FR2468485A1 - Heating control for hydraulic servo circuit - has variable return flow over flow restriction - Google Patents

Heating control for hydraulic servo circuit - has variable return flow over flow restriction Download PDF

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Abstract

The heating control for a hydraulic servo circuit uses the pressure drop in a flow control valve to generate heat. The fluid is diverted through the valve or to a bypass, before returning to the sump. The fluid temp. is rapidly brought to the operating temp. The system does not require any external heater and operates together with a heat exchanger for cooling the fluid when large amounts of power are transmitted. The fluid is kept at the optimum temp. for maximum efficiency.

Description

L'invention est relative à un dispositif pour échauffer le liquide sous pression destine à l'équipement hy- draulique d'un véhicule automobile, notamment d'un véhicule uti- lisable pour des applications agricoles et/ou de chantiers, avec un équipement hydraulique alimenté en liquide sous pression à partir d'un réservoir par une pompe de fluide sous pression, un organe d'étranglement pour engendrer de la chaleur dans le fluide sous pression étant en outre disposé sur une canalisa- tion de contournement susceplibe d'être fermée, et l1installa- tion comportant en outre un échangeur de chaleur pour délivrer de la chaleur à partir du liquide sous I:ession0
Le fonctionnsment des installations ydrauli- ques de véhicules automobiles, du type précité, est, en fonction des éléments constitutifs hydrauliques utilisés, lié à un certain domaine de température du guide sous pression Ceci est notamment valable pour les pompes hydrauliques dont le domaine de fonctionnement se situe à des températures comprises entre 50 et 80 C.En cas de dépassement de la limite supérieure de température, les joints d'étanchéité cèdent fréquemment et du fait de l'abaissement de la viscosité du fluide sous pres- sion, les pertes aux joints croissent. Dans le cas de franchis sement vers le bas de la limite de température, les résistances à l'aspiration s'accroissent et des dommages dus 'a la cavitation en sont la conséquence. Pour éviter le dépassement de la limite supérieure de température, des refroidisseurs à régulation thermostatiques sont mis en oeuvre dans de nombreux cas.Mais même de telles installations n'offrent aucune garantie pour un échauf- fement rapide du fluide sous pression dans des conditions ou le véhicule automobile est mis en service à de basses températu- res, par exemple pour des températures extérieures inférieures à 0 C.The invention relates to a device for heating the pressurized liquid intended for the hydraulic equipment of a motor vehicle, in particular of a vehicle usable for agricultural and / or construction applications, with hydraulic equipment. supplied with pressurized liquid from a reservoir by a pressurized fluid pump, a throttling member for generating heat in the pressurized fluid being further disposed on a bypass line capable of being closed , and the installation further comprising a heat exchanger for delivering heat from the liquid under I: ession0
The operation of hydraulic installations of motor vehicles, of the aforementioned type, is, depending on the hydraulic components used, linked to a certain temperature range of the pressure guide. This is particularly valid for hydraulic pumps whose operating range is located at temperatures between 50 and 80 C. If the upper temperature limit is exceeded, the seals fail frequently and due to the lowering of the viscosity of the fluid under pressure, the losses at the seals grow. If the temperature limit is crossed below, the resistance to suction increases and damage due to cavitation results. To avoid exceeding the upper temperature limit, thermostatic-controlled coolers are used in many cases. But even such installations offer no guarantee for rapid heating of the pressurized fluid under conditions or the motor vehicle is put into service at low temperatures, for example for outside temperatures below 0 C.

