FR2752310A1 - Regulating pressure in fluid circuit - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION DE LA PRESSION D'UN
CIRCUIT DE FLUIDE
La présente invention se rapporte à un procédé de régulation de la pression de fluide d'au moins un circuit ou organe d'utilisation de pression de fluide, dans lequel une pompe ou un compresseur à fluide et à piston(s), entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de refouler du fluide dans ledit circuit ou organe, ou, respectivement d'aspirer le fluide contenu dans ledit circuit ou organe, pour modifier la pression dudit circuit ou organe par rapport à celle de l'ambiance dudit circuit ou organe. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant au moins un compresseur ou une pompe à vide à piston muni d'au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston dont la garniture d'étanchéité comporte une lèvre annulaire d'étanchéité et qui est relié mécaniquement à une bielle dont la tête est entraînée en rotation par un maneton actionné par un moteur.METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE PRESSURE OF A
FLUID CIRCUIT
The present invention relates to a method for regulating the fluid pressure of at least one circuit or member for using fluid pressure, in which a pump or compressor with fluid and piston (s), driven in rotation by a motor, is capable of discharging fluid into said circuit or member, or, respectively of sucking the fluid contained in said circuit or member, to modify the pressure of said circuit or member relative to that of the environment of said circuit or organ. It also relates to a device for implementing the method, comprising at least one compressor or a piston vacuum pump provided with at least one cylinder in which a piston alternately moves, the seal of which includes an annular lip d 'sealing and which is mechanically connected to a connecting rod whose head is rotated by a crank pin actuated by a motor.
De très nombreux procédés et dispositifs de régulation de la pression d'un circuit de fluide sous pression sont connus. La plupart de ceux qui concernent un circuit d'air comprimé procédent par exemple, en cas de pression insuffisante, par prélèvement d'un débit d'air comprimé dans une source d'air comprimé chargée par un compresseur, et en cas de pression excessive, par prélèvement d'air comprimé dans le circuit et décharge de cet air comprimé à l'échappement. Pour les circuits d'air comprimé les plus simplifiés, tels que ceux utilisés actuellement pour la suspension pneumatique des véhicules automobiles de tourisme, on assigne généralement à l'air comprimé d'échappement une fonction supplémentaire, celle de régénérer le sécheur d'air, ce qui complique le circuit d'échappement, tandis que l'on fait fonctionner le système sans réserve d'air comprimé, l'augmentation de la pression du circuit étant obtenue par la mise en marche du compresseur qui est entraîné par un moteur électrique et qui refoule directement sur le circuit. Many methods and devices for regulating the pressure of a pressurized fluid circuit are known. Most of those concerning a compressed air circuit proceed for example, in the event of insufficient pressure, by taking a compressed air flow from a source of compressed air charged by a compressor, and in the event of excessive pressure , by removing compressed air from the circuit and discharging this compressed air to the exhaust. For the most simplified compressed air circuits, such as those currently used for the pneumatic suspension of passenger cars, the exhaust compressed air is generally assigned an additional function, that of regenerating the air dryer, which complicates the exhaust system, while the system is operated without reserve of compressed air, the increase in the system pressure being obtained by starting the compressor which is driven by an electric motor and which flows directly back onto the circuit.
La présente invention vise à simplifier encore plus les circuits d'augmentation et de diminution de pression du système de régulation de pression, notamment avec un sécheur d'air intégré au système, et donc à diminuer le prix de revient d'un tel système tout en augmentant sa fiabilité et sa durée de vie. Elle se propose en outre de faire encore remplir, le cas échéant, des fonctions supplémentaires à l'air comprimé de décharge, telles que celle de réfrigérant éventuel de la culasse et de l'ensemble motocompresseur, de moyen de décolmatage du filtre d'aspiration et de réaliser un moyen de protection contre les risques de gel du sécheur d'air qui est susceptible d'être chargé d'humidité. Elle vise également à étendre aux circuits à dépression ou à vide ou mixtes (air comprimé et vide) la simplification des circuits de régulation selon l'invention. The present invention aims to further simplify the pressure increase and decrease circuits of the pressure control system, in particular with an air dryer integrated into the system, and therefore to reduce the cost price of such a system increasing its reliability and its lifespan. It also proposes to have additional functions, if necessary, supplemented with the compressed air discharge, such as that of possible coolant of the cylinder head and of the motor-compressor assembly, of means for unclogging the suction filter. and to provide a means of protection against the risks of freezing of the air dryer which is liable to be charged with moisture. It also aims to extend to vacuum or vacuum or mixed circuits (compressed air and vacuum) the simplification of the regulation circuits according to the invention.
A cet effet, selon l'invention, le procédé de régulation de la pression de fluide est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens dénommé "direct" provoquant le refoulement (cas du compresseur) ou respectivement l'aspiration (cas de la pompe à vide) du fluide, pour modifier progressivement en fonction du temps la pression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur du compresseur ou de la pompe dans le sens "inverse" du sens direct pour provoquer la liaison dudit circuit ou organe à pression de fluide avec ladite ambiance, afin de provoquer une égalisation de pression progressive dans le temps entre la pression dudit circuit ou organe et la pression de l'ambiance. To this end, according to the invention, the process for regulating the fluid pressure is characterized in that the drive motor is turned in the direction called "direct" causing the backflow (case of the compressor) or respectively the suction (in the case of the vacuum pump) of the fluid, to gradually modify the pressure of said circuit or member as a function of time, and the motor of the compressor or of the pump is turned in the "reverse" direction direct to cause the connection of said fluid pressure circuit or member with said atmosphere, in order to cause a progressive pressure equalization over time between the pressure of said circuit or organ and the pressure of the atmosphere.
On utilise une pompe ou un compresseur à piston(s) dont la marche dans le sens "inverse" produit dans le ou les cylindre(s) délimité(s) par ledit piston, par rapport à la pression dans le cylindre au cours la marche dans le sens "direct", une inversion de la pression par rapport à l'ambiance provoquant l'ouverture d'une valve de mise en communication dudit circuit ou organe avec l'ambiance. On peut interposer entre la valve de mise en communication avec l'ambiance et l'ambiance, un organe de perte de charge apte à confirmer l'ouverture de ladite valve de mise en communication avec l'ambiance sous l'effet de la différence de la pression par rapport à l'ambiance provoquée par ledit organe de perte de charge, et l'on fait cesser l'ouverture de la valve de décharge en faisant tourner ledit moteur d'entraînement dans le sens "direct" pendant un court instant. On peut ainsi faire ouvrir ladite valve de mise en communication avec l'ambiance par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens "inverse" et faire fermer ladite valve de mise en communication par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens direct. A piston pump or compressor (s) is used, the operation of which in the "reverse" direction produced in the cylinder (s) delimited by said piston, with respect to the pressure in the cylinder during operation in the "direct" direction, an inversion of the pressure with respect to the atmosphere causing the opening of a valve for placing said circuit or member in communication with the atmosphere. It is possible to interpose between the valve for communicating with the atmosphere and the atmosphere, a pressure drop member capable of confirming the opening of said valve for communicating with the atmosphere under the effect of the difference in the pressure with respect to the atmosphere caused by said pressure drop member, and the opening of the discharge valve is stopped by rotating said drive motor in the "direct" direction for a short time. It is thus possible to open said valve for communicating with the environment by a running pulse of said motor in the "reverse" direction and to close said communication valve by a running pulse for said motor in the direct direction.
Le procédé de régulation de la pression de gaz d'au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel un compresseur à piston entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de comprimer le gaz aspiré dans le cylindre puis de refouler ce gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour vers ledit circuit ou organe d'utilisation, est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque une aspiration de gaz dans le cylindre, suivie d'une compression et d'un refoulement de ce gaz, pour provoquer l'alimentation en gaz comprimé du circuit d'utilisation, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour assurer dans le cylindre une dépression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve d'échappement susceptible d'être actionnée par dépression et provoquant l'échappement dans l'ambiance du gaz comprimé dudit circuit ou organe. The method of regulating the gas pressure of at least one circuit or member of use, in which a piston compressor driven in rotation by a motor, is capable of compressing the gas drawn into the cylinder and then of discharging this gas to through a cylinder head comprising a check or non-return valve to said circuit or member of use, is characterized in that the drive motor is turned in the "direct" direction where the alternating movement of the piston causes a suction of gas in the cylinder, followed by compression and delivery of this gas, to cause the supply of compressed gas to the operating circuit, and the drive motor is turned in the direction " reverse "to ensure a vacuum in the cylinder which acts on a control section closing the bottom of the cylinder of an exhaust valve capable of being actuated by vacuum and causing the exhaust into the atmosphere of the compressed gas d udit circuit or organ.
Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, on munit la valve d'échappement à commande par dépression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve d'échappement que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de dépression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel. On peut munir la valve d'échappement d'un clapet de décharge de surpression présentant une section sur laquelle agit la pression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à décharger automatiquement une surpression en provenance dudit circuit ou organe ou dudit compresseur. According to another embodiment of this method, the exhaust valve with vacuum control is provided with a return spring in the closed position, so as to authorize the opening of the exhaust valve only when there is a level of depression in the cylinder capable of overcoming the predetermined return force (setting) of said return spring. The exhaust valve may be fitted with a pressure relief valve having a section on which the pressure of said circuit or member acts in the opening direction and which is kept closed by the predetermined restoring force (calibration) of said return spring, so as to automatically discharge an overpressure from said circuit or member or said compressor.
Le procédé de régulation de la dépression de gaz régnant dans au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel une pompe à vide ou à dépression à piston entraînée en rotation par un moteur, est susceptible de refouler dans l'ambiance le gaz aspiré dans le cylindre puis d'aspirer du gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour de dépression depuis ledit circuit ou organe d'utilisation, est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque l'aspiration dans le cylindre du gaz dudit circuit ou organe, suivie d'un refoulement de ce gaz dans l'ambiance, pour assurer la mise en dépression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour provoquer dans le cylindre une compression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve de réalimentation par l'ambiance susceptible d'être actionnée par compression et provoquant la réalimentation par l'ambiance dudit circuit ou organe. The method of regulating the gas vacuum prevailing in at least one circuit or member of use, in which a vacuum or vacuum pump with piston driven in rotation by a motor, is capable of driving the aspirated gas into the atmosphere in the cylinder and then to draw gas through a cylinder head comprising a check valve or non-return vacuum from said circuit or member of use, is characterized in that the drive motor is rotated in the "direct" direction where the alternating movement of the piston causes the gas in said circuit or member to be sucked into the cylinder, followed by a discharge of this gas into the atmosphere, to ensure the depressurization of said circuit or member, and the '' the drive motor is rotated in the "reverse" direction to cause compression in the cylinder which acts on a control section closing the cylinder bottom of a make-up valve by the atmosphere likely to be re actuated by compression and causing recharging by the atmosphere of said circuit or member.
Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on munit la valve de réalimentation à commande par compression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve de réalimentation par l'ambiance que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de compression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel. On peut munir la valve de réalimentation d'un clapet de décharge de dépression présentant une section sur laquelle agit la dépression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à réduire automatiquement un excès de dépression en provenance dudit circuit ou organe ou de ladite pompe à vide. According to another embodiment of the method according to the invention, the make-up valve with compression control is provided with a return spring in the closed position, so as not to allow the opening of the make-up valve by the 'atmosphere that when there prevails in the cylinder a level of compression capable of overcoming the predetermined return force (setting) of said return spring. The make-up valve can be fitted with a vacuum relief valve having a section on which the vacuum of said circuit or member acts in the opening direction and which is kept closed by the predetermined restoring force (setting) of said spring. return, so as to automatically reduce excess vacuum from said circuit or member or said vacuum pump.
Selon encore un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, lorsque le moteur du compresseur ou de la pompe est un moteur électrique, l'on alimente, en parallèle au moteur et sous la dépendance d'un thermostat de température minimale ou d'une commande manuelle, au moins une résistance de chauffage électrique d'au moins une partie du compresseur de la pompe, de telle manière que cette résistance électrique chauffe le compresseur ou la pompe chaque fois que ce dernier est entraînée par le moteur électrique. According to yet another embodiment of the method according to the invention, when the compressor or pump motor is an electric motor, power is supplied, in parallel to the motor and under the dependence of a minimum temperature thermostat or d a manual control, at least one electric heating resistor of at least part of the pump compressor, so that this electric resistance heats the compressor or the pump each time the latter is driven by the electric motor.
Selon un dernier mode de réalisation du procédé de l'invention, dans lequel le compresseur ou la pompe à vide sont montés sur un véhicule à moteur thermique d'entraînement, l'on n'autorise l'alimentation du moteur électrique du compresseur ou de la pompe, ainsi que, le cas échéant, de la (ou des) résistance(s) électrique(s) de chauffage éventuellement en service, qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du vhéicule et/ou du générateur électrique du véhicule, de telle manière que ledit moteur électrique et la (ou les) résistance(s) électrique(s) éventuellement en service soient toujours alimentés par le générateur électrique du véhicule, et non pas par la batterie de démarrage dudit moteur thermique ou dudit générateur électrique. According to a last embodiment of the method of the invention, in which the compressor or the vacuum pump are mounted on a vehicle with a thermal drive motor, power is not allowed to the electric motor of the compressor or of the pump, as well as, where applicable, the electrical resistance (s) for heating possibly in operation, only after starting the engine driving the vehicle and / or the electric generator of the vehicle, in such a way that said electric motor and the electric resistance (s) possibly in service are always supplied by the electric generator of the vehicle, and not by the starter battery of said heat engine or of said generator electric.
Le dispositif de régulation de la pression d'air comprimé est caractérisé en ce que, d'une part, le piston est rigidement solidaire de la bielle et l'axe autour duquel tourne le maneton est décalé par rapport à l'axe du cylindre d'une distance égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur correspondant à la marche en compresseur, une forte inclinaison du piston pendant la course d'aspiration du compresseur, cette inclinaison permettant à la lèvre annulaire de laisser pénétrer du gaz de réalimentation provenant de l'ambiance dans le cylindre, et respectivement, une faible inclinaison du piston pendant la course de travail, c'est-à-dire de compression et de refoulement du compresseur, en ce que d'autre part, la culasse ou la tête de cylindre du compresseur comporte une valve de retenue de la pression de gaz refoulée par le compresseur, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la dépression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif comporte des moyens d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner le compresseur dans le sens "inverse" de celui correspondant à la marche en compresseur, de manière à produire, pendant la course de descente du piston faiblement incliné, une dépression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant laquelle le gaz refoulé du cylindre a pu s'échapper dans l'ambiance, ladite dépression produisant l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de l'action du ressort taré, de telle manière que la rotation du compresseur dans le sens "direct" provoque le gonflage du circuit d'air comprimé par le compresseur, tandis que la rotation du compresseur en sens "inverse" provoque le dégonflage du circuit d'air comprimé via la valve de décharge. The device for regulating the compressed air pressure is characterized in that, on the one hand, the piston is rigidly secured to the connecting rod and the axis around which the crankpin rotates is offset relative to the axis of the cylinder d 'A distance equal to a fraction of the cylinder stroke, so as to obtain, for the "direct" direction of rotation of the engine corresponding to compressor operation, a strong inclination of the piston during the suction stroke of the compressor, this inclination allowing the annular lip to let make-up gas coming from the environment into the cylinder, and respectively, a slight inclination of the piston during the working stroke, that is to say compression and discharge of the compressor , in that on the other hand, the cylinder head or the cylinder head of the compressor comprises a valve for retaining the pressure of the gas discharged by the compressor, and in parallel to this check valve, a relief valve biased towards the closed position by a calibrated spring and capable of being biased toward the open position by the possible depression prevailing in the cylinder, and in that the device comprises means for reversing the direction of rotation capable of making drive the compressor in the opposite direction to that corresponding to compressor operation, so as to produce, during the downward stroke of the slightly inclined piston, a depression in the cylinder following the displacement of the strongly inclined piston during which the gas discharged cylinder could escape into the environment, said depression producing the opening of the discharge valve against the action of the calibrated spring, so that the rotation of the compressor in the "direct" direction causes the inflation of the compressed air circuit by the compressor, while the rotation of the compressor in the "reverse" direction causes the compressed air circuit to deflate via the valve of discharge.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la valve de décharge présente une section d'action soumise à la pression du circuit d'air comprimé à l'encontre de la force de tarage du ressort, cette section d'action étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de l'effort de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur n'est pas comprimé par le piston et lorsque la pression du circuit de gaz dépasse une valeur limite prédéterminée. According to another embodiment of the invention, the discharge valve has an action section subjected to the pressure of the compressed air circuit against the setting force of the spring, this action section being suitable to produce the opening of the relief valve against the spring setting force, when the gas contained in the compressor cylinder is not compressed by the piston and when the pressure of the gas circuit exceeds a predetermined limit value.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la valve de décharge présente une section d'aspiration soumise à la pression régnant dans le cylindre du compresseur et susceptible d'être inférieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge à l'opposé de ladite section d'aspiration, de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de tarage du ressort lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur est mis en dépression du fait de la rotation du compresseur dans le sens "inverse". According to another embodiment of the invention, the relief valve has a suction section subjected to the pressure prevailing in the compressor cylinder and capable of being less than the pressure of the environment acting on the relief valve opposite to said suction section, so as to produce the opening of the discharge valve against the setting force of the spring when the gas contained in the compressor cylinder is put under vacuum due to the rotation of the compressor in the "reverse" direction.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un organe de perte de charge, tel qu'un étranglement est interposé entre la valve de décharge et l'ambiance (y compris avec interposition d'un filtre), de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une surpression par rapport à l'ambiance agissant sur une section de confirmation d'ouverture, pour maintenir la valve de décharge ouverte. Ladite section d'aspiration et/ou ladite section de confirmation est prévue sur un piston de fermeture, mobile de façon étanche dans un alésage à l'encontre du ressort taré et qui fait fonction de culasse de fermeture au moins partielle de l'alésage du cylindre. Le diamètre du piston de fermeture est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage du cylindre du compresseur. Le piston de fermeture comporte un passage de refoulement vers le circuit de gaz comprimé, du gaz comprimé par le piston du compresseur, passage sur lequel est interposé un clapet anti-retour ou de retenue s'ouvrant en direction dudit circuit de gaz comprimé. Le siège du clapet anti-retour est placé à proximité de la paroi dudit piston délimitant le fond du cylindre, de manière à réduire au minimum la participation dudit passage de refoulement à l'espace mort du cylindre de compresseur. According to yet another embodiment of the invention, a pressure drop member, such as a throttle valve, is interposed between the discharge valve and the atmosphere (including with the interposition of a filter), so as to cause , at the level of the relief valve and after opening of the latter, an overpressure with respect to the environment acting on an opening confirmation section, to keep the relief valve open. Said suction section and / or said confirmation section is provided on a closing piston, movable in a sealed manner in a bore against the calibrated spring and which acts as an at least partial closing cylinder head of the bore of the cylinder. The diameter of the closing piston is equal to or slightly less than the diameter of the compressor cylinder bore. The closing piston has a discharge passage towards the compressed gas circuit, gas compressed by the compressor piston, passage on which is interposed a non-return or check valve opening in the direction of said compressed gas circuit. The seat of the non-return valve is placed near the wall of said piston delimiting the bottom of the cylinder, so as to minimize the participation of said delivery passage in the dead space of the compressor cylinder.
Le dispositif peut comporter un organe sécheur à cartouche séchante à régénération, interposé entre la sortie de refoulement du compresseur et le circuit de gaz comprimé, de telle manière que lorsque la valve de décharge est ouverte, la cartouche séchante soit parcourue par le débit de gaz comprimé sec s'échappant du circuit d'air comprimé, dans le sens provoquant la régénération du pouvoir séchant de ladite cartouche. The device may include a dryer element with regenerating cartridge, interposed between the discharge outlet of the compressor and the compressed gas circuit, so that when the discharge valve is open, the drying cartridge is traversed by the gas flow. dry tablet escaping from the compressed air circuit, in the direction causing the regeneration of the drying power of said cartridge.
