EP1072791A2 - Moteur hydraulique a pistons radiaux et a selecteur de debrayage unique - Google Patents

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EP1072791A2
EP1072791A2 EP00401985A EP00401985A EP1072791A2 EP 1072791 A2 EP1072791 A2 EP 1072791A2 EP 00401985 A EP00401985 A EP 00401985A EP 00401985 A EP00401985 A EP 00401985A EP 1072791 A2 EP1072791 A2 EP 1072791A2
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EP
European Patent Office
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cylinder
selector
cylinders
group
communication
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EP00401985A
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German (de)
English (en)
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EP1072791B1 (fr
EP1072791A3 (fr
Inventor
Louis Martin
Jean-Marie Rouillard
Jean-Pierre Souply
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Poclain Hydraulics Industrie
Original Assignee
Poclain Hydraulics Industrie
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Publication date
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Publication of EP1072791A3 publication Critical patent/EP1072791A3/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0447—Controlling
    • F03C1/045—Controlling by using a valve in a system with several pump or motor chambers, wherein the flow path through the chambers can be changed, e.g. series-parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403—Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0425—Disconnecting the pistons from the actuated cam

Definitions

  • An engine of this type is known from document FR 2 710 111.
  • all cylinders are periodically supplied with pressurized fluid. he is known to suppress the periodic supply of fluid to all the cylinders to make them inactive so that the engine does deliver no couple. It is also known to not remove fluid supply than some cylinders, other cylinders continuing to be periodically supplied with fluid, so that the engine works in partial displacement.
  • the invention applies equally well to an engine for which all cylinders belong to the first group and are therefore likely to be made all inactive, only to an engine further comprising a second group of cylinders which continue to be active when the cylinders of the first group are made inactive.
  • FR 2 710 111 recommends the use of selection means which include a selector individual for each of the cylinders of the first group, this selector individual being controlled so that it cannot be activated for disengage or engage the sliding piston in the cylinder to which it is associated only when the axis of this cylinder passes, during the relative rotation of the cylinder block and the cam, by one position in which it is close to the top of an undulation of the cam.
  • This system works, but it turns out relatively expensive since it requires the presence of as many individual selectors that the first group of cylinders includes of cylinders. It also requires control means adapted to activate each of these individual selectors at specific times.
  • Document FR 2 677 409 discloses a circuit hydraulic to disengage the pistons of an engine hydraulic.
  • This circuit includes a shuttle valve interposed on the conduits connecting the pump ports to the main ports engine supply and exhaust.
  • This system is external, and it is attached to the engine, which increases its size.
  • the clutch is applied indiscriminately to all engine pistons. Finally, the shock problems when disengaging and re-clutching are not avoided.
  • the object of the present invention is to propose a system simple, arranged inside the engine, to allow disengagement pistons sliding in the cylinders of the first group, substantially avoiding the shock phenomena of these pistons against the cam during the declutching and re-clutch phases of the pistons concerned, even at relatively rotational speeds high, for example of the order of 100 rpm and more.
  • the means of selection include a single clutch selector, integral with the cylinder block with respect to the rotation around the axis of rotation and comprising a communication conduit for each cylinder of the first group of cylinders, this selector being susceptible to occupy a first position, corresponding to said first configuration, in which the communication paths allow connection of cylinder ducts to cylinders from the first group to the distribution ducts, a second position corresponding to said declutching configuration and a transient intermediate position between said first and second positions, in which the cylinder ducts of the cylinders of the first group are linked together by an isolated enclosure.
  • the cylinder the cylinders of the first group are normally connected to the distribution pipes and are therefore alternately connected to the fluid supply and exhaust, so that the pistons sliding in these cylinders are active.
  • the cylinder ducts of the cylinders of the first group are all connected to the enclosure of discharge of fluid, so the pistons sliding in these cylinders are inactive and can be entered into said cylinders, that is to say, they are disengaged.
  • the enclosure of fluid discharge is simply part of the space inside of the motor which is connected to a return duct from leaks.
  • the cylinder of the cylinders of the first group are all interconnected by an isolated enclosure.
  • isolated enclosure is meant a part of the interior space of the motor housing which is isolated from different "functional" engine ducts, that is to say the ducts that are connected to a line outside the engine, such as a supply or exhaust line, or a line auxiliary, connected to the engine boost circuit to ensure an auxiliary function of this motor (brake control, etc.).
  • the isolated enclosure is neither connected to the power supply, neither at the exhaust nor at any auxiliary pressure external to the engine.
  • the pistons of the cylinders of the first group can move in their respective cylinders according to their positions on the cam. In other words, they don't not hang in a given position inside their cylinders, but they can follow the undulations of the cam, the volumes of fluid displaced by the reentry movement of some pistons compensating for the volumes of fluid displaced by the movement out of other pistons, the engine being homokinetic.
  • the invention makes it possible to avoid a direct communication of the fluid discharge enclosure with the engine supply or exhaust, which would adversely affect proper functioning of the latter.
  • the cylinder ducts of the cylinders of the first group are not isolated from each other, which avoids blocking pistons sliding in these cylinders.
  • the clutch selector is formed by a drawer mounted sliding in a bore of the cylinder block, the communication conduits comprising grooves of communication on the surface of this drawer.
  • the conduits cylinder of the cylinders of the first group then have orifices which are open in said bore of the cylinder block and which are each permanently connected to a groove of communication; the cylinder block bore has a groove intercommunication to which the communication grooves are connected in the transient position of the selector.
  • the communication grooves are arranged axially or substantially axially on the surface of the drawer. Their machining is so extremely simple. In the first position of the selector, these communication grooves are used to connect the conduits of cylinder of the cylinders of the first group with the conduits of distribution, so that the pistons of the cylinders of the first group are active. By an axial displacement of the selector towards its second position, this connection of the cylinder ducts of cylinders of the first group with the distribution ducts ceases, and the communication grooves are all connected to the groove interconnection of the cylinder block.
  • the assembly formed by the cylinder ducts of the cylinders of the first group, the communication grooves and the intercommunication groove constitutes the isolated enclosure through which the cylinder ducts of the cylinders of the first group communicate with each other in the transient position of the selector.
  • the motor prefferably has, for each cylinder duct of the cylinders of the first group, one distribution passage formed by a conduit which has a first orifice open in the bore of the cylinder block and a second orifice open on a communication face of the cylinder block in order to be connected to the distribution ducts during the relative rotation of the cylinder block and distributor and, for each cylinder duct cylinders of the first group, the first orifice of the duct forming the distribution passage, the orifice of the cylinder duct and the intercommunication groove are successively arranged in the bore of the cylinder block in the direction of movement of the drawer selector from its first to its second position.
  • the passage of communication is permanently connected to the face of communication from the cylinder block and is therefore likely to be alternately connected with each of the distribution conduits.
  • the communication groove realizes, for each conduit of cylinder of the cylinders of the first group, the communication between the cylinder duct and this distribution passage, this in the first position of the selector. When this selector is moved in its second position, the communication between the passage of distribution and the cylinder conduit stops, while said conduit cylinder is connected to the intercommunication groove, always by the communication groove.
  • the motor includes means for controlling the movement of the selector which include elastic return means capable of urging permanently said selector to one of its first and second positions and counter-force means likely to be commanded to request movement of the selector towards the other of its first and second positions.
  • the elastic return means urge the selector to its first position and the means of counter-force include a control piston cooperating with a control cylinder integral with a stator part of the engine, said control piston being capable of being moved to against the recall effort of said recall means for press the selector to its second position.
  • Disengagement of pistons of cylinders of the first group is then obtained by a positive control of the piston of control, against the elastic return means, this control being in particular hydraulic.
  • control piston cooperates with the selector by means of spherical stop means, or either by means of rolling, or even by through hydrostatic stop means using a fluid confined.
  • the control cylinder is integral with a part of stator of the motor, while the selector is integral in rotation with the cylinder block. Therefore, the part of the selector with which cooperates the control piston rotates relative to the cylinder ordered.
  • the choice of spherical stop means, hydrostatic bearing or stop means avoids a premature wear of parts in relative rotation.
  • the choice of spherical abutment means makes it possible to limit friction between the control piston and the selector at a low area area. This zone is preferably aligned with the axis of rotation of the engine, the bore of the cylinder block in which the clutch selector, as well as the control cylinder, preferably being centered on the axis of the engine. So the speed relative between the fixed part and the rotating part is low, so that at most a very low torque is generated in this area. he as a result, the friction, and therefore the heating of the parts in contact are limited.
  • ball thrust means eliminates substantially this friction, by replacing it with a rolling contact, which also avoids the risk of friction and therefore of wear premature.
  • the counter-force means include a control chamber formed between the selector and a fixed reference part with respect to the cylinder block, as well as a control conduit able to connect said control chamber to a source of fluid.
  • the elastic return means urge the selector to its second position and the means counter-effort are likely to be ordered to solicit the selector to its first position.
  • the clutch configuration is obtained at rest, by the elastic return means.
  • This is advantageous, for example when the engine is used for driving a vehicle.
  • a failure in the control of the counter-force means occurs while the vehicle is traveling in configuration clutched pistons (therefore at low speed and high engine torque)
  • this failure places the selector in configuration of declutching, which decreases the cubic capacity and therefore the engine torque.
  • the driver can then easily control the speed by controlling the pump flow.
  • This variant is also advantageous in the case of a hydraulic motor fitted with a parking and safety brake.
  • the braking torque required to avoid untimely drive of the engine and the vehicle it equips simply be able to overcome the torque developed by the motor in its declutching configuration (therefore small displacement), which is that of rest.
  • This braking torque is lower to that which would be necessary if the selector rest position were its first position (in which the pistons are engaged), this which allows you to choose a less bulky and less expensive brake.
  • a decompression is provided at the end of the selector located on the downstream side of the latter in the direction of its displacement of its first in its second position, and in the second position of said selector, the cylinder ducts are connected to this chamber.
  • the decompression chamber When changing the selector from its first position in in its second position, the decompression chamber is supplied by the fluid in the cylinder ducts of the cylinders from the first group.
  • the decompression chamber is thus "put in pressure ", which opposes a force resistant to the pursuit of movement of movement of the selector to its second position. In other words, moving the selector between its position transient and its second position is slowed down, so that the declutching takes place smoothly.
  • This decompression chamber is advantageously in communication with a leak return line, connected to a tank without pressure. This communication takes place advantageously via at least one passage of low section, which causes, between the decompression and return pipe leakage, loss of load which prevents the selector from moving too quickly from its first position to its second position.
  • passage section of the passage (s) small section determines the pressure drop between the decompression and the fluid return line, which conditions the speed of movement of the selector between its transient position and its second position.
  • the invention can be applied to the motors of which one wishes that all the pistons are disengageable. She can also apply to engines with at least two separate displacements of operation which one wishes to disengage only pistons cylinders that are inactive in small displacement (s).
  • the cylinder block has a second group of cylinders arranged radially with respect to the axis of rotation, each cylinder of this second group being connected to a cylinder duct which is directly connected to a face of communication of the cylinder block cooperating with a face of distribution of the distributor, in order to be connected to the conduits of distribution during the relative rotation of the cylinder block and distributor, regardless of the selector position.
  • This displacement selector can be ordered independently of the clutch selector between two positions corresponding respectively to a larger displacement and to a smaller displacement. We thus obtain four separate displacements of operation depending on whether the selectors are simultaneously in their first positions or in their second positions or that one is in its first position while the other is in its second position.
  • Figure 1 shows a hydraulic piston motor radial, with fixed casing.
  • the housing has several parts, know a first part 1A, called distribution cover, a part 1B, the internal periphery of which is corrugated so as to form a reaction cam, and a part 1C. These different parts are assembled by screws 2.
  • the wavy cam is itself made in two parts, 4A and 4B, juxtaposed axially.
  • the engine comprises a cylinder block 6 which is rotatably mounted relative about an axis of rotation 10 relative to the cam and which has a plurality of radial cylinders within which are sliding mounted radial pistons.
