Brevet FR2560935A1 — publié le 19850913

CIRCUIT D'ALIMENTATION EN CARBURANT L'invention se rapporte à un circuit d'alimenta- tion en carburant pour un moteur à allumage par compression, le circuit comprenant une pompe à basse pression qui aspire le combustible dans un réservoir, une pompe à haute pression qui est alimentée en combustible par la pompe à basse pres- sion, un filtre disposé entre la pompe à basse pression et la pompe à haute pression, et un réchauffeur de carburant destiné à chauffer-le carburant qui arrive au filtre. L'utilisation d'un réchauffeur de carburant dans le circuit de carburant décrit ci-dessus était généralement limitée aux mois d'hiver lorsqu'il y a un risque de voir cer- taines fractions du carburant se figer et précipiter dans le reste du carburant liquide. Lorsque le carburant est aspiré à travers le filtre, les fractions figées ou solidifiées sont retenues par le filtre et elles colmatent le filtre et, de cette façon, empêchent le carburant de continuer à arri- ver. Lorsque la température ambiante est telle qu'il y a un risque de figeage du carburant, le réchauffeur est mis en action de façon à apporter une quantité de chaleur suffisan- te pour éviter le figeage. Il est habituel de fournir un carburant possédant une formule différente pour l'utilisation dans les condi- tions froides, cette formulation du carburant étant telle que le figeage se produise à une température beaucoup plus basse. Au fur et à mesure que les ressourcesmondiales en car- burant diminuent, il se manifeste une tendance croissante à l'utilisation de carburants qui contiennent des fractions sujettes à se congeler aux températures ambiantes normales. Ceci résulte de l'utilisation d'hydrocarbures à point de fu- sion plus élevé dans le carburant, ce qui permet de tirer le meilleur parti des ressources de carburants en diminution. Les circuits de carburant qui sont calculés pour utiliser de tels carburants exigeront une utilisation plus fréquente du réchauffeur mais, aux températures ambiantes élevées, la pompe à haute pression peut demander à être refroidie pour conserver son rendement. Avec tous les circuits, il est nécessaire de laisser l'air entrainé avec le carburant s'é- chapper, ceci étant obtenu en renvoyant le carburant conte- nant de l'air au réservoir de carburant. Le but de l'invention est de réaliser un circuit de carburant du type spécifié sous une forme simple et com- mode. Selon l'invention, un circuit de carburant du gen- re spécifié comprend un conduit de retour du carburant qui part du boîtier du filtre ou du corps de la pompe à haute ression, un orifice ménagé dans le conduit, et un moyen sensible à la température qui réduit la section de l'orifice lorsque la température du carburant qui passe par l' ori- fice tombe ou est au-dessous d'une valeur prédéterminée. L'invention sera bien comprise à l'aide de la des- cription qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant plusieurs formes d'exécution de ce circuit: Figures 1 à 3 sont des vues schématiques de diffé- rents circuits de carburant selon l'invention; Figure 4 est une vue en couple axiale d'un exemple d'une valve incorporée dans les circuits; et Figure 5 est une vue analogue à figure 4 et mon- trant un autre exemple de réalisation de la valve. Sur la figure 1, le circuit de carburant comprend une pompe à basse pression (10) qui aspire le carburant dans un réservoir (11), le carburant passant dans une unité de sédimentation (12) et un réchauffeur de carburant (13). La pompe (10) envoie le carburant à travers un filtre fin (14) à une pompe à haute pression (15), qui possède des sorties qui sont respectivement reliées aux injecteui du moteur cor- respondant. Le réchauffeur (13) est une réchauffeur électri- que qui comprend un thermostat sous l'effet duquel il est mis en action lorsque le carburant qu'il contient ou sortant de lui atteint une température prédéterminée. En variante, le réchauffeur peut être un échangeur de chaleur eau/carbu- rant qui est alimenté en eau par le circuit de refroidisse- ment du moteur. L'unité de sédimentation (12) est un dispo- sitif dans lequel les particules grossières de corps étran- gers et également les gouttelettes d'eau contenues dans le carburant aspiré dans le réservoir peuvent se séparer du carburant, de manière qu'un carburant raisonnablement pro- pre soit aspiré par la pompe (10) et envoyé au filtre (14). Le filtre (14) est un filtre à élément filtrant en papier qui est capable de retenir les particules jusqu'à une très petite dimension, de manière qu'il ne puisse pas se produi- re de détérioration de la pompe d'injection de carburant à haute pression. Le réchauffeur (13) chauffe le carburant suffisam- ment pour éviter que des fractions du carburant ne se figent et, de cette façon, ne colmatent le filtre (14) et, ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, le réchauffeur est mis à 1' arrêt lorque la température du carburant