Brevet FR2539462A1 — publié le 19840720

Cenérateur de pression d'asservissement a contrôle de débit. L'inveneion concerne les générateurs de pression utilisés par exemple sur les véhicules pour l'asservissement ou l'assistance, notamment des boites de vitesses automatiques, mais également de la direction ou des freins assistés. Un tel générateur de pression est généralement constitué par une pompe volumétrique a cylindrée constante, à entraînement mécanique direct, par exemple par le moteur thermique du véhicule, associée à une vanne de régulation de pression. Du fait de cet entraînement mécanique direct de la pompe, le débit de celle-ci est directement proportionnel à la vitesse de rotation du moteur thermique. Or, pour l'utilisation5 c'est-à-dire pour la bolte automatique dans l'application principale, les besoins en débit sont définis et connus pour tous les états, soit transitoires, soit permanents du fonctionnement de la boite. Le débit par tour de la pompe est donc conditionné par le besoin de l'utilisation à une vitesse du moteur voisine du ralenti ainsi que pour les régimes transistoires, de sorte que pour toutes les vitesses supérieures, et pour les régimes permanents le débit fourni par la pompe est excédentaire.La vanne de régulation de pression habituelle a donc pour fonction de réguler cette pression en laminant dans un bipasse l'excédent de débit de la pompe, cet excédent etant tres important pour tous les régimes du moteur autres que le ralenti et qui sont par conséquent les plus fréquents. Il en résulte par conséquent une perte d'énergie induite tres importante influant sur la consommation du moteur. Le but de l'invention est de réaliser un générateur de pression d'asser- vissement qui élimine les inconvénients précédents en régulant la pression par un contrôle du débit de la pompe afin d'éviter au maximum les pertes par laminage et de diminuer la puissance absorbée par la pompe. L'invention consiste a utiliser, comme l'état de la technique, une pompe volumétrique a cylindrée constante, par exemple à entralnement direct par le moteur, combinée avec une vanne de régulation de pression, mais a modifier cette vanne et ses connexions de raccordement de maniere que la pression de pilotage de la vanne soit toujours la pression de la conduite d'utilisation, et que par contre l'effet d'étranglement ou de laminage produit par la vanne agisse non plus sur le refoulement de la pompe niais sur son aspiration, afin que cette pompe fonctionne en pompe à aspiration limitée.Cet étranglement de l'aspiration de la pompe par la vanne peut avoir lieu directement par celle-ci ou par l'intermediaire d'un étrangleur piloté par la vanne. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de trois modes de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 représente schématiquement le montage avec étrangleur piloté; et la fig. 2 le montage avec étranglement direct; les fig. 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation de la vanne de régulation. En se reportant à la fig. 1, on voit la pompe 1 et la vanne de regulation associée 2. La pompe 1 est une pompe hydraulique volumétrique à cylindrée constante et à titre d'exemple, à entraînement mécanique direct par le moteur, ou par tout autre moyen par exemple une pompe à galets, à palettes, à pistons ou à patins, ou autres, d'un type normal ou spécialement aménagé pour fonctionner avec aspiration limitée. Elle aspire l'huile par une crépine 3 dans le bac 4 et la refoule en 5 comme indiqué par le schéma. Dans un premier mode de réalisation, la vanne de régulation 2 comporte un tiroir cylindrique 6 avec une large gorge de distribution 7, et elle est sollicitée dans un sens par un ressort de rappel 8 et dans l'autre sens par voie hydraulique grâce à son autre extrémité qui est agencée en piston différentiel avec une section réduite 9 actionnée dans le sens antagoniste du ressort par la pression régnant dans une chambre de pression effective 10 qui est en relation avec la ligne 11 alimentant l'utilisation.La section annulaire située entre la section réduite 9 et la pleine section du tiroir 6 se trouve soumise également dans le sens antagoniste du ressort 8 à la pression régnant dans une chambre 12 de pression de-consigne, laquelle pression de consigne est élaborée dans une conduite 13 alimentée à partir de la conduite 11 par un étranglement 14, tandis qu'une électrovalve 15 montée en dérivation permet la montée en pression dans la canalisation 13 lorsque la valve est fermée, et la chute de la pression lorsqu'elle est ouverte. Tous les intermédiaires sont possibles grâce à une comaa.nde continue de l'électrovalve 15, soit par un courant continu régulé en tension, soit par un courant haché régulé en rapport cyclique. Ce pilotage de la vanne de régulation 2 est classique. Outre son pilotage, la partie principale du tiroir cylindrique 6 fonctionne en inverseur hydraulique grâce d'une part à ses trois chambres annulaires 16, 17 et 18 raccordées respectivement aux sorties 19, 20 et 21, et d'autre part à la gorge 7 du tiroir 6 qui a une position limite d'obturation de part et d'autre de laquelle il met en relation progressive la canalisation centrale 20 avec l'une ou l'autre des canalisations 19 et 21 selon le sens du déplacement. Pour augmenter avantageusement la progressivité entre