  • the axes 13A of the cylinders 12A (axes arranged radially with respect to the axis of rotation 10) define a first radial plane PA, while the axes 13B of the cylinders of the second group 12B define a second radial plane PB distinct from the plane PA.
  • the pistons 14A which slide in the cylinders 12A of the first group cooperate with the first part 4A of the cam, while the pistons 14B which slide in the cylinders 12B of the second group cooperate with the second part 4B of the cam.
  • the cylinder block 6 rotates a shaft 5 which cooperates with it by grooves 7.
  • the end of the shaft 5 opposite the cover of the distributor 1A carries an outlet flange 9.
  • the shaft 5 is supported relative to the part 1C of the casing by bearing means, for example 8A tapered roller bearings and 8B.
  • the engine also has an internal distributor of fluid 16 which, by a system of pawns and notches 17, is made integral in rotation with the distribution cover 1A.
  • the distributor 16 has an external axial face 18 stepped, cooperating with an internal axial face 19 stepped from distribution cover 1A. Between faces 18 and 19, are formed three gorges, respectively designated by the references 20, 21 and 22.
  • the engine also has two main ducts, at know a main supply duct and a main duct exhaust. These main conduits are not in the section plane of Figure 1 but, to facilitate understanding, we indicated their positions with broken lines. So the first main duct 24 is permanently connected to the first groove 20, while the second main conduit 26 is permanently connected at the third groove 22. As will be seen below, the second groove 21 may, depending on the position of a displacement selector not shown in Figure 1, be connected to one or other of the gorges 20 and 22.
  • the invention also applies to an engine having, as the only group of cylinders, group 12A, and also at a engine for which only two distribution grooves, respectively permanently connected to one and the other of the main conduits, are provided between the distributor and the distribution cover.
  • Distribution ducts are made in the distributor and open into a radial distribution face 28 of the latter, pressing against a radial communication face 30 of the cylinder block.
  • Distribution lines selectively connect the grooves 20, 21 and 22 on the distribution face.
  • a distribution duct 31 has been shown which connects the groove 21 to the distribution face 28, and a conduit distribution 32 which connects the groove 22 to the distribution face.
  • Each cylinder is associated with a cylinder duct, which allows it to be connected to the communication face 30 of the cylinder block, in order to put it in communication alternately with each of the distribution during the relative rotation of the cylinder block by compared to the cam.
  • a cylinder duct 15B directly puts this cylinder in communication with the communication face 30.
  • the communication of cylinder ducts 15A with the communication face 30 operates via a clutch selector 34.
  • the selector 34 is formed by an axially movable drawer in a central bore 36 of the cylinder block.
  • the selector is integral with the cylinder block with respect to the rotation about the axis 10. It has in fact a flange portion 34 'provided with holes in through which the screw rods 38 pass. These rods have, each, a threaded end portion 39A screwed into a thread of the cylinder block, and a smooth intermediate portion 39B, with which cooperates the drilling of the flange 34 'in which the rod is engaged considered.
  • the selector 34 can slide relative to the screws 38.
  • the external cylindrical face 34A of the selector 34 cooperating with the bore 36 of the cylinder block has as many conduits communication in the form of grooves 40 that the first group of cylinders comprises cylinders, each groove 40 being associated with a cylinder duct 15A.
  • Each cylinder conduit 15A has one end connected to cylinder 12A and another end forming an orifice 15'A which is open in the bore 36 of the cylinder block. This orifice 15'A is in permanent communication with the groove of communication 40 associated with the cylinder duct 15A considered.
  • Each 15A cylinder duct is associated with a passage distribution formed by a conduit 42 which has a first orifice 42A open in the bore 36 of the cylinder block and a second orifice 42B open on the communication face 30 of the cylinder block. As seen in Figure 1, this allows connect the distribution passage 42 to the distribution conduits such as conduit 32.
  • the cylinder duct 15A and the distribution passage 42 therefore both open into bore 36 and, as can be seen in FIG. 1, this makes it possible to communicate the conduit of cylinder 15A with the distribution conduits when the selector 34 occupies its first position.
  • the assembly formed by the conduit 15A, the communication groove 40 and the passage of distribution 42 forms a substantially U-shaped duct, connected to the face of communication 30 of the cylinder block.
  • the communication groove 40 extends substantially axially and its length is sufficient to connect the holes 15'A and 42A in the first position of the selector.
  • the end of the distribution passage 42 located on the side of cylinder 12A is closed by a plug 42C.
  • An intercommunication annular groove 44 is made in the bore 36 of the cylinder block 6. Depending on the displacement of the selector, this groove 44 can be placed in communication with the communication grooves 40. Indeed, considered in the sense moving the selector from its first position to its second position, the orifice 42A, the orifice 15'A and the groove 44 are arranged one after another.
  • the engine of FIG. 1 also includes a system of braking 100 including two sets of brake discs respectively secured to the rotor and the stator, as well as a device brake piston 102 controlled between a configuration of braking, in which he presses the discs against each other others, and a brake release configuration.
  • a system of braking 100 including two sets of brake discs respectively secured to the rotor and the stator, as well as a device brake piston 102 controlled between a configuration of braking, in which he presses the discs against each other others, and a brake release configuration.
  • FIG. 2A shows, in partial axial section, the selector drawer 34 in its first position, the openings 15'A and 42A of the cylinder duct 15A and the distribution passage 42 considered being interconnected by the communication groove 40.
  • FIG. 3A shows, in strong lines, part of the developed from bore 36 and, in thin line, a corresponding part of the developed of the external cylindrical face 34A of the drawer 34.
  • the orifice 15'A of the cylinder duct 15A and the first port 42A of the passage of distribution 42 we also see the position of the intercommunication groove 44.
  • the communication grooves 40 respectively associated with each of the cylinder ducts taken into account on the Figure 3A are shown in thin lines.
  • the end face 34B of the drawer 34 next to the groove 44 has axial notches 34C. As it can be seen in FIG. 3A, these notches allow, even in the first position of the selector 34, the communication of the intercommunication groove 44 with a decompression 46 which will be described below.
  • the orifices 15'A and 42A therefore communicate with the communication groove 40, but are isolated from the throat 44.
  • the communication between the passage of distribution 42 and the communication groove 40 is then ensured by a maximum section S1.
  • the drawer 34 has started its moving to its second position.
  • the orifice 42A of distribution passage 42 no longer communicates with the communication groove 40 only by a smaller section S1 while the communication groove 40 begins to communicate with the groove 44 by a section S2.
  • the cylinders of the first group continue to be connected to the conduits of distribution of the distributor, but only through section S1. Through therefore, the pistons of these cylinders only contribute weakly at engine torque.
  • the set of conduits of cylinder 15A of the cylinders of the first group 12A constitutes, with the set of communication grooves 40 and the groove 44, a closed enclosure, isolated, in particular, from supply conduits, exhaust or any conduits carrying pressure control auxiliary.
  • the pistons of the cylinders of the first group can however move according to their positions relative to the cam without being blocked, since the cylinder of the cylinders of the first group are not closed but are all linked to the aforementioned enclosure.
  • this compression chamber constitutes an advantageous variant, but which must also be provided, in the second position of the selector, to communicate the communication grooves 40 directly with a return of leaks or, in general, with a fluid discharge.
  • the graph in Figure 4 shows the evolution of the sections S1, S2 and S3 during the movement of the drawer 34 from its first position (displacement 0) to its second position (displacement X). It can be seen that the passage section S1 decreases regularly until it becomes zero for a displacement X2. The section S2 has started to take a non-zero value from a displacement X1 less than the displacement X2. The Figures 2B and 3B correspond to a displacement value intermediate between the values X1 and X2. Then when the movement continues, section S2 continues to increase, and the section S3 starts to take a non-zero value from a displacement X3 greater than displacement X2.
  • the minimum distance d (see Figure 3A), measured in the direction of movement of the selector 34, between the first orifice 42A of the conduit forming the distribution passage 42 associated with a given cylinder conduit 15A and intercom groove 44 is less than the length L of the communication groove 40 associated with this cylinder duct. This provides the situation Figures 2B and 3B.
  • the invention provides for not allowing this connection only via a calibrated valve 52 located in a connecting pipe between space 50 and the return pipe of leaks 48.
  • the selector 34 is disposed in the bore 36 of the cylinder block and it is preferably coaxial with the axis of rotation 10.
  • Des means for controlling its movement include elastic return means such as a spring 54 able to stress in permanently the selector 34 to its first position.
  • this spring 54 is supported, on the one hand, on the radial face 5A of the shaft 5 which is situated on the side of the distributor 16 and, on the other hand, on a radial surface 34C of the drawer 34 opposite to said radial face 5A.
  • the spring 54 is partially housed in a central recess 56 of drawer 34, one end portion of which forms said surface 34C.
  • Means for controlling the movement of the selector 34 further comprise a control piston 58 cooperating with a control cylinder 60 secured to a stator part of the engine, in this case the distribution cover 1A.
  • the cylinder 60 is formed in the stator of the engine, and the piston 58 is also fixed with respect to rotation about the axis 10.
  • the selector 34 is integral in rotation with the cylinder block.
  • FIGS. 5A to 5B show various variants of production of the zones in contact with the selector piston, such as to limit premature wear, which could however result from this relative rotation.
  • the active head 58A of the piston 58 is equipped with a spherical stop means.
  • a ball 59 set in a recess 59A made at the end of the piston.
  • this ball cooperates directly with the radial face 34'A of the selector facing it.
  • the ball 59 can be replaced by a screw or the like whose head has a surface constituting a portion of a sphere.
  • the spherical surface is formed on the face 34'A of the selector.
  • the control piston 58 ′ has a active head 58'A which is connected to the body of this piston by rolling means 70.
  • the head 58'A cooperates with the selector 34 via a piece of contact 72 formed for example by the head of a screw screwed in this selector 34.
  • the head 58'A and this part 72 may have a hardness superior to that of other parts and / or a coating specific to limit friction.
  • the control piston 58 "cooperates with selector 34 via hydrostatic stop using a confined fluid.
  • the active head 58 "A of the hollow piston 58" is formed by an additional part, held in position by relation to the piston by the fluid pressure prevailing in an enclosure hydrostatic stop valve 74.
  • This enclosure is connected to the control chamber 62 mentioned above by a passage having a restriction 76 produced at the end of the hollow piston 58 "which is opposite the head 58 "A and by a hole 79 made in the head 58 "A which connects the enclosure 74 to the recess of the piston 58".
  • the head 58 "A cooperates with the selector 34 by through an additional contact piece 72 'attached to said selector.
  • the decompression chamber 46 is provided at the end 34B of the selector which is on the downstream side of the latter in the direction of its movement from its first position to its second position. This room is thus provided between the selector 34, the cylinder block 6 and the shaft 5A, the connections between these parts being made substantially waterproof. In the second position of the selector 34, the cylinder ducts 15'A of the cylinders of the first group are connected to this chamber of decompression.
  • the communication grooves 40 are in communication with the chamber 46 in the second position of the selector. So when, during movement of the selector from its first position to its second position, the cylinder ducts 15'A begin to be put in communication with the room 46, this one is supplied by the fluid contained in these conduits. Therefore, the fluid pressure in the chamber 46 increases, and this pressure opposes, to the control of the movement operated by the piston 58, a antagonistic hydraulic force. So from this implementation communication between the conduits 15'A and the chamber 46, the movement of the selector 34 to its second position is slowed down, so that the section S3 increases very gradually, and that the pistons of the cylinders of the first group are disengaged "in sweetness. "
  • the decompression chamber 46 is in communication with the aforementioned leakage return line 48.
  • this communication is carried out through at least one passage of small section.
  • Passage of weak section it is necessary include a passage through which the fluid flow is relatively small, so as to cause a difference in pressure (pressure drop) between chamber 46 and the supply line return of leaks 48.