Le maneton et la bielle étant contenus dans un carter fermé relié à l'atmosphère par un filtre apte à filtrer le gaz aspiré dans le cylindre, le dispositif est caractérisé en ce que l'échappement de la valve de décharge est dirigé dans ledit carter fermé, de manière à provoquer la ventilation dudit carter par l'échappement du gaz et la traversée du filtre par ce gaz d'échappement dans un sens susceptible de provoque le décolmatage du filtre. The crank pin and the connecting rod being contained in a closed casing connected to the atmosphere by a filter capable of filtering the gas sucked into the cylinder, the device is characterized in that the exhaust of the discharge valve is directed into said closed casing , so as to cause the ventilation of said casing by the exhaust of the gas and the crossing of the filter by this exhaust gas in a direction capable of causing the filter to unclog.
Selon un autre mode de réalisation encore de l'invention, le dispositif de régulation de la pression d'un circuit de gaz en dépression par rapport à l'ambiance comprenant au moins une pompe à vide à piston munie d'au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston dont la garniture d'étanchéité comporte une lèvre annulaire d'étanchéité et qui est relié mécaniquement à une bielle dont la tête est susceptible d'être entraînée en rotation par un maneton actionné par un moteur, est caractérisé en ce que, d'une part, le piston est rigidement solidaire de la bielle et l'axe autour duquel tourne le maneton est décalé par rapport à l'axe du cylindre d'une distance égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur correspondant à la marche en pompe à vide, une forte inclinaison du piston pendant la course de refoulement de la pompe à vide, cette inclinaison permettant à la lèvre annulaire de laisser refouler le gaz aspiré du circuit vers l'extérieur hors du cylindre, et respectivement, une faible inclinaison du piston pendant la course de travail, c'est-à-dire d'aspiration du gaz, et en ce que d'autre part, la culasse ou la tête de cylindre de la pompe à vide comporte une valve de retenue de la dépression provoquée par la pompe à vide, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la surpression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif compte des moyens d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner la pompe à vide dans le sens "inverse" du sens "direct" correspondant à la marche en pompe à vide, de manière à produire, pendant la course de montée du piston faiblement incliné, une surpression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant lequel le gaz de l'ambiance a pu être aspiré de l'extérieur, ladite surpression produisant l'ouverture du clapet de décharge à l'encontre de l'action du ressort taré, de telle manière que la rotation de la pompe à vide dans le sens "direct" provoque la mise en dépression du circuit de gaz par la pompe à vide, tandis que la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse" provoque la réalimentation du circuit de gaz par l'ambiance via la valve de décharge. According to yet another embodiment of the invention, the device for regulating the pressure of a circuit of vacuum gas with respect to the atmosphere comprising at least one piston vacuum pump provided with at least one cylinder in which alternately moves a piston, the packing of which comprises an annular sealing lip and which is mechanically connected to a connecting rod whose head is capable of being driven in rotation by a crank pin actuated by a motor, is characterized in that that, on the one hand, the piston is rigidly secured to the connecting rod and the axis around which the crankpin rotates is offset with respect to the axis of the cylinder by a distance equal to a fraction of the stroke of the cylinder, so to obtain, for the "direct" direction of rotation of the motor corresponding to the operation in vacuum pump, a strong inclination of the piston during the stroke of delivery of the vacuum pump, this inclination allowing the lip annular to let the gas sucked from the circuit back to the outside out of the cylinder, and respectively, a slight inclination of the piston during the working stroke, that is to say gas suction, and in that on the other hand, the cylinder head or the cylinder head of the vacuum pump has a valve for retaining the vacuum caused by the vacuum pump, and in parallel with this valve, a relief valve biased towards the closed position by a calibrated spring capable of being urged towards the open position by the possible overpressure prevailing in the cylinder, and in that the device has means for reversing the direction of rotation capable of causing the vacuum pump to drive in the "reverse" direction of "direct" direction corresponding to the operation in vacuum pump, so as to produce, during the rise stroke of the slightly inclined piston, an overpressure in the cylinder following the displacement of the strongly inclined piston during which the ambient gas could be sucked in from the outside, said overpressure producing the opening of the relief valve against the action of the calibrated spring, so that the rotation of the vacuum pump in the "direct" direction causes the vacuum circuit to vacuum the gas circuit, while the rotation of the vacuum pump in the "reverse" direction causes the gas circuit to be replenished by the atmosphere via the valve of discharge.
Selon un autre mode de réalisation, la valve de décharge présente une section d'aspiration soumise à la dépression du circuit de gaz à l'encontre de la force de tarage du ressort, cette section d'aspiration étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de l'effort de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide n'est pas en dépression et que la dépression du circuit de gaz dépasse une valeur limite prédéterminée. La valve de décharge peut présenter une section de compression soumise à la pression régnant dans le cylindre de la pompe à vide et susceptible d'être supérieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge à l'opposé de ladite section de compression, de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide est mis en surpression du fait de la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse". According to another embodiment, the discharge valve has a suction section subjected to the vacuum of the gas circuit against the setting force of the spring, this suction section being able to produce the opening of the discharge valve against the setting force of the spring, when the gas contained in the cylinder of the vacuum pump is not under vacuum and the vacuum of the gas circuit exceeds a predetermined limit value. The discharge valve may have a compression section subjected to the pressure prevailing in the cylinder of the vacuum pump and capable of being greater than the pressure of the environment acting on the discharge valve opposite to said section of compression, so as to produce the opening of the discharge valve against the taring force of the spring, when the gas contained in the cylinder of the vacuum pump is put under overpressure due to the rotation of the pump unladen in the "reverse" direction.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un organe de perte de charge tel qu'un étranglement est interposé entre la valve de décharge et l'ambiance, de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une dépression par rapport à l'ambiance, cette dépression agissant sur une section de confirmation d'ouverture, pour maintenir la valve de décharge ouverte. Ladite section de compression et/ou ladite section de confirmation est prévue sur un piston de fermeture, mobile de façon étanche dans un alésage à l'encontre du ressort taré et qui fait fonction de culasse de fermeture de l'alésage du cylindre. Le diamètre de piston de fermeture est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage du cylindre de pompe à vide. Le piston de fermeture comporte un passage d'aspiration vers le circuit de gaz en dépression du gaz aspiré par le piston de la pompe à vide, passage sur lequel est interposé un clapet anti-retour ou de retenue s ouvrant en direction de l'intérieur du cylindre. Le siège du clapet anti-retour est placé à proximité de la paroi dudit piston délimitant le fond du cylindre de manière à réduire au minimum la participation dudit passage d'aspiration à l'espace mort du cylindre de pompe à vide. According to yet another embodiment of the invention, a pressure drop member such as a throttle is interposed between the relief valve and the atmosphere, so as to cause, at the level of the relief valve and after opening of the latter, a depression relative to the atmosphere, this depression acting on an opening confirmation section, to keep the discharge valve open. Said compression section and / or said confirmation section is provided on a closing piston, movable in leaktight manner in a bore against the calibrated spring and which acts as a cylinder head for closing the cylinder bore. The diameter of the closing piston is equal to or slightly less than the diameter of the bore of the vacuum pump cylinder. The closing piston has a suction passage to the gas circuit in depression of the gas sucked by the piston of the vacuum pump, passage on which is interposed a non-return or non-return valve opening towards the interior. of the cylinder. The seat of the non-return valve is placed near the wall of said piston delimiting the bottom of the cylinder so as to minimize the participation of said suction passage in the dead space of the vacuum pump cylinder.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif selon l'invention, lorsque le maneton et la biellette sont contenus dans un carter fermé relié à l'ambiance par un filtre apte à protéger ledit carter des salissures extérieures et à laisser s'échapper le gaz refoulé par la pompe à vide, est caractérisé en ce que la valve de décharge est reliée audit carter fermé, de manière à provoquer l'aspiration à travers ledit filtre du gaz aspiré au-delà de la valve de décharge et la ventilation dudit carter par ladite aspiration. According to another embodiment, the device according to the invention, when the crank pin and the connecting rod are contained in a closed casing connected to the atmosphere by a filter capable of protecting said casing from external dirt and allowing the gas to escape discharged by the vacuum pump, is characterized in that the discharge valve is connected to said closed casing, so as to cause the suction through said filter of the gas sucked past the discharge valve and the ventilation of said casing by said aspiration.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la garniture d'étanchéité est réalisée en un matériau élastique et de bonnes qualités frottantes et de résistance à l'abrasion, et présente une forme de coupelle de faible hauteur et de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du cylindre, et munie d'un passage central circulaire qui, en position de montage de la garniture d'étanchéité sur le piston, est traversé par la base cylindrique d'une tête de piston rapportée, fixée au piston après mise en place de ladite coupelle, de telle manière qu'une couronne annulaire sensiblement plane de ladite coupelle soit emprisonnée et serrée axialement entre la tête de piston et le piston, et que le bord périphérique recourbé ou cambré vers l'intérieur de ladite coupelle soit susceptible de se débattre d'une faible course entre soit la tête de piston rapportée soit respectivement le piston et la paroi intérieure du cylindre. According to yet another embodiment of the invention, the seal is made of an elastic material with good rubbing qualities and of abrasion resistance, and has a shape of cup of small height and of larger outside diameter. to the inside diameter of the cylinder, and provided with a circular central passage which, in the mounting position of the seal on the piston, is crossed by the cylindrical base of an attached piston head, fixed to the piston after setting in place place of said cup, so that a substantially planar annular ring of said cup is trapped and tightened axially between the piston head and the piston, and so that the peripheral edge curved or bent towards the inside of said cup is capable of struggle with a short stroke between either the attached piston head or the piston and the inner wall of the cylinder respectively.
La garniture d'étanchéité peut comporter deux coupelles de faible hauteur montées dans des sens opposés par leur lèvre d'étanchéité et juxtaposées l'une contre l'autre par une surface d'appui sensiblement plane entourant le passage central circulaire, de telle manière que les lèvres d'étanchéité s'écartent l'une de l'autre, l'une des lèvres assurant l'étanchéité principale en fonction compresseur et l'autre lèvre assurant l'étanchéité principale en fonction pompe à vide. The seal may include two small cups mounted in opposite directions by their sealing lip and juxtaposed one against the other by a substantially flat bearing surface surrounding the circular central passage, so that the sealing lips deviate from one another, one of the lips ensuring the main sealing in the compressor function and the other lip ensuring the main sealing in the vacuum pump function.
La tête de piston rapportée présente, d'une part un passage central de fixation sur la bielle ménageant un lamage pour loger la tête d'une vis de fixation, et d'autre part, une face extérieure sensiblement plane selon un plan légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal médian de la bielle, de telle manière que l'espace mort entre les faces extérieures de la tête de piston et de la culasse soit minimal, compte tenu de la légère inclinaison du piston au point mort haut provoquée par le décalage de l'axe autour duquel tourne le maneton. The attached piston head has, on the one hand a central fixing passage on the connecting rod providing a countersink for housing the head of a fixing screw, and on the other hand, an outer surface which is substantially flat along a plane slightly inclined by relative to the median longitudinal axis of the connecting rod, so that the dead space between the external faces of the piston head and of the cylinder head is minimal, taking into account the slight inclination of the piston at top dead center caused by the offset of the axis around which the crankpin turns.
Le corps de bielle peut présenter une forme à dissymétrie croissante vers la tête de bielle dans la direction propre à réduire l'encombrement de la bielle en direction du cylindre au cours de la course à forte inclinaison de la bielle. The connecting rod body may have a shape with increasing asymmetry towards the connecting rod head in the direction suitable for reducing the size of the connecting rod in the direction of the cylinder during the stroke at high inclination of the connecting rod.
Selon encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le moteur d'entraînement du compresseur ou respectivement de la pompe à vide est un moteur électrique, notamment un moteur électrique à courant continu à excitation par aimant(s) permanent(s), branché sur la batterie et le générateur électrique à courant continu d'un véhicule automobile, et ce moteur électrique est susceptible de démarrer et de tourner dans un sens de rotation et respectivement dans l'autre sens de rotation par simple inversion des sens ou des polarités de l'alimentation par un commutateur-inverseur, de telle manière que ledit commutateur-inverseur contrôle le gonflage et le dégonflage du circuit ou de l'organe, ou respectivement la mise en dépression du circuit ou la suppression de cette dépression. Un organe de réduction de tension électrique et/ou de réduction d'intensité de courant électrique peut être interposé sur le circuit d'alimentation du moteur électrique du compresseur correspondant à la marche dans le sens "inverse", de manière à réduire la vitesse de rotation du moteur tournant dans le sens "inverse" correspondant à la désactivation du circuit de gaz. According to yet another embodiment of the device according to the invention, the drive motor of the compressor or respectively of the vacuum pump is an electric motor, in particular a direct current electric motor excited by permanent magnet (s) ), connected to the battery and the DC electric generator of a motor vehicle, and this electric motor is capable of starting and turning in one direction of rotation and respectively in the other direction of rotation by simple reversal of the directions or polarities of the supply by a change-over switch, such that said change-over switch controls the inflation and deflation of the circuit or of the member, or respectively the setting in depression of the circuit or the elimination of this depression. An electric voltage reduction and / or electric current reduction member may be interposed on the supply circuit of the electric motor of the compressor corresponding to running in the "reverse" direction, so as to reduce the speed of rotation of the engine turning in the "reverse" direction corresponding to the deactivation of the gas circuit.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, propre à améliorer le fonctionnement et le démarrage du dispositif selon l'invention par grand froid, le cylindre et/ou la culasse et/ou le carter du compresseur ou de la pompe à vide sont placés au contact d'un organe de réchauffage apte à faciliter le démarrage et/ou le fonctionnement de la pompe ou du compresseur, ainsi que de la valve de décharge ou de réalimentation par l'ambiance. L'organe de réchauffage comporte au moins une résistance électrique qui est susceptible d'être reliée à une alimentation électrique à chaque phase de régulation de la pression du circuit de fluide lorsque, soit l'ambiance locale, soit au moins une partie dudit compresseur ou de ladite pompe à vide est soumise à une température inférieure à une valeur limite prédéterminée. La résistance électrique est de préférence disposée en bandeau ou en anneau autour d'au moins la tête de cylindre du compresseur ou de la pompe à vide selon un agencement assurant une bonne conduction thermique vers la tête de cylindre et un relatif isolement thermique vis-à-vis de l'extérieur du bandeau ou de l'anneau. According to another embodiment of the invention, suitable for improving the operation and starting of the device according to the invention in extreme cold, the cylinder and / or the cylinder head and / or the casing of the compressor or of the vacuum pump are placed in contact with a heating member capable of facilitating the starting and / or operation of the pump or the compressor, as well as the discharge or recharging valve by the environment. The heating element comprises at least one electrical resistance which is capable of being connected to an electrical supply at each phase of regulating the pressure of the fluid circuit when either the local environment or at least part of said compressor or of said vacuum pump is subjected to a temperature below a predetermined limit value. The electrical resistance is preferably arranged in a strip or in a ring around at least the cylinder head of the compressor or of the vacuum pump according to an arrangement ensuring good thermal conduction towards the cylinder head and relative thermal insulation from -vis the outside of the headband or ring.
Pour un dispositif selon l'invention et destiné à un véhicule automobile, le moteur électrique du compresseur ou de la pompe à vide, ainsi que, le cas échéant, les organes de chauffage ou résistances électriques éventuellement en service peuvent être reliés à un organe de commande et/ou d'alimentation (par exemple un microprocesseur) par l'intermédiaire d'un organe de temporisation apte à n'autoriser l'alimentation électrique du moteur et desdits organes éventuels de chauffage ou résistances électriques qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du véhicule et/ou du générateur électrique du véhicule. For a device according to the invention and intended for a motor vehicle, the electric motor of the compressor or of the vacuum pump, as well as, where appropriate, the heating elements or electric resistances possibly in service can be connected to a control and / or supply (for example a microprocessor) by means of a time delay device able to authorize the electrical supply of the engine and of said possible heating or electrical resistance members only after the engine has started vehicle drive thermal and / or vehicle electric generator.
D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel:
- les figures la à ld représentent en coupe schématique, un ensemble embiellage-piston-cylindre-culasse d'un compresseur d'air selon l'invention, dans quatre positions caractéristiques, à savoir au point mort bas du piston, à mi-course de compression, au point mort haut du piston et à mi-course d'aspiration, le moteur d'entraînement du compresseur tournant dans le sens "direct" et deux versions de culasse étant représentées: respectivement à la figure la, une culasse réalisée à l'aide de pièces simples et massives moulées, notamment en matière plastique, et à la figure lb, une culasse réalisée à l'aide de pièces métalliques autorisant une structure plus compacte et résistante;
- la figure 2 représente, en coupe transversale selon l'axe du cylindre et l'axe longitudinal du moteur d'entraînement, un compresseur monocylindrique selon l'invention avec la représentation schématique des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, la culasse du cylindre correspondant à celle de la figure lb;
- les figures 2a et 2b représentent, à la même échelle qu'à la figure 2 et en coupe transversale par l'axe du piston, respectivement, la garniture d'étanchéité à lèvre du piston à l'état libre, et la tête du piston séparée du piston;
- la figure 3 représente, en coupe schématique semblable à la figure lb mais à échelle réduite, le compresseur selon l'invention tournant dans le sens "inverse", c'est-à-dire celui provoquant une dépression dans le cylindre et la décharge du circuit d'air comprimé;
- les figures 4a à 4d représentent, en coupe schématique, un ensemble embiellage-piston-cylindre-culasse d'une pompe à vide selon l'invention, dans quatre positions caractéristiques, à savoir au point mort bas du piston, à mi-course de refoulement de l'air aspiré, au point mort haut du piston et à mi-course d'aspiration, le moteur d'entraînement du compresseur tournant dans le sens "direct";
- la figure 5 représente, en coupe transversale selon l'axe du cylindre et l'axe longitudinal du moteur d'entraînement, une pompe à vide monocylindrique selon l'invention, avec la représentation schématique des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention;
- les figures Sa et 5b représentent, à la même échelle qu'à la figure 5 et en coupe transversale par l'axe du piston, respectivement, la garniture d'étanchéité à lèvre du piston à l'état libre, et la tête du piston séparée de ce dernier;
- la figure 6 représente, en coupe schématique semblable à la figure 4d mais à échelle réduite, la pompe à vide selon l'invention tournant dans le sens "inverse", c'est-à-dire celui provoquant une compression dans le cylindre et la mise en liaison avec l'atmosphère du circuit sous vide ou en dépression;
- la figure 7 représente, de façon fragmentaire, le piston de la pompe à vide de la figure 5, dans une position correspondant à celle de la figure 4b, et vue depuis le clapet à dépression, pour montrer le logement du clapet d'aspiration et la section de refoulement "en lunule"; et
- la figure 8 représente, à plus grande échelle et également de façon fragmentaire et en coupe transversale selon l'axe du piston, une variante de mode de réalisation de la tête de piston, avec une garniture d'étanchéité à deux joints à lèvre en forme de coupelles montées dans des sens opposés par leur lèvre.Other objects, advantages and characteristics will appear on reading the description of various embodiments of the invention, given without limitation and with reference to the appended drawing, in which:
- Figures la to ld show in schematic section, a crankshaft-piston-cylinder-cylinder head assembly of an air compressor according to the invention, in four characteristic positions, namely at the bottom dead center of the piston, halfway compression, at the top dead center of the piston and at mid-suction stroke, the compressor drive motor rotating in the "direct" direction and two cylinder head versions being shown: respectively in FIG. 1a, a cylinder head produced at using simple and massive molded parts, in particular made of plastic, and in FIG. 1b, a cylinder head made using metal parts allowing a more compact and resistant structure;
- Figure 2 shows, in cross section along the axis of the cylinder and the longitudinal axis of the drive motor, a single-cylinder compressor according to the invention with the schematic representation of the means capable of implementing the method according to the invention , the cylinder head corresponding to that of Figure lb;
- Figures 2a and 2b show, on the same scale as in Figure 2 and in cross section through the axis of the piston, respectively, the piston lip seal in the free state, and the head of the piston separated from the piston;
- Figure 3 shows, in schematic section similar to Figure lb but on a reduced scale, the compressor according to the invention rotating in the "reverse" direction, that is to say that causing a vacuum in the cylinder and discharge the compressed air circuit;
- Figures 4a to 4d show, in schematic section, a crankshaft-piston-cylinder-cylinder head assembly of a vacuum pump according to the invention, in four characteristic positions, namely at the bottom dead center of the piston, halfway for discharging the aspirated air, at the top dead center of the piston and at mid-suction stroke, the compressor drive motor rotating in the "direct"direction;
- Figure 5 shows, in cross section along the axis of the cylinder and the longitudinal axis of the drive motor, a single-cylinder vacuum pump according to the invention, with the schematic representation of the means capable of implementing the method according to the invention;
- Figures Sa and 5b show, on the same scale as in Figure 5 and in cross section through the axis of the piston, respectively, the lip seal of the piston in the free state, and the head of the piston separated from the latter;
FIG. 6 represents, in schematic section similar to FIG. 4d but on a reduced scale, the vacuum pump according to the invention rotating in the "reverse" direction, that is to say that causing compression in the cylinder and connection with the atmosphere of the vacuum or vacuum circuit;
- Figure 7 shows, in a fragmentary manner, the piston of the vacuum pump of Figure 5, in a position corresponding to that of Figure 4b, and seen from the vacuum valve, to show the housing of the suction valve and the "lunule" discharge section; and
- Figure 8 shows, on a larger scale and also fragmentarily and in cross section along the axis of the piston, an alternative embodiment of the piston head, with a seal with two lip seals in form of cups mounted in opposite directions by their lips.