s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée. La pompe à haute pression (15) comprend un orifice de retour et celui-ci est relié au réservoir de carburant par un conduit de retour (16). Cet orifice permet au carbu- rant qui est parvenu par des fuites dans le carter de la pompte à haute pression, de retourner au réservoir bien que, pour les besoins du refroidissement et du retour on puisse admettre un certain écoulement de carburant directement à à partir de l'entrée de carburant de la pompe à haute pres- sion. Pour économiser la quantité de chaleur qui doit être apportée au carburant, on a prévu une soupape (17) et celle- ci est convenablement disposée sur le carter de la pompe à haute pression. La figure 4 montre une vue à plus grande échelle de la soupape et la figure 5 montre une variante de réalisation de la soupape. l Sur la figure 4, la soupape comprend un bottier de soupape (18) définissant une chambre de soupape (19). Un épaulement (20) est défini dans la chambre et, à une extrémi- té, le bottier forme un raccord fileté (21) au moyen duquel le boîtier peut être vissé dans le carter de la pompe (15). A son autre extrémité, la chambre est fermée par une plaque de soupape (22) qui définit un orifice (23). Dans la chambre est monté un élément mobile de soupape (24) qui est muni d'une collerette (35) dirigée vers l'extérieur et contre laquelle est appuyée une extrémité d'un ressort de compres- sion hélicoïdal (26), dont l'autre extrémité est appuyée contre la plaque de soupape. Le ressort (26) tend donc à presser la collerette (25) contre l'épaulement (20). L'élé- ment mobile de soupape est de forme tubulaire et définit, à son extrémité dirigée vers la plaque de soupape, un orifice (27) qui est plus petit que l'orifice (23). En outre, l'élé- ment mobile de la soupape est conformé, à cette extrémité, pour venir s'appuyer contre la plaque (22) de la soupape à l'entrée de l'orifice (23), l'effet de cette arrivée en ap- pui étant d'accroître le degré d'étranglement du débit de carburant qui traverse la soupape. L'élément mobile de sou- pape est mis en contact ave la plaque de la soupape par l'action d'un ressort (28) sensible à la température, dont une extrémité porte contre la collerette (25) et tandis que son autre extrémité porte contre un autre épaulement défini dans la chambre de la soupape. Le ressort est immergé dans le carburant qui arrive de la pompe à haute pression. Dans la position dans laquelle la soupape est représentée sur la fi- gure 2, la température du carburant est élevée de sorte que le ressort (28) sensible à la température s'est comprimé, en permettant au ressort (26) de mettre la collerette de l'élément mobile de la soupape en contact avec l'épaulement. Dans cette situation, le carburant s'écoule par les ouvertu- res de dérivation (29) formées dans l'élément mobile de la soupape et à travers l'orifice (23), pour atteindre le con- duit de retour (16). Lorsque la température du carburant est inférieure à un niveau prédéterminé, le ressort (28) se trouve dans un état dilaté, dans lequel l'élément mobile de la soupape est appuyé contre la plaque de soupape, de sorte que l'orifice (23) est fermé. Dans cette situation, la quantité de carburant renvoyée au réservoir est réduite. La température àlaquelle la soupape prend sa position plus for- tement étranglée est choisie pour etre plus élevée que la température de réglage du thermostat contenu dans le réchauf- feur (13), à laquelle le réchauffeur est désexcité. Dans les conditions froides, la soupape (17) op- posera donc un étranglement notable à l'écoulement d'un carburant de sorte que seule une petite quantité de carbu- rant passera par le conduit de retour (16). Le réchauffeur (13) sera mis en action et du -carburant chaud atteindra la pompe à haute pressionen traversant la pompe (10) et le fil- tre (14). Lorsque la température croit, le thermostat du réchauffeur met le réchauffeur hors 'd'action et, lorsque la température du carburant continue à croître, ce qui mène à une élévation de la température du carburant dans la pompe à haute pression (15), l'élément mobile (24) de la soupape viendra prendre la position dans laquelle il est représenté sur la figure 4, pour permettre la circulation d'un plus grand débit de carburant dans le conduit (16). Cet accroissement du débit de carburant a pour effet de refroidir la pompe à haute pres- sion (15). La variante de la réalisation de la soupape (17) qui est représentée sur la figure 5, comprend un boîtier de soupape (33) qui possède un alésage central étagé (34) et une sortie (36). Entre les extrémités de l'alésage, est dé- fini un siège (37) avec lequel peut coopérer un élément mobi- le de soupape (38) qui est logé libre en coulissement dans une chambre de soupape définie par la partie large de l'alé- sage qui s'étend entre le siège et la sortie (36). L'élément mobile de la soupape tend à 8tre mis en contact avec le siè- ge par un