FR2826069A1

FR2826069A1 - DOUBLE GEAR VOLUMETRIC PUMP

Info

Publication number: FR2826069A1
Application number: FR0107834A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Adam; Jean Cros; Garnika Gonzalo Portela; Denis Reverseau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: DE60225207D1; EP1267077B1; FR2826069B1; DE60225207T2; EP1267077A1

Abstract

Pompe volumétrique à double engrenage comprenant trois pignons de pompage définissant deux chambres d'admission (7) et deux chambres de refoulement (6, 8), un conduit d'alimentation central (9) relié à deux conduits d'admission (11, 12) débouchant respectivement dans la première et dans la seconde chambre d'admission, et un conduit d'échappement central (13) réunissant deux conduits de refoulement (16) issus respectivement de la première et de la seconde chambre de refoulement, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'orientation du fluide de pression (19) capables de mettre en communication les chambres d'admission et les chambres de refoulement.Double gear positive displacement pump comprising three pumping gears defining two inlet chambers (7) and two discharge chambers (6, 8), a central supply duct (9) connected to two inlet ducts (11, 12 ) opening respectively into the first and the second intake chamber, and a central exhaust duct (13) bringing together two discharge ducts (16) respectively from the first and from the second discharge chamber, characterized in that 'it comprises pressure fluid orientation means (19) capable of placing the inlet chambers and the discharge chambers in communication.

Description

l'équilibrage hydrostatique du patin (3) correspondant.the hydrostatic equilibration of the pad (3) corresponding.

- 2 refoulant deux flux d'huile distincts. L'intérêt de ce mode de fonctionnement est de doubler le déUit d'une pompe conventionnelle à simple engrenage, en - 2 repressing two separate streams of oil. The advantage of this mode of operation is to double the deUit of a conventional single gear pump,

rGjoutant seulement le volume d'un pignon. Adding only the volume of a pinion.

Selon un second mode de fonctionnement, on peut avoir une seule s chambre d'admission et une seule chambre de refoulement d'huile vers l'extérieur, les deux autres chambres étant mises en communication, de sorte que l'huile refoulée par un premier engrenage assure l'alimentation du second. De façon générale, lorsque le fluide à pomper a une faible viscosité, to les foites internes de la pompe et du moteur associé nécessitent de forts débits par tour de pompe (c'est à dire une pompe de grosse cylindrce), de According to a second mode of operation, one can have a single intake chamber and a single oil discharge chamber to the outside, the other two chambers being placed in communication, so that the oil discharged by a first gear ensures the feeding of the second. In general, when the fluid to be pumped has a low viscosity, the internal pressures of the pump and the associated motor require high flow rates per pump revolution (ie a large cylinder pump),

façon à compenser ces pertes.to compensate for these losses.

Dans le cas particulier de la lubrification des moteurs à combustion interne, les pompes volumétriques posent des problèmes d'utilisation: d'une s part, la plage de viscosité de l'huile est très étendue, en raison des variations de température du moteur, et d'autre part la plage de vitesse de rotation de In the particular case of the lubrication of internal combustion engines, displacement pumps pose problems of use: first, the viscosity range of the oil is very wide, because of the engine temperature variations, and on the other hand the rotational speed range of

la pompe, directement lice au régime du moteur, est également très étendue. the pump, directly connected to the engine speed, is also very extensive.

Une pompe à huile doit assurer dans de bonnes conditions la lubr if i cat ion d u moteu r, sur toute sa p lage de rég ime et de température. Par ail leurs, el le doit être compacte, silencieuse, et consommer le minimum An oil pump must, under good conditions, ensure the lubrication of the engine over its entire temperature and temperature range. In addition, it must be compact, silent, and consume the minimum

d'énergie, à basse comme à haute température. of energy, at low as at high temperature.

Les moteurs ont besoin d'un débit d'huile important pour être Engines need a large oil flow to be

lubrifiés correctement dans toutes leurs conditions de fonctionnement. lubricated properly in all their operating conditions.

