Brevet FR2735531A1 — publié le 19961220

2735531- La présente invention concerne une pompe de carburant, et en particulier une pompe de carburant assurant une modulation par impulsions de pression, ainsi qu'un procédé de réduction du bruit des pompes rotatives de carburant. S Les pompes de carburant utilisées pour la transmission de carburants hydrocarbonés sous forme liquide à des injec- teurs de carburant d'un moteur à combustion interne d'automobile ou de camion sont habituellement entraînées par un moteur électrique dont l'armature est montée dans le corps de la pompe de carburant. Ces pompes doivent pouvoir fonctionner sur une large gamme de températures ambiantes. Les carburants hydrocarbonés ont une température d'ébullition relativement basse. Dans certaines régions géographiques, la température ambiante peut atteindre 43 à 49 OC. La température dans le réservoir de carburant placé à la partie inférieure d'un véhicule automobile peut atteindre une valeur encore plus élevée. Comme ces pompes sont souvent montées dans les réservoirs de carburant, la probabilité de vaporisation du carburant dans la pompe est élevée. Les pompes sont habituellement des pompes volumétriques, et il faut que l'entrée dans les chambres de pompage crée une faible pression d'aspiration du carburant vers les chambres de pompage. Cette pression réduite peut suffire pour provoquer un changement d'état du carburant de l'état liquide à l'état vapeur aux températures élevées et réduit notablement le rendement de la pompe. Dans d'autres conditions, par exemple lorsque le véhicule a fonctionné et le moteur est arrêté pendant une certaine période, la conduite de carburant placée entre la pompe et le collecteur de carburant ou les injecteurs de carburant est remplie de carburant sous pression alors que le carburant de la pompe peut être totalement vaporisé à cause de la température élevée régnant dans le réservoir de carburant et la pompe elle-même. Ainsi, lorsque le moteur est remis en fonctionnement, la pompe est remplie de vapeur et le carburant du filtre d'entrée de la pompe peut lui-même être vaporisé. Dans ces conditions, la pompe ne peut pas créer une pression suffisante pour dépla- cer le carburant dans la conduite d'alimentation en carburant sous pression. On connaît déjà la réalisation d'un orifice de vapeur dans une pompe pour l'évacuation de la vapeur de la région à haute pression de la pompe. Ce dispositif donne satis- faction pour chasser la vapeur de la pompe. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4 697 995 décrit un tel orifice de purge. Cependant, il existe un problème de purge qui n'a pas été résolu. Une caractéristique d'une pompe volumétrique est de produire de petites impulsions de pression pendant son cycle de pompage. Chaque impulsion de pression provoque une dilatation et une contraction de la vapeur à l'orifice de purge, provoquant un bruit audible. Une pompe volumétrique selon l'invention comporte un circuit de purge de vapeur qui permet à la pompe de fonctionner dans les conditions précitées sans interruption de la transmission du carburant et avec un bruit audible fortement réduit. En général, la pompe de carburant possède un boîtier ayant un moteur électrique d'entraînement d'un rotor de pompe, par exemple de pignons interne et externe créant des chambres qui se rétrécissent et s'agrandissent pour le pompage du carburant sous pression vers une sortie. Un orifice de purge de vapeur est placé dans le boîtier et débouche dans la chambre de vapeur de manière que la vapeur puisse se dilater et se contracter dans cette chambre. La chambre de vapeur possède un passage de sortie revenant dans le réservoir de carburant ou l'alimentation afin que le carburant liquide et la vapeur collectés dans la chambre soient évacués de la chambre vers l'alimentation ou le réservoir de carburant. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention portent sur la réalisation d'une pompe de carburant ayant une chambre de modulation d'impulsions qui permet à la vapeur de carburant de se dilater et de se contracter sous l'action des impulsions de pression produites par la pompe, qui sépare le carburant liquide de la vapeur, qui évacue le carburant et la vapeur, qui réduit le bruit en assurant un fonctionnement silencieux, et qui est simple, stable, robuste, durable, fiable, de réalisation simple et de fabrication peu coûteuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe volumétrique de carburant selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale partielle agrandie de la pompe suivant la ligne 2-2 de la figure 3, perpendiculairement au plan de coupe de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; et la figure 4 représente les rotors interne et externe d'une pompe à rotor denté, suivant la ligne 4-4 de la figure 1. On se réfère aux dessins; la coupe longitudinale de la figure 1 représente les éléments d'une pompe volumétrique 8 de carburant destiné à un moteur d'automobile. La pompe possède un boîtier 10 d'entrée, un boîtier 12 de sortie, un boîtier 14 de pompe, et un moteur électrique 16 placé entre les boîtiers 12 et 14. Pendant l'utilisation, l'attitude de la pompe immergée dans le carburant du réservoir est essentiellement verticale, le boîtier 14 d'entrée, c'est-à- dire l'extrémité