Brevet FR2777954A1 — publié le 19991029

POMPE A HUILE La présente invention se rapporte à une pompe à huile pour un véhicule et, plus précisément, à une pompe à huile qui présente une pression plus élevée lorsque la rotation d'une source d'entraînement, par exemple un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, augmente. Dans la demande de brevet japonais publié non examiné (Kokai) N Hei 9256969, il est décrit une pompe à huile classique. La pompe à huile classique comprend: un logement de pompe à huile, un rotor placé avec faculté de rotation dans le logement de pompe à huile, le rotor formant un premier ensemble de poches présentant une capacité croissante dans un sens de rotation du rotor et un second ensemble de poches présentant une capacité décroissante dans le sens de rotation du rotor, une pluralité d'orifices d'aspiration raccordés au premier ensemble de poches, chacun des orifices d'aspiration étant isolé des autres orifices d'aspiration adjacents, un orifice d'évacuation raccordé au second ensemble de poches et une soupape de régulation qui inclut un élément de soupape, un ressort pour pousser l'élément de soupape et une chambre de ressort pour recevoir le ressort, la soupape de régulation étant positionnée de manière fonctionnelle pour réguler l'écoulement du fluide à travers la pluralité des orifices d'aspiration et l'orifice d'évacuation, et la soupape de régulation est raccordée de manière fonctionnelle pour sélection entre une première condition dans laquelle la soupape de régulation raccorde les orifices d'aspiration et une seconde condition dans laquelle la soupape de régulation raccorde l'orifice d'évacuation à l'un des orifices d'aspiration et ferme les autres orifices d'aspiration. Dans la pompe à huile classique énoncée ci-dessus, lorsque la vitesse de rotation du rotor est accrue pour obtenir une pression hydraulique évacuée de l'huile hydraulique plus grande que celle nécessaire, le surplus de la pression hydraulique évacuée est délivré à un des orifices d'aspiration par la soupape de régulation. Il s'ensuit que la pompe à huile devient efficace. Ici, dans la pompe à huile classique énoncée ci- dessus, puisque le volume de la chambre de ressort varie par rapport au déplacement de l'élément de soupape, la chambre de ressort s'ouvre à la pression atmosphérique d'une manière telle que la variation de la pression de la chambre de ressort n'empêche pas le coulissement de l'élément de soupape. Toutefois, l'ouverture de la chambre de ressort aspire l'air dans la pompe à huile lorsque la pompe à huile est en rotation. Ainsi, on peut craindre que l'aspiration de l'air amène la pompe à huile à être inefficace et bruyante. La présente invention propose une pompe à huile sans les inconvénients précédents. En conformité avec la présente invention, une pompe à huile comprend un logement de pompe à huile; un rotor placé avec faculté de rotation dans le logement de pompe à huile, le rotor formant un premier ensemble de poches présentant une capacité croissante dans le sens de rotation du rotor et un second ensemble de poches présentant une capacité décroissante dans le sens de rotation du rotor; une pluralité d'orifices d'aspiration raccordés au premier ensemble de poches, chacun des orifices d'aspiration étant isolé des autres orifices d'aspiration adjacents; un orifice d'évacuation raccordé au second ensemble de poches; et une soupape de régulation qui inclut un élément de soupape, un élément de poussée pour pousser l'élément de soupape et une chambre d'élément de poussée pour recevoir l'élément de poussée, la soupape de régulation étant positionnée de manière fonctionnelle pour réguler l'écoulement du fluide à travers la pluralité des orifices d'aspiration et l'orifice d'évacuation, et la soupape de régulation est raccordée de manière fonctionnelle pour sélection entre une première condition dans laquelle la soupape de régulation raccorde les orifices d'aspiration et une seconde condition dans laquelle la soupape de régulation raccorde l'orifice d'évacuation à l'un des orifices d'aspiration et ferme les autres orifices