FR2785401A1 - Distributeur regulateur de flux volumique - Google Patents

Abstract

Distributeur comprenant un tiroir (3) déplaçable axialement, guidé dans un alésage (2) à l'encontre de la force d'un ressort (4), une arrivée (7) raccordée au côté sous pression d'une pompe d'alimentation, une évacuation de trop plein (16) libérable par le tiroir (3), une première surface (5) du tiroir exposée à la pression de service et une deuxième surface (6) du tiroir exposée à la pression de service réduite par un étranglement de mesure (11).Un dispositif (E) est prévu pour éviter un flux de fuite entre l'évacuation (16) et la chambre (14) de logement du ressort dans laquelle se trouve la deuxième surface (6) du tiroir.Application par exemple à une boîte à vitesses de véhicule à réglage continu du rapport de transmission.

Description

La présente invention se rapporte à un distributeur régulateur de flux volumique, en particulier pour une boite à vitesses à rapport de transmission réglable en continu (CVT), comprenant un tiroir déplaçable axialement, guidé dans un alésage contre la force d'un ressort, une arrivée raccordée au côté sous pression d'une pompe d'alimentation, une évacuation de trop-plein libérable par le tiroir, une première surface du tiroir exposée à la pression de service et une deuxième surface du tiroir exposée à une pression de service réduite par un orifice de mesure. Les distributeurs régulateurs de flux volumique, également dénommés par la suite distributeurs régulateurs de flux, s'utilisent lorsqu'il s'agit d'agir sur un flux d'un fluide de travail dirigé sur un vérin hydraulique ou un autre circuit utilisateur hydraulique en dirigeant une partie du flux de liquide refoulé par une pompe d'alimentation sur le circuit utilisateur et en renvoyant une partie en excédent, non nécessaire, de ce flux dans le circuit de la pompe.

Un distributeur régulateur de flux possède un point de régime de réglage stable bien défini à partir duquel il fait en sorte de diriger sur le circuit d'utilisateur hydraulique un flux sensiblement constant de liquide, mme lorsque le débit refoulé par la monte continue de monter.

Un distributeur régulateur de flux comprend très généralement un tiroir qui est toge dans un alésage en étant déptaçabte axiatement contre la force d'un ressort de compression et qui est exposé sur les deux côtés à des pressions qui diffèrent en raison de la présence d'un orifice de mesure ou étranglement. Le distributeur régulateur de flux renvoie t'excèdent de débit, déjà mentionné plus haut, dans une canalisation de reflux qui est raccordée à un réservoir ou au côté aspiration de la pompe d'alimentation et ainsi dans une zone ayant un niveau de pression inférieur à celui du côté de refoulement de la pompe d'alimentation.

Le point de régime de réglage stable du distributeur régulateur de flux représente pour le système hydraulique un paramètre important, car le flux volumique dirigé sur le circuit utilisateur hydraulique sert, lors de la conception du système, de paramètre d'entrée et lorsque ce point de régime de réglage stable se décale, I'action du système peut subir une modification nuisible, car le flux volumique prévu à la conception ne peut plus tre maintenu.

Il résulte de la caractéristique de travail du circuit utilisateur que des pressions élevées peuvent apparaître dans le système hydraulique. Il se produit une certaine perte de pression à l'emplacement de l'orifice de mesure du distributeur régulateur de flux. Mais une grande différence de pression apparaît entre la chambre logeant le ressort du distributeur régulateur de flux et la canalisation de reflux déjà mentionnée lorsque les pressions du système sont élevées, malgré que la pression a été abaissée en aval de l'orifice de mesure, cette différence de pression ayant pour conséquence un flux de fuite entre la chambre logeant le ressort et la canalisation de reflux.

Cette fuite fait diminuer le flux volumique dirigé du distributeur régulateur sur le circuit utilisateur hydraulique et provoque un décalage du point de régime de réglage stable. En conséquence, faction du système hydraulique change.

Il faut que le distributeur régulateur de flux exécute de nombreux processus de réglage et donc le tiroir est soumis dans l'alésage à un mouvement oscillant se répétant en permanence, en particulier lorsque le flux volumique refoulé par la pompe d'alimentation dépasse notablement le flux nécessaire au circuit utilisateur hydraulique, ce qui peut tre le cas très fréquemment par exemple d'une pompe commandée par le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, en particulier lorsque ce moteur tourne à des vitesses élevées.

Ceci provoque, en raison du frottement métal contre métal, une forte usure, en particulier dans la zone des artes d'étanchéité du tiroir et dans la partie de l'alésage du distributeur se trouvant en cet emplacement, et donc une augmentation de ta largeur de l'interstice avec pour conséquence une augmentation notable du flux de fuite.

Un arrondissement des artes d'étanchéité du tiroir ne peut pas éliminer ce problème, car il y a dans un système hydraulique en général des impuretés sous forme de petites particules qui se bloquent entre l'alésage du distributeur et t'arte arrondie du tiroir, ce qui en augmente encore l'usure et provoque l'augmentation de la largeur de l'interstice et de la fuite.

Un tel arrondi augmenterait aussi la tendance du tiroir à basculer dans l'alésage et à se mettre de biais en provoquant encore davantage d'usure.

Cette tendance à se mettre de biais pourrait certes éventuellement tre réduite par un tiroir long, mais cette solution est inutilisable en raison de la place qu'elle nécessite et qui n'est pas disponible.

La présente invention a donc pour objet d'éliminer les inconvénients mentionnés et de créer un distributeur régulateur de flux volumique qui conserve un point prédéterminé de régime de réglage stable pendant la totalité de la durée de son utilisation. L'invention concerne par ailleurs un procédé permettant de conserver le point de régime de réglage stable.

