Brevet FR2767562A1 — publié le 19990226

l Etat de la technique: La présente invention concerne un dispositif pour alimenter en carburant un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile à partir d'un réservoir comprenant un pot accumulateur placé dans le réservoir, une pompe d'alimen- tation en carburant qui aspire le carburant du pot et une conduite d'alimentation reliée au moteur à combustion in- terne, une conduite de retour pour le retour du carburant vers le réservoir et une pompe à jet dans le réservoir avec une buse à jet reliée à la conduite de retour, un tube mélan- geur sensiblement aligné sur la buse à jet et débouchant dans le pot et un orifice d'aspiration situé entre la buse à jet et le tube mélangeur. On connaît un dispositif d'alimentation en carbu- rant de ce type (DE-42 24 981 Al) dans lequel le carburant qui retourne au réservoir dérive de la conduite d'alimen- tation, en amont du clapet anti-retour dans le sens de pas- sage du carburant; ce carburant alimente une pompe à jet par la conduite de retour et cette pompe passe à travers la paroi du pot accumulateur à proximité du fond du pot. Dans ce type de dispositif d'alimentation de car- burant également connu (DE 44 26 667 Ai), la conduite de re- tour renvoie le carburant non consommé par le moteur à combustion interne dans le réservoir pour y alimenter la buse du jet de la pompe à jet. Le tube de mélange de la pompe à jet est réalisé en une seule pièce avec la paroi du fond du pot et se trouve à proximité du fond; l'orifice de sortie du tube de mélange est à niveau avec le côté intérieur de la pa- roi du pot. Avantages de l'invention: La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en carburant du type défini ci-dessus, carac- térisé en ce qu'un clapet anti-retour fermant la sortie du tube mélangeur est prévu dans le pot et ce clapet est tel que sous l'effet du jet de carburant transféré du réservoir dans le pot par la pompe à jet, il se dégage de la sortie du tube mélangeur contre la pression du carburant contenu dans le pot. Le dispositif selon l'invention offre l'avantage que le clapet anti-retour s'applique lorsque la pompe à jet est coupée, sous l'effet de la pression du liquide créée dans le pot par le volume de carburant, contre la sortie du tube de mélange et ferme celui-ci de manière hermétique. Cela ga- rantit que le pot reste rempli pendant l'arrêt du moteur et qu'au démarrage du moteur, lorsque la pompe à jet ne peut pas encore débiter à cause de l'absence de retour de carburant, la pompe d'alimentation trouve des conditions d'aspiration optimales dans le pot, même lorsque le niveau de remplissage du réservoir est faible. Lors de la remise en route de la pompe à jet, le clapet anti-retour est écarté de la sortie du tube mélangeur par le jet de remplissage de carburant fourni par la pompe à jet, qui se compose du carburant sortant de la buse à jet et du carburant entraîné par l'effet d'aspiration à partir du réservoir; le clapet reste ainsi à l'état ou- vert. Ce n'est qu'à l'arrêt du moteur à combustion interne et à la mise hors service consécutive de la pompe à jet que le clapet anti-retour peut de nouveau s'appliquer contre la sor- tie du tube mélangeur et fermer le pot. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le clapet anti-retour est réalisé de façon sim- ple par un organe d'obturation qui recouvre la sortie du tube mélangeur et un levier coudé portant cet organe d'obturation, ce levier étant monté pivotant dans le pot avec son extrémité éloignée de l'organe d'obturation. L'organe d'obturation est réalisé de préférence sous la forme d'un capuchon en coquille ou en cloche en matière élastique dont le bord s'applique contre la face frontale annulaire du tube mélangeur. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la pompe à jet comporte des moyens évitant une arrivée directe du jet de carburant sortant à vitesse élevée de la buse à jet sur le clapet anti- retour. Lorsque le niveau de remplissage en carburant est faible dans le réservoir, l'orifice d'aspiration de la pompe à jet peut émerger inci- demment du carburant du réservoir du fait d'une circulation en courbe ou suivant une pente, de sorte que le jet de carbu- rant de la buse à jet appelé alors jet libre, ne peut perdre son énergie dans la zone de l'orifice de sortie au niveau du volume de carburant se trouvant devant le tube mélangeur et n'entraîne plus de carburant à partir du réservoir. Le jet libre, à forte énergie rencontre néanmoins le clapet anti- retour et maintient celui-ci ouvert, de sorte que lorsque l'alimentation en carburant du pot s'arrête, le pot se vide à travers le tube mélangeur, par le clapet anti-retour, ouvert, et coupe l'alimentation en carburant du moteur. Les moyens selon l'invention écartent le jet libre du clapet anti- retour, de sorte que celui-ci se ferme dès que la pompe aspi- rante émerge du carburant (à cause de l'absence de force) et maintient toujours le pot rempli de carburant même lorsque le carburant est secoue. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens évoqués ci-dessus sont réalisés d'une manière particulièrement simple par un organe brise-jet au centre du tube mélangeur et dont le diamètre est légèrement supérieur à la section du jet libre. Cela évite certes que le jet libre n'arrive directement sur le clapet anti-retour mais non le jet de remplissage de carburant qui se forme lorsque la pompe à jet immergée dans le carburant et dont la section du jet correspond à la section libre du tube mélangeur, et passe ainsi autour de l'organe brise-jet. Comme décrit ci- dessus, ce jet de remplissage de carburant soulève le clapet anti- retour par rapport à la sortie du tube mélangeur et le pompage du carburant par la pompe à jet, du réservoir dans le pot peut alors se faire sans difficulté. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, l'organe brise-jet est fixé sur une branche de fixation tra- versant diamétralement le tube mélangeur. La branche de sup- port fait corps avec le tube mélangeur. Elle peut également constituer la traverse d'un étrier de fixation en forme de U, logé séparément dans le tube mélangeur. Selon une autre réalisation de l'invention chaque branche d'étrier porte à son extrémité libre un bec venant radialement en saillie vers l'extérieur et passant radiale- ment par dessus la face frontale du tube mélangeur du côté tourné vers la buse à jet. Selon des variantes de réalisation de l'inven- tion, l'organe brise-jet peut être une demi-coquille ou une demi-sphère avec une surface supérieure convexe tournée vers la buse à jet ou encore un cône dont le sommet est dirigé vers la buse à jet ou encore comme disque ou plaque. Selon une variante de réalisation de l'invention, les moyens pour écarter le jet libre du clapet anti-retour comprennent au moins un organe de déviation prévu dans la buse à jet, et qui dévie le jet libre sortant de la buse à jet par rapport à l'axe de la buse suffisamment pour que le jet soit tangent à la paroi interne du tube mélangeur. Selon différents modes de réalisation de l'invention, l'organe déflecteur peut être placé dans l'ou- verture centrale de la buse à jet pour former un jet libre s'ouvrant en forme de cône; on peut également placer plu- sieurs organes déflecteurs dans l'ouverture centrale de la buse à jet, pour diviser le jet libre en plusieurs jets par- tiels situés sur une enveloppe conique partant de l'orifice de la buse. Dans ce dernier cas, l'organe de déflexion est de préférence réalisé en une seule pièce avec le corps de la buse à jet ou est logé dans le corps de la buse en partant de sa face frontale avec des perçages faisant un angle aigu par rapport à l'axe de la buse et débouchant dans l'ouverture centrale de la buse. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est en outre prévu dans le tube mélangeur, à proximité de sa sortie, un prolongement tubulaire, annulaire venant radialement en saillie vers l'intérieur et la disposi- tion du tube mélangeur et de la buse à jet est choisie pour que le jet libre ou les différents jets partiels du jet libre arrivent sur l'élément de tube. L'énergie du jet libre est ainsi atténuée par cet élément de tube et ne peut plus agir que de manière réduite par la déviation contre la paroi inté- rieure du tube mélangeur sur le clapet anti-retour. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins annexés, dans les- quels: - la figure 1 est une vue schématique d'une ins- tallation d'alimentation en carburant combinée à un réservoir à carburant et un moteur à combustion interne alimenté avec le carburant du réservoir, - la figure 2 est une vue à échelle agrandie du détail II de la figure 1, - la figure 3 est une vue à échelle agrandie du détail III de la figure 2, le clapet anti-retour étant fermé, - la figure 4 est une vue dans la direction de la flèche IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue de côté d'une garniture brise-jet pour un tube mélangeur de la pompe à jet de la fi- gure 2, - la figure 6 est une vue dans la direction de la flèche VI de la figure 5, - la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 2 avec une variante de pompe à jet, le clapet anti- retour étant fermé, - la figure 8 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la pompe à jet de la figure 7, - les figures 9 et 10 montrent chacune une vue analogue à celle de la figure 8 de deux autres exemples de réalisation. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre de manière simplifiée le prin- cipe d'un moteur à combustion interne 1 d'un véhicule automo- bile alimenté en carburant par transfert du carburant du réservoir 11 à l'aide d'un dispositif. L'alimentation en car- burant se fait par une conduite d'alimentation 12 reliant le réservoir 11 au moteur à combustion interne 10. Le carburant non consommé par le moteur à combustion interne revient par une conduite de retour 13 dans le réservoir 11. Le réservoir 11 est équipé d'un pot accumulateur 14 dans lequel la pompe d'alimentation 20 aspire le carburant et le fournit à la con- duite 12. Le réservoir 11 comporte en outre une pompe à jet raccordée à la conduite de retour 13 et qui, pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 10, aspire du carburant du réservoir 11 dans le pot 14 pour que celui-ci soit toujours suffisamment rempli notamment lorsque le niveau de carburant du réservoir 11 atteint un niveau minimum. De manière connue, la pompe à jet 14 est entraînée par le carbu- rant qui revient par la conduite de retour 13. La figure 2 montre la pompe à jet 15 en coupe longitudinale à échelle agrandie. La pompe comporte une buse à jet 16, un tube mélangeur 17 aligné sur la buse et un ori- fice d'aspiration 18 qui se trouve entre la buse à jet 16 et le tube mélangeur 17. La buse à jet 16 est raccordée en en- trée à l'extrémité de la conduite de retour 13; le tube mé- langeur 17 pénètre dans le pot 14 à proximité de son fond 142 pour que le tube mélangeur 17 réalise une liaison entre l'intérieur du réservoir 11 et l'intérieur du pot 14. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le tube mélangeur 17 fait corps avec le fond 142 réalisé avec un gradin; l'orifice de sortie du tube mélangeur 17 est à niveau de la surface intérieure du gradin formé par le fond du pot. Le tube mélangeur 17 peut également être constitué par une pièce distincte placée dans une ouverture de la paroi 141 du pot pour être fixé dans cette paroi. La buse à jet 16 alignée du tube mélangeur 17 et à une certaine distance de celui-ci, est fixée à la face inférieure du fond 142 du pot. L'orifice d'aspiration 18 de la pompe à jet 15 est formé par l'espace libre en dessous du fond 142 du pot, qui subsiste entre la buse à jet 16 et le tube mélangeur 17. Lorsque le moteur à combustion interne 10 fonc- tionne, le carburant qui revient par la conduite de retour 13 est émis sous la forme d'un jet à grande vitesse par la buse à jet 16. Ce jet de carburant indiqué sous la référence 19 à la figure 2 (appelé ci-après jet libre 19) libère son énergie au carburant du réservoir 11 en amont du