EP2005045A1 - Dispositif limiteur de pression - Google Patents

Dispositif limiteur de pression

Info

Publication number
EP2005045A1
EP2005045A1 EP07731273A EP07731273A EP2005045A1 EP 2005045 A1 EP2005045 A1 EP 2005045A1 EP 07731273 A EP07731273 A EP 07731273A EP 07731273 A EP07731273 A EP 07731273A EP 2005045 A1 EP2005045 A1 EP 2005045A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
valve
fluid
orifice
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07731273A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean Armiroli
Aimé Goubely
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc filed Critical BorgWarner Inc
Publication of EP2005045A1 publication Critical patent/EP2005045A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/0215—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by draining or closing fuel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/007—Venting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004—Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/08—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for providing a large discharge passage
    • F16K17/082—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for providing a large discharge passage with piston

Definitions

  • the invention that is the subject of this application relates to a device for limiting the pressure of a fluid in a high pressure circuit, allowing a discharge of said fluid when the pressure reaches a predetermined threshold.
  • This device can for example be used in a common rail fuel injection system for motor vehicle engines, in order to limit the pressure in the event of failure of one of the components of the circuit.
  • these limiting devices are conventionally constituted by a jacket, forming the outer casing and inside which slides a pusher axially biased by return means and actuating closure means of a an orifice which, under certain conditions, communicates the high-pressure fluid circuit with a low-pressure downstream discharge circuit.
  • the return means are then calibrated so that the valve opens only when the high pressure exceeds a predetermined threshold.
  • pressure limiters having valve and valve configurations offering very different pressure / discharge flow characteristics depending on the geometries chosen.
  • This device being a safety member, therefore supposed to limit the increase of the pressure so as not to damage the components of the system, it is necessary for it to fulfill its function correctly that, when the shutter means open, the pressure in the high-pressure circuit decreases or at worst remains constant. In other words, said pressure must in principle follow a characteristic according to which, when the flow rate increases, it never exceeds the opening threshold value of the orifice.
  • the maximum flow pressure must always be below a threshold that corresponds to the pressure that the system can withstand.
  • the total dispersion being, in the aforementioned configurations, the sum of the dispersions at the opening pressure and during the pressure variations after opening, there remains an uncertainty as to the actual performance provided by the pressure limiting devices of this type.
  • the present invention solves, by proposing a solution in which the opening of the valve, after exceeding the predetermined pressure threshold in the high-pressure circuit, causes a controlled pressure drop in the circuit. Only the dispersion affecting the opening pressure, that is to say the dispersion resulting from the manufacture of the spring, must therefore be taken into account. This greatly simplifies the overall design of the device and the individual components taken, for which the manufacturing tolerances to be applied are much less demanding.
  • the pressure limiting device of the invention conventionally comprising a valve provided with a passage orifice between the upstream high pressure circuit and a downstream low pressure circuit, said orifice comprising a downstream seat for a movable closed die valve. in contact with said seat by a return spring up to exceeding a predetermined pressure threshold in the high-pressure circuit, the main reason for this is that: -
  • the valve has a portion, located in the immediate extension of its end in contact with the seat, of upper section to the fluid passage opening and sliding in a housing of the valve body with a minimum clearance ensuring the seal between the circuits respectively at high pressure and at low pressure until expulsion of said portion of the housing under the effect of an overpressure;
  • At least one fluid outlet port equips the device downstream of the valve to allow the evacuation of the fluid when the sliding portion of the valve is out of the housing.
  • the solution of the present invention is content to implement a single sliding portion of the valve, the displacement is managed by the pusher and self-guided in the housing due to the existence of the radial play in the pusher, which allows an expulsion of said sliding portion of its housing allowing at the same time a great flexibility of operation and adjustment.
  • the variation of the diameter and of the sliding portion of the sliding portion makes it possible to easily adjust the pressure drop and to obtain an operation in degraded mode of the motor, in the event of a problem of overpressure in the rail, allowing the user to join a nearby garage if necessary.
  • the end of the valve closing the valve is tapered, the seat being constituted at the circular outlet of the cylindrical passage through the housing.
  • the body of the valve consists of a cylindrical-shaped plug crimped into one end of the sleeve, and in which are formed axially the orifice-passage and the housing.
  • valve body receives the valve on which is placed the pusher then the spring, and finally the shirt. Assembly of the assembly therefore presents no difficulty.
  • the liner guiding the movement of the spring and the pusher is in one piece with the bottom located opposite the valve body.
  • the spring adapted to hold the valve in the closed position of the valve to the pressure threshold value is disposed directly in contact respectively with the bottom of the jacket located opposite the valve body on the one hand , and the pusher on the other hand.
  • the spring is calculated in advance to oppose the movement of the valve until the pressure threshold value is reached, and there is consequently no adjustment or additional measures to be implemented in the process, which constitutes another preponderant advantage of the device of the invention.
