Brevet FR2540563A1 — publié le 19840810

L'invention concerne un ensemble de conduites pour machines à combustion interne travaillant avec le carburant diésel, comprenant une conduite d'aspiration par laquelle le carburant est refoulé depuis un réservoir de carburant par l'intermédiaire d'un filtre vers une pompe d'alimentation, et une conduite de retour par l'intermédiaire de laquelle le carburant superflu est renvoyé vers le réservoir de carburant. Dans les conduites de carburant de machines à combustion interne fonctionnant avec un carburant diésel1 il peut arriver, lors de températures basses et de qualité de carburant insuffisante,que se dépose de la paraffine qui peut provoquer une obstruction du système de conduites et ainsi une interruption du fonctionnement du véhicule. Normalement, dans de telles situations, le démarrage de la machine à combustion interne et un déplacement subséquent sont encore possibles, mais cependant lefiltre disposé en amont de la pompe d'.alimentation dans la conduite d'aspiration du carburant est surtout obstrue par un bouchon de paraffine qui se crée rapidement et qui finalement1 après quelques minutes, provoque l'interruption totale de l'écoulement du carburant. On a bien entendu déjà proposé d'empêcher ce dépôt de paraffine dans le carburant lorsque les températures sont basses en chauffant spécialement le système de conduites du carburant. Cependant, ces mesures nécessitent un investissement supplémentaire important et ne sont pas très efficaces en particulier lorsque le chauffage est mis en contact avec l'eau froide de la machine à combustion interne comme c'est le cas précisément lors d'un démarrage à froid d'une telle machine. Le problème qui est à la base de la présente invention est donc de produire un ensemble de conduites pour machines à combustion interne fonctionnant avec le carburant diésel, dans lequel le risque de l'obstruction par dépôt de paraffine, en particulier dans le filtre, pendant le déplacement de telles machines à combustion interne puisse être évité autant que possible lorsqu'il y a des températures extérieures basses et que les qualités de carburant sont mauvaises. La solution de ce problème consiste selon la présente invention en ce qui2 est prévu un dispositif qui relie la conduite de retour dans une première position directement à la conduite d'aspiration et dans une deuxième position au réservoir de carburant. Du fait que selon la présente invention on introduit dans l'ensemble de conduites un dispositif qui de préférence guide, en fonction de la température ou de la pression produite par la pompe d'alimentation dans le système de conduites de carburant, la quantité de carburant superflue refoulée par la pompe soit directement vers l'entrée de la pompe d'alimentation, soit également vers 1denturée du filtre de carburant ou finalement aussi dans le réservoir de carburant, il en résulte la possibilité de faire fonctionner une machine à combustion interne utilisant du carburant diésel même à des températures défavorables sans le risque de l'obstruction du système de conduites par la paraffine déposée en provenance du carburant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation donnés de façon non limitative et en référence aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble de conduites de carburant selon la présente invention; la figure 2 est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif à soupape devant être introduit dans l'ensemble de conduites; la figure 3 est une coupe de ce dispositif à soupape selon les lignes de coupe III-III selon la figure 2; et la figure 4 est une forme de réalisation modifiée de l'ensemble de conduites selon la présente invention, qui emploie deux soupapes anti-retour qui sont sensibles à la pression régnant dans le système de conduites. A la figure 1 du dessin, on désigne par le numéro de référence 1 un réservoir de carburant d'une machine à combustion interne non représentée ici plus en détail, travaillant avec du carburant diésel. Le numéro de référence 3 désigne une pompe d'alimentation qui refoule le carburant depuis le réservoir de carburant 1 par une conduite d'aspiration de carburant 5 par l'intermédiaire d'un filtre 2 vers une pompe d'injection 4 qui fournit le carburant aux buses d'injection associées aux différents cylindres de la machine à combustion interne. La pompe d'alimentation 3 estprévue alors de manière qu'elle fournisse au moins autant de carburant que nécessite au maximum la pompe d'injection 4.Comme la quantité maximale de carburant n'est cependant nécessaire que très rarement avec les commandes de véhicule dont il s'agit ici, à savoir à des moments de demande maximale de puissance, dans toutes les circonstances habituelles de fonctionnement la quantité