  • the passage or passages of small section are formed by holes 78 passing axially through the selector 34.
  • the ends of these holes are in the support area of the spring 54 on the bottom of the recess 56, they can be machined without particular precaution as for their section, and it is the presence of springs which decrease their cross section.
  • the passages 78 open into a space 80 of the engine formed between the piston 58 and an internal bore 16A of the distributor, space 80 to which the return line from leaks 48.
  • the decompression chamber 46 is in communication with the interior space 50 of the engine located under the reaction member 4A via a non-return valve 82 which authorizes only the circulation of fluid in the direction of emptying of this bedroom.
  • a non-return valve 82 which authorizes only the circulation of fluid in the direction of emptying of this bedroom.
  • the leak return pipe 48 comprises a first section 48A which is connected to the space 80, and therefore, via passages 78, to the decompression 46, a second section 48B in which is located the non-return valve 82, a third section 48C in which finds the calibrated valve 52 which, when the pressure in the space 50 is higher than its calibration pressure, allows the circulation of the fluid only in the direction from space 50 to line 48.
  • the engine comprises the cylinders 12B belonging to a second group, cylinders in which pistons 14B slide.
  • the conduits cylinder 15B of these cylinders 14B open into the face of communication 30 of the cylinder block 6 to be alternately put in communication with distribution conduits such as conduits 31 and 32, during the relative rotation of the cylinder block and from the distributor.
  • the engine has a displacement selection device separate from the selector 34.
  • This device is located in the distribution cover 1A, in the zone Z indicated in figure 1 but it is not represented in figure 1 insofar as it is not in the section plane of this figure.
  • this selection device displacement does not cooperate with cylinder ducts, but with the distribution grooves 20, 21 and 22. It indeed has a axial bore 88 in which three grooves 90, 91 and 92 which are in permanent communication with each of the three distribution grooves 20, 21 and 22.
  • a drawer 94 is movable inside this bore 88 and has a groove or analog 96. In a first position of the drawer, the groove 96 is communicate the gorges 90 and 91 (so it also communicate between them the grooves 20 and 21) while, in the second position of the drawer, its groove 96 communicates the grooves 91 and 92 (and therefore the gorges 21 and 22).
  • Distribution conduits are divided into three groups respectively connected to each of the three grooves 20, 21 and 22.
  • the number of conduits in the third group, which are connected to groove 22 is equal to the sum of the number of conduits of the first group and the number of conduits of the second group.
  • the first position of the drawer 94 shown in Figure 6 is a large displacement position, in which the ducts of the first and second groups are connected to the duct main 24 and isolated from the ducts of the third group, while the conduits of the third group are connected to the main conduit 26 and isolated from those of the other two groups.
  • the cylinder ducts 15B and the ends 42B of distribution passages 42 pass alternately opposite a distribution duct belonging to the third group then next to a distribution duct belonging to one of the first and second groups.
  • the pistons of the cylinders of the first group are disengaged.
  • the orifices of the cylinder ducts 15B cylinders of the second group continue to be put alternately in communication with a distribution conduit connected to the power supply then with a distribution conduit connected to the fluid exhaust, so that all the pistons of the cylinders of the second group are active.
  • the engine then operates with a partial displacement, equal to the entire cylinder displacement from the second group.
  • the groove 90 In the second position of the drawer 94, the groove 90 is isolated, while the gorges 91 and 92 communicate with each other.
  • the distribution pipes of the second and third groups are all related to driving main 26, by connecting gorges 91 and 92. Therefore, only the cam lobes that correspond to the distribution conduits 20 of the first group are active, since the pistons which, at a given moment, cooperate with these cam lobes are alternately connected to a distribution duct of the first group connected to groove 20, then to a distribution duct of the second to third groups which is connected to the main duct 26.
  • the motor has four separate displacement capacities.
  • the drawer 94 is controlled between its two positions by control means comprising a control chamber 98 capable of being connected to a control conduit by an orifice 100, and a spring 102 of effect antagonistic to that of the increase volume of the room.
  • control means comprising a control chamber 98 capable of being connected to a control conduit by an orifice 100, and a spring 102 of effect antagonistic to that of the increase volume of the room.
  • the chamber 98 is delimited by a closing washer 104 reported in bore 88.
  • the motor according to the invention may include a tachometer 106 comprising a sensor 108 which counts the number of passes, the right of its end, of marks 110 practiced at regular intervals on the radial face of the cylinder block located on the side of the distribution cover 1A.
  • Figure 7 also shows a device for selecting displacement, which is separate from the piston clutch selector and which includes a drawer 124 movable inside a bore 118.
  • the drawer is represented in each of its two positions, respectively on either side of the A118 axis of this bore.
  • the distribution conduits are divided into four groups, respectively connected to each of four grooves 120 to 123 of the distributor 116, themselves respectively in permanent communication with each of four grooves 130 to 133 of bore 118.
  • the drawer 124 has two grooves 125 and 126 which, depending on its position, communication or isolate the gorges 130 to 133 and therefore the conduits of distribution.
  • the grooves 130 and 131 are connected together and isolated from grooves 132 and 133, themselves connected together.
  • the distribution conduits connected to grooves 120 and 121 are connected at the same pressure main (supply or exhaust), while the distribution connected to the gorges 122 and 123 are at the other pressure main (exhaust or supply).
  • the grooves 130 and 133 are each isolated from the other grooves in bore 118, while the grooves 131 and 132 are connected.
  • Distribution pipes connected to grooves 120 and 123 are respectively placed at each of the two main pressures and correspond to an active displacement. In however, the distribution conduits connected to grooves 121 and 122 are at the same pressure and correspond to an inactive displacement.
  • the drawer 124 has an internal bore 134 in which there is a shuttle 135. Holes 136 to 139 of the drawer communicate with this internal bore 134.
  • the shuttle 135 allows to order a communication of these holes 136 to 139 for, in small displacement, automatically connect grooves 131 and 132 (and therefore the grooves 121 and 122 corresponding to an inactive displacement) to that of the gorges 130 or 133 which contains the weakest fluid pressure.
  • This shuttle device and its advantages are described in detail in patent FR 2 481 755.
  • the selector 234 can, depending on whether it occupies one or the other of its first and second positions, put the conduits cylinder 15A in communication with the passages of communication 42 or isolate them from these passages.
  • the selector 234 is formed by a hollow drawer, inside which extends a rod 250 which, in this case, is centered on the axis 10 of the motor on which the selector 234 is also centered.
  • the rod 250 constitutes a "reference part" which is fixed in translation by compared to cylinder block 6. More specifically, a retaining flange 252 is fixed to the cylinder block 6 by screws 253 and the rod 250 crosses this flange and is wedged with respect to it by a shoulder and an elastic wedging ring.
  • the selector 234 is permanently recalled to its second position (visible below axis 10) by a spring 254 which rests on the flange 252. It is biased towards its first position (visible above axis 10) by counter-force means which include a control chamber 262 formed between said selector 234 and the rod 250. More precisely, the rod wears a closure ring 264 at its end opposite the flange 252 and the chamber 262 is formed between a recess 266 of the internal periphery of the selector 234, the rod 250 and the ring 264.
  • the selector movement control duct 234 comprises a first section 268 which is formed in the rod 250 so as to lead into chamber 262, and a second section 270 which is formed in a part 1'A of the motor housing.
  • the sections 268 and 270 are connected by the arrangement of the rod 250 in correspondence with section 270 and are isolated from the rest of the motor by a seal 272 disposed between the 250A tail of the rod and the housing part 1'A, against which this seal is held supported by a spring 274.
  • This seal is of the "rotating joint" type, ensuring a rotary seal between two rotating parts relative.
  • the decompression chamber 46 is connected to the space 280, which is formed between the flange 252 and the housing part 1'A and to which the leakage return pipe 248 is connected.
  • the selector 234 has at least one axial hole 278 which connects the chamber 46 at the end of the selector located on the side of the flange 252 and the latter has at least one bore or slot 282 which opens onto space 280.
  • it is an axial slot 282 which cooperates with a key 284 to guide the movement of the selector 234 between its two positions.
  • selectors 34 and 234 differ in the means of control of their movement. For the rest, their functioning is analogous.

Abstract

Moteur hydraulique comprenant un bloc-cylindres (6) ayant au moins un premier groupe de cylindres radiaux (12A), un organe de réaction (4A) à rotation relative par rapport au bloc-cylindres (6) et un distributeur interne de fluide (16) ayant des conduits de distribution. Le moteur comprend un sélecteur de débrayage unique (34) solidaire du bloc-cylindres (6) vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation (10) et comportant un conduit de communication (40) pour chaque cylindre (12A) du premier groupe de cylindres, le sélecteur étant susceptible d'occuper une première position permettant le raccordement des conduits de cylindre (15A) avec les conduits de distribution, une deuxième position permettant le débrayage des pistons des cylindres du premier groupe par la mise en communication des conduits de cylindre (15A) de ces cylindres avec une enceinte de décharge (48), et une position transitoire intermédiaire entre les première et deuxième positions, dans laquelle ces conduits de cylindre (15A) sont reliés entre eux par une enceinte isolée. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un moteur hydraulique comprenant :
  • un bloc-cylindres qui comporte au moins un premier groupe de cylindres disposés radialement par rapport à un axe de rotation, chaque cylindre étant relié à un conduit de cylindre et coopérant avec un piston susceptible de coulisser dans ce cylindre,
  • un organe de réaction monté à rotation relative par rapport au bloc-cylindres autour de l'axe de rotation,
  • un distributeur interne de fluide, solidaire de l'organe de réaction vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation et comportant des conduits de distribution susceptibles d'être reliés aux conduits de cylindre pour mettre ces conduits en communication avec des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide du moteur,
  • des moyens de sélection susceptibles, dans une première configuration, de permettre le raccordement des conduits de cylindre des cylindres du premier groupe avec les conduits de distribution et, dans une deuxième configuration, dite "de débrayage de pistons", de mettre lesdits conduits de cylindre en communication avec une enceinte de décharge de fluide, les pistons coopérant avec les cylindres du premier groupe étant susceptibles, dans ladite configuration de débrayage, d'être ramenés dans lesdits cylindres vers l'axe de rotation.
Un moteur de ce type est connu par le document FR 2 710 111. Lorsque le moteur fonctionne en cylindrée maximale, tous les cylindres sont périodiquement alimentés en fluide sous pression. Il est connu de supprimer l'alimentation périodique en fluide de tous les cylindres pour les rendre inactifs de sorte que le moteur ne délivre aucun couple. Il est également connu de ne supprimer l'alimentation en fluide que de certains cylindres, les autres cylindres continuant d'être périodiquement alimentés en fluide, de sorte que le moteur fonctionne en cylindrée partielle.
Ainsi, l'invention s'applique aussi bien à un moteur pour lequel tous les cylindres appartiennent au premier groupe et sont donc susceptibles d'être rendus tous inactifs, qu'à un moteur comprenant, en outre, un deuxième groupe de cylindres qui continuent d'être actifs lorsque les cylindres du premier groupe sont rendus inactifs.
Comme l'indique FR 2 710 111, il est connu de "débrayer" les pistons qui sont montés à coulissement dans les cylindres du premier groupe, cette opération consistant à supprimer les appuis desdits pistons sur l'organe de réaction ou "came", ce qui supprime des frottements et usures prématurés. Pour ce faire, un dispositif de "débrayage" permet de maintenir les pistons concernés dans leur configuration rentrée à l'intérieur de leurs cylindres respectifs.
Comme l'indique encore FR 2 710 111, l'opération de débrayage et l'opération de "ré-embrayage", qui consiste à remettre les pistons en appui sur la came, sont délicates et, si certaines précautions ne sont pas prises, elles peuvent entraíner des chocs violents des pistons contre la came.
