Brevet FR2826069A1 — publié le 20021220

l'équilibrage hydrostatique du patin (3) correspondant. - 2 refoulant deux flux d'huile distincts. L'intérêt de ce mode de fonctionnement est de doubler le déUit d'une pompe conventionnelle à simple engrenage, en rGjoutant seulement le volume d'un pignon. Selon un second mode de fonctionnement, on peut avoir une seule s chambre d'admission et une seule chambre de refoulement d'huile vers l'extérieur, les deux autres chambres étant mises en communication, de sorte que l'huile refoulée par un premier engrenage assure l'alimentation du second. De façon générale, lorsque le fluide à pomper a une faible viscosité, to les foites internes de la pompe et du moteur associé nécessitent de forts débits par tour de pompe (c'est à dire une pompe de grosse cylindrce), de façon à compenser ces pertes. Dans le cas particulier de la lubrification des moteurs à combustion interne, les pompes volumétriques posent des problèmes d'utilisation: d'une s part, la plage de viscosité de l'huile est très étendue, en raison des variations de température du moteur, et d'autre part la plage de vitesse de rotation de la pompe, directement lice au régime du moteur, est également très étendue. Une pompe à huile doit assurer dans de bonnes conditions la lubr if i cat ion d u moteu r, sur toute sa p lage de rég ime et de température. Par ail leurs, el le doit être compacte, silencieuse, et consommer le minimum d'énergie, à basse comme à haute température. Les moteurs ont besoin d'un débit d'huile important pour être lubrifiés correctement dans toutes leurs conditions de fonctionnement. Généralement, les élévations de débit requises par les évolutions des s moteurs sont obtenues en augmentant la cylindrce de la pompe. Or, ces augmentations de cylindrce n'ont de rcel intérêt qu'aux hautes températures d'huile (120 C - 150 C), car en dessous de ces - 5 La pompe volumétrique à double engrenage des figures 1 à 4 comporte trois pignons 1, 2, 3, dont un premier pignon menant 1 engrenant avec un second pignon mené 2 de façon à constituer un premier engrenage 1, 2, et un second pignon mené engrenant avec le premier pignon mené, de façon s à constituer un second engrenage 2, 3. Le premier engrenage 1, 2 présente une première chambre d'admission 4 et une première chambre de refoulement 6. Le second engrenage présente une seconde chambre d'admission 7 et une seconde chambre de refoulement 8. Les deux chambres d'admiss ion 4, 6 sont rel ices à un conduit d'al imentation central 9 par deux o conduits d'admission 11,12. Un conduit de refoulement central 13 réunit deux conduits de refoulement 14,16, issus respectivement de la première et de la seconde chambre de refoulement 6, 8. Conformément à l'invention, la pompe comporte des moyens d'orientation du fluide de pression, capables de mettre en communication les chambres d'admission et les chambres de refoulement. Sur les figures 1 à 4, ces moyens d'orientation sont constitués par deux clapets 17, 18, pouvant respectivement mettre en communication la première chambre de refoulement 6 avec la seconde chambre d'admission 7, et la seconde chambre de refoulement 8 avec la première chambre d'admission 4. Conformément à l'invention, la pompe peut disposer des quatre modes de fonctionnement suivants. - un premier mode de fonctionnement dans lequel les chambres d'admission et les chambres de refoulement ne sont pas en communication directe, et les deux engrenages travaillent en parallèle, - 6 - un second mod e de fonct ionnement dans l equel une part i e du déb it refouié par un second engrenage est renvoyée vers la chambre d'admission du premier engrenage, un troisième mode de fonctionnement dans lequel tout le débit s refoulé par ce second engrenage est refoulé vers la chambre d'admission du premier engrenage, et - un quatrième mode de fonctionnement dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage est refoulé vers la chambre d'admission du premier engrenage, et une partie du débit refoulé par le to premier engrenage est renvoyée vers la chambre d'admission du second engrenage. En se reportant à la figure 5, illustrant l'évolution de la pression débitée par la pompe, en fonction du régime moteur, on distingue trois seuils de pression Sl, 52, 53, qui déf inissent sur le graphe quatre zones s correspondant aux modes de fonctionnement