d'aspiration, dans laquelle la chambre d'élément de poussée communique toujours avec l'un des orifices d'aspiration. D'autres buts et avantages de l'invention deviendront apparents au cours de la discussion suivante des dessins annexes. Les caractéristiques précédentes et supplémentaires de la présente invention deviendront plus apparentes à partir de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci lorsque considérée en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue illustrative simplifiée d'une pompe à huile en conformité avec la présente invention lorsque la vitesse de rotation du rotor est à une faible vitesse. La figure 2 est une vue en coupe d'une soupape de régulation en conformité avec la présente invention, lorsque la vitesse de rotation du rotor est située entre une faible vitesse et une vitesse moyenne. La figure 3 est une vue en coupe d'une soupape de régulation en conformité avec la présente invention, lorsque la vitesse de rotation du rotor est située entre une vitesse moyenne et une vitesse élevée. La figure 4 est une vue en coupe d'une soupape de régulation en conformité avec la présente invention lorsque la vitesse de rotation du rotor est à une vitesse élevée; et La figure 5 est un graphique illustrant une caractéristique de quantité de sortie qui est montrée par la pompe à huile en conformité avec la présente invention. Une pompe à huile en conformité avec un mode de réalisation préféré de la présente invention sera décrite en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue illustrative simplifiée d'une pompe à huile. La pompe à huile est conçue pour être montée sur un véhicule et est actionnée par un vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Une pompe à huile 1 est munie d'un logement de pompe à huile la qui est constitué de métal, tel qu'un alliage à base d'aluminium ou un alliage à base de fer. Dans le logement de la pompe à huile la, une chambre de pompe lai est formée. Dans la chambre de pompe lai, un rotor externe 3 est disposé avec faculté de rotation. Le rotor externe 3 est muni d'une pluralité de dents d'engrenage interne 11 de façon à constituer un engrenage mené. En outre, dans la chambre de pompe lai, un rotor interne 2 est disposé avec faculté de rotation dans celle-ci et est placé à l'intérieur du rotor externe 3. Un axe du rotor externe 3 et un axe du rotor interne 2 sont placés à l'intérieur d'une distance prédéterminée. Le rotor interne 2 est accouplé au vilebrequin du moteur à combustion interne et est mis en rotation en même temps que le vilebrequin. En général, le rotor interne 2 est conçu pour tourner à une vitesse de rotation située entre 600 et 7000 tpm. Sur une périphérie externe du rotor interne 2, une pluralité de dents d'engrenage externe 21 sont prévues de façon à constituer un engrenage d'entraînement. Les dents d'engrenage internes 11 et les dents d'engrenage externes 21 sont conçues pour être sous forme d'une courbe trochoide ou d'une courbe cycloïde. Le rotor interne 2 est mis en rotation dans la direction de la flèche A1 de la figure 1. A mesure que le rotor interne 2 est mis en rotation, les dents d'engrenage externes 21 du rotor interne 2 s'engrènent avec les dents d'engrenage interne 11 du rotor externe 3 l'une après l'autre. En conséquence, le rotor externe 3 est mis en rotation dans le même sens. Entre les dents d'engrenage internes 11 et les dents d'engrenage externes 21, est formée une chambre de pompe 10 qui comporte onze poches 22a à 22k comme il est montré sur la figure 1. Sur la figure 1, la poche 22a a le volume le plus grand parmi les poches 22a à 22k et la poche 22f a le volume le plus petit parmi celles-ci. Les poches 22g à 22k, qui sont disposées en amont par rapport à la poche 22a, produisent une pression d'entrée du fait que leur volume s'agrandit à mesure que le rotor interne tourne et elles agissent pour aspirer l'huile hydraulique. Les poches 22b à 22f, qui sont disposées en aval par rapport à la poche 22a, produisent une pression de sortie, du fait que leur volume diminue à mesure que le rotor interne 2 tourne et elles agissent pour évacuer l'huile