Bien que les proportions piston-cylindre et course du piston ne soient pas rigoureusement respectées, les figures la à ld correspondent à des vues en coupe transversale depuis l'arbre de sortie 1 du rotor 2 du moteur électrique d'entraînement 3 à la figure 2. L'arbre 1 monté à rotation dans un palier à roulement 4, entraîne rotation autour de l'axe la du rotor du moteur 3 un contrepoids 5 qui porte de façon excentrée un arbre de manivelle 6, d'axe 6a parallèle à l'axe la du rotor 2 du moteur 3. Although the piston-cylinder and piston stroke proportions are not strictly observed, FIGS. 1a to 1d correspond to views in cross section from the output shaft 1 of the rotor 2 of the electric drive motor 3 in FIG. 2 The shaft 1 rotatably mounted in a rolling bearing 4, causes rotation about the axis 1a of the motor rotor 3 a counterweight 5 which eccentrically carries a crank shaft 6, of axis 6a parallel to the axis of the rotor 2 of the motor 3.
Une bielle-piston, c'est-à-dire une bielle monobloc avec le piston proprement dit 8 ou rigidement solidaire du piston 8, présente une tête de bielle 9 (la bielle étant solidaire du piston, il n'existe pas de pied de bielle) qui est montée à rotation, c'est-à dire en fait pivotante, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 10, sur l'arbre de manivelle 6. On remarquera que le diamètre du roulement à billes 10 est exagéré sur les figures la à id (où il est censé représenter un roulement à une seule rangée de billes) par rapport à la figure 2 ou il est minoré pour représenter un roulement à deux rangées de billes (et pourrait, le cas échéant, représenter un roulement à aiguilles). A connecting rod-piston, that is to say a one-piece connecting rod with the piston proper 8 or rigidly secured to the piston 8, has a connecting rod head 9 (the connecting rod being secured to the piston, there is no foot of connecting rod) which is rotatably mounted, that is to say pivotally, by means of a ball bearing 10, on the crank shaft 6. It will be noted that the diameter of the ball bearing 10 is exaggerated in figures la to id (where it is supposed to represent a bearing with a single row of balls) compared to figure 2 or it is reduced to represent a bearing with two rows of balls (and could, if necessary, represent a needle bearing).
Le cylindre 12 du compresseur représenté sur la figure 2, présente une paroi cylindrique intérieure ou alésage 11 et des ailettes de refroidissement extérieures 13 qui viennent monobloc de fonderie (de préférence en fonderie d'alliage d'aluminium légère et transmettant bien la chaleur), avec un corps 14 commun au compresseur et au sécheur. Le corps 14 présente, avant montage du compresseur, plusieurs cavités ouvertes, parmi lesquelles, dans la tête de cylindre 12a, une cavité supérieure 15 destinée à loger un ressort 16 de fermeture d'une valve de décharge 17 et sur laquelle débouche l'alésage 11. Une cavité inférieure 18 (dénommée par la suite cavité d'embiellage) du bloc 14, sur laquelle débouche la partie inférieure de l'alésage 11, contient l'embiellage du compresseur, c'est-à-dire la bielle 7 montée sur l'arbre de manivelle 6 avec le contrepoids 5, et est fermée en position de service, respectivement, en bas selon la figure 2, par un couvercle inférieur 19, latéralement par le support de palier 20 du moteur 3, et en haut par le piston 8 logé dans l'alésage 11. Sur la cavité 18, débouche une cavité latérale 21 (placée à droite sur la figure 2), dans laquelle vient se loger une cartouche séchante 22 montée sur un corps de support 23 et en appui sur un ressort 24 de fond de cavité. The cylinder 12 of the compressor shown in FIG. 2 has an internal cylindrical wall or bore 11 and external cooling fins 13 which come in one piece from foundry (preferably made from a light aluminum alloy foundry which transmits heat well), with a body 14 common to the compressor and to the dryer. The body 14 has, before mounting the compressor, several open cavities, among which, in the cylinder head 12a, an upper cavity 15 intended to accommodate a spring 16 for closing a relief valve 17 and onto which the bore opens. 11. A lower cavity 18 (hereinafter referred to as the crankshaft cavity) of the block 14, onto which the lower part of the bore 11 opens, contains the crankshaft of the compressor, that is to say the rod 7 mounted on the crank shaft 6 with the counterweight 5, and is closed in the service position, respectively, at the bottom according to FIG. 2, by a lower cover 19, laterally by the bearing support 20 of the motor 3, and at the top by the piston 8 housed in the bore 11. On the cavity 18, opens a lateral cavity 21 (placed on the right in FIG. 2), into which is housed a drying cartridge 22 mounted on a support body 23 and resting on a spring 24 at the bottom of the cavity.
Le couvercle 19 comporte des embouts ou raccords crantés 25 de raccordement à un circuit de fluide constitué par exemple par des coussins de suspension pneumatique d'un véhicule automobile, chacun de ces coussins étant par exemple isolé par une électrovalve (voir les électrovalves 94 et 95 explicitées par la suite) qui n'ouvre la communication vers le coussin que lorsqu'elle est excitée. Le couvercle 19 qui est fixé au corps 14 par tout moyen approprié, par exemple par agrafage d'une bride métallique périphérique 26, comme représenté sur la figure 2, est appliqué de façon étanche, simultanément, sur le corps 14 à l'aide d'un joint torique d'étanchéité 27, et sur un prolongement de raccord 28 du corps de support 23, à l'aide d'un joint torique d'étanchéité 29 qui isole les canalisations internes des embouts 25, de la cavité intérieure 18 formant carter d'embiellage. The cover 19 comprises notches or notched connectors 25 for connection to a fluid circuit constituted for example by air suspension cushions of a motor vehicle, each of these cushions being for example isolated by an electrovalve (see electrovalves 94 and 95 explained below) which opens the communication to the cushion only when it is energized. The cover 19 which is fixed to the body 14 by any suitable means, for example by stapling a peripheral metal flange 26, as shown in FIG. 2, is applied in a sealed manner, simultaneously, to the body 14 using an O-ring seal 27, and on a connection extension 28 of the support body 23, using an O-ring seal 29 which insulates the internal pipes from the end pieces 25, from the internal cavity 18 forming crankshaft housing.
Le support 23 qui porte la cartouche séchante 22 est monté, dans la cavité latérale 21, en étant isolé de la cavité d'embiellage 18 par un joint torique d'étanchéité 30, tandis que la cartouche séchante 22 communique librement avec le fond de la cavité latérale 21 par des ouvertures (non représentées) ménagées dans un fond 31 d'une enveloppe 32. The support 23 which carries the drying cartridge 22 is mounted, in the lateral cavity 21, being isolated from the connecting rod cavity 18 by an O-ring seal 30, while the drying cartridge 22 communicates freely with the bottom of the lateral cavity 21 by openings (not shown) formed in a bottom 31 of an envelope 32.
Le prolongement 28 du corps de support 23 comporte deux passages qui établissent une communication entre la cartouche séchante 22 via des passages non représentés qui traversent un fond 33 de l'enveloppe 32 et les embouts crantés 25. Un premier passage 34 contient un clapet anti-retour 35, par exemple à lèvre flexible, qui n'autorise le passage de l'air comprimé que de la cartouche séchante 22, vers les embouts 25. Un deuxième passage 36, 37 contient un clapet anti-retour 38 qui, repoussé sur un siège (au débouché du passage 37) par un ressort taré, n'autorise le passage de l'air comprimé que des embouts 25 vers la cartouche séchante 22, et à condition que la pression aux embouts 25 dépasse la pression régnant dans la cartouche séchante d'une valeur minimum déterminée par le tarage (l'effort de réaction) du ressort 39 et correspondant par exemple à la pression minimum à maintenir dans des coussins de suspension reliés aux embouts 25. Le couvercle 19 est traversé de fa çon étanche par des câbles électriques 40 et 41 d'alimentation du moteur électrique 3 et par un filtre 42 interposé ainsi entre la cavité d'embiellage 18 et l'atmosphère. The extension 28 of the support body 23 has two passages which establish a communication between the drying cartridge 22 via passages not shown which pass through a bottom 33 of the casing 32 and the notched end pieces 25. A first passage 34 contains a check valve return 35, for example with a flexible lip, which allows the passage of compressed air only from the drying cartridge 22, to the nozzles 25. A second passage 36, 37 contains a non-return valve 38 which, pushed back onto a seat (at the outlet of passage 37) by a calibrated spring, authorizes the passage of compressed air only from the nozzles 25 to the drying cartridge 22, and provided that the pressure at the nozzles 25 exceeds the pressure prevailing in the drying cartridge of a minimum value determined by the calibration (the reaction force) of the spring 39 and corresponding for example to the minimum pressure to be maintained in suspension cushions connected to the end pieces 25. The cover 19 is trave rsé sealingly by electric cables 40 and 41 supplying the electric motor 3 and by a filter 42 thus interposed between the connecting rod cavity 18 and the atmosphere.
Sur la figure la, on a représenté un premier mode de réalisation de la culasse du compresseur constituée par la valve de décharge 17 qui vient obturer le débouché supérieur de l'alésage 11 du cylindre. En fait, le débouché de l'alésage 11 est obturé par un piston dit "de fermeture" 43 qui est mobile de façon étanche, par l'intermédiaire d'un joint torique 44 dans un alésage 45 ménagé dans une plaque intermédiaire ou de culasse 46 qui est montée serrée entre une culasse de refoulement proprement dite 47 et le cylindre 12, avec interposition de joints de culasse appropriés, représentés sur la figure 1 par des joints toriques. L'alésage 45 est représenté ici avec un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 11 du cylindre, mais il pourrait être égal à celui de l'alésage 11 ou supérieur à cet alésage 11. La solution représentée présente l'avantage d'autoriser un écart de centrage entre les alésages 11 et 45 tout en permettant de réduire au minimum l'espace mort entre le piston 8 et la paroi de fond de cylindre 48 du piston de fermeture 43. In Figure la, there is shown a first embodiment of the cylinder head of the compressor formed by the discharge valve 17 which closes the upper outlet of the bore 11 of the cylinder. In fact, the outlet of the bore 11 is closed by a so-called "closing" piston 43 which is movable in leaktight manner, by means of an O-ring 44 in a bore 45 formed in an intermediate plate or cylinder head. 46 which is mounted tightly between an actual delivery cylinder head 47 and the cylinder 12, with the interposition of appropriate cylinder head gaskets, represented in FIG. 1 by O-rings. The bore 45 is shown here with a diameter slightly less than that of the bore 11 of the cylinder, but it could be equal to that of the bore 11 or greater than this bore 11. The solution shown has the advantage of allow a centering difference between the bores 11 and 45 while making it possible to minimize the dead space between the piston 8 and the cylinder bottom wall 48 of the closing piston 43.
Le piston de fermeture 43 est rappelé vers le haut de la figure la par le ressort de rappel 16 logé dans la cavité supérieure 15 et il présente une chambre intérieure 49 à plusieurs alésages étagés, l'un de ces alésages guidant de façon étanche un piston porte-clapet 50 réalisé par exemple en matière plastique et retenu dans la chambre 49 par une rondelle élastique ou "circlip" 50a. Le piston porte-clapet 50 présente un passage central de refoulement 51 dont le débouché en direction de la culasse de refoulement 47, est entouré par un joint torique d'étanchéité 52 qui coopère avec un siège 53 ménagé au débouché d'un passage de refoulement 54 dans la culasse de refoulement 47. Les passages de refoulement 51 et 54 sont sensiblement alignés l'un sur l'autre et le passage 51 débouche sur une chambre de clapet 55 ménagée à l'intérieur du piston porte-clapet 50. Dans la chambre 55, est logé un ressort hélicoïdal 56 qui applique (repousse) une bille de clapet 57 sur un siège, de préférence constitué par un joint torique 58 en un matériau élastomère résistant bien à la chaleur, tel que du Viton (marque déposée). The closing piston 43 is returned towards the top of FIG. 1a by the return spring 16 housed in the upper cavity 15 and it has an interior chamber 49 with several stepped bores, one of these bores sealingly guiding a piston. valve holder 50 made for example of plastic and retained in the chamber 49 by an elastic washer or "circlip" 50a. The valve holder piston 50 has a central delivery passage 51, the outlet of which towards the delivery head 47, is surrounded by an O-ring seal 52 which cooperates with a seat 53 provided at the outlet of a delivery passage 54 in the discharge cylinder head 47. The discharge passages 51 and 54 are substantially aligned with one another and the passage 51 opens onto a valve chamber 55 formed inside the valve-carrying piston 50. In the chamber 55, is housed a helical spring 56 which applies (repels) a valve ball 57 on a seat, preferably consisting of an O-ring 58 made of an elastomeric material resistant to heat, such as Viton (registered trademark).
Le siège 58 est placé au débouché, dans la chambre 55, d'un passage 59 traversant le fond du piston de fermeture 43, de telle manière que le siège 58 soit placé le plus près possible (en respectant les exigences de la résistance des matériaux) de la paroi 48 de fond de cylindre. Le piston 43 est repoussé sur la paroi de fond de culasse 60 de la culasse de refoulement 47 par le ressort 16 et par la pression de refoulement régnant dans la chambre intérieure 1 la délimitée entre le piston 8 et sa garniture d'étanchéité 8a, la paroi intérieure 11 du cylindre et la paroi de fond 48 du piston de fermeture, la chambre il a étant étanchée par le joint 44, la lèvre 74 de la garniture 8a et le ou les joint(s) de culasse (non représentés). La cavité supérieure 15 qui contient le piston 43 communique par un passage de décharge 61 avec l'atmosphère dont la pression est susceptible d'agir sur toute la section du piston 43 (à l'exception de celle comprise à l'intérieur du joint torique 52), grâce à des passages 62 ou à des ergots de butée 63 (voir la figure 2). La pression de refoulement qui règne dans la chambre de cylindre 1 la repousse la bille 57 à distance du siège 58 pour ouvrir un passage annulaire de refoulement entre la bille et son siège. The seat 58 is placed at the outlet, in the chamber 55, of a passage 59 crossing the bottom of the closing piston 43, in such a way that the seat 58 is placed as close as possible (respecting the requirements of the resistance of the materials ) of the cylinder wall 48. The piston 43 is pushed back on the cylinder head bottom wall 60 of the delivery cylinder head 47 by the spring 16 and by the delivery pressure prevailing in the interior chamber 1 the delimitation between the piston 8 and its seal 8a, the inner wall 11 of the cylinder and the bottom wall 48 of the closing piston, the chamber a being sealed by the seal 44, the lip 74 of the lining 8a and the cylinder head gasket (s) (not shown). The upper cavity 15 which contains the piston 43 communicates by a discharge passage 61 with the atmosphere whose pressure is likely to act on the entire section of the piston 43 (with the exception of that included inside the O-ring 52), thanks to passages 62 or to stop lugs 63 (see FIG. 2). The discharge pressure which prevails in the cylinder chamber 1 pushes the ball 57 away from the seat 58 to open an annular discharge passage between the ball and its seat.
La valve de décharge 17 représentée à la figure lb diffère de celle représentée à la figure la par quelques détails que l'on va expliciter. On rappelle également que le type de culasse et de valve de décharge de la figure lb est utilisé pour le compresseur représenté sur la figure 2 qui pourrait également utiliser la culasse et la valve de décharge représentées à la figure la. Sur la figure lb, l'ensemble piston-cylindreculasse-embiellage est représenté sensiblement selon l'axe de l'alésage 11 du cylindre 12. The discharge valve 17 shown in Figure 1b differs from that shown in Figure 1a in a few details which will be explained. It is also recalled that the type of cylinder head and relief valve in FIG. 1b is used for the compressor shown in FIG. 2 which could also use the cylinder head and the relief valve shown in FIG. In FIG. 1b, the piston-cylinder-cylinder-linkage assembly is represented substantially along the axis of the bore 11 of the cylinder 12.
Le piston de fermeture 43 est ici réalisé en métal avec un ajourage annulaire 64 qui entoure un bossage central 65 dont l'alésage central 65a contient un clapet de décharge 66. L'alésage central 65a se prolonge vers la paroi de fond 48 du piston de fermeture 43 par un passage central 59 analogue à celui représenté à la figure la et devant lequel est placé, de façon analogue, un joint torique 58 formant siège de clapet pour une bille de clapet 57 (voir la figure 1c) repoussée sur son siège par un ressort hélicoïdal de rappel 56. The closing piston 43 is here made of metal with an annular cutout 64 which surrounds a central boss 65, the central bore 65a of which contains a relief valve 66. The central bore 65a extends towards the bottom wall 48 of the piston closure 43 by a central passage 59 similar to that shown in FIG. 1a and in front of which is placed, in an analogous manner, an O-ring 58 forming a valve seat for a valve ball 57 (see FIG. 1c) pushed back onto its seat by a helical return spring 56.
