FR3075915A1

FR3075915A1 - Dispositif electrovalve adapte pour etre monte entre une source de puissance hydraulique telle qu'une pompe et un verin hydraulique recepteur

Info

Publication number: FR3075915A1
Application number: FR1762886A
Authority: FR
Inventors: Sylvain Hugel; Didier Chan; Francois Fischer
Original assignee: JTEKT HPI SAS
Current assignee: JTEKT Europe SAS
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: EP3728916A1; FR3075915B1; WO2019122772A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif électrovanne adapté pour être monté entre une source de puissance hydraulique telle qu'une pompe, et un vérin hydraulique récepteur, du type comprenant un corps de valve (30) qui comporte un premier orifice (8) de connexion à la source et un deuxième orifice (7) de connexion au vérin et des moyens déplaçables dans le corps de valve entre une position d'ouverture d'un passage d'écoulement (8, 7) entre ces deux orifices et une position de fermeture de ce passage. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une troisième position dans laquelle il y a communication de fluide entre les deux orifices (7, 8) par un passage à section d'écoulement réduite (60) de façon à assurer un vidage lent du vérin récepteur. L'invention peut être utilisée dans le domaine des véhicules automobiles.

Description

Dispositif électrovalve adapté pour être monté entre une source de puissance hydraulique telle qu’une pompe et un vérin hydraulique récepteur.

[0001] L’invention concerne un dispositif électrovalve adapté pour être monté entre une source de puissance hydraulique telle qu’une pompe et un vérin hydraulique récepteur, du type comprenant un corps de valve qui comporte un premier orifice de connexion à la source et un deuxième orifice de connexion au vérin et des moyens déplaçables dans le corps de valve entre une position d’ouverture et une position de fermeture d’un tel passage entre les deux orifices. L’invention concerne également des systèmes comportant un dispositif électrovalve monté entre une source de puissance hydraulique et un vérin hydraulique récepteur.

[0002] Il est connu d’utiliser des dispositifs électrovalves de ce type, comme valve Tout ou rien ouvert/fermé dans des systèmes de commande automatique d’embrayage applicables à des véhicules de transport. Le vérin récepteur commande dans un tel système l’embrayage et la source est normalement un groupe électropompe.

[0003] Dans l’actuation d’embrayage, on distingue deux états, à savoir l’embrayage fermé et l’embrayage ouvert. Les figures 1 à 3 montrent un exemple de système d’actuation d’embrayage respectivement à l’état fermé et à l’état ouvert. Sur ces figures, les références 1, 2, 3 et 4 désignent respectivement une valve Marche/Arrêt, un groupe électropompe, un vérin récepteur et l’embrayage. La référence 5 désigne le réservoir de fluide hydraulique et la référence 6 un étranglement formant une perte de charge. Les orifices côté groupe électropompe et côté vérin portent les références respectivement 8 et 7. On constate qu’à l’état d’embrayage fermé, la valve est dans sa position ouverte, et il existe un passage d’écoulement de fluide hydraulique entre ses deux orifices 7 et 8, avec l’électropompe à l’arrêt. Les figures 2 et 3 montrent l’embrayage à l’état ouvert. Sur la figure 2, la valve est ouverte, c'est-à-dire qu’il y a communication de fluide entre les orifices 7 et 8, et la pompe est en marche et maintient dans la chambre de travail du vérin une pression élevée de compression du ressort de rappel. Sur la figure 3, la valve est fermée. Il n’y a pas de communication de fluide entre les orifices 7 et 8 et la pompe est à l’arrêt. Il est important d’éviter une fermeture trop rapide de l’embrayage et ainsi le calage du moteur thermique, provoqué par un vidage trop rapide de la chambre de travail du vérin à travers la valve, quelles que soient les situations de fonctionnement rencontrées. En mode normal du dispositif de commande automatique, son bon fonctionnement garantit cette condition. Mais, dans des cas de défaillance, par exemple, lié à des problèmes mécaniques, de logique de contrôle ou de panne d’alimentation électrique de la valve, la fermeture de l’embrayage ne pourrait pas être freinée correctement et le calage du moteur thermique pourrait se produire.

[0004] L’invention a pour but d’apporter une solution à ce problème.

[0005] Pour atteindre ce but, l’invention propose un dispositif électrovanne qui est caractérisé en ce qu’il comprend une troisième position dans laquelle il y a communication de fluide entre les deux orifices, mais la section d’écoulement est réduite de façon à assurer un vidage lent de la chambre de travail du vérin récepteur.

