Brevet FR2698915A1 — publié le 19940610

La présente invention concerne un ensemble de récupération des vapeurs des carburants volatils, dans un circuit de carburant de véhicule, et leur retour à une réserve de carburant.5 Les vapeurs de carburant ont posé un problème tant que les véhicules à moteur ont utilisé des carburants liquides placés dans des réservoirs portés par les véhi- cules Les capuchons de fermeture des réservoirs d'essence utilisés initialement devaient avoir un trou de ventila- tion, lors de l'utilisation d'une alimentation en carburant sous l'action de la pesanteur Ultérieurement, l'utilisa- tion des pompes de carburant a posé un autre problème puisque, par temps chaud ou dans les embouteillages, une surchauffe des canalisations d'essence provoque la formation de bouchons de vapeurs qui interrompent la transmission du carburant Avec l'arrivée de l'injection du carburant, le problème n'a pas été résolu et, dans les régions chaudes ou dans certaines conditions de température ambiante, les vapeurs ont continué à poser un problème On a réalisé des pompes de carburant avec des orifices d'échappement de vapeur destinés à chasser les vapeurs par des sorties de carburant liquide. Dans les régions géographiques dans lesquelles la température atteint ou dépasse 30 ou 450 C, un véhicule laissé au soleil provoque une vaporisation à la partie supérieure des réservoirs de carburant ainsi que dans les canalisations de carburant Un autre aspect du problème concerne la protection de l'environnement car il faut que la quantité de vapeur qui s'échappe des circuits ou réser- voirs de carburant lors du fonctionnement normal, soit aussi faible que possible. Ainsi, l'invention concerne un ensemble pour véhi- cule automobile dans lequel la récupération des vapeurs est réalisée et le carburant liquide résultant de la compres- sion des vapeurs est renvoyé dans la canalisation de carburant qui rejoint le circuit d'injection de carburant du moteur. L'invention a aussi pour objet la réalisation d'interrupteurs manosensibles destinés à assurer la pour- suite du fonctionnement du circuit, et des cartouches destinées à conserver les vapeurs de manière que les5 vapeurs d'un réservoir de carburant soient collectées et renvoyées vers le circuit de carburant sous forme de carburant liquide L'invention a aussi pour objet l'utili- sation d'une prise de force du moteur destinée à une pompe à vapeur qui peut être commandée par un embrayage à l'aide d'un interrupteur manosensible. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un circuit de remplacement de vapeur dans lequel une pompe de vapeurs est entraînée par un moteur de véhicule; la figure 2 est une vue schématique d'un ensemble de remplacement de vapeur ayant une pompe à compression de vapeur qui est entraînée électriquement; et la figure 3 est une vue partielle d'une soupape incorporée au réservoir et destinée à être commandée par la pression de la vapeur afin qu'elle puisse être collectée à l'entrée de la pompe. Un ensemble pour véhicule automobile ayant un réservoir de carburant volatil est destiné à éviter la sortie à l'atmosphère des vapeurs de carburant qui pro- viennent du carburant liquide L'ensemble comprend un dôme collecteur placé sur le réservoir de carburant et une cartouche de stockage des vapeurs Une pompe de vapeur est destinée à transformer les vapeurs stockées en liquide avant la transmission de celui-ci d'un réservoir à haute pression à la réserve de carburant reliée au moteur du véhicule La pompe de vapeur est alimentée par une source électrique ou au contraire par le moteur du véhicule Un interrupteur manosensible commande le déclenchement du fonctionnement de la pompe de vapeur Une pompe classique de carburant placée dans le réservoir de carburant transmet le carburant liquide au circuit d'injection de carburant du moteur. On se réfère maintenant aux dessins et notamment à la figure 2 qui représente un réservoir 20 de carburant qui a une partie surélevée 22 sous forme d'un dôme dans lequel les vapeurs provenant du carburant liquide stocké remontent et sont collectées Une pompe de carburant 24, commandée électriquement, est placée dans le réservoir de carburant de manière classique avec un filtre 26 d'entrée placé au fond du réservoir Une canalisation 30 de sortie de la pompe rejoint le circuit d'injection de carburant d'un moteur 32 ayant des injecteurs 34 La canalisation 30 se poursuit au-delà des injecteurs vers une canalisation 40 de retour qui rejoint le réservoir 20 Un régulateur de pression 42 est installé dans la canalisation 40 de retour. Une soupape de retournement 44 ayant une entrée 46 débouchant dans le dôme 22 est disposée dans celui-ci Une soupape de retournement ferme la circulation de carburant provenant du réservoir dans le cas o le véhicule se retourne L'entrée 46 destinée à recevoir la vapeur du dôme 22 rejoint le conduit 48 qui est un raccord en T formé avec la canalisation 50 qui est raccordée à une cartouche 52 de vapeur et à une canalisation 54 raccordée à l'entrée d'une pompe 60 de compression de vapeur La cartouche 52 de vapeur a une charge de charbon actif destinée à recevoir les vapeurs du réservoir de carburant lorsque le moteur ne fonctionne pas Ceci se produit dans