A partir de ces notions, le but de l'invention est en conséquence de créer pour un dispositif du type initialement indiqué, et en utilisant des moyens aussi simples que possible, de créer un organe d'étranglement grâce auquel, tout en maintenant dans une large mesure la capacité de charge de l'équi- pement hydraulique, un échauffement relativement rapide du fluide sous pression soit garanti. From these concepts, the object of the invention is therefore to create for a device of the type initially indicated, and using as simple means as possible, to create a throttling device by which, while maintaining in a To a large extent the load capacity of the hydraulic equipment, a relatively rapid heating of the pressurized fluid is guaranteed.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu comme organe d'étranglement une soupape de régulation de débit a trois voies en liaison avec une soupape de précontrainte, l'évacuation de la soupape de régulation de débit par laquelle passe le débit constant, étant en liaison par l'intermédiaire de la soupape de précontrainte avec le retour, tandis que l'autre évacuation est en liaison avec la canalisation d'al-mentation de l'équipement hydraulique. To this end, the invention relates to a device characterized in that there is provided as a throttling device a three-way flow control valve in connection with a prestressing valve, the discharge of the flow control valve through which passes the constant flow, being in connection via the prestressing valve with the return, while the other evacuation is in connection with the supply line of the hydraulic equipment.

Grecs à cette disposition, le débit constant de la soupape de régulation de débit à trois voies, débit qui est très faible par rapport au débit résiduel, s'écoule sous pression par l'intermédiaire de la soupape de précontrainte vers le retour exempt de pression0 La chute de pression entre l'alimentation et le retour est utilisée pour engendrer de la chaleur dans le fluide sous pression. Greek in this arrangement, the constant flow of the three-way flow control valve, flow which is very low compared to the residual flow, flows under pressure via the preload valve towards the pressure-free return0 The pressure drop between supply and return is used to generate heat in the pressurized fluid.

Selon une autre forme de l'invention, pour évi- ter la surchauffe du fluide sous pression la canalisation entre la soupape de régulation de débit à trois voies et la soupape de précontrainte est susceptible d'être reliée avec le retour par l'intermédiaire d'une soupape de passage dont la régulation est assurée directement ou inditectement par- la température du fluide sous pression. According to another form of the invention, in order to avoid overheating of the pressurized fluid, the pipe between the three-way flow control valve and the prestress valve is capable of being connected with the return by means of a passage valve whose regulation is ensured directly or indirectly by the temperature of the fluid under pressure.

Pans le cas drun véhicule automobile comportant une direction assistée hydrauliquement et un refroidisseur de fluide sous pression branché à la suites il est avantageux pour la régulation de température du fluide sous pression, de prévoir, dans le cadre de l'invention, que le côté évacuation de l'équipement hydraulique de direction, soit susceptible d'être relié avec le retour, soit par l'intermédiaire d'un refroidisseur de fluide sous pression, soit par l'intermédiaire de la soupape de passage, par une soupape de passage dont la régulation se fait en fonction de la température du fluide sous pression et qui commande le cours du débit constant de fluide sous pression en aval de la soupape de régulation de débit à trois voies. In the case of a motor vehicle comprising a hydraulically assisted steering and a pressurized fluid cooler connected to the suites, it is advantageous for regulating the temperature of the pressurized fluid, to provide, within the framework of the invention, for the discharge side hydraulic steering equipment, either capable of being connected to the return, either by means of a pressurized fluid cooler, or by means of the passage valve, by a passage valve whose regulation is done as a function of the temperature of the pressurized fluid and which controls the course of the constant flow of pressurized fluid downstream of the three-way flow control valve.

Selon une autre forme avantageuse de l'invention, la canalisation de retour commune pour le fluide sous pression de la direction hydraulique et du débit constant de la soupape de régulation de débit à trois voies, est susceptible d'être reliée sélectivement avec le réservoir d'alimentation pour le fluide sous pression, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur constituant un dispositif de chauffage0
Pour la mise en oeuvre de l'installation à des températures extérieures élevées, il est judicieux de prévoir que sur la canalisation sous pression alimentant l'équipement hydraulique, soit disposée une soupape de passage pour contourner la soupape de régulation de débit à trois voies.According to another advantageous form of the invention, the common return pipe for the fluid under pressure from the hydraulic steering and from the constant flow rate of the three-way flow control valve, is capable of being selectively connected with the reservoir d supply for the pressurized fluid, either directly or via a heat exchanger constituting a heating device
For the installation of the installation at high outside temperatures, it is advisable to provide that on the pressure pipe supplying the hydraulic equipment, there is a flow valve to bypass the three-way flow control valve.