[0006] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un seul mode de réalisation de l’invention et dans lesquels : - Les figures 1 à 3 sont des schémas synoptiques fonctionnels d’un système automatique de commande d’un embrayage, comprenant une valve Tout ou rien ouvert/fermé classique ; - La figure 4 est une vue schématique simplifiée d’un système de commande automatique d’embrayage des figures 1 à 3, mais comprenant une valve Tout ou rien ouvert/fermé selon l’invention, pourvue d’une position intermédiaire ; - La figure 5 est une vue schématique similaire à la figure 4, mais illustre la structure de la valve selon l’invention dans une vue en coupe axiale, en position ouverte. - La figure 6 est une vue en coupe axiale de la valve selon l’invention de la figure 5, mais montre celle-ci en position fermée. - La figure 7A est une vue en coupe axiale de la valve selon l’invention de la figure 5, mais montre celle-ci en position intermédiaire de mode défaut, et - La figure 7B est une vue de détail illustrant à plus grande échelle la partie encerclée sur la figure 7A.

[0007] Le dispositif d’électrovalve selon l’invention à trois positions, c'est-à-dire comprenant en plus des deux positions classiques d’ouverture et de fermeture de la valve une troisième position d’écoulement lent à travers la valve, par un passage à section transversale d’écoulement réduite, sera décrite ci-après dans un système comportant, à titre de source de puissance hydraulique, une pompe d’alimentation en fluide hydraulique sous pression d’un vérin hydraulique, pour lequel un vidage lent de la chambre de travail du vérin est exigé quand la pompe est inopérante. Le système automatique de commande d’embrayage selon les figures 1 à 3 constitue une application avantageuse mais non exclusive du dispositif électrovalve selon l’invention.

[0008] Sur les figures 4 à 7, le dispositif d’électrovalve appelé ci-après valve, pour simplifier, est désigné par la référence 10 et montré monté entre une électropompe et un vérin hydraulique récepteur noté respectivement 2 et 3 comme sur les figures 1 à 3.

[0009] La valve 10 comprend un agencement hydraulique 12 et un agencement de commande électrique 14. Ce dernier comporte une enveloppe de solénoïde 16 enfermant un solénoïde 18, un noyau magnétique 20, axialement mobile dans le solénoïde pour actionner l’agencement hydraulique par l’intermédiaire d’un poussoir 22 s’étendant coaxialement de l’extrémité inférieure du noyau dans l’agencement hydraulique 12.

[0010] Cet agencement comporte une embase 24 de forme générale cylindrique fermée du côté de l’agencement électrique. Sa partie centrale est percée d’une ouverture 28 de passage du poussoir 22. L’embase est ouverte à son extrémité opposée et accueille le corps de valve 30. Celui-ci est monté fixe dans la partie d’extrémité ouverte de l'embase en faisant axialement saillie vers l’extérieur. Dans ce corps 30, est monté un clapet 32, axialement déplaçable entre une position dans laquelle il vient en appui sur un siège d’étanchéité 33 sur la paroi interne du corps de valve, près de l’extrémité extérieure ouverte libre de celui-ci et une position de dégagement du siège. Ce dernier est formé par un rétrécissement interne annulaire de la paroi du corps 30 qui est ouvert à son extrémité libre pour constituer l’orifice 8 de la valve, destiné à être connecté à la pompe 2. La paroi tubulaire du corps 30 est percé au niveau du clapet 32 par deux trous diamétralement opposés. Ces trous forment les orifices 7 de la valve destinés à être connectés au vérin récepteur 3. Dans sa position en appui sur le siège, conformément à la figure 6, le clapet empêche toute communication entre les orifices 7 et 8. Dans sa position de dégagement du siège, ces orifices peuvent communiquer à travers un espace annulaire 37 alors existant entre le siège 33 et le bord 38 de la paroi radiale de fermeture 40 de l’extrémité inférieure du clapet. La paroi d’extrémité 40 est axialement percée dans son centre d’un trou traversant 42 qui constitue le siège d’étanchéité de la pointe 44 d’un pointeau 46 qui est disposé coaxialement dans l’embase et le clapet de façon mobile entre une position d’obturation du trou 42 en étant engagé dans celui-ci par sa pointe et une position dans laquelle la pointe 44 du pointeau 46 libère le trou et permet ainsi un passage de fluide entre l’orifice 8 du corps de valve et l’intérieur du clapet. Cet intérieur communique avec les orifices 7 côté vérin récepteur 3 par un canal 48 permettant l’équilibre des pressions entre la face extérieure et la face intérieure du corps de clapet. L’extrémité intérieure 49 du pointeau, opposée à la pointe est en appui contre la paroi frontale libre 50 du poussoir. L’extrémité 49 présente une gorge 52 accueillant un jonc d’arrêt 53. Le jonc 53 sert d’appui à l’extrémité supérieure d’un ressort hélicoïdal 54 dont l’autre extrémité et en appui contre la face frontale intérieure du corps de valve 30. La raideur de ce ressort est ajustée de façon qu’en partant de la position fermée, il fait d’abord reculer relativement le pointeau dans le clapet, puis n’autorise le recul du clapet qu’à partir d’une valeur choisie de différentiel de pression (quelques bar). A l’intérieur du clapet côté électrique, une bague d’arrêt 56 limite la course relative entre le clapet et le pointeau. Le corps de valve 30 comporte également un passage 57 pour équilibrer la pression et mettre la zone interne de la valve 55 à la pression de l'extérieur. Comme indiqué plus haut, soit le pointeau est en appui au fond du clapet pour obturer le trou de passage de fluide 42, soit il est soulevé d’une course définie par la position de la bague d’arrêt pour créer un passage limité formé par le jeu entre le trou et la pointe 44 du pointeau.