des conditions dans lesquelles la température ambiante qui s'élève provoque une vaporisation du carburant liquide dans le réservoir de carburant et son passage par l'entrée 46 vers les canalisa- tions 48, 50 et 54. La pompe 60 de compression de vapeur, lorsqu'elle est commandée électriquement, aspire les vapeurs du dôme 22 du réservoir de carburant par les canalisations 46, 48 et 54 et aussi de la cartouche 52 par la canalisation 50 La commande de la pompe de vapeur 60 est réalisée en fonction d'un interrupteur manosensible 62 qui est sensible à la pression des vapeurs dans le dôme 22 du réservoir Cet interrupteur peut être alimenté par l'intermédiaire d'un interrupteur 56 d'allumage, mais il peut aussi être indé- pendant de cet interrupteur et commandé uniquement par la pression dans le réservoir agissant sur l'interrupteur 62. Des lignes 58 relient l'interrupteur 62 à la pompe 60 Des lignes 66 relient l'interrupteur 56 d'allumage à la pompe par l'intermédiaire d'un interrupteur 62. Un clapet de retenue 64 placé entre la pompe 60 et un réservoir 70 à haute pression empêche le retour à partir du réservoir 70 Un conduit 72 relie le fond du réservoir à la canalisation 30 d'alimentation en carburant rejoi- gnant le moteur du véhicule Ainsi, les vapeurs de carbu- rant qui sont comprimées sous forme d'un liquide sont renvoyées du réservoir 70 à la canalisation 30 et se mélangent au carburant transmis au collecteur de carburant. L'ensemble représenté sur la figure 2 est représenté avec une canalisation 40 de retour de carburant et un régulateur de pression 42 De tels ensembles actuellement utilisés comportent des pompes de carburant qui sont commandées en fonction de la pression dans la canalisation de carburant et aucune canalisation de retour n'est nécessaire si bien qu'aucun régulateur de pression n'est nécessaire Un exemple d'un tel circuit sans canalisation de retour est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amé- rique No 5 044 344 délivré le 3 septembre 1991. Dans le cas de la figure 2, l'échauffement du carburant liquide présent dans le réservoir 20 peut se produire lorsque les températures ambiantes sont élevées, dans des régions chaudes, et aussi sous l'action du carbu- rant renvoyé par la canalisation 40 et qui peut s'être échauffé lors de sa circulation dans le compartiment du moteur Ce chauffage provoque une accumulation de vapeurs dans le dôme 22 Lorsque ceci se produit, l'interrupteur 62 est commandé afin qu'il mette en fonctionnement la pompe 60 de compression de vapeur Une élévation de pression de 0,07 bar peut être un réglage utilisé pour l'interrupteur 62. La pompe aspire les vapeurs de la cartouche 52 par la canalisation 50 et du dôme 22 par le passage 66, vers le réservoir 70 Les vapeurs comprimées sont liquéfiées et transmises par le passage 72 à la canalisation principale de carburant Lorsque la pression est réduite dans la cartouche 52 et le dôme 22, au-dessous d'une valeur de seuil de l'interrupteur manosensible 62, la pompe 60 cesse de fonctionner. Cet ensemble présente l'avantage de préserver le carburant et d'éviter l'évacuation des vapeurs de carburant à l'atmosphère. La figure 1 représente une variante d'ensemble dans laquelle la pompe de compression de vapeur est entraînée par le moteur du véhicule et non par une alimentation électrique. Un réservoir principal 120 de carburant possède une partie en dôme 152 et une pompe 124 de carburant ayant une entrée 126 est montée dans le réservoir Une canalisation d'alimentation en carburant rejoint le collecteur de carburant d'un moteur 132 et les injecteurs 134 Une canalisation 140 de retour de carburant rejoignant le réservoir porte un régulateur de pression 142 Une con- nexion 146 formée à la partie supérieure du dôme 122 débouche dans une canalisation 148 qui rejoint un récipient de stockage de vapeur contenant une charge de charbon actif dans laquelle les vapeurs sont collectées lorsque le carburant du réservoir principal est chauffé. Une pompe 170 de compression de vapeur est entraînée par une courroie 172 passant sur une poulie 174 associée au moteur 132 du véhicule Un embrayage 176 est monté afin qu'il mette en fonctionnement la pompe d'après la pression régnant dans la cartouche de vapeur, indiquée par l'inter- rupteur manosensible 178 qui est relié électriquement à l'embrayage 176 par des lignes 177 L'entrée de la pompe est raccordée à la cartouche de vapeurs par un conduit Ainsi, en présence d'une pression prédéterminée dans la cartouche de vapeur, l'embrayage 176 est embrayé afin que la pompe 170 soit entraînée et que les vapeurs soient aspirées de la cartouche et soient comprimées sous forme de liquide La sortie de la pompe est raccordée par un clapet de retenue 182 de la canalisation 184 à la canalisation 130 de carburant qui rejoint le collecteur de carburant du moteur Le fonctionnement est pratiquement le même que celui qu'on a déjà décrit en référence à la figure 2.10 Sur la figure 3, un réservoir 220 de carburant a un dôme 222 de vapeurs ayant une pompe 224 de carburant montée dans le réservoir et ayant une entrée inférieure 226 et une sortie 228 de carburant Un second conduit 240 d'entrée dans la pompe débouche à la base de la pompe et est rac- cordé à un