Le clapet de décharge 66 est retenu dans l'alésage central 65a par une bague élastique ou circlip 67 (voir la figure 2) et vient ainsi enfermer dans l'alésage 65a le siège 58, la bille 57 et son ressort de rappel, guidé par un téton 68 qui limite la hauteur de levée de la bille. Le clapet 66 présente, au-delà du téton 68, un passage central de décharge 69 qui se raccorde de façon étanche au passage de refoulement 54 ménagé dans la culasse 14, à l'aide d'un joint torique 70 logé dans une rainure au débouché du passage 54 sur la cavité supérieure 15. Le clapet 66 est en fait bloqué axialement dans l'alésage 65a par la bague élastique 67 et appliqué, par le ressort 16 de rappel du piston de fermeture 43 contre le joint torique 70 par l'intermédiaire d'une surface conique d'extrémité 71, de façon à assurer une liaison étanche entre le passage de refoulement 54 et l'intérieur de l'alésage 65a. The relief valve 66 is retained in the central bore 65a by an elastic ring or circlip 67 (see FIG. 2) and thus encloses in the bore 65a the seat 58, the ball 57 and its return spring, guided by a nipple 68 which limits the lifting height of the ball. The valve 66 has, beyond the stud 68, a central discharge passage 69 which is sealingly connected to the discharge passage 54 formed in the cylinder head 14, using an O-ring 70 housed in a groove at the outlet of the passage 54 on the upper cavity 15. The valve 66 is in fact locked axially in the bore 65a by the elastic ring 67 and applied, by the return spring 16 of the closing piston 43 against the O-ring 70 by the intermediate a conical end surface 71, so as to ensure a sealed connection between the discharge passage 54 and the interior of the bore 65a.
Sur la figure lc, qui représente la culasse de façon beaucoup plus fragmentaire, on voit que le piston 8 et sa garniture d'étanchéité 8a (représentée ici schématiquement) est au point mort haut tandis que le contrepoids 5 est en position basse. La tête plate 72 du piston 8 qui est légèrement inclinée par rapport à l'axe 8b du piston 8 et de la bielle 7 (voir par exemple les figures la, îc et nid), est alors sensiblement parallèle à la paroi de fond de cylindre 48, et à proximité immédiate de cette paroi de fond, de manière à réduire au minimum l'espace mort du cylindre constitué par l'intervalle mince entre les faces planes 72 et 48, par l'intervalle annulaire 73 (voir la figure l d) entre la lèvre 74 de la garniture d'étanchéité 8a du piston 8 et la tête rapportée 75 (voir la figure 2b) du piston 8 représenté schématiquement sur les figures la à ld, et enfin par le passage 59 du fond de piston de fermeture 43, ce passage 59 étant obturé par la bille 57 en appui sur le siège annulaire (torique) 58, lui-même en appui sur un fond de rainure entourant le débouché du passage 59 dans l'alésage 65a. Sur la figure lc, la bille 57 formant clapet anti-retour est représentée légèrement décollée de son siège torique 58 sous l'effet de la pression régnant dans l'espace mort subsistant entre la tête du piston 8 et la face 48. In FIG. 1c, which shows the cylinder head in a much more fragmentary manner, it can be seen that the piston 8 and its seal 8a (shown here diagrammatically) is in top dead center while the counterweight 5 is in the low position. The flat head 72 of the piston 8 which is slightly inclined relative to the axis 8b of the piston 8 and of the connecting rod 7 (see for example Figures la, îc and nest), is then substantially parallel to the bottom wall of the cylinder 48, and in the immediate vicinity of this bottom wall, so as to minimize the dead space of the cylinder formed by the thin gap between the planar faces 72 and 48, by the annular gap 73 (see FIG. Ld) between the lip 74 of the seal 8a of the piston 8 and the attached head 75 (see FIG. 2b) of the piston 8 shown diagrammatically in FIGS. 1a to 1d, and finally by the passage 59 of the closing piston bottom 43 , this passage 59 being closed by the ball 57 bearing on the annular seat (O-ring) 58, itself resting on a groove bottom surrounding the outlet of the passage 59 in the bore 65a. In FIG. 1c, the ball 57 forming a non-return valve is shown slightly detached from its O-ring seat 58 under the effect of the pressure prevailing in the dead space remaining between the head of the piston 8 and the face 48.
La poursuite de la rotation de l'arbre de sortie ou d'entraînement 1 fait passer le piston 8 de la position de point mort haut représentée à la figure îc à la position d'aspiration représentée à la figure 1 d. Continued rotation of the output or drive shaft 1 causes the piston 8 to pass from the top dead center position shown in Figure 1c to the suction position shown in Figure 1 d.
L'axe la autour duquel tourne le maneton de vilebrequin (ici l'arbre de manivelle 6) est décalé par rapport à l'axe 1 la du cylindre dans le plan perpendiculaire à l'axe de rotation du maneton, d'une distance d (voir la figure lb) qui est une fraction de la course du piston, cette fraction pouvant atteindre et même légèrement dépasser la moitié de la course du piston. Le sens du décalage est choisi de manière à obtenir, pour le sens de rotation indiqué sur les figures la à ld, une forte inclinaison de la bielle 7 (et donc du piston 8) par rapport à l'axe 1 la du cylindre pendant la course de réarmement, c'est-à-dire ici d'aspiration, comme représenté à la figure ld, et respectivement une faible inclinaison pendant la course de travail ou de compression, comme représenté à la figure lb. The axis la around which the crankshaft crankpin rotates (here the crankshaft 6) is offset with respect to axis 1aa of the cylinder in the plane perpendicular to the axis of rotation of the crankpin, by a distance d (see Figure lb) which is a fraction of the piston stroke, this fraction can reach and even slightly exceed half of the piston stroke. The direction of the offset is chosen so as to obtain, for the direction of rotation indicated in FIGS. 1a to 1d, a strong inclination of the connecting rod 7 (and therefore of the piston 8) relative to the axis 11a of the cylinder during the reset stroke, that is to say here suction, as shown in Figure ld, and respectively a slight inclination during the working or compression stroke, as shown in Figure lb.
Au cours de la descente d'aspiration du piston entre les figures lc et ld, l'inclinaison de la bielle 7 et du piston 8 s'accroît jusqu'à atteindre l'inclinaison maximale représentée à la figure Id ou, sous l'effet de la dépression régnant dans la chambre 1 la du cylindre 12, la lèvre 74 dans sa partie la plus basse, se rabat vers l'intérieur pour laisser un passage d'air en forme de lunule, entre le piston 8 et la paroi 1 1 du cylindre (voir la lunule 98 à la figure 7). During the suction descent of the piston between FIGS. 1c and 1d, the inclination of the connecting rod 7 and of the piston 8 increases until it reaches the maximum inclination shown in FIG. Id or, under the effect of the depression prevailing in the chamber 1 1a of the cylinder 12, the lip 74 in its lowest part, folds inwards to leave an air passage in the form of a lunule, between the piston 8 and the wall 1 1 of the cylinder (see lunula 98 in Figure 7).
La section d'aspiration en "lunule" est suffisamment importante pour permettre un bon remplissage (voir la flèche 76 à la figure ld) de la chambre 1 la du cylindre 12 en air atmosphérique aspiré depuis la cavité inférieure ou d'embiellage 18 à travers le filtre 42 (voir la figure 2), sensiblement jusqu'au point mort bas représenté à la figure la. Dès le début de la remontée du piston 8, apparaît dans la chambre intérieure 1 la du cylindre une légère surpression qui plaque la lèvre 74 au contact de la paroi intérieure 11 du cylindre 12, la poursuite de la compression confirmant l'étanchéité jusqu'à ce que la surpression dans le cylindre lia soit suffisante pour faire décoller la bille 57 de son siège 58 à l'encontre de la poussée du ressort 56 et refouler de l'air comprimé au passage de refoulement 54 à l'encontre de la pression de circuit régnant dans ce passage. The suction section in "lunule" is large enough to allow good filling (see arrow 76 in Figure ld) of the chamber 1a of the cylinder 12 in atmospheric air sucked from the lower cavity or crankshaft 18 through the filter 42 (see FIG. 2), substantially up to the bottom dead center shown in FIG. From the start of the ascent of the piston 8, there appears in the interior chamber 1a of the cylinder a slight overpressure which presses the lip 74 in contact with the interior wall 11 of the cylinder 12, the continued compression confirming the tightness up that the overpressure in the cylinder 11a is sufficient to cause the ball 57 to take off from its seat 58 against the thrust of the spring 56 and to discharge compressed air at the discharge passage 54 against the pressure of circuit prevailing in this passage.
Le compresseur monocylindrique avec sa cartouche séchante et sa régulation intégrée, tel que représenté à la figure 2, comporte la partie de culasse avec la valve de décharge 17 représentée à la figure lb, selon un plan de coupe passant par l'axe 1 lb du cylindre 12 mais perpendiculaire au plan de coupe de la figure lb. Le corps 14 commun au compresseur et au sécheur est fermé par la culasse de refoulement proprement dite 47 fixée par des vis non représentées (axes 77) et par le couvercle inférieur 19 déjà décrit en détail. Le passage de refoulement 54 prévu dans la culasse 47 relie le refoulement de la valve de décharge 17 à un passage d'entrée 78 dans la cavité latérale 21 fermée par le fond perforé 31 de la cartouche séchante 22. The single-cylinder compressor with its drying cartridge and its integrated regulation, as represented in FIG. 2, comprises the cylinder head part with the relief valve 17 represented in FIG. 1b, according to a cutting plane passing through the axis 1 lb of the cylinder 12 but perpendicular to the cutting plane of Figure lb. The body 14 common to the compressor and to the dryer is closed by the discharge head proper 47 fixed by screws not shown (pins 77) and by the lower cover 19 already described in detail. The discharge passage 54 provided in the cylinder head 47 connects the discharge of the discharge valve 17 to an inlet passage 78 in the lateral cavity 21 closed by the perforated bottom 31 of the drying cartridge 22.
Le piston 8 présente une tête de piston rapportée 75 (désignée par la référence 8a sur les figures la à lb) qui obture de façon étanche l'alésage 1 1 du cylindre 12 et qui est constituée de pièces fixées à la bielle-piston 7, 8. La tête rapportée 75 dont la face supérieure plane 72 est légèrement inclinée (par exemple de 7 degrés) et non pas perpendiculaire par rapport à l'axe du piston 8, de manière à être sensiblement perpendiculaire à l'axe 1 lob du cylindre au point mort haut (voir la figure lc), est fixée rigidement au piston 8 par une vis 79. La fixation de la tête rapportée 75 est rendue stable et rigide par engagement de l'extrémité d'un prolongement cylindrique 80 (voir la figure 2b) dans un alésage correspondant (à montage serré de préférence) 81 ménagé dans le corps de piston 8 et par un pion (non représenté) ou tige de faible diamètre fixé dans le corps de piston 8 et qui s'engage dans un alésage 82 de la tête rapportée 75 en empêchant ainsi cette dernière de tourner par rapport au piston (ce qui est indispensable à cause de l'inclinaison de la face supérieure 72). The piston 8 has an attached piston head 75 (designated by the reference 8a in FIGS. 1a to 1b) which sealingly seals the bore 11 of the cylinder 12 and which consists of parts fixed to the piston rod 7, 8. The attached head 75 whose planar upper face 72 is slightly inclined (for example by 7 degrees) and not perpendicular to the axis of the piston 8, so as to be substantially perpendicular to the axis 1 lob of the cylinder at top dead center (see FIG. 1c), is rigidly fixed to the piston 8 by a screw 79. The attachment of the attached head 75 is made stable and rigid by engagement of the end of a cylindrical extension 80 (see FIG. 2b) in a corresponding bore (preferably tight fitting) 81 formed in the piston body 8 and by a pin (not shown) or small diameter rod fixed in the piston body 8 and which engages in a bore 82 of the head reported 75 in em thus catching the latter from rotating relative to the piston (which is essential because of the inclination of the upper face 72).
La vis de fixation 79 traverse un alésage axial 83 et sa tête se loge entièrement dans un lamage 84 de la tête 75 pour venir serrer en position un joint d'étanchéité de piston 85 à lèvre annulaire 74. Le joint 85 représenté en coupe transversale à l'état détendu à la figure 2a présente un passage central 86 qui est traversé de façon ajustée par le prolongement 20. Tel que représentée à l'état détendu, la lèvre 74 présente une face extérieure 74a destinée à venir en contact avec la paroi de l'alésage 11 et donc à s user, une paroi intérieure 74b et une face en bout 74c sensiblement perpendiculaire aux faces 74a, 74b, qui sont, elles, sensiblement parallèles entre elles. The fixing screw 79 passes through an axial bore 83 and its head is entirely housed in a counterbore 84 of the head 75 in order to tighten in position a piston seal 85 with an annular lip 74. The seal 85 shown in cross section at the relaxed state in FIG. 2a has a central passage 86 which is crossed in an adjusted manner by the extension 20. As shown in the relaxed state, the lip 74 has an outer face 74a intended to come into contact with the wall of the bore 11 and therefore to wear, an inner wall 74b and an end face 74c substantially perpendicular to the faces 74a, 74b, which are themselves substantially parallel to each other.
Le diamètre extérieur De (hors tout) au-delà de la face en bout 74c du joint 85 à l'état détendu, est légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 11, de manière à obtenir un léger serrage élastique de la lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 11. Après montage du joint 85, comme représenté sur la figure 2, la face intérieure 74b de la lèvre 74 vient partiellement au contact de la face extérieure cylindrique ou à très faible conicité 87 (voir la figure 2b) de la tête rapportée 75 pour venir se placer avec un faible jeu entre cette face extérieure 87 et la paroi de l'alésage 11, en étant plaquée élastiquement avec un effort limité, par la réaction élastique du matériau à propriétés élastomères du joint monobloc 85. De part et d'autre du passage central cylindre 86, le joint 85 présente des surfaces d'appui sensiblement planes et annulaires respectives, 86a et 86b, qui viennent s'appliquer respectivement sur une surface conjuguée 87a de la tête de piston 75 et sur une surface conjuguée 81 a ménagée autour de l'alésage 81 du piston 8. The outside diameter De (overall) beyond the end face 74c of the seal 85 in the relaxed state, is slightly greater than the diameter of the bore 11, so as to obtain a slight elastic tightening of the lip 74 on the wall of the bore 11. After mounting the gasket 85, as shown in FIG. 2, the inner face 74b of the lip 74 comes partially into contact with the cylindrical or very low tapered outer face 87 (see FIG. 2b) of the attached head 75 in order to be placed with a slight clearance between this outer face 87 and the wall of the bore 11, being pressed elastically with a limited force, by the elastic reaction of the material with elastomeric properties of the one-piece joint 85. On either side of the central cylinder passage 86, the seal 85 has respective substantially planar and annular bearing surfaces, 86a and 86b, which are applied respectively on a mating surface 87a of the head d e piston 75 and on a mating surface 81 a formed around the bore 81 of the piston 8.
Lorsqu'une surpression règne dans la chambre 1 la du cylindre 12, un effort supplémentaire s exerce sur la lèvre 74 pour venir la plaquer plus fortement au contact de la paroi 11, de façon proportionnelle à la différence de pression à étancher, selon les propriétés bien connues des joints à lèvre. Le joint 85 qui doit présenter des qualités paradoxales d'élasticité, de résistance à l'usure par friction, de faible frottement sur une paroi 1 1 en alliage d'aluminium, et une résistance à la chaleur car l'air comprimé à l'intérieur de la chambre de cylindre lia atteint 250"C, peut être réalisé en un matériau élastomère à haute résistance à chaud tel que le Viton (marque déposée). When an overpressure prevails in the chamber 1a of the cylinder 12, an additional force is exerted on the lip 74 to come to press it more strongly in contact with the wall 11, in proportion to the pressure difference to be sealed, according to the properties well known lip seals. The gasket 85 which must have paradoxical qualities of elasticity, resistance to wear by friction, low friction on a wall 1 1 of aluminum alloy, and a resistance to heat because the compressed air to the inside the cylinder chamber 11a reaches 250 "C, can be made of an elastomeric material with high heat resistance such as Viton (registered trademark).
On va maintenant expliquer le fonctionnement en mode compresseur du dispositif selon l'invention et dont la structure a été décrite en détail. We will now explain the operation in compressor mode of the device according to the invention and the structure of which has been described in detail.
On voit sur la figure 2 que, pour assurer le montage du compresseur, il est possible de mettre en place la bielle 7 et le piston 8 complètement équipés, respectivement du roulement 10 et de la tête de piston 75 avec son joint 85, dans le cylindre 12, puis de présenter à travers l'ouverture 1 4a du corps 14 le moteur 3 équipé de son porte-balais et de son porte-palier ainsi que du contrepoids 5 et de l'arbre de manivelle 6, puis de faire pénétrer l'arbre de manivelle 6 dans le roulement 10 de la tête de bielle, et enfin de fixer le corps du moteur 3 au corps 14 à l'aide de vis non repré- sentées. La bielle 7 peut alors coulisser avec son roulement 10 sur l'arbre de manivelle 6 en se centrant sur l'alésage 11 du cylindre 12. We see in Figure 2 that, to ensure the mounting of the compressor, it is possible to set up the connecting rod 7 and the piston 8 fully equipped, respectively with the bearing 10 and the piston head 75 with its seal 85, in the cylinder 12, then to present through the opening 1 4a of the body 14 the motor 3 equipped with its brush holder and its bearing holder as well as the counterweight 5 and the crank shaft 6, then to penetrate the 'crank shaft 6 in the bearing 10 of the connecting rod head, and finally to fix the engine body 3 to the body 14 using screws not shown. The connecting rod 7 can then slide with its bearing 10 on the crank shaft 6, centering on the bore 11 of the cylinder 12.
Pour continuer le montage, avant de fermer le fond du carter ou de la cavité d'embiellage 18 par le couvercle 19, on peut monter le clapet de décharge complet 17, avec son piston de fermeture 43, puis fixer en place la culasse de refoulement 47 pour fermer la partie supérieure du corps 14. Ensuite, on met en place le ressort 24 au fond de la cavité 21, puis la cartouche séchante 22 et son support 23 équipé des clapets anti-retour 35 et 38. Pour terminer le montage, il reste à positionner avec soin le couvercle 19 équipé du filtre 42, des embouts 25 et des câbles électriques d'alimentation 40 et 41 raccordés au moteur 3 dans la cavité d'embiellage 18, sur le corps 14, et sur le prolongement 28 du support 23, puis à le fixer au corps 14 par la bride périphérique 26, telle que représentée, ou par tout autre moyen approprié tel que des vis. To continue mounting, before closing the bottom of the casing or the crankshaft cavity 18 by the cover 19, the complete relief valve 17, with its closing piston 43, can be mounted, then fix the delivery cylinder head in place 47 to close the upper part of the body 14. Then, place the spring 24 at the bottom of the cavity 21, then the drying cartridge 22 and its support 23 equipped with non-return valves 35 and 38. To complete the assembly, it remains to carefully position the cover 19 fitted with the filter 42, the end pieces 25 and the electric power cables 40 and 41 connected to the motor 3 in the connecting rod cavity 18, on the body 14, and on the extension 28 of the support 23, then to fix it to the body 14 by the peripheral flange 26, as shown, or by any other suitable means such as screws.
