Brevet FR2528912A1 — publié le 19831223

Dispositif de traitement de carburant et circuit de carburant en constituant l'application" La présente invention concerne un dispositif de traitement de carburant utilisable sur un circuit de carburant d'un moteur à combustion interne. Un circuit de carburant d'un moteur à combustion interne comprend une pompe à haute pression fonctionnant en synchronisation avec le moteur associé pour envoyer du carburant sous pression dans les zones de combustion du moteur. Le carburant est fourni à la pompe à haute pression par une pompe à basse pression intégrée au méme support que la pompe à haute pression. Un dispositif de traitement du carburant permet de purifier le carburant aspiré vers l'entrée de la pompe à basse pression. Le dispositif de traitement peut comporter un filtre à carburant ou un dispositif à sédimentation.On a jusqu'ici eu l'habitude d'utiliser une pompe supplémentaire, généralement à diaphragme, commandée par le moteur, qui aspire le carburant du réservoir de carburant et le refoule à travers le dispositif do traitement vers l'entrée de la pompe à basse pression. La pompe supplementaire possède une vitesse élevée, de sorte que lorsque de l'air est admis dans le circuit, le carburant est envoyé rapidement vers la pompe a basse pression sans qu'il soit nécessaire de lancer le moteur trop fort. Avec l'utilisation croissante des moteurs à allumage par compression sur les petits véhicules de tourisme et par souci d'économie, on a supprim du circuit la pompe supplémentaire. Une fois le circuit amorcé avec du carburant, la pompe à basse pression peut assurer l'alimentation en carburant de la pompe à haute pression ; cependant, lorsqu'il faut amorcer le circuit, un important effort de lancement du moteur est nécessaire avant qu'une quantité appropriée de carburant ne soit disponible pour faire démarrer le moteur. Cela impose une forte charge au moteur électrique de démarrage du moteur ainsi qu'a la batterie. Il est peu pratique de recourir à une pompe à basse pres sion de plus grande taille, ce qui impliquerait inéluctablement l'utilisation d'un support plus grand prenant donc plus de place sur le moteur. L'invention a pour but de fournir un dispositif de traitement du carburant réalisé sous une forme permettant de l'utiliser pour aider à l'amorçage du circuit de carburant, ce qui évite les inconvénients précédemment exposés. Conformément à l'invention, ce dispositif de traitement de carburant utilisable sur un circuit de carburant de moteur à combustion interne comprend un carter de forme générale cylindrique, une extrémité de ce carter étant fermée et l'autre extrémité de ce carter étant conçue de manière à pouvoir être fixée en fonctionnement sur un support, un élément de traitement de carburant placé à l'intérieur de ce carter et des moyens réalisant une cloison mobile à l'extrémité fermée du carter, cette cloison réduisant le volume du carter à la manière d'une pompe lorsqu'elle est déplacée. Des exemples de réalisation de dispositifs de traitement du carburant conformes à l'invention seront maintenant décrits, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 est une vue de côté, en coupe, d'un dispositif de traitement de carburant sous forme d'élément filtrant monté sur un support, les autres parties du circuit de carburant étant aussi montrées Figure 2 est une vue extérieure de l'élément filtrant et de son support de montage, vu perpendiculairement a sa représentation selon la figure I Figure 3 est une vue semblable à figure 1, montrant une variante du dispositif et de son montage support ; et Figure 4 montre une variante applicable aux dispositifs des figures 1 et 3. Le circuit de carburant représenté sur les figures 1 et 2 comprend une pompe à carburant à basse pression (10) qui fournit du carburant sous pression à une pompe à haute pression (11) pourvue de plusieurs sorties (12A) reliées en fonctionnement aux gicleurs de carburant du moteur associé. Les pompes (10) et (11) sont logées dans un corps cosaun d'où part un arbre de commande conçu pour être entra$né par un organe rotatif du moteur1 de telle manière que l'arrivée du carburant dans les gicleurs soit synchronisée avec le fonctionnement d(1 moteur. L'entrée de la pompe (10) est reliée à la sortie (12) d'un filtre indiqué dans son ensemble en (13) et qui comporte une entrée (14) raccordée en fonctionnement à un réservoir de carburant (15). L'entrée (14) et la sortie (12) sont nagées dans un support (16) conçu pour être fixé sur un chassais de montage. Le support de montage (16) comporte sur l'une de ses faces, trois évidements cylindriques (17), (18) et (19). L'évidement (17) est relié à l'entrée (14), l'évidement (18) à la sortie (12) et l'é vidiment (19) peut s'ouvrir à l'air libre par un orifice obturé par un bouchon fileté (20). Des clapets anti-retour (21), (22) et (23) sont places dans les évidements. Ces clapets du type à plaques sont maintenus par des ressorts dans la position fermée qui est la position figurée pour chaque clapet sur la figure 1. On observera que le clapet (21) ferme l'entrée (14) donnant sur l'évidement (17), le clapet (22) isole la sortie (12) de l'évidement (18) et le clapet (23) isole l'évideaent(19) de l'air libre, une fois le bouchon, (20) retiré. Le filtre comporte également conne partie intégrante un élément généralement référencé (24). Cet élément comprend un carter (25) qui est, pour des raisons pratiques, réalisé en matière plastique, le carter (25) étant de forme cylindrique et possédant une-cloison terminale (26) qui ferme son extrémité inférieure. La paroi latérale du carter (25), contigffe à la cloison terminale (16), a une forme irrégulière et le matériau constitutif du carter est élastique, si bien que cette partie terminale du carter équivaut à un soufflet. Le reste du carter (25) a une forme cylindrique régulière et possède une partie d'obturation (27) munie d'ergots s'engageant dans les évidements correspondants, mentionnés précédemment.Les ergots présentent des rainures circonférentielles munies d'organes d'étanchéité constituant des joints étanches au carburant avec les parois latérales des évidements. Chaque ergot comporte un passage qui le traverse de part en part. Le passage de l'ergot central communique avec une pièce tubulaire (28) orientée vers la cloison terminale (26) et supportant vers sa partie inférieure une pièce tronconique (29) séparée de la paroi extérieure du carter (25) par un espace annulaire. L'espace annulaire entre la surface extérieure de la pièce (28) et la surface intérieure du carter (25) est occupé par un élément filtrant (30), de préférence en papier. L'élément filtrant (30) est rendu étanche au contact des surfaces de la pièce (28) et du carter (25) mentionnées plus haut. Les passages dans les ergots extérieurs débouchent directement dans la partie de l'espace annulaire comprise entre l'élément filtrant (30) et la partie d'obturation (27). En cours de fonctionnement, et en supposant d'abord que le circuit est entièrement rempli de carburant, le carburant sera aspiré à la sortie (12) au moyen de la pompe (10), si bien que le clapet (22) sera soulevé de son siège afin de permettre l'aspiration du carburant au travers de la pièce tubulaire (28) par dessous la pièce tronconique (29). Le carburant s'écoulant dans la pièce tubulaire (28) est aspiré à travers l'élément filtrant (30), ce carburant sortant du réservoir (15) par l'entrée (14) et traversant le clapet (21). L'eau éventuellement contenue dans le carburant tendra à se combiner à l'élément filtrant (30) et les gouttelettes d'eau traverseront lté- lément filtrant pour tomber sur la pièce (29) et s'accumu- ler au fond du carter (25), de sorte qu'un carburant pratiquement exempt d'eau sera envoyé à la pompe (10). Toutes les particules de corps étrangers contenues dans le carburant seront retenues par l'élément filtrant (30). Au bout d'un certain temps d'utilisation, il est nécessaire de remplacer cet élément ; pour cela, on desserre des clips (31) (fig. 2) et l'on sépare l'élément filtrant (30) du support de montage. On peut alors mettre en place un nouvel élément maintenu par les clips Une fois l'élément -(24) séparé du support (16), le clapet (21) doit se refermer pour empêcher l'air d'entrer dans la partie du circuit de carburant comprise entre l'entrée (14) et le réservoir (15). En outre, le clapet (22) doit empêcher le carburant de suint-er à travers le support de montage (16). Cependant, le nouvel élément sera sec, de sorte que même si l'on peut mettre le moteur en marche, celui-ci manquera vite de carburant.Dans cette situation, avant d'essayer de mettre le moteur en marche, on dévisse le bouchon (203 et on utilise la partie inférieure du carter (25) comme une pompe à soufflet. Quand cette partie inférieure monte, l'air tend à passer par le clapet (23) vers l'orifice de mise à l'air libre, et lorsqu'on relâche la pression exercée sur le carter, l'élasticité du carter lui permet de reprendre sa position d'origine, faisant ainsi entrer du carburant dans l'élément filtrant (30) en aval du clapet (21). On répète le processus Jusqu'à ce que du carburant commence à s'échapper par l'orifice de mise à l'air libre. On-remet alors en place le bouchon (20) et on remet le moteur en marche. La quantité d'air restant dans l'élément filtrant sera très faible, probablement à un point tel que le fonctionnement de la pompe ne s'en trouvera pas affecté. Le clapet (22) n'est pas rigoureusement nécessaire pour réaliser un effet de pompage puisque la pompe à basse pression (10) est en général une pompe à mouvement constant, si bien qu'a l'arrêt elle ferme la sortie (20). Cependant, le clapet (22) sert a empêcher les suintements de carburant lors de la dépose de l'élément (24). Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, les pièces qui ont le même rôle que les pièces de figure 1 sont désignées par les mêmes numéros de référence. il faut noter que deux évidements seulement (17) et (18) sont ménagers dans le support (16), Si bien que seulement deux ergots sont prévus. De plus, la position du clapet (22) est modifiée, de telle sorte qu'il se trouve désormais sur le passage reliant l'évidement (18) et la sortie (12). L'évidement (19) ayant été supprimé, il en va de même du clapet (23) et le bouchon de l'orifice de mise à l'air libre (32) s'ouvre sur une partie du passage entre le clapet (22) et la sortie (125. Le filtre (30) fonctionne comme décrit en référence à la figure 1, mais, dans ce cas, c'est le clapet (22) qui assure l'échappement d'air une fois que l'on a dévissé le bouchon (32). Un moyen est prévu pour permettre l'évacuation de l'eau éventuellement accumulée au fond du carter (25). A cet effet, un tube de vidange souple (33) emprunte le passage de l'ergot central ; on le met en place lors du montage de l'élément (24) sur le support de montage (16). Le tube de vidange (33) traverse la pièce tubulaire (28) de telle manière que son extrémité inférieure soit proche de la cloison (26). L'extrémité opposée ou supérieure du tube (33) pénètre dans un logement (34) du support de montage (16) et une soupape a clapet (35) ferme l'extrémité de ce tube. Le logement (34) comporte un siège (36) qui sert de butée pour un ressort qui agit sur la partie de la vanne formant une soupape à clapet.Le siège (36) comporte une ouverture centrale par laquelle on peut contrôler le débit à l'aide d'une vanne à commande manuelle (37) dont la partie extreme extérieure est en forme de mamelon. La vanne possède Ull passage entre le mamelon et la région du siège (26). Afin d'évacuer liteau éventuellement accumulée dans le fond du carter (25), on engage un tuyau sur le mamelon et on dévisse la vanne (37) de son siège. Le fonctionnement de la partie inférieure du carter (25), comme une pompe à soufflet, fait remonter l'eau par le tube (33) audelà de la soupape (35? puis par le passage de la vanne (37). Lorsqu'on arrête d'actionner la pompe à soufflet, le carburant est aspiré dans l'entrée (t4). Pendant cette opération, le carburant peut couler par le clapet (22) mais .cet écoulement doit rester faible, car la pompe (10) fer mera complètement la sortie (12). Une fois liteau évacuée, on revisse la vanne (37) sur le siège (36). Les carters (25) représentés aux figures l et 3 seront de préférence en matière plastique. Ils pourraient cependant être en.métal, bien que la fabrication des souf flets soit dans ce cas moins facile. La configuration de la partie inférieure du carter peut, comme représenté à la figure 4, permettre la mise en place d'un diaphragme mobile. Dans cette variante, la partie inférieure du carter (38) comporte un rétrécissement épaulé (39) contre la surface intérieure duquel se trouve appliqué un cordon annulaire (40) formé sur le rebord d'un diaphragme évasé (41). Le cordon est constitué par un maté riau souple étanche au carburant et à l'eau. Le cordon (40) est maintenu en place contre l'épaulement (39) par une plaque d'arrêt annulaire (42), elle-mame retenue par des saillies d'un prolongement de la pièce tubulaire (28).La plaque d'arrêt (42) comporte des ouvertures permettant au carburant, ainsi qu'al'eau, de pénétrer dans le diaphragme et la pièce tubulaire (28) possède des ouvertures (28A) sous la pièce (29), le carburant atteignant la sortie par ces ouvertures tandis que l'eau s'écoule par-dessous la pièce (28). A l'intérieur du diaphragme (41) se trouve une coupelle (43) qui reçoit une extrémité d'un ressort en spirale (44) dont l'autre extrémité est retenue sur la plaque d'arrêt (42). fln actionneur se présentant sous la forme d'un disque plat (45) permet d'agir sur la face extérieure du dia phrase (41) ; ce disque est relié à un bouton de commande (46) par une tige traversant librement une ouverture ména gée dans la base du carter. Lorsque le bouton (46) est enfoncé vers ladite. base en comprimant le ressort, le volume intérieur du carter est réduit et l'on obtient l'ef fet de pompage. Le dispositif de traitement de carburant peut fonctionner uniquement par sédimentation. Dans ce cas, on