tube mélangeur 17 et dans celui-ci, au niveau de l'orifice de sortie 18 pour faire passer ainsi le carburant du réservoir 11 à travers le tube mélangeur 17 dans le pot 14. Le carburant ainsi puisé dans le réservoir 11 et qui arrive avec le carburant sortant de la buse à jet 16 dans le pot 14 est indiqué par des flèches 21 à la figure 2. La pompe à jet 15, qui fonctionne en permanence lorsque le moteur à combustion interne fonctionne, garantit ainsi qu'indépendamment du niveau de carburant dans le réser- voir 11, le pot d'aspiration 14 est toujours complètement rempli de carburant et que l'alimentation en carburant du mo- teur à combustion interne 10 puisse se faire sans difficulté jusqu'à un niveau de remplissage minimum. Un clapet anti-retour 22 est prévu dans le pot 14; ce clapet comprend un organe d'obturation 23 qui enjambe l'orifice de sortie 171 du tube mélangeur 17 et d'un levier coudé 24 portant l'organe d'obturation 23; l'extrémité du levier coudé éloigné de l'organe d'obturation est montée mo- bile en rotation dans le fond 142 du pot 14. L'organe d'obturation 23 est réalisé de préférence sous la forme d'un capuchon en coquille ou en cloche en matière élastique, qui s'appuie avec son bord sur la face frontale annulaire du tube mélangeur 17 et assure l'étanchéité de l'orifice de sortie 171. Le clapet anti-retour 22 est réalisé pour que, lorsque la pompe à jet 15 ne fonctionne pas, la pression du liquide dans le pot 14 presse le clapet avec son organe d'obturation 23 contre le côté extérieur du tube mélangeur 17 comme cela est représenté à la figure 7 et que lorsque la pompe à jet 15 fonctionne, le jet de carburant qui arrive sur l'organe d'obturation 23 peut écarter le levier coudé 24 pour que l'organe d'obturation 23 libère l'orifice de sortie 171 du tube mélangeur 17 comme cela est représenté à la figure 2. Aussi longtemps que la pompe à jet 15 fonctionne, la pression exercée par le jet de remplissage de la pompe 15 sur le cla- pet anti-retour 22 suffit pour maintenir le clapet anti- retour 22 en position écartée, contre la pression du liquide dans le pot 14. Lorsque le niveau du carburant est fait dans le réservoir 11 et qu'en plus le carburant est secoué par le vé- hicule circulant en courbe ou sur une pente, il peut arriver que la pompe à jet 15 émerge du carburant. Le jet libre qui sort alors de la buse à jet 16 ne peut plus absorber son énergie dans le volume de carburant et entraîner du carburant du réservoir 11 dans le pot 14. Le jet libre 17, puissant conserve néanmoins sa force d'impact au centre du clapet an- ti-retour 22 qui s'ouvre et le carburant revient du pot 14 dans le réservoir 11; très rapidement, le moteur à combus- tion interne ne reçoit plus suffisamment de carburant. Pour éviter un tel risque de vidage du pot 14, la pompe à jet 15 comporte des moyens évitant l'impact direct du jet libre 19 sortant de la buse à jet 16 sur le clapet anti-retour 22 et garantissant ainsi que lorsqu'il n'y a pas de carburant dans la zone d'aspiration de la pompe à jet, le jet libre 19 qui sort à vitesse élevée de la buse à jet 16 n'ouvre pas ou ne maintient pas ouvert le clapet anti-retour 22. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, ces moyens sont constitués par un organe brise-jet 25 prévu au centre du tube mélangeur 17 et dont le diamètre est légère- ment supérieur à la section du jet libre 19. L'organe brise- jet 25 est fixé sur une tige de fixation 26 traversant diamé- tralement le tube mélangeur 17 et qui est portée par la paroi intérieure du tube mélangeur. Dans les deux exemples de réa- lisation d'une part de la figure 2 et d'autre part des figu- res 3 et 4, la branche de support 26 fait corps avec le tube mélangeur 17 et l'organe brise-jet 25 fait corps au centre de la branche de fixation 26. C'est pourquoi à la figure 2, l'organe brise-jet 25 est en forme de disque ou de plaque; aux figures 3, 4, cet organe est en forme de demi-sphère dont la surface convexe est tournée vers la buse à jet 16. Dans l'exemple de