FR3011288A1 - Commande de cylindree de pompe avec pilotage par pression - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un circuit hydraulique comprenant : - une pompe (1) à cylindrée variable, - une pompe de gavage (2) ; - une vérin (5) configurée de manière à, lors de l'application d'une commande, piloter la cylindrée de la pompe (1) de manière à définir un débit délivré par la pompe (1), et par application de pression sur des pistons (61, 62) de la vérin (5), faire varier la cylindrée de la pompe (1) en fonction de la vitesse d'entrainement de la pompe (1) de manière à, pour une commande donnée, délivrer un débit sensiblement constant.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des moyens de pilotage de pompes hydrauliques à cylindrée variable.

Elle trouve une application particulière pour le pilotage des circuits d'actionnement d'un ventilateur de circuit de refroidissement, par exemple dans le cas du refroidissement d'un moteur thermique de véhicule.

ETAT DE L'ART On connait les circuits de commande hydrauliques pour l'entrainement de ventilateurs qui est modulé par un pilotage de la cylindrée d'une pompe hydraulique.

Ces pompes hydrauliques à cylindrée variable comprennent typiquement un plateau à inclinaison variable, cette inclinaison du plateau faisant varier la cylindrée de la pompe. L'inclinaison du plateau est communément pilotée par un vérin double effet, commandé par deux réducteurs de pression qui proportionnels configurés de manière à délivrer une pression souhaitée dans les deux chambres du vérin, et agissant ainsi sur l'inclinaison du plateau et donc sur la cylindrée de la pompe. Les pompes hydrauliques proposées par la demanderesse sous la référence commerciale PM proposent un tel type de commande de cylindrée.

La figure 1 présente un exemple d'un tel montage. Dans le montage illustré, une pompe hydraulique 1 et une pompe de gavage 2 sont entrainées par un arbre d'entrainement commun 3 qui est typiquement entraîné en rotation par un moteur thermique M.

La pompe hydraulique 1 alimente en fluide hydraulique, par exemple de l'huile, un circuit hydraulique C, qui est un récepteur, ou charge, composé d'un ou plusieurs organes récepteurs qui effectuent un travail, et a une cylindrée variable, typiquement sous la forme d'un plateau 4 à inclinaison variable dont l'inclinaison est pilotée par une vérin 5, typiquement un vérin 5. La vérin 5 est ici un vérin double effet comprenant deux chambres 51 et 52, et une tige 53 qui pilote l'inclinaison du plateau 4 de la pompe 1, et une cloison interne 54 reliée à un moyen de rappel 55 élastique tel qu'un ressort. Les chambres 51 et 52 du vérin 5 sont alimentées par la pompe de gavage 2, via des réducteurs de pression proportionnel, respectivement 11 et 21. Ces réducteurs de pression proportionnels 11 et 21 sont chacun munis d'une commande, respectivement 12 et 22, typiquement une commande électrique, mécanique ou hydraulique, adaptée de manière à les faire basculer de leur configuration par défaut dans laquelle les deux chambres 51 et 52 du vérin 5 sont à pression ambiante vers des configurations dans lesquelles ils délivrent chacun une pression choisie dans les chambres 51 et 52 du vérin 5. Ces deux réducteurs de pression proportionnels sont typiquement pilotés alternativement, de sorte que l'une des chambres 51 ou 52 du vérin 5 soit à pression ambiante, tandis que le pilotage de la pression au sein de l'autre chambre 52 ou 51 pilote l'inclinaison du plateau 4 de la pompe 1, ce qui permet de réaliser le pilotage de la cylindrée avec une pression faible.

Ainsi, en pilotant les réducteurs de pression 11 et/ou 21, on pilote le déplacement du vérin 5, qui agit sur le plateau 4 de la pompe 1 et pilote donc sa cylindrée. D'autres variantes de ce montage ont été proposées, notamment par la 30 demanderesse dans la demande de brevet FR 1257180 non publiée à ce jour, qui présente une variante dans laquelle le montage est modifiée de manière à ce que dans sa configuration par défaut, la cylindrée de la pompe soit non nulle afin d'assurer une ventilation même en cas de panne du système de commande. Toutefois, ces montages présentent plusieurs inconvénients. En premier lieu, ces montages réalisent un pilotage de cylindrée en prélevant de la pression de la ligne haute pression du circuit hydraulique, ce qui n'est pas souhaitable en termes de rendement. De plus, le pilotage de cylindrée est réalisé au moyen d'une commande électrique et non pas d'une pression, ce qui rend délicate l'intégration d'un tel montage sur un système existant. Enfin, un tel pilotage de cylindrée requiert un calcul permanent, notamment afin d'adapter la cylindrée de la pompe en fonction de la vitesse de rotation variable du moteur thermique M, ce qui est contraignant en termes de capacité de calcul.

PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention vise à proposer un système ne présentant pas de tels inconvénients.