  • the mounting of the device of the invention is, as we have seen, particularly simple and each of the components, taken individually, is also of simplified design, so as to make industrially the easiest possible manufacturing, which is found in pm & qtas economically very favorable.
  • the sliding portion of the valve is actually located in the extension of a barrel disposed with a racial play dmginsn orifice of the pusher, which comprises a flange allowing its axial locking during the introduction of the valve in the pusher orifice.
  • the detachment of the closure valve of the pusher is an essential condition for operation because of the requirement of reduced clearance between the housing and the sliding portion of the valve.
  • the liner preferably comprises at least one exhaust port of the fluid located between the pusher and the wall of the body of the valve into which the housing opens.
  • the management of the exhaust is consequently immediately at the outlet of the valve body, and does not necessarily imply to provide a flow at the pusher, as in the aforementioned prior art, where the periphery of the pusher passes said fluid, imposing that the guiding of the valve is performed at the sliding portion.
  • the liner has two coaxial orifices.
  • the pusher may further comprise a fluid passage opening.
  • the principle on which the invention is based is that of a two-stage valve, which initially allows a pressure limitation in the high-pressure circuit through a first opening threshold, and which stabilizes in a second time the system at a lower pressure, which can be seen as a second pressure threshold.
  • This second threshold allows degraded operation of a vehicle equipped with the device according to the invention.
  • FIG. 1 is a sectional view of a pressure limiting device according to the invention
  • FIG. 2a to 2c show an enlarged detail of the valve / valve cooperation, with the sliding portion of the valve in position respectively closing the valve, sliding in the housing of the latter, and output of said housing;
  • FIG. 3 represents a characteristic curve of the pressure as a function of the flow rate in the device of the invention.
  • the device of the invention consists primarily of a jacket (1) forming the outer casing and associated with a valve body (2) which closes one of its ends.
  • the interior volume ! occupied by a pusher (3) whose movement is in particular tributary of a spring (4), which exerts a force applying towards the valve body (2).
  • a valve (5) is connected to the pusher (3) by a shaft (13) inserted into a hole (14) with a radial clearance, and axially blocked by a flange (15).
  • This valve (5) also comprises a portion (6) sliding in a housing (7) of the valve body (2), the aforementioned radial clearance allowing a simple self-centering of one in the other, further improved by the conical end of the portion (6), each time the sliding portion arrives in insertion position in the housing (7).
  • This is located in the extension of an orifice (8) allowing communication between the upstream high pressure circuit (9) and the exhaust ports (10, 10 ') sending the fluid, in this case the fuel of a motor vehicle in the example used as a guide wire of this description, to a fuel tank (not shown).
  • the pusher may further include a fluid passage opening (17) in the portion of the liner (1) facing the bottom (12).
  • FIGS. 2a to 2c show the configuration schematically since the clearance between the orifice of the pusher (3) and the valve (5) is not represented there, the operation of the device of the invention is represented in its three main phases.
  • the sliding portion (6) represented by a rod terminating in a conical needle, is in contact with the seat (11) at the outlet opening of the orifice (8).
  • the valve (5) is closed, its sliding portion (6) fully inserted into the housing (7), and the liquid, symbolized by the dark color, is maintained in the high-pressure circuit (9).
  • the force exerted by the return spring (4) is at this stage greater than that resulting from the pressure in the high-pressure circuit (9).
  • the valve (5) moves by compressing the spring (4), which has the effect of creating a space between the seat (11) and the end of the sliding section (6).
  • the seat (11) is in fact constituted by the circular edge of the shoulder separating the cylindrical orifice (8) and the cylindrical portion (7) of larger diameter in which the portion (6) slides.
  • the combination tapered end / circular seat (11) ensures just sealing when the predetermined threshold pressure is not reached.
  • the section of the needle that is to say of the sliding portion (6), has been dimensioned so that the position appearing in FIG. 2c can be maintained for a pressure lower than the initial opening pressure, in the the arrival pressure P 1 (see Figure 3) of the pressure drop, which corresponds in a way to a second threshold.
  • the valve (5) is thus kept open by the fluid flow, with a minimum pressure P 1 which corresponds to this second pressure threshold.
  • the pressure in the high pressure circuit can for example go up up to 2000 bars.
  • the sliding portion (6) deviates from the seat (11), which has the effect, as we have seen, of increasing the force exerted against the spring (4), because of of section increase.
  • the valve can be kept open by a pressure for example from 800 to 1000 bar exerted on the entire surface of said portion (6).
  • the section of the portion (6) and the length of the housing (7) are the adjustment parameters of the second pressure threshold P 1 .
  • Said pressure P 1 is provided so that the engine continues to operate in degraded mode, so that the user is not found with a vehicle immobilized.
  • the valve (5) closes. We are thus in the configuration shown in Figure 2a.
  • FIG. 3 clearly shows the two pressure thresholds P 1 and P 2 , the highest threshold P 2 allowing the initial opening of the valve (5), and the second threshold P 1 holding the needle (6) out of the housing ( 7) and allowing flow to the fluid to the reservoir.
  • the flow is zero as long as the pressure threshold P 2 is not reached. After the pressure drop from P 2 to P 1 , the flow rate can increase without the pressure substantially exceeding the threshold P 1 .
  • This threshold P 1 is set, as we have seen, the respective dimensions of the housing (7) and the needle (6). It varies only slightly when the flow increases sharply.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