D'autres particularitésR caractéristiques et avantages de la présente invention, vont se dégager de la description ci-dessous qui se réfère à un exemple de réalisation de l'invention représenté schématiquement sur la figure unique ci-jointe. Other particular features and characteristics of the present invention will emerge from the description below which refers to an exemplary embodiment of the invention shown diagrammatically in the attached single figure.

L'installation hydraulique représentée comporte deux pompes 1 et 2 de fluide sous pression, dont la première est utilisée pour l'alimentation en fluide sous pression d'un équipement hydraulique 3 et la seconde pour l'alimentation d'une direction hydraulique 4. La pompe de fluide sous pression 1 est en liaison côté aspiration par une canalisation 5 avec un réservoir 6 d'alimentation en fluide sous pression, et du côté refoulement par une canalisation 7 et une soupape de passage 8 avec une soupape de régulation de débit à trois voies 9.La soupape de régulation de débit à trois voies 9 est constituée de façon telle qu'elle comporte un débit constant très réduit et un débit résiduel susceptible de fournir de la puissance Le débit résiduel, à partir de la soupape de régulation de débit à trois voies 9, parvient par une canalisation Il dans une canalisation 12 reliée, d'une part, avec la soupape de passage 8, et, d'autre part, avec l'équipement hydraulique 3. La canalisation 14 par laquelle passe le débit constant de la soupape de régulation de débit à trois voies 9, est reliée à une soupape de précontrainte 15, ainsi qu'également à une soupape de passage 16, cette dernière étant actionnée dans un sens par un ressort 17 et dans l'autre sens en étant sollicitée par une pression de commande sur sa face frontale 18. The hydraulic installation shown comprises two pumps 1 and 2 of pressurized fluid, the first of which is used for supplying pressurized fluid to hydraulic equipment 3 and the second for supplying a hydraulic direction 4. The pressurized fluid pump 1 is connected on the suction side by a pipe 5 with a reservoir 6 for supplying pressurized fluid, and on the discharge side by a pipe 7 and a flow valve 8 with a three-way flow control valve 9. The three-way flow control valve 9 is constructed in such a way that it has a very reduced constant flow and a residual flow capable of supplying power. The residual flow, from the flow control valve three-way 9, arrives via a pipe II in a pipe 12 connected, on the one hand, with the passage valve 8, and, on the other hand, with the hydraulic equipment 3. The pipe 14 by which passes the constant flow of the three-way flow control valve 9, is connected to a preload valve 15, as well as to a flow valve 16, the latter being actuated in one direction by a spring 17 and in the 'other direction by being biased by a control pressure on its front face 18.

A partir de la direction hydraulique 4, dont la pompe de fluide sous pression 2 est en liaison côté aspiration par une canalisation 10 avec le réservoir d'alimentation 6, part du côté évacuation une canalisation 19 aboutissant par l'intermédiaire d'un thermostat 21 à une soupape de passage 23 dont la régulation est assurée par ce thermostat ainsi que par un ressort 22. A partir de cette soupape, une canalisation 19a aboutit à la soupape de passage 16, qui, de son c8té, est reliée par une canalisation 20 et un filtre 24 à une soupape de passage 25 susceptible d'être commutée manuellement.De la soupape de passage 23 part un outre, une canalisation 26 sur laquelle est branché un refroidisseur de fluide sous pression 28, et cette canalisation 26 est raccordée entre la soupape de passage 16 et le filtre 24 à une dérivation 29 de la canalisation 20. La soupape de passage 25 comporte, côté évacuation deux canalisations 30 et 31, dont la première est raccordée à une canalisation de retour 32 reliant l'équipement hydraulique 3 avec le réservoir d'alimentation 6, tandis que la canalisation 31 aboutit à un échangeur de chaleur 33 constituant un dispositif de chauffage, et de là, retourne au réservoir d'alimentation 6. Sur la canalisation 7 partant de la pompe de fluide sous pression 1, est disposé un thermomètre 34 pour surveiller la température de fonctionnement. From the hydraulic direction 4, the pressurized fluid pump 2 of which is connected on the suction side by a pipe 10 with the supply tank 6, leaves on the discharge side a pipe 19 terminating by means of a thermostat 21 to a passage valve 23 whose regulation is ensured by this thermostat as well as by a spring 22. From this valve, a pipe 19a leads to the passage valve 16, which, for its part, is connected by a pipe 20 and a filter 24 to a passage valve 25 capable of being manually switched. From the passage valve 23 there is also a line 26 to which a pressurized fluid cooler 28 is connected, and this line 26 is connected between the passage valve 16 and the filter 24 to a bypass 29 of the pipe 20. The passage valve 25 comprises, on the discharge side, two pipes 30 and 31, the first of which is connected to a return pipe 32 connecting the hydraulic equipment 3 with the supply tank 6, while the pipe 31 terminates in a heat exchanger 33 constituting a heating device, and from there returns to the supply tank 6. On the pipe 7 starting from the pressurized fluid pump 1, a thermometer 34 is arranged to monitor the operating temperature.