A cet effet, la présente invention propose un ensemble comprenant une pompe hydraulique à cylindrée variable au moyen d'un plateau, une pompe de gavage et une commande de pompe comprenant un vérin double effet comprenant un volume interne muni d'une cloison interne définissant une première chambre et une seconde chambre, la cloison interne étant adaptée pour être reliée au plateau et définissant - une position neutre dans laquelle la pompe est pilotée à une cylindrée nulle, pour laquelle la première chambre et la seconde chambre sont à volume égaux, - une première position de butée dans laquelle le volume de la première chambre est à sa valeur minimale et la seconde chambre à sa valeur maximale, - une seconde position de butée dans laquelle le volume de la première chambre est à sa valeur maximale et la seconde chambre à sa valeur minimale ; l'ensemble étant caractérisé en ce que le vérin comprend en outre un premier piston piloté par une première chambre de poussée et dimensionné pour être au contact de la cloison interne uniquement de sa position neutre à sa première position de butée ; la première chambre et la seconde chambre sont pilotées en pression via des éléments de commande, et pour un sens de fonctionnement donné de ladite pompe hydraulique, la première chambre de poussée est reliée au refoulement de la pompe, de sorte que le premier piston applique un effort de contre pilotage de la cylindrée de la pompe en fonction du débit au refoulement de la pompe.

L'ensemble peut comprendre en outre une pompe de gavage, et être tel que - la seconde chambre est reliée à la pompe de gavage de sorte que la pression dans la seconde chambre soit égale à la pression délivrée par la pompe de gavage, - la première chambre est reliée à la pompe de gavage par l'intermédiaire d'un réducteur de pression proportionnel de sorte que la pression dans la première chambre soit proportionnelle à une commande appliquée audit réducteur de pression proportionnel. En variante, l'ensemble peut être tel que le réducteur de pression est un réducteur de pression proportionnel de sorte que la pression dans la première chambre soit proportionnelle à une commande appliquée audit réducteur de pression proportionnel.

Selon un mode de réalisation particulier, la seconde chambre est reliée à la pompe de gavage par l'intermédiaire d'un distributeur adapté pour, - dans une première configuration, relier la pompe de gavage à la seconde chambre, et - dans une seconde configuration, relier la seconde chambre à un réservoir à pression ambiante de manière à réaliser une vidange de la seconde chambre. Selon une variante particulière des deux modes de réalisation précédents, l'ensemble comprend en outre un distributeur d'inversion, configuré pour réaliser sélectivement une inversion de l'alimentation de la première et de la seconde chambre du vérin, de sorte qu'en position d'inversion de sens, - la première chambre est reliée au réservoir, - la seconde chambre est reliée à la pompe de gavage par l'intermédiaire du réducteur de pression proportionnel de sorte que la pression dans la seconde chambre soit proportionnelle à la commande appliquée audit réducteur de pression proportionnel. Selon un mode de réalisation particulier, ledit vérin comprend en outre un second piston piloté par une seconde chambre de poussée et dimensionné pour être au contact de la cloison interne uniquement de sa position neutre à sa seconde position de butée, et dans lequel, pour ledit sens de fonctionnement donné de ladite pompe hydraulique, la seconde chambre de poussée est reliée à l'admission de la pompe.

Selon un mode de réalisation particulier, la cloison mobile a l'une de ses première ou seconde positions de butée définies par le contact avec un des pistons ou par la chambre du vérin. Selon un mode de réalisation particulier, une restriction est disposée en amont de chacune des première et seconde chambres du vérin.

Selon un mode de réalisation particulier, la pompe est entrainée en rotation par un moteur thermique, et dans lequel la vérin est configurée de manière à, pour une commande donnée appliquée au réducteur de pression proportionnel, piloter la cylindrée de la pompe quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique de manière à ce que la pompe délivre un débit sensiblement constant.

L'invention concerne également un système comprenant un ensemble tel que défini précédemment et un moteur hydraulique présentant une admission et un refoulement reliés respectivement au refoulement et à l'admission de la pompe, ledit moteur hydraulique entrainant en rotation un ventilateur de circuit de refroidissement d'un véhicule.

En variante, le vérin est configuré de manière à ce que, dans une configuration dans laquelle la commande appliquée au réducteur de pression proportionnel est nulle, la pompe délivre un débit sensiblement constant non nul et égal à une valeur de consigne prédéfinie.

PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1, déjà décrite précédemment, présente un circuit de pilotage d'une pompe à cylindrée variable selon l'état de la technique ; - La figure 2 présente un exemple de commande de cylindrée d'une pompe hydraulique à cylindrée variable selon l'invention ; - Les figures 3a, 3b et 3c sont des vues en détail du vérin présenté sur la figure 2 ; - La figure 4 présente un exemple d'application de la commande de pompe présentée sur la figure 2 pour un circuit ouvert ; - La figure 5 présente un exemple d'application de la commande de pompe présentée sur la figure 2 pour un circuit fermé ; - La figure 6 présente une variante de la figure 5 adaptée pour permettre un fonctionnement réversible ; - Les figures 7a à 7c sont des vues en détail du vérin présenté sur la figure 6 ; - La figure 8 est un exemple d'application de la commande de pompe selon l'invention pour l'entrainement d'un ventilateur. Dans l'ensemble des figures, les éléments communs sont repérés par les mêmes références numériques. DESCRIPTION DETAILLEE La figure 2 présente un exemple de circuit de pilotage d'une pompe hydraulique à cylindrée variable selon l'invention. On retrouve sur ces figures certains des éléments déjà présentés en 15 référence à la figure 1, notamment : - Une pompe hydraulique 1 à cylindrée variable, typiquement une pompe à pistons axiaux entrainée par un arbre d'entrainement 3, qui est ici lui-même entraîné en rotation par un moteur thermique M. 20 - Un plateau 4 à inclinaison variable dont l'inclinaison est pilotée par un vérin 5, ce plateau 4 définissant la cylindrée de la pompe hydraulique 1. On représente par des flèches le sens de fonctionnement de la pompe 25 hydraulique 1, et on définit ainsi son refoulement 11 et son admission 12 Le premier piston 61 est associé à une première chambre de poussée au sein desquelles une montée en pression entraine un déplacement du piston associé et l'application d'un effort de poussée sur la cloison 30 interne 54 comme on le détaillera ci-après en référence aux figures 3a à 3c. Les figures 3a à 3c représentent une vue en détail du vérin 5 dans plusieurs configurations. 10 La figure 3a représente le vérin 5 en position neutre dans laquelle la pompe pilotée à une cylindrée nulle, pour laquelle la première chambre 51 et la seconde chambre 52 sont à volume égaux. La position neutre est représentée en pointillés sur les figures 3b et 3c. La figure 3b représente le vérin 5 en première position de butée dans laquelle le volume de la première chambre 51 est à sa valeur minimale et la seconde chambre 52 à sa valeur maximale. La figure 3c représente le vérin 5 en seconde position de butée dans laquelle le volume de la première chambre 51 est à sa valeur maximale et la seconde chambre 52 à sa valeur minimale. Comme on le voit sur ces figures, le premier piston 61 comprend une tige de poussée et est configuré de manière à pouvoir être au contact de la cloison interne 54 uniquement lorsque cette dernière est entre sa position neutre et sa première position de butée. Lorsque la cloison interne 54 est entre sa position neutre et sa seconde position de butée, le premier piston 61 n'est pas au contact de la cloison interne 54, et n'exerce donc aucun effort dessus.

On décrit ensuite un exemple de fonctionnement en référence à ces figures 2 et 3a à 3c. On considère une situation initiale dans laquelle le moteur thermique M est à l'arrêt. La pompe 1 est donc également à l'arrêt. Le vérin 5 est en position neutre ; les chambres 51 et 52 du vérin 5 sont y pression ambiante. Le moteur thermique M est ensuite mis en marche, entrainant ainsi en rotation la pompe 1 son arbre d'entrainement 3. On applique ensuite une pression de pilotage dans la seconde chambre 52, de manière à déplacer la cloison interne 54 de sa position neutre vers sa première configuration de butée, ce qui entraine une augmentation de la cylindrée de la pompe hydraulique 1, et dont l'établissement d'un débit à son refoulement 11. Cette montée en débit au refoulement 11 de la pompe 1 entraine une montée en pression dans la première chambre de poussée 63 du premier piston 61, qui exerce alors un effort de contre-réaction sur la cloison interne 54 du vérin 5, s'opposant à l'effort résultant de la pression au sein de la seconde chambre 52. La cloison interne 54 atteint alors une position d'équilibre entre cet effort de contre réaction exercé par le premier piston 61 et l'effort résultant de la pression au sein de la seconde chambre 52. Cette structure de commande de pompe permet en outre de prendre en compte les variations de vitesse du moteur thermique M, ce qui est particulièrement intéressant pour les circuits qui entrainent des récepteurs dont le couple d'entrainement est proportionnel, quelle qu'en soit la loi de proportion, à leur vitesse de rotation, donc au débit hydraulique qui les traverse. Ces récepteurs ont aussi la caractéristique que la pression d'entrainement est proportionnelle à leur vitesse, et donc au débit qui les traverse. La vitesse d'entrainement est donc également proportionnelle à une puissance produite par le récepteur. On considère en situation initiale où, pour une vitesse de rotation V1 donnée du moteur thermique M, une commande est appliquée par les moyens de pilotage 7 et/ou 8 de manière à définir une valeur de cylindrée Cl de la pompe 1. La pompe 1 a alors un débit égal à Cl x V1, ce qui correspond à une puissance souhaitée de l'organe entrainé.