les chambres 19 et 20 de la fig. 1 ou 20 et 21 de la fig. 2, on peut remplacer respectivement les gorges annulaires 16 ou 18 par un perçage débouchant dans le corps de vanne 2. Conformément à l'invention, cette distribution est utilisée pour commander une aspiration limitée sur la pompe 1. Pour cela dans le premier mode de realisation de la fig. 1, on réunit la canalisation 19 à la ligne de distribution 11, la canalisation 20 àune cavité de pilotage 22 d'un étrangleur pilote 23 disposé sur la canalisation d'aspiration en amont de la pompe 1 et la canalisation 21 au bac 4 en amont de l'étrangleur 23. La canalisation 19 est naturellement celle que le tiroir 6 met en communication avec la canalisation centrale 20 lorsque la pression en 10 devient excessive par rapport à la poussée du ressort combinée avec la poussée de la pression pilote 12. On voit donc que lorsque cela se produit, le débit d'huile ainsi dirigé de 19 vers 20 ne retourne pas au bac 4 mais vient réduire le débit d'aspiration de la pompe jusqu a annuler l'excédent de débit. Les pertes par laminage se trouvent donc éliminées. Inversement, lorsque la pression produite en 10 est insuffisante, le tiroir 6 se deplace dans le sens opposé ce qui met la canalisation 20 en communsication avec la decharge 21 permettant ainsi à l'étrangleur 23 de s'ouvrir pour augmenter le débit jusqu'à la valeur nécessaire. Les débits transitant ainsi entre les trois canalisations 19, 20 et 21 sont naturellement extrêmement limités puisqu'ils correspondent aux variations de volume de la cavité de pilotage 22 et sont par conséquent pratiquement négligeables. Quant au laminage produit par l'étrangleur 23 sur l'aspiration de la pompe, on sait que la perte d'énergie correspondante est négli geable par rapport à celle qui resulterait du laminage de l'excédent de débit. Dans la variante représentée sur la fig. 2, on met cette remarque à profit pour étrangler directement l'aspiration de la pompe par la vanne de régulation 2. Pour cela l'aspiration 3a de la pompe n'est plus en communication avec le bac 4 mais avec la canalisation 21, tandis que la crépine d'aspiration 3b est en communication avec la canalisation 20. On voit alors que dans ce cas le laminage limitant l'aspiration de la pompe a lieu entre les chambres 17 et 18, ce qui produit dirèctement la réduction progressive du débit de la pompe au fur et à mesure que la pression en 10 devient excessive. La possibilité de décharge de la chambre 16, reliée à 19 et à 11 vers la chambre de décharge 17 est conservée seulement comme dernier recours en cas de retard dans le fonctionnement de la régulation. On voit ainsi qu'avec des organes pratiquement identiques à ceux d'un générateur de pression à régulation classique, on peut selon l'invention obtenir une économie d'énergie importante en modifiant simplement le type de raccordement. l'invention s'applique aussi selon les fig. 3 et 4 à une variante de vanne de régulation de pression dont les pressions de mesure et de consigne n' agissent plus en opposition au ressort mais selon un mode tel que la pression de consigne agisse avec le ressort contre la pression de mesure. Cette solution améliore, par rapport aux solutions décrites précédemment sur les fig. 1 et 2, la stabilité et la précision de la régulation. Dans ce cas, c'est la chambre 24 contenant le ressort 8 qui constitue la chambre de pilotage, réunie par 13 à l'étrangleur 14 et à la vanne 15, tandis que Ia chambre 12 est réunie à la bâche par une canalisation 25. REVENDICATIONS 1. Générateur de pression d'asservissement à contrôle de débit constitué par une pompe hydraulique (1) de type volumétrique à cylindrée constante spécialement aménagée pour fonctionner avec une aspiration limitée en vue de réduire le couple absorbé par la pompe, et à entraînement direct, et une vanne de régulation de pression (2) du type comportant un tiroir cylindrique (6) formant distributeur inverseur hydraulique entre trois conduites (19, 20, 21) en étant pilotée d'une manière différentielle à la fois par la pression effective (10) et par une pression de consigne (12; 24) combinées avec un ressort de rappel (8), ladite pression de consigne étant réglable par tout moyen approprié, caractérisé par le fait que l'étage distributeur de la vanne régulatrice (2) est utilisé, directement ou indirecte-ents pour étrangler l'aspiration de la pompe (1) de manière que celle-ci fonctionne selon un mode à aspiration limitée. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les canalisations extrêmes (19, 21) de 1'inverseur hydraulique sont connectées respectivement à la ligne (11) de la pression distribuée et a la décharge (3, 4), et que la canalisation médiane (20) de cet inverseur alimente la cavité de pilotage (22) d'un étrangleur variable piloté (23) disposé dans la canalisation (3) d'aspiration de la pompe (1). 3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les canalisations extrêmes (19, 21) du distributeur inverseur hydraulique sont raccordées respectivement à la ligne de pression distribuée (11) et à l'aspiration (3a) de la pompe (1), et que la canalisation médiane (20) est raccordée à l'aspiration sans pression (3b). 4. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pompe (1) est une pompe spécialement aménagée pour un fonctionnement à aspiration limitée.