de carburant refoulée par la pompe d'alimentation est plus grande que la quantité nécessitée par la pompe d'injection 4, si bien que pratiquement, du carburant superflu retourne constamment par l'intermédiaire d'une conduite de retour 6 dans le réservoir de carburant 1. Selon la présente invention, on introduit dans l'ensemble de conduites un dispositif désigné à la figure 1 dans sa totalite par le numéro de référence 7 et qui peut transmettre de manière'différente le carburant superflu renvoye par la pompe d'alimentation 3 par l'intermédiaire de la conduite de retour 6a. Ce dispositif 7 qui en général peut être réalisé comme un dispositif à soupape peut alors prendre des conditions de commutation différentes en fonction par exemple de la te'mpérature du carburant et peut fournir le carburant superflu soit directement à l'entrée de la pompe d'alimentation 3 (conduite d'aspiration 5d), à l'entrée du filtre 2 (conduite d'aspiration 5b), soit au réservoir de carburant 1 (conduite de retour 6b). Ainsi, dans une première position et lors de températures basses, la conduite de retour 6a est reliée à la conduite d'aspiration 5d menant directement à la pompe d'alimentation 3, de sorte qu'un court-circuit du carbu .rant est établi en contournant largement le filtre. Depuis le réservoir de carburant 1, on n'a alors besoin d'ajouter additionnellement à la quantité de carburant circulant dans le court-circuit que la quantité qui est fournie par quantités à l'injection par la pompe d'injection 4 et doit donc être complétée. Ceci est dans le cas normal-seulement une portion de la quantité totale de carburant aspirée par la pompe d'alimentation. Il en résulte que dans le filtre 2, seulement un peu de paraffine se dépose, tandis qu'un dépôt de paraffine de la quantité de carburant circulant dans le court-circuit est empêchée par le chauffage du carburant produit pendant le fonctionnement de la pompe et que des flocons de paraffine se trouvant initialement dans la pompe d'alimentation sont frag mentés efficacement. Dans une deuxième position du dispositif à soupape 7, la conduite de retour 6a est reliée à la conduite d'aspiration 5b menant au filtre de carburant 2, si bien qu'il y a toujours encore un ample court-circuit du carburant,mais cependant avec l'inclusion du filtre 2. Même ici, on aspire additionnellement directement du réservoir de carburant 1, seulement la quantité de carburant qui est injectée par quantités par la pompe d'alimentation 4 dans le cylindre de la machine à combustion interne.Du fait que dans cette position du dispositif à soupape 7, le filtre 2 soit inclus dans l'écoulement de carburant circulant dans lé court-circuit, la paraffine accumulée dans le filtre est désormais dissoute également par le carburant chauffé dans la pompe d'alimentation, de sorte que cette condition de fonctionnement est à signaler particulièrement Avant que ne survienne une perte de puissance par l'arrivée d'un carburant trop chaud, le courtcircuit de l'écoulement du carburant doit être interrompu en agissant de façon correspondante sur le dispositif à soupape 7. Dans la dernière position du dispositif à soupape 7, la conduite de retour 6a est donc reliée alors à la conduite de retour 6b menant au réservoir de carburant 1, ce qui donne le flux de carburant habituel. Le dispositif à soupape 7 peut désormais être actionné ,comme déjà indiqué ci-dessus,en fonction de la température du carburant, éventuellement cependant aussi en fonction de la dépression produite par la pompe d'alimentation et qui existe dans la conduite d'aspiration de carburant. En outre, il serait également envisageable de commander le dispositif à soupape 7 par d'autres valeurs de fonctionnement, par exemple la température de la machine à combustion interne ou de l'eau froide. On montre aux figures 2 et 3 une forme de réalisation d'une soupape 10 commandée thermostatiquement et dans laquelle on dispose,dans un boîtier Il ayant un espace interne cylindrique 12, un corps de soupape 13 cylindrique et en forme de disque qui peut tourner. Pour l'actionnement de ce corps de soupape 13, il existe un ressort bilame en spirale désigne par le numéro de référence 14 et dont l'rxtrémité radialement externe 15 est fixée rigidement au corps de soupape 13, tandis que son extrémité radialement interne 16 est fixée au boîtier 11. Le ressort à bilame 14 est baigné par le carburant amené par la conduite 6a et qui est fourni en tant que quantité superflue de carburant depuis la pompe d'alimentation 3 ou la pompe d'injection 4. Le corps de soupape 3 présente un alésage central 17 d'arrivée ainsi quflun alésage de liaison 18 radial par l'intermédiaire desquels l'espace interne du boîtier alimenté en carburant superflu peut être relié à des raccordements 20 à 22 