Dans le cas où la vitesse de rotation du moteur thermique M diminue, pour atteindre une valeur V2 < V1, le débit au refoulement 11 de la pompe 1 diminue ; donc la pression au sein de la chambre de poussée 63 diminue et l'effort de contre-réaction exercé par le premier piston 61 sur la cloison interne 54 diminue, ce qui tend à déplacer la cloison mobile 54 du vérin 5 vers sa première position de butée jusqu'à atteindre une nouvelle position d'équilibre définissant une valeur de cylindrée C2 supérieure à Cl.

De la même manière, en cas d'augmentation de la vitesse de rotation du moteur thermique M qui atteint par exemple une valeur V3 > V1, la pression dans la chambre de poussée 63 augmente, ce qui tend à déplacer la cloison mobile 54 du vérin 5 vers sa position neutre sous l'action du piston 61, et donc à réduire sa cylindrée jusqu'à atteindre une nouvelle position d'équilibre définissant une valeur valeur de cylindrée C3 inférieure à Cl. On a alors avantageusement Cl x V1 = C2 x V2 = C3 x V3, c'est-à-dire un débit sensiblement constant et indépendant de la vitesse de rotation du moteur thermique M. On obtient donc une régulation de la pompe à puissance constante de l'organe entrainé, quelles que soient les variations de vitesse du moteur M.

La figure 4 présente un exemple d'application de la structure de commande de pompe présentée sur la figure 2 pour un circuit ouvert, par exemple pour l'alimentation d'un moteur hydraulique 14. La première chambre 51 du vérin 5 est à pression ambiante.

La seconde chambre 52 du vérin 5 est reliée au refoulement 11 de la pompe 1 via le moyen de pilotage 8 qui est ici un réducteur de pression proportionnel 8, appliquant ainsi une pression dans la chambre 52 proportionnelle à une commande, l'excédent étant évacué vers un réservoir à pression ambiante R.

La seconde chambre 54 du vérin 5 comprend en outre un ressort de démarrage 64 exerçant un effort de poussée sur la cloison interne 54 lorsqu'elle est dans sa seconde configuration de butée, ce qui permet d'obtenir une cylindrée non nulle pour la pompe 1 dès son démarrage. En fonctionnement, la rotation de l'arbre 3 du moteur thermique M entraine la pompe 1 en rotation. Du fait du ressort de démarrage 64, le plateau 4 de la pompe 1 définit une valeur de cylindrée non nulle ; la pompe 1 délivre donc un débit non nul par son refoulement 11. Si la pression est nulle au sein des deux chambres 51 et 52 du vérin 5, alors le débit généré par la pompe 1 entraine une montée en pression dans la première chambre de poussée 63, et le premier piston 61 déplace la cloison interne 54 vers sa seconde position de butée en s'opposant à l'effort du ressort de démarrage 64 pour tendre vers un débit nul.

Lorsque l'on applique une commande de débit via le réducteur de pression proportionnel 8, le débit du refoulement 11 de la pompe 1 est acheminé vers la seconde chambre 52 du vérin 5, entrainant ainsi un déplacement de la cloison interne 54 et donc du plateau 4 pour augmenter la cylindrée de la pompe 1. Comme décrit en référence à la figure 2, le premier piston 61 exerce alors un effort de contre réaction, ce qui permet de définir une position d'équilibre pour la cloison interne 54, définissant ainsi une valeur de cylindrée variant en fonction de la vitesse d'entrainement de la pompe 1 afin d'obtenir une commande en débit sensiblement constante comme décrit précédemment. Lorsque la commande en débit est coupée, c'est-à-dire lorsque le réducteur de pression proportionnel 8 relie la seconde chambre 52 du vérin 5 au réservoir R à pression ambiante, le premier piston 61 déplace la cloison interne 54 du vérin 5 vers sa position neutre, jusqu'à atteindre une valeur de cylindrée sensiblement nulle ; le premier piston 61 exerce donc une fonction de remise à zéro de la cylindrée de la pompe 1.

La figure 5 présente un exemple d'application de la structure de commande de pompe présentée sur la figure 2 pour un circuit fermé. La pompe hydraulique 1 est ici associée à une pompe de gavage 2, 5 typiquement entrainée par l'arbre 3 du moteur thermique M. On définit un circuit hydraulique fermé C alimenté par la pompe 1, et comprenant un circuit de gavage G alimenté par la pompe de gavage 2. Comme sur le mode de réalisation de la figure 4, la première chambre 51 du vérin 5 est reliée à un réservoir R à pression ambiante, et la 10 première chambre de poussée 63 est reliée au refoulement 11 de la pompe 1. La seconde chambre 52 du vérin 5 est quant à elle reliée à la pompe de gavage 2 via le moyen de pilotage 8 qui est ici un réducteur de pression proportionnel 8, appliquant ainsi une pression dans la chambre 52 15 proportionnelle à une commande, l'excédent étant évacué vers un réservoir à pression ambiante R. En fonctionnement, on considère une situation initiale dans laquelle le vérin 5 est en position neutre, et le plateau 4 définit donc une cylindrée 20 nulle pour la pompe 1. La rotation de l'arbre 3 du moteur thermique M entraine la pompe 1 et la pompe de gavage 2 en rotation. Lorsque l'on applique une commande de débit via le réducteur de 25 pression proportionnel 8, la pompe de gavage 2 alimente la seconde chambre 52 du vérin 5 et y établit une pression tendant à déplacer la cloison interne 54 pour augmenter la cylindrée de la pompe 1. Comme précédemment, la pression au sein de la première chambre de poussée 63 augmente également du fait du débit généré par la pompe, 30 et la cloison interne 54 atteint une position d'équilibre entre la pression du sein de la seconde chambre 52 et de l'effort de contre poussée résultant de la pression au sein de la première chambre de poussée 63.