indiqués ci-dessus. Dans la première zone de fonctionnement, entre P = 0 et P = 51 (cf. figure 1), la pompe se comporte comme une pompe conventionnelle à deux engrenages fonctionnant en parallèle, c'est à dire avec deux chambres d'admission 4, 7 et deux chambres de refoulement 6, 8. Les deux clapets 17, 18 sont fermés. L'huile entre par le conduit d'alimentation central 9, et se répartit entre les deux conduits d'admission 11,12. Les deux pignons 1 et 2 propuisent l'huile vers la première chambre de refoulement 6, et les deux pignons 2 et 3 propulsent l'huile vers la seconde chambre de refoulement 8. Elle est ensuite refoulée par les conduits 14 et 16 vers le conduit de refoulement central 13. Entre 51 et 52 (cf. figure 2), le premier clapet 17 s'ouvre progressivement. Au mo ins une partie du déb it issu de la seconde chambre - 7 de refoulement 8 étant renvoyée vers Ic première chambre d'admission 4, IQ pompe se trouve dans une p rem ière p hase de régénérat ion de press ion (cf. figure 2), o l'augmentation de la pression en fonction du régime est plus faible qu'entre 0 et 51. s Entre 52 et 53 (cf. figure 3), le premier clapet 17 est complètement ouvert et ferme le conduit d'admission 11. La pression fournie par la pompe continue à s'élever avec le régime du moteur. Mais tout ie débit du second engrenage 2, 3 rentre dans la première chambre d'admission 4 (au rendement volumétrique près), à une pression identique à celle de la seconde o chambre de refoulement 8, aux pertes de charge près. Seul un engrenage de la pompe débite, de sorte que la consommation d'énergie est presque divisce par deux, tandis que la pression à l'échappement de la pompe augmente plus vite en fonction du régime qu'entre 51 et S2. Lorsque P > 53 (cf. figure 4), le second clapet 18 s'ouvre, et au moins is une partie du débit de la première chambre refoulement 7 est renvoyée vers la seconde chambre d'admission 6, de sorte qu'au delà de 53, la pente de la courbe est plus faibie qu'entre 52 et 53 (cf. figure 5). On se trouve alors dans une deuxième phase de régénération de débit. La pompe proposce par l' invention est donc une pompe à double o engrenage classique avec la particularité de possader des moyens d'orientation de l'huile permettant de court-circuiter un des conduits de refoulement vers l'autre chambre d'admission à une pression égale à celle du refoulement. Sur, les figures 6 à 9, correspondant respectivement aux mêmes s modes de fonctionnement que les figures 1 à 4, les deux clapets sont remplacés par un clapet unique 19, qui remplace les deux clapets précédents. - 10 chambres de refoulement (6, 8), en fonction de sa pression de refoulement, caractérisce en ce que la pompe dispose d'un premier mode de fonctionnement dans lequel les chambres d'admission (4, 7) et Ies chambres de refoulement (6, 8) ne sont pas en communication s directe, et d'un second mode de fonctionnement dans lequel une partie du débit refoulé par un second engrenage (2, 3) est renvoyée vers la chambre d'admission (4) du premier engrenage (1). 5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la o pompe dispose d'un troisième mode de fonctionnement, dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage (2, 3) est refoulé vers la chambre d'admission (4) du premier engrenage (1, 2). 6. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que la s pompe dispose d'un quatrième mode de fonctionnement, dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage (2, 3) est refoulé vers la chambre d'admission (4) du premier engrenage (1, 2), et une partie du débit refoulé par ce dernier est renvoyée vers la chambre d'admission (7) du second engrenage (2, 3). 7. Procédé de commande selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce le que premier mode de fonctionnement est conservé en dessous d'un premier seuil de pression de refoulement 51, et en ce que le second mode de fonctionnement est adopté entre le premier seuil 51 et un s second seuil de pression 52 supérieur à 51. - 11 8. Procédé de commends selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le troisième mode de fonctionnement est adopté entre le second seuil 52 de pression, et un troisième scull S3 supérieur à 52. 9. Procédé de commands selon la revendication 8, caractérisé en ce que le quatrième mode de fonctionnement est adopté au delà du troisième