WO2006134264A1 - Limiteur de pression - Google Patents

Limiteur de pression Download PDF

Info

Publication number
WO2006134264A1
WO2006134264A1 PCT/FR2006/001331 FR2006001331W WO2006134264A1 WO 2006134264 A1 WO2006134264 A1 WO 2006134264A1 FR 2006001331 W FR2006001331 W FR 2006001331W WO 2006134264 A1 WO2006134264 A1 WO 2006134264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pusher
pressure
orifice
ball
chamber
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/001331
Other languages
English (en)
Other versions
WO2006134264A8 (fr
Inventor
Jean-Louis Magnaval
Jean Armiroli
Pascal Audineau
Original Assignee
Eaton
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton filed Critical Eaton
Priority to EP20060764780 priority Critical patent/EP1902214B1/fr
Priority to AT06764780T priority patent/ATE511603T1/de
Priority to CN2006800216601A priority patent/CN101313143B/zh
Priority to US11/922,081 priority patent/US8245725B2/en
Publication of WO2006134264A1 publication Critical patent/WO2006134264A1/fr
Publication of WO2006134264A8 publication Critical patent/WO2006134264A8/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/0215—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by draining or closing fuel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043—Two-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7738—Pop valves
    • Y10T137/7739—Pop closing valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7738—Pop valves
    • Y10T137/774—Pop pressure reactor in inflow to valve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7738—Pop valves
    • Y10T137/7741—Pop pressure reactor in branched released path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7904—Reciprocating valves
    • Y10T137/7922—Spring biased

