Brevet FR2750456A1 — publié le 19980102

Etat de la technique L'invention concerne un dispositif de transfert de carburant à partir d'un réservoir de carburant vers un mo- teur à combustion interne, comprenant un accumulateur de car- burant dans lequel on peut transférer le carburant au moyen d'une pompe de carburant et un dispositif de commande avec lequel on peut régler la quantité du carburant à transférer. On connaît déjà des dispositifs de transfert de carburant du type mentionné ci-dessus, dans lesquels le car- burant est pompé dans un accumulateur de carburant et de cette façon la pompe d'injection du moteur à combustion in- terne d'un véhicule à moteur peut être alimentée aussi à partir de cet accumulateur de carburant. Ce type connu de transfert de carburant rend en fait superflu un retour du carburant en excès, mais toutefois l'accumulation ici choisie du carburant dans un accumulateur sous pression nécessite des mécanismes de réglage relative- ment coûteux pour la pression du système liquide nécessaire qui doit être réglée, aussi précisément que possible, sur le système d'injection du moteur à combustion interne. On doit en plus faire passer le carburant, qui est contenu dans l'ac- cumulateur sous pression et dans tout le système de trans- fert, sous une pression permanente relativement élevée, dans le cas du dispositif connu, par un réducteur de pression. La pression qui en résulte sur le système d'injection doit dans ce cas, pour conserver le même dosage exact du carburant, être contrôlé au moyen de détecteurs de pression. Avantages de l'invention Le dispositif de transfert de carburant décrit au début est caractérisé par le fait que le carburant peut être transféré du réservoir de carburant au moins en partie dans l'accumulateur de carburant, le transfert ayant lieu d'une façon telle que le contenu de l'accumulateur de carburant os- cille dans des limites prédéfinies et que l'accumulateur de carburant présente à sa sortie une pression de système dépen- dant de la quantité de carburant remplie à l'intérieur en fonction d'une courbe caractéristique prédéfinie. Le disposi- tif de transfert de carburant selon l'invention a ainsi l'avantage que l'on peut d'abord transféré le carburant d'une manière simple dans un accumulateur de carburant, o l'on peut utiliser un système de réglage simple pour régler le de- gré de remplissage de l'accumulateur de carburant. La pompe de carburant n'a besoin pour cela de fonctionner que contre la pression du système, qui est causée par la conduite d'ali- mentation et par le contenu de l'accumulateur. Le fonctionne- ment, orienté en fonction des besoins, entraîné par ce réglage, contribue à une longue durée de vie de la pompe de carburant. Dans ce cas on peut faire fonctionner la pompe de carburant soit de façon discontinue, soit aussi de façon con- tinue. L'accumulateur de carburant est construit selon l'invention comme un accumulateur sous pression et veille en même temps à l'homogénéisation de la pression du système li- quide à la sortie. Des oscillations de pression relativement faibles, subsistantes peuvent dans ce cas être compensées par la commande du moteur sur le système d'injection. En tout cas on a aussi l'assurance dans le cas de l'invention qu'il n'y a pas lieu d'avoir un retour du carburant et il est de cette façon également exclu d'avoir un réchauffement du réservoir de carburant. Il est particulièrement avantageux que la détec- tion de la quantité de carburant dans l'accumulateur ait lieu de façon continue, par exemple au moyen d'une résistance de réglage. La pompe de carburant peut dans ce cas être comman- dée en conséquence de façon linéaire ou selon une autre fonc- tion prédéfinie. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'accumulateur de carburant est un accumulateur sous pres- sion, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite au moyen d'un ressort. - l'accumulateur de carburant est un accumulateur sous pres- sion, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon pneumatique. - l'accumulateur de carburant est un accumulateur sous pres- sion, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon magnétique. - l'accumulateur de carburant est un accumulateur sous pres- sion, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon électromagnétique. - l'accumulateur de carburant est un accumulateur sous pres- sion, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon hydraulique. - la pompe de carburant est commandée quant à sa puissance en fonction de la quantité à mettre dans l'accumulateur de carburant, la puissance plus élevée de la pompe se produi- sant dans