Lorsque le dispositif de production d'air comprimé et de régulation de la pression d'air comprimé est utilisé, par exemple, pour alimenter un circuit de suspension pneumatique de véhicule dont les coussins d'expansion sont reliés à l'un ou l'autre des raccords 25, la position de la partie mobile de ces coussins de suspension par rapport à la caisse du véhicule est contrôlée, par exemple par un bobinage de surveillance électronique et, afin de pouvoir opérer sélectivement sur les coussins de suspension et de conserver dans les coussins une pression de suspension en cas de défaillance du système d'alimentation, chaque coussin est isolé de l'extérieur par une électrovalve qui ne s'ouvre que pour autoriser une correction de la pression (en plus ou en moins) régnant dans le coussin. Les câbles 40 et 41 d'alimentation du moteur électrique 3 sont reliés à la batterie (et donc indirectement à l'alternateur ou autre générateur électrique) du véhicule, indiquée symboliquement par les signes plus et moins, par l'intermédiaire d'un commutateur inverseur 88 apte à isoler le moteur 3 de l'alimentation ou bien à relier ce moteur à la batterie selon une polarité d'alimentation ou selon la polarité opposée, pour faire tourner le moteur 3, monté par exemple en moteur à excitation séparée par aimants permanents, dans un sens ou dans l'autre. When the device for producing compressed air and for regulating the compressed air pressure is used, for example, to supply a pneumatic suspension circuit for a vehicle whose expansion cushions are connected to one or the other connections 25, the position of the movable part of these suspension cushions relative to the vehicle body is controlled, for example by an electronic monitoring coil and, in order to be able to operate selectively on the suspension cushions and to keep in the cushions a suspension pressure in the event of a failure of the supply system, each cushion is isolated from the outside by a solenoid valve which opens only to allow correction of the pressure (more or less) prevailing in the cushion . The cables 40 and 41 for supplying the electric motor 3 are connected to the battery (and therefore indirectly to the alternator or other electric generator) of the vehicle, indicated symbolically by the plus and minus signs, by means of a switch. reverser 88 able to isolate the motor 3 from the supply or else to connect this motor to the battery according to a supply polarity or according to the opposite polarity, to rotate the motor 3, mounted for example as a motor with separate excitation by magnets permanent, one way or the other.
Les trois positions du commutateur inverseur 88 sont, par exemple, contrôlées par un relais 89 qui peut être relié à un ordinateur central de contrôle de suspension 97 ou qui, plus simplement, est placé sous la dépendance d'un détecteur 90 (par exemple un bobinage se déplaçant devant un aimant) relié par voie électrique, électronique ou informatique ou, pour les systèmes les plus simples, mécaniquement aux coussins de suspension (représentés ici schématiquement par un piquage sur les lignes alimentées chacune par un raccord 25). The three positions of the reversing switch 88 are, for example, controlled by a relay 89 which can be connected to a central suspension control computer 97 or which, more simply, is placed under the dependence of a detector 90 (for example a winding moving in front of a magnet) connected electrically, electronically or by computer or, for the simplest systems, mechanically to the suspension cushions (shown here schematically by a tap on the lines each supplied by a connector 25).
Des flèches croisées indiquent schématiquement les inversions de polarité que peut réaliser le commutateur-inverseur 88 et, sur la ligne d'alimentation indiquée par le sens moins, est interposée une résistance 91 ou un moyen équivalent qui est nor malement court-circuité ou supprimé lorsque le moteur 3 est alimenté pour tourner dans le sens de marche en compresseur, mais qui est en ligne pour la marche en sens inverse ou en échappement, de manière à réduire la vitesse de rotation du moteur 3 qui aurait de toute façon tendance à accélérer par manque de charge, et qui peut remplir sa fonction d'échappement pour une vitesse de rotation nettement plus réduite. Crossed arrows schematically indicate the polarity reversals which the reversing switch 88 can carry out and, on the supply line indicated by the negative direction, is interposed a resistor 91 or an equivalent means which is normally short-circuited or eliminated when the motor 3 is supplied to rotate in the direction of operation with a compressor, but which is in line for operation in the opposite direction or in exhaust, so as to reduce the speed of rotation of the motor 3 which would in any case tend to accelerate by lack of load, and which can fulfill its exhaust function for a much slower rotation speed.
On suppose que le dispositif d'alimentation en air comprimé et de régulation de la pression d'air comprimé est mis en service sur un véhicule à suspension pneumatique resté en stationnement pendant une longue durée et dont les coussins de suspension ont, par conséquent, perdu la plus grande partie de l'air comprimé qu'ils contenaient. Le détecteur de niveau de suspension 90 excite immédiatement le relais 89 qui place le commutateur inverseur 88 sur la position marche en compresseur et le moteur électrique 3 entraîne l'arbre 1 dans le sens "direct", c'est-à-dire le sens correspondant à la marche en compresseur et indiqué par la flèche sur le contrepoids 5 aux figures la à id. Comme on l'a déjà expliqué en référence aux figures la à ld, le piston 8 en position de descente s'incline (figure ld) et ouvre entre la lèvre 74 et la paroi de l'alésage 1 1 du cylindre 12 un passage 98 (en lunule) à travers lequel la chambre de cylindre 1 la est alimentée en air atmosphérique, aspiré à une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique à travers le filtre 42, dans la cavité d'embiellage 18, au fur et à mesure de la descente du piston 8. It is assumed that the compressed air supply and compressed air pressure regulation device is put into service on a vehicle with air suspension which has been parked for a long period and whose suspension cushions have consequently lost most of the compressed air they contained. The suspension level detector 90 immediately excites the relay 89 which places the reversing switch 88 in the compressor on position and the electric motor 3 drives the shaft 1 in the "direct" direction, that is to say the direction corresponding to compressor operation and indicated by the arrow on the counterweight 5 in Figures la to id. As already explained with reference to Figures la to ld, the piston 8 in the lowering position tilts (Figure ld) and opens between the lip 74 and the wall of the bore 1 1 of the cylinder 12 a passage 98 (in lunule) through which the cylinder chamber 1a is supplied with atmospheric air, sucked in at a pressure slightly lower than atmospheric pressure through the filter 42, in the connecting rod cavity 18, as the lowering the piston 8.
Lorsque le piston 8 (avec sa tête de piston 75 et son joint à lèvre 85 selon le mode de réalisation effectif) remonte, il comprime l'air atmosphérique contenu dans la chambre de piston 11 a jusqu'à ce que l'action de la pression régnant dans cette chambre 1 la et agissant sur la section de la bille 57 à l'intérieur du joint torique 58, dépasse l'action de la pression régnant dans le passage 54, la chambre 21 et les raccords 25 et, de là, les coussins de suspension (dont les électrovalves d'isolement sont alors ouvertes du fait que les bobinages de surveillance des coussins ont détecté une position "trop basse" du coussin de suspension) majorée de la force de tarage ou de réaction du ressort 56 de rappel de la bille 57. La bille 57 se détache alors de son siège 58, comme représenté sur les figures lb et lc, et l'air comprimé dans la chambre de cylindre 1 i a est refoulé dans les coussins de suspension (ou autre organe d'utilisation pour un autre circuit) jusqu'à la position de point mort haut représentée à la figure 1 c où le clapet anti-retour constitué par la bille 57 appliquée sur le joint torique 58, se referme dès que le piston 8 redescend pour se retrouver dans la situation de la figure ld. When the piston 8 (with its piston head 75 and its lip seal 85 according to the effective embodiment) rises, it compresses the atmospheric air contained in the piston chamber 11 a until the action of the pressure prevailing in this chamber 1 la and acting on the section of the ball 57 inside the O-ring 58, exceeds the action of the pressure prevailing in the passage 54, the chamber 21 and the fittings 25 and, from there, the suspension cushions (whose isolation solenoid valves are then open due to the fact that the cushion monitoring coils have detected a "too low" position of the suspension cushion) increased by the setting or reaction force of the return spring 56 of the ball 57. The ball 57 is then detached from its seat 58, as shown in FIGS. 1b and 1c, and the compressed air in the cylinder chamber 1 ia is discharged into the suspension cushions (or other organ of use for another circuit) up to the top dead center position shown in FIG. 1 c where the non-return valve constituted by the ball 57 applied to the O-ring 58 closes as soon as the piston 8 goes back down to find itself in the situation of FIG. 1d.
Au fur et à mesure que les coussins de suspension atteignent leur niveau de service, ils sont isolés par leurs électrovalves d'isolement et lorsque le dernier coussin de suspension en position trop basse atteint son niveau de service, le détecteur 90 alimente le relais 89 qui fait commuter le commutateur-inverseur 88 dans la position d'isolement qui coupe l'alimentation électrique du moteur 3 qui s'arrête alors avec le compresseur. Si l'un ou plusieurs des coussins de suspension se trouve à nouveau en position très basse, leurs électrovalves d'isolement seront à nouveau placées par la commande électronique-électrique de suspension 97, en position ouverte et le moteur 3 sera à nouveau alimenté selon la polarité de marche en compresseur par le commutateur inverseur 88. As the suspension cushions reach their service level, they are isolated by their isolation solenoid valves and when the last suspension cushion in too low position reaches its service level, the detector 90 supplies the relay 89 which causes the reversing switch 88 to switch to the isolation position which cuts off the electrical supply to the motor 3 which then stops with the compressor. If one or more of the suspension cushions is again in the very low position, their isolation solenoid valves will again be placed by the electronic-electric suspension control 97, in the open position and the motor 3 will again be supplied according to the running polarity of the compressor by the reversing switch 88.
Si l'un des coussins de suspension vient en position "trop haute" (la position trop haute ou trop basse est établie lorsque l'une pièce de suspension reliée mécaniquement au coussin dépasse d'une valeur prédéterminée, le niveau normal de suspension, ladite valeur prédéterminée ainsi que le niveau normal étant susceptibles d'être modifiés par des moyens électroniques de réglage), le relais 89 excité par le détecteur 90 fait commuter le commutateur inverseur 88 en position inverse, c'est-àdire celle provoquant la marche du compresseur dans le sens "inverse" tel qu'indiqué par la flèche sur la figure 3. If one of the suspension cushions comes to the "too high" position (the too high or too low position is established when the one suspension part mechanically connected to the cushion exceeds by a predetermined value, the normal level of suspension, said predetermined value as well as the normal level being capable of being modified by electronic adjustment means), the relay 89 excited by the detector 90 switches the reversing switch 88 to the reverse position, that is to say that causing the compressor to run. in the "reverse" direction as indicated by the arrow in FIG. 3.
Au cours de cette marche dans le sens "inverse", le piston 8 descend lorsqu'il est sensiblement dans l'axe de l'alésage 11. Aucun passage "en lunule" ne s'ouvre alors entre la lèvre 74 du joint 85 et la paroi 11 du cylindre et, en conséquence, la pression dans la chambre de cylindre lia diminue sans que la pression de l'air atmosphérique contenu dans la cavité d'embiellage 18 ne puisse repousser la lèvre 74 vers l'axe 8b du piston en pressant sur la face 74a, du fait que le diamètre extérieur libre "De" du joint 85 est légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 11, ce qui provoque un serrage qui ne pourrait en fait être vaincu que par une différence de pression supérieure à la pression atmosphérique. During this march in the "reverse" direction, the piston 8 descends when it is substantially in the axis of the bore 11. No passage "in lunule" then opens between the lip 74 of the seal 85 and the wall 11 of the cylinder and, consequently, the pressure in the cylinder chamber 11a decreases without the pressure of the atmospheric air contained in the connecting rod cavity 18 being able to push the lip 74 towards the axis 8b of the piston in pressing on the face 74a, owing to the fact that the free outside diameter "De" of the seal 85 is slightly greater than the diameter of the bore 11, which causes a tightening which could in fact be overcome only by a pressure difference greater than atmospheric pressure.
La dépression qui règne alors dans la chambre de cylindre 1 la et qui s'exerce sur la section de la face inférieure 48 du piston de fermeture 43 (une dépression comprise entre 1/3 et 1/5 de la pression atmosphérique suffit), permet alors à la pression atmosphérique de la cavité 18 amenée à la chambre 15 par la conduite de décharge 61, de repousser le piston de décharge 43 dont la face supérieure est isolée par le joint torique 44, à l'encontre du ressort de rappel 16, vers le bas en direction du piston 8, comme indiqué par la flèche 92 à la figure 3. La surface conique d'extrémité 71 du clapet 66 rendu solidaire du piston de décharge 43 par le circlip 50a, se décolle alors du joint torique 70 en ouvrant un passage indiqué par la flèche 93 entre le passage de refoulement 54 et le passage de décharge 61. L'air comprimé en excès contenu dans un ou plusieurs coussins de suspension (le ou les coussins dont les électrovalves de contrôle sont ouvertes), s'échappe alors via le raccord 25, le clapet 38 qui s'ouvre à l'encontre du ressort 39, la cartouche séchante 22 qu'il traverse en la régénérant, c'est-à-dire en se chargeant de l'humidité qu'elle contenait, les passages 78 et 54, et enfin le passage d'échappement 61, pour venir gonfler la cavité d'embiellage 18 qui se décharge dans l'atmosphère à travers le filtre 42 dont les dépôts extérieurs sont alors expulsés pour provoquer un décolmatage au moins partiel du filtre. The vacuum which then prevails in the cylinder chamber 11a and which is exerted on the section of the lower face 48 of the closing piston 43 (a vacuum of between 1/3 and 1/5 of atmospheric pressure is sufficient), allows then at atmospheric pressure of the cavity 18 brought to the chamber 15 by the discharge line 61, to push the discharge piston 43 whose upper face is insulated by the O-ring 44, against the return spring 16, downwards in the direction of the piston 8, as indicated by the arrow 92 in FIG. 3. The conical end surface 71 of the valve 66 made integral with the discharge piston 43 by the circlip 50a, then comes off from the O-ring 70 in opening a passage indicated by arrow 93 between the discharge passage 54 and the discharge passage 61. The excess compressed air contained in one or more suspension cushions (the cushions or cushions whose control solenoid valves are open), s escape e then via the connector 25, the valve 38 which opens against the spring 39, the drying cartridge 22 which it crosses by regenerating it, that is to say by taking care of the moisture which it contained the passages 78 and 54, and finally the exhaust passage 61, to inflate the connecting rod cavity 18 which discharges into the atmosphere through the filter 42, the external deposits of which are then expelled to cause unclogging at least partial of the filter.
On notera que l'échappement de l'air comprimé à travers le clapet de décharge 17 se produit en général avec une diminution significative de la température de cet air, ce qui peut contribuer à refroidir la culasse du compresseur et aussi le carter ou cavité
inverse, le moteur continue de tourner sur sa lancée pendant un nombre de tours moins élevé, ce qui réduit l'imprécision de l'arrêt de la décharge.It will be noted that the escape of the compressed air through the relief valve 17 generally occurs with a significant decrease in the temperature of this air, which can contribute to cooling the cylinder head of the compressor and also the casing or cavity.
Conversely, the engine continues to run on its momentum for a lower number of revolutions, which reduces the imprecision of stopping the discharge.
La vitesse de rotation dans le sens "inverse" ne doit cependant pas être trop faible, car la durée relativement longue des phases de décharge (1/3 de seconde par exemple au lieu de l/lOème de seconde) ne permettrait pas de bénéficier de périodes de stabilisation de pression fréquentes. Dans le cas le plus défavorable, lorsque le moteur 3 cesse de tourner dans le sens "inverse", par exemple en pleine phase de dépression telle que représenté à la figure 3, le piston 8 est aspiré (en fait repoussé par la pression atmosphérique régnant dans la cavité d'embiellage 18) par la dépression et tourne "dans le sens compresseur" une fraction de tour pour "casser" le vide régnant dans la chambre de cylindre i la et permettre ainsi au ressort de rappel
16 de rappeler le piston 43a en position de fermeture de la valve de décharge 17.The rotation speed in the "reverse" direction should not, however, be too low, since the relatively long duration of the discharge phases (1/3 of a second for example instead of 1 / 10th of a second) would not make it possible to benefit from frequent pressure stabilization periods. In the most unfavorable case, when the motor 3 stops turning in the "reverse" direction, for example in the middle of a vacuum phase as shown in FIG. 3, the piston 8 is sucked up (in fact pushed back by the prevailing atmospheric pressure in the crankshaft cavity 18) by the vacuum and turns "in the compressor direction" a fraction of a turn to "break" the vacuum prevailing in the cylinder chamber i la and thus allow the return spring
16 to recall the piston 43a in the closed position of the relief valve 17.
Si une surpression brutale apparaît à un raccord 25, par exemple à la suite de l'écrasement d'un coussin de suspension qui risque d'éclater, alors que le moteur 3 est à l'arrêt, cette surpression se transmet au passage 54 et agit sur la section de faible diamètre située à l'intérieur du joint torique 70 (ou du joint 52 pour la solution de la figure la) avec un effort suffisant pour repousser le piston de fermeture 43 à l'encontre de l'effort de rappel du ressort 16 pour faire ouvrir le clapet de décharge 17 et décharger la surpression, par le passage 61, à l'atmosphère, via le filtre 42 en décolmatage. If a sudden overpressure appears at a connector 25, for example following the crushing of a suspension cushion which risks bursting, while the engine 3 is stopped, this overpressure is transmitted to the passage 54 and acts on the small diameter section located inside the O-ring 70 (or of the seal 52 for the solution of FIG. 1a) with sufficient force to push the closing piston 43 against the return force spring 16 to open the discharge valve 17 and discharge the overpressure, through the passage 61, to the atmosphere, via the filter 42 in unclogging.
Dans le cas où le piston 8 serait arrêté au point mort haut, comme représenté à la figure 1c, un léger jeu de quelques dixièmes de millimètres subsiste entre la face inférieure 48 du piston 43 et la face supérieure 72 (voir la figure 2) du piston 8, pour permettre une ouverture partielle du clapet de décharge 17. En fait, l'expérience a montré que l'arrêt au point mort haut ne se produit pratiquement jamais en service car le moteur se trouve alors dans une situation de quasi-absence de couple résistant qui lui permet de continuer à tourner pour ne s'arrêter qu'au delà du point mort haut. If the piston 8 is stopped at top dead center, as shown in FIG. 1c, a slight clearance of a few tenths of a millimeter remains between the lower face 48 of the piston 43 and the upper face 72 (see FIG. 2) of the piston 8, to allow partial opening of the relief valve 17. In fact, experience has shown that stopping at top dead center practically never occurs in service because the engine is then in a situation of virtual absence of resistant torque which allows it to continue turning to stop only beyond top dead center.
Les coussins de suspension étant isolés par leurs électrovalves individuelles 94, 95, il pourrait arriver que le moteur 3 soit mis en marche par le commutateurinverseur 88 recevant un ordre erroné du détecteur 90 défaillant, pour tourner dans le sens "direct", c'est-à-dire fonctionner en compresseur. Dans ce cas, à chaque montée du piston 8, la quasi totalité du volume d'air contenu dans la chambre de cylindre 1 la est refoulée dans le volume constitué par les passages 54, 78, 25 et le volume 21 partiellement rempli par la cartouche séchante 22, volume dont la pression était déjà pratiquement égale à la pression de décharge du clapet de décharge 17. Une surpression apparaît donc dans le volume de refoulement instantané, mais dès que le piston 8 descend à nouveau, l'action de la pression relativement élevée (par exemple 15 bars alors que la pression maximale et de décharge à la valve de décharge 17 est fixée à 10 bars) régnant dans le passage 54, fait ouvrir le clapet de décharge 70, 71 ou 52, 53 (selon la figure la) et la bouffée d'air unitaire refoulée par le piston 8 est déchargée à chaque descente du piston 8 par le passage 21 dans la cavité d'embiellage 18. Ainsi, la sécurité du circuit d'alimentation est assurée, même si le moteur 3 était par erreur entraîné en permanence dans le sens compresseur. The suspension cushions being isolated by their individual solenoid valves 94, 95, it could happen that the motor 3 is started by the reversing switch 88 receiving an erroneous order from the faulty detector 90, to turn in the "direct" direction, that is ie operate as a compressor. In this case, on each rise of the piston 8, almost all of the volume of air contained in the cylinder chamber 1a is forced back into the volume constituted by the passages 54, 78, 25 and the volume 21 partially filled by the cartridge. drying 22, volume whose pressure was already practically equal to the discharge pressure of the discharge valve 17. An overpressure therefore appears in the instantaneous delivery volume, but as soon as the piston 8 descends again, the action of the pressure relatively high (for example 15 bars while the maximum and discharge pressure at the discharge valve 17 is fixed at 10 bars) prevailing in the passage 54, causes the discharge valve 70, 71 or 52, 53 to open (according to the figure la ) and the puff of unit air discharged by the piston 8 is discharged at each descent of the piston 8 through the passage 21 in the connecting rod cavity 18. Thus, the safety of the supply circuit is ensured, even if the engine 3 was by mistake permanently driven in the compressor direction.