Definitions

  • the present invention applies to a pressure limiter that can be used in a high-pressure fluid circuit to limit the pressure in the event of failure of one of the components of the circuit. It is in fact a pressure relief valve used for example in common rail fuel injection systems.
  • the device has in this case a function of safety and protection of the system by reducing the pressure in case of malfunction of one of the control components (injector, pressure sensor, flow regulator).
  • the pressure relief valve is subjected to the high pressure of the injection system, that which exists inside the common rails used for injection into the engines. This pressure can range from 200 to 2000 bars depending on the systems.
  • This type of discharge valve is conventionally constituted by a jacket, forming the outer casing, inside which slides a pusher axially biased by return means and actuating means for closing off an orifice communicating in certain conditions an upstream chamber for admission of the high-pressure fluid with an exhaust downstream chamber.
  • the downstream chamber then comprises at least one exhaust opening of the fluid, for example to the vehicle tank.
  • This threshold is determined by the use of biasing means of suitable caliber.
  • the sealing means generally consist of a ball which closes a conical seat formed in the pierced wall of the communication orifice between the chambers, the ball being then pressed against said seat by the action of the spring on the pusher.
  • this device is a safety device, supposed to limit the increase in pressure to avoid damaging the system components. In order for it to perform its function correctly, it would therefore be necessary that, when the closure means open, the pressure decreases or, at worst, remains constant.
  • the present invention proposes to overcome this disadvantage, and to promote a solution to achieve a real decrease in the value of the pressure in the high pressure circuit when the discharge valve is open.
  • the constructive arrangement which is the subject of the invention allows for this effect a compensation of the hydrodynamic effect which was not taken into account in the previous devices. This compensation is mainly aimed at reducing the pressure gradient when the flow rate to be discharged increases.
  • the pusher is devoid of axial passageways for the fluid and slides with a small functional clearance in the liner. It is further dimensioned to at least partially obstruct each exhaust opening, at least one of which is connected to an opening also made in the jacket and opening at least partially to the opposite side of the pusher, so as to provide a back pressure.
  • the covering of the exhaust openings creates a hydraulic restriction to the rights of said openings. And, under the effect of the discharge rate, this restriction and the absence of passageways in the pusher creates an overpressure in the downstream chamber, which acts on the pusher and decreases the action of the spring depending on the intensity flow.
  • the increase in pressure in the high-pressure circuit is thus controlled in the direction of a limitation when the flow rate increases.
  • the pressure limiter of the invention comprises closure means consisting of a ball housed in a hemispherical seat whose bottom is pierced with the communication port between the upstream and downstream chambers.
  • the ball also cooperates with an extension protruding axially from the pusher and which exerts an axial direction action on it.
  • the axial protrusion protruding from the pusher and the ball are in one piece.
  • the upstream chamber, the orifice connecting the upstream and downstream chambers, and the seat of the closure means are arranged in a single piece closing one end of the jacket.
  • This part manufactured separately, is simply attached to one end of the jacket, obstructing the bore in which the slide pushes.
  • the return means consist of a compression spring.
  • the ends of the spring are fixed on two axial studs respectively protruding from the pusher and a plug closing the end of the sleeve opposite the high pressure chamber.
  • said cap obeys the same logic as the part in which the seat of the ball is made.
  • the downstream chamber has two exhaust openings, as already mentioned, which make it possible to return the fluid discharged from the high-pressure circuit to for example a fuel tank.
  • FIG. 1 represents the general diagram of a fuel injection system equipped with a pressure limiter according to the invention
  • FIG. 2 shows a limiter of the prior art, with an enlargement of the ball shutter and its seat
  • FIG. 3 represents the curve of the pressure in the high-pressure circuit as a function of the flow rate obtained with such a configuration
  • - Figure 4 is a sectional view of the configuration which is the subject of the present invention.
  • FIG. 5 represents the curve of pressures as a function of flow rates obtained with this new configuration.
  • the common rail (20) containing the injectors (21) is supplied with fuel by a high pressure pump (22) extracting the essence of a tank (23) via a solenoid valve (24). input flow control.
  • a pressure sensor (25), also arranged in the common rail (20), is connected to an electronic central unit (26) which controls in particular the solenoid valve (24).
  • the system pressure is limited, in the event of failure of one of the circuit control components, by discharging the flow to the return drain of the pump (22). This discharge is done in the pressure limiter (27) which constitutes the invention.
  • the fuel thus evacuated is returned to a reservoir (28).
  • the pressure limiter (27) is in this case a purely mechanical component. Those used today, an example of which is shown in FIG.
  • a jacket (4) forming the outer casing of the limiter, and provided with a central bore in which a pusher (3) can slide. It is closed at its ends on the one hand by a part (1) at which is made the connection to the high-pressure circuit, and secondly by a plug (6).
  • the seat (8) of the ball (2) flares towards a chamber (10) downstream delimited by the inner wall of the part (1), one side of the pusher (3) and the inner wall of the sleeve (4). ).
  • the ball (2) which acts as a sealing means, is pressed against its seat (8) by an axial protrusion (11) protruding from the pusher (3).
  • this protrusion (11) has a length such that the axial dimension of the downstream chamber (10) thus created is sufficient to prevent the openings of exhaust (12, 12 ') by the pusher (3).
  • the equilibrium state in the closed position results from the existence of a spring (5) which recalls the pusher (3), and consequently the ball (2), in the closed position.
  • This spring (5) is centered at its two ends respectively to the pusher (3) and the plug (6) by axial studs (13, 14) which protrude.
  • X b lifting of the ball
  • P rai system pressure
  • the displacement of said pusher (3) can be substantially greater than in the versions of the prior art.
  • its seat (8) was then placed at the bottom of a well (16) which guides and centers surplus the protrusion (11) protruding from the pusher (3) at the time of the making.
  • the protrusion (11) prevents in any case the output of the ball (2).
  • the configuration of the invention allows in particular a significant reduction in the dimensions of the limiter of the invention. However, it is only one possible example of implementation of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Limiteur de pression (27) utilisable dans un circuit de fluide à haute pression pour limiter la pression en cas de défaillance d'un des composants du circuit, constitué d'une chemise (4) à l'intérieur de laquelle coulisse un poussoir (3) sollicité axialement par des moyens de rappel (5) et actionnant des moyens d'obturation (2) d'un orifice (9) faisant communiquer une chambre amont (7) d'admission du fluide à haute pression avec une chambre aval (10) délimitée par la chemise (4), un côté du poussoir (3) et la paroi percée dudit orifice (9), ladite chambre aval (10) comportant au moins une ouverture (12, 12') d'échappement du fluide et les moyens d'obturation (2) étant maintenus par les moyens de rappel (5) en position d'obturation de l'orifice (9) en deçà d'un seuil prédéterminé de pression dans la chambre amont (7). Le poussoir (3) est dépourvu de voies de passage axiales pour le fluide, coulisse avec un faible jeu fonctionnel dans la chemise (4), et est dimensionné pour obstruer au moins partiellement chaque ouverture (12, 12') d'échappement, dont au moins une est reliée à une ouverture (15) également pratiquée dans la chemise (4) et débouchant au moins partiellement du côté opposé du poussoir (3).