hydraulique. Dans le logement de pompe à huile la de la pompe à huile 1, un orifice d'évacuation 33 est formé. L'orifice d'évacuation 33 est raccordé aux poches 22b à 22f et est conçu pour évacuer l'huile hydraulique de la chambre de pompe lal à mesure que le rotor interne 2 tourne. Dans le logement de pompe à huile la, par ailleurs, des orifices d'aspiration 31 sont formés. Les orifices d'aspiration 31 sont constitués de deux orifices d'aspiration 31a et 31b. L'orifice d'aspiration 31a est raccordé aux poches 22g à 22i et l'orifice d'aspiration 31b est raccordé à la poche 22k. Dans le mode de réalisation préféré, l'orifice d'aspiration 31b est disposé en aval par rapport à l'orifice d'aspiration 31a dans le sens de rotation du rotor interne 2 désigné par la flèche A1. La surface d'ouverture de l'orifice d'aspiration 31a est plus grande que la surface d'ouverture de l'orifice d'aspiration 31b. Comme on peut l'apprécier à partir de la figure 1, des points de contact E1 et E2 entre les dents d'engrenage internes 11 et les dents d'engrenage externes 21 sont positionnés entre l'orifice d'aspiration 31a et l'orifice d'aspiration 31b. En conséquence, l'orifice d'aspiration 31a et l'orifice d'aspiration 31b ne communiquent pas l'un avec l'autre le long de la direction périphérique de la chambre de pompe lal. Ainsi, l'orifice d'aspiration 31a et l'orifice d'aspiration 31b sont conçus pour aspirer l'huile hydraulique indépendamment l'un de l'autre. Une extrémité d'un passage hydraulique d'aspiration 66 est raccordé à l'orifice d'aspiration 31a et l'autre extrémité du passage hydraulique d'aspiration 66 est raccordée à un élément de stockage d'huile, tel qu'un carter d'huile 69, un réservoir ou un réservoir d'huile. L'huile hydraulique est renvoyée au carter d'huile 69 à partir d'une unité de réception d'huile hydraulique 80. Un passage de délivrance d'huile hydraulique 5 est un passage qui est conçu pour délivrer une pression hydraulique de l'huile hydraulique à l'unité de réception d'huile hydraulique 80. Le passage de délivrance d'huile hydraulique 5 comporte un passage de dérivation 6. Le passage de dérivation 6 est raccordé à un premier orifice de soupape 71 d'une soupape de régulation 7. La soupape de régulation 7 est placée dans le logement de pompe à huile la. La soupape de régulation 7 est munie d'une chambre de soupape 78, du premier orifice de soupape 71, d'un second orifice de soupape 74, d'un troisième orifice de soupape 73, d'un élément de soupape 77 et d'un ressort 79. Le premier orifice de soupape 71 communique avec le passage de délivrance d'huile hydraulique 5 via le passager de dérivation 6. Le second orifice de soupape 74 communique avec l'orifice d'aspiration 31b via un premier passage hydraulique intermédiaire 63. Un troisième orifice de soupape 73 communique avec l'orifice d'aspiration 31a via un second passage hydraulique intermédiaire 62. Le premier passage hydraulique intermédiaire 63 et le second passage intermédiaire 62 sont formés dans le logement de pompe à huile la. De plus, la chambre de soupape 78 est formée dans le logement de pompe à huile la. La chambre de soupape 78 est munie d'un passage latéral 74a et d'un passage latéral 73a. Le passage latéral 74a est disposé au niveau du second orifice de soupape 74, le passage latéral 73a est disposé au niveau du troisième orifice de soupape 73. On notera que l'élément de soupape 77 est adapté de manière coulissante dans la chambre de soupape 78 et est poussé par le ressort 79 vers la droite de la figure 1. L'élément de soupape 77 inclut une première partie de saillie 77b et une seconde partie de saillie 77a. La chambre de soupape 78 est divisée en trois compartiments lesquels sont un compartiment de tête 75, un compartiment intermédiaire 76 et un chambre de ressort 79, par les parties de saillie 77a et 77b, comme il est montré sur la figure 1. Le premier orifice de soupape 71 communique avec le compartiment de tête 75. Le second orifice de soupape 74 avec le passage latéral 74a est commandé pour communiquer avec le compartiment de tête 75 et le compartiment intermédiaire 76 par la