FR2845135A1 - Vehicule industriel, notamment engin de travaux publics, et procede de gestion du fonctionnement d'un tel vehicule - Google Patents
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Abstract
Véhicule, et notamment engin de travaux publics, comportant un circuit hydraulique (1) alimentant un ou plusieurs actionneurs hydrauliques, ledit circuit hydraulique étant équipé d'une pompe (4) à débit variable, apte à fonctionner selon deux modes distincts, à savoir un mode dit de "pleine puissance", et un mode dit de "puissance réduite", caractérisé en ce qu'il comporte également un capteur de température (20) permettant de déterminer la température de l'huile circulant dans le circuit hydraulique (1), et des moyens pour faire basculer automatiquement le fonctionnement de la pompe (4) du mode de "pleine puissance" vers le mode de "puissance réduite", lorsque la température de l'huile dépasse un seuil prédéterminé.
Description
I
VEHICULE INDUSTRIEL. NOTAMMENT ENGIN DE TRAVAUX PUBLICS. ET PROCEDE DE GESTION DU FONCTIONNEMENT D'UN
TEL VEHICULE.
Domaine Technique L'invention se rattache au domaine des véhicules industriels, et notamment
des engins de travaux publics. Elle vise plus précisément les véhicules ou engins équipés d'un circuit hydraulique. Elle concerne plus spécifiquement un équipement particulier de circuits hydrauliques, destinés à protéger ces derniers contre les 10 élévations de température de l'huile qui y circule.
Techniques antérieures De façon générale, les engins de travaux publics sont équipés d'un circuit hydraulique à l'intérieur duquel circule de l'huile. Ce circuit hydraulique alimente 15 les différents vérins des équipements de travail qui se déplacent et se déploient lors des différentes manoeuvres de l'engin. En fonctionnement, et notamment lorsque l'engin a une charge de travail importante, par exemple lorsqu'il effectue des creusements à grande profondeur pendant une durée importante, la température de l'huile circulant dans le circuit hydraulique s'élève. Une élévation trop importante 20 de cette température provoque la dégradation non seulement de l'huile, mais de différents éléments du circuit hydraulique sensibles à la chaleur. On peut notamment citer les différents joints équipant les distributeurs hydrauliques, ou bien encore les vérins. En cas de surchauffe du circuit hydraulique, on peut ensuite observer des défauts d'étanchéité, entre autres. 25 On conçoit donc que la surveillance de la température de l'huile du circuit
hydraulique est importante pour garantir la fiabilité d'un engin. A ce jour, cette surveillance s'effectue au moyen d'une sonde de température, qui est généralement implantée au niveau du réservoir d'huile, et qui est reliée à un dispositif 30 déclenchant une alarme visuelle et/ou sonore à l'intérieur de la cabine de conduite.
On conçoit que cette alarme n'est pas réellement suffisante, puisqu'elle ne fait que signaler au conducteur que la température de l'huile a dépassé un seuil prédéterminé, généralement voisin de 970C. Si le conducteur décide délibérément de continuer à faire fonctionner l'engin, la température de l'huile peut continuer à
augmenter, avec les risques de dégradation évoqués ci-avant.
Un problème que cherche à résoudre l'invention est celui d'assurer une protection efficace du circuit hydraulique contre les élévations de température, et
ce quel que soit le comportement du conducteur.
Par ailleurs, un certain nombre d'engins de travaux publics, notamment les 10 chargeurs-excavateurs comportent deux équipements de travail différents, fonctionnant dans des conditions et pour des fonctions distinctes. Ainsi, un chargeur-excavateur par exemple, comporte une pelle articulée, permettant de réaliser des tranchées, ou plus généralement de creuser le sol à proximité du point de stationnement de l'engin. Les manoeuvres de cette pelle se font généralement 15 alors que l'engin est à l'arrêt. Du côté opposé, un chargeur-excavateur comporte un godet chargeur permettant de prendre des matières déposées sur le sol, pour les transporter et les charger, par exemple dans une remorque de camion située à un endroit différent. Dans ce cas, le moteur thermique de l'engin doit fournir la puissance nécessaire non seulement à la manoeuvre du godet, mais également au 20 déplacement de l'engin. Autrement dit, lorsque l'engin fonctionne en chargeur, le
circuit hydraulique ne peut pas consommer l'intégralité de la puissance fournie par le moteur thermique, puisqu'une partie est nécessaire pour la fonction de traction.