disposés sur la périphérie externe du boîtier lî Ces raccordements 20 à 22 sont reliés,comme on peut le voir plus en détail à la figure 3,à différents endroits du système de conduites de carburant. Ainsi, le raccordement 20 est relié à la branche 5d de la conduite d'aspiration de carburant qui est disposée en aval du filtre 2 et mène directement à l'entrée de la pompe d'alimentation 3.Par contre, le raccordement 21 est relié à- la branche 5b de la conduite d'aspiration menant au filtre 2, tandis que le raccordement 22 mène directement au réservoir de carburant 1 par l'intermédiaire de la conduite de retour 6b. En tournant le corps de soupape 13 cylindrique en forme de disque, l'alésage central 17 d'arrivée relié à la conduite de retour 6a peut communiquer soit avec la conduite d'aspiration, à un endroit se trouvant en amont ou en aval du filtre 2, soit cependant à la conduite de retour 6b menant au réservoir de carburant 1. Le dispositif à soupape 10 thermostatique montré aux figures 2 et 3 est réalisé de telle manière qu'il prenne, lors de températures basses du carburant, une position dans laquelle la conduite de liaison 18 soit en communication avec le raccordement 20, ce qui fait que la conduite de retour 6a est reliée à la conduite d'aspiration 5d menant à l'admission de la pompe d'alimentation 3. Lorsque là température du carburant augmente, du fait que le carburant circule dans le court-circuit, et à cause de la chaleur produite dans la pompe de circulation, le ressort à bilame 14 actionne le corps de soupape 13 pour lui donner une position dans laquelle a lieu une liaison de la conduite de liaison 18 avec le raccordement 21, ce qui fait que la conduite de retour 6a se trouve en communication avec la conduite d'aspiration 5b menant au filtre. Pour améliorer la transition d'une position à l'autre, le corps de soupape 13 présente par ailleurs,à l'endroit d'embouchure de la conduite de liaison 18, un évidement 19 qui recouvre une assez grande zone périphérique. Lorsque la température du carburant augmente encore à cause de la conduite de court-circuit, le ressort à bilame 14 actionne le corps de soupape 13, finalement, vers la position finale prise à la température de fonctionnement et dans laquelle l'évidement 19 correspond au raccordement 22, ce qui fait que les conduites de retour 6a et 6b sont reliées. Dans cette position, le carburant superflu est renvoyé directement dans le réservoir de carburant 1 depuis la pompe d'alimentation 3 et du nouveau carburant eSt aspiré constamment du reservoir 1 par l'intermédiaire de la conduite d'aspiration 5 et du filtre 2. A la figure 4 on prévoit encore une possibilité alternative de disposition en employant deux soupapes anti-retour 25 et 26 qui sont prévues dans les conduites de liaison 27, '28, 29 entre la conduite de retour 6 et la conduite d'aspiration 5.On désigne alors par le numéro de référence 25 une soupape anti-retour qui se trouve dans une conduite de liaison 28 entre une conduite 27 venant de la conduite de retour 6a et la branche de conduite d'aspiration 5d menant à la pompe d'alimentation 3. Cette soupape anti-retour 25 est réalisée de manière qu'elle ne s'ouvre que pour une dépression relativement importante qui s'installe dans la branche de la conduite d'aspiration 5d et qu'elle provoque seulement alors un court-circuit en contournant le filtre 2 de la conduite de retour 6a à l'entrée de la pompe d'alimentation 3. La deuxième soupape anti-retour 26 est disposée dans une conduite de liaison 29 qui se trouve entre la conduite de dérivation 27 et la branche de conduite d'aspiration 5b menant au filtre 2. Cette soupape anti-retour s'ouvre déjà lors d'une dépressinon assez petite dans le système de conduites d'aspiration et établit alors un court-circuit du système de conduites de carburant en y incluant le filtre 2. Dans cet arrangement comportant les deux soupapes anti-retour, la commande du système de conduites de carburant a lieu alors par l'intermédiaire de la dépression produite par la pompe d'alimentation 3 et qui dépend également de la viscosité du carburant refoulé. La viscosité du carburant diésel augmente alors par le dépôt de paraffine quand les températures externes deviennent plus faibles et que les qualités de carburant deviennent plus médiocres, ce qui fait d'autre part que la dépression produite par la pompe d'alimentation augmente comme la viscosité du carburant. Lorsque les températures.externes sont basses, la dépression dans le système de conduites d'aspiration de carburant devient ainsi assez importante pour que les soupapes anti-retour 25 et 26 s'ouvrent, ce qui fait tout d'abord qu'il existe un court-circuit du système de carburant, avec l'exclusion du filtre 2, et lors de températures plus élevées du carburant