondaire sont également de composition différente de celle du lubrifiant principal.

Par exemple, le premier lubrifiant secondaire est le lubrifiant Quartz Ineo MC3 5W-30, le deuxième lubrifiant secondaire étant le lubrifiant Quartz 9000 5W-40 commercialisés par TOTAL SA. De manière générale, le premier lubrifiant secondaire est choisi pour être particulièrement adapté aux contraintes en matière de lubrification du haut-moteur 7, le deuxième lubrifiant secondaire étant choisi pour être particulièrement adapté aux contraintes en matière de lubrification du compresseur 35.

En variante, parmi le lubrifiant principal, le premier lubrifiant secondaire et le deuxième lubrifiant secondaire, deux lubrifiants sont de composition identique, le troisième étant de composition différente des deux autres. En variante encore, les trois lubrifiants sont de composition identique.

Le circuit secondaire 125 inclut de préférence une première réserve du premier lubrifiant secondaire 127 qui est distincte de la réserve de lubrifiant principal 107. Le deuxième circuit secondaire 135 inclut de préférence une deuxième réserve du deuxième lubrifiant secondaire 137 qui est distincte de la réserve de lubrifiant principal 107 et de la réserve 127.

Dans l’exemple de la figure 2, un premier actionneur secondaire 129, mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice, entraîne la première pompe secondaire 123 pour alimenter le haut-moteur 5 avec le premier lubrifiant secondaire. Un deuxième actionneur secondaire 139 distinct du premier actionneur secondaire 129, et mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice, entraîne la deuxième pompe secondaire 133 pour alimenter le compresseur 35 avec le deuxième lubrifiant secondaire.

De préférence, le fonctionnement des deux actionneurs secondaires 129 et 139 est indépendant l’un de l’autre, de sorte que : - la pompe secondaire 123 alimente le haut-moteur 5 avec le premier lubrifiant secondaire pendant une durée prédéterminée avant le démarrage du moteur 3 et/ou pendant le fonctionnement du moteur 3 ; - la pompe secondaire 133 alimente le compresseur 35 avec le deuxième lubrifiant secondaire pendant le fonctionnement du moteur 3 et/ou pendant une durée prédéterminée après l’arrêt du moteur 3.

En variante, la pompe secondaire 133 alimente le compresseur 35 avec le deuxième lubrifiant secondaire pendant une durée prédéterminée avant le démarrage du moteur 3, afin de faciliter le démarrage du compresseur 35 et donc limiter son usure.

Le premier circuit secondaire 125 s’étend en partie au sein du haut-moteur 5 afin de lubrifier notamment les liaisons en rotation entre l’arbre de commande 27 et la culasse 23 et les soupapes 25. Le deuxième circuit secondaire 135 s’étend en partie au sein du compresseur 35 afin de lubrifier notamment les liaisons en rotation de l’organe 36, et le cas échéant, de la turbine 37.

La lubrification, ainsi que la composition du lubrifiant du bas-moteur 5 et du compresseur 35, peut ainsi être optimisée en fonction des besoins en lubrification propres à chacun de ces deux organes du système de motorisation 100.

Les actionneurs secondaires 129 et 139 fonctionnent soit à l’aide de la même énergie, par exemple électrique, soit à l’aide de deux énergies distinctes, par exemple l’un étant alimenté à l’énergie électrique et l’autre à l’énergie pneumatique.

De préférence, la première pompe secondaire 123 présente une cylindrée inférieure à celle de la deuxième pompe secondaire 133, de sorte que les pompes secondaires 123 et 133 fournissent une quantité de lubrifiants adaptée d’une part au haut-moteur 5 et d’autre part au compresseur 35. L’énergie nécessaire pour actionner les pompes secondaires 123 et 133 est ainsi optimisée.

De préférence, la première pompe secondaire 123 présente une cylindrée comprise entre 3 et 15 cc/tour et la deuxième pompe secondaire 133 présente une cylindrée comprise entre 1 et 10 cc/tour.

