FR2756882A1 - BEARING FOR CONNECTING ROD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Palier de pied de bielle (9) de moteur à combustion interne à pistons, comprenant une bague (10) en matériau à faible coefficient de frottement insérée dans un alésage axial correspondant agencé à travers le pied de bielle (9), ladite bague (10) étant adaptée pour recevoir un axe de piston (11) monté tourillonnant dont les surfaces de portée sont lubrifiées par des projections d'huile en provenance notamment de la tête de bielle (7), caractérisé en ce que ladite bague (10) coopère avec des moyens de rétention d'huile destinés à pourvoir à l'alimentation en huile du palier lorsque les projections d'huile pénétrant par les deux extrémités axiales de ladite bague (10) s'avèrent insuffisantes pour opérer seule la lubrification desdites surfaces de portée dudit axe de piston (11).A small end bearing (9) of a piston internal combustion engine, comprising a ring (10) of low friction material inserted in a corresponding axial bore arranged through the small end (9), said ring (10) ) being adapted to receive a piston pin (11) mounted journalling, the bearing surfaces of which are lubricated by oil projections coming in particular from the big end (7), characterized in that said ring (10) cooperates with oil retention means intended to provide for the supply of oil to the bearing when the oil projections penetrating through the two axial ends of said ring (10) prove insufficient to operate alone the lubrication of said bearing surfaces of said piston pin (11).
Description
PALIER POUR BIELLE DE MOTEUR A COMBUSTION
INTERNE
La présente invention est relative à un palier pour bielle de moteur à combustion interne à pistons destiné à équiper un véhicule automobile ou routier. Elle concerne plus particulièrement un palier pour pied de bielle comprenant une bague présentant des cavités de rétention d'huile.BEARING FOR COMBUSTION ENGINE CONNECTING ROD
INTERNAL
The present invention relates to a bearing for connecting rod of an internal combustion piston engine intended to equip a motor or road vehicle. It relates more particularly to a bearing for a connecting rod end comprising a ring having oil retention cavities.
Classiquement dans les moteurs à combustion interne du type multicylindre, chaque cylindre est muni d'un piston relié au vilebrequin au moyen d'une bielle qui assure la transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en un mouvement circulaire continu du vilebrequin. Une telle bielle se compose essentiellement de trois parties : un pied destiné à être raccordé au piston, un corps oblong et une tête en deux parties destinées à venir enserrer un maneton du vilebrequin. Conventionally in internal combustion engines of the multicylinder type, each cylinder is provided with a piston connected to the crankshaft by means of a connecting rod which ensures the transformation of the reciprocating rectilinear movement of the piston into a continuous circular movement of the crankshaft. Such a connecting rod consists essentially of three parts: a foot intended to be connected to the piston, an oblong body and a head in two parts intended to grip a crankpin of the crankshaft.
La liaison entre le piston et la bielle est assurée au moyen d'une tige cylindrique encore appelée "axe" qui traverse le piston diamétralement à mi-hauteur et vient se loger dans un alésage cylindrique traversant le pied de bielle axialement. Généralement le montage de l'axe de piston est de type "flottant", c'est-à-dire que l'axe du piston tourillonne dans le pied de bielle. The connection between the piston and the connecting rod is ensured by means of a cylindrical rod also called an "axis" which crosses the piston diametrically at mid-height and is housed in a cylindrical bore passing axially through the connecting rod. Generally the mounting of the piston pin is of the "floating" type, that is to say that the piston pin swivels in the big end.
Pour réduire les frottements de l'axe de piston dans le pied de bielle et limiter son usure, on réalise un palier de type hydrodynamique en interposant entre le pied de bielle et l'axe de piston une bague formant coussinet, bague réalisée par exemple en bronze et montée serrée dans l'alésage du pied de bielle, et en alimentant en huile les surfaces de portée de l'axe de piston dans la bague. To reduce the friction of the piston pin in the big end and limit its wear, a bearing of the hydrodynamic type is produced by interposing between the big end and the piston pin a ring forming a bearing, ring made for example in bronze and tightly mounted in the bore of the big end, and by supplying oil to the bearing surfaces of the piston pin in the ring.
La lubrification de la bague de pied de bielle est assurée essentiellement de deux manières soit par projection, un trou étant prévu dans le pied de bielle en regard du fond du piston et à travers lequel s'écoule l'huile par gravité, soit directement sous pression, l'arrivée d'huile s'effectuant alors par un perçage réunissant la tête et le pied de bielle. The lubrication of the big end ring is ensured essentially in two ways either by projection, a hole being provided in the big end opposite the bottom of the piston and through which the oil flows by gravity, or directly under pressure, the oil arriving then being effected by a drilling uniting the head and the connecting rod foot.