L'invention se caractérise essentiellement par un dispositif de réduction ou de suppression d'un flux de fuite entre l'évacuation du tropplein et la chambre dans laquelle se trouve le ressort et qui loge la deuxième surface du tiroir, à savoir en réduisant ou en supprimant la différence entre la pression réduite de service régnant dans la chambre logeant le ressort et la pression régnant à l'évacuation du trop plein.

L'invention a pour origine l'observation que le flux de fuite, qui est responsable du décalage du point de régime de réglage stable et qui se produit par l'embranchement aboutissant dans la chambre de logement du ressort en aval de l'orifice de mesure du distributeur régulateur de flux et par ailleurs dans l'évacuation du trop plein, peut tre éliminé par une élévation du niveau de pression entre cette chambre et cette évacuation ou tout au moins tre suffisamment empché pour que le point de régime de réglage stable du distributeur demeure sensiblement constant, car cette élévation du niveau de pression permet pour ainsi dire d"'obturer hydrauliquement"l'interstice risquant également de s'élargir en service et compris entre le tiroir et l'alésage du distributeur.

La pression de service ou la pression du système qui est de toute manière présente dans le système hydraulique est avantageusement utilisée pour créer l'élévation du niveau de pression.

Donc, conformément à l'invention, un distributeur régulateur de flux volumique qui est prévu comprend un tiroir déptaçabte axialement et guidé dans un alésage à l'encontre d'un ressort, une arrivée raccordée au côté sous pression d'une pompe d'alimentation, une évacuation de trop plein qui peut tre libérée par le tiroir, une première surface du tiroir qui est exposée à la pression de service et une deuxième surface du tiroir qui est exposée à la pression de service qui est réduite par un orifice d'étranglement de mesure. Ce distributeur comprend par ailleurs un dispositif qui réduit ou supprime la différence entre la pression réduite de service qui règne dans la chambre logeant le ressort et la pression régnant à l'évacuation du trop plein.

Ce dispositif comprend un canal sous pression par lequel une pression correspondant sensiblement à la pression de service est établie dans l'espace avoisinant la chambre du ressort et situé entre celle-ci et la surface de 1'enveloppe du tiroir. En d'autres termes, pour ainsi dire une étanchéité hydraulique est créée entre l'alésage du distributeur et la surface extérieure de 1'enveloppe du tiroir par une élévation du niveau de pression en cet emplacement.

Selon un mode de réalisation du distributeur régulateur de flux volumique selon l'invention, le fluide hydraulique (par exemple de l'huile hydraulique) qui est à la pression de service est dirigé par un canal réalisé dans le tiroir sur la zone d'étanchéité, c'est à dire sur 1'emplacement auquel l'élévation du niveau de pression doit tre produite.

En variante ou accessoirement, le fluide sous pression peut aussi tre dirigé sur une rainure réalisée dans la surface interne de t'enveloppe de l'alésage du distributeur.

Il est prévu, pour réaliser un coussin de pression par le fluide, que le canal sous pression aboutisse à une rainure annulaire réalisée dans la surface de l'enveloppe du tiroir ou dans la surface interne de l'alésage du distributeur. Ceci signifie en d'autres termes qu'une rainure annulaire dans laquelle le fluide sous pression est dirigé par ledit canal est prévue dans la surface de t'enveloppe du tiroir ou en variante dans la surface intérieure de l'alésage du distributeur.

Le distributeur régulateur de flux volumique créé par l'invention est prévu en particulier pour tre utilisé dans une boîte à vitesses CVT, c'est à dire dans une boîte à vitesses à rapport de transmission réglable en continu.

L'invention crée, en plus du distributeur régulateur mentionné, un procédé pour éviter une modification du point de régime de réglage stable d'un distributeur régulateur de flux volumique, qui se caractérise par le fait qu'un flux de fuite entre la chambre de logement du ressort et l'évacuation du trop plein du distributeur est évité par la formation d'un niveau de pression correspondant pratiquement à la pression de service dans l'espace compris entre cette chambre et cette évacuation.

L'invention se rapporte par ailleurs à un procédé et à un dispositif de compensation de variations de pression, par exemple d'une pression de commande, éventuellement dues à la température, d'un distributeur de commande attaqué par une pression pilote, comprenant un tiroir de commande déptaçabte dans une cage et comportant une surface pilote pouvant tre exposée à une pression pilote par un conduit sous pression correspondant, une surface de commande exposée à la pression de commande, dans le sens inverse de celui de la surface pilote, par un conduit de liaison raccordé à un conduit sous pression de commande, ainsi qu'un évidement qui relie le conduit de commande sélectivement à un raccord sous pression ou à un raccord de reflux, de sorte que le rapport de la pression de commande à la pression pilote est à peu près le mme que celui de la surface pilote à la surface de commande, un orifice d'étranglement pilote étant disposé dans le conduit sous pression pilote et un orifice d'étranglement de commande étant réalisé dans le conduit de liaison, procédé caractérisé en ce que les sections des orifices d'étranglement sont adoptées de manière que les pertes de pression apparaissant en eux par suite de fuites sur le tiroir de commande s'annulent approximativement en ce qui concerne leurs répercussions sur la pression de commande.

L'invention concerne également un distributeur de commande pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Dans les commandes hydrauliques qui sont utilisées par exemple dans les botes à vitesses automatisées, les boîtes à vitesses à rapport de transmission réglable en continu, les embrayages automatisés, etc., un tiroir de commande est en général exposé à une basse pression pilote réglée par exemple par un électro-aimant et donc il est commandé en général par une pression supérieure en fonction de conditions prescrites d'exécution, cette pression de commande agissant par exemple sur un embrayage. Un ou plusieurs orifices d'étranglement sont prévus pour l'amortissement du tiroir dans les différentes arrivées d'huile.

L'invention a donc pour objet de créer un procédé à l'aide duquel l'élévation mentionnée de la pression de commande, qui est due à la température, peut tre évitée. L'invention concerne par ailleurs un distributeur de commande dans lequel l'élévation mentionnée de la pression de commande ne se produit pas lors de l'élévation de la température.