Description

Limiteur de pression
La présente invention s'applique à un limiteur de pression utilisable dans un circuit de fluide à haute pression pour limiter la pression en cas de défaillance d'un des composants du circuit. Il s'agit en fait d'un clapet de décharge en pression utilisé par exemple dans des systèmes d'injection de carburant à rail commun.
Le dispositif a en l'espèce une fonction de sécurité et de protection du système en réduisant la pression en cas de problème de fonctionnement de l'un des composants de contrôle (injecteur, capteur de pression, régulateur de débit). Dans cet exemple, qui constituera le fil conducteur de la présente description, le clapet limiteur de pression est soumis à la haute pression du système d'injection, celle qui existe à l'intérieur des rails communs utilisés pour l'injection dans les moteurs. Cette pression peut aller de 200 à 2000 bars selon les systèmes.
Ce type de clapet de décharge est classiquement constitué d'une chemise, formant l'enveloppe externe, à l'intérieur de laquelle coulisse un poussoir sollicité axialement par des moyens de rappel et actionnant des moyens d'obturation d'un orifice faisant communiquer dans certaines conditions une chambre amont d'admission du fluide à haute pression avec une chambre aval d'échappement. Cette dernière est délimitée par la paroi de la chemise, un côté du poussoir et la paroi en regard dans laquelle est pratiqué l'orifice obturable. La chambre aval comporte ensuite au moins une ouverture d'échappement du fluide, par exemple à destination du réservoir du véhicule. Pour pouvoir jouer son rôle de clapet de déchargement uniquement en cas de problème, les moyens d'obturation sont maintenus en position d'obturation de l'orifice par les moyens de rappel en deçà d'un seuil prédéterminé de pression dans la chambre amont.
Ce seuil est déterminé par l'emploi de moyens de rappel de calibre adapté.
Dans les dispositifs de l'art antérieur, les moyens d'obturation sont en général constitués d'une bille qui vient obturer un siège conique pratiqué dans la paroi percée de l'orifice de communication entre les chambres, la bille étant alors plaquée contre ledit siège par l'action du ressort sur le poussoir.
Lorsque l'action due à la pression existant dans le circuit à haute pression (c'est-à-dire dans le rail commun) devient supérieure à la charge initiale du ressort, la bille se déplace et permet en principe la limitation de la pression par décharge du débit excédentaire vers la chambre aval, puis échappement vers un réservoir. Dans les dispositifs de limitation connus, le poussoir comporte une excroissance lui permettant d'exercer une action sur la bille. Dans la position d'obturation, cette excroissance est au surplus prévue de longueur telle que la ou les ouvertures d'échappement du fluide existant dans la chambre aval ne sont pas recouvertes par le poussoir, ce qui laisse ces ouvertures totalement fonctionnelles en toutes circonstances. Le poussoir comporte par ailleurs des méplats axiaux permettant le passage du fluide vers le côté opposé du poussoir, celui sur lequel agit le ressort.
Cette configuration aboutit cependant en réalité à faire croître la pression de décharge lorsque le débit augmente, sous l'effet combiné de la raideur hydraulique, qui est liée à la dynamique du fluide dans la phase de détente, et de la raideur du ressort. En d'autres termes, et le calcul de l'équation de cette courbe le confirme, la pression de décharge suit une courbe caractéristique qui voit la pression augmenter lorsque le débit augmente à partir de la valeur seuil d'ouverture de l'orifice.
Or, ce dispositif est un organe de sécurité, supposé limiter l'augmentation de la pression pour ne pas endommager les composants du système. Pour qu'il remplisse sa fonction correctement, il faudrait donc que, quand les moyens d'obturation s'ouvrent, la pression diminue ou, au pire, reste constante.
Ce n'est pas le cas pour les dispositifs employés jusqu'ici, qui consacrent un effet inverse puisque la pression continue à monter lorsque le débit augmente. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient, et de promouvoir une solution permettant d'aboutir à une décroissance réelle de la valeur de la pression dans le circuit à haute pression lorsque le clapet de décharge est ouvert. La disposition constructive qui fait l'objet de l'invention permet à cet effet une compensation de l'effet hydrodynamique qui n'était pas pris en compte dans les dispositifs antérieurs. Cette compensation vise principalement à réduire le gradient de la pression lorsque le débit à décharger augmente.
Selon l'invention, pour parvenir à cet objectif, le poussoir est dépourvu de voies de passage axiales pour le fluide et coulisse avec un faible jeu fonctionnel dans la chemise. Il est de plus dimensionné pour obstruer au moins partiellement chaque ouverture d'échappement, dont au moins une est reliée à une ouverture également pratiquée dans la chemise et débouchant au moins partiellement du côté opposé du poussoir, de manière à fournir une contre- pression.