L'alimentation en huile par projection depuis le fond du piston à travers un orifice traversant radialement le pied de bielle est simple à réaliser mais présente toutefois ,l'inconvénient de ne pas pourvoir assurer la présence d'un film d'huile entre la bague et l'axe de piston en toute circonstance et notamment au démarrage du moteur. The oil supply by spraying from the bottom of the piston through an orifice passing radially through the connecting rod end is simple to perform, but nevertheless has the drawback of not being able to ensure the presence of an oil film between the ring. and the piston pin in all circumstances and in particular when starting the engine.
L'alimentation en huile ,sous pression s'avère plus performante puisqu'elle garantit la présence d'huile quel que soit le point de fonctionnement du moteur mais une telle solution présente l'inconvénient d'être coûteuse puisqu'il est alors nécessaire d'usiner un perçage à travers la bielle et la bague pour acheminer l'huile sous pression en provenance du vilebrequin depuis la tête de bielle. The supply of oil under pressure proves to be more efficient since it guarantees the presence of oil whatever the operating point of the engine, but such a solution has the disadvantage of being expensive since it is then necessary to '' machine a hole through the connecting rod and the ring to convey the pressurized oil from the crankshaft from the connecting rod head.
L'objet de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients précités en proposant un nouveau type de palier pour pied de bielle qui permet d'assurer la lubrification de l'axe de piston quel que soit le point de fonctionnement du moteur et qui soit simple et économique à réaliser. The object of the present invention is therefore to remedy the aforementioned drawbacks by proposing a new type of bearing for connecting rod end which makes it possible to ensure the lubrication of the piston pin whatever the operating point of the engine and which is simple and economical to make.
Le palier de pied de bielle de moteur à combustion interne à pistons selon l'invention, comprend une bague en matériau à faible coefficient de frottement insérée dans un alésage axial correspondant agencé à travers le pied de bielle, cette bague étant adaptée pour recevoir un axe de piston monté tourillonnant dont les surfaces de portée sont lubrifiées par des projections d'huile en provenance notamment de la tête de bielle. The connecting rod bearing of an internal combustion piston engine according to the invention comprises a ring of material with a low coefficient of friction inserted in a corresponding axial bore arranged through the connecting rod, this ring being adapted to receive an axis piston mounted swivel whose bearing surfaces are lubricated by oil splashes coming in particular from the connecting rod head.
Selon l'invention, le palier de pied de bielle de moteur est caractérisé en ce que la bague coopère avec des moyens de rétention d'huile destinés à pourvoir à l'alimentation en huile du palier lorsque les projections d'huile pénétrant par les deux extrémités axiales de la bague s'avèrent insuffisantes pour opérer seule la lubrification des surfaces de portée de l'axe de piston. According to the invention, the engine connecting rod bearing is characterized in that the ring cooperates with oil retention means intended to provide the oil supply to the bearing when the oil projections penetrating by the two axial ends of the ring prove to be insufficient to operate alone the lubrication of the bearing surfaces of the piston pin.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, les moyens de rétention comprennent au moins une cavité agencée dans l'épaisseur de la bague et débouchant à la surface intérieure de cette dernière. According to another characteristic of the engine connecting rod bearing which is the subject of the invention, the retention means comprise at least one cavity arranged in the thickness of the ring and opening onto the inner surface of the latter.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité s'étend principalement dans la partie centrale de la bague. According to another characteristic of the engine connecting rod bearing object of the invention, the cavity extends mainly in the central part of the ring.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est formée par une rainure collectrice fermée à ses extrémités, cette rainure s'étendant axialement à la surface intérieure de la bague. According to another characteristic of the connecting rod bearing of the engine object of the invention, the retention cavity is formed by a collecting groove closed at its ends, this groove extending axially to the inner surface of the ring.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est agencée dans la partie inférieure de la bague qui est la plus proche du vilebrequin. According to another characteristic of the engine connecting rod bearing object of the invention, the retention cavity is arranged in the lower part of the ring which is closest to the crankshaft.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la cavité de rétention est décalée d'un angle a compris entre 45 et 750 par rapport au plan de symétrie axiale du pied de bielle. According to another characteristic of the connecting rod bearing of the engine object of the invention, the retention cavity is offset by an angle a between 45 and 750 with respect to the plane of axial symmetry of the connecting rod.