[0011] Concernant le fonctionnement de la valve selon l’invention, il ressort déjà de la description qui vient d’être faite. La figure 5 représente la valve en position ouverte. Le solénoïde 18 est désactivé. Le ressort 54 en se détendant, fait se soulever le pointeau 46 qui entraîne le clapet 32 par l’intermédiaire de la bague d’arrêt. La pression dans l’orifice 8 s’exerçant sur la face extérieure 40 du clapet force celui-ci à reculer davantage, ce qui crée l’espace de passage 37 du fluide de l’orifice 8 vers l’orifice 7, d’une section importante, par exemple, de l’ordre de 10 mm2. La valve désactivée étant ainsi complètement passante, la pompe peut envoyer du fluide sous pression au vérin récepteur 3 et remplir celui-ci.

[0012] La figure 6 montre la valve en position fermée. La fermeture est obtenue par activation du solénoïde, ce qui amène le noyau 20 à pousser tout d’abord le pointeau 46 vers le bas de façon que sa pointe 44 obture le trou 42 dans le fond du clapet. Le passage entre le pointeau et le clapet est ainsi obturé. En continuant sa course, le noyau entraîne également le clapet sur son siège 33, ce qui provoque l’obturation du passage 37 entre le clapet et le corps de valve. Les orifices 8 et 7 ne sont donc plus en communication et le passage de fluide devient impossible. Si la fermeture de la valve intervient après le remplissage du vérin récepteur, les pressions P7 et P8 aux orifices 7 et 8 sont équilibrées et l’effort de fermeture et de maintien de la fermeture peut être réduit.

[0013] Les figures 7A et 7B montrent la valve dans sa position intermédiaire, à savoir en mode défaut suite par exemple à une défaillance liée à un problème mécanique, de logique de contrôle ou de panne d’alimentation électrique. Dans cette situation, il faut assurer un vidage lent du vérin récepteur, ce qui permet d’obtenir dans un système de commande automatique d’embrayage une fermeture lente de l’embrayage. II est à noter qu’au départ, la valve était fermée conformément à la figure 6. La pression P7 du côté du vérin étant supérieure à la pression P8 côté pompe, il y avait les risques d’une ouverture complète de la valve et d’un vidage rapide du vérin. Cette situation est évitée dans le cas de l’invention par l’établissement du mode défaut, c'est-à-dire par le positionnement de la valve dans sa position intermédiaire qui est caractérisée par la réduction de la section d’écoulement du fluide entre les orifices 7 et 8.

[0014] Selon l’invention, en désactivant le solénoïde, on provoque la levée du pointeau seul sous l’effet du ressort 54, alors que la pression résiduelle P7 à l’orifice 7 côté vérin, qui est supérieure à la pression P8 à l’orifice 8 côté pompe, maintient le clapet en appui sur son siège d’étanchéité 33 du corps de valve 30. La figure 7B illustre la situation ainsi créée. La section de passage entre l’orifice 8 et l’orifice 7 est limitée au jeu 60 autour de la pointe 44 du pointeau, ce jeu occasionne une perte de charge limitant le débit de fluide et ralentissant ainsi le vidage du vérin récepteur. La section de passage peut être, par exemple, cent fois plus faible que la section de l’ouverture totale de la valve. Elle est facilement ajustable par le choix de la géométrie, par exemple le diamètre de passage dans le clapet, la forme du pointeau, le déplacement relatif du pointeau et du clapet limité par la bague d’arrêt 56. En dessous d’un certain niveau de différentiel de pression entre les orifices 7 et 8 au-dessus duquel le clapet reste fermé sur son siège du fait des différences de surface sous pression-, le ressort vient relever le clapet et permettre la communication entre les orifices par la section de passage 37.