gauche sur la figure 1, se trouvant au fond du réservoir et étant raccordé à un filtre de carburant. Le stator du moteur possède des aimants permanents 17 et des éléments inductifs courbes 18 placés en contact bout à bout avec les boîtiers 12 et 14. L'ensemble est logé dans un boîtier cylindrique 20 formé d'une feuille métallique, les extrémités 22 et 24 étant serties ou roulées sur des joints d'étanchéité 26 qui sont comprimés. Le boîtier 14 de pompe possède une cavité excentrique 28 qui loge un élément externe 30 de rotor denté et un élément interne 32 de rotor denté, qui peuvent tourner. L'élément interne 32 de rotor denté est directement entraîné par l'armature rotative 34 du moteur qui a un prolongement 36 d'entraînement ayant des doigts espacés circonférentiellement 38 dont les positions correspondent à celles de trous 39 de l'élément interne 32 de rotor et sont logés dans ces trous. Un arbre rectiligne 40 placé dans un trou 42 supporte le rotor interne denté 32 afin qu'il puisse tourner et permet le tourillonnement du prolongement 36 de l'armature. Le boîtier 12 de sortie de la pompe forme une cavité 70 de palier pour l'arbre 72 à l'autre extrémité de l'armature 34. Le passage 74 de sortie rejoint un raccord 76 de conduite de carburant comprenant un clapet de retenue de sortie 78. Des soupapes de sortie de carburant sont formées par des feuilles souples 50 et 60. La feuille souple 50 est supportée par une seconde feuille 51 et un élément élastique 52 en forme de croisillon qui est en appui contre les éléments 30, 32 du rotor et tourne avec eux. La feuille souple 60 est placée entre les boîtiers 10 et 14 et recouvre la face interne du boîtier d'entrée 10 d'un côté et les éléments 30, 32 de rotor denté de l'autre côté. Un orifice courbe 90 d'entrée de carburant est placé au-dessus de la partie des éléments de rotor denté dans laquelle les cavités de la pompe présentent un agrandis- sement. Le carburant sous pression de la partie des éléments de rotor denté dans laquelle les cavités de pompage se rétrécissent s'échappe le long des feuilles souples 50 et 60. Le carburant sous pression qui fait fléchir ou déforme la feuille 50 s'écoule directement dans la chambre de l'armature et vers la sortie 74 de la pompe. La partie du carburant sous pression qui fait fléchir la feuille 60 vers un logement 92 de dégagement s'écoule dans ce logement, un passage axial 96, la chambre de l'armature et la sortie 74. Comme l'indique la figure 1, le boîtier 10 d'entrée possède une paroi circulaire 100 qui porte un filtre convenable (non représenté) placé dans le réservoir de carburant. Une partie 102 déformée vers l'intérieur de la paroi a un trou 114 dans lequel est logée une soupape de décharge 106 qui permet la réduction d'une pression excessive du carburant par renvoi du carburant vers le réservoir. Selon la présente invention, la purge de vapeur est réalisée par un passage 110 qui débouche à la face interne du boîtier 10 d'entrée et dans une chambre 112 de pulsation formée dans le boîtier 10. Un petit trou est perforé dans la plaque flexible 60 afin qu'il en soit face du passage 110. Le carburant sous forme de vapeur et de liquide est chassé de la chambre 112 et revient dans le réservoir de carburant par un passage axial 114 ayant une sortie 116. La chambre 112 de pulsation est une chambre fermée délimitée en partie par une cavité ou trou borgne 118 du boîtier 10, ayant un fond ouvert qui est fermé par un disque logé dans une cavité 122. De préférence, pour qu'une certaine quantité de carburant liquide soit retenue dans la chambre 112, le passage 114 communique avec la chambre en position adjacente au fond de la chambre, le passage étant placé en direction générale axiale ou verticale dirigée vers le haut et débouchant vers l'extérieur du boîtier à un emplacement distant du fond de la chambre et de préférence opposé à ce fond. Lors du fonctionnement, il se forme alors dans la chambre une mare de carburant liquide dans laquelle passe la vapeur, et un dôme de vapeur au-dessus du carburant liquide, dans lequel le carburant liquide et la vapeur sont évacués par l'orifice 110. L'orifice 110 est placé circonférentiellement dans la zone neutre des rotors dentés, délimitée de façon générale par la région placée au centre entre l'extrémité de l'orifice d'entrée et le début de l'orifice de sortie (figure 4). Ainsi, l'orifice 110 est juste au-delà de l'entrée 90 de carburant et est équidistant de façon générale, en direction circonférentielle, de l'extrémité de l'entrée 90 de carburant et du début du logement 92 de liquide. Lors du fonctionnement de la pompe, le carburant liquide et les vapeurs de carburant s'écoulent par l'orifice dans la chambre dans laquelle le carburant liquide et les vapeurs peuvent se séparer si bien que le carburant liquide est collecté au fond de la chambre. Il se forme alors une zone de vapeur au-dessus du carburant liquide, permettant une dilatation et une contraction de la vapeur en présence des impulsions de pression créées par la pompe au cours de son cycle de pompage. Comme la dilatation et la contraction de la vapeur de carburant se produisent dans la chambre 112, le bruit créé par les impulsions de pression lors de la dilatation et de la contraction de la vapeur dans les rotors est éliminé, et l'évacuation du carburant est silencieuse, les pulsations ou fluctuations de pression étant très réduites. Le carburant liquide est évacué de la chambre 112 avec la vapeur par le passage 114 et la sortie 116, jouant le râle d'une colonne permettant la retenue d'une certaine quantité de carburant liquide dans la chambre. On considère que les impulsions de pression déplacent le carburant liquide de la chambre ou l'agitent avec absorption et dissipation d'énergie si bien que le bruit audible est fortement réduit. De toute manière, indépendamment de toute explication théorique, cette chambre 112 et le passage de sortie 114 permettent une évacuation silencieuse du carburant liquide et de la vapeur purgée à partir de la pompe. 