Le ressort de démarrage 64 n'est donc pas nécessaire, la pompe de gavage 2 assure le démarrage de la pompe 1 à partir de sa position neutre.

La figure 6 présente une variante de la figure 5 adaptée pour permettre un fonctionnement réversible de la pompe 1, c'est-à-dire de permettre une inversion des débits, et donc une inversion du sens de rotation du récepteur C Le vérin 5 a ici deux chambres 51 et 52 et un premier vérin 61 associé à une première chambre de poussée 63 comme précédemment, ainsi qu'un second vérin 62 associé à une seconde chambre de poussée 64 Les pistons 61 et 62 sont configurés de manière à ne pouvoir exercer qu'un effort de poussée sur la cloison interne 54, et non pas un effort de traction. On présentera par la suite en détail la structure du vérin 5 sur les figures 7a à 7c.

La première chambre 51 du vérin 5 est reliée à la pompe de gavage 2 par l'intermédiaire d'un réducteur de pression proportionnel 7 de sorte que la pression dans la première chambre 51 soit proportionnelle à une commande 71 appliquée audit réducteur de pression proportionnel 7.

La seconde chambre 52 du vérin 5 est reliée à la pompe de gavage 2 par l'intermédiaire d'un distributeur de vidange 8 optionnel, adapté pour, - dans une première configuration 81, relier la pompe de gavage 2 à la seconde chambre 52, et - dans une seconde configuration 82, relier la seconde chambre 52 à un réservoir à pression ambiante R de manière à réaliser une vidange de la seconde chambre 52.

On définit de manière arbitraire le refoulement 11 et l'admission 12 de la pompe 1, correspondant à un sens de fonctionnement donné et représenté par des flèches sur la figure 6. La chambre de poussée 63 du premier piston 61 est reliée au refoulement 11 de la pompe 1. La chambre de poussée 64 du second piston 62 est reliée à l'admission 12 de la pompe 1. On décrit à présent le vérin 5 en référence aux figures 7a à 7c.

La figure 7a représente le vérin 5 en position neutre dans laquelle la pompe pilotée à une cylindrée nulle, pour laquelle la première chambre 51 et la seconde chambre 52 sont à volume égaux. La position neutre est représentée en pointillés sur les figures 3b et 3c.

La figure 7b représente le vérin 5 en première position de butée dans laquelle le volume de la première chambre 51 est à sa valeur minimale et la seconde chambre 52 à sa valeur maximale. La cloison interne 54 est alors en butée contre le premier piston 61. La figure 7c représente le vérin 5 en seconde position de butée dans laquelle le volume de la première chambre 51 est à sa valeur maximale et la seconde chambre 52 à sa valeur minimale. La cloison interne 54 est alors en butée contre le second piston 62. Comme on le voit sur ces figures, les pistons 61 et 62 comprennent 25 chacun une tige de poussée et sont configurés de manière exercer uniquement un effort de poussée sur la cloison interne 54. Le premier piston 61 est configuré de manière à pouvoir être au contact de la cloison interne 54 uniquement lorsque celle-ci est entre sa position neutre et sa première position de butée. 30 Le second piston 62 est configuré de manière à pouvoir être au contact de la cloison interne 54 uniquement lorsque celle-ci est entre sa position neutre et sa seconde position de butée.

Les valeurs de butée de la cloison interne 54, et donc la cylindrée maximale de la pompe 1 peuvent être définies par les pistons 61 et 62, ou par le corps du vérin dans lequel coulisse la cloison interne 54, ou encore par tout autre moyen adapté.