Pour éviter de tels chocs violents, FR 2 710 111 préconise l'utilisation de moyens de sélection qui comprennent un sélecteur individuel pour chacun des cylindres du premier groupe, ce sélecteur individuel étant commandé de manière à ne pouvoir être activé pour débrayer ou embrayer le piston coulissant dans le cylindre auquel il est associé que lorsque l'axe de ce cylindre passe, au cours de la rotation relative du bloc-cylindres et de la came, par une position dans laquelle il est voisin du sommet d'une ondulation de la came.
Ce système donne toute satisfaction, mais il s'avère relativement coûteux puisqu'il nécessite la présence d'autant de sélecteurs individuels que le premier groupe de cylindres comprend de cylindres. Il nécessite en outre des moyens de commande adaptés pour activer chacun de ces sélecteurs individuels à des moments précis.
Le document FR 2 677 409 divulgue quant à lui un circuit hydraulique permettant de débrayer les pistons d'un moteur hydraulique. Ce circuit comporte un clapet navette interposé sur les conduits qui relient les orifices de la pompe aux orifices principaux d'alimentation et d'échappement du moteur. Ce système est externe, et il est rapporté sur le moteur, ce qui augmente son encombrement. De plus, le débrayage s'applique sans discernement à tous les pistons du moteur. Enfin, les problèmes de choc lors du débrayage et du ré-embrayage ne sont pas évités.
La présente invention a pour but de proposer un système simple, disposé à l'intérieur du moteur, pour permettre le débrayage des pistons coulissant dans les cylindres du premier groupe, en évitant sensiblement les phénomènes de choc de ces pistons contre la came lors des phases de débrayage et de ré-embrayage des pistons concernés, même à des vitesses de rotation relativement élevées, par exemple de l'ordre de 100 tr/mn et davantage.
Ce but est atteint grâce au fait que les moyens de sélection comprennent un sélecteur de débrayage unique, solidaire du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation et comportant un conduit de communication pour chaque cylindre du premier groupe de cylindres, ce sélecteur étant susceptible d'occuper une première position, correspondant à ladite première configuration, dans laquelle les conduits de communication permettent le raccordement des conduits de cylindre des cylindres du premier groupe aux conduits de distribution, une deuxième position correspondant à ladite configuration de débrayage et une position transitoire intermédiaire entre lesdites première et deuxième positions, dans laquelle les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe sont reliés entre eux par une enceinte isolée.
Dans la première position du sélecteur, les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe sont normalement raccordés aux conduits de distribution et sont donc alternativement reliés à l'alimentation et à l'échappement de fluide, de sorte que les pistons coulissant dans ces cylindres sont actifs. Dans la deuxième position du sélecteur de débrayage, les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe sont tous raccordés à l'enceinte de décharge de fluide, de sorte que les pistons coulissant dans ces cylindres sont inactifs et peuvent être rentrés dans lesdits cylindres, c'est-à-dire qu'ils sont débrayés. De préférence, l'enceinte de décharge de fluide est tout simplement une partie de l'espace intérieur du moteur qui est raccordée à un conduit de retour de fuites.
Dans la position transitoire du sélecteur, les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe sont tous reliés entre eux par une enceinte isolée. Par "enceinte isolée", il faut comprendre une partie de l'espace intérieur du carter du moteur qui est isolé des différents conduits "fonctionnels" du moteur, c'est-à-dire les conduits qui sont reliés à une conduite extérieure au moteur, telle qu'une conduite d'alimentation ou d'échappement, ou encore une conduite auxiliaire, raccordée au circuit de gavage du moteur pour assurer une fonction auxiliaire de ce moteur (commande de freinage ....). En d'autres termes, l'enceinte isolée n'est raccordée ni à l'alimentation, ni à l'échappement, ni à une quelconque pression auxiliaire extérieure au moteur.
Dans cette position transitoire, les pistons des cylindres du premier groupe peuvent se déplacer dans leurs cylindres respectifs en fonction de leurs positions sur la came. En d'autres termes, ils ne se bloquent pas dans une position donnée à l'intérieur de leurs cylindres, mais ils peuvent suivre les ondulations de la came, les volumes de fluide déplacés par le mouvement de rentrée de certains pistons compensant les volumes de fluide déplacés par le mouvement de sortie d'autres pistons, le moteur étant homocinétique.
C'est seulement après le passage par cette position transitoire que les cylindres du premier groupe sont reliés à l'enceinte de décharge de fluide. Ainsi, l'invention permet d'éviter une mise en communication directe de l'enceinte de décharge de fluide avec l'alimentation ou l'échappement du moteur, ce qui nuirait au bon fonctionnement de ce dernier. Pour autant, lors du déplacement du sélecteur, les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe ne sont pas isolés les uns des autres, ce qui évite le blocage des pistons coulissant dans ces cylindres.
Avantageusement, le sélecteur de débrayage est formé par un tiroir monté coulissant dans un alésage du bloc-cylindres, les conduits de communication comprenant des rainures de communication ménagées à la surface de ce tiroir. Les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe présentent alors des orifices qui sont ouverts dans ledit alésage du bloc-cylindres et qui sont, chacun, raccordés en permanence à une rainure de communication ; l'alésage du bloc-cylindres présente une gorge d'intercommunication à laquelle les rainures de communication sont reliées dans la position transitoire du sélecteur.
Les rainures de communication sont disposées axialement ou sensiblement axialement à la surface du tiroir. Leur usinage est donc extrêmement simple. Dans la première position du sélecteur, ces rainures de communication permettent de raccorder les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe avec les conduits de distribution, de telle sorte que les pistons des cylindres du premier groupe sont actifs. Par un déplacement axial du sélecteur vers sa deuxième position, ce raccordement des conduits de cylindre des cylindres du premier groupe avec les conduits de distribution cesse, et les rainures de communication sont toutes reliées à la gorge d'intercommunication du bloc-cylindres.
L'ensemble formé par les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe, les rainures de communication et la gorge d'intercommunication constitue l'enceinte isolée par laquelle les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe communiquent entre eux dans la position transitoire du sélecteur.
Dans ce cas, il est avantageux que le moteur présente, pour chaque conduit de cylindre des cylindres du premier groupe, un passage de distribution formé par un conduit qui présente un premier orifice ouvert dans l'alésage du bloc-cylindres et un deuxième orifice ouvert sur une face de communication du bloc-cylindres afin d'être relié aux conduits de distribution au cours de la rotation relative du bloc-cylindres et du distributeur et, pour chaque conduit de cylindre des cylindres du premier groupe, le premier orifice du conduit formant le passage de distribution, l'orifice du conduit de cylindre et la gorge d'intercommunication sont successivement disposés dans l'alésage du bloc-cylindres dans le sens du déplacement du tiroir du sélecteur de sa première à sa deuxième position.
Pour chaque cylindre du premier groupe, le passage de communication est raccordé en permanence à la face de communication du bloc-cylindres et est donc susceptible d'être raccordé alternativement avec chacun des conduits de distribution. La rainure de communication réalise, pour chaque conduit de cylindre des cylindres du premier groupe, la communication entre le conduit de cylindre et ce passage de distribution, ceci dans la première position du sélecteur. Lorsque ce sélecteur est déplacé dans sa deuxième position, la communication entre le passage de distribution et le conduit de cylindre cesse, tandis que ledit conduit de cylindre est relié à la gorge d'intercommunication, toujours par la rainure de communication.
Avantageusement, pour commander le déplacement du sélecteur entre sa première et sa deuxième position, le moteur comporte des moyens de commande du déplacement du sélecteur qui comprennent des moyens de rappel élastique aptes à solliciter en permanence ledit sélecteur vers l'une de ses première et deuxième positions et des moyens de contre-effort susceptibles d'être commandés pour solliciter le déplacement du sélecteur vers l'autre de ses première et deuxième positions.
Selon une variante, les moyens de rappel élastique sollicitent le sélecteur vers sa première position et les moyens de contre-effort comprennent un piston de commande coopérant avec un cylindre de commande solidaire d'une partie de stator du moteur, ledit piston de commande étant susceptible d'être déplacé à l'encontre de l'effort de rappel desdits moyens de rappel pour solliciter le sélecteur vers sa deuxième position.
Le débrayage des pistons des cylindres du premier groupe est alors obtenu par une commande positive du piston de commande, à l'encontre des moyens de rappel élastique, cette commande étant en particulier hydraulique.
On peut choisir que le piston de commande coopère avec le sélecteur par l'intermédiaire de moyens de butée sphérique, ou bien par l'intermédiaire de moyens de roulement, ou bien encore par l'intermédiaire de moyens de butée hydrostatique utilisant un fluide confiné.
Le cylindre de commande est solidaire d'une partie de stator du moteur, tandis que le sélecteur est solidaire en rotation du bloc-cylindres. Par conséquent, la partie du sélecteur avec laquelle coopère le piston de commande tourne par rapport au cylindre de commande. Le choix de moyens de butée sphérique, de moyens de roulement ou de moyens de butée hydrostatique permet d'éviter une usure prématurée des pièces en rotation relative. En particulier, le choix de moyens de butée sphérique permet de limiter le frottement entre le piston de commande et le sélecteur à une zone de faible surface. Cette zone est de préférence alignée sur l'axe de rotation du moteur, l'alésage du bloc-cylindres dans lequel est disposé le sélecteur de débrayage, de même que le cylindre de commande, étant de préférence centrés sur l'axe du moteur. Ainsi, la vitesse relative entre la pièce fixe et la pièce tournante est faible, de sorte que tout au plus un couple très faible est généré dans cette zone. Il en résulte que le frottement, et donc l'échauffement des pièces en contact sont limités.
Le choix de moyens de butée à bille permet de supprimer sensiblement ce frottement, en le remplaçant par un contact roulant, ce qui évite également les risques de frottement et donc d'usure prématurée.
Dans le cas de moyens de butée hydrostatique, le frottement de contact est également supprimé et est remplacé par un frottement fluide, ce qui présente sensiblement les mêmes avantages.
Selon une autre variante, les moyens de contre-effort comprennent une chambre de commande ménagée entre le sélecteur et une pièce de référence fixe par rapport au bloc-cylindres, ainsi qu'un conduit de commande apte à raccorder ladite chambre de commande à une source de fluide.
On peut choisir que les moyens de rappel élastique sollicitent le sélecteur vers sa deuxième position et que les moyens de contre-effort soient susceptibles d'être commandés pour solliciter le sélecteur vers sa première position.
Dans ce cas, la configuration de débrayage est obtenue au repos, par les moyens de rappel élastique. Ceci est avantageux, par exemple lorsque le moteur sert à l'entraínement d'un véhicule. En effet, si une défaillance dans la commande des moyens de contre-effort se produit alors que le véhicule roule en configuration embrayée des pistons (donc à vitesse faible et à fort couple moteur), cette défaillance fait passer le sélecteur en configuration de débrayage, ce qui diminue la cylindrée et donc le couple du moteur. Le conducteur peut alors sans difficulté maítriser la vitesse en contrôlant le débit de la pompe.
Cette variante est également avantageuse dans le cas d'un moteur hydraulique équipé d'un frein de parking et de sécurité. En effet, dans ce cas, si un utilisateur cherche à mettre le moteur hydraulique en marche sans avoir préalablement commandé le défreinage, le couple de freinage nécessaire pour éviter un entraínement intempestif du moteur et du véhicule qu'il équipe doit simplement être capable de surmonter le couple développé par le moteur dans sa configuration de débrayage (donc de petite cylindrée), qui est celle du repos. Ce couple de freinage est inférieur à celui qui serait nécessaire si la position de repos du sélecteur était sa première position (dans laquelle les pistons sont embrayés), ce qui permet de choisir un frein moins encombrant et moins coûteux.
Selon une disposition avantageuse, une chambre de décompression est ménagée à l'extrémité du sélecteur située du côté aval de ce dernier dans le sens de son déplacement de sa première à sa deuxième position, et dans la deuxième position dudit sélecteur, les conduits de cylindre sont raccordés à cette chambre.