En variante, l’invention s’applique également aux moteurs dont la configuration spatiale est différente de celle des exemples de systèmes de motorisation décrits ci-avant, en particulier les moteurs dits « à plat >>. On comprend que dans le cas de ces moteurs particuliers, le haut-moteur n’est pas nécessairement placé au-dessus du bas-moteur. Ainsi, dans le cas de ces moteurs particuliers, le terme « haut-moteur >> défini ci-avant désigne la culasse équipée notamment de, ou des, arbre(s) de commande et du système de distribution, le terme « bas-moteur >> désignant le carter et le bloc-moteur, équipé notamment des pistons, des bielles, du vilebrequin, des cylindres et des chambres de combustion. L’invention a été expérimentée sur un moteur diesel de cylindrée 2L, à savoir le moteur DW10 de la société PSA Peugeot Citroën. Elle a permis d’obtenir un gain de consommation de carburant d’au moins 3% sur des points de fonctionnement stabilisé en régime de charge, représentant le cycle normalisé NEDC (« New European Driving Cycle >>).

Les modes de réalisation et variantes décrits dans ce qui précède peuvent être combinés pour générer de nouveaux modes de réalisation.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1. -Système de motorisation (1) pour un véhicule automobile, le système comprenant : - un moteur à combustion interne (3), qui comprend un haut-moteur (5) et un bas-moteur (7) accouplés, ainsi qu’une chaîne cinématique motrice incluant au moins un piston (15) et un vilebrequin (9), - un compresseur (35), qui équipe le moteur à combustion interne, et qui est conçu pour compresser, au moins en partie, un fluide d’admission (A) destiné au remplissage de cylindres du bas-moteur, un système de lubrification principal, qui comprend un circuit principal (105) et une pompe principale (103), laquelle alimente au moins le bas-moteur avec un lubrifiant principal par l’intermédiaire du circuit principal, et - un système de lubrification secondaire, qui comprend au moins un circuit secondaire (115; 125, 135) séparé du circuit principal et au moins une pompe secondaire (113; 123, 133) distincte de la pompe principale, la pompe secondaire alimentant le haut-moteur et/ou le compresseur avec un lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du circuit secondaire (115; 125, 135), le système de lubrification secondaire comprenant au moins un actionneur secondaire (119 ; 129, 139) mécaniquement indépendant de la chaîne cinématique motrice et qui entraîne la pompe secondaire (113 ; 123, 133) pour alimenter le haut-moteur (5) et/ou le compresseur (35) avec le lubrifiant secondaire et en ce que la pompe principale (103) présente une cylindrée supérieure à la cylindrée de chaque pompe secondaire (123, 133).
2. 2. - Système de motorisation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’actionneur secondaire (119 ; 129, 139) fonctionne à l’énergie électrique.
3. 3. - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que deux circuits secondaires distincts sont prévus, dont un premier circuit secondaire (125) et un deuxième circuit secondaire (135) séparés, et en ce que deux pompes secondaires sont prévues, dont : une première pompe secondaire (123), qui alimente le haut-moteur (5) avec un premier lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du premier circuit secondaire, et - une deuxième pompe secondaire (133), qui est distincte de la première pompe secondaire et qui alimente le compresseur (35) avec un deuxième lubrifiant secondaire par l’intermédiaire du deuxième circuit secondaire.
4. 4, - Système de motorisation (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première pompe secondaire (123) présente une cylindrée inférieure à celle de la deuxième pompe secondaire (133).
5. 5, - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la composition du premier lubrifiant secondaire est différente de celle du deuxième lubrifiant secondaire.
6. 6, - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe principale (103) présente une cylindrée qui est comprise entre environ 5 cc/tour et 20 cc/tour, de préférence entre environ 7cc/tour et 12 cc/tour, de préférence encore de l’ordre de 10,7 cc/tour.
7. 7, - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe principale (103) est actionnée par la chaîne cinématique motrice.
8. 8, - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe secondaire (113 ; 123, 133) est une pompe à débit variable.
9. 9, - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le lubrifiant principal est une composition lubrifiante présentant un grade, selon la classification SAEJ300, définie par la formulé (X)W-(Y) dans laquelle X représente 0 ou 5 et Y représente 4, 8, 12, 16 ou 20.
10. 10. - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition du lubrifiant principal est différente de celle du lubrifiant secondaire.
11. 11. - Système de motorisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compresseur (35) est un turbocompresseur.
12. 12. - Véhicule automobile comprenant un système de motorisation (1) conforme à l’une quelconque des revendications précédentes.