Lors du fonctionnement de l'installation hydrau lique, les deux pompes de fluide sous pression 1 et 2 sont en- tramées en permanence. Dans la position de commutation représentée de la soupape de passage 8, la totalité du débit refoulé par la pompe de fluide sous pression 1 parvient à la soupape de régulation de débit à trois voies 9, à partir de laquelle un débit constant très réduit est dérivé dans la canalisation 14. During operation of the hydraulic system, the two pressurized fluid pumps 1 and 2 are permanently connected. In the illustrated switching position of the flow valve 8, the entire flow delivered by the pressurized fluid pump 1 reaches the three-way flow control valve 9, from which a very reduced constant flow is derived in line 14.

Le débit résiduel, susceptible de fournir de la puissance, du fluide sous pression partant de la soupape de régulation de débit à trois voies 9, et passant par les canalisations 11, 12 aboutit à l'équipement hydraulique 3 et revient finalement à partir de là, par la canalisation 32, au réservoir d'alimentation 6.The residual flow, capable of supplying power, of the pressurized fluid leaving the three-way flow control valve 9, and passing through the pipes 11, 12 leads to the hydraulic equipment 3 and finally returns from there. , via line 32, to the supply tank 6.

Le fluide sous pression refoulé par la pompe de fluide sous pression 2, sert à actionner la direction hydraulique 4. Le fluide sous pression évacué de la direction hydraulique 4 par la canalisation 19 parvient alors par le thermostat 21 ainsi que par les deux soupapes de passage 23 et 16 à la soupape de passage 25 et de là, par la- canalisation 21, au dispositif de chauffage 33. Le fluide sous pression traverse le dispositif de chauffage 33 en s'aidant de l'énergie calorifique et retourne finalement au réservoir d'alimentation 6. The pressurized fluid discharged by the pressurized fluid pump 2 is used to actuate the hydraulic steering 4. The pressurized fluid discharged from the hydraulic steering 4 by the pipe 19 then arrives through the thermostat 21 as well as through the two flow valves 23 and 16 to the passage valve 25 and from there, via the pipeline 21, to the heating device 33. The pressurized fluid passes through the heating device 33 with the help of heat energy and finally returns to the tank d 6.

Le débit constant de fluide sous pression sortant de la soupape de régulation de débit à trois voies 9 dans la canalisation 14 est forcé, dans la position représéntée de la soupape de passage 16, de passer par la soupape de précontrainte 15 pour aller dans la canalisation 20 en principe exempte de pression, La chute de pression existant entre la canalisation 7 et le côte évacuation de la soupape de précontrainte 15 ou la ea-nalisation li, est alors utilisée pour engendrer de la chaleur dans le fluide sous pression traversant ces canalisations. The constant flow of pressurized fluid leaving the three-way flow control valve 9 in the line 14 is forced, in the position shown in the through valve 16, to pass through the preload valve 15 to go into the line 20 in principle pressure-free, The pressure drop existing between the pipe 7 and the discharge side of the preload valve 15 or the ea-nalisation li, is then used to generate heat in the pressurized fluid passing through these pipes.