L'invention va tre décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels :
la Figure 1 est une représentation en coupe schématique partielle d'un distributeur régulateur de flux volumique selon l'invention ;
la Figure 1A est une représentation schématique d'un ensemble distributeur selon l'invention ;
la Figure 2A est une vue en coupe d'un distributeur régulateur de flux selon un premier mode de réalisation, en position de fermeture et
la Figure 2B le représente à une position d'ouverture ;
la Figure 3 est une vue en coupe d'un distributeur régulateur de flux selon un deuxième mode de réalisation, à une position de fermeture ;
la Figure 4A est un graphique illustrant la variation d'une courbe caractéristique de représentation du point de régime de réglage stable d'un distributeur régulateur de flux connu sous basse pression de service et
la Figure 4B représente ce graphique pour une pression élevée de service ;
la Figure 5A est un graphique analogue à celui de la Figure 4A pour un distributeur régulateur de flux connu sous basse pression de service après une marche de longue durée et
la Figure 5B illustre ce graphique pour une pression élevée de service ;
la Figure 6A est un graphique illustrant la variation de la courbe caractéristique sous basse pression de service d'un distributeur régulateur de flux volumique selon l'invention dans lequel, pour la démonstration, un tiroir comportant un canal et une rainure annulaire a été utilisé dans un alésage de distributeur déjà usé à la fin d'une marche de longue durée ; et
la Figure 6B est un graphique analogue à celui de la Figure 6A, mais pour une pression élevée de service,
la Figure 7 illustre schématiquement un ensemble de ;
la Figure 8 est un graphique et
la Figure 9 est un graphique.

La Figure 1 illustre schématiquement la structure de principe d'un distributeur régulateur de flux volumique 1 selon un mode de réalisation conforme à l'invention.

Un tiroir 3 est toge dans un alésage 2 d'une cage de distributeur (non représentée) en étant déplaçable axialement contre la force d'un ressort 4 ou d'un accumulateur de force, le tiroir 3 comprenant une première surface extrme désignée par la suite surface 5, ainsi qu'une deuxième surface 6. Un fluide hydraulique, par exemple une huile hydraulique est dirigé par une arrivée 7 représentée schématiquement, au moyen d'une pompe d'alimentation non représentée ou d'un autre organe tel qu'une vanne montée en amont ou un accumulateur de pression, dans le distributeur régulateur de flux 1 à la pression du système ou pression de service.

Le fluide hydraulique tel que de I'huile arrivant sous pression passe à travers le distributeur régulateur 1, s'écoute ensuite vers un embranchement 8 pour tre introduit par un conduit 9 à la pression du système dans la chambre 10 du distributeur régulateur 1 afin d'y attaquer la première surface 5 du tiroir. Il se produit une perte déterminée de pression au droit d'un orifice ou d'un étranglement de mesure 11, de sorte qu'une pression de service réduite apparaît à la suite d'un embranchement 12 et d'un conduit 13 dans la chambre 14 logeant le ressort, cette pression réduite s'exerçant sur la deuxième surface 6 du tiroir. Un autre orifice ou un autre étranglement lla qui peut avantageusement tre disposé dans le conduit 13 provoque dans la circulation une chute de pression dans la zone 13a. La différence de pression entre les deux embranchements 8 et 12 est générée par l'orifice de mesure 13 en fonction du flux volumique. La différence de pression entre l'embranchement 12 et la zone 13a est générée par l'orifice de mesure 13 en fonction du flux volumique. Le distributeur régulateur de flux 1 commence d'effectuer le réglage de régime stable lorsque les pressions exercées sur ses deux surfaces diffèrent et que la force de précontrainte générée par le ressort 4 est surmontée par la différence de pression.

Le régime de réglage stable signifie que le flux volumique qui est refoulé par la pompe d'alimentation et qui n'est pas nécessaire à un circuit utilisateur hydraulique non représenté est dirigé sous forme d'un excédent de flux dans un réservoir 15 ou sur le côté aspiration de la pompe ou est transmis à d'autres circuits utilisateurs ou utilisé dans d'autres buts, par exemple pour un refroidissement.

Comme déjà mentionné en préambule et décrit par la suite plus en détail à l'aide de graphiques, des pressions élevées de service qui peuvent apparaître de manière spécifique à l'utilisation dans le système hydraulique et qui peuvent atteindre par exemple 100 bars (107 Pa) en présence de variations du flux volumique provoquent donc de nombreux processus de réglage du distributeur régulateur de flux 1. Il a été observé qu'après de longues périodes d'utilisation, des phénomènes d'usure apparaissent entre la surface de 1'enveloppe du tiroir 3 et la surface de l'alésage à proximité de la deuxième surface 6 de ce tiroir et provoquent une augmentation de la largeur de l'interstice en cet emplacement.

La zone comprise entre l'évacuation 16 vers le réservoir 15 et la chambre 14 de logement du ressort étant sensiblement sans pression dans les distributeurs régulateurs connus, il se produit une grande différence entre la pression régnant dans la chambre 14 et l'environnement, c'est à dire l'évacuation 16 ou le réservoir 15.