première partie de saillie 77b de l'élément de soupape 77, en conformité avec la pression dans le compartiment de tête 75. Le troisième orifice 73 avec le passage latéral 73a est commandé pour communiquer avec le compartiment de tête 75 et le compartiment intermédiaire 76 par la première partie de saillie 77b de l'élément de soupape 77 en conformité avec la pression dans le compartiment de tête 75. Ici, comme il est montré sur la figure 4, la longueur axiale Li de la première partie de saillie 77b dans la direction de la chambre de soupape 78 est plus petite que la longueur axiale L2 du passage latéral 73a et est également plus petite que la longueur axiale L3 du passage latéral 74a. La seconde partie de saillie 77a de l'élément de soupape 77 comporte un passage 77c qui raccorde le compartiment intermédiaire 76 et le chambre de ressort 79 l'un à l'autre. En conséquence, le chambre de ressort 79 est toujours raccordé au troisième orifice 73. Il s'ensuit que la soupape de régulation 7 peut s'enclencher soit dans une première condition o le second orifice 74 et le troisième orifice 73 communiquent l'un avec l'autre de façon à faire communiquer la partie d'aspiration 31a avec la partie d'aspiration 31b comme il est montré sur la figure 1, soit dans une seconde condition o le premier orifice 71 et le second orifice 74 communiquent l'un avec l'autre via le compartiment de tête de façon à faire communiquer le passage de dérivation 6 avec l'orifice d'aspiration 31b comme il est montré sur la figure 3 soit dans une troisième condition o le premier orifice 71, le second orifice 74 et le troisième orifice 73 communiquent les uns avec les autres via le compartiment de tête 75 de façon à faire communiquer le passage de dérivation 6 avec l'orifice d'aspiration 31a et l'orifice d'aspiration 31b, comme il est montré sur la figure 4. Puisque la longueur axiale Ll de la première partie de saillie 77b est plus petite que la longueur axiale L3 du passage latéral 74, la soupape de régulation 7 est commandée pour communication entre le troisième orifice 73 et le second orifice 74 via le compartiment intermédiaire 76 et entre le second orifice 74 et le premier orifice 71 via le compartiment de tête 75 lors de la période de transition allant de la première condition à la seconde condition. Dans le mode de réalisation préféré ci-dessus, le volume de la chambre de ressort 79a varie en conformité avec le déplacement de l'élément de soupape 77. Toutefois, la chambre de ressort 79 communique toujours avec le troisième orifice 73 via le compartiment intermédiaire 76 d'une manière telle que la pression dans la chambre de ressort 79 est la même que la pression au niveau du troisième orifice 73. En conséquence, l'élément de soupape 77 peut coulisser régulièrement. De plus, puisque la longueur axiale Li de la première partie de saillie 77b est plus petite que la longueur axiale L2 du passage latéral 73, le troisième orifice 73 n'est pas fermé par la première partie de saillie 77b lors de la période de transition allant de la seconde condition à la troisième condition. Ainsi, la chambre de ressort 79a peut communiquer avec le troisième orifice 73 lors de la période de transition allant de la seconde condition à la troisième condition d'une manière telle que l'élément de soupape 77 peut coulisser régulièrement. Ici, la chambre de ressort 79 communique avec l'orifice d'aspiration 31a dans l'élément de soupape 7 d'une manière telle qu'on n'a pas besoin d'agencer un passage indépendant sur le logement de la pompe à huile la. Il s'ensuit que la pompe à huile du mode de réalisation préféré devient petite et il devient possible de fabriquer la pompe à huile à un coût relativement bas. On décrira maintenant un fonctionnement du mode de réalisation préféré ci-dessus de la présente pompe à huile. Lorsque la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur à combustion interne est faible (la première condition), la pression du passage de délivrance d'huile hydraulique 5 et du passage de dérivation 6 ne font pas coulisser l'élément de soupape 77 contre le ressort 79 de sorte que l'orifice