WO2012127160A2 - Procede et dispositif de demarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un systeme hydraulique - Google Patents

Procede et dispositif de demarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un systeme hydraulique Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the field of systems comprising a heat engine and a linked volumetric hydraulic pump.
  • the present invention relates more particularly to a method and a device for starting a heat engine supplying a pump in a hydraulic system.
  • the mechanical power is supplied by the heat engine, and then translated into hydraulic power by the pump.
  • Starting the engine can be provided by a conventional starter, or be started by the pump which then operates as a hydraulic motor.
  • the present invention makes it possible to improve the performance and the robustness of this starting by the pump.
  • the present invention can be seen as a starter of a heat engine in a hydrostatic or hybrid hydraulic transmission, particularly in the automobile. It then comes down to optimizing a so-called
  • the present invention intends to overcome the disadvantages of the prior art by proposing a method and a starting device of a heat engine supplying a pump in a hydraulic system.
  • the present invention relates, in its most general sense, to a starting device for a heat engine feeding a pump in a hydraulic system, said device being comprised between a high pressure accumulator and a low pressure accumulator and being located partially in parallel with said pump, said device being characterized in that it comprises:
  • the device according to the present invention makes it possible to improve the power and the robustness of the starting by the pump without oversizing the pump.
  • said controlled means is a valve comprising three channels and two positions.
  • said pressure multiplier is a dual piston with two sections.
  • the present invention also relates to a method of starting a heat engine supplying a pump in a hydraulic system, characterized in that it comprises the following steps:
  • a check valve when a piston reaches the end of travel, a check valve allows an oil passage to continue starting said engine.
  • said method comprises a step of reopening said pressure multiplier to a low pressure circuit by opening said controlled means to said low pressure circuit.
  • Figures 1a, 1b and 1c illustrate the device according to the present invention in one embodiment
  • FIGS 3a and 3b illustrate the device according to the present invention in one embodiment
  • Figure 4a shows an example of a hydraulic diagram to which the invention applies; and Figure 4b illustrates the implementation of the device according to the present invention in the diagram of Figure 4a.
  • the device according to the present invention consists in the improvement of a hydraulic starter system of a heat engine linked to a volumetric hydraulic pump. It connects to the pump's high pressure inlet and low pressure.
  • a device 10 for starting a heat engine is linked to a volumetric hydraulic pump. It connects to the pump's high pressure inlet and low pressure.
  • the device according to the present invention comprises:
  • a controlled means 1 controlled non-return valve to prevent the passage of oil from the pump 30 to the high pressure circuit.
  • a pressure multiplier 2 double piston with two sections in one embodiment which allows the pressure to be multiplied by K so that K x HP is sufficient to ensure starting and of sufficient volume to ensure starting. For example, if the pump 30 has a displacement C and that one starts in turns, the volume of the chamber at the pressure K x HP is nx C.
  • a piloted means 3 (3-way valve and two positions in one embodiment) for opening the first volume of the pressure multiplier at high pressure (upstream of the check valve) or at low pressure
  • the valve 1 is closed: the volume between the valve 1, the piston 3 'and the pump 30 is closed and incompressible.
  • the pressure multiplier 2 is connected to the high pressure by means of the piston 3 '.
  • the pressure in the volume described above increases sharply to K x P or until the pump 30 is turned on and the engine 20 is started.
  • FIGS. 3a and 3b illustrate the device according to the present invention in one embodiment.
  • Point a is connected to the high pressure, point b is connected directly to the pump, and point c is connected to the tank.
  • Figure 4a shows an example of a hydraulic diagram to which the invention applies; and Figure 4b illustrates the implementation of the device according to the present invention in the diagram of Figure 4a.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif (10) de démarrage d'un moteur thermique (20) alimentant une pompe (30) dans un système hydraulique, ledit dispositif étant compris entre un accumulateur haute pression (41 ) et un accumulateur basse pression (42) et étant situé partiellement en parallèle de ladite pompe (30), ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend : • un clapet anti-retour (1 ) piloté entre l'entrée dudit accumulateur haute pression (41 ) et l'entrée de ladite pompe (30) en vis-à-vis dudit accumulateur haute pression (41 ); « un moyen piloté (3) entre l'entrée dudit accumulateur haute pression (41 ) et l'entrée dudit accumulateur basse pression (42); et • un multiplicateur de pression (2) entre l'entrée de ladite pompe (30) et l'entrée dudit moyen piloté (3) opposée audit accumulateur haute pression (41 ). La présente invention se rapporte également à un procédé de démarrage d'un moteur thermique (20) alimentant une pompe (30) dans un système hydraulique.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE ALIMENTANT UNE POMPE DANS UN SYSTEME HYDRAULIQUE
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes comportant un moteur thermique et une pompe hydraulique volumétrique liée.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé et à un dispositif de démarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un système hydraulique.