Lors du passage du sélecteur de sa première position dans sa deuxième position, la chambre de décompression est alimentée par le fluide qui se trouve dans les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe. La chambre de décompression est ainsi "mise en pression", ce qui oppose une force résistante à la poursuite du mouvement de déplacement du sélecteur vers sa deuxième position. En d'autres termes, le déplacement du sélecteur entre sa position transitoire et sa deuxième position est ralenti, de sorte que le débrayage s'effectue sans à-coup.
Cette chambre de décompression est avantageusement en communication avec une conduite de retour de fuites, reliée à un réservoir sans pression. Cette communication s'opère avantageusement par l'intermédiaire d'au moins un passage de faible section, ce qui occasionne, entre la chambre de décompression et la conduite de retour de fuites, une perte de charge qui permet d'éviter un déplacement trop rapide du sélecteur de sa première position vers sa deuxième position.
L'importance de la section de passage du ou des passages de faible section détermine la perte de charge entre la chambre de décompression et la conduite de retour de fluide, ce qui conditionne la vitesse de déplacement du sélecteur entre sa position transitoire et sa deuxième position.
L'invention peut s'appliquer aux moteurs dont on souhaite que tous les pistons soient débrayables. Elle peut également s'appliquer aux moteurs ayant au moins deux cylindrées distinctes de fonctionnement dont on souhaite ne débrayer que pistons des cylindres qui sont inactifs en petite(s) cylindrée(s).
Dans ce cas, avantageusement, le bloc-cylindres présente un deuxième groupe de cylindres disposés radialement par rapport à l'axe de rotation, chaque cylindre de ce deuxième groupe étant relié à un conduit de cylindre qui est directement raccordé à une face de communication du bloc-cylindres coopérant avec une face de distribution du distributeur, afin d'être relié aux conduits de distribution au cours de la rotation relative du bloc-cylindres et du distributeur, indépendamment de la position du sélecteur.
Ainsi, lorsque les pistons coulissant dans les cylindres du premier groupe sont débrayés, ceux qui coulissent dans les cylindres du deuxième groupe peuvent, dans la mesure où lesdits cylindres continuent d'être reliés aux conduits de distribution, continuer d'être actifs pour délivrer un couple moteur réduit. Dans ce cas, le moteur fonctionne dans une petite cylindrée, tandis que lorsque, le sélecteur occupant sa première position, tous les conduits de cylindre sont raccordés aux conduits de distribution, il fonctionne dans une grande cylindrée.
Il faut noter que l'on peut prévoir, en plus du sélecteur de débrayage des pistons, un sélecteur de cylindrée additionnel qui agit sur le raccordement des conduits de cylindre avec les conduits de distribution. Ce sélecteur de cylindrée peut être commandé indépendamment du sélecteur de débrayage entre deux positions correspondant respectivement à une plus grande cylindrée et à une plus petite cylindrée. On obtient ainsi quatre cylindrées distinctes de fonctionnement selon que les sélecteurs sont simultanément dans leurs premières positions ou dans leurs deuxièmes positions ou que l'un est dans sa première position tandis que l'autre est dans sa deuxième position.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaítront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation, représentés à titre d'exemples non limitatifs.
La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un moteur hydraulique à pistons radiaux conforme à l'invention,
  • les figures 2A, 2B, 2C et 2D sont des vues partielles en coupe axiale, illustrant les différentes phases de déplacement du sélecteur de sa première position à sa deuxième position,
  • les figures 3A, 3B, 3C et 3D montrent, en développée partiel, l'alésage du bloc-cylindres dans lequel se trouvent le sélecteur et la face cylindrique du tiroir de ce sélecteur, respectivement pour les positions des figures 2A, 2B, 2C et 2D,
  • la figure 4 est un graphique illustrant l'évolution des sections de communication entre les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe, les rainures de communication et la gorge d'intercommunication, en fonction du déplacement du tiroir du sélecteur,
  • les figures 5A, 5B et 5C montrent trois exemples de réalisation de la coopération entre le sélecteur de débrayage et le piston de commande des moyens de commande de ce sélecteur,
  • la figure 6 est une vue partielle en coupe illustrant la présence, en plus du sélecteur de débrayage, d'un sélecteur de cylindrée, et
  • la figure 7 est une vue en coupe axiale qui montre une variante des moyens de commande du sélecteur, ce dernier étant représenté dans ses première et deuxième positions.
La figure 1 montre un moteur hydraulique à pistons radiaux, à carter fixe. Toutefois, l'invention s'applique également aux moteurs à carter tournant. Le carter comporte plusieurs parties, à savoir une première partie 1A, dénommée couvercle de distribution, une partie 1B, dont la périphérie interne est ondulée de manière à former une came de réaction, et une partie 1C. Ces différentes parties sont assemblées par des vis 2.
Dans l'exemple représenté, la came ondulée est elle-même réalisée en deux parties, 4A et 4B, juxtaposées axialement. Le moteur comprend un bloc-cylindres 6 qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation 10 par rapport à la came et qui comporte une pluralité de cylindres radiaux à l'intérieur desquels sont montés coulissants des pistons radiaux.
On distingue deux groupes de cylindres, à savoir un premier groupe de cylindres 12A, et un deuxième groupe de cylindres 12B. Les axes 13A des cylindres 12A (axes disposés radialement par rapport à l'axe de rotation 10) définissent un premier plan radial PA, tandis que les axes 13B des cylindres du deuxième groupe 12B définissent un deuxième plan radial PB distinct du plan PA. Les pistons 14A qui coulissent dans les cylindres 12A du premier groupe coopèrent avec la première partie 4A de la came, tandis que les pistons 14B qui coulissent dans les cylindres 12B du deuxième groupe coopèrent avec la deuxième partie 4B de la came.
Le bloc-cylindres 6 entraíne en rotation un arbre 5 qui coopère avec lui par des cannelures 7. L'extrémité de l'arbre 5 opposée au couvercle du distributeur 1A porte une bride de sortie 9. L'arbre 5 est supporté par rapport à la partie 1C du carter par des moyens de palier, par exemple des paliers à roulements coniques 8A et 8B.
Le moteur comporte encore un distributeur interne de fluide 16 qui, par un système à pions et encoches 17, est rendu solidaire en rotation du couvercle de distribution 1A.
Le distributeur 16 présente une face axiale externe 18 étagée, coopérant avec une face axiale interne 19 étagée du couvercle de distribution 1A. Entre les faces 18 et 19, sont ménagées trois gorges, respectivement désignées par les références 20, 21 et 22.
Le moteur comporte encore deux conduits principaux, à savoir un conduit principal d'alimentation et un conduit principal d'échappement. Ces conduits principaux ne se trouvent pas dans le plan de coupe de la figure 1 mais, pour faciliter la compréhension, on a indiqué leurs positions par des traits interrompus. Ainsi, le premier conduit principal 24 est relié en permanence à la première gorge 20, tandis que le deuxième conduit principal 26 est relié en permanence à la troisième gorge 22. Comme on le verra dans la suite, la deuxième gorge 21 peut, selon la position d'un sélecteur de cylindrée non représenté sur la figure 1, être reliée à l'une ou l'autre des gorges 20 et 22.
Toutefois, l'invention s'applique également à un moteur ayant, comme seul groupe de cylindres, le groupe 12A, et aussi à un moteur pour lequel seulement deux gorges de distribution, respectivement reliées en permanence à l'un et à l'autre des conduits principaux, sont ménagées entre le distributeur et le couvercle de distribution.
Des conduits de distribution sont pratiqués dans le distributeur et débouchent dans une face de distribution radiale 28 de ce dernier, en appui contre une face radiale de communication 30 du bloc-cylindres. Les conduits de distribution relient sélectivement les gorges 20, 21 et 22 à la face de distribution. Dans l'exemple représenté, on a seulement montré un conduit de distribution 31 qui relie la gorge 21 à la face de distribution 28, et un conduit de distribution 32 qui relie la gorge 22 à la face de distribution. Chaque cylindre est associé à un conduit de cylindre, qui permet de le relier à la face de communication 30 du bloc-cylindres, afin de le mettre en communication alternativement avec chacun des conduits de distribution au cours de la rotation relative du bloc-cylindres par rapport à la came.
Ainsi, pour chaque cylindre 12B du deuxième groupe de cylindres, un conduit de cylindre 15B met directement ce cylindre en communication avec la face de communication 30. En revanche, pour le cylindre 12A du premier groupe, la communication des conduits de cylindre 15A avec la face de communication 30 s'opère par l'intermédiaire d'un sélecteur de débrayage 34.
Le sélecteur 34 est formé par un tiroir axialement mobile dans un alésage central 36 du bloc-cylindres. Le sélecteur est solidaire du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 10. Il présente en effet une partie de bride 34' pourvue de perçages à travers lesquels passent les tiges de vis 38. Ces tiges présentent, chacune, une partie d'extrémité filetée 39A vissée dans un taraudage du bloc-cylindres, et une partie intermédiaire 39B lisse, avec laquelle coopère le perçage de la bride 34' dans lequel est engagée la tige considérée. Ainsi, le sélecteur 34 peut coulisser par rapport aux vis 38.
La face cylindrique externe 34A du sélecteur 34 coopérant avec l'alésage 36 du bloc-cylindres présente autant de conduits de communication en forme de rainures 40 que le premier groupe de cylindres comporte de cylindres, chaque rainure 40 étant associée à un conduit de cylindre 15A.
Chaque conduit de cylindre 15A comprend une extrémité raccordée au cylindre 12A et une autre extrémité formant un orifice 15'A qui est ouvert dans l'alésage 36 du bloc-cylindres. Cet orifice 15'A est en communication permanente avec la rainure de communication 40 associée au conduit de cylindre 15A considéré.
A chaque conduit de cylindre 15A est associé un passage de distribution formé par un conduit 42 qui présente un premier orifice 42A ouvert dans l'alésage 36 du bloc-cylindres et un deuxième orifice 42B ouvert sur la face de communication 30 du bloc-cylindres. Comme on le voit sur la figure 1, ceci permet de raccorder le passage de distribution 42 aux conduits de distribution tels que le conduit 32.
Le conduit de cylindre 15A et le passage de distribution 42 débouchent donc tous deux dans l'alésage 36 et, comme on le voit sur la figure 1, ceci permet de faire communiquer le conduit de cylindre 15A avec les conduits de distribution lorsque le sélecteur 34 occupe sa première position. En section axiale, l'ensemble formé par le conduit 15A, la rainure de communication 40 et le passage de distribution 42 forme un conduit sensiblement en U, relié à la face de communication 30 du bloc-cylindres. La rainure de communication 40 s'étend sensiblement axialement et sa longueur est suffisante pour relier les orifices 15'A et 42A dans la première position du sélecteur. L'extrémité du passage de distribution 42 située du côté du cylindre 12A est fermée par un bouchon 42C.
Une gorge annulaire d'intercommunication 44 est pratiquée dans l'alésage 36 du bloc-cylindres 6. En fonction du déplacement du sélecteur, cette gorge 44 peut être mise en communication avec les rainures de communication 40. En effet, considérés dans le sens du déplacement du sélecteur de sa première position à sa deuxième position, l'orifice 42A, l'orifice 15'A et la gorge 44 sont disposés l'un après l'autre.
Il est possible de disposer un joint d'étanchéité 35 entre ladite face cylindrique 34A et l'alésage 36, dans la partie de ce dernier située entre l'orifice 42A et la face de communication 30. Par exemple, ce joint est placé dans une gorge ménagée dans l'alésage 36. Il vise à éviter les fuites susceptibles de se produire entre les rainures de communication 40 et un espace 80 du moteur qui, comme on le verra dans la suite, est raccordé à une conduite de retour de fuites 48.
Le moteur de la figure 1 comporte encore un système de freinage 100 comprenant deux séries de disques de freins respectivement solidaires du rotor et du stator, ainsi qu'un dispositif de piston de frein 102 commandé entre une configuration de freinage, dans laquelle il presse les disques les uns contre les autres, et une configuration de défreinage.