Selon une variante de mode de réalisation, le passage 61 de décharge dans l'atmosphère via la cavité d'embiellage 18, peut être muni d'un étranglement 96 (représenté schématiquement sur la figure 2 mais qui peut être constitué par la simple perte de charge dans le passage 61). Selon une autre variante, l'ensemble du circuit d'alimentation d'air comprimé, y compris les coussins de suspension et leurs électrovalves d'isolement et/ou de mise en communication et/ou d'étranglement, peut être contrôlé par un ordinateur central ou un ordinateur spécifique 97 (microprocesseur) de gestion de la suspension et/ou de gestion de l'air comprimé (y compris de celui des bandages pneumatiques). According to an alternative embodiment, the discharge passage 61 in the atmosphere via the connecting rod cavity 18 can be provided with a throttle 96 (shown diagrammatically in FIG. 2 but which can be constituted by the simple loss of load in passage 61). According to another variant, the entire compressed air supply circuit, including the suspension cushions and their isolation and / or communication and / or throttling solenoid valves, can be controlled by a computer. central or a specific computer 97 (microprocessor) for managing the suspension and / or managing the compressed air (including that of the pneumatic tires).
Le compresseur qui vient d'être décrit peut bien entendu fonctionner avec un autre gaz que de l'air lorsqu'il est immergé dans une ambiance spéciale ou inerte, par exemple d'argon ou de CO2. Le compresseur pourrait également se transformer en pompe à liquide s'il était immergé dans un liquide constituant alors l'ambiance, par exemple l'eau d'un aquarium, de l'eau de mer, le liquide d'un réservoir (de carburant par exemple). The compressor which has just been described can of course operate on a gas other than air when it is immersed in a special or inert atmosphere, for example argon or CO2. The compressor could also transform into a liquid pump if it was immersed in a liquid then constituting the atmosphere, for example the water of an aquarium, sea water, the liquid of a tank (of fuel for example).
Dans le cas où l'on utilise l'étranglement 96, lorsque le microprocesseur 97 de gestion de l'air comprimé détecte le besoin de purger une capacité du circuit, par exemple un coussin de suspension délesté de sa charge, le microprocesseur 97 déclenche l'ouverture de l'électrovalve d'isolement de cette capacité et, via le relais 89, la marche dans le sens "inverse" du moteur 3. La dépression produite dans la chambre de cylindre 1 la provoque l'aspiration du piston 43 vers le bas, à l'encontre du ressort de rappel 16 et l'ouverture du clapet 70, 71 (ou 52, 53). Une surpression règne alors dans la chambre 15 du fait de la présence de l'étranglement 96 et cette surpression maintient la valve de décharge 17 en position ouverte en agissant à l'encontre de la pression atmosphérique (augmentée le cas échéant de la perte de charge à travers le filtre 42 dans le sens du décolmatage) régnant dans la cavité d'embiellage 18 qui communique avec la chambre de cylindre Il a. In the case where throttle 96 is used, when the compressed air management microprocessor 97 detects the need to purge a capacity of the circuit, for example a suspension cushion relieved of its load, the microprocessor 97 triggers the opening of the solenoid isolation valve for this capacity and, via relay 89, running in the "reverse" direction of the motor 3. The vacuum produced in the cylinder chamber 1 causes it to draw the piston 43 towards the bottom, against the return spring 16 and the opening of the valve 70, 71 (or 52, 53). An overpressure then prevails in the chamber 15 due to the presence of the throttle 96 and this overpressure maintains the relief valve 17 in the open position by acting against atmospheric pressure (increased if necessary by the pressure drop through the filter 42 in the direction of unclogging) prevailing in the crankshaft cavity 18 which communicates with the cylinder chamber It a.
Après l'impulsion d'ouverture, le microprocesseur peut commander l'arrêt du moteur 3 et la purge de la (ou les) cavités(s) en surpression, de façon progressive à travers l'étranglement 96. Lorsque le microprocesseur 97 est informé qu'une pression correcte ou quasi correcte est atteinte à la capacité à purger, il déclenche la marche du moteur 3 dans le sens "direct", ce qui provoque, dès la première remontée du piston 8, la fermeture de la valve de décharge 17 par remontée du piston 43 poussé par la surpression régnant dans la chambre de cylindre 1 la. Une simple impulsion de marche dans le sens "direct" de courte durée (1/2 seconde par exemple) suffit pour faire cesser la purge. Ce mode de purge avec un effet d'étranglement à l'échappement sera préféré chaque fois que l'on voudra réaliser une purge lente et, le cas échéant, économiser de l'énergie de commande. Lorsque l'on souhaite une purge à la fois rapide et bien contrôlable parce que saccadée, on utilisera la commande de purge par marche du compresseur dans le sens inverse, avec ou sans moyens réducteurs de la vitesse du moteur électrique dans le sens inverse, tels que la résistance 91. After the opening pulse, the microprocessor can control the stopping of the motor 3 and the purging of the overpressure cavity (ies), progressively through the throttle 96. When the microprocessor 97 is informed that a correct or almost correct pressure is reached at the capacity to purge, it triggers the running of the motor 3 in the "direct" direction, which causes, from the first ascent of the piston 8, the closing of the relief valve 17 by raising the piston 43 pushed by the overpressure prevailing in the cylinder chamber 1a. A simple pulse of running in the "direct" direction of short duration (1/2 second for example) is enough to stop the purge. This purge mode with an exhaust throttling effect will be preferred whenever it is desired to perform a slow purge and, if necessary, save control energy. When a purge is desired which is both rapid and well controllable because it is jerky, the purge control will be used by running the compressor in the opposite direction, with or without means reducing the speed of the electric motor in the opposite direction, such as than resistance 91.
Les éléments de la pompe à vide représentés sur les figures 4a à 8 présentent de nombreuses similitudes avec les éléments de compresseur représentés sur les figures 1 a à 3; les éléments de pompe à vide sont affectés des mêmes numéros de référence que les éléments de compresseur similaires, ces numéros étant cependant majorés de 100, c'est-à-dire avec le chiffre 1 devant les nombres supérieurs à 9. La structure de l'ensemble moteur-vilebrequin-bielle-piston étant presque identique à celle utilisée pour un compresseur, cette structure ne sera pas décrite, à l'exception de ce qui suit. The elements of the vacuum pump shown in Figures 4a to 8 have many similarities with the compressor elements shown in Figures 1 a to 3; the vacuum pump elements are assigned the same reference numbers as the similar compressor elements, these numbers however being increased by 100, that is to say with the number 1 before the numbers greater than 9. The structure of the The engine-crankshaft-connecting rod-piston assembly is almost identical to that used for a compressor, this structure will not be described, with the exception of the following.
Pour le fonctionnement en pompe à vide, le joint d'étanchéité à lèvre 185 (voir la figure 5a) peut être pratiquement identique (on peut cependant prévoir une plus grande souplesse pour la lèvre 174 qui est soumise à des différences de pression nettement plus faibles) au joint d'étanchéité à lèvre 85 mais il doit être monté à l'envers, c'est-à-dire avec la lèvre 174 tournée vers le maneton 106. En conséquence de cette position inversée de la lèvre du joint, la tête de piston 175 présente des formes analogues à celles de la tête de piston 75 du compresseur et des formes différentes. Parmi les formes différentes, on remarquera la surface annulaire plane 187a d'appui de la surface conjuguée 1 86b du joint 185 (autour du passage central 186 du joint), ainsi que la lèvre rigide 187 sur laquelle s'appuie la face arrière 174a de la lèvre 174, pour éviter tout retournement de la lèvre 174 du joint. Sur la figure 5b, on a représenté l'alésage 182 du pion de blocage en rotation 1 82a (voir la figure 8) de la tête de piston 175. L'alésage 182 traverse la face d'appui 187a, à la différence de l'alésage 82 qui traversait la face frontale du prolongement cylindrique 80 tandis que le pion cylindrique 1 82a traverse un passage cylindrique 182b ménagé dans le joint 185 et pénètre dans l'alésage borgne 182 dans la tête de piston 175. I1 est évident que les solutions concernant les alésages 82 et 182 et leurs pions de blocage sont interchangeables. For operation as a vacuum pump, the lip seal 185 (see FIG. 5a) can be practically identical (provision may however be made for greater flexibility for the lip 174 which is subjected to significantly smaller pressure differences. ) to the lip seal 85 but it must be mounted upside down, that is to say with the lip 174 facing the crank pin 106. As a result of this inverted position of the seal lip, the head piston 175 has shapes similar to those of the piston head 75 of the compressor and different shapes. Among the different shapes, note the planar annular surface 187a for supporting the conjugate surface 1 86b of the seal 185 (around the central passage 186 of the seal), as well as the rigid lip 187 on which the rear face 174a of the the lip 174, to prevent any reversal of the lip 174 of the seal. In FIG. 5b, the bore 182 of the rotation blocking pin 1 82a (see FIG. 8) of the piston head 175 has been shown. The bore 182 crosses the bearing face 187a, unlike the bore 82 which crossed the front face of the cylindrical extension 80 while the cylindrical pin 1 82a passes through a cylindrical passage 182b formed in the seal 185 and enters the blind bore 182 in the piston head 175. It is obvious that the solutions concerning bores 82 and 182 and their blocking pins are interchangeable.
Une différence importante concernant les têtes de piston respectives 75 et 175 provient du fait qu'un logement en creux 159 doit être ménagé dans la tête de piston 175 (voir la forme rectangulaire de ce logement à la figure 7) pour recevoir le clapet d'aspiration à lamelle. Sur les figures 4a à 4d où la tête de piston est représentée de façon schématique et monobloc en étant affectée de la référence 1 08a correspondant à la référence 8a des figures la à ld et 3, on voit que le logement 159 de la lamelle 157, de son siège 158 et de ses broches de fixation 157a, b (voir les figures la et 6) doit présenter une hauteur telle qu'au point mort haut (représenté à la figure 4c), le clapet à lamelle 157 et ses broches de fixation 157a, b, ne touche pas le fond du logement 159 ménagé sur le piston 8. An important difference concerning the respective piston heads 75 and 175 stems from the fact that a recessed housing 159 must be provided in the piston head 175 (see the rectangular shape of this housing in FIG. 7) in order to receive the valve. slat suction. In FIGS. 4a to 4d where the piston head is shown schematically and in one piece being assigned the reference 108a corresponding to the reference 8a in FIGS. 1a to 1d and 3, it can be seen that the housing 159 of the strip 157, of its seat 158 and its fixing pins 157a, b (see FIGS. 1a and 6) must have a height such that at top dead center (shown in FIG. 4c), the flap valve 157 and its fixing pins 157a, b, does not touch the bottom of the housing 159 formed on the piston 8.
Comme le montre la figure 4c, au point mort haut, la face plane 172 de la tête de piston et la paroi de fond 148 du piston de fermeture 143 sont très proches (un intervalle de quelques dixièmes de millimètre paraît techniquement possible et devrait se maintenir dans le temps) et l'espace mort est réduit à environ 1/40ème de la cylindrée totale. En conséquence, une dépression importante existe après une course de descente du piston 108 de quelques millimètres et le clapet à lamelle 157 s ouvre, comme représenté sur la figure 4c. Une levée de moins de un millimètre est suffisante et la levée complète telle que représentée à la figure 4d n'est nécessaire qu'à mi-course du piston 8 lorsque celui-ci se déplace à vitesse élevée. En conséquence de ce qui précède, le logement 159 peut ne présenter qu'une faible profondeur juste suffisante pour éviter tout contact entre le clapet à lamelle 157, 157a, b et le piston 108, mais il doit présenter un contour extérieur (représenté à la figure 7) apte à recevoir le clapet à lamelle 157 même en cas de léger décalage en rotation de la tête de piston 175. As shown in FIG. 4c, at top dead center, the flat face 172 of the piston head and the bottom wall 148 of the closing piston 143 are very close (an interval of a few tenths of a millimeter seems technically possible and should be maintained in time) and the dead space is reduced to approximately 1 / 40th of the total displacement. Consequently, a significant depression exists after a downward stroke of the piston 108 of a few millimeters and the flap valve 157 opens, as shown in FIG. 4c. A lift of less than one millimeter is sufficient and the complete lift as shown in FIG. 4d is only necessary at mid-stroke of the piston 8 when the latter moves at high speed. As a consequence of the above, the housing 159 may have only a shallow depth just sufficient to avoid any contact between the lamella valve 157, 157a, b and the piston 108, but it must have an external contour (shown in the FIG. 7) able to receive the flap valve 157 even in the event of a slight offset in rotation of the piston head 175.
Une autre différence importante avec les solutions de compresseur représentées sur les figures la à 3, réside dans la position du piston de fermeture 143 dans la tête de cylindre 112a et dans la culasse 147. Les efforts exercés sur le piston de fermeture 143 sont en effet inverses de ceux exercés sur le piston 43 selon la réalisation en mode compresseur. Le ressort 116 repousse vers le bas des figures 4a à 6 le piston de fermeture 143 en appliquant une collerette 162 en appui sur une surface annulaire d'appui 163 ménagée dans la tête de cylindre 112a. Un bossage central 165 qui présente un décrochement ou rainure annulaire en creux 154 se termine vers le haut des figures 4a à 4c par une surface cylindrique lisse 171 qui coopère avec un joint torique d'étanchéité 170 logé dans une rainure annulaire conjuguée de la culasse 147. Another important difference with the compressor solutions shown in FIGS. 1 a to 3 lies in the position of the closing piston 143 in the cylinder head 112a and in the cylinder head 147. The forces exerted on the closing piston 143 are indeed opposite to those exerted on the piston 43 according to the embodiment in compressor mode. The spring 116 pushes downward on FIGS. 4a to 6 the closing piston 143 by applying a flange 162 bearing on an annular bearing surface 163 formed in the cylinder head 112a. A central boss 165 which has a recess or hollow annular groove 154 terminates towards the top of FIGS. 4a to 4c by a smooth cylindrical surface 171 which cooperates with an O-ring seal 170 housed in an annular groove conjugated with the cylinder head 147 .
Le raccordement entre la surface de la rainure en creux 154 et la surface cylindrique 171 est progressif et arrondi et pour obtenir un fonctionnement correct en dépression, le joint torique 170 est souvent prévu "roulant".The connection between the surface of the hollow groove 154 and the cylindrical surface 171 is progressive and rounded and to obtain correct operation under vacuum, the O-ring 170 is often provided "rolling".
Le bossage central 165 présente un passage central 151 de section importante car les dépressions maximales que l'on peut obtenir en mode pompe à vide sont dix fois plus faibles que les pressions en mode compresseur (0,7 bar contre 7 bars) et, en mode pompe à vide, les débits doivent être dix fois plus importants, à puissance égale. Un siège 158 est ménagé en saillie sur la face 148 du piston 143 autour de l'orifice du passage 151. Le siège 158 devant présenter des dimensions les plus limitées possibles, le passage central 151 se développe en s'évasant en direction du raccord de dépression 125 relié à un circuit ou à des organes à dépression. The central boss 165 has a central passage 151 of large section because the maximum depressions that can be obtained in vacuum pump mode are ten times lower than the pressures in compressor mode (0.7 bar against 7 bar) and, in vacuum pump mode, the flow rates must be ten times greater, at equal power. A seat 158 is formed projecting on the face 148 of the piston 143 around the orifice of the passage 151. The seat 158 having to present the most limited dimensions possible, the central passage 151 develops by widening in the direction of the connection of vacuum 125 connected to a circuit or to vacuum devices.
Sur l'ensemble de pompe à vide selon l'invention représenté sur la figure 5, on voit que l'ensemble moteur électrique-vilebrequin-bielle-piston est presque identique à celui représenté sur la figure 2, l'alimentation électrique 140, 141 du moteur étant susceptible d'être régulée à la manière de ce qui est représenté sur la figure 2. Une différence importante avec la figure 2 réside dans le fait que le corps de compresseur 114 ne comporte pas de sécheur, le raccord de dépression 125 étant relié directement à la culasse 147. En mode pompe à vide, un sécheur est en effet inutile car, lorsqu'on met en dépression un circuit, l'eau qu'il contient s'évapore très rapidement car la tension de vapeur de l'eau est proche ou supérieure du niveau de pression "en dépression"; pour cette raison, les équipements à dépression qui ne souffre pas de problèmes de condensation, sont parfois préférés aux équipements à air comprimé, dans des ambiances très humides et chaudes telles que les ambiances tropicales ou équatoriales. Le filtre 142 ne sert en service normal que de protection antiéclaboussures car le carter de vilebrequin 118 est en légère surpression par rapport à l'ambiance lorsque la pompe à vide aspire de l'air au raccord 125 pour le refouler dans la chambre de carter 118. Ce n'est que lorsqu'il s'agit de "casser" le vide au raccord à dépression 125 que le filtre 142 est parcouru par de l'air atmosphérique d'aspiration pénétrant dans le carter 118. On the vacuum pump assembly according to the invention shown in Figure 5, we see that the electric motor-crankshaft-connecting rod-piston assembly is almost identical to that shown in Figure 2, the power supply 140, 141 of the motor being capable of being regulated in the manner of what is shown in FIG. 2. An important difference with FIG. 2 lies in the fact that the compressor body 114 does not include a dryer, the vacuum connection 125 being connected directly to the cylinder head 147. In vacuum pump mode, a dryer is in fact useless because, when a circuit is depressed, the water it contains evaporates very quickly because the vapor pressure of the water is close to or above the pressure level "under vacuum"; for this reason, vacuum equipment which does not suffer from condensation problems, is sometimes preferred to compressed air equipment, in very humid and hot atmospheres such as tropical or equatorial atmospheres. The filter 142 only serves in normal service as splash protection because the crankcase 118 is slightly overpressure with respect to the environment when the vacuum pump draws air from the fitting 125 to discharge it into the housing 118 It is only when it is a question of "breaking" the vacuum at the vacuum connection 125 that the filter 142 is traversed by atmospheric suction air penetrating into the casing 118.
On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif selon l'invention en mode pompe à vide, en se limitant aux éléments qui se différencient du mode compresseur. We will now explain the operation of the device according to the invention in vacuum pump mode, limiting itself to the elements which differ from the compressor mode.
Le montage de la pompe à vide est pratiquement identique à celui du compresseur et se termine par la mise en place de la culasse (en engageant avec soin le joint torique 170 au contact de la surface cylindrique 171 du piston de fermeture 143) et du couvercle 119 (après raccordement du circuit électrique 140, 141 à celui du moteur 103). The assembly of the vacuum pump is practically identical to that of the compressor and ends with the installation of the cylinder head (by carefully engaging the O-ring 170 in contact with the cylindrical surface 171 of the closing piston 143) and the cover. 119 (after connection of the electrical circuit 140, 141 to that of the motor 103).
