Brevet FR2709099A1 — publié le 19950224

DISPOSITIF DE TRANSVASEMENT DE CARBURANT D'UNE POCHE AUXILIAIRE A LA POCHE PRINCIPALE D'UN RESERVOIR MULTIPOCHES POUR MOTEUR DIESEL La présente invention concerne un dispositif de transvasement de carburant d'une poche auxiliaire à la poche principale d'un réservoir multipoches équipant un véhicule automobile à moteur Diesel. Certains réservoirs à carburant équipant un véhicule possèdent un fond à paroi repliée, compartimentée en plusieurs chambres - ou poches -, par exemple en deux poches. Une telle structure est conçue pour intégrer au mieux le réservoir dans le soubassement du châssis du véhicule, l'espace entre deux replis du fond, qui délimite deux poches, autorisant le passage d'organes mécaniques, par exemple d'un tuyau d'échappement. Le carburant est prélevé, pour alimenter le moteur, dans une poche préférentielle appelée "poche principale". L'autre poche, ou les autres poches, est (ou sont) appelée(s) "poche(s) auxiliaire(s)". Pour utiliser la totalité du carburant contenu dans le réservoir, il est nécessaire de transvaser le carburant de la (ou des) poche(s) auxiliaire(s) vers la poche principale. Pour procéder à ce transfert, certains dispositifs connus font usage d'une ou de plusieurs pompe(s) électrique(s) apte(s) à refouler le carburant de la (ou des) poche(s) secondaire(s) vers la poche principale. Cette solution, qui nécessite la présence d'une pompe électrique additionnelle par poche est relativement onéreuse. D'autres dispositifs utilisent une pompe dite "à effet Venturi". Le carburant passe dans un tube dont une portion est munie d'une restriction tronconique à proximité de laquelle est percé un ajutage traversant la paroi du tube. Cette portion du tube transportant le carburant est placée dans la poche auxiliaire. Le tube débouche par son extrémité libre dans la poche principale. Lorsque le carburant passe dans le tube, la restriction locale provoque une dépression qui a pour effet d'aspirer le carburant présent autour de cette pompe, par effet Venturi. Le carburant est donc prélevé dans la poche auxiliaire pour être incorporé dans le flux de carburant passant dans le tube, et l'ensemble est refoulé dans la poche principale. La figure 1 illustre le principe de fonctionnement d'une telle pompe à effet Venturi. Sur cette figure, le tube, référencé 1, est représenté en coupe axiale. La pompe, référencée 2, comprend un manchon 20 inséré à l'intérieur du tube 1 et présentant une portion tronconique 21. Le débit de carburant à l'intérieur du tube, en amont du manchon 20, est symbolisé par les flèches i. La convergence de la partie tronconique 21 se fait dans la direction d'écoulement 1. A peu près au niveau de l'extrémité aval de la restriction 21 se trouve un petit orifice - ou ajutage - 22 traversant la paroi du tube 1. A la sortie de la restriction 21, le flux de carburant, référencé a une vitesse sensiblement plus grande que celle du flux amont 1 en raison de la diminution de la section de passage du débit. I1 en résulte une dépression à ce niveau, ce qui provoque une aspiration du carburant présent autour de la pompe 2, qui pénètre également à l'intérieur du tube 1, comme cela est symbolisé par la flèche F. On obtient ainsi un mélange des deux carburants dont le flux est symbolisé par les flèches k à la figure 1. Ce genre de pompe est d'une grande simplicité et d'un prix de revient faible, si bien que son utilisation dans l'application mentionnée plus haut est relativement intéressante. I1 convient toutefois d'observer qu'il ne fonctionne correctement que si le débit de carburant circulant dans le tube, en amont de la retriction, est suffisamment élevé. En outre, pour que le débit de carburant aspiré soit élevé, il est nécessaire de disposer d'une restriction 21 importante (c'est-à-dire d'une diminution importante de la section de passage du carburant). Cependant, il en résulte alors une contre-pression également importante au sein du carburant en amont de la pompe à effet Venturi. Dans les véhicules équipés d'un moteur à injection fonctionnant à l'essence, ce principe de pompe à effet Venturi est souvent utilisé avec le carburant qui revient du moteur vers le réservoir. Ce principe, qui fait partie de l'état de la technique, est illustré schématiquement à la figure 2. Sur cette figure, on a représenté en coupe verticale un réservoir multipoches 3 qui comporte une poche principale 30 et une poche auxiliaire 31. Ces deux poches contiennent un carburant CO, respectivement C1. Le carburant GO est prélevé dans la poche 30 par une pompe P et envoyé au moteur M par un conduit 4. Le surplus de carburant, non utilisé dans le moteur, retourne au réservoir 3, et plus précisément dans la poche principale 30, par un conduit 1 (représenté en traits interrompus). Toutefois, une portion du conduit 1, qui porte une pompe à effet Venturi 2, passe à l'intérieur