En cas de dépassement d'une température prédéterminée du fluide sous pression, par exemple lors de la mise hors circuit du dispositif de chauffage 33 au moyen de la soupape de passage 25, la soupape de passage 23 est commutée sous l'action du thermostat 21, Si bien que le fluide sous pression évacué de la direction hydraulique parvient par la canalisation 26 et le refroidisseur 28 à la soupape de passage 25 ou bien an réservoir d'alimentation 6e Lors du passage à travers le refroidisseur 28, la température du fluide sous pression est abaissée par cession de chaleur à l'air environnant.En outre, lors de la commutation de la soupape de passage 23, la pression de commande sur la face frontale de la soupape de passage 16 chute9 si bien que le ressort 17 décale la soupape dans une autre position de commutation. Le débit constant en provenance de la soupape de régulation de débit à trois voies 9 par la eanalisation 14 ne passe plus maintenant a travers la soupape de précontrainte 15 mais à travers la soupape de passage 16 dans la canalisation 20 et de las au réservoir d'alimentation 6. If a predetermined temperature of the pressurized fluid is exceeded, for example when the heating device 33 is switched off by means of the passage valve 25, the passage valve 23 is switched under the action of the thermostat 21 , So that the pressurized fluid evacuated from the hydraulic steering reaches via the line 26 and the cooler 28 to the passage valve 25 or else to the supply tank 6e When passing through the cooler 28, the temperature of the fluid under pressure is lowered by transfer of heat to the surrounding air. In addition, when switching the flow valve 23, the control pressure on the front face of the flow valve 16 drops9 so that the spring 17 shifts the valve in another switching position. The constant flow from the three-way flow control valve 9 through the line 14 no longer now passes through the preload valve 15 but through the flow valve 16 in the line 20 and from las to the tank. food 6.

Avec cette commutation il ne se produit plus d'échauffement supplé- mentaire du fluide sous pression Dès que toutefois le fluide sous pression descend aufdessous d'une température prédétermiZ née, la soupape de passage 23 est à nouveau commutée par l'in- termédiaire du thermostat 21 et par voie de conséquence, la soupape de passage 16 est également à nouveau commutée, si bien que le débit constant dérivé de la soupape de régulation de de- bit à trois voies 9 s'écoule à nouveau par l'intermédiaire de la soupape de précontrainte 15 et le débit de refoulement de la pompe 1 est réchauffés Egalement dans cet état de fonctionne- ment, le débit résiduel sortant de la soupape de régulation de débit à trois voies 9 par la canalisation 11 est susceptible de fournir cette même puissance. L'équipement hydraulique 3 reste en mesure de fonctionner. Le thermomètre 34 sert à surveiller la températureS par exemple pour attirer l'attention du conducteur sur l'élévation de la température du fluide sous pres- sion en cas de défaillance du thermostat 21.  With this switching, there is no longer any additional heating of the pressurized fluid. However, as soon as the pressurized fluid drops below a predetermined temperature, the flow valve 23 is again switched via the thermostat 21 and consequently the flow valve 16 is also switched again, so that the constant flow rate derived from the three-way flow control valve 9 flows again through the preload valve 15 and the discharge flow of pump 1 is warmed up Also in this operating state, the residual flow leaving the three-way flow control valve 9 through line 11 is likely to supply this same power . The hydraulic equipment 3 remains able to function. The thermometer 34 serves to monitor the temperature, for example to draw the driver's attention to the rise in the temperature of the fluid under pressure in the event of a thermostat 21 failure.