En référence aux figures 2A à 2D et aux figures 3A à 3D, on décrit maintenant le déplacement du sélecteur 34. La figure 2A montre, en coupe axiale partielle, le tiroir du sélecteur 34 dans sa première position, les orifices 15'A et 42A du conduit de cylindre 15A et du passage de distribution 42 considérés étant reliés entre eux par la rainure de communication 40.
La figure 3A montre, en trait fort, une partie de la développée de l'alésage 36 et, en trait fin, une partie correspondante de la développée de la face cylindrique externe 34A du tiroir 34. On voit ainsi, pour plusieurs cylindres juxtaposés, l'orifice 15'A du conduit de cylindre 15A et le premier orifice 42A du passage de distribution 42. On voit également la position de la gorge d'intercommunication 44. Les rainures de communication 40 respectivement associées à chacun des conduits de cylindre pris en compte sur la figure 3A sont représentées en trait fin.
On voit également que la face d'extrémité 34B du tiroir 34 voisine de la gorge 44 présente des encoches axiales 34C. Comme on le constate sur la figure 3A, ces encoches permettent, même dans la première position du sélecteur 34, la mise en communication de la gorge d'intercommunication 44 avec une chambre de décompression 46 que l'on décrira dans la suite.
Sur les figures 2A et 3A, les orifices 15'A et 42A communiquent donc avec la rainure de communication 40, mais sont isolés de la gorge 44. La communication entre le passage de distribution 42 et la rainure de communication 40 est alors assurée par une section S1 maximale.
Sur les figures 2B et 3B, le tiroir 34 a commencé son déplacement vers sa deuxième position. Dans cette situation, l'orifice 42A du passage de distribution 42 ne communique plus avec la rainure de communication 40 que par une section S1 plus faible tandis que la rainure de communication 40 commence à communiquer avec la gorge 44 par une section S2. A ce moment, les cylindres du premier groupe continuent d'être reliés aux conduits de distribution du distributeur, mais seulement par la section S1. Par conséquent, les pistons de ces cylindres ne contribuent plus que faiblement au couple moteur.
Les figures 2C et 3C montrent le tiroir 34 dans sa position transitoire, et l'on constate que la communication entre l'orifice 42A et la rainure de communication 40 a complètement cessé (S1 = 0), tandis que la communication entre cette rainure 40 et la gorge 44 est assurée par la section S2, qui est pratiquement maximale. Toutefois, dans cette situation, la rainure de communication 40 n'a pas encore dépassé la face 6B du bloc-cylindres, de sorte qu'elle ne communique pas encore avec la chambre de décompression 46. Ainsi, dans cette situation transitoire, l'ensemble des conduits de cylindre 15A des cylindres du premier groupe 12A constitue, avec l'ensemble des rainures de communication 40 et la gorge 44, une enceinte fermée, isolée, en particulier, des conduits d'alimentation, d'échappement ou de tous conduits véhiculant une pression auxiliaire de commande. Les pistons des cylindres du premier groupe peuvent toutefois se déplacer en fonction de leurs positions par rapport à la came sans être bloqués, puisque les conduits de cylindre des cylindres du premier groupe ne sont pas fermés mais sont tous mis en relation avec l'enceinte précitée.
Sur les figures 2D et 3D, le tiroir 34 a atteint sa deuxième position, et l'on voit que les orifices 15'A des conduits de cylindre des cylindres du premier groupe continuent de communiquer avec les rainures de communication 40, qui communiquent elles-mêmes avec la gorge 44 et qui, surtout, dépassent au-delà de la face 6B du bloc-cylindres de manière à communiquer, par une section S3, avec la chambre de décompression 46, elle-même reliée à un conduit de retour de fuites 48 qui, de manière connue en soi, est raccordée à un réservoir de pression.
Il faut noter que cette chambre de compression constitue une variante avantageuse, mais que l'on doit également prévoir, dans la deuxième position du sélecteur, de faire communiquer directement les rainures de communication 40 avec un conduit de retour de fuites ou, de manière générale, avec une enceinte de décharge de fluide.
Le graphique de la figure 4 montre l'évolution des sections S1, S2 et S3 au cours du déplacement du tiroir 34 à partir de sa première position (déplacement 0) jusqu'à sa deuxième position (déplacement X). On constate que la section de passage S1 diminue régulièrement jusqu'à devenir nulle pour un déplacement X2. La section S2 a quant à elle commencé à prendre une valeur non nulle à partir d'un déplacement X1 inférieur au déplacement X2. Les figures 2B et 3B correspondent à une valeur de déplacement intermédiaire entre les valeurs X1 et X2. Ensuite, lorsque le déplacement continue, la section S2 continue d'augmenter, et la section S3 commence à prendre une valeur non nulle à partir d'un déplacement X3 supérieur au déplacement X2.
La distance minimale d (voir figure 3A), mesurée dans la direction de déplacement du sélecteur 34, entre le premier orifice 42A du conduit formant le passage de distribution 42 associé à un conduit de cylindre donné 15A et la gorge d'intercommunication 44 est inférieure à la longueur L de la rainure de communication 40 associée à ce conduit de cylindre. Ceci permet d'obtenir la situation des figures 2B et 3B.
Lorsque le sélecteur 34 occupe sa deuxième position, les conduits de cylindre 15A sont donc, éventuellement par l'intermédiaire de la chambre de décompression 46, raccordés à une enceinte de décharge de fluide. Par conséquent, les pistons des cylindres du premier groupe cessent d'être sollicités dans le sens tendant à les éloigner de l'axe de rotation 10 du moteur. Ce dernier comporte au contraire des moyens pour, dans cette situation, rentrer ces pistons dans leurs cylindres respectifs, c'est-à-dire pour les ramener vers l'axe de rotation 10. A ce moment, les pistons sont débrayés et cessent de coopérer avec la came.
Pour ce débrayage des pistons, on peut prévoir des moyens particuliers, tels que des ressorts tendant à rappeler les pistons dans leurs cylindres. Toutefois, l'action des sommets des lobes de la came sur des pistons peut suffire pour rentrer ces derniers dans leurs cylindres.
Pour éviter que, au cours de la rotation du bloc-cylindres, les pistons débrayés n'aient tendance à ressortir de leurs cylindres pour revenir en contact avec les creux de la came, on prévoit avantageusement de faire régner une certaine pression dans la région 50 de l'espace intérieur du moteur dans lequel se trouve la came 4A. Il est connu de raccorder ledit espace intérieur à un conduit de retour de fuites tel que le conduit 48. Avantageusement, pour obtenir la pression précitée, l'invention prévoit de ne permettre ce raccordement que par l'intermédiaire d'un clapet taré 52 situé dans une conduite de liaison entre l'espace 50 et le conduit de retour de fuites 48. Par exemple, pour des vitesse de rotation comprises entre 100 et 400 tr/mn, un tarage de ce clapet 52 à des pressions de l'ordre de 1 à 2 bar est suffisant pour que la pression régnant dans l'espace 50 s'oppose à un éventuel déplacement des pistons vers l'extérieur de leurs cylindres respectifs sous l'effet des forces centrifuges générées par la rotation du bloc-cylindres lorsque celle-ci continue d'être assurée par les pistons actifs du deuxième groupe.
En référence aux figures 1 et 5A à 5C, on décrit maintenant une première variante de moyens de commande du déplacement du sélecteur 34 entre sa première et sa deuxième position. Le sélecteur 34 est disposé dans l'alésage 36 du bloc-cylindres et il est de préférence coaxial avec l'axe de rotation 10. Des moyens de commande de son déplacement comprennent des moyens de rappel élastique tels qu'un ressort 54 apte à solliciter en permanence le sélecteur 34 vers sa première position. Dans l'exemple représenté, ce ressort 54 prend appui, d'une part, sur la face radiale 5A de l'arbre 5 qui est située du côté du distributeur 16 et, d'autre part, sur une surface radiale 34C du tiroir 34 opposée à ladite face radiale 5A. Le ressort 54 est partiellement logé dans un évidement central 56 du tiroir 34, dont une portion d'extrémité forme ladite surface 34C.
Les moyens de commande du déplacement du sélecteur 34 comportent, en outre, un piston de commande 58 coopérant avec un cylindre de commande 60 solidaire d'une partie de stator du moteur, en l'espèce le couvercle de distribution 1A. Une chambre de commande 62 susceptible, par un orifice 64, d'être reliée à un conduit de commande hydraulique, est ménagée à l'extrémité du piston 58 opposée au sélecteur 34. Sous l'effet de l'alimentation en fluide de cette chambre 62, le piston est donc susceptible d'être déplacé à l'encontre de l'effort de rappel du ressort 54 pour solliciter le sélecteur 34 vers sa deuxième position.
Le cylindre 60 est ménagé dans le stator du moteur, et le piston 58 est également fixe vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 10. De son côté, le sélecteur 34 est solidaire en rotation du bloc-cylindres. Il en résulte, dans le cas d'un moteur à carter fixe, que le contact entre le piston 58 et le sélecteur 34 est opéré par des surfaces en rotation relative. Il faut noter que ces surfaces ne subissent des contraintes élevées que lorsque que, sous l'action du piston 58, le sélecteur est déplacé vers sa deuxième position.
Les figures 5A à 5B montrent diverses variantes de réalisation des zones en contact du piston sélecteur, de nature à limiter l'usure prématurée qui risquerait toutefois de résulter de cette rotation relative.
Ainsi, sur la figure 5A, la tête active 58A du piston 58, c'est-à-dire la partie de ce piston qui coopère avec le sélecteur 34, est équipée d'un moyen de butée sphérique. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'une bille 59 sertie dans un évidement 59A pratiqué à l'extrémité du piston. Par exemple, cette bille coopère directement avec la face radiale 34'A du sélecteur qui lui fait face. La bille 59 peut être remplacée par une vis ou analogue dont la tête présente une surface constituant une portion de sphère. On peut également prévoir que la surface sphérique soit formée sur la face 34'A du sélecteur.
Sur la figure 5B, le piston de commande 58' comporte une tête active 58'A qui est raccordée au corps de ce piston par des moyens de roulement 70. Par exemple, comme représenté, la tête 58'A coopère avec le sélecteur 34 par l'intermédiaire d'une pièce de contact 72 formée par exemple par la tête d'une vis vissée dans ce sélecteur 34. La tête 58'A et cette pièce 72 peuvent avoir une dureté supérieure à celle des autres pièces et/ou un revêtement propre à limiter les frottements.
Sur la figure 5C, le piston de commande 58" coopère avec le sélecteur 34 par l'intermédiaire de butée hydrostatique utilisant un fluide confiné. Ainsi, la tête active 58"A du piston évidé 58" est formée par une pièce additionnelle, maintenue en position par rapport au piston par la pression de fluide régnant dans une enceinte de butée hydrostatique 74. Cette enceinte est raccordée à la chambre de commande 62 précitée par un passage ayant une restriction 76 réalisée à l'extrémité du piston évidé 58" qui est opposée à la tête 58"A et par un perçage 79 réalisé dans la tête 58"A qui relie l'enceinte 74 à l'évidement du piston 58". Comme dans le cas de la figure 5B, la tête 58"A coopère avec le sélecteur 34 par l'intermédiaire d'une pièce de contact additionnelle 72' fixée audit sélecteur.
La chambre de décompression 46 est ménagée à l'extrémité 34B du sélecteur qui se trouve du côté aval de ce dernier dans le sens de son déplacement de sa première position à sa deuxième position. Cette chambre est ainsi ménagée entre le sélecteur 34, le bloc-cylindres 6 et l'arbre 5A, les liaisons entre ces pièces étant rendues sensiblement étanches. Dans la deuxième position du sélecteur 34, les conduits de cylindre 15'A des cylindres du premier groupe sont raccordés à cette chambre de décompression.