On décrit ensuite un exemple de fonctionnement en référence à la figure 6. On considère une situation initiale dans laquelle le moteur thermique M 10 est à l'arrêt. La pompe 1 et la pompe de gavage 2 sont donc également à l'arrêt. Le vérin 5 est en position neutre. On met en marche le moteur thermique M ; son arbre 3 entraine en rotation la pompe 1 et la pompe de gavage 2. 15 On représente arbitrairement un sens circulation du fluide par les flèches sur la figure 6, que l'on qualifie de sens principal de circulation, par opposition au sens inverse de circulation qui sera décrit ultérieurement. La pompe 1 est à cylindrée nulle, tandis que la pompe de gavage 2 20 délivre un débit qui alimente le circuit de gavage G et la seconde chambre 52 via le distributeur 8. Il y a donc une montée en pression au sein de la seconde chambre 52 du vérin 5, qui déplace la cloison interne 54 du vérin 5 de manière à augmenter la cylindrée de la pompe 1. La pompe 1 délivre donc un débit par son refoulement 11, ce qui entraine 25 une montée en pression au sein de la première chambre de poussée 63 et un effort de contre poussée exercé par le premier piston 61 définissant ainsi une position d'équilibre de la cloison 54 en fonction de la consigne de débit donnée. En l'absence de consigne donnée via la commande 71, la cloison interne 30 54 pilote le plateau 4 de sorte que la cylindrée de la pompe 1 soit à sa valeur maximale.

Lors de l'application d'une consigne de débit via la commande 71 du réducteur de pression proportionnel 7, la pompe de gavage 2 délivre une pression donnée dans la première chambre 51 du vérin 5, tendant ainsi à déplacer la cloison interne 54 et donc le plateau 4 dans le sens d'une réduction de cylindrée de la pompe 1, jusqu'à atteindre une position d'équilibre entre - la pression au sein de la seconde chambre 52 d'une part, et - la pression au sein de la première chambre 51 et l'effort de contre poussée exercé par le premier piston 61 résultant de la pression au sein de la première chambre de poussée 63 d'autre part. L'augmentation de la commande 71 appliquée au réducteur de pression proportionnel 7 entraine ainsi la réduction progressive de la cylindrée de la pompe 1. Lorsque la commande appliquée au réducteur de pression proportionnel 7 est à 100%, c'est-à-dire que le réducteur de pression proportionnel 7 se comporte comme un conduit et que la pression à son entrée et celle à sa sortie sont égales, aux pertes de charge près. La cylindrée de la pompe 1 est alors nulle ; la cloison interne 54 est ramenée à sa position de repos.

Le second piston 62 n'est quand à lui pas au contact de la cloison interne 54, et n'influence pas la cylindrée de la pompe 1. Comme pour les modes de réalisation décrits précédemment, la modification de la vitesse de rotation de l'arbre 3 entraine une modification de la cylindrée de la pompe 1 afin de conserver un débit sensiblement constant et indépendant de la vitesse de rotation de l'arbre 3.

On remarque qu'en cas de défaillance de la commande 71, la pompe 1 délivre son débit maximum, ce qui permet d'assurer l'alimentation d'un circuit hydraulique par exemple en cas de panne électrique.

Lors de l'arrêt du moteur thermique M, la pression diminue progressivement dans les chambres 51, 52 et 63. Le premier piston 61 va alors tendre à ramener la cloison interne 54 vers sa position neutre et donc à ramener la pompe 1 à une cylindrée nulle.

On décrit ensuite un fonctionnement en sens inverse de la pompe 1. On considère une situation initiale correspondant à un fonctionnement dans le sens principal. Afin de réaliser un fonctionnement en sens inverse, on réalise la séquence suivante : - on pilote le réducteur de pression proportionnel 7 100%, ce qui place la pompe 1 en cylindrée nulle au point neutre - On pilote ensuite le distributeur 8 de manière à le positionner en deuxième position, ce qui place la seconde chambre 52 à pression ambiante. La pression dans la première chambre 51, qui est maximale, place alors la cloison interne 54 en butée maximale pour un entrainement en sens inverse du récepteur C. L'effort de poussée du second piston 62 à un fonctionnement similaire à celui du premier piston 61 mais dans le sens inverse, et régule la cylindrée pour obtenir un débit sensiblement constant, correspondant à la valeur maximale commandée au réducteur de pression proportionnel 7. En variante, on peut faire varier la commande en pression du réducteur 25 de pression proportionnel 7 pour obtenir un fonctionnement correspondant à celui de la figure 5, ce qui permet d'avoir un pilotage en vitesse. Le sens circulation du fluide est ici l'inverse de celui représenté par les 30 flèches sur la figure 6. La pompe 1 est à cylindrée nulle, tandis que la pompe de gavage 2 délivre un débit qui alimente le circuit de gavage G et la seconde chambre 52 via le distributeur 8. Il y a donc une montée en pression au sein de la seconde chambre 52 du vérin 5, qui déplace la cloison interne 54 du vérin 5 afin d'augmenter la cylindrée de la pompe 1 en inclinant le plateau 4. Le premier piston 61 exerce alors un effort de contre poussée du fait de la pression au sein de la première chambre de poussée 63 qui est reliée à l'admission de la pompe 1. L'effort de contre poussée est donc moindre par rapport au fonctionnement en sens de circulation principal décrit précédemment dans lequel la première chambre de poussée 63 était reliée au refoulement de la pompe 1. A l'exception de cet effort de contre poussée moindre, le fonctionnement est similaire à celui décrit précédemment en référence au sens de circulation principal.