réalisation des figures 5 et 6, la branche de fixation 26 est constituée par la traverse d'un étrier 30 en forme de U dont les deux branches 31, 32 reliées par la traverse 26 s'appliquent contre la paroi intérieure 172 du tube mélangeur 17. Chaque branche 31, 32 de l'étrier porte à son extrémité libre un bec 33, 34 radialement en saillie vers l'extérieur et qui, après mise en place de l'étrier de fixation 30 dans le tube mélangeur 17, passe ra- dialement par-dessus la face frontale du tube mélangeur 17 du côté tourné vers la buse à jet 16. L'organe brise-jet 25 est dans ce cas réalisé sous la forme d'un cône en une seule pièce avec l'étrier 30 dont la pointe du cône au centre de la traverse 26 est tournée vers la buse à jet 16. Dans l'exemple de réalisation de la pompe à jet des figures 7, 8 et dans les exemples de réalisation de la pompe à jet 15 selon les figures 9, 10, on évite un impact direct du jet libre 19 sur le clapet anti-retour 22 en réali- sant des organes déflecteurs dans l'ouverture centrale 161 de la buse à jet 16, ces organes déviant le jet libre 19 sortant de la buse à jet 16 par rapport à l'axe de la buse suffisam- ment pour que le jet rencontre la paroi intérieure 172 du tube mélangeur 17 et il libère son énergie. Dans l'exemple de réalisation des figures 7 et 8, l'organe déflecteur 35 est réalisé pour le jet libre 19 s'élargisse suivant une forme conique à partir de la buse à jet 16 comme cela est esquissé schématiquement à la figure 8. Dans l'exemple de réalisation des figures 9 et 10, plusieurs organes déflecteurs 36 sont prévus dans l'orifice central 161 de la buse pour diviser le jet libre 19 en plusieurs jets partiels 191, 192 situés sur une enveloppe conique partant de l'ouverture 161 de la buse comme cela est indiqué schématiquement aux figures 9 et 10. Mais, ces diffé- rents jets partiels 191, 192 arrivent avant l'orifice de sor- tie 171 du tube mélangeur 17 sur la paroi intérieure 172 du tube mélangeur 17 pour y libérer leur énergie sans exercer aucune force sur le clapet anti-retour 22. Sur le plan de la fabrication, on obtient ces jets partiels 191, 192 de la ma- nière la plus simple en réalisant l'organe déflecteur 36 en une seule pièce avec le corps de la buse à jet et avec des perçages 361 partant de la face frontale de la buse à jet 16; ces perçages font un angle aigu par rapport à l'axe de la buse et débouchent dans l'orifice central 161 de la buse. Les per,çages 361 sont de préférence répartis de manière équi- distante sur un cercle primitif. Dans l'exemple de réalisation de la figure 10, le tube mélangeur 17 comporte en outre à proximité de sa sortie 171, un épaulement tubulaire 173, annulaire, venant radiale- ment en saillie vers l'intérieur; cet épaulement fait corps avec le tube mélangeur 17. L'association entre le tube mélan- geur 17 et la buse à jet 16 est choisie pour que les jets partiels 191, 192 situés sur l'enveloppe conique partant de la buse à jet 16 rencontrent la face frontale annulaire de l'épaulement tubulaire 173. Cet épaulement tubulaire 173 peut également être prévu dans l'exemple de réalisation des figu- res 7 et 8, de sorte que le jet libre 19, élargi suivant une forme conique, rencontre la face frontale de l'épaulement tu- bulaire 173 en libérant son énergie. Il R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Dispositif pour alimenter en carburant un moteur à com- bustion interne (10) d'un véhicule automobile à partir d'un réservoir (11) comprenant un pot accumulateur (14) placé dans le réservoir (11), une pompe d'alimentation en carburant (20) qui aspire le carburant du pot (14) et une conduite d'alimentation (12) reliée au moteur à combustion interne (10), une conduite de retour (13) pour le retour du carburant vers le réservoir (11) et une pompe à jet (15) dans le réser- voir (11) avec une buse à jet (16) reliée à la conduite de retour (13), un tube mélangeur (17) sensiblement aligné sur la buse à jet (16) et débouchant dans le pot (14) et un ori- fice d'aspiration (18) situé entre la buse à jet (16) et le tube mélangeur (17), caractérisé en ce qu' un clapet anti-retour (22) fermant la sortie (171) du tube mélangeur est prévu dans le pot (14) et ce clapet est tel que sous l'effet du jet de carburant transféré du réservoir (11) dans le pot (14) par la pompe à jet (15), il se dégage de la sortie (171) du tube mélangeur contre la pression du carbu- rant contenu dans le pot (14). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (22) comprend un organe d'obturation (23) qui recouvre la sortie (171) du tube mélangeur et un le- vier coudé (24) portant l'organe d'obturation (23), et dont l'extrémité éloignée de l'organe d'obturation est montée pi- votante dans le pot (14). 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (23) comprend un capuchon en forme de coquille ou de cloche en matière élastique qui s'applique par son bord de coquille ou de capuchon contre la face frontale annulaire du tube mélangeur (17). 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pompe à jet (15) comprend des moyens évitant une arrivée directe du jet libre de carburant (19) sortant de la buse à jet (16) sur le clapet anti-retour (22). ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens comprennent un organe brise-jet (25) au centre du tube mélangeur (17) et dont le diamètre est légèrement supé- rieur à celui de la section du jet libre (19) de carburant sortant de l'orifice central (161) de la buse à jet (16) 6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe brise-jet (25) est réalisé sur une branche (26) tra- versant diamétralement le tube mélangeur (17) 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la branche de support (26) fait corps avec le tube mélangeur (17). 8 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la branche de support (26) est constituée par la traverse d'un étrier de fixation (30) en forme de U dont les deux branches (31, 32) reliées par la traverse s'appliquent contre la paroi interne (172) du tube mélangeur (17) 9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque branche d'étrier (31, 32) porte à son extrémité libre un bec (33, 34) venant radialement en saillie vers l'exté- rieur et passant radialement par dessus la face frontale du tube mélangeur (17) du côté tourné vers la buse à jet (16) ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'organe brise-jet (25) est une demi-coquille ou une demi- sphère dont la surface convexe est tournée vers la buse à jet (16). 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, 1) caractérisé en ce que l'organe brise-jet (25) est un cône dont la pointe est tour- née vers la buse à jet (16). 12 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'organe brise-jet (25) est un disque (27) ou une plaque. 13 ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens comprennent au moins un organe déflecteur (35, 36) prévu dans la buse à jet (16) et qui dévie le jet libre (19) de carburant sortant de la buse à jet (16) par rapport à l'axe de la buse suffisamment pour que le jet soit tangent à la paroi intérieure (172) du tube mélangeur (17). 14 ) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'organe déflecteur (35) est placé dans l'orifice central (161) de la buse à jet (16) et forme un jet libre (19) de carburant élargi suivant une enveloppe conique. ) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que plusieurs organes déflecteurs (36) sont placés dans l'ouverture centrale (161) de la buse à jet (16) pour diviser le jet libre de carburant (19) en plusieurs jets partiels (191, 192) situés sur une enveloppe conique partant de l'orifice (161) de la buse. 16 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le tube mélangeur (17) comporte à proximité de sa sortie (171), un épaulement annulaire (173) venant radialement en saillie vers l'intérieur et l'association entre le tube mé- langeur (17) et la buse à jet (16) est définie pour que le jet libre (19) de carburant sortant de la buse à jet (16) rencontre la face frontale de cet épaulement tubulaire (173).