Dispositif de limitation de pression d'un fluide dans un circuit à haute pression (9), comportant une valve(2) dotée d'un orifice de passage (8) entre ledit circuit à haute pression amont (9) et un circuit à basse pression aval de décharge, ledit orifice (8) comportant un siège aval (11 ) pour un clapet (5) de fermeture mobile plaqué au contact dudit siège (11 ) par un ressort de rappel (4) jusqu'à dépassement d'un seuil de pression P<SUB>2 </SUB>prédéterminé dans le circuit à haute pression (9). Le clapet (5) comporte une portion (6) située dans le prolongement immédiat de son extrémité au contact du siège (11), de section supérieure à l'orifice de passage (8) du fluide et coulissant dans un logement (7) du corps de la valve (2) avec un jeu minimal garantissant l'étanchéité entre les circuits respectivement à haute pression (9) et à basse pression jusqu'à expulsion de ladite portion coulissante (6) du logement (7) sous l'effet d'une surpression. Ladite portion coulissante (6) du clapet (5) est par ailleurs maintenue axialement et avec un jeu radial par rapport à un poussoir (3) sur la face opposée duquel s'appuie le ressort de rappel (4) et qui coulisse dans une chemise (1 ) à laquelle est fixé le corps de la valve (2). Le dispositif est équipé, en aval du clapet (5), d'au moins un orifice d'échappement (10, 10') du fluide pour permettre l'évacuation du fluide lorsque la portion coulissante (6) du clapet est hors du logement (7).