Le recouvrement des ouvertures d'échappement crée une restriction hydraulique aux droits desdites ouvertures. Et, sous l'effet du débit de décharge, cette restriction et l'absence de voies de passage dans le poussoir crée une surpression dans la chambre aval, qui agit sur le poussoir et diminue l'action du ressort en fonction de l'intensité du débit. L'augmentation de pression dans le circuit à haute pression est ainsi maîtrisée dans le sens d'une limitation lorsque le débit augmente.
L'existence concomitante d'une ouverture pratiquée dans la chemise de l'autre côté du poussoir et reliée aux ouvertures d'échappement permet en fait la création d'un différentiel de pression de part et d'autre du poussoir.
En somme, la surpression provoquée par le débit de décharge du côté des restrictions hydrauliques d'une part, et la pression de retour de l'autre côté du poussoir d'autre part, aboutissent à générer sur ce dernier un effort qui s'oppose à l'action du ressort et diminue sa charge en fonction du débit de décharge. De préférence, comme c'était déjà le cas dans ses devanciers, le limiteur de pression de l'invention comporte des moyens d'obturation consistant en une bille logée dans un siège hémisphérique dont le fond est percé de l'orifice de communication entre les chambres amont et aval.
La bille coopère d'ailleurs également avec une excroissance dépassant axialement du poussoir et qui exerce une action de direction axiale sur elle.
Cette excroissance, outre sa fonction de transmission du mouvement du poussoir à la bille, est particulièrement bien adapté à la configuration qui fait l'objet de l'invention. De préférence, le siège hémisphérique est en effet disposé au fond d'un puits axial débouchant dans la chambre aval, qui prolonge l'orifice reliant les chambres et est apte à loger l'excroissance dépassant du poussoir.
L'existence du puits est rendue quasi nécessaire par les performances du dispositif de l'invention, qui aboutissent à mieux compenser l'action des moyens de rappel lorsque le débit augmente, ce qui peut impliquer un déplacement plus important du poussoir lorsqu'il s'écarte du siège de la bille.
Pour ne pas perdre la bille, il est alors important que l'excroissance axiale dépassant dudit poussoir plonge dans le puits mentionné, pour y maintenir la bille même lorsqu'elle s'éloigne du siège.
Selon une alternative possible, l'excroissance axiale dépassant du poussoir et la bille sont d'une seule pièce.
Pour des raisons de fabrication, la chambre amont, l'orifice reliant les chambres amont et aval, ainsi que le siège des moyens d'obturation sont agencés dans une unique pièce fermant l'une des extrémités de la chemise.
Cette pièce, fabriquée à part, est simplement fixée à l'une des extrémités de la chemise, obstruant l'alésage dans lequel coulisse le poussoir.
De préférence, les moyens de rappel consistent en un ressort de compression. Dans ce cas, les extrémités du ressort sont fixées sur deux plots axiaux dépassant respectivement du poussoir et d'un bouchon fermant l'extrémité de la chemise à l'opposé de la chambre à haute pression. En termes de fabrication, ledit bouchon obéit à la même logique que la pièce dans laquelle est réalisé le siège de la bille.
Selon une configuration préférentielle, la chambre aval comporte deux ouvertures d'échappement, comme déjà mentionné, qui permettent de renvoyer le fluide déchargé du circuit à haute pression vers par exemple un réservoir de carburant.
L'invention va à présent être décrite en référence aux figures disposées en annexe, pour lesquelles :
- la figure 1 représente le schéma général d'un système d'injection de carburant doté d'un limiteur de pression selon l'invention ;
- la figure 2 montre un limiteur de l'art antérieur, avec un agrandissement de la bille d'obturation et de son siège ;
- la figure 3 représente la courbe de la pression dans le circuit à haute pression en fonction du débit obtenue avec une telle configuration ; - la figure 4 est une vue en coupe de la configuration qui fait l'objet de la présente invention ; et
- la figure 5 représente la courbe des pressions en fonction des débits obtenue avec cette nouvelle configuration.
En référence à la figure 1 , le rail commun (20) contenant les injecteurs (21) est alimenté en carburant par une pompe à haute pression (22) extrayant l'essence d'un réservoir (23) via une électrovanne (24) de régulation du débit d'entrée. Un capteur de pression (25), également disposé dans le rail commun (20), est relié à une unité centrale électronique (26) qui contrôle notamment l'électrovanne (24). La pression du système est limitée, en cas de défaillance de l'un des composants de contrôle du circuit, par décharge du débit vers le drain de retour de la pompe (22). Cette décharge se fait dans le limiteur de pression (27) qui constitue l'invention. Le carburant ainsi évacué est renvoyé vers un réservoir (28). Le limiteur de pression (27) est en l'occurrence un composant purement mécanique. Ceux qui sont utilisés aujourd'hui, dont un exemple est montré en figure 2, sont basés sur une chemise (4) formant l'enveloppe extérieure du limiteur, et dotée d'un alésage central dans lequel peut coulisser un poussoir (3). Elle est obturée à ses extrémités d'une part par une pièce (1) au niveau de laquelle se fait la connexion au circuit à haute pression, et d'autre part par un bouchon (6).