En fonctionnement normal, la puissance mécanique est fournie par le moteur thermique, puis traduite en puissance hydraulique par la pompe.
Le démarrage du moteur peut être assuré par un démarreur conventionnel, ou bien être démarré par la pompe qui fonctionne alors en moteur hydraulique. La présente invention permet d'améliorer les performances et la robustesse de ce démarrage par la pompe.
En particulier, la présente invention peut être vue comme démarreur d'un moteur thermique dans une transmission hydrostatique ou hybride hydraulique, en particulier dans l'automobile. Elle revient alors à optimiser un système dit de
« Stop & Start ».
Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique soit des solutions dans lesquelles on redémarre le moteur par un démarreur classique, soit des solutions dans lesquelles on redémarre le moteur par une pompe. Cependant, dans ce dernier cas, la pompe et la pression du circuit doivent être dimensionnées de sorte à fournir le bon couple de démarrage, en pratique le premier pic de compression à froid. Mais les démarreurs classiques sont bruyants et forcent l'utilisation d'organes spécifiques, ce qui engendre un certain coût et ce qui fait augmenter la masse du véhicule. L'utilisation de la pompe comme démarreur conduit à surdimensionner la pompe et/ou la pression du circuit afin de fournir le couple minimum pour démarrer le moteur.
L'art antérieur connaît également, par le brevet américain N ° US 4 959 962 (MAN Nutzfahrzeuge GmbH.), un véhicule avec transmission hydromécanique possédant un accumulateur spécifique pour démarrer le moteur thermique dans les situations de « Stop & Start ». L'accumulateur est chargé pendant les freinages et, si le chargement est insuffisant, un moteur auxiliaire démarre le moteur thermique.
Exposé de l'invention
La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé et à un dispositif de démarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un système hydraulique.
A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un dispositif de démarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un système hydraulique, ledit dispositif étant compris entre un accumulateur haute pression et un accumulateur basse pression et étant situé partiellement en parallèle de ladite pompe, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :
• un clapet anti-retour piloté entre l'entrée dudit accumulateur haute pression et l'entrée de ladite pompe en vis-à-vis dudit accumulateur haute pression ;
• un moyen piloté entre l'entrée dudit accumulateur haute pression et l'entrée dudit accumulateur basse pression ; et • un multiplicateur de pression entre l'entrée de ladite pompe et l'entrée dudit moyen piloté opposée audit accumulateur haute pression.
Le dispositif selon la présente invention permet d'améliorer la puissance et la robustesse du démarrage par la pompe sans surdimensionner la pompe.
Selon un mode de réalisation, ledit moyen piloté est une valve comportant trois voies et deux positions. De préférence, ledit multiplicateur de pression est un piston double à deux sections.
La présente invention se rapporte également à un procédé de démarrage d'un moteur thermique alimentant une pompe dans un système hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
• ouverture à la basse pression d'un multiplicateur de pression;
• fermeture d'un circuit haute pression situé en amont de manière à former un volume d'huile haute pression fermé ; et
• amplification de la pression par ledit multiplicateur de pression avec ledit circuit haute pression par un moyen piloté.
Avantageusement, lorsqu'un piston arrive en bout de course, un clapet anti-retour permet un passage d'huile pour poursuivre le démarrage dudit moteur thermique.
Selon un mode de réalisation, en cas d'échec, ledit procédé comporte une étape de réouverture dudit multiplicateur de pression à un circuit basse pression par l'ouverture dudit moyen piloté audit circuit basse pression. La présente invention se rapporte également à un véhicule comportant le dispositif évoqué ci-dessus. Brève description des dessins
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux Figures dans lesquelles :
• les Figure 1 a, 1 b et 1 c illustrent le dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation ;
• la Figure 2 représente deux exemples de multiplicateur de pression ; et
• les Figures 3a et 3b illustrent le dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation ;
• la Figure 4a représente un exemple de schéma hydraulique sur lequel s'applique l'invention ; et la Figure 4b illustre l'implantation du dispositif selon la présente invention sur le schéma de la Figure 4a.