L'usure, qui s'observe principalement sur la paroi intérieure de l'alésage 2 et sur t'arte d'étanchéité de la surface 6 du tiroir augmente au cours du service, ce qui provoque en raison de la différence de pression une augmentation du flux de fuite sortant de la chambre 14 de logement du ressort et se dirigeant vers l'évacuation 16. Dans la vue représentée schématiquement sur la Figure 1, le tiroir 3 comporte un canal 17 partant de l'admission 7 et se prolongeant dans le sens allant vers la chambre 14 de logement du ressort dans la direction de la longueur du tiroir 3, ce canal pouvant diriger le fluide hydraulique à la pression de service dans une rainure annulaire 18. Un niveau de pression qui apparaît donc dans cette rainure 18 correspond à la pression de service, compte non tenu de faibles pertes d'énergie. La différence de pression existant dans les distributeurs connus entre la chambre 14 de logement du ressort et l'évacuation 16 n'existe plus dans le distributeur régulateur 1 de flux volumique selon l'invention et le flux volumique dirigé sur le circuit utilisateur hydraulique ne subit plus aucune diminution du fait d'un flux de fuite sortant de la chambre 14. Le flux volumique au point de régime de réglage stable du distributeur régulateur 1 n'est plus diminué du flux de fuite, donc ce point de réglage stable n'est plus décalé.

Une modification de la caractéristique de travail du circuit utilisateur hydraulique dans lequel circule le flux volumique, qui est due au décalage du point de régime de réglage stable du distributeur régulateur 1, est donc évitée durablement avec le distributeur 1 de l'invention.

La Figure la illustre une variante de réalisation selon l'invention d'une installation à fluide comprimé comprenant un distributeur régulateur 1 de flux volumique. A la différence de l'exemple de réalisation de la Figure 1, une soupape pilote 100 est reliée par le raccord 13b aux conduits de fluide comprimé 13a et 13c, le conduit 13c étant raccordé à la chambre 14.

La soupape pilote 100 comporte un cône 103 déptaçabte axialement dans une cage 101 à rencontre de la force de rappel d'un accumulateur de force 102. Sous de faibles pressions d'entrée, la surface d'étanchéité du cône 103 obture t'entrée de la soupape 100 par la force exercée par l'accumulateur 102. Cette surface d'étanchéité qui est de préférence conique peut cependant aussi présenter d'autres formes. La soupape 100 comporte sur le côté d'entrée un étranglement 104 qui réduit la pression de la circulation.

Lorsque la pression d'entrée dans la soupape 100 multipliée par la surface efficace monte au-delà d'une valeur prescrite qui est donnée par la force du ressort 102, le cône 103 se déplace axialement et libère au moins partiellement l'ouverture de la soupape 100. En conséquence, un flux volumique s'écoule du conduit 13 et par les conduits 13a et 13b à l'intérieur de la soupape et vers l'évacuation 115. Le flux volumique réduit la pression dans les zones 13a, 13b et 105 au moyen des étranglements 11a, 104. La pression chute en conséquence aussi dans la chambre 14 et le tiroir 3 du distributeur 1 se déplace axialement et la communication 7 avec l'évacuation 16 est ouverte en fonction de la position axiale du tiroir 3 et la régulation du flux en aval de 1'embranchement 8 est déterminée. La suite du mode de fonctionnement du distributeur 1 est spécifiée dans la description de la Figure 1.

La Figure 2A illustre un premier mode de réalisation d'un distributeur régulateur de flux 1 selon l'invention à une position de fermeture, ce distributeur comprenant un tiroir 3 qui peut tre déplacé axialement dans un alésage 2 contre la force du ressort de compression 4.

Il n'existe aucune communication entre l'arrivée 7 et l'évacuation 16 à la position de fermeture. Le tiroir 3 peut tre installé dans l'alésage 2 par un trou 21 obturé par un bouchon 20 muni d'un joint d'étanchéité 19.

Le tiroir 3 est exposé sur sa première surface 5 à un fluide, par exemple une huile hydraulique, arrivant par le conduit 9 pour tre déplacé axialement dans le plan du dessin vers la droite contre la force du ressort 4 jusqu'à ce qu'il occupe la position d'ouverture représentée sur la Figure 2B.

L'huile hydraulique est introduite à pression réduite dans la chambre 14 de logement du ressort par le conduit 13 en aval de l'orifice de mesure non représenté sur cette Figure, de sorte que la force agissant sur la deuxième surface 6 du tiroir s'ajoute à la force du ressort et qu'elle est en équilibre avec la force ayant pour origine l'exposition de la surface 5 du tiroir à la pression délivrée par la pompe d'alimentation.

Un canal 17 orienté obliquement dans le tiroir 3 dirige I'huile hydraulique de l'arrivée 7 dans la rainure annulaire 18, de sorte qu'il se forme dans cette dernière un coussin de pression qui empche que se produise un flux de fuite sortant de la chambre 14 pour parvenir à l'évacuation 16. Il se produit donc un équilibre de forces ou un équilibre entre la pression régnant dans la rainure annulaire 18 et celle qui règne dans la chambre 14 et donc de la pression régnant dans le volume de l'interstice dans la région comprise entre cette rainure 18 et cet interstice apparaissant à l'extérieur de la surface 6 du tiroir 3 entre la surface extérieure de ce dernier et l'alésage 2 du distributeur. Il ne peut donc plus se produire aucun flux de fuite.

La Figure 2B représente le distributeur régulateur de flux 1 selon la
Figure 2A à la position d'ouverture à laquelle un flux d'alimentation excédentaire arrivant par l'admission 7 est dirigé sur l'évacuation 16. Le prolongement tronconique de centrage 22 est en appui contre le fond 23 de la chambre 14 de logement du ressort lorsque le tiroir est à la position d'ouverture.

La Figure 3 illustre une variante de réalisation d'un distributeur régulateur de flux selon l'invention qui diffère du premier mode de réalisation décrit ci-dessus par le fait que le conduit sous pression 24 destiné à la création du coussin de pression n'a plus la forme du canal 17 représenté sur la Figure 2A, mais une rainure 24, qui passe dans le corps de la cage 1 du distributeur ou dans l'alésage 2 et qui est représentée sur la
Figure 3 par une ligne brisée, munie d'une flèche d'indication du sens de la circulation du fluide hydraulique, forme une communication entre l'arrivée 7 et la rainure annulaire 25 réalisée dans l'espace avoisinant la surface 6 du tiroir.