Description

Dispositif limiteur de pression.
L'invention objet de cette demande se rapporte à un dispositif de limitation de pression d'un fluide dans un circuit à haute pression, permettant une décharge dudit fluide lorsque la pression atteint un seuil prédéterminé. Ce dispositif peut par exemple être utilisé dans un système d'injection de carburant à rail commun pour moteurs de véhicules automobiles, afin de limiter la pression en cas de défaillance d'un des composants du circuit.
Il s'agit donc d'un composant de protection, permettant de garantir l'intégrité des composants du système lorsque la pression atteint des niveaux incompatibles avec un fonctionnement correct de l'ensemble. Dans la suite, l'exemple précité sera réutilisé à des fins explicatives. Un tel dispositif est en fait soumis à la pression qui règne à l'intérieur des rails communs, nécessaire à l'injection dans les poussoirs des moteurs, en particulier dans les moteurs diesel. Cette pression peut aller de 200 à 2500-bars, voire plus selon les systèmes.
D'une manière générale, ces dispositifs de limitation sont classiquement constitués d'une chemise, formant l'enveloppe externe et à l'intérieur de laquelle coulisse un poussoir sollicité axialement par des moyens de rappel et actionnant des moyens d'obturation d'un orifice faisant communiquer dans certaines conditions le circuit de fluide à haute pression avec un circuit aval de décharge à basse pression. Les moyens de rappel sont alors calibrés de telle sorte que le clapet ne s'ouvre que lorsque la haute pression excède un seuil prédéterminé.
Il existe de nombreux exemples de limiteurs de pression comportant des configurations de valves et de clapets offrant des courbes caractéristiques pression / débit de décharge très différentes selon les géométries choisies. C e dispositif étant un organe de sécurité, par conséquent supposé limiter l'augmentation de la pression pour ne pas endommager les composants du système, il faut pour qu'il remplisse sa fonction correctement que, lorsque les moyens d'obturation s'ouvrent, la pression dans le circuit à haute pression diminue ou au pire reste constante. En d'autres termes, ladite pression doit en principe suivre une caractéristique selon laquelle, lorsque le débit augmente, elle ne dépasse jamais la valeur seuil d'ouverture de l'orifice.
Des configurations dans lesquelles la pression dans le circuit à haute pression est maîtrisée dans le sens d'une limitation lorsque le débit augmente ont donc été développées. Il s'agit notamment de solutions dans lesquelles on applique une pression différente de part et d'autre du poussoir, de manière à générer sur ce dernier un effort différentiel qui s'oppose à l'action du ressort, et à diminuer sa charge en fonction du débit de décharge. En fait, il s'agit de féaiser une compensation qui vise principalement à réduire le gradient d'augmentation de la pression lorsque le débit à décharger augmente.
Il se produit alors une décroissance de la valeur de la pression dans le circuit à haute pression lorsque le clapet de décharge est ouvert et que le débit augmente. Selon d'autres configurations, on crée une surpression en amont du poussoir en présence d'un débit de décharge, surpression qui agit sur le poussoir et diminue l'action du ressort en fonction de l'intensité du débit.
La maîtrise des paramètres mécaniques aboutissant à la régulation de pression n'est cependant pas évidente, du fait de la dispersion des caractéristiques des composants résultant notamment de la fabrication. Ainsi, la dispersion dans les caractéristiques du ressort a une influence directe sur le seuil d'ouverture de la valve, seuil qui peut alors changer d'un dispositif à l'autre. De même, dans l'hypothèse des valves de l'art antérieur dans lesquelles la configuration était prévue pour maintenir la pression constante ou légèrement déclinante lorsque le débit augmentait après ouverture du clapet, la dispersion de chaque composant prenant part à la gestion et au contrôle de la pression joue un rôle plus ou moins maîtrisable dans le résultat d'ensemble.
Or, la pression à débit maximal doit toujours être inférieure à un seuil qui correspond à la pression que peut supporter le système. La dispersion totale étant, dans les configurations précitées, la somme des dispersions à la pression d'ouverture et lors des variations de pression après ouverture, il subsiste une incertitude quant aux performances réellement assurées par les dispositifs de limitation de pression de ce type.
C'est ce problème que résout la présente invention, en proposant une solution dans laquelle l'ouverture du clapet, après dépassement du seuil prédéterminé de pression dans le circuit à haute pression, provoque une chute de pression maîtrisée dans le circuit. Seule la dispersion influant la pression d'ouverture, c'est-à-dire la dispersion résultant de la fabrication du ressort, doit dès lors être prise en compte. Cela simplifie considérablement la conception globale du dispositif et des différents composants pris individuellement, pour lesquels les tolérances fabricationnelles à appliquer sont de plus bien moins exigeantes.
Le dispositif de limitation de pression de l'invention, comportant classiquement une valve dotée d'un orifice de passage entre le circuit à haute pressiorj amont et un circuit à basse pression aval, ledit orifice comportant un siège aval pour un clapet die fermâtes mobile plaqué au contact dudit siège par un ressort de rappel jusqu'à dépasseπieni d'un seuil de pression prédéterminé dans le circuit à haute pression, se oagβtâétws à titre principal en ce que : - le clapet comporte une portion, située dans le prolongement immédiat de son extrémité au contact du siège, de section supérieure à l'orifice de passage du fluide et coulissant dans un logement du corps de la valve avec un jeu minimal garantissant l'étanchéité entre les circuits respectivement à haute pression et à basse pression jusqu'à expulsion de ladite portion du logement sous l'effet d'une surpression;