la zone du niveau minimal et la puissance mini- male ou aucune puissance ne se produisant dans la zone du niveau maximal. - la pompe de carburant est commandée en fonction de la quan- tité mise dans l'accumulateur de carburant d'une manière telle qu'elle est mise en marche quand le niveau est mini- mal et qu'elle est débranchée quand le niveau est maximal. - le réglage de la pompe de carburant a lieu au moyen d'une membrane, comprimée par un ressort, de l'accumulateur de carburant, avec laquelle on peut actionner des contacts électriques ou des organes de réglage. - l'accumulateur de carburant est disposé de façon concentri- que autour de la pompe de carburant. Cette forme de réali- sation est adaptée à des conditions d'encombrement particulièrement étroites. - on dispose un filtre de carburant de façon concentrique au- tour de l'axe de la pompe de carburant dans le sens axial avant ou après l'accumulateur de carburant et celui-ci est parcouru par l'écoulement du carburant respectivement soit avant l'écoulement dans l'accumulateur de carburant, soit après l'accumulateur de carburant. - un filtre de carburant et l'accumulateur de carburant repo- sent l'un sur l'autre de façon concentrique autour de la pompe de carburant radialement à l'extérieur et le filtre de carburant est parcouru par l'écoulement du carburant, respectivement selon la position de montage, soit avant l'écoulement dans l'accumulateur de carburant, soit après l'accumulateur de carburant. Ainsi d'une manière avantageuse l'accumulateur de carburant est réuni de façon constructive à la pompe de car- burant et en outre il est encore possible d'avoir une inté- gration d'un filtre de carburant d'une manière simple. La disposition de l'accumulateur de carburant et du filtre de carburant peut avoir lieu axialement l'un derrière l'autre ou radialement côte à côte, la succession des dispositifs et du passage à travers de l'écoulement peut être adapté d'une ma- nière simple aux conditions respectives. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir de plusieurs modes de réalisation, représentés sur les dessins sur lesquels: * la figure 1 montre une représentation schématique d'un sys- tème de transfert avec un accumulateur de carburant traver- sé par l'écoulement du carburant. * la figure 2 montre un diagramme de l'évolution de la ten- sion sur la pompe de carburant en fonction du contenu de l'accumulateur de carburant avec une commande marche-arrêt, À la figure 3 montre un diagramme de l'évolution de la ten- sion sur la pompe de carburant en fonction du contenu de l'accumulateur du carburant selon une fonction linéaire ou analogue, * la figure 4 montre un diagramme de la pression dans l'accu- mulateur de carburant en fonction du contenu de l'accumula- teur de carburant, * la figure 5 montre un diagramme de la pression du système en fonction du temps dans le cas d'une commande marche- arrêt de la pompe de carburant dans différentes situations d'utilisation du moteur à combustion interne, * la figure 6 montre un diagramme de la pression du système en fonction du temps dans le cas de la commande linéaire de la pompe de carburant dans différentes situations d'utili- sation du moteur à combustion interne, * la figure 7 montre un exemple de réalisation avec un accu- mulateur de carburant disposé de façon concentrique autour de la pompe de carburant, * la figure 8 montre un exemple de réalisation selon la fi- gure 7 avec en plus un filtre de carburant disposé de façon concentrique autour de la pompe de carburant, * la figure 9 montre un exemple de réalisation constituant une variante de la figure 8 avec un une autre disposition des composants et * la figure 10 montre un exemple de réalisation avec un fil- tre de carburant disposé radialement à l'extérieur de façon concentrique autour de l'accumulateur de carburant. Description des exemples de réalisation Sur la figure 1 on a représenté le réservoir de carburant 1 avec un ajutage de remplissage 2, par l'intermé- diaire duquel on remplit celui-ci de carburant 3. Une pompe de carburant 4 transfert le carburant 3 du réservoir de car- burant 1 dans un accumulateur de carburant 5. Dans l'accumu- lateur de carburant 5 on a disposé un dispositif de commande 6, dans lequel un contact 8 est commandé par l'intermédiaire d'une membrane 7 comprimée par un ressort. Ce contact 8 pro- voque, soit une modification de la tension d'alimentation Uv pour la pompe de carburant 4 par l'intermédiaire d'une résis- tance de réglage 9, soit une commande de marche-arrêt en fonction de la quantité de carburant mise dans l'accumulateur de carburant 5. La pression du système