Le mode de fonctionnement du distributeur régulateur de flux 1 du deuxième mode d'exécution correspond à celui du premier mode de réalisation. Le distributeur 1 que représente la Figure 3 peut cependant se fabriquer à meilleur marché, car il n'est pas nécessaire de réaliser le canal 17 dans le tiroir 3.

Il sera fait référence dans ce qui suit aux courbes caractéristiques représentées sur les Figures 4A à 6B. Les courbes caractéristiques représentées dans les graphiques correspondants sont prélevées sur des distributeurs régulateurs de flux volumique à des pression de service p basses ainsi qu'élevées, la pompe d'alimentation utilisée pouvant tre une pompe commandée par un moteur à combustion interne et refoulant en fonction de la vitesse de rotation du moteur portée en abscisse un flux volumique pouvant atteindre environ 100 I/min ou de préférence atteignant environ 60 I/min.

Le distributeur régulateur de flux volumique peut tre utilisé dans une boîte à vitesses à rapport de transmission réglable en continu (CVT) pour I'attaque d'un module hydraulique générateur de force, la boîte à vitesses CVT nécessitant un flux volumique Q compris entre environ 5 I/min et 30 I/min, de préférence compris entre 12)/min et 15 I/min à un niveau de pression de service p compris entre environ 6 bars (6*105 Pa) à 100 bars (107 Pa). Ceci signifie que le flux volumique excédentaire refoulé par la pompe d'alimentation doit tre évacué du distributeur régulateur par un régime de réglage stable.

La Figure 4A est un graphique représentant la variation de la courbe caractéristique du flux volumique Q, en fonction de la vitesse de rotation du moteur de commande d'un distributeur régulateur connu de flux volumique à basse pression de service p. Le distributeur est amené à passer d'un état de fermeture totale à un état d'ouverture totale et, de ce dernier, à l'état de fermeture totale et il en résulte une hystérésis dans la courbe du flux volumique Q représentée dans le graphique particulier. La Figure 4A représente une courbe qui a été prélevée sur un distributeur régulateur connu encore neuf, c'est à dire qui n'avait pas encore été utilisé et donc ne présentait aucune usure. La courbe présente à partir d'un flux volumique caractéristique QK la variation voulue, c'est à dire un point d'inflexion à partir duquel le distributeur dirige sur le circuit utilisateur hydraulique un flux volumique pratiquement constant, c'est à dire que ce distributeur à un régime de réglage stable.

La Figure 4B représente une courbe analogue du flux volumique Q en fonction de la vitesse de rotation du moteur sous une pression élevée de service p pour un distributeur régulateur connu qui n'a pas encore été mis en service de longue durée et dont l'alésage n'a pas encore été soumis à usure. Dans ce cas également, le distributeur régulateur établit un régime de réglage stable du flux volumique à partir d'un flux caractéristique QK.

Lorsque le distributeur régulateur connu est soumis à une utilisation de longue durée, il en résulte une usure qui s'observe sur l'alésage et sur l'arte d'étanchéité du tiroir et donc qui provoque un élargissement de l'interstice compris entre l'alésage et le tiroir.

La Figure 5A illustre la variation de la courbe caractéristique du distributeur régulateur connu usé sous une basse pression de service, cette variation de la courbe se rapprochant de celle que représente la Figure 4A.

Lorsque le distributeur régulateur usé, dont la variation de la courbe caractéristique est représentée sur la Figure 5A pour une basse pression de service, mais qui est exposé à une pression de service élevée, la variation du flux volumique en fonction de la vitesse de rotation du moteur est celle que représente la Figure 5B. Il est clairement visible qu'il existe certes aussi dans ce cas un point de régime de réglage stable, mais celui-ci s'est décalé de quelques I/min, c'est à dire d'environ 3 I/min, donc qu'un flux volumique trop faible est dirigé sur le circuit utilisateur hydraulique et en conséquence sa caractéristique de travail change de mme que celle de l'action produite par le système hydraulique.

Le décalage du point de régime de réglage stable est du à un flux de fuite entre le fluide hydraulique se trouvant dans la chambre de logement du ressort et qui est sous pression élevée de service et la canalisation d'évacuation du distributeur régulateur en raison de la forte différence de pression régnant en cet emplacement et de l'élargissement de l'interstice par suite d'usure, le flux de fuite ayant dans le cas considéré la valeur mentionnée d'environ 3 I/min.

Les Figures 6A et 6B illustrent les variations des courbes caractéristiques du flux volumique en fonction de la vitesse du moteur pour une basse pression de service et une pression élevée de service lorsqu'un tiroir 3 comportant une canalisation et une rainure annulaire du distributeur régulateur 1 selon l'invention conforme à la Figure 2A est utilisé dans l'alésage déjà usé d'un distributeur régulateur connu. Le tiroir 3 est en un alliage d'aluminium et il comporte un revtement d'oxyde dur.

Il est clairement visible que mme avec un alésage déjà usé, le point de régime de réglage stable du distributeur régulateur selon l'invention reste inchangé, à basse pression de service et à pression élevée de service, à la valeur caractéristique du flux volumique QK. Ceci signifie que plus aucun flux de fuite ne peut s'observer mme sous pression élevée de service et mme avec un alésage déjà usé grâce à la génération du niveau de pression dans la rainure annulaire du distributeur régulateur, donc que le distributeur selon l'invention ne modifie pas son point de régime de réglage stable mme après une utilisation de longue durée et mme avec un alésage ayant subi une certaine usure. Le flux volumique un peu supérieur que représentent les Figures 6A et 6B est du à une précontrainte légèrement différente du ressort dans l'ensemble utilisé pour fessai. Mais ce qui est particulièrement important est que le point de régime de réglage stable du distributeur régulateur de flux selon l'invention n'a pas varié par suite de fuites mme avec un alésage usé et sous un niveau élevé de pression de service. Le distributeur régulateur selon l'invention peut donc conserver pendant la totalité de sa durée de service le point du régime de réglage stable utilisé en paramètre d'entrée pour le système hydraulique.

