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Principe de fonctionnement à piston

Le principe de fonctionnement de la technologie à piston est basé sur l'équilibre des forces entre le ressort et la pression agissant contre le piston.

En état de fonctionnement normal, le gaz naturel comprimé circule à travers la section de la tuyère en portant la pression du réservoir (par exemple au maximum 220 bars) jusqu'à la pression de sortie (par exemple 9 bars). La force de pression (Fp - flèches vertes dans l'image) dans le volume à basse pression (zone verte) agit en poussant le piston pour réduire la section de la tuyère, limitant ainsi le débit. La force de pression agit contre la force du ressort (Fs - flèches rouges dans l'image) qui pousse le piston vers le bas, par conséquent la section de la tuyère s'enlarge. L'ensemble du système est en équilibre lorsque la force de pression agissant sur le piston est la même que celle donnée par le ressort.

Fonctionnement du régulateur lors de la conduite d'un véhicule

  • Lorsque le conducteur enfonce la pédale d'accélérateur pour augmenter la vitesse du véhicule, un débit plus élevé est nécessaire. La pression sur le volume à basse pression diminue réduisant ainsi la force de pression agissant sur le piston. La force du ressort devient supérieure à la pression et repousse le piston vers le bas, en créant par conséquent une section de la tuyère majeure permettant un débit plus élevé. La pression de sortie retourne à une valeur plus élevée qui équilibre encore une fois celle du ressort.
  • Lorsque le conducteur relâche légèrement la pédale d'accélérateur pour diminuer la vitesse du véhicule, une vitesse d'écoulement plus faible est nécessaire. La pression sur le volume à pression inférieure monte, ce qui augmente aussi la force de pression agissant sur le piston. La force de pression devient supérieure à celle du piston et pousse le piston vers le haut. En conséquence, la section de la tuyère et la vitesse d'écoulement sont réduites. La pression de sortie revient à une valeur inférieure pour re-équilibrer celle du ressort.
  • Lorsque le conducteur relâche complètement la pédale de l'accélérateur, le débit devient nul (i.e. pendant la décélération pour s'arrêter), la force de pression devient supérieure à celle donnée par le ressort et le piston se déplace vers le haut jusqu'à son sommet et se ferme complètement. Sous cette condition, le fluxe du CNG est complètement arrêté jusqu'à ce qu'un nouveau fluxe se rend nécessaire. Un élément d'étanchéité élastique est montée sur la partie supérieure du piston afin de la rendre plus efficace dans ces conditions particulières.