de la poche 31, de telle manière que la pompe 2 soit au voisinage du fond de la poche. A la figure 2, le sens de déplacement du carburant dans les conduits est symbolisé par des flèches. La pompe P aspire constamment du carburant de la poche principale. Une partie de ce carburant est fournie au moteur M. Le carburant en excès revient dans la poche 30 par le conduit de retour 1. Toutefois, au cours de son cheminement à travers la pompe 2, il provoque une aspiration d'une partie du carburant C1, qui se trouve ainsi refoulée dans la poche principale 30. Un dispositif de transvasement de ce genre donne généralement satisfaction lorsqu'on a affaire à un moteur à essence. En effet, le dimensionnement des circuits d'alimentation pour ce type de moteur est relativement important, et le débit de retour de l'essence au réservoir est en règle générale suffisant pour faire fonctionner correctement la pompe à effet Venturi. De plus, les contre-pressions engendrées sur la ligne de retour du carburant au réservoir sont acceptables et ne sont pas susceptibles de dérégler les paramètres de fonctionnement du moteur. Dans le cas d'un moteur Diesel, la situation est différente. En effet, le débit de retour du carburant du moteur au réservoir est généralement trop faible pour faire fonctionner correctement une pompe à effet Venturi. De plus, la contre-pression engendrée par la présence de la pompe à effet Venturi sur le conduit retour risque de perturber le fonctionnement de la pompe d'injection, dans la mesure où les moyens de pilotage automatique d'une telle pompe sont relativement complexes et sophistiqués, et donc facilement déréglables. La présente invention vise à résoudre ces problèmes en proposant un dispositif de transvasement pour moteur Diesel, utilisant une pompe à effet Venturi, qui puisse fonctionner dans des conditions optimales même si le débit de retour du carburant au réservoir est faible, la contre-pression générée par la pompe à effet Venturi ne risquant pas en outre de perturber le fonctionnement de la pompe d'injection du moteur. Le dispositif de transvasement de carburant d'une poche auxiliaire à la poche principale d'un réservoir multipoches, qui fait l'objet de l'invention, est destiné à équiper un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel muni d'une pompe d'injection qui comporte une pompe de transfert et des systèmes de régulation, de dosage et de distribution aux injecteurs du moteur, du carburant aspiré dans la poche principale du réservoir. Conformément à l'invention, le dispositif comporte un conduit de dérivation branché, à l'intérieur de la pompe d'injection, en aval de la pompe de transfert, en un endroit approprié du circuit à l'intérieur duquel le carburant est élevé et maintenu à la pression de transfert de fonctionnement de la pompe d'injection précitée et dont la portion d'extrémité libre pénètre dans la poche principale, ce conduit de dérivation présentant une portion intermédiaire qui passe au fond de la poche auxiliaire et qui porte une pompe à effet Venturi. La pompe à effet Venturi ne se trouve donc plus sur le conduit de retour du carburant du moteur à la poche principale, mais sur un conduit spécifique. Ainsi, le débit circulant dans ce conduit de dérivation, et par conséquent traversant la pompe à effet Venturi, qui est indépendant de la consommation effective du moteur, peut être déterminé par construction de manière à être toujours suffisant pour permettre une aspiration correcte du carburant C1 à transférer. De plus, la contre-pression règnant dans ce conduit de dérivation n'a pas, ou pratiquement pas, d'influence, sur le fonctionnement de la pompe d'injection. L'invention sera mieux comprise par la description qui va maintenant en être faite en référence à la figure 3 qui en représente, de manière schématique, un mode de réalisation possible. Sur cette figure, les éléments identiques ou similaires à ceux qui figuraient déjà dans le dispositif de la figure 2 (et qui correspond à l'état de la technique) ont reçu les mêmes références. Le sens de circulation du carburant dans les conduits y est également symbolisé par des flèches. De façon connue, l'alimentation en carburant (du gasole, en l'occurrence) d'un moteur 8 de type Diesel est assurée par une pompe à injection 7 dont la fonction consiste à la fois, à puiser le carburant dans le réservoir, à le doser avec précision et à l'envoyer à chaque injecteur. Pour ce faire, elle comporte un élément de pompage, proprement dit, communément appelé "pompe de transfert" 5, auquel s'ajoute différents systèmes de régulation et de dosage chargés de distribuer, par des conduits 60, la dose exacte de carburant requise à chacun des injecteurs du moteur 8. Ces différents systèmes de régulation, dosage et distribution sont schématisés et regroupés sous le repère 6 unique à la figure 3. Ils ne seront pas décrits plus