Brevet FR2772083A1 — publié le 19990604

L'invention concerne de façon générale un circuit de distribution de carburant à un moteur de véhicule et, plus précisément, un module à pompe de carburant construit afin qu'il soit disposé dans un réservoir de carburant du véhicule. Certains circuits de distribution de carburant uti- lisent une pompe électrique de carburant placée à l'inté- rieur d'un réservoir de carburant du véhicule pour aspirer le carburant du réservoir et le transmettre sous pression au moteur du véhicule. Les matières contaminantes contenues dans le réservoir, par exemple les laitiers de soudage ou les autres matières résiduelles de la fabrication du réser- voir ainsi que les matières contaminantes ajoutées dans le réservoir pendant son utilisation, peuvent détériorer la pompe de carburant si elles peuvent pénétrer dans celle-ci et elles affectent alors beaucoup la durabilité et la fiabilité de la pompe de carburant. Pour que les matières contaminantes les plus nocives au moins ne puissent pas entrer dans la pompe de carburant, on a placé des filtres de carburant de divers matériaux près de l'entrée de carburant de la pompe pour piéger ces matières contaminantes. Ces filtres de carburant ont en général une dimension relati- vement petite, ils sont placés en position directement adja- cente à l'entrée de la pompe de carburant, et ils sont fixes à cette entrée. Pendant l'utilisation, le carburant circule dans un sens à travers le filtre de carburant et les matières conta- minantes piégées par le filtre bouchent les pores du matériau de filtration et réduisent ainsi le débit de carburant dans le filtre. Ce débit réduit de carburant dans le filtre puis vers la pompe peut provoquer une détério- ration de la pompe de carburant car il oblige celle-ci à aspirer suffisamment de carburant par son entrée pour trans- mettre une quantité suffisante de carburant au moteur du véhicule. Dans des cas extrêmes, le filtre de carburant peut être bouché au point que la quantité de carburant transmise au moteur est insuffisante et affecte de façon considérable les performances du moteur. Un module à pompe de carburant placé dans un réservoir de carburant de véhicule comporte une pompe de carburant destinée à aspirer le carburant du réservoir et à le transmettre sous pression au moteur du véhicule, et une pompe à éjecteur entraînée par la pompe de carburant est destinée à réduire la pression dans le module nécessaire pour l'aspiration du carburant du réservoir dans une car- touche de filtre du module lorsque la pompe fonctionne. Lorsque la pompe ne fonctionne pas, par exemple lorsque le véhicule n'est pas utilisé, la pompe à éjecteur cesse de fonctionner et la pression dans le module revient à la pression du réservoir de carburant. Lorsque le niveau de carburant dans le réservoir est inférieur à celui du module de la pompe de carburant, une partie du carburant du module revient vers le réservoir à travers la cartouche de filtre du module et chasse ainsi certaines au moins des matières contaminantes piégées par le filtre. La pompe à éjecteur est de préférence placée près de l'entrée de la pompe de carburant en communication avec une colonne qui communique elle-même avec la partie supérieure de l'intérieur du module à pompe de carburant. La pompe à éjecteur comprend une buse dans laquelle est évacuée une partie du carburant de la pompe de carburant et un orifice de diamètre réduit disposé dans le passage qui se trouve en aval de la buse et par lequel le carburant circule pour créer une réduction de pression près de l'orifice. La réduc- tion de pression est de préférence communiquée à l'entrée de la pompe de carburant pour l'aspiration de carburant par l'entrée et vers la pompe de carburant. La chute de pression dans le passage provoque aussi l'aspiration de vapeurs de carburant placées à l'intérieur du module à pompe de carburant par l'extrémité supérieure de la colonne, puis les vapeurs sont soit aspirées dans la pompe de carburant, soit évacuées par l'extrémité aval de la colonne et dans le réservoir de carburant. L'entrée de la pompe de carburant a de préférence un clapet de retenue qui est adjacent afin qu'il empêche la circulation du carburant de la colonne vers l'extérieur de l'entrée lorsque la pompe de carburant ne fonctionne pas de manière qu'une réserve de carburant soit maintenue près de l'entrée de la pompe de carburant. Ainsi, lorsque la pompe de carburant ne fonctionne pas et la pompe à éjecteur ne fonctionne pas non plus et le carburant du réservoir revient vers le réservoir principal, une réserve de carburant reste près de l'entrée de la pompe de carbu- rant. De cette manière, la pompe à éjecteur est amorcée et la pompe de carburant peut aspirer pratiquement la totalité du carburant du réservoir pour permettre le fonctionnement du moteur, même dans les conditions dans lesquelles le niveau de carburant est extrêmement réduit. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention concernent la réalisation d'un module à pompe de carburant perfectionné qui augmente la durée d'utilisation du filtre de carburant, qui augmente la surface de filtra- tion du carburant, qui améliore la filtration du carburant, qui chasse les matières contaminantes du filtre de carburant pendant l'utilisation, qui maintient un réservoir de carburant près de l'entrée de la pompe de carburant même lorsque le niveau du carburant dans le réservoir est extrê- mement bas, qui prolonge la durée de service de la pompe de carburant, qui évacue les vapeurs de carburant chaud du module à pompe de carburant, qui maintient un plus grand niveau de carburant dans le module à pompe de carburant, qui est durable et fiable et qui a une réalisation relativement simple, une fabrication rentable et une très longue durée de service. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 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 coupe d'un module à pompe de carburant selon l'invention; la figure 2 est une coupe du module à pompe de carbu- rant suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe représentant une plaque infé- rieure de pompe d'un élément de turbine de la pompe de carburant; la figure 4 est une coupe d'une plaque supérieure de la pompe de carburant; et la figure 5 est une coupe partielle de la base de la pompe de carburant et des éléments de pompage. On se réfère plus précisément aux dessins; la figure 1 représente un module 10 à pompe de carburant placé dans un réservoir 12 de carburant d'un véhicule près du fond du réservoir 12. Un pompe 14 de carburant à moteur électrique est logée dans le module et possède une entrée 16 placée près du fond du module 10 pour l'aspiration du carburant du module 10, et une sortie 18 communiquant avec une conduite de carburant destinée à transmettre le carburant sous pres- sion au moteur du véhicule. Une pompe 20 à éjecteur qui communique avec l'entrée 16 de la pompe et qui est logée dans une colonne montante 22 crée une plus grande réduction de pression dans le module 10 pour l'aspiration du carburant dans le module 10 à travers un filtre annulaire 24 d'un ensemble à cartouche 26 de filtre du module 10, le carburant pouvant alors être aspiré dans la pompe 14 avant d'être transmis au moteur. Un régulateur 28 de dérivation évacue de préférence l'excès de carburant transmis par la sortie 18 de la pompe 14 dans le module 10. Lorsque la pompe de carburant 14 ne fonctionne pas, par exemple lorsque le véhicule n'est pas utilisé et en consé- quence la pompe à éjecteur 20 ne fonctionne pas, la pression dans le module 10 revient à une valeur égale à celle du réservoir 12. Lorsque le niveau du carburant dans le réser- voir 12 est inférieur à celui du module 10, une partie du carburant du module 10 revient dans le réservoir 12 à travers le filtre 24 et chasse une partie au moins des matières contaminantes piégées par le filtre 24 et réduit donc le bouchage du filtre 24 et assure un débit suffisant de carburant à travers le filtre 24 lorsque la pompe 14 fonctionne. Le module 10 possède un boîtier 29 qui comporte un capuchon supérieur 30 fixé à la cartouche annulaire 26 de filtre par une bande circonférentielle 32. La sortie 18 de la pompe de carburant passe par une ouverture 34 formée dans le capuchon 30, de préférence avec un léger ajustement par coincement qui assure la formation d'un joint d'étanchéité tel que le carburant ne peut pas entrer dans le module par l'ouverture 34. La cartouche 26 de filtre comprend le filtre annulaire 24 logé entre un anneau supérieur 36 adjacent au capuchon 30 et une base annulaire 38 formant une paroi infé- rieure plate de façon générale 40 placée près de la paroi de fond 42 du réservoir 12 de carburant. Le capuchon 30 a une cavité 44 qui fait communiquer la colonne montante 22 avec le réservoir de carburant 12. La bande 32 est légèrement au-dessus de l'extrémité aval de la colonne 22, et, avec le capuchon 30 et l'anneau 36, elle forme une réserve annulaire 46 grâce à laquelle la cavité conserve une petite quantité de carburant. Un clapet de retenue 48 adjacent à l'entrée 16 de la pompe empêche la sortie du carburant de la colonne 22, de la cavité 44 et de la réserve 46 et de la pompe 14 de carburant par la sortie 18 de la pompe 14 de carburant lorsque celle-ci ne fonc- tionne pas. L'extrémité supérieure 50 de la colonne 22 communique de préférence avec l'intérieur du module 10 en position adjacente de façon générale à la partie supérieure du capu- chon 30 et l'extrémité aval 52 de la colonne 22 communique de préférence avec le réservoir 12 de carburant par la cavité 44 afin que le carburant soit évacué dans la réserve 46 et le réservoir 12. Une soupape 54 de ventilation est de préférence placée près de l'extrémité aval 52 de la colonne 22 afin que les vapeurs de carburant de la colonne 22 puissent s'échapper dans le réservoir 12 de carburant. Un filtre 56 adjacent à l'extrémité