- ladite portion coulissante du clapet est maintenue axialement et avec un jeu radial par rapport à un poussoir sur la face opposée duquel s'appuie le ressort de rappel et qui coulisse dans une chemise à laquelle est fixé le corps de la valve;
- au moins un orifice d'échappement du fluide équipe le dispositif en aval du clapet pour permettre l'évacuation du fluide lorsque la portion coulissante du clapet est hors du logement. Des dispositifs fonctionnant avec une chute de pression après ouverture du' clapet sont déjà connus, par exemple par l'intermédiaire du brevet US 6 536 413. La solution proposée ne va cependant pas dans Ie sens d'une simplification globale et individuelle des composants permettant de limiter les problèmes de dispersion évoqués auparavant. Ainsi, l'utilisation d'une bille, de surcroît au fond d'un orifice de profondeur non négligeable, pour gérer à la fois le guidage de la bille et l'ouverture de la valve, complique la fabrication puisqu'il faut s'assurer d'une bonne étanchéité au fond du puits, au niveau du contact bille-siège, ce qui n'est guère aisé compte tenu de la profondeur du puits.
Or, cette profondeur est nécessaire car il convient non seulement de ne pas perdre la bille à l'ouverture, mais il est de plus nécessaire d'assurer un guidage de l'ensemble clapet / poussoir qui ne se fait pas au niveau de ce dernier dans la solution proposée, le fluide s'échappant sur sa périphérie vers un orifice situé en aval du poussoir.
Dans cette solution, le poussoir de la bille ne pouvant évidemment pas être expulsé hors de son logement dans la valve pour ne pas perdre la bille, le fluide ne peut s'échapper vers le poussoir que du fait de l'existence de méplats latéraux pratiqués sur le poussoir. Il faut donc en plus gérer, pour le contrôle de la chute de pression, la longueur axiale de ces méplats et la longueur de la partie du poussoir coulissant dans le logement de la valve et qui maintient Pétanchéité pendant une partie du coulissement.
Cette structure est par conséquent complexe à réaliser. A l'inverse, la solution de la présente invention se contente de mettre en œuvre une unique portion coulissante du clapet, dont le déplacement est géré par le poussoir et auto-guidé dans le logement du fait de l'existence du jeu radial dans le poussoir, ce qui permet une expulsion de ladite portion coulissante de son logement autorisant du même coup une grande souplesse de fonctionnement et de réglage. La variation du diamètre et de la portion coulissante de la portion coulissante permet d'ajuster facilement la chute de pression et d'obtenir un fonctionnement en mode dégradé du moteur, en cas de problème de surpression dans le rail, permettant à l'utilisateur de rejoindre un garage proche en cas de nécessité.
De préférence, l'extrémité du clapet fermant la valve est conique, le siège étant constitué au débouché circulaire de l'orifice cylindrique de passage dans le logement.
Une telle configuration avec une pointe conique venant s'insérer dans un orifice circulaire, est facile à fabriquer et garantit une excellente étanchéité. L'existence de cette pointe conique permet en combinaison avec la liaison à jeu radial clapet/ poussoir, de gérer le trajet de la portion coulissante du clapet dans et hors du logement sans avoir recours à des pièces compliquées nécessitant un assemblage avec des tolérances fines.
Selon une possibilité, le corps de la valve est constitué d'un bouchon d'allure cylindrique serti dans une extrémité de la chemise, et dans lequel sont pratiqués axialement l'orifice de-passage et le logement.
En termes de fabrication, le corps de valve reçoit le clapet sur lequel est déposé le poussoir puis le ressort, et enfin la chemise. Le montage de l'ensemble ne présente par conséquent aucune difficulté.
De préférence, la chemise guidant le déplacement du ressort et du poussoir est d'une seule pièce avec le fond situé à l'opposé du corps de valve.
De préférence encore, le ressort apte à maintenir le clapet en position de fermeture de la valve jusqu'à la valeur seuil de pression est disposée directement au contact respectivement du fond de la chemise situé à l'opposé du corps de valve d'une part, et du poussoir d'autre part. Le ressort est calculé à l'avance pour s'opposer au déplacement du clapet tant que la valeur seuil de pression n'est pas atteinte, et il n'y a par conséquent aucun réglage ou de prises de mesures supplémentaires à mettre en œuvre dans le process, ce qui constitue un autre avantage prépondérant du dispositif de l'invention.
Le montage du dispositif de l'invention est, on l'a vu, particulièrement simple et chacun des composants, pris individuellement, est également de conception simplifiée, de manière à penueSre une fabrication industriellement la plus facile possible, laquelle s'avère en pm&qtâs économiquement très favorable.
La portion coulissante du clapet est en fait située dans le prolongement d'un fût disposé avec un jeu racial dmginsn orifice du poussoir, qui comporte une collerette permettant son blocage axial lors de l'introduction du clapet dans l'orifice du poussoir.
La désolidarisation du clapet de fermeture du poussoir est une condition indispensable au fonctionnement à cause de l'exigence de jeu réduit entre le logement et la portion coulissante du clapet.
Par ailleurs, selon une possibilité, la chemise comporte de préférence au moins un orifice d'échappement du fluide localisé entre le poussoir et la paroi du corps de la valve dans laquelle débouche le logement. La gestion de l'échappement se fait par conséquent immédiatement en sortie du corps de valve, et n'implique pas nécessairement de prévoir un écoulement au niveau du poussoir, comme dans l'art antérieur américain précité, où la périphérie du poussoir laisse passer ledit fluide, imposant que le guidage du clapet soit effectué au niveau de la portion coulissante.