A l'inverse, lorsque l'engin travaille en excavateur, et en étant donc fixe, le circuit hydraulique peut exploiter la quasi-intégralité de la puissance délivrée par le 25 moteur thermique.
C'est pourquoi, sur ce type d'engin, le circuit hydraulique est équipé d'une pompe à débit variable apte à fonctionner selon deux modes distincts. Ainsi, dans un mode dit de "pleine puissance", la régulation de la pompe se fait de telle sorte 30 qu'elle peut exploiter la quasitotalité de la puissance délivrée par le moteur thermique. A l'inverse, lorsqu'il est nécessaire de conserver une partie de la puissance délivrée par le moteur thermique pour les fonctions de traction, la pompe à débit variable est régulée selon un mode dit de "puissance réduite". Dans le cas d'un chargeur-excavateur, on passe dans un mode de puissance réduite, dès qu'une vitesse est enclenchée. De ce fait, on réserve donc une certaine puissance pour les
fonctions de traction effectuées simultanément à des opérations de chargement.
Les mêmes impératifs de surveillance de température existent sur ce type d'engin. Exposé de l'invention L'invention concerne donc un véhicule comportant un circuit hydraulique
alimentant un ou plusieurs actionneurs hydrauliques. Il peut s'agir notamment un engin de travaux publics dont le circuit hydraulique alimente un ou plusieurs vérins situés sur un ou plusieurs équipements de travail. Il peut également s'agir d'un véhicule industriel, tel qu'un camion, comportant un circuit hydraulique, 15 alimentant par exemple un ou plusieurs moteurs hydrauliques.
De façon connue, ce circuit hydraulique est équipé d'une pompe à débit variable, qui est apte à fonctionner selon deux modes distincts, à savoir un mode dit de "pleine puissance", et un mode dit de "puissance réduite". 20 Conformément à l'invention, cet véhicule se caractérise en ce qu'il comporte également un capteur de température, permettant de déterminer la température de l'huile circulant dans le circuit hydraulique. Il comporte également des moyens pour faire basculer automatiquement le fonctionnement de la pompe du mode de 25 "pleine puissance" vers le mode de "puissance réduite", lorsque la température de
l'huile dépasse un seuil prédéterminé.
Autrement dit, l'invention consiste à limiter la puissance disponible au niveau du circuit hydraulique, en réduisant la puissance maximale de la pompe à débit 30 variable, lorsque la température dépasse un seuil prédéterminé, typiquement de l'ordre de 90C. Ce basculement se fait de façon automatique, sans nécessiter l'intervention du conducteur. Le passage en mode de puissance réduite fait que les pertes dues aux frottements au sein du circuit hydraulique sont réduites, et conduisent donc normalement à une baisse de la température de l'huile. Ainsi, le conducteur peut continuer à effectuer les différentes opérations, en bénéficiant toutefois d'une vitesse d'exécution inférieure, mais en préservant l'intégrité du circuit hydraulique. Dans une forme préférée, on peut prévoir que l'engin comporte également des moyens pour faire rebasculer le fonctionnement de la pompe en mode de pleine puissance, lorsque la température de l'huile décroît d'une amplitude prédéterminée. 10 En effet, dans le cas o la température de l'huile s'est suffisamment abaissée, on
peut alors autoriser l'engin à fonctionner à pleine puissance.
La surveillance de l'abaissement de la température peut être effectuée de
différentes manières.