Selon une autre caractéristique du palier de pied de bielle de moteur objet de l'invention, la bague comporte deux cavités de rétention s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie axiale du pied de bielle. According to another characteristic of the engine connecting rod bearing object of the invention, the ring comprises two retention cavities extending on either side of the axial plane of symmetry of the connecting rod foot.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, ce mode de réalisation étant donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue simplifiée en coupe axiale d'un cylindre de moteur à combustion présentant une bielle en position
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une bague de pied de bielle selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe selon la direction III-III de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en coupe selon la direction IV-IV de la figure 2.The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention, this embodiment being given by way of nonlimiting example, in referring to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a simplified view in axial section of a combustion engine cylinder having a connecting rod in position
- Figure 2 is an axial sectional view of a big end ring according to the invention;
- Figure 3 is a sectional view along the direction III-III of Figure 2;
FIG. 4 is a sectional view in the direction IV-IV of FIG. 2.
En se reportant à la figure 1, on voit en position une bielle 1 de moteur à combustion interne à pistons à quatre temps. Cette bielle 1 assure la liaison mécanique entre un piston 2 monté coulissant dans un alésage cylindrique 3 correspondant du bloc moteur 6 et le vilebrequin 4 monté en rotation dans des paliers 5 portés par le bloc moteur 6. Referring to Figure 1, we see in position a connecting rod 1 of the four-piston piston internal combustion engine. This connecting rod 1 provides the mechanical connection between a piston 2 slidingly mounted in a corresponding cylindrical bore 3 of the engine block 6 and the crankshaft 4 rotatably mounted in bearings 5 carried by the engine block 6.
La tête 7 de la bielle 1 qui comporte un chapeau est munie d'un coussinet 15 gn deux parties qui entourent le maneton 8 du vilebrequin 4. Le pied 9 de la bielle 1 qui dans l'exemple figuré est de forme triangulaire (dit encore en tête de vipère) est lui articulé sur l'axe 11 du piston 2. The head 7 of the connecting rod 1 which comprises a cap is provided with a bearing 15 gn two parts which surround the crankpin 8 of the crankshaft 4. The foot 9 of the connecting rod 1 which in the illustrated example is of triangular shape (also said at the head of the viper) is articulated on the axis 11 of the piston 2.
Le graissage des demi-coussinets 15 de la tête de bielle 7 est opéré depuis le maneton 8 où débouche un conduit percé dans les bras du vilebrequin 4 qui achemine l'huile sous pression en provenance d'un palier 5 du vilebrequin 4. The lubrication of the half-bearings 15 of the connecting rod head 7 is carried out from the crank pin 8 where a conduit pierced in the arms of the crankshaft 4 opens which conveys the oil under pressure coming from a bearing 5 of the crankshaft 4.
L'huile servant au graissage des demicoussinets 15 est projetée, en s'échappant, vers l'alésage cylindrique 3 par la rotation de la tête de bielle 7 et assure ainsi tout à la fois le graissage de l'alésage 3 et de la jupe du piston 2 et le graissage du palier agencé dans le pied de bielle 9. The oil used for the lubrication of the half-bearings 15 is sprayed, escaping, towards the cylindrical bore 3 by the rotation of the connecting rod head 7 and thus ensures both the lubrication of the bore 3 and of the skirt of the piston 2 and the lubrication of the bearing arranged in the small end 9.
Ainsi qu'il ressort des figures 2 à 4, le palier de pied de bielle est formé par une bague cylindrique 10, en bronze ou en tout autre matériau à faible coefficient de frottement, emmanchée à force dans un alésage traversant axialement le pied de bielle 9 et dans laquelle tourillonne l'axe de piston 11. As shown in Figures 2 to 4, the big end bearing is formed by a cylindrical ring 10, made of bronze or any other material with low coefficient of friction, force fitted into a bore axially passing through the big end 9 and in which the piston pin 11 journals.
Au cours du fonctionnement du moteur, les projections d'huile échappées de la tête de bielle pénètrent dans le jeu existant entre la surface intérieure de la bague 10 et l'axe 11 par les deux extrémités axiales libres et viennent ainsi former un film d'huile entre la bague 10 et l'axe de piston 11. During engine operation, the oil splashes escaping from the connecting rod head enter the clearance existing between the inner surface of the ring 10 and the axis 11 by the two free axial ends and thus form a film of oil between the ring 10 and the piston pin 11.
Ces projections s'avèrent toutefois insuffisantes pour lubrifier correctement les surfaces de portées de l'axe de piston 11 en toute circonstances et notamment au démarrage du moteur. These projections prove however to be insufficient for correctly lubricating the bearing surfaces of the piston pin 11 in all circumstances and in particular when the engine is started.