pourrait prévoir un filtre séparé. La sédimentation est facilitée par l'action de la piece tronconique (29) l'eau et les grosses particules d'impuretés ont tendance à s'accumuler dans le fond du carter et/ou du diaphragme. On peut installer le tube (33) et l'orifice correspondant dans le dispositif de traitement à diaphragme mobile. En cas de traitement par simple sédimentation, on peut utiliser, par exemple, le support et le haut du carter du type illustré par la figure 3; cependant, il serait plus souhaitable d'utiliser un assemblage plus simple et plus robuste dans lequel le bord du carter assure l'étanchéité au contact d'une bague annulaire d'étanchéité située dans le support. En effet, il ne doit pas être nécessaire de remplacer ou de nettoyer le carter aussi fréquemment qu'avec un filtre en papier. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif de traitement de carburant utilisable sur un circuit de carburant de moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un carter (25) de forme générale cylindrique, une extrémité de ce carter étant fermée et l'autre extrémité du carter étant conçue de manière à pouvoir être fixée en fonctionnement à un sup port (16), un élément de traitement du carburant (30) placé à l'intérieur de ce carter (25) et des moyens réa lisant une cloison mobile (26) à ladite extrémité fermée, cette cloison (26) réduisant le volume du carter (25) à la manière d'une pompe lorsqu'elle est déplacéc. 2.- Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le carter (25) comporte lui-même la cloison mobile (26), ledit carter étant constitué d'un matériau élastique lui permettant de reprendre sa forme initiale après déformation manuelle. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carter (25) est réalisé en matière plastique. 4.- Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que la cloison mobile est constituée par un dia phragme (41) dont le pourtour (40) assure l'étanchéité au contact du carter (38), un dispositif manuel de commande (45, 46) étant prévu pour actionner le diaphragme (41) dans un sens pour réduire le volume du carter et des moyens élastiques (44) agissant sur le diaphragme (41) pour que ce dernier se déforme dans le sens de l'augmen tation du volume du carter. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce quril comporte un épaulement (39) sur le carter (38), le diaphragme (41) étant évasé et possédant un cordon (40) sur son rebord, ce cordon (40) étant appuyé contre l'épaulement (39), une pièce d'arrêt (42) servant à maintenir ce cordon (40) contre l'épaulement (39). -6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un tube central (28) pénétrant dans le carter (38), la pièce d'arrêt (42) ayant la forme d'une plaque annulaire dont la périphérie est conçue pour appliquer le cordon (4o) contre l'épaulement (39), tandis que son bord intérieur est retenu sur le tube (28) par des saiilies, cette pièce d'arrêt (42) comportant des ouvertures. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une coupelle (43) située contre la face intérieure de la base du diaphragme (41) ct un ressort en spirale (44) constituant les moyens élastiques précités et disposé entre la coupelle (43) et la pièce d'arrêt (42). 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un actionneur (45, 46) permettant de commander le déplacement du diaphragme (41) et de la coupelle (43) en comprimant le ressort (44). 9.- Circuit de carburant pour moteur1 caractérisé en ce qu'il comporte un support de montage (16), un dispositif de traitement de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, un dispositif de fixation (31) du carter (25) du dispositif de traitement sur le support de montage (16), ce support comportant une entrée de carburant (14) et une sortie de carburant (12) et des clapets (21, 22) commandant le passage du carburant par ces entrée et sortie (12, 14). 10.- Circuit de carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice de mise a l'air libre communiquant avec le haut du carter (25) cet orifice de mise a l'air libre étant commandé par le clapet de la sortie (22) ou par un clapet supplémentaire (23). 11.- Circuit de carburant selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qutil comprend un tube (33) porté par le support de montage (16), ce tube ayant une extrémité proche de la cloison mobile voisine (26), un autre clapet (35, 36, 37) commandant l'écoulement du liquide par ce tube (33) vers l'extérieur du carter (25). 12.- Circuit de carburant selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'autre clapet comporte une soupape à clapet (35) et une vanne à commande manuelle (37) actionnable de l'extérieur du support de montage (16).