ressort (39) sensible à la température, l'extrémi- té du ressort qui est la plus éloignée de l'élément mobile de la soupape étant en appui contre une butée de ressort ajourée (40) qui est retenue dans la partie large de l'alé- sage au moyen d'une bague d'arrêt. L'élément mobile (38) de la soupape est sollicité dans le sens qui tend à l'éloigner de son siège par un res- sort de compression hélicoïdal (41). En outre, l'élément mobile est muni d'un passage central (42) qui est de nature étranglé et qui forme l'équivalent de l'orifice (27) de la soupape de la figure 4. Lorsque le carburant est froid, le ressort (39) occupe la position d'extension représentée sur la figure 5 mais, lorsque le carburant est chaud, le ressort (41) soulève l'élément mobile de la soupape de son siège pour laisser le carburant circuler autour de l'élément mobi- le, ce dernier étant rainuré à cet effet. L'élément mobile de la soupape peut se placer dans la position représentée en traits interrompus sous l'action du ressort (41), cette position étant déterminée par la température du carburant et par les caractéristiques élastiques des deux ressorts. On se reportera maintenant à la figure 2, sur la- quelle les éléments possédant la même fonction que ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référen- ce. Dans l'exemple de la figure 2, le conduit de retour (16) est relié au moyen de la soupape (17) à la partie supérieu- re du boîtier du filtre (14). En outre, il est prévu un autre conduit (30) qui relie le boîtier (15) de la pompe à haute pression à un point de la conduite d'alimentation si- tué entre l'unité de sédimentation et le réchauffeur (13). La conduite (30) présente un orifice étranglé (31) qui est avantaguesement situé dans un boîtier fixé au carter de la pompe. En fonctionnement, si la température ambiante est basse, la soupape (17) prend son réglage qui étrangle le débit de carburant. Le réchauffeur (13) est mis en action et le carburant chauffé est envoyé à la pompe à haute pres- sion à travers le filtre (14). Une certaine quantité du car- burant est renvoyée au réservoir par le conduit (16) et une certaine partie du carburant est envoyée à l'entrée du ré- chauffeur par le conduit (30). Le carburant qui circule le long du conduit (16) entraînera avec lui l'air qui peut éventuellement s'être accumulé dans le bottier du filtre. Le carburant qui est renvoyé par la conduite (30) sera à une température supérieure à celle du carburant qui est envoyé à la pompe à haute pression. La raison en est que le carbu- rant contenu dans la pompe à haute pression a subi l'effet d'un travail et également parce que la pompe à haute pres- sion est placée à côté du moteur, le carburant qui la par- court étant alors chauffé. Lorsque la température du carbu- rant qui est envoyé au réchauffeur s'élève, on atteint un point o le thermostat du réchauffeur s'ouvre pour mettre le réchauffeur hors d'action et ce réchauffeur restera dans l'état hors d'action aussi longtemps que le carburant est suffisamment chaud. Si la température ambiante s'élève, on atteint un niveau de température auquel le ressort (28) se rétracte, en permettant ainsi un plus grand débit de circu- lation du carburant le long du conduit (16). Cet accroisse- ment du débit de carburant est compensé par un accroissement du débit du carburant plus froid provenant du réservoir (11) et l'effet pratique est qu'une certaine proportion du carbu- rant chaud qui circule le long du conduit (30) circule dans le conduit (16), de sorte que la température du carburant envoyé à la pompe à haute pression'croît. On se reportera maintenant à la figure 3, sur la- quelle on a représenté un circuit servant à fournir du car- burant à une pompe (32) du type à distributeur rotatif. Le circuit est essentiellement le même que le circuit représen- té sur la figure 2, à l'exception du fait que l'étranglement (31) est remplacé par un clapet anti-retour(33) qui est ca- pable de laisser le carburant revenir du carter de la pompe (32) à la conduite d'alimentation en carburant. Le point de rentrée dans la conduite d'alimentation en carburant est avantageusement situé entre la pompe (10) et le filtre (14). La raison en est que les variations de la pression régnant dans le carter de la pompe peuvent influencer le fonction- nement de certains constituants de la pompe. Il est souhai- table de maintenir la pression intérieure du carter de la pompe & une petite valeur positive et ceci est obtenu au moyen du clapet (33). Toutefois, il est souhaitable que la pression en aval du clapet (33) soit maintenue aussi cons- tante que possible parce que ceci influence également la pression régnant dans le carter de la pompe. Le conduit (30) est donc relié & la sortie de la pompe (10). Sur la figure 3, on remarquera que des variantes de position du réchauffeur (13) sont représentées en traits interrompus et il n'y a aucune raison pour que les réchauffeurs (13) représentés dans