Ainsi, dans une première variante de réalisation le retour vers le mode à pleine puissance s'effectue lorsque la température du circuit d'huile est restée en dessous du seuil de déclenchement précédemment évoqué, et ce pendant une durée prédéterminée. Autrement dit, la diminution de la température de l'huile est alors 20 estimée selon une durée qui est fonction des paramètres du circuit hydraulique, que sont son volume, sa géométrie et autres, ainsi que les caractéristiques propres à l'huile utilisée, et notamment sa chaleur massique. En pratique, on considère que si la température est restée en dessous du seuil prédéterminé pendant une durée donnée, de l'ordre de sept minutes, cela est suffisant pour obtenir un abaissement 25 de la température de l'ordre de 15'C, de sorte qu'il est alors possible d'autoriser à
nouveau un fonctionnement à pleine puissance.
Dans une autre variante de réalisation, le retour au mode de pleine puissance s'effectue lorsque la température passe en dessous d'un second seuil prédéterminé. 30 Autrement dit, on surveille alors la température du circuit d'huile, et on autorise le basculement vers le mode de pleine puissance lorsque la mesure de cette
température indique un abaissement suffisant.
En pratique, le circuit hydraulique peut alors être équipé d'un capteur de
température analogique, associé à une unité de commande électronique, apte à commander le basculement du mode de pleine puissance au mode de puissance 5 réduite et inversement, en fonction de la comparaison de la température du circuit d'huile avec les deux seuils de température prédéterminés. Toutefois, on peut obtenir un résultat analogue en utilisant deux capteurs ou sondes de température distincts, présentant des seuils de déclenchement différents, correspondant, pour le seul le plus haut, au basculement vers le mode de puissance réduite, et pour le seuil 10 le plus bas, au basculement inverse, vers le mode de pleine puissance.
En pratique, l'engin comporte une unité de contrôle de commande électronique, reliée au capteur de température, et agissant sur une électrovanne du circuit de configuration de la pompe à débit variable. En fonction de la commande 15 de cette électrovanne, la pompe à débit variable est capable de délivrer un débit et une pression correspondant aux niveaux de puissance de chaque mode de fonctionnement. Avantageusement, en pratique, l'engin peut comporter également une sonde 20 de température spécifique reliée à une alarme visuelle et/ou sonore présente en cabine. De la sorte, le conducteur est informé d'une élévation intempestive de la température, qui n'a pas pu être endiguée par le basculement en mode de puissance réduite.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent,
ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui
des figures annexées dans lesquelles:
e La figure 1 est un schéma simplifié partiel du circuit hydraulique d'un 30 engin conforme à l'invention.
* La figure 2 est un diagramme montrant la variation de la pression maximum générée par la pompe en fonction du débit, et ce pour deux
niveaux de puissance distincts.
La figure 3 est un chronogramme montrant l'évolution de la 5 température de l'huile dans le temps, lorsque celle-ci est régulée selon
une première variante de réalisation.
* La figure 4 est un chronogramme analogue à celui de la figure 3, mais
correspondant à une variante de réalisation.
Manière de réaliser l'invention Le circuit hydraulique (1) illustré à la figure 1 comporte différentes tubulures (2) à destination ou en provenance des différents organes commandés hydrauliquement, tels que des vérins, des moteurs hydrauliques ou autres distributeurs, sans rapport direct avec l'invention, et qui ne seront donc pas décrits 15 ni représentés en détail. Ce circuit hydraulique (1) comporte une pompe à débit
variable (4), qui est entraînée par le moteur thermique (5) de l'engin. La pompe (4) est reliée au réservoir d'huile (12) par l'intermédiaire d'une ligne d'aspiration (3).
La régulation du débit et de la pression délivrées par la pompe (4) sont effectuées par un système connu en soi (6), et qui ne sera donc pas détaillé plus avant. Ce 20 dispositif de régulation (6) assure notamment le fonctionnement de la pompe (4) selon deux modes distincts, à savoir un mode de pleine puissance et un mode de puissance réduite, dans lesquels environ deux tiers de la puissance sont disponibles par rapport au mode de pleine puissance. Le passage d'un mode à l'autre est commandé par l'intermédiaire d'une électrovanne (7). Cette électrovanne (7) est 25 commandée en fonction d'un signal électrique (8) indiquant l'enclenchement d'une
vitesse au niveau de la cabine de conduite.