Généralement, les élévations de débit requises par les évolutions des Generally, the elevations of flow required by the evolutions of

s moteurs sont obtenues en augmentant la cylindrce de la pompe. Its motors are obtained by increasing the cylinder capacity of the pump.

Or, ces augmentations de cylindrce n'ont de rcel intérêt qu'aux hautes températures d'huile (120 C - 150 C), car en dessous de ces - 5 La pompe volumétrique à double engrenage des figures 1 à 4 comporte trois pignons 1, 2, 3, dont un premier pignon menant 1 engrenant avec un second pignon mené 2 de façon à constituer un premier engrenage 1, 2, et un second pignon mené engrenant avec le premier pignon mené, de façon s à constituer un second engrenage 2, 3. Le premier engrenage 1, 2 présente une première chambre d'admission 4 et une première chambre de refoulement 6. Le second engrenage présente une seconde chambre d'admission 7 et une seconde chambre de refoulement 8. Les deux chambres d'admiss ion 4, 6 sont rel ices à un conduit d'al imentation central 9 par deux o conduits d'admission 11,12. Un conduit de refoulement central 13 réunit deux conduits de refoulement 14,16, issus respectivement de la première et de la However, these increases of cylindrce are of interest only at high oil temperatures (120 C - 150 C), because below these - 5 The volumetric pump with double gear of Figures 1 to 4 has three gears 1 , 2, 3, including a first driving gear 1 meshing with a second driven gear 2 so as to constitute a first gear 1, 2, and a second driven gear meshing with the first driven gear, so as to constitute a second gear 2 3. The first gear 1, 2 has a first intake chamber 4 and a first delivery chamber 6. The second gear has a second intake chamber 7 and a second delivery chamber 8. The two eligibility chambers 4, 6 are connected to a central supply duct 9 by two o intake ducts 11,12. A central discharge duct 13 joins two discharge ducts 14, 16, coming respectively from the first and the

seconde chambre de refoulement 6, 8. second delivery chamber 6, 8.

Conformément à l'invention, la pompe comporte des moyens d'orientation du fluide de pression, capables de mettre en communication les chambres d'admission et les chambres de refoulement. Sur les figures 1 à 4, ces moyens d'orientation sont constitués par deux clapets 17, 18, pouvant respectivement mettre en communication la première chambre de refoulement 6 avec la seconde chambre d'admission 7, et la seconde chambre de refoulement 8 avec la première chambre In accordance with the invention, the pump comprises means for orienting the pressure fluid, capable of bringing the intake chambers and the discharge chambers into communication. In FIGS. 1 to 4, these orientation means consist of two valves 17, 18, respectively able to put the first delivery chamber 6 in communication with the second intake chamber 7, and the second delivery chamber 8 with the first room

d'admission 4.admission 4.

Conformément à l'invention, la pompe peut disposer des quatre According to the invention, the pump can have four

modes de fonctionnement suivants.following modes of operation.

- un premier mode de fonctionnement dans lequel les chambres d'admission et les chambres de refoulement ne sont pas en communication directe, et les deux engrenages travaillent en parallèle, - 6 - un second mod e de fonct ionnement dans l equel une part i e du déb it refouié par un second engrenage est renvoyée vers la chambre d'admission du premier engrenage, un troisième mode de fonctionnement dans lequel tout le débit s refoulé par ce second engrenage est refoulé vers la chambre d'admission du premier engrenage, et - un quatrième mode de fonctionnement dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage est refoulé vers la chambre d'admission du premier engrenage, et une partie du débit refoulé par le to premier engrenage est renvoyée vers la chambre d'admission du second engrenage. En se reportant à la figure 5, illustrant l'évolution de la pression débitée par la pompe, en fonction du régime moteur, on distingue trois seuils de pression Sl, 52, 53, qui déf inissent sur le graphe quatre zones a first mode of operation in which the intake chambers and the delivery chambers are not in direct communication, and the two gears work in parallel, a second operating model in the equel part of the flow backed by a second gear is returned to the inlet chamber of the first gear, a third operating mode in which all the flow discharged by the second gear is discharged to the inlet chamber of the first gear, and - a fourth mode of operation in which all the flow delivered by the second gear is discharged to the inlet chamber of the first gear, and a portion of the flow delivered by the first gear is returned to the inlet chamber of the second gear. Referring to FIG. 5, illustrating the evolution of the pressure delivered by the pump, as a function of the engine speed, three pressure thresholds S1, 52, 53 which define the four-zone graph are distinguished.

s correspondant aux modes de fonctionnement indiqués ci-dessus. s corresponding to the operating modes indicated above.