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. Pompe rotative destinée à pompage d'un liquide volatil provenant d'une réserve de carburant, caractérisée en ce qu'elle comprend: une combinaison de rotors (30, 32) utilisant des chambres de pompage volumétrique, espacées circonféren- tiellement et qui s'agrandissent et se rétrécissent, une première zone circonférentielle d'entrée de carbu- rant formée sur la combinaison de rotors (30, 32) en communication avec une réserve de carburant, une seconde zone circonférentielle de sortie de carbu- rant formée sur la combinaison de rotors (30, 32) et distante circonférentiellement de la première zone, avec une région neutre entre lesdites zones, un boîtier fixe (12) de sortie formant une chambre de sortie d'un premier côté de la combinaison de rotors (30, 32) et communiquant avec la zone de sortie de la combinaison de rotors (30, 32), un boîtier fixe (10) d'entrée ayant une ouverture d'entrée communiquant avec la première zone circonféren- tielle d'entrée de carburant de la combinaison de rotors (30, 32), un orifice (110) de purge placé dans le boîtier fixe (10) d'entrée et communiquant avec les chambres de pompage entre les zones d'entrée et de sortie de manière que la vapeur des chambres de pompage de la combinaison de rotors (30, 32) soit chassée par l'orifice (110), et une chambre fermée (112) réalisée dans le boîtier (10) d'entrée en communication avec l'orifice (110) de purge et un passage de sortie (114) formé dans le boîtier et disposé de la chambre fermée (112) à l'extérieur du boîtier de manière que le carburant liquide et la vapeur de la chambre fermée (112) puissent être évacués de celle-ci par le passage de sortie (114). 2. Pompe rotative selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le passage de sortie (114) communique avec la chambre fermée (112) près du fond de la chambre fermée (112) et communique avec l'extérieur du boîtier à un emplacement distant du fond de la chambre fermée (112) et au-dessus de ce fond. 3. Pompe rotative selon la revendication 2, caracté- S risée en ce que le passage de sortie (114) débouche à l'extérieur du boîtier à un emplacement distant du fond de la chambre fermée (112). 4. Pompe rotative selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la chambre fermée (112) a une cavité réalisée dans le boîtier (10) d'entrée et un couvercle adjacent au fond du boîtier (10) d'entrée, au-dessous d'une partie au moins de la cavité, la sortie communique avec la cavité près du couvercle et avec l'extérieur du boîtier à un emplacement distant du couvercle et au-dessus de celui-ci, et l'orifice (110) de purge communique avec la cavité à un emplacement distant du couvercle et placé au-dessus de celui-ci. 5. Procédé de réduction du bruit d'une pompe rotative de carburant destinée à pomper un carburant volatil, carac- térisé en ce qu'il comprend: la disposition d'une combinaison de rotors (30, 32) dentés mettant en oeuvre des chambres de pompage volumé- trique placées circonférentiellement et qui s'agrandissent et se rétrécissent, la disposition d'une première zone circonférentielle d'entrée de carburant sur la combinaison de rotors (30, 32) en combinaison avec une source d'un carburant volatil, la disposition d'une seconde zone circonférentielle de sortie de carburant sur la combinaison de rotors (30, 32) à distance circonférentielle de la première zone, une région neutre étant placée entre lesdites zones, la disposition d'un boîtier fixe (12) de sortie formant une chambre de sortie d'un premier côté de la combinaison de rotors (30, 32) et communiquant avec la zone de sortie de la combinaison de rotors (30, 32), la disposition d'un boîtier fixe (10) d'entrée possédant une ouverture d'entrée communiquant avec la première zone circonférentielle d'entrée de carburant de la combinaison de rotors (30, 32), la disposition d'un orifice (110) de purge dans le boîtier fixe (10) d'entrée en communication avec les chambres de pompage entre les zones d'entrée et de sortie de manière que les vapeurs de carburant qui se trouvent dans les chambres de pompage de la combinaison de rotors (30, 32) soient chassées par l'orifice (110), et la disposition d'une chambre fermée (112) dans la pompe de carburant, en communication avec l'orifice (110) de purge, et un passage de sortie (114) partant de la chambre fermée (112) vers l'extérieur de la pompe de carburant, afin que le carburant liquide et les vapeurs de carburant placée dans la chambre fermée (112) puissent être évacués de celle- ci par le passage de sortie (114).