avant, car ils ne font pas, à proprement parler, partie de l'invention. La pompe de transfert 5 prélève le carburant Co dans la poche 30, par un conduit 4 dont l'extrémité libre, qui plonge dans le carburant, est pourvue d'un filtre 40. A la sortie de la pompe de transfert 5, le carburant contenu dans la pompe d'injection 7 est élevé à une pression prédéterminée dite "pression de transfert" Pt qui est, en quelque sorte, la pression de fonctionnement de la pompe d'injection, et qui est, par exemple, fonction de la vitesse de rotation du moteur 8. Un des éléments de régulation inclus dans la pompe 7 maintient cette pression Pt au niveau préalablement fixé. Le trajet du carburant à l'intérieur de la pompe d'injection a été schématisé sur le figure 3 par un conduit 50. Cette représentation est purement théorique et symbolise, uniquement pour la commodité de la description, le circuit du carburant élevé et maintenu à la pression de transfert Pt. Conformément à l'invention, un conduit de dérivation 9 est branché sur ce conduit 50, par conséquent en un point situé en aval de la pompe de transfert 5, à l'intérieur de la pompe d'injection 7. Le conduit 9 revient à la poche principale 30, dans laquelle débouche sa portion d'extrémité 92. Une portion intermédiaire 91 du conduit passe à l'intérieur de la poche auxiliaire 31. Cette portion 91 porte une pompe 2 à effet Venturi, de type similaire à celui décrit plus haut, en référence à la figure 1. La pompe 2 se trouve au voisinage du fond de la poche auxiliaire 31. Lors de son passage dans la poche 31, le carburant aspire par effet Venturi une partie du carburant C1 présent dans cette poche auxiliaire, et le ramène dans la poche principale 30. Grâce à cette disposition, une partie du carburant pompé par la pompe 5 revient systématiquement et automatiquement dans la poche 30. Son débit est indépendant des conditions de consommation effectives du carburant par le moteur, et par conséquent du débit de retour du carburant dans le conduit 1. En outre, la présence du régulateur de la pression de transfert permet de compenser les effets sur celle-ci du prélèvement de carburant. Lors de la conception d'un tel circuit, il conviendra seulement d'ajuster le fonctionnement du régulateur et de la pompe de transfert pour que le débit prélevé à la sortie de la pompe de transfert 5 ne soit pas trop important et ne perturbe pas le fonctionnement général de la pompe à injection 7. La valeur du débit dans cette dérivation 9 (qui dépend notamment de la section du conduit) et la valeur de l'étranglement de la pompe à Venturi 2 seront choisies de telle manière que le vidage de la poche 31 corresponde à peu près à la consommation du moteur. Le dispositif fonctionne même quand la poche auxiliaire 31 est complètement vide, le conduit de dérivation 9 servant alors simplement de conduit retour. Il est bien entendu que le branchement du conduit 9 de dérivation peut se faire à tout endroit du circuit de la pompe d'injection où règne la pression Pt de transfert et techniquement approprié pour réaliser ce branchement et ce, en fonction des caractéristiques de construction de la pompe considérée. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit équipe un réservoir possèdant seulement deux poches (une poche principale et une poche auxiliaire) il va de soi qu'il peut également s'appliquer à un réservoir comportant plus d'une poche auxiliaire. Dans ce cas, il est prévu dans chacune des poches auxiliaires une pompe à effet Venturi. Dans un mode de réalisation possible, l'ensemble des pompes 2 est monté en série sur le conduit 9 qui passe donc successivement à l'intérieur de chaque poche auxiliaire avant d'atteindre la poche principale. Dans un autre mode de réalisation possible, les pompes 2 sont montées en parallèle sur des conduits auxiliaires dérivant du conduit 9. REVENDICATION UNIQUE Dispositif de transvasement de carburant d'une poche auxiliaire à la poche principale d'un réservoir multipoches, ce dispositif équipant un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel (8) muni d'une pompe d'injection (7) qui comporte une pompe de transfert (5) et des systèmes (6) de régulation, de dosage et de distribution aux injecteurs du moteur (g), du carburant (Co) aspiré dans la poche principale (30) du réservoir (3), caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de dérivation (9) branché, à l'intérieur de la pompe d'injection (7), en aval de la pompe de transfert (5), en un endroit approprié du circuit (50) à l'intérieur duquel le carburant est élevé et maintenu à la pression de transfert (Pt) de fonctionnement de la pompe d'injection (7) précitée et dont la portion d'extrémité libre (92) pénètre dans la poche principale (30), ce conduit de dérivation (9) présentant une portion intermédiaire (91) qui passe au fond de la poche auxiliaire (31) et qui porte une pompe à effet Venturi (2).