Brevet FR2781187A1 — publié le 20000121

L'invention concerne un système d'égalisation de pression pour un réservoir de carburant d'un moteur à combustion interne, en particulier pour instruments de travail portatifs, guidés manuellement, tels que des tronçonneuses à meule ou à chaîne ou des appareils ana- logues, dans lesquels un mélange air-carburant peut être amené au moteur à travers un carburateur relié d'un côté à travers un canal d'aspiration au côté air épuré d'un filtre d'air aspiré et aspirant d'un autre côté du carburant d'une chambre de régulation remplie de carburant, lequel provient d'un réservoir de carburant et s'écoule dans la chambre de régulation à travers une soupape d'arrivée commandée par une membrane de régulation, et dans lesquels est prévu un dispositif d'aide au démarrage comprenant une conduite d'aspiration raccordée à la chambre de régulation et une conduite de retour raccordée au réservoir. Par le document EP 0 688 948 A2, on connaît un carburateur pour le moteur à combustion interne d'un in-strument de travail sous la forme d'une tronçonneuse à chaîne. L'air nécessaire à la combustion est aspiré à partir de l'environnement à travers un filtre d'air as- piré et un canal d'aspiration, tandis que le carburant à ajouter en mélange à l'air est amené à partir d'un réservoir de carburant à travers un carburateur. Celui- ci possède une chambre de régulation délimitée par une membrane et remplie de carburant. La membrane commande d'un côté une soupape d'arrivée de la chambre de régulation et délimite de l'autre côté une chambre de compensation située du côté sec de la membrane de régulation. Une pompe de carburant est prévue dans le corps du carburateur pour refouler le carburant dans la chambre de régulation. A partir de celle-ci, le carburant parvient jusqu'à des gicleurs à travers lesquels il pénètre dans le canal d'aspiration. Un dispositif d'aide au démarrage du moteur à combustion interne est prévu en outre dans la disposi- tion connue. Ce dispositif élimine les bulles de vapeur créées dans le carburateur lorsque le moteur est à l'arrêt et qui entraveraient - sans cette élimination - le départ du moteur lors d'une tentative de démarrage consécutive. Ce dispositif d'aide au démarrage, branché entre la chambre de régulation et le réservoir de carburant, permet de remplir de carburant le système d'alimentation. Les tentatives de démarrage s'effectuent ensuite avec un système d'alimentation rempli de carburant, ce qui garantit un départ rapide du moteur après un petit nombre de tentatives de dé- marrage. Le réservoir de carburant de tels instruments de travail est hermétiquement fermé afin d'éviter des fuites, même dans les positions d'utilisation les plus diverses de l'appareil. La consommation de carburant dûe au fonctionnement du moteur entraîne l'établissement d'une dépression dans le réservoir. Il peut en résulter une si forte diminution du débit de carburant que des perturbations se produisent dans le fonctionnement du carburateur à alimenter ou dans celui du moteur alimenté par le carburateur. Par le document DE 43 29 876 Al, on connaît un dispositif permettant une admission d'air à l'aide d'une soupape d'admission d'air installée sur un orifice ménagé à cet effet en supplément sur le réservoir. Il est possible aussi de doter le réservoir de carburant d'une soupape d'échappement d'air afin de supprimer une surpression créée par échauffement. De tels dispositifs, dans lesquels les soupapes d'admission ou d'échappement communiquent directement avec l'atmosphère, sont généralement désignés par "systèmes ouverts". Le document DE 196 04 288 Cl décrit un "système fermé" pour admettre de l'air dans le réservoir de carburant et pour permettre l'échappement d'air de ce réservoir. Ce système est basé sur la disposition d'une conduite d'égalisation de pression, comprenant une soupape d'admission et d'échappement d'air, entre le canal d'aspiration et un récipient d'égalisation raccordé au réservoir de carburant lui-même. La liaison de la conduite d'égalisation de pression au canal d'aspiration, ou à un canal de compensation raccordé à la chambre de compensation, forme un système fermé qui empêche dans une large mesure la sortie de carburant dans l'atmosphère lorsque l'instrument de travail est utilisé dans les règles de l'art. Le but de l'invention est de perfectionner un système d'égalisation de pression, du type générique indiqué au début, de manière qu'un niveau de pression indésiré dans le réservoir de carburant soit empêché pour une dépense minimale. Conformément à l'invention, on obtient ce ré- sultat par un système d'égalisation de pression, du type spécifié, qui est caractérisé en ce qu'une soupape d'égalisation de pression pour le réservoir est raccordée à la conduite