L'action du fluide à haute pression est symbolisée par la flèche P. Ce fluide est d'abord admis dans une chambre à haute pression amont (7) pratiquée dans la pièce (1 ), qui communique avec le siège (8) de la bille (voir agrandissement) via un orifice (9).
Le siège (8) de la bille (2) s'évase vers une chambre (10) aval délimitée par la paroi intérieure de la pièce (1), un des côtés du poussoir (3) et la paroi interne de la chemise (4).
La bille (2), qui fait office de moyen d'obturation, est plaquée contre son siège (8) par une excroissance axiale (11 ) dépassant du poussoir (3). En position de fermeture de l'orifice (9), telle que représentée à la figure 2, cette excroissance (11) a une longueur telle que la dimension axiale de la chambre aval (10) ainsi créée suffit à empêcher tout recouvrement des ouvertures d'échappement (12, 12') par le poussoir (3). L'état d'équilibre en position d'obturation résulte de l'existence d'un ressort (5) qui rappelle le poussoir (3), et par conséquent la bille (2), en position d'obturation.
Ce ressort (5) est centré à ses deux extrémités respectivement au poussoir (3) et au bouchon (6) par des plots axiaux (13, 14) qui en dépassent.
Le fluide déchargé du circuit à haute pression vers la chambre aval (10) lorsque la bille (2) cesse d'obturer l'orifice (9) s'échappe à destination d'un réservoir, ce que symbolise la flèche T.
Dans cette configuration, l'équilibre de la bille lors d'une phase de décharge est régi par la relation suivante :
FRO + KR X ^b = Corail " ΔPhydrodynamique) X ^F 0 )
Avec : FRO : effort initial du ressort sur la bille ; KR : raideur du ressort ;
Xb : levée de la bille ; Prai, : pression du système ;
ΔP hydrodynaπiique : diminution de pression au droit de la section de fermeture due à la mise en vitesse ; S F : section de fermeture.
ΔP hydrodynamique dépend directement du débit et donc de la section de fermeture ainsi que de la levée de la bille.
^hydrodynamique111 ^hydrodynamique' SpχXb(Q) avec KPhydrodynamique : raideur hydrodynamique du sous-ensemble bille/siège. En remplaçant dans (1 ), nous obtenons:
Prai, = 1/SF[FRO+Xb(Q)(KR+KPhydrodynamique)]
La courbe caractéristique qui correspond à cette équation est celle qui apparaît en figure 3. Il en résulte clairement qu'à partir d'une valeur seuil d'ouverture de la bille (2), la pression de décharge suit une loi caractéristique telle qu'elle croît à mesure que le débit augmente. Ceci résulte, comme cela apparaît dans l'équation (1), de la raideur hydraulique et de la raideur du ressort.
Un tel fonctionnement n'est pas compatible avec l'exigence sécuritaire qui s'attache à ce type de dispositif.
La configuration modifiée qui fait l'objet de l'invention, et apparaît en figure 4, améliore un certain nombre de dispositions constructives pour remédier à cet inconvénient.
Dans cette nouvelle configuration, les numéros de référence ont été conservés lorsqu'ils s'appliquent à des composants ou éléments qui se trouvaient déjà dans la configuration de l'art antérieur.
Par rapport à cette dernière, les modifications majeures concernent le poussoir (3), le positionnement du siège (8) et l'existence d'une ouverture supplémentaire (15) dans le corps de la chemise (4). Le poussoir (3), à présent dépourvu de passages axiaux pour le fluide, est de surcroît dimensionné de telle sorte que, lorsqu'il maintient la bille (2) contre son siège (8), il empiète sur les surfaces des ouvertures (12, 12'), créant ainsi une restriction hydraulique aux droits de ces ouvertures. Sous l'effet du débit de décharge, il se crée une surpression dans la chambre (10). L'ouverture (15), reliée à au moins une des ouvertures (12, 12'), impose sur le côté du poussoir (3) au niveau duquel elle débouche une pression identique à la pression du fluide en échappement telle qu'elle se trouve au niveau des ouvertures (12, 12').
Les deux sections transversales opposées du poussoir (3) reçoivent donc une pression différente. Ce différentiel crée sur le poussoir (3) un effort qui tend à s'opposer à l'action du ressort, et permet de diminuer, en fonction du débit de décharge, la charge du ressort (5) sur la bille (2).
Dans ce cas, l'effort que reçoit la bille (2) du poussoir (3) est : FR0 + KR x Xb - PA(Q) x Sp
Avec : FR0 : effort initial du ressort sur la bille ; KR : raideur du ressort ; Xb : levée de la bille ; PA : pression différentielle dans la chambre (10) générée par le recouvrement poussoir/corps ; Sp : section du poussoir. En considérant l'équation (1), nous obtenons : Prail = 1/SF[FRO+Xb(Q)(KR+KPhydrodynamique - βA)] Avec βA=PA(Xb)xSp, fonction de la pression dans la chambre aval (10) générée par le débit de décharge.