On suppose que le dispositif d'alimentation en dépression et de régulation de la dépression est utilisé sur un véhicule automobile pour relever de façon sensiblement réglable une jupe de protection des roues faisant fonction de garde-boue et commandée par plusieurs vérins à dépression qui sont, par exemple, choisis de préférence à des vérins à air comprimé pour leur résistance à des ambiances humides ou boueuses. La jupe de protection est normalement en position basse sous l'effet de la pesanteur, et pour procéder à un relevage régulé, il suffit qu'un circuit de commande place l'alimentation 140, 141 du moteur 103 sur la position marche dans le sens dépression et le moteur électrique 103 entraîne l'arbre 101 dans le sens "direct", c'est-à-dire le sens correspondant à la marche en pompe à vide indiqué par la flèche sur le contre-poids 105 aux figures 4a à 4d. Comme on l'a déjà expliqué en référence aux figures la à id, le piston 108 en position de descente s'incline (figure 4b) et ouvre, entre la lèvre 174 et la paroi de l'alésage 111 du cylindre 112, un passage 98 "en lunule" (voir la figure 7) à travers lequel la chambre de cylindre 111 a refoule l'air aspiré au raccord 125, à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, dans la cavité d'embiellage 118, au fur et à mesure de la montée du piston 108. L'air refoulé dans la cavité d'embiellage 118 est ensuite évacué à l'atmosphère à travers le filtre 142. It is assumed that the vacuum supply and vacuum regulation device is used on a motor vehicle to lift, in a substantially adjustable manner, a wheel protection skirt acting as a mudguard and controlled by several vacuum cylinders which are, for example, preferably chosen from compressed air cylinders for their resistance to humid or muddy environments. The protective skirt is normally in the low position under the effect of gravity, and to carry out a regulated lifting, it suffices that a control circuit places the supply 140, 141 of the motor 103 in the running position in the direction vacuum and the electric motor 103 drives the shaft 101 in the "direct" direction, that is to say the direction corresponding to the vacuum pump operation indicated by the arrow on the counterweight 105 in FIGS. 4a to 4d . As already explained with reference to Figures la to id, the piston 108 in the lowering position tilts (Figure 4b) and opens, between the lip 174 and the wall of the bore 111 of the cylinder 112, a passage 98 "in lunule" (see FIG. 7) through which the cylinder chamber 111 has discharged the air sucked in at the connection 125, at a pressure slightly higher than atmospheric pressure, in the connecting rod cavity 118, as and as the piston 108 rises. The air discharged into the connecting rod cavity 118 is then evacuated to the atmosphere through the filter 142.
Lorsque le piston 108 (avec sa tête de piston 175 et son joint à lèvre 185 selon le mode de réalisation effectif) s'approche du point mort haut, tel que représenté à la figure 4c, la lèvre 174 du joint 185 se replace en contact avec la paroi 111 du cylindre 112. La pression monte alors dans la chambre de cylindre 1 1 la en confirmant l'application du clapet à lamelle 157 sur son siège 158 et la surpression créée dans cette chambre s'évacue pour la plus grande part en repliant vers l'intérieur la lèvre 174 relativement souple, jusqu'à l'arrivée au point mort haut représentée à la figure 4c. When the piston 108 (with its piston head 175 and its lip seal 185 according to the effective embodiment) approaches the top dead center, as shown in FIG. 4c, the lip 174 of the seal 185 returns to contact with the wall 111 of the cylinder 112. The pressure then rises in the cylinder chamber 1 1 la by confirming the application of the lamella valve 157 on its seat 158 and the overpressure created in this chamber is mostly evacuated by folding inwards the relatively flexible lip 174, until reaching the top dead center shown in FIG. 4c.
La rotation du maneton de vilebrequin 106 continuant, le piston 108 et la tête de piston 175 redescendent, ce qui provoque très rapidement une dépression importante dans la chambre de cylindre tilla. La lèvre 174 du joint d'étanchéité 185 est alors plaquée sur la paroi 111 de l'alésage du cylindre 112 par la pression atmosphérique régnant dans le carter d'embiellage 118 et, du fait que la dépression régnant dans la chambre de cylindre 111 a est alors supérieure à la dépression régnant au raccord 125, la lamelle 157 se décolle de son siège 158 sur lequel elle était appliquée par un faible effort élastique d'encastrement en porte-à-faux ou cantilever par les broches de fixation 157a, b. Comme on l'imagine aisément, la lamelle 157 ne se décolle franchement qu'après une certaine course de descente du piston 108, comme représenté à la figure 4d et toute poursuite de la descente du piston 108 se traduit par une aspiration d'air (ou de gaz dans le cas où l'on fonctionne dans une ambiance spéciale, par exemple d'argon ou de CO2) au raccord 125, cette aspiration empêchant l'augmentation de la dépression de la chambre de cylindre 111 a. The rotation of the crankshaft pin 106 continuing, the piston 108 and the piston head 175 descend, which very quickly causes a significant depression in the cylinder chamber tilla. The lip 174 of the seal 185 is then pressed against the wall 111 of the bore of the cylinder 112 by the atmospheric pressure prevailing in the crankcase 118 and, owing to the fact that the vacuum prevailing in the cylinder chamber 111 has is then greater than the vacuum prevailing at the connector 125, the strip 157 comes off from its seat 158 on which it was applied by a slight elastic recessing effort in cantilever or cantilever by the fixing pins 157a, b. As can easily be imagined, the strip 157 does not come off frankly until after a certain descent stroke of the piston 108, as shown in FIG. 4d, and any further descent of the piston 108 results in an air suction ( or gas in the case where one operates in a special atmosphere, for example argon or CO 2) at connection 125, this suction preventing the increase in the vacuum of the cylinder chamber 111 a.
Lorsque le maneton 106 (indiqué par son axe 1 06a sur les figures 4a à 4d) poursuit sa course, le piston 108 revient au point mort bas puis commence à remonter. La dépression dans la chambre de cylindre villa commence alors à diminuer, ce qui permet au clapet à lamelle 157 de venir à nouveau s'appliquer sur son siège 158 et l'on se retrouve dans la structure de compression et de refoulement de l'air contenu dans la chambre de cylindre, représentée à la figure 4b et déjà expliquée. When the crankpin 106 (indicated by its axis 106a in Figures 4a to 4d) continues its stroke, the piston 108 returns to bottom dead center and then begins to rise. The vacuum in the villa cylinder chamber then begins to decrease, which allows the flap valve 157 to come again to apply on its seat 158 and we find ourselves in the compression and air delivery structure contained in the cylinder chamber, shown in Figure 4b and already explained.
Au fur et à mesure que la dépression s'accroît au raccord 125, les vérins de commande de la jupe de protection (cités à titre d'exemple d'application) sont soumis à une part croissante de la pression atmosphérique qui provoque un relevage croissant de la jupe enveloppant le véhicule. Lorsque le conducteur estime le niveau de relevage suffisant pour les obstacles que va rencontrer son véhicule, il provoque (par des circuits de relais non représentés et présentant des analogies avec ceux représentés sur la figure 2), l'arrêt du moteur 103 et le circuit des vérins à dépression reste en dépression, car le clapet à lamelle 157 est plaqué sur son siège 158, sous l'action de la pression atmosphérique régnant dans la chambre de cylindre 111 a, du fait de l'action de la pression atmosphérique sur les lèvres 174 et sur le piston 108 assurant une fonction de double étanchéité de secours. As the vacuum increases at connection 125, the control cylinders of the protective skirt (cited as an example of application) are subjected to an increasing part of the atmospheric pressure which causes an increasing lifting of the skirt enveloping the vehicle. When the driver considers the lifting level sufficient for the obstacles that his vehicle will encounter, he causes (by relay circuits not shown and having analogies with those represented in FIG. 2), the engine 103 and the circuit to stop vacuum cylinders remain under vacuum, because the flap valve 157 is pressed against its seat 158, under the action of atmospheric pressure prevailing in the cylinder chamber 111 a, due to the action of atmospheric pressure on the lips 174 and on the piston 108 ensuring a double emergency sealing function.
Si le conducteur du véhicule estime que le relevage de la jupe est insuffisant ou que la jupe est retombée partiellement (sous l'effet des "fuites" de dépression), il provoque une nouvelle mise en rotation du moteur 103 dans le sens "direct" jusqu'à atteindre le niveau de relevage correct. Si, par contre, le conducteur souhaite abaisser à nouveau (partiellement ou totalement) la jupe du véhicule, il provoque, par des circuits non représentés et analogues à ceux de la figure 2, la marche du moteur dans le sens "inverse" représenté par la flèche sur le contrepoids 105 à la figure 6. Le piston 108 descend alors dans la position de la figure 4b au lieu de monter, et la chambre de cylindre villa se remplit d'air prélevé dans le carter d'embiellage 118. If the driver of the vehicle considers that the raising of the skirt is insufficient or that the skirt has fallen partially (under the effect of the "leaks" of depression), it causes a new rotation of the engine 103 in the "direct" direction. until reaching the correct lifting level. If, on the other hand, the driver wishes to lower the skirt of the vehicle again (partially or completely), he causes, by circuits not shown and analogous to those of FIG. 2, the engine to run in the "reverse" direction represented by the arrow on the counterweight 105 in FIG. 6. The piston 108 then descends into the position in FIG. 4b instead of going up, and the villa cylinder chamber is filled with air taken from the crankcase 118.
Lorsque le piston 108 remonte (flèche 192), il se trouve presque aligné sur l'axe il lob du cylindre 112 et le joint d'étanchéité 185 se déplace de façon relativement étanche dans l'alésage 111, ce qui provoque une surpression dans la chambre de cylindre il la. Cette surpression confirme la fermeture du clapet à lamelle 157, 158, mais agit sur le piston de fermeture 143 à l'encontre du ressort 116, ce qui fait monter (dans le sens de la figure 6) le piston 143 jusqu'à la position de butée sur la surface d'appui 160 de la culasse 147.When the piston 108 rises (arrow 192), it is almost aligned with the axis lob of the cylinder 112 and the seal 185 moves relatively tightly in the bore 111, which causes an overpressure in the cylinder chamber there. This overpressure confirms the closing of the flap valve 157, 158, but acts on the closing piston 143 against the spring 116, which causes the piston 143 to rise (in the direction of FIG. 6) to the position abutment on the bearing surface 160 of the cylinder head 147.
Dans la position de butée haute du piston de fermeture 143, telle que représentée à la figure 6, un passage de liaison 193 s'établit entre le carter d'embiellage 118 relié à l'atmosphère à travers le filtre 142 et le raccord de dépression 125, à travers les passages 162 du piston 143 et le passage (alors dénommé 154) ouvert entre le joint torique 170 et le décrochement ou la rainure annulaire en creux 154, après que la surface cylindrique 171 ait quitté le contact avec le joint torique 170. Une liaison avec l'atmosphère venant "casser le vide" ou la dépression régnant au raccord 125 est donc établie pendant toute la phase de remontée du piston 108, comme représenté à la figure 6. Cette liaison s'interrompt lorsque le piston 8 redescend selon le schéma de la figure 4b (le contrepoids 105 tournant alors dans le sens inverse de celui indiqué sur cette figure) car la surpression dans la chambre de cylindre 111 a s'évacue dans le carter de cylindre 118 (selon la flèche 176) et se transforme en une légère dépression. Sous l'effet du ressort 116, le piston de fermeture 143 revient dans sa position basse de service telle que représentée sur les figures la à ld et 5. Le "cassage" du vide régnant au raccord de dépression 125 s'interrompt alors et reprend à la remontée suivante du piston 108 jusqu'à l'obtention du niveau souhaité pour la jupe du véhicule, le conducteur pouvant alors arrêter la rotation du moteur 103 tournant dans le sens "inverse". La réalimentation en air atmosphérique du circuit en dépression s'effectue ainsi de façon saccadée parfaitement contrôlable et à travers le filtre 142 qui évite l'introduction de polluants grossiers tels que des poussières. In the upper stop position of the closing piston 143, as shown in FIG. 6, a connection passage 193 is established between the crankcase crankcase 118 connected to the atmosphere through the filter 142 and the vacuum connection. 125, through the passages 162 of the piston 143 and the passage (then called 154) open between the O-ring 170 and the recess or the hollow annular groove 154, after the cylindrical surface 171 has left contact with the O-ring 170 A connection with the atmosphere from "breaking the vacuum" or the vacuum prevailing at the connection 125 is therefore established throughout the ascent phase of the piston 108, as shown in FIG. 6. This connection is interrupted when the piston 8 descends according to the diagram in FIG. 4b (the counterweight 105 then rotating in the opposite direction to that indicated in this figure) because the overpressure in the cylinder chamber 111 has evacuated in the cylinder casing 118 (according to the arrow 176) and turns into a slight depression. Under the effect of the spring 116, the closing piston 143 returns to its low service position as shown in Figures la to ld and 5. The "breaking" of the vacuum prevailing at the vacuum connection 125 then stops and resumes on the next ascent of the piston 108 until the desired level for the skirt of the vehicle is obtained, the driver then being able to stop the rotation of the engine 103 turning in the "reverse" direction. The atmospheric air replenishment of the vacuum circuit is thus carried out in a perfectly controllable jerky manner and through the filter 142 which prevents the introduction of coarse pollutants such as dust.
Si l'on souhaite réaliser une réalimentation en air atmosphérique par impulsion, de manière analogue à la réalisation de la figure 2, on peut interposer sur le conduit
161 de réalimentation, entre le carter d'embiellage 118 et la cavité supérieure de cylindre 115, un étranglement (non représenté) qui provoquera la montée en position levée du piston de fermeture 143 à l'encontre du ressort 116 sous l'effet de la dépression régnant dans cette cavité 115 à l'encontre de la pression atmosphérique ou de l'ambiance agissant sur toute la section du piston de fermeture 143. On notera à ce sujet qu'avec un équipement à dépression, la section d'étanchéité au vide de la surface cylindrique 171 est importante par rapport à la section du piston de fermeture (environ 1/4) mais qu'il demeure cependant une section importante du piston de fermeture 143 qui est susceptible d'être soumise à une dépression relative régnant dans la cavité supérieure de cylindre 115. Pour faire cesser la réalimentation continue du circuit à dépression au-delà du raccord à dépression 125, il suffit de donner au moteur 103 une impulsion de marche dans le sens "direct", ce qui provoque une mise en dépression de la chambre de cylindre 1 i la et permet à la surpression relative (par rapport à la dépression régnant dans la chambre 111 a) aidée par la force de réaction du ressort 115, de repousser le piston de fermeture 143 vers le bas (selon les figures) pour refermer la réalimentation après la prise de contact du joint torique 170 avec la surface cylindrique 171.If one wishes to carry out a replenishment of atmospheric air by pulse, in a manner analogous to the embodiment in FIG. 2, one can interpose on the duct
161 make-up, between the crankcase 118 and the upper cylinder cavity 115, a throttle (not shown) which will cause the closing piston 143 to rise in the raised position against the spring 116 under the effect of the vacuum prevailing in this cavity 115 against atmospheric pressure or the atmosphere acting on the entire section of the closing piston 143. It will be noted on this subject that with vacuum equipment, the vacuum sealing section of the cylindrical surface 171 is large relative to the section of the closing piston (about 1/4) but that there remains however a large section of the closing piston 143 which is likely to be subjected to a relative vacuum prevailing in the upper cavity of cylinder 115. To stop the continuous recharging of the vacuum circuit beyond the vacuum connection 125, it suffices to give the motor 103 a running pulse in the se ns "direct", which causes a depression of the cylinder chamber 1 i la and allows the relative overpressure (relative to the depression prevailing in the chamber 111 a) aided by the reaction force of the spring 115, push the closing piston 143 down (according to the figures) to close the make-up after contacting the O-ring 170 with the cylindrical surface 171.
Dans le cas où les vérins à dépression devraient être actionnés rapidement mais en ne dépassant pas une dépression maximale, par exemple pour limiter les efforts
exercés sur la jupe du véhicule, le mode de réalisation représenté pour une
commande de dépression permet d'assurer la régulation de la dépression en dessous
d'une valeur maximale admissible. En supposant que la dépression normale
d'actionnement soit de 0,5 bar et que l'on souhaite que la dépression maximale ne
dépasse pas 0,7 bar, on peut régler la force de réaction du ressort 116 de telle façon
que, lorsqu'une dépression de 0,7 bar s'établit accidentellement au raccord
d'aspiration 125 (par exemple parce que le moteur 103 continue de tourner dans le sens "direct"), le piston 108 au cours de sa phase de remontée vers le point mort haut (voir la figure 4b), provoque une légère surpression dans la chambre de cylindre villa, additionnée à la dépression qui agit sur toute la section circulaire de la surface cylindrique 171. Les effets additionnés de la légère surpression et de la dépression sur le piston de fermeture 143 arrivent à vaincre la friction du j oint 170 et la force de réaction du ressort 116 pour déplacer le piston 143 vers le haut d'une faible course (moindre qu'à la figure 6). Un petit passage annulaire de "fuite de vide" s'établit alors entre le début du décrochement annulaire 154 et le joint torique 170, à chaque phase de fin de remontée du piston 108 vers le point mort haut (surpression dans la chambre 111 a) et persiste pendant les 10 à 20 degrés de rotation au-delà du point mort haut. Une telle fuite de vide est suffisante pour stabiliser le niveau de la dépression au raccord de dépression 125.In the case where the vacuum cylinders should be actuated quickly but not exceeding a maximum vacuum, for example to limit the forces
exerted on the skirt of the vehicle, the embodiment shown for a
vacuum control ensures regulation of the vacuum below
of a maximum admissible value. Assuming normal depression
actuation is 0.5 bar and you want the maximum vacuum not
not exceed 0.7 bar, the reaction force of spring 116 can be adjusted in such a way
that, when a vacuum of 0.7 bar is accidentally established at the fitting
125 (for example because the motor 103 continues to rotate in the "direct" direction), the piston 108 during its ascent phase towards top dead center (see FIG. 4b), causes a slight overpressure in the villa cylinder chamber, added to the depression which acts on the entire circular section of the cylindrical surface 171. The added effects of the slight overpressure and the depression on the closing piston 143 manage to overcome the friction of the joint 170 and the reaction force of the spring 116 to move the piston 143 upwards by a short stroke (less than in FIG. 6). A small annular passage of "vacuum leakage" is then established between the start of the annular step 154 and the O-ring 170, at each phase of end of ascent of the piston 108 towards the top dead center (overpressure in the chamber 111 a) and persists during the 10 to 20 degrees of rotation beyond top dead center. Such a vacuum leak is sufficient to stabilize the level of the vacuum at the vacuum connection 125.
La solution particulière de tête de piston représentée à la figure 8 comporte deux joints d'étanchéité à lèvre du type du joint 85 à air comprimé et/ou du joint à vide 185. Ces j oints en forme de coupelle de faible hauteur sont montés dans des sens opposés par leur lèvre d'étanchéité 74, 174 et sont juxtaposés l'un contre l'autre par leur surface d'appui sensiblement plane 86b, 186b, entourant le passage central circulaire 86, 186. La lèvre 174 qui assure l'étanchéité principale à la dépression (et qui à ce titre pourrait être plus flexible que la lèvre 74) est ainsi dirigée vers l'arbre de manivelle ou maneton 6, 106, comme dans le mode de réalisation de la figure 5, tandis que la lèvre 74 (qui pourrait être plus rigide) est dirigée vers la tête de cylindre portant le piston de fermeture 43 ou 143. On remarquera qu'il n'est alors pas possible de prévoir une lèvre d'appui rigide pour le joint d'étanchéité à dépression 185, à la manière de la lèvre rigide 187 représentée à la figure 5b mais que la tête de piston spéciale 1 75a peut comporter un arrondi annulaire d'appui 1 87a et le piston 8 lui-même un arrondi annulaire d'appui 8b pour la surface intérieure 1 74b de la lèvre 174. On note également que l'ensemble des éléments de la tête de piston: pièce de tête 175a, joints 85 et 185, piston 8, sont traversés par une broche 182a d'indexation en rotation car les risques de rotation relatifs sont aggravés dans ce mode de réalisation. The particular piston head solution shown in FIG. 8 comprises two lip seals of the compressed air seal 85 and / or vacuum seal 185 type. These small cup-shaped joints are mounted in opposite directions by their sealing lip 74, 174 and are juxtaposed one against the other by their substantially planar bearing surface 86b, 186b, surrounding the central circular passage 86, 186. The lip 174 which ensures the main seal against depression (and which as such could be more flexible than the lip 74) is thus directed towards the crank shaft or crank pin 6, 106, as in the embodiment of FIG. 5, while the lip 74 (which could be more rigid) is directed towards the cylinder head carrying the closing piston 43 or 143. It will be noted that it is then not possible to provide a rigid support lip for the seal at depression 185, like the rigid lip 187 shown in FIG. 5b but that the special piston head 1 75a may include an annular rounded support 1 87a and the piston 8 itself an annular rounded support 8b for the inner surface 1 74b of the lip 174. We also note that all the elements of the piston head: head piece 175a, seals 85 and 185, piston 8, are crossed by a spindle 182a for indexing in rotation because the relative risks of rotation are aggravated in this embodiment.