If est clair d'après la description qui précède que le mode d'exécution selon l'invention d'un ensemble de distributeur réduit ou supprime les insuffisances de réaction du système par suite de fuites. Ces insuffisances de réaction donc par exemple un décalage du point de régime de réglage stable de l'ensemble du distributeur en raison d'une dépendance à la pression, peuvent aussi tre dues à d'autres raisons. La solution selon l'invention supprime ou réduit ces problèmes. Par ailleurs, des variations de la température du fluide hydraulique tel que de l'huile peuvent aussi provoquer une modification du point de régime de réglage stable dans les distributeurs de fart antérieur, car la variation de température modifie la viscosité du fluide et donc le débit d'écoulement aux lieux de fuite augmente. Cette augmentation de débit élève aussi la chute de pression dans les étranglements. La disposition du distributeur selon l'invention peut également réduire cet effet.

Un distributeur régulateur de flux volumique qui est prévu comprend un tiroir déptaçabte axialement, guidé dans un alésage contre la force d'un ressort, une arrivée raccordée au côté sous pression d'une pompe d'alimentation, une évacuation du trop plein pouvant tre libérée par le tiroir, une première surface du tiroir exposée à la pression de service et une deuxième surface du tiroir exposée à une pression de service qui est réduite par un orifice ou étranglement de mesure, ce distributeur régulateur comprenant un dispositif de réduction ou de suppression d'un flux de fuite entre l'évacuation du trop plein et la chambre logeant un ressort et dans laquelle se trouve la deuxième surface du tiroir.

Un exemple de réalisation d'un distributeur connu de commande est représenté en coupe partielle sur la Figure 7.

Le distributeur de commande comprend une cage 110 dans laquelle est réalisé un alésage étage dans lequel un tiroir de commande 112 est mobile.

Le tiroir 112 comporte une surface pilote 114 exposée à une pression pilote par un conduit 116 sous pression correspondante. Par ailleurs, le tiroir de commande 112 comporte une surface annulaire réalisée à l'emplacement d'un étagement et formant une surface de commande 118 agissant dans le sens inverse de celui de la surface pilote 114 et exposée à une pression de commande présente dans un conduit correspondant 120 et arrivant par un conduit de raccord 122 qui est relié à ce dernier.

Une rainure annulaire 124 réalisée dans le tiroir 112 raccorde selon la position de ce dernier le conduit de commande 120 à un raccord sous pression 126 ou à un raccord de reflux 128.

Le mode de fonctionnement du distributeur de commande connu est tel qu'il se produit dans le conduit 120 une pression de commande telle que la force exercée par la pression pilote sur la surface correspondante 114 et agissant vers la droite dans la représentation de la Figure est exactement égale à la force agissant vers la gauche et exercée par la pression de commande sur la surface correspondante 118. En conséquence, le rapport de la pression de commande à la pression pilote est à peu près égal au rapport de la dimension de la surface pilote 114 à celle de la surface de commande 118. En général, la pression de commande est supérieure à la pression pilote. Mais on peut aussi imaginer des cas dans lesquels la pression de commande est inférieure à la pression pilote.

Pour éviter des mouvements de pulsation du tiroir de commande 112 par suite de fluctuations de pression et de fortes fluctuations de pression déclenchées par ces dernières dans le conduit de commande 120, un orifice d'étranglement 130 est prévu dans le conduit 116 sous pression pilote. Un orifice d'étranglement de commande 132 est prévu dans le conduit de liaison 122. Les sections de ces orifices d'étranglement sont conçues dans fart antérieur de manière que plus I'amplification de pression du distributeur de commande est forte, plus grand est le rapport du diamètre de l'orifice d'étranglement pilote 130 à celui de l'orifice d'étranglement de commande 132 ; en particulier, l'orifice d'étranglement de commande 132 qui est exposé à une pression élevée est plus petit que l'orifice d'étranglement pilote 130 qui est exposé à une pression plus faible.

Ceci a pour conséquence en pratique dans un distributeur caractéristique de commande une tenue telle que représentée sur la
Figure 8.

En admettant que la surface pilote est de 1 cmz et que la surface de commande est de 0,38 cm2, I'amplification géométrique ou la multiplication de pression est donc d'environ 2, 6. Le diamètre de I'étranglement ou de l'orifice de commande est d'environ 0,8 mm, celui de l'orifice 130 de l'étranglement pilote est de 1,3 mm.

La Figure 8 représente en abscisse I'alimentation en courant d'une vanne pilote non représentée, constituée d'une électrovanne, à I'aide de laquelle la pression pilote est réglée dans le conduit 116 de pression pilote.

Le courant maximal est de 1 A. La pression pilote maximale est atteinte avec ce courant. La pression régnant dans le conduit de commande 120 est représentée en ordonnée et désignée pression d'embrayage, car te conduit de commande 120 est par exemple raccordé à un embrayage automatisé.

La courbe a est la courbe de consigne de conception selon laquelle une pression de commande d'environ 112 bars doit tre atteinte à la pression pilote totale ou maximale. La courbe a correspond à la courbe caractéristique à température normale d'un distributeur de commande qui a été réalisé et dont le mode d'exécution est particulièrement exempt de tolérances, c'est à dire dont l'interstice de fuite situé entre le tiroir et la cage est minimal. La courbe b est la courbe de pression de commande du distributeur qui a été réalisé, à une température de service maximal de 150 C et donc dans lequel le fluide hydraulique coule facilement. Il est tenu compte du jeu entre le tiroir 112 et la cage 110. Une réalisation du tiroir 112 et de la cage en aluminium permet d'éviter que les interstices changent notablement avec la température. Il est bien visible que la pression maximale de commande est supérieure à 60 bars, ce qui non seulement a pour conséquence des pertes fonctionnelles, mais peut provoquer la destruction de composants commandés par le distributeur, par exemple d'une boîte à vitesses.