d'aspiration 31a et l'orifice d'aspiration 31b communiquent l'un avec l'autre. Ceci signifie que les poches 22g à 22k peuvent aspirer l'huile hydraulique, comme il est montré sur la Fig. 1. En conséquence, dans la pompe à huile 1, les poches 22g à 22k aspirent l'huile hydraulique à partir du carter d'huile 69 via les orifices d'aspiration 31a et 31b et les poches 22b à 22e évacuent l'huile hydraulique vers le passage de délivrance d'huile hydraulique 5 via l'orifice d'évacuation 33. L'huile hydraulique évacuée est délivrée à l'unité de réception d'huile hydraulique 80. Dans ce cas, la caractéristique des quantités de sorties totales, lorsque la vitesse de rotation est faible (vitesse de rotation N, 0 quantités de sortie du mode de réalisation préféré ci- dessus de la pompe à huile. La ligne en tirets interrompus "ax" du dessin spécifie la caractéristique des quantités de sorties totales, lesquelles sont aspirées à partir des deux orifices d'aspiration 31a et 31b. La ligne en tirets longs et courts alternés "P" du dessin spécifie la caractéristique des quantités de sorties totales, lesquelles sont aspirées soit à partir de l'orifice d'aspiration 31a, soit à partir de l'orifice d'aspiration 31b. La caractéristique des quantités de sorties totales, lorsque la vitesse de rotation est faible est cohérente avec la ligne en tirets interrompus "a". En conséquence, la quantité requise d'huile hydraulique évacuée est obtenue. Par ailleurs, lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne est située entre Nl et N2, par exemple de 1500 tpm à 2500 tpm, la vitesse de rotation du rotor interne 2 est accrue en conséquence. Dans ces circonstances, la quantité d'huile hydraulique évacuée par l'orifice d'évacuation 33 est accrue et, de ce fait, la pression hydraulique est accrue jusqu'à plus qu'une pression prédéterminée (PN1) dans le passage de délivrance d'huile hydraulique 5. Finalement, la force d'actionnement dans le compartiment de tête 75 vers l'élément de soupape 77, la force d'actionnement qui est produite par la pression (PN1) dans le passage de délivrance d'huile hydraulique 5 est accrue pour surmonter la force de poussée du ressort 79 et, en conséquence, comme on peut le comprendre à partir de la Fig. 2, l'élément de soupape 77 coulisse vers la gauche contractant élastiquement le ressort 79. Ainsi, l'élément de soupape 77 de la soupape de régulation 7 est placé à une condition transitoire, la partie de saillie 77b fait communiquer le second orifice 74 avec le compartiment intermédiaire 76 et le compartiment de tête 75. Dans cette condition l'orifice d'aspiration 31a (les poches 22g à 22i) aspire l'huile hydraulique à partir du carter d'huile 69 et l'orifice d'aspiration 31b (la poche 22k) aspire l'huile hydraulique à partir de l'orifice d'aspiration 31a via le second passage hydraulique intermédiaire 62, le troisième orifice 73, le compartiment intermédiaire 76, une partie du second orifice 74 et le premier passage hydraulique intermédiaire 63. Au même instant, l'orifice d'aspiration 31b aspire l'huile hydraulique à partir du passage de délivrance d'huile hydraulique 5 via le passage de dérivation 6, le premier orifice 71, le compartiment de tête 75, une partie du second orifice 74 et le premier passage hydraulique intermédiaire 63. Dans ce cas, la caractéristique des quantités de sorties totales, lorsque la vitesse de rotation est à la condition transitoire (Nl entre le second orifice 74 et le troisième orifice 73. L'orifice d'aspiration 31a (les poches 22g à 22i) aspire l'huile hydraulique à partir du carter d'huile 69. Au même instant, l'orifice d'aspiration 31b (la poche 22k) aspire l'huile hydraulique à partir du passage de délivrance d'huile hydraulique 5 via le passage de dérivation 6, le premier orifice 71, le compartiment de tête 75, le second orifice 74 et le premier passage hydraulique intermédiaire 63. Dans ce cas, la caractéristique des quantités de sorties totales, lorsque la vitesse de rotation est à la seconde condition (N2 que l'élément de soupape 77 peut coulisser régulièrement. En outre, lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne est accrue, par exemple, à plus que 4000 tpm, la vitesse de rotation du rotor interne 2 est accrue en conséquence. Comme on peut le comprendre à partir de la Fig. 4, la force d'actionnement dans le compartiment de tête 75 vers l'élément de soupape 77, la force d'actionnement qui est produite par la pression (PN3) dans le passage de délivrance d'huile hydraulique 5, est accrue pour surmonter la force de poussée du ressort 79 et, en conséquence, l'élément de soupape 77 coulisse encore plus vers la gauche contractant élastiquement le ressort 79. Ainsi, l'élément de soupape 77 de la soupape de régulation 7 est placé à la troisième condition, lorsque la vitesse de rotation est élevée. Dans la troisième condition, la partie de saillie 77b fait communiquer le troisième orifice 73 avec le compartiment de tête 75. En conséquence, les deux orifices d'aspiration 31a et 31b aspirent l'huile hydraulique à partir du passage de délivrance d'huile hydraulique 5. Dans ce cas, la caractéristique des quantités de sorties totales, lorsque la vitesse de rotation est dans la troisième condition (N3 REVENDICATIONS 1. Pompe à huile comprenant: un logement de pompe à huile (la); un rotor (2, 3) placé avec faculté de rotation dans le logement de pompe à huile (la), le rotor (2,3) formant un premier ensemble de poches (22g à 22k) présentant une capacité croissante dans un sens de rotation (Al) du rotor et un second ensemble de poches (22b à 22f) présentant une capacité décroissante dans le sens de rotation (A1) du rotor; une pluralité d'orifices d'aspiration (31a, 31b) raccordés au premier ensemble de poches (22g à 22k), chacun des orifices d'aspiration étant isolé des autres orifices d'aspiration adjacents; un orifice d'évacuation (33) raccordé au second ensemble de poches (22b à 22f); et une soupape de régulation (7) qui inclut un élément de soupape (77), un élément de poussée (79) pour pousser l'élément de soupape (77) et une chambre d'élément de poussée (79a) pour recevoir l'élément de poussée (79), la soupape de régulation (7) étant positionnée de manière fonctionnelle pour réguler l'écoulement du fluide à travers la pluralité des orifices d'aspiration (31a, 31b) et l'orifice d'évacuation (33), et la soupape de régulation (7) est raccordée de manière fonctionnelle pour sélection entre une première condition dans laquelle la soupape de régulation (7) raccorde les orifices d'aspiration (31a, 31b) et une seconde condition dans laquelle la soupape de régulation (7) raccorde l'orifice d'évacuation (33) à l'un des orifices d'aspiration (31a, 31b) et ferme les autres orifices d'aspiration dans laquelle la chambre de l'élément de poussée (79a) communique toujours avec cet orifice parmi les orifices d'aspiration. 2. Pompe à huile selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de régulation (7) inclut de plus une chambre (78) s'étendant dans une direction axiale; un corps (la) comportant un premier orifice (71) qui fait communiquer l'orifice d'évacuation (33) et la chambre (78), un second orifice (74) qui fait communiquer les autres orifices d'aspiration (31a, 31b) et la chambre (78) et un troisième orifice (73) qui fait communiquer l'un des orifices d'aspiration (31a, 31b) et la chambre (78), un élément de soupape (77); une première partie de saillie (77b) disposée sur l'élément de soupape (77), la première partie de saillie (77b) est reçue sur la pression fluidique via le premier orifice (71) et commande l'ouverture et la fermeture du premier orifice (71), du second orifice (74) et du troisième orifice (73); et une seconde partie de saillie (77a) disposée sur l'élément de soupape (77), la seconde partie de saillie (77a) formant la chambre d'élément de poussée (79a) entre la chambre de soupape (78) et un côté de la seconde partie de saillie (77a) et comportant un passage (77c) qui fait communiquer la chambre de l'élément de poussée (79a) et un des orifices d'aspiration (31a, 31b). 3. Pompe à huile selon la revendication 2, dans laquelle la longueur axiale de la première partie de saillie (77b) est plus petite que celle d'une ouverture du troisième orifice (73).