les exemples des figures 1 et 2 ne soient pas placés en amont de la pompe (10). Avec l'agencement décrit, l'air entraîné par le carburant est renvoyé au réservoir, directement à travers la soupape (17) dans le cas de l'exemple de la figure 1, quelque soit son réglage à partir de la pompe à carburant et, par exemple, dans le cas des exemples des figures 2 et 3, à travers la soupape (17) à partir du bottier du filtre. En outre, le débit de carburant qui traverse le réchauffeur lorsque le carburant est froid, est maintenu à un minimum, de sorte que la puissace nominale du réchauffeur peut être maintenue à une valeur basse, en particulier lors- que le réchauffeur est alimenté en énergie électrique. REVENDICATIONS 1- Circuit d'alimentation en carburant pour un moteur à allumage par compression comprenant une pompe à basse pression (10), qui aspire le carburant dans un réser- voir (11), une pompe à haute pression (15, 32) qui est ali- mentée en carburant par la pompe à basse pression, un fil- tre (14) interposé entre les pompes à basse pression et à haute pression, un réchauffeur de carburant (13) servant à chauffer le carburant qui est envoyé au filtre, un conduit de retour de carburant (16) qui prend origine sur le carter du filtre ou sur la carter de la poe à haute pression carac- térisé en ce qu'il est prévu un orifice étranglé (17) inter- calé dans ce conduit et des moyens sensibles à la températu- re (28,39) qui réduisent la section de 1' orifice lorsque la température du carburant circulant dans le conduit de retour (16) tombe ou est au-dessous d'une valeur prédétermi- née. 2- Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sensibles à la température (17) comprennent un boîtier de soupape (18) définissant une chambre de soupape (19),la chambre de soupape faisant partie du conduit de retour (16), un élément mobile de soupape (24) qui peut se déplacer dans la chambre, un ressort sensible à la température (28) qui agit sur l'élément mobile, l'élé- ment mobile et le ressort étant agencés de telle manière que, lorsque le carburant qui circule dans la chambre est froid, l'élément mobile (24) soit déplacé dans la chambre pour étran- gler le débit de carburant traversant la chambre. 3- Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque (22, 40) servant à fermer les extrémités de la chambre (19), l'orifice (23) étant for- mé dans la plaque, l'élément mobile (24) étant de forme tubulaire et étant conformé à une première extrémité pour s'engager dans l'entrée de l'orifice (23) sous l'action du ressort (28) lorsque le carburant est froid, l'élément mobi- le (24) définissant un autre orifice (27) plus étranglé que l'orifice (23) mentionné en premier et à travers lequel le carburant s'écoule lorsqu'il est froid. 4- Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une collerette (25) prévue sur l'élé- ment mobile (24) de la soupape, le ressort (28) agissant sur la collerette (25) dans un sens pour tendre à mettre l'élément mobile de la soupape en contact avec la plaque (22), et un ressort de compression hélicoïdal (26) qui agit sur la collerette (25) pour tendre à éloigner l'élément mobile (24) de la plaque (22). 5- Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un épaulement (20) défini dans le boî- tier de soupape (18), l'épaulement (20) coopérant avec la collerette (25) pour limiter le mouvement de l'élément mobi- le (24) de la soupape sous l'action du ressort de compres- sion hélicoïdal (26). 6- Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'autre orifice (27) est formé dans la première extrémité de l'élément mobile (24) , la paroi de l'élément mobile étant munie d'ouvertures (29) à travers lesquelles le carburant peut s'écouler lorsque la collerette (25) est en contact avec l'épaulement (20). 7- Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un siège (37) défini dans la chambre de soupape, le ressort sensible à la température (39) ten- dant à mettre l'élément mobile (38) de la soupape en con- tact avec le siège (37), et une ouverture (42) formée dans l'élément mobile et à travers laquelle le carburant peut s'écouler à un débit étranglé lorsque l'élément mobile (38) est en contact avec le siège. 8- Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort de compression hélicoïdal (41) qui tend à éloigner l'élément mobile (38) du siège (37). 9- Circuit selon la revendication 1,caractérisé en ce que le conduit (16) est relié au bottier du filtre (14) et le corps de la pompe (15) est relié à un point du circuit situé en amont du filtre, par un deuxième conduit (30). il - Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le conduit (30) comprend un étranglement (31) et est relié à un point situé en amont de la pompe à basse pression (10). 11- Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le deuxième conduit (30) comprend un clapet anti- retour (33) et est relié à un point situé entre la pompe à basse pression (10) et le filtre (14).