Dans la première zone de fonctionnement, entre P = 0 et P = 51 (cf. figure 1), la pompe se comporte comme une pompe conventionnelle à deux engrenages fonctionnant en parallèle, c'est à dire avec deux chambres d'admission 4, 7 et deux chambres de refoulement 6, 8. Les deux clapets 17, 18 sont fermés. L'huile entre par le conduit d'alimentation central 9, et se répartit entre les deux conduits d'admission 11,12. Les deux pignons 1 et 2 propuisent l'huile vers la première chambre de refoulement 6, et les deux In the first operating zone, between P = 0 and P = 51 (see FIG. 1), the pump behaves like a conventional two-gear pump operating in parallel, ie with two intake chambers 4, 7 and two delivery chambers 6, 8. The two valves 17, 18 are closed. The oil enters through the central supply duct 9, and is distributed between the two intake ducts 11,12. Both gears 1 and 2 propel the oil to the first delivery chamber 6, and both

pignons 2 et 3 propulsent l'huile vers la seconde chambre de refoulement 8. pinions 2 and 3 propel the oil towards the second delivery chamber 8.

Elle est ensuite refoulée par les conduits 14 et 16 vers le conduit de It is then pushed back by the conduits 14 and 16 towards the conduit of

refoulement central 13.central discharge 13.

Entre 51 et 52 (cf. figure 2), le premier clapet 17 s'ouvre progressivement. Au mo ins une partie du déb it issu de la seconde chambre - 7 de refoulement 8 étant renvoyée vers Ic première chambre d'admission 4, IQ pompe se trouve dans une p rem ière p hase de régénérat ion de press ion (cf. figure 2), o l'augmentation de la pression en fonction du régime est plus Between 51 and 52 (see Figure 2), the first valve 17 opens gradually. At least part of the flow from the second discharge chamber 8 being returned to the first inlet chamber 4, the pump is located in a first pressure regeneration stage (see FIG. 2), where the increase in pressure as a function of the diet is more

faible qu'entre 0 et 51.low as between 0 and 51.

s Entre 52 et 53 (cf. figure 3), le premier clapet 17 est complètement ouvert et ferme le conduit d'admission 11. La pression fournie par la pompe continue à s'élever avec le régime du moteur. Mais tout ie débit du second engrenage 2, 3 rentre dans la première chambre d'admission 4 (au rendement volumétrique près), à une pression identique à celle de la seconde o chambre de refoulement 8, aux pertes de charge près. Seul un engrenage de la pompe débite, de sorte que la consommation d'énergie est presque divisce par deux, tandis que la pression à l'échappement de la pompe augmente plus Between 52 and 53 (see FIG. 3), the first valve 17 is completely open and closes the intake duct 11. The pressure supplied by the pump continues to rise with the engine speed. But all i flow of the second gear 2, 3 enters the first inlet chamber 4 (volumetric efficiency close), at a pressure identical to that of the second o discharge chamber 8, the pressure losses close. Only one gear pump discharges, so that the energy consumption is almost halved, while the pressure at the exhaust pump increases more

vite en fonction du régime qu'entre 51 et S2. fast depending on the speed between 51 and S2.