La nouvelle valeur de Pral, aboutit à une courbe caractéristique de pression dans le rail en fonction du débit telle que représentée en figure 5. II apparaît dès lors clairement que la nouvelle configuration permet de diminuer la pression dans le circuit de haute pression même lorsque les débits augmentent, ce qui est fidèle à la finalité du produit.
Compte tenu du différentiel de pression qui existe entre la chambre aval (10) et le côté du poussoir (3) coopérant avec le ressort (5), le déplacement dudit poussoir (3) peut être sensiblement plus important que dans les versions de l'art antérieur. Afin de ne pas perdre la bille (2), son siège (8) a alors été disposé au fond d'un puits (16) qui guide et centre au surplus l'excroissance (11 ) dépassant du poussoir (3) au moment de la fabrication. L'excroissance (11 ) empêche dans tous les cas la sortie de la bille (2). La configuration de l'invention permet notamment une réduction importante des dimensions du limiteur de l'invention. Elle ne constitue cependant qu'un exemple possible de mise en œuvre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Limiteur de pression (27) utilisable dans un circuit de fluide à haute pression pour limiter la pression en cas de défaillance d'un des composants du circuit, constitué d'une chemise (4) à l'intérieur de laquelle coulisse un poussoir (3) sollicité axialement par des moyens de rappel (5) et actionnant des moyens d'obturation (2) d'un orifice (9) faisant communiquer une chambre amont (7) d'admission du fluide à haute pression avec une chambre aval (10) délimitée par la chemise (4), un côté du poussoir (3) et la paroi percée dudit orifice (9), ladite chambre aval (10) comportant au moins une ouverture
(12, 12') d'échappement du fluide et les moyens d'obturation (2) étant maintenus par les moyens de rappel (5) en position d'obturation de l'orifice (9) en deçà d'un seuil prédéterminé de pression dans la chambre amont (7), caractérisé en ce que le poussoir (3) est dépourvu de voies de passage axiales pour le fluide, coulisse avec un faible jeu fonctionnel dans la chemise (4), et est dimensionné pour obstruer au moins partiellement chaque ouverture (12, 12') d'échappement, dont au moins une est reliée à une ouverture (15) également pratiquée dans la chemise (4) et débouchant au moins partiellement du côté opposé du poussoir (3).
2. Limiteur de pression (27) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'obturation consistent en une bille (2) logée dans un siège hémisphérique (8) dont le fond est percé de l'orifice (9) de communication entre les chambres amont (7) et aval (10).
3. Limiteur de pression (27) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bille (2) coopère avec une excroissance (1 1 ) dépassant axialement du poussoir (3) et qui exerce une action de direction axiale sur la bille (2).
4. Limiteur de pression (27) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le siège hémisphérique (8) est disposé au fond d'un puits axial, débouchant dans la chambre aval (10), qui prolonge l'orifice (9) reliant les chambres (7, 10) et est apte à loger l'excroissance (11 ) dépassant du poussoir (3).
5. Limiteur de pression (27) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'excroissance axiale (11) dépassant du poussoir (3) et la bille (2) sont d'une seule pièce.
6. Limiteur de pression (27) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la chambre amont (7), l'orifice (9) reliant les chambres amont (7) et aval (10) et le siège (8) des moyens d'obturation (2) sont agencés dans une pièce (1) fermant l'une des extrémités de la chemise (4).
7. Limiteur de pression (27) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel consistent en un ressort (5) de compression.
8. Limiteur de pression (27) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les extrémités du ressort (5) sont fixées sur deux plots axiaux (13, 14) dépassant respectivement du poussoir (3) et d'un bouchon (6) fermant l'extrémité de la chemise (4) à l'opposé de la chambre (7) à haute pression.
9. Limiteur de pression (27) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre aval (10) comporte deux ouvertures d'échappement (12, 12').
PCT/FR2006/001331 2005-06-15 2006-06-13 Limiteur de pression WO2006134264A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20060764780 EP1902214B1 (fr) 2005-06-15 2006-06-13 Limiteur de pression
AT06764780T ATE511603T1 (de) 2005-06-15 2006-06-13 Druckentlastungsvorrichtung
CN2006800216601A CN101313143B (zh) 2005-06-15 2006-06-13 减压安全阀
US11/922,081 US8245725B2 (en) 2005-06-15 2006-06-13 Pressure relief device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0506064A FR2887319B1 (fr) 2005-06-15 2005-06-15 Limiteur de pression
FR0506064 2005-06-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2006134264A1 true WO2006134264A1 (fr) 2006-12-21
WO2006134264A8 WO2006134264A8 (fr) 2008-09-25