De préférence, la chemise comporte deux orifices coaxiaux. Selon une configuration possible, le poussoir peut par ailleurs comporter un orifice de passage du fluide.
En fait, le principe sur lequel est basée l'invention est celui d'un clapet à deux étages, qui permet dans un premier temps une limitation de pression dans le circuit à haute pression grâce à un premier seuil d'ouverture, et qui stabilise dans un second temps le système à une pression inférieure, que l'on peut voir comme un second seuil de pression. Ce second seuil permet un fonctionnement dégradé d'un véhicule équipé du dispositif selon l'invention.
Le fonctionnement détaillé de ce clapet à deux étages est expliqué dans la suite, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de limitation de pression selon l'invention ;
- les figures 2a à 2c montrent un détail agrandi de la coopération clapet / valve, avec la portion coulissante du clapet en position respectivement de fermeture de la valve, de coulissement dans le logement de cette dernière, et en sortie dudit logement ; et
- la figure 3 représente une courbe caractéristique de la pression en fonction du débit dans le dispositif de l'invention.
En référence à la figure 1 , le dispositif de l'invention se compose à titre principal d'une chemise (1) formant l'enveloppe extérieure et associée à un corps de valve (2) qui ferme l'une de ses extrémités. Le volume intérieures!: occupé par un poussoir (3) dont le déplacement est notamment tributaire d'un ressort (4), qui exerce une force s'appliquant en direction du corps de valve (2). Un clapet (5) est relié au poussoir (3), par un fût (13) inséré dans un orifice (14) avec un jeu radial, et bloqué axialement par une collerette (15). Ce clapet (5) comporte également une portion (6) coulissant dans un logement (7) du corps de valve (2), le jeu radial précité permettant un auto-centrage simple de l'un dans l'autre, encore amélioré par l'extrémité conique de la portion (6), à chaque fois que la portion coulissante arrive en position d'insertion dans le logement (7). Celui-ci est situé dans le prolongement d'un orifice (8) permettant la communication entre le circuit à haute pression amont (9) et les orifices d'échappement (10, 10') envoyant le fluide, en l'espèce le carburant d'un véhicule automobile dans l'exemple utilisé comme fil conducteur de cette description, vers un réservoir de carburant (non représenté). Le poussoir peut par ailleurs comporter un orifice (17) de passage du fluide dans la partie de la chemise (1) située au regard du fond (12)
En référence aux figures 2a à 2c, qui montrent la configuration de manière schématique puisque le jeu entre l'orifice du poussoir (3) et le clapet (5) n'y est pas représenté, le fonctionnement du dispositif de l'invention est représenté dans ses trois phases principales. Ainsi, en figure 2a, la portion coulissante (6), représentée par une tige terminée par un pointeau conique, est au contact du siège (11) au débouché aval de l'orifice (8). Le clapet (5) est donc fermé, sa portion coulissante (6) totalement enfoncée dans le logement (7), et le liquide, symbolisé par la couleur sombre, est maintenu dans le circuit à haute pression (9). La force exercée par le ressort de rappel (4) est à ce stade supérieure à celle qui résulte de la pression dans le circuit à haute pression (9). Dès que la pression dans ledit circuit (9) excède une valeur seuil prédéterminée, c'est-à- dire que la force exercée sur le pointeau conique par la pression devient supérieure à la force rappel du ressort (4), le clapet (5) se déplace en comprimant le ressort (4), ce qui a pour effet de créer un espace entre le siège (11) et l'extrémité du tronçon coulissant (6). Le siège (11 ) est en fait constitué par l'arête circulaire de l'épaulement séparant l'orifice cylindrique (8) et la portion cylindrique (7) de plus grand diamètre dans laquelle coulisse la portion (6). La combinaison extrémité conique / siège circulaire (11) permet de garantir simplement l'étanchéité lorsque le seuil prédéterminé de pression n'est pas atteint.
Dès que le fluide pénètre dans le volume (7), la surface exposée à la pression est plus grande que celle qui est mise en jeu pendant l'obturation. Il s'agit en effet pratiquement cte la section du volume (7), alors que, en phase d'obturation, il s'agit de iasecfeo de l'orifice cylindrique (8). Il en résulte une plus grande force, qui compiins dmentage le ressort (4), et on obtient donc un déplacement supplémentaire ciy pointeau (6) qui coulisse naturellement dans l'alésage de la chsπÉsm (7) jsisgi/à en sortir, au niveau du débouché du logement (7) dans la surface (16) du corps de valve (2). Il est possible qu'une légère augmentation de pression soit à considérer, en fonction du temps de dépassement et de la fuite entre pointeau (6) et alésage de la chambre (7).
La section du pointeau, c'est-à-dire de la portion coulissante (6), a été dimensionnée de sorte que la position apparaissant en figure 2c puisse être maintenue pour une pression inférieure à la pression initiale d'ouverture, en l'espèce la pression d'arrivée P1 (voir figure 3) de la chute de pression, qui correspond en quelque sorte à un deuxième seuil. Le clapet (5) est donc maintenu ouvert par le débit de fluide, avec une pression minimale P1 qui correspond à ce deuxième seuil de pression. Quand le débit augmente, la portion (6) et le poussoir (3) reculent en principe, et compriment par conséquent davantage le ressort (4). Il en résulte une légère augmentation de la pression, puisqu'il faut plus de force pour comprimer le ressort. Toutefois, la section de fuite et la section du pointeau sur laquelle s'exerce la pression étant beaucoup plus importantes que celles qui existent au déclenchement initial, au moment où la pression excède la première valeur seuil P2 la plus élevée, la variation de pression qui s'exerce sur le pointeau est beaucoup moins élevée.