Lorsque P > 53 (cf. figure 4), le second clapet 18 s'ouvre, et au moins is une partie du débit de la première chambre refoulement 7 est renvoyée vers la seconde chambre d'admission 6, de sorte qu'au delà de 53, la pente de la courbe est plus faibie qu'entre 52 et 53 (cf. figure 5). On se trouve alors When P> 53 (see FIG. 4), the second valve 18 opens, and at least a portion of the flow rate of the first discharge chamber 7 is returned to the second intake chamber 6, so that beyond from 53, the slope of the curve is lower than between 52 and 53 (see Figure 5). We are then

dans une deuxième phase de régénération de débit. in a second phase of regeneration of flow.

La pompe proposce par l' invention est donc une pompe à double o engrenage classique avec la particularité de possader des moyens d'orientation de l'huile permettant de court-circuiter un des conduits de refoulement vers l'autre chambre d'admission à une pression égale à celle du refoulement. Sur, les figures 6 à 9, correspondant respectivement aux mêmes s modes de fonctionnement que les figures 1 à 4, les deux clapets sont The pump proposed by the invention is therefore a conventional double-gear pump with the particularity of having oil orientation means making it possible to short-circuit one of the discharge ducts towards the other intake chamber at a temperature of 50.degree. pressure equal to that of the repression. 6 to 9, respectively corresponding to the same operating modes as FIGS. 1 to 4, the two flaps are

remplacés par un clapet unique 19, qui remplace les deux clapets précédents. replaced by a single valve 19, which replaces the two previous valves.

- 10 chambres de refoulement (6, 8), en fonction de sa pression de refoulement, caractérisce en ce que la pompe dispose d'un premier mode de fonctionnement dans lequel les chambres d'admission (4, 7) et Ies chambres de refoulement (6, 8) ne sont pas en communication s directe, et d'un second mode de fonctionnement dans lequel une partie du débit refoulé par un second engrenage (2, 3) est renvoyée vers la - 10 discharge chambers (6, 8), according to its discharge pressure, characterized in that the pump has a first mode of operation in which the inlet chambers (4, 7) and the discharge chambers (6, 8) are not in direct communication, and a second mode of operation in which a portion of the flow delivered by a second gear (2, 3) is returned to the

chambre d'admission (4) du premier engrenage (1). intake chamber (4) of the first gear (1).

5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la o pompe dispose d'un troisième mode de fonctionnement, dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage (2, 3) est refoulé vers la 5. Control method according to claim 4, characterized in that the o pump has a third mode of operation, in which all the flow delivered by the second gear (2, 3) is discharged to the

chambre d'admission (4) du premier engrenage (1, 2). intake chamber (4) of the first gear (1, 2).

6. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que la s pompe dispose d'un quatrième mode de fonctionnement, dans lequel tout le débit refoulé par le second engrenage (2, 3) est refoulé vers la chambre d'admission (4) du premier engrenage (1, 2), et une partie du débit refoulé par ce dernier est renvoyée vers la chambre d'admission 6. Control method according to claim 5, characterized in that the pump has a fourth mode of operation, in which all the flow delivered by the second gear (2, 3) is discharged to the inlet chamber ( 4) of the first gear (1, 2), and a part of the flow discharged by the latter is returned to the admission chamber

(7) du second engrenage (2, 3).(7) of the second gear (2, 3).

7. Procédé de commande selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce le que premier mode de fonctionnement est conservé en dessous d'un premier seuil de pression de refoulement 51, et en ce que le second mode de fonctionnement est adopté entre le premier seuil 51 et un 7. A control method according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the first operating mode is kept below a first discharge pressure threshold 51, and in that the second operating mode is adopted between the first threshold 51 and a

s second seuil de pression 52 supérieur à 51. s second pressure threshold 52 greater than 51.

- 11 8. Procédé de commends selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le troisième mode de fonctionnement est adopté entre le second 8. Commendment method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the third mode of operation is adopted between the second

seuil 52 de pression, et un troisième scull S3 supérieur à 52. pressure threshold 52, and a third scull S3 greater than 52.

9. Procédé de commands selon la revendication 8, caractérisé en ce que le quatrième mode de fonctionnement est adopté au delà du troisième 9. A control method according to claim 8, characterized in that the fourth mode of operation is adopted beyond the third