Family

ID=35784708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2006/001331 WO2006134264A1 (fr) 2005-06-15 2006-06-13 Limiteur de pression

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8245725B2 (fr)
EP (1) EP1902214B1 (fr)
CN (1) CN101313143B (fr)
AT (1) ATE511603T1 (fr)
FR (1) FR2887319B1 (fr)
WO (1) WO2006134264A1 (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9194352B2 (en) * 2012-10-25 2015-11-24 Caterpillar Inc. Pressure relief valve for common rail fuel system
CN103115149B (zh) * 2013-01-30 2015-11-25 中国北方车辆研究所 大流量压电直动液压减压装置
CN103277548B (zh) * 2013-05-31 2015-09-02 龙口龙泵燃油喷射有限公司 一种共轨管保护阀
CN106194129B (zh) * 2015-05-07 2019-06-11 中国石油天然气股份有限公司 射孔管柱
CN106285575B (zh) * 2015-05-11 2019-02-15 中国石油天然气股份有限公司 射孔管柱
GB2571284A (en) * 2018-02-22 2019-08-28 Delphi Tech Ip Ltd Pressure limiting valve
US11434900B1 (en) * 2022-04-25 2022-09-06 Vulcan Industrial Holdings, LLC Spring controlling valve

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062336A (en) 1975-05-19 1977-12-13 Cummins Engine Company, Inc. Fuel control valve
US4706705A (en) * 1986-04-01 1987-11-17 The Lee Company Check valve
US20010052361A1 (en) * 2000-06-16 2001-12-20 Bosch Automative System Corporation Pressure relief valve
WO2002044549A2 (fr) * 2000-11-30 2002-06-06 Robert Bosch Gmbh Pompe d'injection de carburant de moteurs a combustion interne, notamment de moteurs diesel
EP1251266A1 (fr) * 2001-04-18 2002-10-23 Robert Bosch Gmbh Dispositif de limitation de pression et système de combustible avec tel dispositif de limitation de pression
US20050051218A1 (en) * 2003-01-17 2005-03-10 Kenzo Oba Relief valve