conduit ascendant 242 dont la partie supérieure ouverte est en appui au centre d'un diaphragme 250 dont la périphérie est supportée dans une cage 252 La partie supérieure du conduit 242 est utilisée comme siège de soupape pour le centre 254 du diaphragme. La chambre qui se trouve au-dessus du diaphragme débouche à l'atmosphère en 256 Un ressort 260 qui a une valeur nominale prédéterminée est en appui contre le diaphragme 250 afin qu'il assure l'étanchéité à la partie supérieure du conduit 242 Lorsque la pression de vapeur s'élève dans le dôme 222 et agit sur le diaphragme 250 et dépasse la force du ressort 260, le diaphragme se soulève et permet le passage des vapeurs dans le conduit 242 et la pompe de carburant 224 La pompe a une capacité suffisante pour comprimer les vapeurs sous forme d'un liquide et transmettre celui-ci à la sortie de la pompe 228. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Ensemble de récupération de vapeurs destiné à un circuit d'alimentation en carburant volatil d'un moteur comportant au moins un injecteur de carburant, caractérisé5 en ce qu'il comprend: a) un réservoir ( 20) de carburant ayant une partie supérieure de dôme ( 22) destinée à collecter les vapeurs de carburant provenant du carburant liquide volatil stocké, b) une pompe principale ( 24) de carburant placée dans le réservoir et ayant une entrée et une sortie desti- nées à la transmission de carburant liquide, c) un conduit ( 30) d'alimentation en carburant liquide communiquant avec la sortie de la pompe et rejoi- gnant au moins un injecteur de carburant du moteur, d) un dispositif ( 48) à passage reliant le dôme à l'entrée de la pompe et comprenant un tube formant une colonne raccordée à une première extrémité à l'entrée de la pompe et débouchant à l'autre extrémité dans le dôme de vapeur, et e) un dispositif manosensible ( 62) commandé par la pression de vapeur dans le dôme et destiné à raccorder le dispositif à passage à l'entrée de la pompe et ayant un diaphragme rappelé élastiquement, fermant le tube en forme de colonne et sensible à la pression de la vapeur dans le réservoir afin qu'il s'ouvre et admette les vapeurs par le tube formant la colonne à l'entrée de la pompe et que les vapeurs soient comprimées et que du carburant liquide soit transmis à l'injecteur du moteur. 2 Ensemble de récupération de vapeurs pour circuit d'alimentation en carburant volatil d'un moteur muni d'un injecteur de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un réservoir ( 20) de carburant ayant une partie supérieure en forme de dôme ( 22) destinée à collecter les vapeurs de carburant provenant du carburant liquide volatil stocké, b) une pompe principale ( 24) de carburant placée dans le réservoir et destinée à transmettre du carburant liquide à un conduit d'alimentation en carburant rejoignant au moins un injecteur de carburant du moteur, c) une cartouche ( 52) de stockage de vapeurs qui débouche dans la partie en forme de dôme afin qu'elle reçoive les vapeurs de carburant provenant de la partie en forme de dôme, d) une pompe ( 60) de compression de vapeurs de carburant ayant une entrée qui communique avec la cartouche et une sortie, et e) un dispositif raccordant la sortie de la pompe de compression au conduit ( 30) d'alimentation en carburant en aval de la pompe principale de carburant et en amont de l'injecteur de carburant du moteur, si bien que les vapeurs accumulées dans le dôme et la cartouche peuvent être comprimées et transmises sous forme de carburant liquide à l'injecteur de carburant du moteur. 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un interrupteur manosensible ( 62) sensible à la pression des vapeurs dans le dôme ( 22) et associé à la pompe de compression ( 60) afin qu'il commande cette pompe en fonction d'une pression prédéter- minée régnant dans le dôme. 4 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif est aussi destiné à connecter l'entrée de la pompe ( 60) de compression de vapeurs à la partie en forme de dôme ainsi qu'à la cartouche. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif raccordant la sortie de la pompe de compression ( 60) au conduit d'alimentation en carburant comprend un réservoir à haute pression ( 70) raccordé entre la sortie de la pompe de compression et le conduit ( 30) d'alimentation en carburant. 6 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un clapet de retenue ( 64) est disposé entre la pompe ( 60) de compression de vapeurs et le conduit ( 70) d'alimen- tation en carburant. 7 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un clapet ( 64) est disposé entre la pompe ( 60) de compression de vapeurs et le réservoir à haute pression ( 70). 8 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une transmission rotative ( 172) raccorde le moteur à la pompe ( 170) de compression de vapeurs afin que celle-ci soit entraînée lorsque le moteur fonctionne, un embrayage ( 176) commandé électriquement est placé entre la transmis- sion rotative et la pompe de compression de vapeurs, et un interrupteur manosensible commandé par la pression de vapeur régnant dans le dôme est raccordé à l'embrayage afin qu'il provoque le fonctionnement de la pompe de compression d'après la pression prédéterminée dans le dôme.