Pour en revenir à l'exemple d'un système d'injection dans un moteur de véhicule automobile, la pression dans le circuit à haute pression, c'est-à-dire dans le rail commun de l'injecteur, peut par exemple monter jusqu'à 2000 bars. Pour une pression plus élevée, la portion coulissante (6) s'écarte du siège (11 ), ce qui a pour effet comme on l'a vu d'augmenter la force s'exerçant à rencontre du ressort (4), du fait de l'augmentation de section. Dès lors que ladite portion (6) est expulsée du logement (7), le clapet peut être maintenu ouvert par une pression par exemple de 800 à 1 000 bars s'exerçant sur la surface totale de ladite portion (6). La section de la portion (6) et la longueur du logement (7) sont les paramètres de réglage du second seuil de pression P1. Ladite pression P1 est prévue pour que le moteur continue à fonctionner, en mode dégradé, pour que l'utilisateur ne se retrouve pas avec un véhicule immobilisé. Quand il n'y a plus de débit, ou que la pression redescend à un niveau inférieur au second seuil P1, le clapet (5) se referme. On se retrouve donc dans la configuration montrée en figure 2a.
La figure 3 montre bien les deux seuils de pression P1 et P2, le seuil le plus élevé P2 permettant l'ouverture initiale du clapet (5), et le second seuil P1 maintenant le pointeau (6) hors du logement (7) et permettant l'écoulement au fluide vers le réservoir.
Le débit est nul tant que le seuil de pression P2 n'est pas atteint. Après Ja chute de pression de P2 à P1, le débit peut augmenter sans que la pression n'excède sensiblement le seuil P1. Ce seuil P1 est réglé, comme on l'a vu, les dimensions respectives du logement (7) et du pointeau (6). Il ne varie, encore que légèrement, que lorsque le débit augmente fortement.
L'exemple de configuration représenté dans les figures ci-dessus n'est bien entendu pas limitatif de l'invention, et n'en représente qu'un aspect possible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de limitation de pression d'un fluide dans un circuit à haute pression (9), comportant une valve(2) dotée d'un orifice de passage (8) entre ledit circuit à haute pression amont (9) et un circuit à basse pression aval de décharge, ledit orifice (8) comportant un siège aval (11) pour un clapet (5) de fermeture mobile plaqué au contact dudit siège (11) par un ressort de rappel (4) jusqu'à dépassement d'un seuil de pression P2 prédéterminé dans le circuit à haute pression (9), caractérisé en ce que : - le clapet (5) comporte une portion (6) située dans le prolongement immédiat de son extrémité au contact du siège (11 ), de section supérieure à l'orifice de passage (8) du fluide et coulissant dans un logement (7) du corps de la valve (2) avec un jeu minimal garantissant l'étanchéité entre les circuits respectivement à haute pression (9) et à basse pression jusqu'à expulsion de ladite portion coulissante (6) du logement (7) sous l'effet d'une surpression;
- ladite portion coulissante (6) du clapet (5) est maintenue axialement et avec un jeu radial par rapport à un poussoir (3) sur la face opposée duquel s'appuie le ressort de rappel (4) et qui coulisse dans une chemise (1) à laquelle est fixé le corps de la valve(2) ;
- au moins un orifice d'échappement (10, 10') du fluide équipe le dispositif en aval du clapet (5) pour permettre l'évacuation du fluide lorsque la portion coulissante (6) du clapet est hors du logement (7).
2. Dispositif de limitation de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité du clapet (5) fermant la valve (2) est conique, le siège (11) étant constitué au débouché circulaire de l'orifice (8) cylindrique de passage du fluide dans le logement (7).
3 . Dispositif de limitation de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de la valve est constitué d'un bouchon (2) d'allure cylindrique serti dans une extrémité de la chemise (1), et dans lequel sont pratiqués axialement l'orifice de passage (8) et le logement
(7).
4. Dispositif de limitation de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chemise (1) guidant le déplacement du ressort (4) et du poussoir (3) est d'une seule pièce avec le fond (12) situé à l'opposé du corps de la valve (2).
5. Dispositif de limitation de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (4) apte à maintenir le clapet (5) en position de fermeture de la valve (2) jusqu'à la valeur seuil de pression P2 est disposé directement au contact respectivement du fond (12) de la chemise (1) situé à l'opposé du corps de valve (2) d'une part, et du poussoir
(3) d'autre part.
6. Dispositif de limitation de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion coulissante (6) du clapet (5) est située dans le prolongement d'un fût (13) disposé avec un jeu radial dans un orifice (14) du poussoir (3), qui comporte une collerette (15) permettant son blocage axial lors de l'introduction du clapet (5) dans l'orifice (14) du poussoir (3).
7. Dispositif de limitation de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chemise (1 ) comporte au moins un orifice (10 ; 10') d'échappement du fluide, localisé entre le poussoir (3) et la paroi (16) du corps de la valve (2) dans laquelle débouche le logement (7).
8. Dispositif de limitation de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la chemise (1 ) comporte deux orifices (10 ; 10') coaxiaux.
9. Dispositif de limitation de pression selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le poussoir (3) comporte un orifice (17) de passage du fluide.
EP07731273A 2006-04-10 2007-04-10 Dispositif limiteur de pression Withdrawn EP2005045A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0603157A FR2899664B1 (fr) 2006-04-10 2006-04-10 Dispositif limiteur de pression
PCT/FR2007/000603 WO2007116148A1 (fr) 2006-04-10 2007-04-10 Dispositif limiteur de pression