aval 52 permet la circu- lation des vapeurs et filtre tout courant en sens inverse allant du réservoir 12 dans l'extrémité aval 52 de la colonne 22. Les vapeurs de carburant du module à pompe de carburant sont aspirées par l'extrémité supérieure 50 de la colonne 22 lorsque la pompe à éjecteur 20 fonctionne et sont évacuées par l'extrémité aval 52 de la colonne 22 dans le réservoir 12, ou une partie seulement des vapeurs peut être évacuée dans la pompe 14 de carburant, afin que les vapeurs de carburant soient évacuées du module 10 et soient trans- formées en carburant liquide si bien que la quantité de vapeurs de carburant du circuit est réduite. La pompe 14 de carburant a une enveloppe externe tubulaire 60 ayant deux extrémités ouvertes 62, 64 dont l'une 62 loge un capuchon 66 d'extrémité de sortie en butée contre un rebord 68 qui s'étend vers l'intérieur afin que le capuchon d'extrémité 66 de sortie soit retenu et l'autre extrémité 64 loge un épaulement circulaire 70 formé dans un boîtier 72 de base de la pompe et est roulée autour de cet épaulement, un joint d'étanchéité 74 étant placé entre eux pour empêcher les fuites. Le boîtier 72 de base de la pompe a une cavité cylindrique 76 formée afin qu'elle loge partiellement une extrémité d'un arbre 78 d'une armature 79 logée dans un stator 81 d'un moteur électrique d'entraî- nement. Un élément de turbine 80 est entraîné en rotation de manière que sa périphérie se déplace dans un canal annulaire de pompage 82 (figure 4) formé d'un premier côté par un canal annulaire 83 dans un boîtier supérieur 84 et, de l'autre côté, par un canal annulaire 86 (figure 3) réalisé à la face supérieure du boîtier 72 de base de la pompe. Comme l'indiquent les figures 3 et 4, dans chaque canal 83, 86, un arrangement circonférentiel de gorges 88 ayant de façon générale une orientation radiale est formé, radia- lement vers l'intérieur depuis les canaux de pompage 83, 86. Un orifice d'entrée 90 est formé dans le boîtier 72 de base de la pompe et un orifice 92 de sortie de la pompe du boîtier 72 débouche vers un passage 94 de dérivation formant un éjecteur latéral. Dans le boîtier 84, un passage prin- cipal 96 de sortie de la pompe débouche vers la chambre de l'armature et vers la sortie 18 de la pompe de carburant. Le passage 94 de dérivation s'étend dans la colonne 22 et rejoint une buse 98 formant éjecteur qui débouche dans un venturi 100 formé dans la colonne 22. Le clapet de retenue 48 est adjacent à la chambre 102 d'entrée de carburant de la pompe et a une construction telle qu'il admet le carburant par l'entrée 16 de la pompe 14 et empêche la circulation en sens inverse du carburant dans l'entrée 16. Fonctionnement Pendant l'utilisation, lorsque la pompe 14 de carburant est alimentée, le carburant est aspiré du réservoir 12 à travers le filtre annulaire 24 et par l'entrée 16 de la pompe 14 de manière que le carburant sous pression soit transmis par la sortie 18 de la pompe 14 au moteur du véhicule. Une partie du carburant aspiré dans l'entrée 16 est transmise au passage 94 de dérivation et est évacuée par la buse 98 de l'éjecteur et le venturi associé 100 en aval de la buse 98. Le débit dans le venturi 100 de diamètre réduit crée une perte de charge ou réduction de pression près du venturi 100, communiquée par l'entrée 16 de la pompe 14 et aussi par l'intérieur du module 10 et l'extrémité supérieure 50 de la colonne 22. Cette réduction de pression du module 10 provoque l'aspiration de carburant dans le module 10 à travers le filtre 24 et le maintien d'un niveau de carburant plus élevé dans le module 10, même lorsque la quantité de carburant du réservoir 12 est réduite. Le régulateur 28 de dérivation évacue l'excès de carburant dans le module 10 et transmet aussi le carburant à l'intérieur du module de manière qu'une réserve de carburant soit maintenue près des entrées 16 et 90, 91. Les vapeurs se trouvant à la partie supérieure du module 10 sont aspirées par l'extrémité supérieure 50 de la colonne 22 et évacuées par l'extrémité aval 52 dans le réservoir 12 de carburant comme décrit précédemment. Lorsque la pompe 14 de carburant ne fonctionne pas et donc n'entraîne pas la pompe à éjecteur 20, par exemple lorsque le véhicule ne fonctionne pas, la pression dans le module 10 est égale à celle du réservoir 12 de carburant et, lorsque le niveau de carburant dans le réservoir 12 est inférieur au niveau de carburant dans le module 10, une partie du carburant du module 10 revient vers le réservoir 12 à travers le filtre 24 jusqu'à ce que les niveaux de carburant du module 10 et du réservoir 12 soient égaux. Cette circulation en sens inverse à travers le filtre 24 a un effet de nettoyage qui tend à chasser les matières conta- minantes du filtre 24 et donc à prolonger considérablement la durée de vie du filtre 24 par maintien de celui-ci à un état relativement propre. Le clapet de retenue 48 empêche le carburant de la cavité 44, de la réserve 46, de