Plus précisément, comme on l'a indiqué précédemment, les rainures de communication 40 sont en communication avec la chambre 46 dans la deuxième position du sélecteur. Ainsi, lorsque, au cours du déplacement du sélecteur de sa première position à sa deuxième position, les conduits de cylindre 15'A commencent à être mis en communication avec la chambre 46, celle-ci se trouve alimentée par le fluide contenu dans ces conduits. Par conséquent, la pression de fluide dans la chambre 46 augmente, et cette pression oppose, à la commande du déplacement opéré par le piston 58, un effort hydraulique antagoniste. Ainsi, à partir de cette mise en communication entre les conduits 15'A et la chambre 46, le déplacement du sélecteur 34 vers sa deuxième position se trouve ralenti, de sorte que la section S3 augmente très progressivement, et que les pistons des cylindres du premier groupe sont débrayés "en douceur".
La chambre de décompression 46 est en communication avec la conduite de retour de fuites 48 précitée. Avantageusement, cette communication est réalisée par l'intermédiaire d'au moins un passage de faible section. Par "passage de faible section", il faut comprendre un passage à travers lequel le débit de fluide est relativement faible, de manière à occasionner une différence de pression (perte de charge) entre la chambre 46 et la conduite de retour de fuites 48.
Ces dispositions permettent de raccorder les conduits de cylindre 15'A à la conduite de retour de fuites 48 dans la deuxième position du sélecteur, tout en ralentissant le déplacement de ce sélecteur à partir du moment où la section S3 est devenue non nulle. De manière avantageuse, le ou les passages de faible section sont formés par des perçages 78 traversant axialement le sélecteur 34.
Lorsque, comme c'est le cas dans l'exemple représenté, les extrémités de ces perçages se trouvent dans la zone d'appui du ressort 54 sur le fond de l'évidement 56, ils peuvent être usinés sans précaution particulière quant à leur section, et c'est la présence des ressorts qui vient diminuer leur section de passage. Du côté opposé au ressort 54, les passages 78 débouchent dans un espace 80 du moteur ménagé entre le piston 58 et un alésage interne 16A du distributeur, espace 80 auquel est raccordée la conduite de retour de fuites 48.
La chambre de décompression 46 est en communication avec l'espace intérieur 50 du moteur situé sous l'organe de réaction 4A par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 82 qui autorise seulement la circulation de fluide dans le sens de la vidange de cette chambre. Ainsi, une partie du volume expulsé des conduits de cylindre 15'A pendant la phase de débrayage peut être injectée dans l'espace 50 du carter pour compenser la variation de volume due à la rentrée des pistons débrayés. De plus, du fait de la présence du clapet taré 52 précité, une pression suffisante règne dans l'espace 50.
Plus précisément, le conduit de retour de fuites 48 comporte un premier tronçon 48A qui est raccordé à l'espace 80, et donc, par l'intermédiaire des passages 78, à la chambre de décompression 46, un deuxième tronçon 48B dans lequel se trouve le clapet anti-retour 82, un troisième tronçon 48C dans lequel se trouve le clapet taré 52 qui, lorsque la pression dans l'espace 50 est supérieure à sa pression de tarage, autorise la circulation du fluide seulement dans le sens allant de l'espace 50 vers la conduite 48.
Outre les cylindres 12A du premier groupe, le moteur comporte les cylindres 12B appartenant à un deuxième groupe, cylindres dans lesquels coulissent des pistons 14B. Les conduits de cylindre 15B de ces cylindres 14B débouchent dans la face de communication 30 du bloc-cylindres 6 pour être alternativement mis en communication avec les conduits de distribution tels que des conduits 31 et 32, au cours de la rotation relative du bloc-cylindres et du distributeur.
Avantageusement, comme on le voit sur la figure 6, le moteur comporte un dispositif de sélection de la cylindrée distinct du sélecteur 34. Ce dispositif se trouve dans le couvercle de distribution 1A, dans la zone Z indiquée sur la figure 1 mais il n'est pas représenté sur la figure 1 dans la mesure où il ne se trouve pas dans le plan de coupe de cette figure.
A la différence du sélecteur 34, ce dispositif de sélection de la cylindrée ne coopère pas avec les conduits de cylindre, mais avec les gorges de distribution 20, 21 et 22. Il comporte en effet un alésage axial 88 dans lequel sont pratiquées trois gorges 90, 91 et 92 qui sont respectivement en communication permanente avec chacune des trois gorges de distribution 20, 21 et 22. Un tiroir 94 est mobile à l'intérieur de cet alésage 88 et comporte une gorge ou analogue 96. Dans une première position du tiroir, la gorge 96 fait communiquer les gorges 90 et 91 (il fait donc également communiquer entre elles les gorges 20 et 21) tandis que, dans la deuxième position du tiroir, sa gorge 96 fait communiquer les gorges 91 et 92 (et donc les gorges 21 et 22).
Les conduits de distribution sont répartis en trois groupes respectivement raccordés à chacune des trois gorges 20, 21 et 22. Par exemple, le nombre de conduits du troisième groupe, qui sont raccordés à la gorge 22, est égal à la somme du nombre des conduits du premier groupe et du nombre des conduits du deuxième groupe.
Par exemple, la première position du tiroir 94 représenté sur la figure 6 est une position de grande cylindrée, dans laquelle les conduits des premier et deuxième groupes sont raccordés au conduit principal 24 et isolés des conduits du troisième groupe, tandis que les conduits du troisième groupe sont raccordés au conduit principal 26 et isolés de ceux des deux autres groupes. Au cours de la rotation du bloc-cylindres, les conduits de cylindre 15B et les extrémités 42B des passages de distribution 42 passent alternativement en regard d'un conduit de distribution appartenant au troisième groupe puis en regard d'un conduit de distribution appartenant à l'un des premier et deuxième groupes. Ainsi, lorsque le sélecteur 34 occupe sa première position, tous les cylindres sont, au cours de la rotation du bloc-cylindres, raccordés à l'alimentation en fluide par le conduit 24 ou 26 puis à l'échappement en fluide par l'autre de ces conduits. Tous les cylindres du moteur sont alors actifs et ce dernier fonctionne en grande cylindrée.
Lorsque le sélecteur 34 occupe sa deuxième position alors que le tiroir 94 est dans sa première position, les pistons des cylindres du premier groupe sont débrayés. Toutefois, au cours de la rotation du bloc-cylindres, les orifices des conduits de cylindre 15B des cylindres du deuxième groupe continuent d'être mis alternativement en communication avec un conduit de distribution relié à l'alimentation puis avec un conduit de distribution relié à l'échappement de fluide, de sorte que tous les pistons des cylindres du deuxième groupe sont actifs. Le moteur fonctionne alors avec une cylindrée partielle, égale à l'ensemble de la cylindrée des cylindres du deuxième groupe.
Dans la deuxième position du tiroir 94, la gorge 90 est isolée, tandis que les gorges 91 et 92 communiquent entre elles. Ainsi, parmi les conduits de distribution, seuls ceux du premier groupe qui sont reliés à la gorge 20 continuent d'être raccordés à la conduite principale 24. En revanche, les conduits de distribution des deuxième et troisième groupes sont tous reliés à la conduite principale 26, par la mise en communication des gorges 91 et 92. Par conséquent, seuls les lobes de came qui correspondent aux conduits de distribution 20 du premier groupe sont actifs, puisque les pistons qui, à un instant donné, coopèrent avec ces lobes de came sont alternativement reliés à un conduit de distribution du premier groupe raccordé à la gorge 20, puis à un conduit de distribution du deuxième au troisième groupes qui est raccordé au conduit principal 26.
Ainsi, lorsque le sélecteur 34 occupe sa première position tandis que le tiroir 94 est dans sa deuxième position, tous les pistons du moteur qui passent au droit des lobes des cames 4A et 4B qui, en fonction de leurs positions par rapport aux conduits de distribution sont actifs, concourent au couple moteur. Le moteur fonctionne alors dans une autre cylindrée partielle, correspondant à la cylindrée de ces cylindres actifs.
En revanche, lorsque le sélecteur 34 occupe sa deuxième position et que le tiroir 94 occupe également sa deuxième position, les pistons des cylindres du premier groupe sont débrayés. Par conséquent, même lorsque ces pistons passent dans la région des lobes de came actifs, il ne concourent évidemment pas au couple moteur. Dans ce cas, le moteur fonctionne en petite cylindrée, sa cylindrée étant donnée par les cylindres du deuxième groupe dont les pistons coopèrent avec les lobes de came qui, en fonction de leurs positions par rapport aux conduits de distribution, sont actifs.
Ainsi, grâce à la présence du sélecteur 94, le moteur présente quatre cylindrées distinctes de fonctionnement.
Le tiroir 94 est commandé entre ses deux positions par des moyens de commande comprenant une chambre de commande 98 susceptible d'être reliée à un conduit de commande par un orifice 100, et un ressort 102 d'effet antagoniste à celui de l'augmentation de volume de la chambre. Du côté opposé au bloc-cylindres 6, la chambre 98 est délimitée par une rondelle de fermeture 104 rapportée dans l'alésage 88.
On notera encore, sur la figure 6, que le moteur selon l'invention peut comporter un tachymètre 106 comprenant un capteur 108 qui compte le nombre de passages, le droit de son extrémité, de repères 110 pratiqués à intervalles réguliers sur la face radiale du bloc-cylindres située du côté du couvercle de distribution 1A.
La figure 7 montre également un dispositif de sélection de la cylindrée, qui est distinct du sélecteur de débrayage des pistons et qui comporte un tiroir 124 mobile à l'intérieur d'un alésage 118. Le tiroir est représenté dans chacune de ses deux positions, respectivement de part et d'autre de l'axe A118 de cet alésage.
De manière connue en soi, les conduits de distribution sont répartis en quatre groupes, respectivement raccordés à chacune des quatre gorges 120 à 123 du distributeur 116, elles-mêmes respectivement en communication permanente avec chacune des quatre gorges 130 à 133 de l'alésage 118. Le tiroir 124 présente deux gorges 125 et 126 qui, selon sa position, mettent en communication ou isolent les gorges 130 à 133 et donc les conduits de distribution.
Par exemple, en grande cylindrée, les gorges 130 et 131 sont raccordées entre elles et isolées des gorges 132 et 133, elles-mêmes raccordées entre elles. De ce fait, les conduits de distribution reliés aux gorges 120 et 121 sont raccordés à la même pression principale (alimentation ou échappement), tandis que les conduits de distribution reliés aux gorges 122 et 123 sont à l'autre pression principale (échappement ou alimentation).
En petite cylindrée, les gorges 130 et 133 sont chacune isolées des autres gorges de l'alésage 118, tandis que les gorges 131 et 132 sont reliées. Les conduits de distribution reliés aux gorges 120 et 123 sont respectivement mis à chacune des deux pressions principales et correspondent à une cylindrée active. En revanche, les conduits de distribution reliés aux gorges 121 et 122 sont à la même pression et correspondent à une cylindrée inactive.
Le tiroir 124 présente un alésage interne 134 dans lequel est disposée une navette 135. Des perçages 136 à 139 du tiroir communiquent avec cet alésage interne 134. La navette 135 permet de commander une communication de ces perçages 136 à 139 pour, en petite cylindrée, relier automatiquement les gorges 131 et 132 (et donc les gorges 121 et 122 correspondant à une cylindrée inactive) à celle des gorges 130 ou 133 qui contient le fluide à plus faible pression. Le fonctionnement de ce dispositif de navette et ses avantages sont décrits en détail dans le brevet FR 2 481 755.
On décrit maintenant la commande du sélecteur de débrayage 234 qui est situé dans l'alésage 36 du bloc-cylindres 6. Ce sélecteur peut être prévu seul pour assurer le débrayage de certains pistons et, en conséquence, assurer également une sélection de la cylindrée ou bien, comme sur la figure 7, il peut être associé à un sélecteur de cylindrée spécifique.