Pour assurer la présence d'huile en toute circonstance, la bague 10 comporte dans sa partie centrale deux cavités de rétention 12, encore appelées baignoires, s'étendant parallèlement à l'axe de la bague. Ces deux cavités 12 agencées dans l'épaisseur même de la bague 10, débouchent à la surface intérieure de cette dernière. To ensure the presence of oil in all circumstances, the ring 10 has in its central part two retention cavities 12, also called baths, extending parallel to the axis of the ring. These two cavities 12 arranged in the very thickness of the ring 10, open onto the inner surface of the latter.
Bien évidemment, la profondeur, la forme ainsi que le nombre de ces cavités 12 sont adaptées à chaque moteur en fonction notamment des sollicitations auxquelles est soumis l'axe de piston ainsi que des quantités d'huile projetées depuis la tête de bielle. Obviously, the depth, the shape and the number of these cavities 12 are adapted to each engine depending in particular on the stresses to which the piston pin is subjected as well as the quantities of oil sprayed from the connecting rod head.
Ainsi de telles cavités peuvent être réalisées sous la forme de rainures s'étendant axialement à la surface intérieure de la bague 10 et fermées à leurs extrémités. Thus, such cavities can be produced in the form of grooves extending axially on the inner surface of the ring 10 and closed at their ends.
Selon l'exemple figuré, les cavités 12 s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie axiale de pied de bielle 9 dans la partie inférieure de la bague 10, c'est-à-dire dans la partie la plus rapprochée du maneton 8 du vilebrequin 4. Ces cavités 12 sont décalées par rapport au plan de symétrie axiale du pied de bielle 9 d'un angle a de préférence compris entre 450 et 750 pour optimiser la rétention de l'huile et sa redistribution ultérieure. According to the example shown, the cavities 12 extending on either side of the axial plane of symmetry of the connecting rod end 9 in the lower part of the ring 10, that is to say in the closest part of the crankpin 8 of the crankshaft 4. These cavities 12 are offset relative to the axial plane of symmetry of the connecting rod 9 by an angle a preferably between 450 and 750 to optimize the retention of the oil and its subsequent redistribution.
Les cavités 12 sont donc adaptées pour recueillir l'huile ruisselant à l'intérieur de la bague 10 dans le jeu ménagé entre cette dernière et l'axe 11. L'huile accumulée dans ces cavités 12 lors du fonctionnement normal du moteur et qui y demeurent à l'arrêt du moteur, sert à lubrifier l'axe de piston 11, sitôt la mise en mouvement de ce dernier. Cette disposition permet de maintenir la présence d'un film d'huile nécessaire au fonctionnement hydrodynamique de la portée et ce, même lorsque les projections d'huile en provenance de la tête de bielle 7 sont insuffisantes pour assurer seules le graissage de l'axe 11, comme par exemple au démarrage du moteur. The cavities 12 are therefore suitable for collecting the oil flowing inside the ring 10 in the clearance between the latter and the axis 11. The oil accumulated in these cavities 12 during normal operation of the engine and which there remain when the engine is stopped, serves to lubricate the piston pin 11, as soon as the latter is set in motion. This arrangement makes it possible to maintain the presence of an oil film necessary for the hydrodynamic operation of the seat, even when the oil splashes coming from the connecting rod head 7 are insufficient to ensure the lubrication of the axle alone. 11, such as when the engine is started.
Ces cavités 12 de réalisation simple permettent ainsi d'éviter de recourir à des dispositifs de graissage plus complexes, telle qu'une canalisation supplémentaire forée dans le sens de la longueur du corps de bielle qui permet l'acheminement de l'huile depuis la tête de bielle 7 jusqu'à l'axe du piston 11. These cavities 12 of simple construction thus make it possible to avoid resorting to more complex lubrication devices, such as an additional pipe drilled in the direction of the length of the connecting rod body which allows the routing of the oil from the head. connecting rod 7 to the axis of the piston 11.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
Ainsi, le graissage de l'intérieur du piston peut être également opéré si nécessaire au moyen d'une buse disposée à l'extrémité inférieure de l'alésage 3 et dirigeant un jet d'huile vers le fond du piston 2. Thus, lubrication of the interior of the piston can also be carried out if necessary by means of a nozzle disposed at the lower end of the bore 3 and directing an oil jet towards the bottom of the piston 2.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2756882B1 (en) | 1999-01-15 |
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