Un ensemble moteur-embiellage-piston-cylindrique comportant une tête de piston à deux joints à lèvre selon le mode de réalisation représenté à la figure 8 pourrait fonctionner indifféremment en compresseur ou en pompe à vide, à condition d'être équipé de la culasse correspondant à l'un ou l'autre mode. On a proposé d'utiliser la tête de piston de la figure 8 pour réaliser un compresseur dans lequel la fonction de compresseur et surtout la régulation par marche du moteur dans le sens "inverse" selon le schéma de la figure 3, sont assurées par grand froid (pour des températures comprises entre -15 C et -3 00C). On doit néanmoins admettre qu'une telle solution, si elle convient pour les grands froids, est moins performante en débit et en rendement que le mode de réalisation représenté sur les figures la à 3, car lorsque le piston 8 se trouve au voisinage de la position de point mort bas, la lèvre 174 du joint à dépression 185 interdit la poursuite de la réalimentation de la chambre de cylindre 1 la par l'ambiance, du fait de la flexion de la lèvre 74. Seule la réalimentation de la chambre de cylindre il a par le passage "en lunule" 98 reste possible et il existe même un risque de déclenchement de la purge par la valve de décharge 17, au début de la descente du piston 8. En fonctionnement en pompe à vide selon le mode représenté sur les figures 4a à 6, des risques similaires existent et, dans tous les cas, on s aperçoit que les performances en débit (de refoulement et d'aspiration) sont nettement réduites alors que le rendement mécanique chute du fait de la plus grande friction du double joint à lèvre sur les parois de l'alésage 11. An engine-connecting rod-piston-cylindrical assembly comprising a piston head with two lip seals according to the embodiment shown in FIG. 8 could operate either as a compressor or as a vacuum pump, provided that it is fitted with the corresponding cylinder head in either mode. It has been proposed to use the piston head of FIG. 8 to produce a compressor in which the compressor function and especially the regulation by running the engine in the "reverse" direction according to the diagram in FIG. 3, are provided by large cold (for temperatures between -15 C and -3 00C). It must nevertheless be admitted that such a solution, if it is suitable for very cold weather, is less efficient in flow rate and in yield than the embodiment shown in Figures la to 3, because when the piston 8 is in the vicinity of the position of bottom dead center, the lip 174 of the vacuum seal 185 prohibits the continuation of the recharging of the cylinder chamber 1 la by the atmosphere, due to the bending of the lip 74. Only the recharging of the cylinder chamber it has by the passage "in lunule" 98 remains possible and there is even a risk of triggering the purge by the discharge valve 17, at the start of the descent of the piston 8. In operation as a vacuum pump according to the mode shown on FIGS. 4a to 6, similar risks exist and, in all cases, it can be seen that the performance in flow (of delivery and suction) are markedly reduced while the mechanical efficiency drops due to the greater friction of the double lip seal on the walls of the bore 11.
Une autre solution pour améliorer le fonctionnement par grand froid consiste à prévoir un chauffage électrique régulé et/ou automatique du cylindre et/ou de la culasse du compresseur ou de la pompe à vide. On a représenté schématiquement sur la figure 2 un couvercle chauffant de culasse 201 contenant une résistance électrique 202. De manière apparemment plus efficace, on peut prévoir, au niveau de la tête de cylindre 12a, une rainure en creux 203 dont le fond 204 est relativement proche de la paroi de l'alésage 11 du cylindre 12. On peut loger dans cette rainure un bloc de résistance en bandeau ou en anneau 205 agencé de telle manière que les fils de résistance électriques eux-mêmes 206 soient relativement isolés thermiquement visà-vis de l'extérieur par une couche isolante 207, tandis que la couche de liaison avec le fond 204 de la rainure est relativement conductrice de la chaleur. Another solution for improving operation in extreme cold consists in providing regulated and / or automatic electric heating of the cylinder and / or of the cylinder head of the compressor or of the vacuum pump. There is shown diagrammatically in FIG. 2 a heated cylinder head cover 201 containing an electrical resistance 202. In a seemingly more efficient manner, it is possible to provide, at the level of the cylinder head 12a, a hollow groove 203 whose bottom 204 is relatively close to the wall of the bore 11 of the cylinder 12. It is possible to accommodate in this groove a resistance block in strip or in ring 205 arranged in such a way that the electrical resistance wires themselves 206 are relatively thermally insulated with respect to from the outside by an insulating layer 207, while the bonding layer with the bottom 204 of the groove is relatively conductive of heat.
On doit comprendre qu'un équipement de chauffage tel que le couvercle chauffant de culasse 201 et/ou le bandeau chauffant 205 de tête de cylindre sera relativement efficace pour réchauffer les parties mobiles du compresseur (ou de la pompe à vide) par grand froid du fait que le bloc motocompresseur est en général logé dans un bloc isolant phonique (par exemple une coquille de polystyrène en deux pièces) qui constitue également un isolant thermique (relatif car il faut bien pouvoir évacuer les chaleurs perdues du bloc motocompresseur). La régulation du chauffage par grand froid peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un thermostat qui détecte automatiquement l'existence d'un grand froid local (par exemple une température inférieure à 00C au contact d'une partie choisie du corps métallique 14 de compresseur ou 114 de pompe à vide). Si le thermostat est activé, à chaque mise en service du moteur 3 (dans le sens "direct" ou dans le sens "inverse"), la ou les résistance(s) de chauffage sont alimentées. Une autre solution de réglage "grand froid", apparemment moins onéreuse, consiste à prévoir, comme pour le démarrage des moteurs Diesel, une touche ou un interrupteur "grand froid" que le conducteur actionne volontairement sur le tableau de bord ou de commande du véhicule équipé du groupe motocompresseur (ou pompe à vide) selon l'invention, lorsqu'il constate que la température extérieure est très basse ou bien lorsqu'il se trouve en période froide. It should be understood that heating equipment such as the cylinder head heating cover 201 and / or the cylinder head heating strip 205 will be relatively effective in heating the moving parts of the compressor (or of the vacuum pump) in very cold temperatures. fact that the compressor block is generally housed in a sound insulating block (for example a two-piece polystyrene shell) which also constitutes a thermal insulator (relative because it is necessary to be able to evacuate the waste heat from the compressor block). The regulation of the heating in extreme cold can be carried out by means of a thermostat which automatically detects the existence of a very local cold (for example a temperature lower than 00C in contact with a selected part of the metallic body 14 compressor or 114 vacuum pump). If the thermostat is activated, each time motor 3 is put into service (in the "direct" or in the "reverse" direction), the heating resistor (s) are supplied. Another “very cold” adjustment solution, apparently less expensive, consists of providing, as for starting diesel engines, a “very cold” button or switch that the driver voluntarily actuates on the dashboard or control of the vehicle. equipped with the compressor unit (or vacuum pump) according to the invention, when it finds that the outside temperature is very low or when it is in a cold period.
L'équipement de chauffage électrique représenté schématiquement sur la figure 2 peut présenter une grande flexibilité. I1 peut être omis pour l'équipement des véhicules destinés aux pays chauds ou très tempérés, tandis qu'il peut être installé pour les véhicules destinés aux pays à hivers froids et même être remplacé par un équipement plus puissant de chauffage "grand froid" pour les pays nordiques ou de montagne. The electric heating equipment shown schematically in Figure 2 can have great flexibility. It can be omitted for the equipment of vehicles intended for hot or very temperate countries, while it can be installed for vehicles intended for countries with cold winters and even be replaced by a more powerful equipment of heating "very cold" for Nordic or mountain countries.
Lorsqu'un véhicule équipé d'un groupe motocompresseur muni du système de chauffage selon l'invention, est mis en service par grand froid, et que la pression des coussins de suspension est insuffisante, le moteur du véhicule (Diesel ou à essence) est d'abord démarré, les électrovalves d'isolement bloquant toute réalimentation des coussins de suspension avant le démarrage du moteur. When a vehicle fitted with a compressor unit fitted with the heating system according to the invention is put into service in very cold weather, and the pressure of the suspension cushions is insufficient, the vehicle engine (Diesel or petrol) is first started, the isolation solenoid valves blocking any recharge of the suspension cushions before starting the engine.
Dès le démarrage du moteur, l'alternateur de charge électrique est capable de débiter des puissances électriques importantes et, après ouverture des électrovalves d'isolement des coussins de suspension, le moteur 3 du groupe motocompresseur démarre, entraîné en fait par l'alternateur et non pas par la batterie, en même temps que le chauffage des résistances 202 et 206 est mis en circuit (sur l'alternateur également). La garniture d'étanchéité 85 dont la lèvre 74 a été rendue presque rigide par le grand froid n'assure qu'une étanchéité insuffisante pour permettre l'établissement d'une pression de refoulement capable de faire décoller la bille 57 de son siège 58. Par contre, le frottement de la lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 1 1 et le laminage d'air des fuites provoquent, en même temps que le chauffage des résistances électriques, un échauffement progressif de la lèvre 74 et, après quelques dizaines de secondes de marche sans refoulement d'air, l'étanchéité de refoulement s'établit dans la chambre de cylindre 1 1 a, car la lèvre 74 devient plus souple et le compresseur commence à refouler de l'air comprimé au passage de refoulement 54 pour réalimenter les coussins de suspension. Le fonctionnement en compresseur produit un échauffement de tout le corps métallique 14, ce qui maintient la souplesse des joints, protège la cartouche séchante 22 du gel et prépare un fonctionnement correct du piston de fermeture 43. La mise sous tension des résistances de chauffage cesse dès que le moteur 3 s'arrête. As soon as the engine starts, the electric charge alternator is capable of delivering large electrical powers and, after opening the solenoid valves for isolating the suspension cushions, the engine 3 of the compressor unit starts, in fact driven by the alternator and not by the battery, at the same time as the heating of resistors 202 and 206 is switched on (also on the alternator). The seal 85, the lip 74 of which has been made almost rigid by the extreme cold, provides insufficient sealing to allow the establishment of a discharge pressure capable of causing the ball 57 to take off from its seat 58. On the other hand, the friction of the lip 74 on the wall of the bore 1 1 and the air rolling of the leaks cause, at the same time as the heating of the electrical resistances, a progressive heating of the lip 74 and, after a few tens of seconds of operation without air discharge, the discharge seal is established in the cylinder chamber 1 1 a, because the lip 74 becomes more flexible and the compressor begins to discharge compressed air at the discharge passage 54 to replenish the suspension cushions. Operation as a compressor produces heating of the entire metal body 14, which maintains the flexibility of the seals, protects the drying cartridge 22 from freezing and prepares for correct operation of the closing piston 43. The energization of the heating resistors ceases as soon as that engine 3 stops.
Dans le cas (rare en fait) où, au moment du démarrage du moteur thermique du véhicule, une surpression serait à évacuer d'un coussin de suspension (par exemple à la suite du délestage d'une charge) alors que le bloc motocompresseur est à température très basse, ce dernier démarre après le démarrage du moteur et du véhicule (et donc l'alimentation électrique par l'alternateur) dans le sens "inverse" en même temps que le chauffage des résistances. Non seulement la dépression s'établit mal dans la chambre de cylindre ll a à cause de la rigidité de la lèvre 74, mais le piston de fermeture 43 risque de rester bloqué dans son alésage de guidage 45 par suite de la friction exagérée par le grand froid de son joint torique d'étanchéité 44 au contact de l'alésage 45. Néanmoins, après quelques dizaines de secondes de rotation du moteur 3 dans le sens "inverse", la friction du joint à lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 11 et le chauffage par les résistances 202 et/ou 206 provoque un réchauffage suffisant des parois de l'alésage 45 pour libérer le piston de fermeture 43 qui est alors aspiré par la dépression créée dans la chambre de cylindre il a, ce qui provoque la mise à l'échappement de la valve de décharge 17. In the case (rare in fact) where, at the time of starting the engine of the vehicle, an overpressure would be released from a suspension cushion (for example following the unballasting of a load) while the engine block is at very low temperature, the latter starts after the engine and the vehicle have started (and therefore the power supply via the alternator) in the "reverse" direction at the same time as the heating of the resistors. Not only is the vacuum poorly established in the cylinder chamber 11 a because of the rigidity of the lip 74, but the closing piston 43 risks becoming blocked in its guide bore 45 due to the friction exaggerated by the large cold of its O-ring seal 44 in contact with the bore 45. However, after a few tens of seconds of rotation of the motor 3 in the "reverse" direction, the friction of the lip seal 74 on the wall of the bore 11 and the heating by the resistors 202 and / or 206 causes sufficient heating of the walls of the bore 45 to release the closing piston 43 which is then sucked in by the vacuum created in the cylinder chamber it has, which causes the exhausting the relief valve 17.
La mise sous tension des résistances de chauffage 202 et 206 cesse dès l'arrêt du moteur d'entraînement 3 ou 103 et également si le thermostat de contrôle des résistances est soumis à une température suffisante après le fonctionnement du compresseur ou de la pompe à vide, l'échauffement relatif du groupe motocompresseur (ou pompe à vide) selon l'invention se maintenant pendant une durée substantielle même sans fonctionnement du moteur grâce à l'isolant phonique (et thermique relatif) dans lequel ce groupe est placé. The energization of the heating resistors 202 and 206 stops as soon as the drive motor 3 or 103 stops and also if the resistance control thermostat is subjected to a sufficient temperature after the compressor or the vacuum pump has operated. , the relative heating of the compressor unit (or vacuum pump) according to the invention is maintained for a substantial period even without engine operation thanks to the sound insulation (and relative thermal) in which this group is placed.
Dans le cas où, pour des raisons de simplification de régulation, le chauffage des résistances est déclenché par une position "hiver" ou "grand froid", contrôlée par une commande manuelle, les résistances de chauffage sont mises sous tension à chaque démarrage du moteur. In the case where, for reasons of simplification of regulation, the heating of the resistors is triggered by a "winter" or "very cold" position, controlled by a manual command, the heating resistors are energized each time the engine is started .
Pour éviter que, par grand froid, le compresseur et son chauffage ne démarrent en même temps que le démarreur électrique du moteur thermique et ne réduise ainsi l'intensité électrique qui traverse le démarreur et qui doit être maximale pour démarrer le moteur froid, on peut interposer entre le compresseur selon l'invention équipé ou non du chauffage électrique et son organe de commande (microprocesseur 97 par exemple) un organe de temporisation 208 qui retarde (par exemple de 10 à 60 secondes) le démarrage du moteur 3 et du chauffage pour les faire coïncider avec la recharge à plein débit par l'alternateur du véhicule. To prevent the compressor and its heating, in very cold weather, from starting at the same time as the electric starter of the heat engine and thus reducing the electric current which passes through the starter and which must be maximum to start the cold engine, interpose between the compressor according to the invention whether or not equipped with electric heating and its control member (microprocessor 97 for example) a delay member 208 which delays (for example from 10 to 60 seconds) the starting of the motor 3 and of the heating for make them coincide with full-rate charging by the vehicle's alternator.
Il est ainsi possible de prévoir des résistances de chauffage de puissance électrique élevée (au moins aussi puissantes que le moteur 3) et qui, du fait qu'elles sont toujours alimentées par l'alternateur du véhicule, ne viennent pas affaisser la charge ou la capacité de décharge de la batterie du véhicule, déjà réduite par grand froid. De même, l'alimentation électrique du moteur 3 est en général protégée par un détecteur de surchauffe (le cas échéant un seul thermostat à déclenchement de maxima et de minima) sensible à la température du moteur et/ou des parties sensibles du compresseur, et qui coupe l'alimentation électrique en cas de surchauffe, et qui, soit assure une temporisation relativement longue avant la remise sous tension après refroidissement, soit est couplé à une temporisation. It is thus possible to provide heating resistors of high electrical power (at least as powerful as the engine 3) and which, because they are always supplied by the vehicle's alternator, do not lower the load or the vehicle battery discharge capacity, already reduced in extreme cold. Likewise, the electrical supply to the motor 3 is generally protected by an overheating detector (if necessary a single thermostat with maximum and minimum tripping) sensitive to the temperature of the motor and / or of the sensitive parts of the compressor, and which cuts off the power supply in the event of overheating, and which either provides a relatively long time delay before switching back on after cooling, or is coupled to a time delay.
Le véhicule peut être entraîné par un moteur thermique, à allumage commandé, Diesel ou à turbine, mais aussi par un moteur électrique couplé à une batterie ou à un générateur électrique et, dans ce dernier cas, il n'est pas nécessaire de prévoir une temporisation avant l'alimentation électrique du moteur du compresseur et/ou des résistances de chauffage. A la manière d'un moteur Diesel soumis à un préchauffage par grand froid, les résistances de chauffage peuvent également être mises en service avant le démarrage du moteur électrique du compresseur. The vehicle can be driven by a thermal, spark-ignition, diesel or turbine engine, but also by an electric motor coupled to a battery or an electric generator and, in the latter case, it is not necessary to provide a time delay before the power supply to the compressor motor and / or the heating resistors. In the same way as a diesel engine subjected to preheating in extreme cold, the heating resistors can also be put into service before starting the electric motor of the compressor.
En variante, le compresseur ou la pompe à vide selon l'invention pourrait comporter plusieurs cylindres entraînés par un seul moteur et dont chacun est régulé individuellement par sa valve de décharge (17 ou 117). Il pourrait concerner également un ensemble compresseur-pompe à vide comportant par exemple un cylindre de compresseur et un cylindre de pompe à vide, dans chacun desquels se déplace un piston dont la bielle est reliée à un vilebrequin commun entraîné par un moteur électrique commun aux deux circuits (à air comprimé et à dépression). Pour qu'un tel circuit mixte puisse fonctionner correctement, il est nécessaire de prévoir, sur la conduite de refoulement 54 et sur la conduite d'aspiration 125, une valve d'isolement qui n'assure une liaison qu'en cas de besoin, le circuit d'air comprimé ou le circuit à dépression pouvant fonctionner seul alors que l'autre circuit est isolé par la valve d'isolement (avec décharge de la surpression par la valve 17 ou de l'excès de dépression par la valve 117), mais en cas de besoin simultané d'air comprimé et de dépression, les deux valves d'isolement peuvent être ouvertes simultanément. As a variant, the compressor or the vacuum pump according to the invention could comprise several cylinders driven by a single motor and each of which is individually regulated by its relief valve (17 or 117). It could also relate to a compressor-vacuum pump assembly comprising for example a compressor cylinder and a vacuum pump cylinder, in each of which moves a piston whose connecting rod is connected to a common crankshaft driven by an electric motor common to both circuits (compressed air and vacuum). For such a mixed circuit to function properly, it is necessary to provide, on the discharge line 54 and on the suction line 125, an isolation valve which ensures a connection only when necessary, the compressed air circuit or the vacuum circuit being able to operate alone while the other circuit is isolated by the isolation valve (with discharge of the overpressure by the valve 17 or of the excess vacuum by the valve 117) , but in case of simultaneous need for compressed air and vacuum, the two isolation valves can be opened simultaneously.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. 'invention.
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|---|---|
| FR2752310B1 (en) | 1998-10-09 |
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