Description détaillée des modes de réalisation de l'invention Le dispositif selon la présente invention consiste dans l'amélioration d'un système de démarreur hydraulique d'un moteur thermique lié à une pompe hydraulique volumétrique. Il se branche à l'entrée haute pression de la pompe et à la basse pression. Selon l'invention, un dispositif 10 de démarrage d'un moteur thermique
20 alimente une pompe 30 dans un système hydraulique, ledit dispositif étant compris entre un accumulateur haute pression 41 et un accumulateur basse pression 42 et étant situé partiellement en parallèle de ladite pompe 30. Le dispositif selon la présente invention comporte :
• Un moyen piloté 1 (clapet anti-retour piloté) permettant d'empêcher le passage de l'huile de la pompe 30 vers le circuit haute pression. Un multiplicateur de pression 2 (piston double à deux sections dans un mode de réalisation) qui permet de multiplier la pression par K de sorte que K x HP soit suffisant pour assurer le démarrage et d'un volume suffisant pour assurer le démarrage. Par exemple, si la pompe 30 a une cylindrée C et que l'on démarre en n tours, le volume de la chambre à la pression K x HP est de n x C.
Un moyen piloté 3 (valve 3 voies et deux positions dans un mode de réalisation) permettant d'ouvrir le premier volume du multiplicateur de pression à la haute pression (en amont du clapet anti-retour) ou à la basse pression
Le fonctionnement est le suivant. Lorsque l'on cherche à démarrer le moteur :
On s'assure que le multiplicateur de pression 2 est ouvert à la bâche : Le piston 3' est plaqué coté grande section (petite pression)
On ferme le clapet 1 : le volume compris entre le clapet 1 , le piston 3' et la pompe 30 est fermé et incompressible.
On met en relation le multiplicateur de pression 2 avec la haute pression au moyen du piston 3'. La pression dans le volume décrit ci-dessus augmente brutalement jusqu'à K x P ou jusqu'à faire tourner la pompe 30 et démarrer le moteur 20.
Lorsque le piston 3' arrive en bout de course, le clapet 1 permet le passage de l'huile pour poursuivre le démarrage, puis le moteur thermique 20 prend le relais.
En cas d'avortement du démarrage, on peut réitérer la procédure puisqu'il suffit d'ouvrir le piston 3' à la basse pression pour réamorcer le multiplicateur de pression 2. Le volume fermé est caractérisé par le fait qu'il est peu compressible de sorte que le volume d'huile poussé par le multiplicateur de pression augmente la pression jusqu'à mettre en mouvement la pompe. Les Figures 3a et 3b illustrent le dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation.
Le point a est relié à la haute pression, le point b est relié directement à la pompe, et le point c est relié à la bâche.
La Figure 4a représente un exemple de schéma hydraulique sur lequel s'applique l'invention ; et la Figure 4b illustre l'implantation du dispositif selon la présente invention sur le schéma de la Figure 4a.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) de démarrage d'un moteur thermique (20) alimentant une pompe (30) dans un système hydraulique, ledit dispositif étant compris entre un accumulateur haute pression (41 ) et un accumulateur basse pression (42) et étant situé partiellement en parallèle de ladite pompe (30), ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend :
• un clapet anti-retour (1 ) piloté entre l'entrée dudit accumulateur haute pression (41 ) et l'entrée de ladite pompe (30) en vis-à-vis dudit accumulateur haute pression (41 ) ;
• une valve comportant trois voies et deux positions (3) disposée entre l'entrée dudit accumulateur haute pression (41 ) et l'entrée dudit accumulateur basse pression (42) ; et un multiplicateur de pression (2) entre l'entrée de ladite pompe (30) et l'entrée dudit moyen piloté (3) opposée audit accumulateur haute pression (4) comportant un piston double à deux sections (3').
2. Procédé de démarrage d'un moteur thermique (20) alimentant une pompe (30) dans un système hydraulique comprenant un dispositif de démarrage selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes :
• ouverture à la basse pression du multiplicateur de pression (2) ;
• fermeture d'un circuit haute pression situé en amont de manière à former un volume d'huile haute pression fermé ; et
· amplification de la pression par ledit multiplicateur de pression (2) avec ledit circuit haute pression par la valve à trois voies et deux positions (3).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque le piston (3') arrive en bout de course, le clapet anti-retour (1 ) permet un passage d'huile pour poursuivre le démarrage dudit moteur thermique (20).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en cas d'échec, il comporte une étape de réouverture dudit multiplicateur de pression (2) à un circuit basse pression par l'ouverture de la valve à trois voies et deux positions (3) audit circuit basse pression.
5. Véhicule comportant un dispositif (10) selon la revendication 1
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