La figure 8 présente un exemple d'application d'un tel circuit pour l'entrainement d'un ventilateur 15. On représente ici encore arbitrairement un sens de fonctionnement de la pompe 1 par des flèches, et on définit donc une ligne d'alimentation Hp et une ligne de retour BP du circuit hydraulique.

Le circuit de gavage G est ici représenté de manière conventionnelle comme comprenant des clapets anti retour 22 et 23 permettant le gavage des lignes d'alimentation HP et de retour BP du circuit hydraulique, ainsi que des limiteurs de pression 21, 24 et 25 permettant d'évacuer un excès de pression vers un réservoir R.

Le mode de réalisation présenté comprend en outre un distributeur d'inversion 9 disposé entre les chambres 51 et 52 du vérin 5 et le réducteur de pression proportionnel 7 et le distributeur de vidange 8 respectivement.

Ce distributeur d'inversion 9 alterne entre deux configurations ; - une première configuration 91 dans laquelle le réducteur de pression proportionnel 7 est relié à la première chambre 51 du vérin 5 tandis que la seconde chambre 52 du vérin 5 est reliée à la pompe de gavage 2, optionnellement par l'intermédiaire du distributeur de vidange 8 ; et - une seconde configuration 92 dans laquelle le réducteur de pression proportionnel 7 est relié à la seconde chambre 52 du vérin 5 tandis que la première chambre 51 du vérin 5 est reliée à la pompe de gavage 2, optionnellement par l'intermédiaire du distributeur de vidange 8.

La commutation de ce distributeur d'inversion 9 au moyen d'une commande 93 à laquelle s'oppose un élément de rappel élastique 94 réalise alors une inversion de l'alimentation des chambres 51 et 52 du vérin 5. Le distributeur d'inversion 9 peut ainsi être commuté en cas d'inversion du sens de rotation de la pompe 1, de manière à obtenir une commande de pompe identique quel que soit le sens de rotation de la pompe 1. Un tel mode de réalisation est avantageux notamment pour l'entrainement d'un ventilateur en ce que les conditions d'utilisations peuvent rendre avantageux d'inverser régulièrement le sens de rotation de ventilateur, par exemple pour alterner entre des cycles d'aspiration et de ventilation. Le circuit proposé permet ainsi de réaliser un pilotage du ventilateur 15 25 au moyen d'une commande en pression, sans pertes dans les lignes haute pression HP et basse pression BP, et en assurant une ventilation en cas de défaillance de la commande 71. De plus, comme vu précédemment, la pompe 1 délivre un débit 30 sensiblement constant pour une commande donnée, et ce quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique M. La commande 71 permet ainsi de piloter directement la vitesse de rotation du ventilateur 15, indépendamment de la vitesse de rotation du moteur M, et sans nécessiter un calcul permanent du fait du pilotage par la différence de pression entre l'admission 12 et le refoulement 11 de la pompe 1. On a donc une courbe unique définissant la vitesse de rotation du ventilateur 15 en fonction de la commande 71 appliquée.

Le circuit présenté permet ainsi de réaliser une commande en pression de la cylindrée d'une pompe hydraulique assurant une valeur de débit donnée pour la pompe, par exemple un débit maximum, même en cas de panne de la commande, par exemple en cas de défaillance électrique.