Dans la forme illustrée, cette information d'enclenchement d'une vitesse est traitée par une unité de contrôle de commande électronique (10). 30 Le circuit hydraulique comporte un réservoir (12), qui est équipé d'une sonde de température (13) reliée à un dispositif d'alarme visuelle (14) ou sonore,
implanté en cabine, afin de prévenir le conducteur.
Conformément à l'invention, le circuit hydraulique est équipé d'un capteur de température (20) qui, dans la forme illustrée, est implanté au niveau du réservoir (12). Toutefois, ce capteur pourrait être implanté à un emplacement différent, sans toutefois sortir du cadre de 1 'invention. Ce capteur (20) peut être soit un capteur analogique, délivrant un signal électrique analogique, ou bien encore une sonde de 10 température, délivrant un signal électrique pouvant adopter deux valeurs, selon que
la température qu'il détecte est supérieure ou inférieure à un seuil de réglage prédéterminé. Cette information (21) est acheminée à destination de l'unité de contrôle commande (10). En fonction de cette information, l'unité de contrôle de commande (10) commande l'électrovanne (7), pour imposer un fonctionnement de 15 la pompe (4) soit en mode de pleine puissance, soit en mode de puissance réduite.
Ces deux modes de fonctionnement sont illustrés à la figure 2. ainsi, la courbe Pl correspondant au mode de fonctionnement à pleine puissance, décrit l'évolution de la pression maximum délivrée par la pompe en fonction du débit 20 (Q). Cette pression Pr vaut une valeur Pr,, jusqu'à un débit QI. Au-delà de ce débit, cette pression diminue jusqu'à la valeur maximale du débit Qmax selon une
courbe assimilable à une hyperbole, correspondant à une équipuissance.
La courbe en pointillés P2 correspond à une configuration dans laquelle la 25 puissance maximale disponible est inférieure, de sorte que la puissance maximale
délivrée par la pompe suit l'hyperbole d'équipuissance au-delà du débit Q2.
Le mode du fonctionnement de l'invention est le suivant.
Ainsi, comme illustré à la figure 3, la température 0 de l'huile du circuit hydraulique s'élève lorsque l'engin est utilisé, et ce à partir de l'instant to,. La température étant en dessous du seuil de température 0", le mode de fonctionnement de la pompe s'effectue à pleine puissance. En pratique, le seuil 01 est fixé à une valeur de l'ordre de 90'C, à plus ou moins trois degrés près. A l'instant tl, le capteur de température (20) indique que la température de l'huile dépasse le seuil 01, de sorte que l'unité centrale de commande (10) commande 5 l'électrovanne (7) de façon appropriée pour faire passer la pompe (4) en mode de puissance réduite. Dès lors, la puissance transitant dans le circuit hydraulique étant inférieure, les pertes dues aux frottements et autres diminuent également. La
température de l'huile décroît donc légèrement, et ce à partir de tl.
On estime en effet, par des calculs préalables, la durée At qui est nécessaire pour obtenir une chute de température AO.En pratique, on considère généralement qu'une durée de sept minutes est nécessaire pour obtenir un abaissement de la température de 15'C. Toutefois, ces valeurs sont fonction des 15 caractéristiques du circuit hydraulique, des rapports de puissance mis en oeuvre entre les différents modes de fonctionnement, de sorte que l'invention n'est pas
limitée à ces seules valeurs.
Ainsi, à l'instant t2, après qu'une durée At se soit écoulée depuis t, l'unité 20 de contrôle de commande électronique (10) autorise à nouveau un fonctionnement en mode de pleine puissance, de sorte que l'on observe alors une nouvelle augmentation de la température jusqu'à l'instant t3. Le même principe de régulation intervient alors avec la comptabilisation d'une temporisation At comme décrit précédemment. La régulation peut toutefois être obtenue selon un autre mode de
fonctionnement, illustré à la figure 4.