la colonne 22 et de la pompe 14 de carburant de revenir par l'entrée 16 de la pompe 14 si bien que la pompe à éjecteur 20 reste amorcée et garde une réserve limitée de carburant à l'entrée 16 même lorsque le niveau de carburant dans le réservoir 12 est extrêmement bas. Le fonctionnement en deux étapes dont la première est l'aspiration du carburant dans le module 10 à pompe de carburant et la seconde l'aspiration du carburant dans la pompe de carburant 14, et la circulation associée en sens inverse du carburant sortant du module 10 vers le réservoir 12 lorsque la pompe 14 ne fonctionne pas, s'oppose à une accumulation excessive des matières contaminantes dans le filtre 24 de carburant et permet ainsi l'obtention d'un débit maximal pratiquement constant de carburant dans le filtre 24 pendant toute sa durée de service. Cette dispo- sition donne suffisamment de carburant aux entrées 16 et 90, 91 de la pompe de carburant 14 si bien que la durée de vie de cette pompe 14 est accrue et la pompe 14 peut transmettre une quantité suffisante de carburant au moteur afin qu'il fonctionne de manière régulière et reproductible. 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 élé- ments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Module à pompe de carburant ayant une construction telle qu'il est destiné à être placé à l'intérieur d'un réservoir de carburant d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: une pompe (14) de carburant à moteur électrique ayant une entrée et une sortie, un boîtier entourant la pompe (14) de carburant et ayant au moins une entrée par laquelle le carburant circule du réservoir vers le boîtier, une pompe secondaire (20) placée dans le boîtier afin qu'elle réduise la pression dans le boîtier, et au moins un filtre (24) qui entoure l'entrée dans le boîtier si bien que la pompe (14) de carburant aspire le carburant dans le boîtier à travers le filtre (24) et la pompe secondaire (20) crée une perte de charge dans le boîtier, provoquant l'augmentation du niveau de carburant dans le boîtier lorsque la pompe (14) de carburant fonc- tionne et, lorsque la pompe (14) de carburant ne fonctionne pas, le carburant du module (10) revient vers le réservoir à travers le filtre (24), au moins dans certaines conditions de remplissage de carburant, si bien que certaines matières contaminantes au moins du filtre (24) sont chassées. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier comporte un capuchon supérieur (30) placé sur une cartouche annulaire (26) de filtre, et l'entrée du boîtier est délimitée par la cartouche annulaire (26) de filtre. 3. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une colonne (22) placée dans le module (10) et communiquant avec une partie supérieure de l'intérieur du module (10) à pompe de carburant à une première extrémité et avec le réservoir de carburant à l'autre extrémité, et, entre ces extrémités, elle communique avec la pompe secondaire (20). 4. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pompe secondaire (20) est une pompe à éjecteur ayant une buse par laquelle le carburant est évacué vers un orifice de diamètre réduit placé en aval de la buse et créant une perte de charge près de l'orifice, transmise à l'intérieur du module (10) à pompe de carburant par la colonne (22). 5. Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pompe à éjecteur (20) est adjacente à l'entrée de la pompe (14) de carburant afin qu'elle aspire du carburant à travers cette entree. 6. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet placé près de l'entrée de la pompe (14) de carburant et destiné à empêcher la circu- lation en sens inverse du carburant depuis l'entrée de la pompe (14) de carburant. 7. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier a une forme générale cylindrique, et l'entrée du boîtier comporte plusieurs ouvertures espacées circonfé- rentiellement et entourées chacune par un filtre unique. 8. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un passage adjacent de façon générale à la sortie de la pompe (14) de carburant et par lequel l'excès de carburant transmis par la pompe (14) de carburant est évacué dans le module (10). 9. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier a une ouverture de sortie par laquelle les vapeurs de carburant présentes dans le boîtier sont trans- mises au réservoir de carburant. 10. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (24) est annulaire et est placé autour du module (10) à pompe de carburant et recouvre chacune de ses entrées. 11. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet de retenue adjacent à l'entrée de la pompe (14) de carburant et ayant une construction telle qu'il empêche la circulation en sens inverse du carburant provenant de l'entrée de la pompe (14) de carburant afin que le carburant soit maintenu dans la colonne montante (22) et dans la pompe (14) de carburant lorsque la pompe (14) de carburant ne fonctionne pas.