[0015] II ressort de la description de l’invention, donnée seulement à titre d’exemple, non limitative, que la conception de la valve permet notamment un pilotage à action directe, une simplification de sa structure et une réduction du nombre de composants tout en limitant l’énergie nécessaire à sa fermeture et son maintien en fermeture. Elle permet aussi d’obtenir une grande section d’ouverture pour limiter les pertes de charge à l’écoulement du fluide en position ouverte.

[0016] Bien entendu, le pointeau et le clapet peuvent être remplacés par d’autres éléments à condition que ceux-ci fonctionnent et coopèrent de façon à créer un passage d’écoulement lent à section réduite, sans sortir du cadre de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif électrovanne adapté pour être monté entre une source de puissance (2) hydraulique telle qu’une pompe, et un vérin hydraulique récepteur (3), du type comprenant un corps de valve (30) qui comporte un premier orifice (8) de connexion à la source et un deuxième orifice (7) de connexion au vérin et des moyens déplaçables dans le corps de valve entre une position d’ouverture d’un passage d’écoulement (8, 7) entre ces deux orifices et une position de fermeture de ce passage, caractérisé en ce qu’il comprend une troisième position dans laquelle il y a communication de fluide entre les deux orifices (7, 8) par un passage à section d’écoulement réduite (60) de façon à assurer un vidage lent du vérin récepteur (3).
2. Dispositif électrovanne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un corps de valve fixe (30) pourvu des orifices (7, 8) de connexion au vérin récepteur (3) et à la source (2), un clapet (32) déplaçable dans le corps de valve entre une position d’ouverture du passage (37) d’écoulement de fluide entre les deux orifices (7, 8) et une position de fermeture de ce passage, et un organe (46) monté mobile dans le clapet (32) entre une position de fermeture et une position d'ouverture d’un passage de fluide à travers le clapet (32) entre les deux orifices lorsque le clapet est dans sa position fermée, et qui constitue le passage de section d'écoulement réduite (60).
3. Dispositif électrovalve selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’organe précité (46) est réalisé sous forme d’un pointeau d’ouverture et d’obturation d’un trou de passage (42) dans le fond (40) du clapet (32), qui est ouvert vers l’orifice (8) côté source, tandis que l’espace intérieur du clapet est en communication avec l’orifice (7) côté vérin, et en ce que le passage d'écoulement formé lorsque le pointeau est dans sa position d'ouverture constitue le passage de section réduite (60).
4. Dispositif électrovalve selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le déplacement de l’organe (46) dans le clapet (32) entre ses positions de fermeture et d’ouverture du passage à travers le clapet est limité par un élément de butée (56) solidaire du clapet, tel qu’une bague d’arrêt.
5. Dispositif électrovalve selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement électrique (14) de commande du déplacement de l’organe (46) précité dans le sens de l’obturation du passage de fluide à section d’écoulement réduite (60), à l’encontre d’un ressort de rappel (54), et en ce que l’organe, après l’obturation du passage entraîne la fermeture du passage d’écoulement (37) entre le clapet (32) et le corps de valve (30), par déplacement du clapet (32).
6. Dispositif électrovalve selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’agencement électrique (14) comprend un noyau magnétique (20) mobile dans un solénoïde (18) pour commander le déplacement de l’organe précité (46).
7. Dispositif électrovalve selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le clapet (32) est susceptible d’être maintenu dans sa position de fermeture par la pression (P7) à l’orifice (7) lorsque celle-ci est supérieure à la pression (P8) à l’orifice (8) côté source.
8. Dispositif électrovalve selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe mobile (46) ouvre le passage à section réduite (60) lorsque l'agencement électrique est désactivé.
9. Dispositif électrovalve selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l’ouverture de la valve (33) est obtenue par désactivation de l’agencement électrique (14) et par la génération d’une pression (P8) côté source supérieure à la pression (P7) côté vérin, et par le fait que le pointeau (46) est soulevé par le ressort de rappel (54) se détendant et entraîne le clapet (32) par l’élément de butée (56).
10. Système comprenant un dispositif électrovalve monté entre une source de puissance hydraulique et un vérin hydraulique récepteur, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif électrovalve (10) selon l’une des revendications 1 à 9.
11. Système de commande automatique d’embrayage, notamment d’un véhicule automobile, du type comprenant une source de puissance hydraulique et un vérin hydraulique récepteur du fluide hydraulique fourni par la source, pour la commande de l’embrayage, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif électrovalve (10) selon l’une des revendications 1 à 9.