est dans ce cas direc- tement déterminée par l'accumulateur de carburant sous pres- sion 5. La pression momentanée dans l'accumulateur de carburant 5 est dans ce cas égal à la pression du système, il n'est pas nécessaire d'avoir ici d'autres éléments de réglage de la pression. L'accumulateur de carburant 5 est dans ce cas un accumulateur sous pression, dans lequel la force néces- saire pour produire la pression est produite au moyen d'un ressort 13. A partie de la sortie de l'accumulateur de carbu- rant 5 le carburant est amené par l'intermédiaire d'un filtre de carburant 11 au système d'injection 12 d'un moteur à com- bustion interne, ici non représenté. Dans le cas d'une variante, ici non représentée, de l'exemple de réalisation selon la figure 1, l'accumulateur de carburant 5 n'est pas monté sur le trajet d'écoulement de la conduite de carburant, mais à l'extrémité d'une ligne de dérivation de la ligne de carburant, de telle sorte qu'il n'est pas parcouru par la totalité de la quantité de carbu- rant. Sur la figure 2 on a représenté l'évolution de la tension d'alimentation Uv de la pompe de carburant 4 en fonc- tion de la quantité mise dans l'accumulateur de carburant 5 avec un interrupteur de marche-arrêt dans le dispositif de commande 6. La grandeur de la tension d'alimentation Uv en fonction de la quantité mise dans l'accumulateur de carburant selon la figure 3 possède par contre une évolution qui croît linéairement ou d'une manière analogue, qui peut être causée par exemple par une résistance de réglage 9 dans le dispositif de commande 6. Les oscillations de la pression PsYs du carburant liquide dans l'accumulateur de carburant 5 en fonction de l'oscillation de la quantité de carburant mise dans l'accumu- lateur de carburant 5 sont représentées sur la figure 4. A partir de cette figure on peut clairement voir que l'oscilla- tion de la pression du liquide Psys se déroule de façon très plate, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'avoir une régulation additionnelle de la pression. Les faibles oscilla- tions de pression qui subsistent peuvent être compensées par la commande du moteur du véhicule qui existe de toute façon. Le diagramme selon la figure 5 ou selon la figure 6 montre l'évolution de la pression PsYs en fonction du temps t dans le cas des états d'utilisation du véhicule entraîné par le moteur à combustion interne. Sur la figure 5 on a re- présenté l'évolution de la pression Psys dans le cas d'une commande marche-arrêt de la pompe du véhicule à moteur 4 ser- vant à remplir l'accumulateur de carburant 5 du véhicule (voir aussi la figure 2). Sur cette figure on a une évolution en dents de scie du remplissage et du vidage de l'accumula- teur de carburant 5 du véhicule à moteur avec une évolution qui dépend de l'état de la marche respective du véhicule à moteur lors du vidage. Dans la zone 15 on suppose qu'on a une consommation constante maximale, dans la zone 16 une consom- mation constante minimale et dans la zone 17 une consommation qui change à volonté. Le diagramme selon la figure 6 montre les os- cillations de la pression Psys dans le cas d'une commande continue de la pompe 4 du véhicule à moteur (voir aussi la figure 3). Sur cette figure on peut voir les oscillations re- lativement faibles de la pression Ps,y, qui conduisent à une homogénéisation de l'évolution de la pression dans tout le système. Dans le cas d'un exemple de réalisation selon la figure 7, la pompe de carburant 4 est entourée de façon con- centrique par un accumulateur de carburant 20. La carburant s'écoule dans ce cas en bas dans la pompe de carburant 4 et arrive en grande partie par l'intermédiaire de l'accumulateur de carburant 20 à un filtre de carburant 11, par l'intermé- diaire duquel, comme on l'a décrit ci-dessus, il est amené au système d'injection. La commande de l'accumulateur a lieu au moyen de raccords électriques 21, comme on l'a décrit à par- tir de la figure 1 et des diagrammes suivants. En variante à la disposition selon la figure 7, un exemple de réalisation selon la figure 8 présente un fil- tre de carburant 22, qui est également posé de façon concen- trique autour de l'axe de la pompe de carburant 4 en haut sur l'accumulateur de carburant 20. On a dessiné des flèches 23 pour indiquer le sens de l'écoulement du carburant. Un exemple de réalisation selon la figure 9 se différencie de la disposition selon la figure 8 en ce qu'ici on a échangé la position de montage de l'accumulateur de car- burant 20 et du filtre de carburant 22, de telle sorte que le carburant s'écoule d'abord à travers le filtre de carburant 22 et ensuite dans