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195556A (en) * 1962-12-26 1965-07-20 Britt Tech Corp Pressure relief valve for controlling pump
USRE28842E (en) * 1971-07-06 1976-06-08 Spraying Systems Co. Unloader valve for spray guns
US4736083A (en) * 1985-02-19 1988-04-05 Savillex Corporation Microwave heating digestion vessel
US4721289A (en) * 1985-07-23 1988-01-26 Rantom, Inc. Combined check and exhaust valve for high pressure gas spring
US5170818A (en) * 1991-11-25 1992-12-15 Westinghouse Air Brake Company Safety valve
DE19822671A1 (de) * 1998-05-20 1999-11-25 Bosch Gmbh Robert Druckbegrenzungsventil

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062336A (en) 1975-05-19 1977-12-13 Cummins Engine Company, Inc. Fuel control valve
US4706705A (en) * 1986-04-01 1987-11-17 The Lee Company Check valve
US20010052361A1 (en) * 2000-06-16 2001-12-20 Bosch Automative System Corporation Pressure relief valve
WO2002044549A2 (fr) * 2000-11-30 2002-06-06 Robert Bosch Gmbh Pompe d'injection de carburant de moteurs a combustion interne, notamment de moteurs diesel
EP1251266A1 (fr) * 2001-04-18 2002-10-23 Robert Bosch Gmbh Dispositif de limitation de pression et système de combustible avec tel dispositif de limitation de pression
US20050051218A1 (en) * 2003-01-17 2005-03-10 Kenzo Oba Relief valve

Also Published As

Publication number Publication date
US20090217989A1 (en) 2009-09-03
FR2887319B1 (fr) 2007-09-28
EP1902214B1 (fr) 2011-06-01
CN101313143B (zh) 2012-11-07
FR2887319A1 (fr) 2006-12-22
WO2006134264A8 (fr) 2008-09-25
CN101313143A (zh) 2008-11-26
US8245725B2 (en) 2012-08-21
EP1902214A1 (fr) 2008-03-26
ATE511603T1 (de) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1902214B1 (fr) Limiteur de pression
EP2006587B1 (fr) Système de clapet d'étanchéité
CA2774320C (fr) Doseur de carburant ayant un dispositif de regulation ameliore
FR2819020A1 (fr) Installation d'injection de carburant
FR2865776A1 (fr) Systeme d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2748531A1 (fr) Injecteur de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2466650A1 (fr) Dispositif de commande actionne par pression
FR2878928A1 (fr) Unite de soupape a commande electronique
FR2894641A1 (fr) Limiteur de pression
CA2886284A1 (fr) Dispositif d'alimentation et de purge pour injecteur
FR2817297A1 (fr) Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne
EP1521913A2 (fr) Dispositif de controle de debit d'une pompe a injection directe d'essence
EP2005045A1 (fr) Dispositif limiteur de pression
FR3035168A1 (fr) Soupape de regulation de pression d'un milieu dans un accumulateur
FR2995370A1 (fr) Soupape de chambre accumulatrice a commande hydraulique de systeme de freinage de vehicule
FR2552514A1 (fr) Amortisseur du type fluidique
FR2478205A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2770261A1 (fr) Dispositif de limitation de debit de carburant pour moteur a combustion interne a injection
EP0090739B1 (fr) Système d'injection électromagnétique pour moteur Diesel donnant lieu à une loi d'injection de type "pression-temps"
FR2475143A1 (fr) Injecteur de combustible
WO1998005858A1 (fr) Dispositif d'amelioration de la dynamique d'injection de combustible pour les moteurs diesel equipes de pompes d'injection a debit pulse
FR2863332A1 (fr) Soupape d'etranglement du flux de retour dans un systeme d'injection de carburant a haute pression
FR2705403A1 (fr) Dispositif de limitation de la pression dans un circuit de lubrification de moteur.
EP1694993B1 (fr) Vanne hydraulique a rondelle piezoelectrique
FR3092378A1 (fr) Clapet anti-retour

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680021660.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006764780

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 61/MUMNP/2008

Country of ref document: IN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006764780

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11922081

Country of ref document: US