Claims (1)

R E V E N D I C A T I O N S lo Dispositif pour échauffer le liquide sous pression destiné à l'équipement hydraulique-d'un véhicule automobile9 notamment d'un véhicule utilisable pour des applications agricoles et/ou de chantiers, avec un équipement hydraulique alimenté en liquide sous pression à partir d'un réservoir par une pompe de fluide sous pression, un organe d'étranglement pour engendrer de la chaleur dans le fluide sous pression étant en outre disposé sur une canalisation de contournement susceptible autre fermée, et l'installation comportant en outre un échangeur de chaleur pour délivrer de la chaleur à partir du liquide sous pression, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu comme organe d'étranglement une soupape de régulation de débit à trois voies (9) en liaison avec une soupape de pré- contrainte (15), l'évacuation (14) de la soupape de régulation de débit (9) par laquelle passe le débit constant étant en liaison par l'intermédiaire de la soupape de précontrainte (15) avec le retour (6), tandis que l'autre évacuation (il) est en liai- son avec la canalisation d1alimentation (12) de l'équipement hydraulique (3)0 20- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation (14) entre la soupape de régulation de débit à trois voies (9) et la soupape de précontrainte (15) est susceptible d'être reliée avec le retour (6) par l'intermédiaire d'une soupape de passage (16) dont la régulation est assurée directement ou indirectement par la température du fluide sous pression0 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2s dans le cas où une direction assistée hydrauliquement pour le véhicule est équipée d'un refroidisseur de fluide sous pression branché à la suite, dispositif caractérisé en ce que le côté évacuation (19) de l'équipement hydraulique de direction, est susceptible d'être relié avec le retour (6), soit par l'intermédiaire d'un refroidisseur de fluide sous pression (28), soit par l'intermédiaire de la soupape de passage (16), par une soupape de passage (23) dont la régulation se fait en fonction de la température du fluide sous pression et qui commande le cours du débit constant de fluide sous pression en aval de la soupape de régulation de débit à trois voies (9). 4o Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la canalisation de retour eommune (31) pour le fluide sous pression de la direct tion hydraulique (4) et du débit constant de la soupape de régulation de débit à trois voies (9), est susceptible autre reliée sélectivement avec le réservoir d'alimentation (6) pour le fluide sous pression, soit directement, soit par l'intermé- diaire d'un échangeur de chaleur (33) constituant un dispositif de chauffage.CLAIMS lo Device for heating the pressurized liquid intended for hydraulic equipment of a motor vehicle9 in particular of a vehicle usable for agricultural and / or construction applications, with hydraulic equipment supplied with pressurized liquid from a reservoir by a pump of pressurized fluid, a throttling member for generating heat in the pressurized fluid being further disposed on a bypass line which is likely to be closed, and the installation further comprising a heat exchanger for delivering heat from the pressurized liquid, device characterized in that a three-way flow control valve (9) is provided as a throttling device in connection with a pre-stress valve (15), the outlet (14) of the flow control valve (9) through which the constant flow passes, being connected by means of the preload valve (15) with the return (6), while the other outlet (it) is in connection with the supply pipe (12) of the hydraulic equipment (3) 0 20- Device according to claim 1, characterized in that the pipe (14) between the three-way flow control valve (9) and the preload valve (15) is capable of being connected to the return (6) via a passage valve (16) whose regulation is ensured directly or indirectly by the temperature of the pressurized fluid 0 3.- Device according to any one of claims 1 and 2s in the case where a hydraulically assisted steering for the vehicle is equipped with a pressurized fluid cooler connected afterwards, device characterized in that the discharge side (19) of the hydraulic steering equipment is capable of being connected to the return (6), either by means of a pressurized fluid cooler (28), either through the valve flow (16), by a flow valve (23) whose regulation is based on the temperature of the pressurized fluid and which controls the course of the constant flow of pressurized fluid downstream of the flow control valve to three-way (9). 4o Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the common return line (31) for the pressurized fluid of the hydraulic direction (4) and of the constant flow rate of the flow control valve at three-way (9), is susceptible other selectively connected with the supply tank (6) for the fluid under pressure, either directly, or by the intermediary of a heat exchanger (33) constituting a heating device . 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sur la canalisation sous pression (7) alimentant l'équipement hydraulique (3) est disposée une soupape de passage (8) pour contourner la soupape de régulation de débit à trois voies (9)-. 5.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that on the pressure pipe (7) supplying the hydraulic equipment (3) is disposed a flow valve (8) to bypass the control valve three-way debit (9) -.
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