En variante, une première restriction est disposée entre la première chambre 51 et le réducteur de pression proportionnel 7, et une seconde restriction est disposée entre la seconde chambre 52 et le distributeur de vidange 8, ces restrictions permettant d'amortir l'établissement de la pression au sein des première et seconde chambres 51 et 52 du vérin 5. En variante, si le réducteur de pression 7 est un simple réducteur non piloté à tarage fixe 71 (réglable manuellement on peut obtenir une commande simplifiée pour un pilotage à débit fixe sans calcul et contrôle électronique. Le distributeur d'inversion 8 permet toujours l'inversion de sens. Le système proposé permet ainsi de compenser les variations de vitesse du moteur thermique M du fait du pilotage par pression, sans nécessiter 25 de la mémoire de calcul en permanence pour adapter la commande appliquée au réducteur de pression proportionnel 7. La pompe 1 délivre ainsi un débit sensiblement constant pour une commande donnée, et ce quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique M. On a donc une courbe unique du débit de la 30 pompe 1 en fonction de la commande 71 appliquée. Ce système s'applique de plus particulièrement au pilotage des entrainements de récepteurs que l'on souhaite piloter en vitesse (ou vitesse constante, mais sur une valeur choisie) ayant une réponse proportionnelle entre leur vitesse et leur couple d'entrainement, et qui ont un entrainement de la pompe à vitesse variable, typiquement ventilateurs, pompes centrifuges, et générateurs d'éoliennes, génératrices entrainées par un moteur thermique.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble comprenant une pompe hydraulique (1) à cylindrée variable au moyen d'un plateau (4), une pompe de gavage (2) et une commande de pompe comprenant un vérin (5) double effet comprenant un volume interne muni d'une cloison interne (54) définissant une première chambre (51) et une seconde chambre (52), la cloison interne (54) étant adaptée pour être reliée au plateau (4) et définissant - une position neutre dans laquelle la pompe est pilotée à une cylindrée nulle, pour laquelle la première chambre (51) et la seconde chambre (52) sont à volume égaux, - une première position de butée dans laquelle le volume de la première chambre (51) est à sa valeur minimale et la seconde chambre (52) à sa valeur maximale, - une seconde position de butée dans laquelle le volume de la première chambre (51) est à sa valeur maximale et la seconde chambre (52) à sa valeur minimale ; l'ensemble étant caractérisé en ce que le vérin (5) comprend en outre un premier piston (61) piloté par une 20 première chambre de poussée (63) et dimensionné pour être au contact de la cloison interne (54) uniquement de sa position neutre à sa première position de butée ; la première chambre (51) et la seconde chambre (52) sont pilotées en pression via des éléments de commande, et pour un sens de 25 fonctionnement donné de ladite pompe hydraulique (1), la première chambre de poussée (63) est reliée au refoulement de la pompe (1), de sorte que le premier piston (61) applique un effort de contre pilotage de la cylindrée de la pompe en fonction du débit au refoulement de la pompe (1). 30
2. 2. Ensemble selon la revendication 1 comprenant en outre une pompe de gavage (2), et dans lequella seconde chambre (52) est reliée à la pompe de gavage (2) de sorte que la pression dans la seconde chambre (52) soit égale à la pression délivrée par la pompe de gavage (2), - la première chambre (51) est reliée à la pompe de gavage (2) par l'intermédiaire d'un réducteur de pression (7) de sorte que la pression dans la première chambre (51) soit proportionnelle au tarage (71) appliqué audit réducteur de pression (7).
3. 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel le réducteur de pression (7) est un réducteur de pression proportionnel (7) de sorte que la pression dans la première chambre (51) soit proportionnelle à une commande (71) appliquée audit réducteur de pression proportionnel (7).
4. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la seconde chambre (52) est reliée à la pompe de gavage (2) par l'intermédiaire d'un distributeur adapté pour, - - dans une première configuration, relier la pompe de gavage (2) à la seconde chambre (52), et - - dans une seconde configuration, relier la seconde chambre (52) à un réservoir à pression ambiante (R) de manière à réaliser une vidange de la seconde chambre (52).
5. 5. Ensemble selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, comprenant en outre un distributeur d'inversion (9), configuré pour réaliser sélectivement une inversion de l'alimentation de la première (51) et de la seconde (52) chambre du vérin (5), de sorte qu'en position d'inversion de sens, - la première chambre (51) est reliée au réservoir (R), la seconde chambre (52) est reliée à la pompe de gavage (2) par l'intermédiaire du réducteur de pression proportionnel (7) de sorte que la pression dans la seconde chambre (52) soit proportionnelle à la commande (71) appliquée audit réducteur de pression proportionnel (7).
6. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit vérin (5) comprend en outre un second piston (62) piloté par une seconde chambre de poussée (64) et dimensionné pour être au contact de la cloison interne (54) uniquement de sa position neutre à sa seconde position de butée, et dans lequel, pour ledit sens de fonctionnement donné de ladite pompe hydraulique (1), la seconde chambre de poussée (64) est reliée à l'admission de la pompe (1).
7. 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la cloison mobile (54) a l'une de ses première ou seconde positions de butée définies par le contact avec un des pistons (61) ou (62), ou avec la chambre du vérin (5)..
8. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel une restriction est disposée en amont de chacune des première (51) et seconde (52) chambres du vérin (5).
9. 9. Ensemble selon la revendication 3, ou l'une des revendications 4 à 8 prise en combinaison avec la revendication 3, dans lequel la pompe (1) est entrainée en rotation par un moteur thermique (M), et dans lequel le vérin (5) est configuré de manière à, pour une commande (71) donnée appliquée au réducteur de pression proportionnel (7), piloter la cylindrée de la pompe (1) quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique (M) de manière à ce que la pompe (1) délivre un débit sensiblement constant.
10. 10. Système comprenant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 9 et un moteur hydraulique (14) présentant une admission et un refoulement reliés respectivement au refoulement et à l'admission de la pompe (1), ledit moteur hydraulique (14) entrainant en rotation un ventilateur (15) de circuit de refroidissement d'un véhicule.
11. 11. Système selon la revendication 10, dans lequel le vérin (5) est configuré de manière à ce que, dans une configuration dans laquelle la commande (71) appliquée au réducteur de pression proportionnel (7) est nulle, la pompe (1) délivre un débit sensiblement constant non nul et égal à une valeur de consigne prédéfinie.