L'invention va tre expliquée en regard de la Figure 7 déjà décrite et du graphique de la Figure 9 qui correspond à celui de la Figure 8, mais qui se rapporte à un mode d'exécution du distributeur de commande qui est conforme à l'invention.

La raison de l'élévation de la pression de commande qui est due à la température et que montre la Figure 8 est la suivante :
il résulte de fuites qu'il se produit un flux de fuite aussi bien à la sortie du conduit sous pression pilote 116 que dans le distributeur de commande, de sorte que la pression pilote régnant sur le côté de l'orifice d'étranglement pilote 130 qui est tourné à l'opposé du distributeur tombe à une pression inférieure efficace, agissant sur la surface pilote 114, par suite de la chute de pression que subit le flux de fuite au passage par cet orifice d'étranglement 130. De manière analogue, la pression de commande régnant dans le conduit correspondant 120 subit une chute de pression par suite du flux de fuite passant par l'orifice d'étranglement 132 et agit à une pression efficace inférieure sur la surface de commande 118.

Dans la conception de base connue décrite, fa perte de pression qui se produit aux températures élevées et qui s'accompagne de fortes fuites correspondantes au passage par le petit orifice d'étranglement 132 est notamment supérieure à celle produite par le grand orifice d'étranglement pilote 130 qui est sous pression inférieure. Le tiroir 112 réglant la pression de commande jusqu'à ce qu'un équilibre des forces se produise, la pression de commande monte à un niveau supérieur à celui qui correspond à la conception initiale.

Lorsque l'orifice d'étranglement de commande 132 qui est adopté est plus grand que l'orifice d'étranglement pilote 130 (aussi longtemps que la pression pilote est inférieure à la pression de commande), la pression s'exerçant sur la surface de commande 118 chute moins fortement, de sorte que les pertes de pression produites à l'orifice d'étranglement pilote 130 et à l'orifice d'étranglement de commande 132 se compensent à peu près et le rapport d'amplification de la pression de conception, donné par le rapport des dimensions de la surface pilote 114 et de la surface de commande 118 demeure au moins approximativement conservé. Lorsque l'amplification récite de pression augmente légèrement avec l'accroissement des pertes par fuite, ceci n'est pas nuisible en ce qui concerne la pression de commande maximale obtenue, car les pertes de pression à l'orifice d'étranglement pilote 130 font chuter la pression pilote maximale efficace.

Les relations suivantes valent pour une estimation : la conception, il faut : Pcom= Ppil x V, (I) relation dans laquelle Pcom= pression de commande, ppjj= pression pilote,
V = surface pilote/surface de commande.

En réalité, on a : Pcom-APcom = V (ppil-Appil) (II) relation dans laquelle tPpil = chute de pression à l'orifice d'étranglement pilote 130 et Pcom =hute de pression à t'orifice d'étranglement de commande 132.

Il résulte de la relation II que la pression de commande monte pour une ppil donnée lorsque Apcom est plus grand que V x aPpil.

Il est globalement avantageux, comme il résulte de ce qui précède, d'adopter le rapport K du diamètre de l'orifice d'étranglement pilote 130 à celui de l'orifice d'étranglement de commande 132 en fonction du rapport V de la surface pilote 114 à la surface de commande 118 et/ou en fonction du rapport des flux volumiques de fluide au passage par l'orifice d'étranglement pilote 130 et par l'orifice d'étranglement de commande 132. Il est de plus avantageux que K soit supérieur à 1 lorsque V et Qpil/Qcom sont supérieurs à 1. Une analyse mathématique plus précise indique qu'il est avantageux d'adopter les dimensionnements suivant les relations :
K= V. (Qpil/Qcom) 1/2, reiation dans laquelle
K= diamètre de l'orifice d'étranglement pilote/diamètre de l'orifice d'étranglement de commande
V= surface pilote/surface de commande
Qpil= flux volumique de fuite au passage par l'orifice d'étranglement pilote
Qcom= flux volumique de fuite au passage par l'orifice d'étranglement de commande.

Conformément à l'invention, les conduits d'arrivée au distributeur de commande selon la Figure 7, dans lesquels le diamètre de l'orifice d'étranglement pilote 130 était initialement de 1,3 mm et le diamètre de l'orifice d'étranglement de commande 132 était de 0, 8 mm, ont été modifiés de manière que, conformément à l'invention, le diamètre de l'orifice d'étranglement pilote 130 ne soit que de 1,2 mm et celui de l'orifice d'étranglement de commande 132 soit de 2,0 mm, donc notablement plus grand que l'orifice d'étranglement pilote 130.

Un tel distributeur de commande a permis d'obtenir les courbes selon la Figure 9 dont les désignations correspondent à celles de la Figure 8. Il s'avère que toutes les courbes se trouvent dans une bande étroite de tolérance, qu'en particulier la courbe b déterminée à une température très élevée de 150 C ne monte plus à des pressions de commande trop élevées, mais dépasse à peine la pression maximale de commande de 12 bars prévue à la conception.