et après fermeture de la première soupape anti-retour lors de l'inclusion du filtre 2. Lorsque les températures du carburant augmenteront encore, la dépression du système de conduites de carburant chutera encore jusqu'à ce que finalement les deux soupapes anti-retour 25 et 26 soient fermées et qu'ait lieu le transport habituel de carburant avec retour du carburant superflu total vers le réservoir de carburant. Finalement, il est à noter particulièrement qu'il peut être également tout à fait avantageux et approprié de ne réaliser le dispositif à soupape selon la présente invention qu'avec deux positions. La conduite de retour est alors reliée dans la première position directement à la conduite daspira- tion, soit à un endroit se trouvant dans la direction d'écoulement, en aval du filtre, soit dans une disposition particulièrement avantageuse à un endroit en amont du filtre, et dans la deuxième position directement au réservoir de carburant. Avec cette forme de réalisation; la structure du système de conduites pourrait être réalisée de façon moins dispendieuse. Lorsque dans la première position du dispositif à soupape, la conduite de retour est reliée à un endroit de la conduite d'aspiration en amont du filtre, on peut en particulier prévenir largement avec cette méthode l'accumulation de dépôts de paraffine dans le filtre dans la condition de fonctionnement à chaud. Il est à noter encore qu'en principe, pour aérer le système de conduites de carburant ,la conduite de retour 6a doit etre reliée dans chaque cas à la conduite 6b menant au réservoir de carburant. L'actionnement du dispositif à soupape peut s'écarter des possibilités de réalisation montrées aux dessins et bien évidemment peut avoir lieu électriquement ou électromagnétiquement ou bien. avec d'autres forces auxiliaires, la commande pouvant chaque fois avoir lieu par commutation thermique. REVENDICATIONS 1. Ensemble de conduites pour machines à combustion interne travaillant avec le carburant diésel, comprenant une conduite d'aspiration par laquelle le carburant est refoulé depuis un réservoir de carburant par l'intermédiaire d'un filtre vers une pompe d'alimentation, et une conduite de retour par l'intermédiaire de laquelle le carburant superflu est renvoyé vers le réservoir de carburant, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (7,10) qui relie la conduite de retour (6a) dans une première position directement à la conduite d'aspiration (5) et dans une deuxième position au réservoir de carburant ( 2.Ensemble de conduites selon la revendicao tion 1, caractérisé en ce que ledit dispositif (7,10) relie la conduite de retour (6a) dans la première position à la conduite d'aspiration (5b) à un endroit se trouvant dans la direction d'écoulement en amont du filtre (2). 3. Ensemble de conduites selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif '(7,10) présente une autre position dans laquelle la conduite de'retour (6a) est reliée à la conduite d'aspiration (5d) à un endroit se trouvant dans la direction d'écoulement en aval du filtre (2). 4. Ensemble de conduites selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif (7,10) peut être commandé en fonction de la température du carburant. 5. Ensemble de conduites selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif (7) peut être commandé en fonction de la pression produite par la pompe d'alimentation (3). 6. Ensemble de conduites selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif (10) présente un corps de soupape (13) qui peut tourner dans un boîtier cylindrique (11) et qui comprend une arrivée centrale (17) reliée constamment avec la conduite de retour (6a) venant de la pompe d'alimentation (3), ainsi qu'une conduite de liaison (18) dirigée sensiblement radialement et qui peut être reliée sélectivement à un premier raccordement (20) menant à l'entrée de la pompe d'alimentation (3), un deuxième raccordement (21) menant à l'entrée du filtre (2) et à un troisième raccordement (22) menant à l'entrée du réservoir de carburant (1). 7. Ensemble de conduites selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps de soupape (13) peut être déplacé par un ressort (14) à bilame entouré de carburant. 8. Ensemble de conduites selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5, caractérisé en ce que la conduite de retour (6a) est reliée par l'interne médiaire d'une première soupape anti-retour (25) à la conduite d'aspiration (5d)- à un endroit se trouvant en aval du filtre et par l'intermédiaire d'une deuxième soupape anti-retour (26) à la conduite d'aspiration (5b) à un endroit en amont dufiltre, et en ce que la deuxième soupape anti-retour s'ouvre pour une dépression plus basse dans la conduite d'aspiration que dans le cas de la première soupape anti-retour.