Dans ce cas, le passage en mode de puissance réduite s'effectue également 30 à tl, dès que la température 0 dépasse le seuil 01. Par la suite, la température continue à être détectée par le capteur (20), et dès que l'information élaborée par ce capteur (20) indique que la température de l'huile est passée en dessous d'un seuil 02, l'unité de contrôle de commande (10) autorise alors un nouveau passage en mode de pleine puissance. La température recommence alors à croître, entre les instants t2 et t3, puis le principe de régulation décrit ci-avant s'applique pour les périodes suivantes. Bien entendu, l'information relative à la température du circuit 5 d'huile peut s'obtenir par un capteur unique, comme illustré à la figure 1, mais il peut également provenir de deux capteurs distincts qui, alors, peuvent élaborer des informations binaires, correspondant au passage de la température au dessus des
deux seuils 0l et 02.
Il ressort de ce qui précède que le véhicule conforme à l'invention présente l'avantage d'assurer une sécurité automatique contre les surchauffes du circuit dhuile, puisqu'il réduit la puissance disponible au niveau du circuit hydraulique
lorsque la température dépasse un seuil prédéterminé.
Claims (10)
1/ Véhicule, et notamment engin de travaux publics, comportant un circuit hydraulique (1) alimentant un ou plusieurs actionneurs hydrauliques, ledit circuit 5 hydraulique étant équipé d'une pompe (4) à débit variable, apte à fonctionner selon deux modes distincts, à savoir un mode dit de "pleine puissance", et un mode dit de "puissance réduite", caractérisé en ce qu'il comporte également un capteur de température (20) permettant de déterminer la température de l'huile circulant dans le circuit hydraulique (1), et des moyens pour faire basculer automatiquement le 10 fonctionnement de la pompe (4) du mode de "pleine puissance" vers le mode de "puissance réduite", lorsque la température de l'huile dépasse un seuil prédéterminé.
2/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un 15 moyen pour faire basculer le fonctionnement de la pompe (4) du mode de puissance réduite au mode de pleine puissance, lorsque la température de l'huile
décroît d'une amplitude prédéterminée.
3/ Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des 20 moyens pour faire basculer le fonctionnement de la pompe (4) du mode de puissance réduite vers le mode de pleine puissance, lorsque la température de l'huile est restée en dessous dudit seuil prédéterminé Ol pendant une durée
prédéterminée At.
4/ Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire basculer le fonctionnement de la pompe (4) du mode de puissance réduite au mode de pleine puissance, lorsque la température de l'huile
passe en dessous d'un second seuil prédéterminé 02.
5/ Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température analogique (20), associé à une unité de commande électronique (10) apte à commander le basculement du mode de pleine puissance il au mode de puissance réduite et inversement, en fonction de la comparaison de la
température de l'huile, avec les deux seuils de température prédéterminés.
6/ Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux capteurs de température présentant des seuils de déclenchement différents.
7/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une
unité de contrôle à commande électronique (10), reliée aux capteurs de température, et agissant sur une électrovanne (7) du circuit de configuration de la 10 pompe (4) à débit variable.
8/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte également une sonde de température (13), reliée à une alarme (14) visuelle et/ou
sonore présente en cabine.
9/ Procédé de gestion du fonctionnement d'un véhicule équipé d'un circuit hydraulique, ledit circuit hydraulique étant équipé d'une pompe (4) à débit variable, apte à fonctionner selon deux modes distincts, à savoir un mode dit de "pleine puissance", et un mode dit de "puissance réduite", caractérisé en ce qu'il 20 permet de déterminer la température de l'huile circulant dans le circuit hydraulique (1), et de faire basculer automatiquement le fonctionnement de la pompe (4) du mode de "pleine puissance" vers le mode de "puissance réduite", lorsque la
température de l'huile dépasse un seuil prédéterminé.
10/ Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il permet de faire basculer le fonctionnement de la pompe (4) du mode de puissance réduite au mode de pleine puissance, lorsque la température de l'huile décroît d'une amplitude prédéterminée.
DEPOSANT: VOLVO COMPACT EQUIPMENT S.A.
MANDATAIRE: Cabinet LAURENT & CHARRAS
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