Grâce à ses rainures de communication 240 analogues aux rainures 40, le sélecteur 234 peut, selon qu'il occupe l'une ou l'autre de ses première et deuxième positions, mettre les conduits de cylindre 15A en communication avec les passages de communication 42 ou les isoler de ces passages.
On reconnaít par ailleurs sur la figure 7 la gorge d'intercommunication 44 et la chambre de décompression 46.
Le sélecteur 234 est formé par un tiroir creux, à l'intérieur duquel s'étend une tige 250 qui, en l'espèce, est centrée sur l'axe 10 du moteur sur lequel est également centré le sélecteur 234. La tige 250 constitue une "pièce de référence" qui est fixe en translation par rapport au bloc-cylindres 6. Plus précisément, une bride de retenue 252 est fixée au bloc-cylindres 6 par des vis 253 et la tige 250 traverse cette bride et est calée par rapport à elle par un épaulement et un anneau élastique de calage.
Le sélecteur 234 est rappelé en permanence vers sa deuxième position (visible en dessous de l'axe 10) par un ressort 254 qui prend appui sur la bride 252. Il est sollicité vers sa première position (visible au-dessus de l'axe 10) par des moyens de contre-effort qui comprennent une chambre de commande 262 ménagée entre ledit sélecteur 234 et la tige 250. Plus précisément, la tige porte une bague de fermeture 264 à son extrémité opposée à la bride 252 et la chambre 262 est ménagée entre un décrochement 266 de la périphérie interne du sélecteur 234, la tige 250 et la bague 264.
Le conduit de commande du déplacement du sélecteur 234 comprend un premier tronçon 268 qui est ménagé dans la tige 250 de manière à déboucher dans la chambre 262, et un deuxième tronçon 270 qui est ménagé dans une partie 1'A du carter du moteur. Les tronçons 268 et 270 sont reliés par la disposition de la tige 250 en correspondance avec le tronçon 270 et sont isolés du reste du moteur par un joint d'étanchéité 272 disposé entre la queue 250A de la tige et la partie de carter 1'A, contre laquelle ce joint est maintenu en appui par un ressort 274. Ce joint est du type "joint tournant", assurant une étanchéité rotative entre deux pièces en rotation relative.
La chambre de décompression 46 est raccordée à l'espace 280, qui est ménagé entre la bride 252 et la partie de carter 1'A et auquel est raccordée la conduite de retour de fuites 248. A cet effet, le sélecteur 234 comporte au moins un perçage axial 278 qui relie la chambre 46 à l'extrémité du sélecteur située du côté de la bride 252 et cette dernière comporte au moins un perçage ou une fente 282 qui s'ouvre sur l'espace 280. En l'espèce, il s'agit d'une fente axiale 282 qui coopère avec une clavette 284 pour guider le déplacement du sélecteur 234 entre ses deux positions.
Ainsi, les sélecteurs 34 et 234 diffèrent par les moyens de commande de leur déplacement. Pour le reste, leur fonctionnement est analogue.

Claims (20)

  1. Moteur hydraulique comprenant :
    un bloc-cylindres (6) qui comporte au moins un premier groupe de cylindres (12A) disposés radialement par rapport à un axe de rotation (10), chaque cylindre (12A) étant relié à un conduit de cylindre et coopérant avec un piston (14A) susceptible de coulisser dans ce cylindre,
    un organe de réaction (4A) monté à rotation relative par rapport au bloc-cylindres (6) autour de l'axe de rotation (10),
    un distributeur interne de fluide (16 ; 116), solidaire de l'organe de réaction (4A) vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation (10) et comportant des conduits de distribution (31, 32) susceptibles d'être reliés aux conduits de cylindre pour mettre ces conduits en communication avec des conduits (24, 26) d'alimentation et d'échappement de fluide du moteur,
    des moyens de sélection (34 ; 234) susceptibles, dans une première configuration, de permettre le raccordement des conduits de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe avec les conduits de distribution (31, 32) et, dans une deuxième configuration, dite "de débrayage de pistons", de mettre lesdits conduits de cylindre (15A) en communication avec une enceinte de décharge de fluide (46, 48), les pistons (14A) coopérant avec les cylindres (12A) du premier groupe étant susceptibles, dans ladite configuration de débrayage, d'être ramenés dans lesdits cylindres vers l'axe de rotation (10),
       caractérisé en ce que les moyens de sélection comprennent un sélecteur de débrayage unique (34 ; 234), solidaire du bloc-cylindres (6) vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation (10) et comportant un conduit de communication (40 ; 240) pour chaque cylindre (12A) du premier groupe de cylindres, ce sélecteur étant susceptible d'occuper une première position, correspondant à ladite première configuration, dans laquelle les conduits de communication (40 ; 240) permettent le raccordement des conduits de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe aux conduits de distribution (31, 32), une deuxième position correspondant à ladite configuration de débrayage et une position transitoire intermédiaire entre lesdites première et deuxième positions, dans laquelle les conduits de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe sont reliés entre eux par une enceinte isolée (15A, 40, 44 ; 15A, 240, 44).
  2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sélecteur de débrayage est formé par un tiroir (34 ; 234) monté coulissant dans un alésage (36) du bloc-cylindres (6), les conduits de communication comprenant des rainures de communication (40 ; 240) ménagées à la surface (34A) de ce tiroir (34 ; 234), en ce que les conduits de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe présentent des orifices (15'A) qui sont ouverts dans ledit alésage (36) du bloc-cylindres (6) et qui sont, chacun, raccordés en permanence à une rainure de communication (40 ; 240) et en ce que l'alésage (36) du bloc-cylindres (6) présente une gorge d'intercommunication (44) à laquelle les rainures de communication (40 ; 240) sont reliées dans la position transitoire du sélecteur de débrayage (34 ; 234).
  3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente, pour chaque conduit de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe, un passage de distribution formé par un conduit (42) qui présente un premier orifice (42A) ouvert dans l'alésage (36) du bloc-cylindres (6) et un deuxième orifice (42B) ouvert sur une face de communication (30) du bloc-cylindres (6) afin d'être relié aux conduits de distribution (31, 32) au cours de la rotation relative du bloc-cylindres (6) et du distributeur (16), et en ce que, pour chaque conduit de cylindre (15A) des cylindres du premier groupe (12A), le premier orifice (42A) du conduit formant le passage de distribution (42), l'orifice (15'A) du conduit de cylindre (15A) et la gorge d'intercommunication (44) sont successivement disposés dans l'alésage (36) du bloc-cylindres (6) dans le sens du déplacement du tiroir du sélecteur de débrayage (34) de sa première à sa deuxième position.
  4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour chaque conduit de cylindre (15A) des cylindres (12A) du premier groupe, la distance minimale (d), mesurée dans la direction de déplacement du sélecteur de débrayage (34 ; 234), entre le premier orifice (42A) du conduit formant le passage de distribution (42) associé audit conduit de cylindre (15A) et la gorge d'intercommunication (44) est inférieure à la longueur (L) de la rainure de communication (40 ; 240) associée à ce conduit de cylindre (15A).
  5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande du déplacement du sélecteur de débrayage (34 ; 234) entre sa première et sa deuxième position, ces moyens de commande comprenant des moyens de rappel élastique (54 ; 254) aptes à solliciter en permanence ledit sélecteur (34 ; 234) vers l'une de ses première et deuxième positions et des moyens de contre-effort (58, 58', 58", 60 ; 262, 268, 270) susceptibles d'être commandés pour solliciter le déplacement du sélecteur (34 ; 234) vers l'autre de ses première et deuxième positions.
  6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique (54) sollicitent le sélecteur (34) vers sa première position et en ce que les moyens de contre-effort comprennent un piston de commande (58, 58', 58") coopérant avec un cylindre de commande (60) solidaire d'une partie (1A) de stator du moteur, ledit piston de commande (58, 58', 58") étant susceptible d'être déplacé à l'encontre de l'effort de rappel desdits moyens de rappel (54) pour solliciter le sélecteur vers sa deuxième position.
  7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de commande (58) coopère avec le sélecteur de débrayage (34) par l'intermédiaire de moyens de butée sphérique (59).
  8. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de commande (58') coopère avec le sélecteur de débrayage (34) par l'intermédiaire de moyens de roulement (70).
  9. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de commande (58") coopère avec le sélecteur de débrayage (34) par l'intermédiaire de moyens de butée hydrostatique (58"A, 74, 76, 79) utilisant un fluide confiné.
  10. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de contre-effort comprennent une chambre de commande (262) ménagée entre le sélecteur et une pièce de référence (250) fixe par rapport au bloc-cylindres (6) et un conduit de commande (268, 270) apte à raccorder ladite chambre de commande à une source de fluide.
  11. Moteur selon la revendication 5 ou 10, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique (254) sollicitent le sélecteur (234) vers sa deuxième position et en ce que les moyens de contre-effort sont susceptibles d'être commandés pour solliciter le sélecteur (234) vers sa première position.
  12. Moteur selon la revendication 10 ou les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le conduit de commande (268, 270) comporte un premier tronçon (268) ménagé dans la pièce de référence (250) et un deuxième tronçon (270) ménagé dans une partie de carter (1'A) du moteur, lesdits premier et deuxième tronçons étant raccordés par des moyens d'étanchéité rotative (272).
  13. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'une chambre de décompression (46) est ménagée à l'extrémité (34B) du sélecteur de débrayage (34) située du côté aval de ce dernier dans le sens de son déplacement de sa première à sa deuxième position, et en ce que, dans la deuxième position dudit sélecteur (34), les conduits de cylindre (15'A) des cylindres du premier groupe (12A) sont raccordés à cette chambre (46).
  14. Moteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la chambre de décompression (46) est en communication avec une conduite de retour de fuites (48), reliée à un réservoir sans pression.
  15. Moteur selon la revendication 14, caractérisé en ce que la chambre de décompression (46) est reliée à la conduite de retour de fluide (48) par l'intermédiaire d'au moins un passage de faible section (78).
  16. Moteur selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la chambre de décompression (46) est en communication avec l'espace intérieur (50) du moteur situé sous l'organe de réaction (4A), par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (82) autorisant seulement la circulation de fluide dans le sens de la vidange de ladite chambre (46).
  17. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'espace intérieur (50) du moteur situé sous l'organe de réaction (4A) est en communication avec une conduite de retour de fuites (48) reliée à un réservoir sans pression par l'intermédiaire d'un clapet taré (52).
  18. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (6) présente un deuxième groupe de cylindres (12B) disposés radialement par rapport à l'axe de rotation (10), chaque cylindre de ce deuxième groupe étant relié à un conduit de cylindre (15B) qui est directement raccordé à une face de communication (30) du bloc-cylindres (6) coopérant avec une face de distribution (28) du distributeur (16), afin d'être relié aux conduits de distribution (31, 32) au cours de la rotation relative du bloc-cylindres (6) et du distributeur (16), indépendamment de la position du sélecteur de débrayage (34).
  19. Moteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que les cylindres (12A) du premier groupe de cylindres ont leurs axes (13A) contenus dans un premier plan radial (PA), tandis que les cylindres (12B) du deuxième groupe de cylindres ont leurs axes (13B) contenus dans un deuxième plan radial (PB) distinct dudit premier plan.
  20. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (88, 94) de sélection du raccordement des conduits de distribution (31, 32) avec les conduits d'alimentation et d'échappement de fluide (24, 26), ce dispositif coopérant avec le distributeur (16) et présentant une première configuration dans laquelle tous les conduits de distribution sont actifs, ainsi qu'une deuxième configuration dans laquelle certains conduits de distribution sont inactifs de sorte que lorsqu'un conduit de cylindre (15A, 15B) communique avec l'un de ces conduits de distribution, la pression du fluide dans le sens de l'alimentation et/ou dans le sens de l'échappement du cylindre relié audit conduit de cylindre est telle que le travail effectué par le piston de ce cylindre pendant un cycle est nul.
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