l'accumulateur de carburant 20. Dans le cas d'un exemple de réalisation selon la figure 10 on place le filtre de carburant 22 radialement à l'extérieur de façon concentrique autour de l'accumulateur de carburant 20 et les canaux d'écoulement du carburant (flèches 23) sont ici adaptés en conséquence. Ici aussi il est possi- ble d'échanger la position de montage de l'accumulateur de carburant 20 et du filtre de carburant 22 avec des canaux d'écoulement adaptés en conséquence (voir les figures 8 et 9). La commande de l'accumulateur de carburant a lieu aussi dans le cas des exemples de réalisation indiqués en dernier de préférence selon les principes indiqués pour la disposi-5 tion selon la figure 1. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif de transfert pour du carburant à partir d'un réservoir de carburant vers un moteur à combustion interne, comprenant: - un accumulateur de carburant (5; 20) dans lequel on peut transférer le carburant au moyen d'une pompe de carburant (4) et - un dispositif de commande (6), avec lequel on peut régler la quantité du carburant à transférer, o caractérisé en ce que - le carburant peut être transféré du réservoir de carburant (1) au moins en partie dans l'accumulateur de carburant (5; 20), le transfert ayant lieu d'une façon telle que le contenu de l'accumulateur de carburant (5; 20) oscille dans des limites prédéfinies et que - l'accumulateur de carburant (5; 20) présente à sa sortie une pression de système (Psys) dépendant de la quantité de carburant remplie à l'intérieur en fonction d'une courbe caractéristique prédéfinie. 2 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (5; 20) est un accumulateur sous pression, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite au moyen d'un ressort. 3 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (5; 20) est un accumulateur sous pression, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon pneumatique. 4 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (5; 20) est un accumulateur sous pression, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon magnétique. 5 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (5; 20) est un accumulateur sous pression, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon électromagnétique. 6 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (5; 20) est un accumulateur sous pression, dans lequel la force nécessaire pour produire la pression est produite de façon hydraulique. 7 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la pompe de carburant (4) est commandée quant à sa puissance en fonction de la quantité à mettre dans l'accumulateur de carburant (5; 20), la puissance plus élevée de la pompe se produisant dans la zone du niveau minimal et la puissance mi- nimale ou aucune puissance ne se produisant dans la zone du niveau maximal. 8 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe de carburant (4) est commandée en fonction de la quantité mise dans l'accumulateur de carburant (5; 20) d'une manière telle qu'elle est mise en marche quand le niveau est minimal et qu'elle est débranchée quand le niveau est maxi- mal. ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la reven- dication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le réglage de la pompe de carburant (4) a lieu au moyen d'une membrane (7), comprimée par un ressort, de l'accumulateur de carburant (5; 20), avec laquelle on peut actionner des con- tacts électriques ou des organes de réglage (9). ) Dispositif de transfert pour du carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accumulateur de carburant (20) est disposé de façon concen- trique autour de la pompe de carburant (4). 11 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la re- vendication 10, caractérisé en ce que * l'on dispose un filtre de carburant (22) de façon concen- trique autour de l'axe de la pompe de carburant (4) dans le sens axial avant ou après l'accumulateur de carburant (20) et * celui-ci est parcouru par l'écoulement du carburant respec- tivement soit avant l'écoulement dans l'accumulateur de carburant (20), soit après l'accumulateur de carburant (20). 12 ) Dispositif de transfert pour du carburant selon la re- vendication 10, caractérisé en ce que * un filtre de carburant (22) et l'accumulateur de carburant (20) reposent l'un sur l'autre de façon concentrique autour de la pompe de carburant radialement à l'extérieur et le filtre de carburant (22) est parcouru par l'écoulement du carburant, respectivement selon la position de montage, * soit avant l'écoulement dans l'accumulateur de carburant (20), soit après l'accumulateur de carburant (20).