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2005045A1 true EP2005045A1 (fr) 2008-12-24

Family

ID=37492071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07731273A Withdrawn EP2005045A1 (fr) 2006-04-10 2007-04-10 Dispositif limiteur de pression

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2005045A1 (fr)
CN (1) CN101415978B (fr)
FR (1) FR2899664B1 (fr)
WO (1) WO2007116148A1 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011017765A1 (de) 2011-04-29 2012-10-31 Robert Bosch Gmbh Druckbegrenzungsventil
CN103277548B (zh) * 2013-05-31 2015-09-02 龙口龙泵燃油喷射有限公司 一种共轨管保护阀
CN108443544A (zh) * 2018-04-12 2018-08-24 宜兴市锦辉铜材有限公司 一种弹簧可调式压力泄放安全阀

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2969085A (en) * 1953-10-16 1961-01-24 Bosch Arma Corp Non-chattering flow divider valve
FR1224756A (fr) * 1958-05-22 1960-06-27 Mastabar Mining Equip Co Ltd Soupapes pour la commande d'une pression de fluide
DE4303204A1 (en) * 1992-02-29 1993-09-09 Teves Gmbh Alfred Hydraulically working servo linkage with pressure limiting valve - limits pump pressure and power when servo motor blockaded until pressure medium feed to damaged work chamber is interrupted
US5564469A (en) * 1994-03-23 1996-10-15 Flow International Corporation Erosion resistant high pressure relief valve
DE19822671A1 (de) * 1998-05-20 1999-11-25 Bosch Gmbh Robert Druckbegrenzungsventil
JP2908435B1 (ja) * 1998-06-12 1999-06-21 川崎重工業株式会社 リリーフ弁
DE19852409A1 (de) * 1998-11-13 2000-05-18 Hydraulik Ring Gmbh Druckbegrenzungsventil, insbesondere für Fahrzeuge
DE10059425A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren
DE10254984A1 (de) * 2002-11-26 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2007116148A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101415978B (zh) 2013-02-06
WO2007116148A1 (fr) 2007-10-18
FR2899664B1 (fr) 2008-07-11
FR2899664A1 (fr) 2007-10-12
CN101415978A (zh) 2009-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2964933B1 (fr) Dispositif de dosage compact pour injecteur a deux circuits de carburant pour une turbomachine d&#39;aeronef
EP2006587B1 (fr) Système de clapet d&#39;étanchéité
CA2774320C (fr) Doseur de carburant ayant un dispositif de regulation ameliore
FR2927687A1 (fr) Dispositif de remplissage et de distribution de gaz, recipient pourvu d&#39;un tel dispositif et circuit d&#39;utilisation
EP2005045A1 (fr) Dispositif limiteur de pression
FR2718506A1 (fr) Soupape de limitation de pression et procédé de réglage d&#39;une pression d&#39;ouverture de cette soupape.
FR2856485A1 (fr) Soupape de surpression
FR2769954A1 (fr) Systeme d&#39;injection, notamment pour moteur a combustion interne
WO2009083434A1 (fr) Dispositif de régulation et de maintien de pression destiné à être monté sur un circuit de retour de carburant d&#39;un véhicule automobile.
FR2797916A1 (fr) Raccord de fuite et injecteur de carburant equipe d&#39;un tel raccord de fuite
EP1902214B1 (fr) Limiteur de pression
EP3685080B1 (fr) Vanne thermostatique pour véhicule automobile
FR2875864A1 (fr) Injecteur de carburant
EP0000303B1 (fr) Conjoncteur-disjoncteur hydraulique
FR2770261A1 (fr) Dispositif de limitation de debit de carburant pour moteur a combustion interne a injection
FR2866395A1 (fr) Injecteur de carburant pour un moteur a combustion interne
FR3051229A1 (fr) Injecteur de carburant pour moteur a combustion interne
EP3477415B1 (fr) Vanne thermostatique
WO2025103738A1 (fr) Pompe à carburant comportant une soupape de décharge
FR2894641A1 (fr) Limiteur de pression
WO2017072081A1 (fr) Injecteur de carburant
EP1895378B1 (fr) Dispositif de régulation de pression et/ou de débit de gaz sous pression
FR2857060A1 (fr) Systeme d&#39;injection de carburant dans des moteurs a combustion interne
FR2816992A1 (fr) Injecteur de carburant pour moteur a combustion interne
EP1336049A1 (fr) Clapet de securite pour systeme de delivrance dosee de fluides

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080912

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090409

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20180726

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20181206