L'invention se rapporte donc aussi à un procédé de compensation de variations de la pression de commande, dues aux températures, d'un distributeur de commande attaqué par une pression pilote et comprenant un tiroir de commande 112 déptaçabte dans une cage 110 et comportant une surface pilote 114 exposée à une pression pilote par un conduit correspondant 116, une surface de commande 118 exposée dans le sens inverse de celui de la surface pilote à une pression de commande arrivant par un conduit de liaison 122 raccordé à un conduit 120 sous pression de commande, ainsi qu'un évidement 124 qui relie le conduit de commande sélectivement à un raccord sous pression 126 ou à un raccord de reflux 128, de sorte que le rapport de la pression de commande à la pression pilote est à peu près égal a celui de la surface pilote à la surface de commande, un orifice d'étranglement pilote 130 étant réalisé dans le conduit sous pression pilote et un orifice d'étranglement de commande 132 étant réalisé dans le conduit de liaison, caractérisé en ce que les sections transversales des orifices d'étranglement 130 et 132 sont adoptées de manière que les pertes de pression se produisant dans ceux-ci par suite des fuites se produisant le long du tiroir de commande 132 s'annulent à peu près mutuellement en ce qui concerne leurs répercussions sur la pression de commande.

Il va de soi qu'il est possible d'apporter diverses modifications aux modes de réalisation décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (15)

REVENDICATION S

1. Distributeur régulateur de flux volumique, comprenant un tiroir déplaçable axialement et guidé dans un alésage à l'encontre de la force d'un ressort, une arrivée raccordée au côté sous pression d'une pompe d'alimentation, une évacuation de trop-plein pouvant tre libérée par le tiroir, une première surface du tiroir exposée à la pression de service et une deuxième surface du tiroir exposée à une pression de service réduite par un orifice ou étranglement de mesure, caractérisé par un dispositif destiné à réduire ou à supprimer un flux de fuite entre t'évacuation de trop plein et la chambre de logement du ressort dans laquelle se trouve la deuxième surface du tiroir.

2. Distributeur régulateur de flux volumique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif réduit ou supprime la différence entre la pression de service réduite régnant dans la chambre logeant le ressort et la pression régnant à l'évacuation de trop plein.

3. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif comprend un conduit sous pression par lequel une pression correspondant sensiblement à la pression de service est présente dans 1'espace qui avoisine la chambre logeant le ressort et qui est compris entre cette dernière et la surface de t'enveloppe du tiroir.

4. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit sous pression est formé d'un canal réalisé dans le tiroir.

5. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal est incliné sur I'axe de symétrie longitudinal du tiroir.

6. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit sous pression est formé d'une rainure réalisée sur la surface de t'enveloppe de I'alésage.

7. Distributeur régulateur de flux volumique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rainure est orientée dans la direction de I'axe de symétrie longitudinal de l'alésage.

8. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le conduit sous pression débouche dans une rainure annulaire réalisée dans la surface de 1'enveloppe du tiroir ou dans la surface intérieure de I'alésage.

9. Distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tiroir comporte sur sa deuxième surface une surface de centrage du ressort.

10. Utilisation d'un distributeur régulateur de flux volumique selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le réglage du flux volumique dans une boîte à vitesses à rapport de transmission réglable en continu.

11. Procédé pour éviter une variation du point de régime de réglage stable d'un distributeur régulateur de débit volumique, caractérisé en ce qu'un flux de fuite entre la chambre de logement du ressort et l'évacuation de trop plein du distributeur est évité par la formation d'un niveau de pression, qui correspond pratiquement à la pression de service, dans 1'espace compris entre ladite chambre de logement du ressort et t'évacuation.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un fluide incompressible est pompé pour la formation du niveau de pression pour tre introduit sous la pression de service dans une rainure annulaire située dans la région comprise entre la chambre de logement du ressort et l'évacuation.

13. Procédé de compensation de variations de pression de commande, dues à la température, d'un distributeur de commande attaqué par une pression pilote, comprenant un tiroir de commande déplaçable dans une cage et comprenant une surface pilote qui est exposée par un conduit à une pression pilote, une surface de commande qui est exposée dans le sens inverse de celui de la surface pilote à une pression de commande par un conduit de liaison raccordé au conduit sous pression de commande, ainsi qu'un évidement qui relie le conduit de commande sélectivement à un raccord sous pression ou à un raccord de reflux, de façon que le rapport de la pression de commande à la pression pilote soit à peu près égal au rapport de la surface pilote à la surface de commande, un orifice d'étranglement étant réalisé dans le conduit sous pression pilote et un orifice d'étranglement étant réalisé dans le conduit de liaison, caractérisé en ce que les sections transversales des orifices d'étranglement sont adoptées de manière que les pertes de pression se produisant en eux par suite de fuites le long du tiroir de commande s'annulent à peu près mutuellement en ce qui concerne leurs répercussions sur la pression de commande.

14. Distributeur de commande comprenant un tiroir déplaçable dans une cage et comprenant une surface pilote qui est exposée à une pression pilote par un conduit correspondant, une surface de commande qui est exposée, dans le sens inverse de celui auquel la surface pilote est exposée, à une pression de commande par un conduit de liaison raccordé à un conduit sous pression de commande, ainsi qu'un évidement qui relie le conduit de commande sélectivement à un raccord sous pression ou à un raccord à un réservoir, de façon que le rapport de la pression de commande à la pression pilote soit à peu près égal au rapport de la surface pilote à la surface de commande, un orifice d'étranglement étant réalisé dans le conduit sous pression pilote et un orifice d'étranglement étant réalisé dans le conduit de liaison, caractérisé en ce que le rapport du diamètre de l'orifice d'étranglement pilote au diamètre de l'orifice d'étranglement de commande correspond à un facteur représenté par le rapport V de la surface pilote à la surface de commande et par le rapport Qpil/Qcom des flux volumiques de fuite passant par l'orifice d'étranglement pilote et l'orifice d'étranglement de commande, K > 1 lorsque V et Q > 1.

15. Distributeur de commande selon la revendication 14, caractérisé par : K= V'/4 (Qpil/Qcom) 1/2, relation dans laquelle

K= diamètre de l'orifice d'étranglement pilote/diamètre de l'orifice d'étranglement de commande

V= surface pilote/surface de commande Qpil= flux volumique de fuite passant par l'orifice d'étranglement pilote Qcom= flux volumique de fuite passant par l'orifice d'étranglement de commande.