de retour du dispositif d'aide au démarrage, soupape qui communique par son autre côté avec le canal d'aspiration. Le dispositif d'aide au démarrage consiste de préférence en une pompe de démarrage avec une soupape combinée qui est raccordée par la conduite d'aspiration à la chambre de régulation et par la conduite de retour au réservoir de carburant. Un actionnement manuel ou automatique de la pompe de démarrage, lors du lancement du moteur à combustion interne, fait circuler du carburant ensemble avec les bulles de vapeur ou des inclusions d'air se formant dans le carburant quand le moteur est à l'arrêt. Ce mélange de fluides - constitué de carburant, de bulles de vapeur et/ou d'air - est acheminé à travers la conduite d'aspiration et la conduite de retour jusqu'au réservoir. La chambre de régulation est ainsi remplie obligatoirement de carburant liquide et un débit de carburant suffisant pour le démarrage du moteur, à travers un ou plusieurs gicleurs de ralenti, est garanti. La disposition d'une soupape d'égalisation de pression sur la conduite de retour entre le dispositif d'aide au démarrage et le réservoir évite un raccordement supplémentaire au réservoir. Cette soupape comprend de préférence une soupape ou un clapet en bec de canard pour l'admission d'air et une tête de soupape en forme de champignon, pourvue d'un bord flexible de fermeture étanche appliqué contre un siège de soupape, pour l'échappement d'air. Quand le moteur tourne, une dépression s'éta- blit dans le réservoir en raison du prélèvement de carburant. Comme la soupape de compensation de pression est conçue pour permettre une admission d'air, par exemple du fait qu'elle comporte un clapet en forme de bec de canard, une dépression peut être évitée par une admission d'air extérieur. Cet air est aspiré, à travers le conduit d'égalisation de pression, à partir du côté air épuré du filtre à air, ce qui garantit que des saletés ne puissent pas polluer le carburant. Selon un développement de l'invention, la soupape d'égalisation de pression est conçue aussi pour permettre l'échappement d'air du réservoir de carburant. Lorsqu'une surpression commence à s'établir dans le réservoir, cette surpression écarte le bord de fermeture étanche de son siège, de sorte que les vapeurs enrichies de buées de carburant peuvent être envoyées directement à travers le conduit d'égalisation de pression au côté air épuré du filtre d'air aspiré. Comme le bord de fermeture étanche libère l'orifice d'échappement d'air seulement lorsqu'un seuil de pression déterminé dans le réservoir est dépassé, il ne se produira pas d'écoulement de carburant hors de la chambre de régulation et à travers le système de ventilation pendant le pompage au moyen du dispositif d'aide au démarrage, puisque la pression ainsi engendrée est inférieure au seuil. La soupape d'égalisation de pression permet cependant l'échappement d'air, éventuellement avec des buées de carburant, si une élévation de pression préfixée s'établit dans le réservoir. Même si une faible quantité de carburant passe dans ce cas à travers la soupape d'égalisation dans le conduit d'égalisation de pression, le fonctionnement n'en sera pas affecté puisque le carburant, en entrant dans le canal d'aspiration ou dans la boîte contenant le filtre à air, est absorbé par l'air de combustion entrant et di- rigé à travers le diffuseur ou venturi vers le moteur. Grâce à l'utilisation d'une conduite déjà présente pour raccorder le système d'admission et d'échappement d'air du réservoir de carburant, un raccordement supplémentaire au réservoir n'est pas nécessaire. De cette manière, le système de ventilation du réservoir peut être agencé dans une position protégée et facile à adapter à l'instrument de travail. Il devient ainsi possible d'installer ce système sous un faible encombrement à proximité du carburateur à membrane et du réservoir, ce qui conduit notamment aussi à des coûts de fabrication moindres. On expliquera ci-après plus en détail des exemples de réalisation de l'invention par la description et le dessin, qui est une représentation schématique d'un système d'alimentation en carburant, comprenant un carburateur à membrane, pour un moteur à combustion interne. Le système d'alimentation en carburant repré- senté schématiquement sur la figure 1, avec les variantes de soupape selon les figures la, lb et lc dans la partie encerclée, comprend essentiellement un carburateur à membrane 1 pour un moteur à combustion interne 9, un canal d'aspiration 13, un réservoir de carburant 16 et un dispositif 21 d'aide au démarrage. Le réservoir 16 présente un orifice de remplissage 6 avec un bouchon ou un autre dispositif de fermeture 18. Le moteur 9 comprend un carter-moteur 10 avec un cylindre 11 auquel un mélange air-carburant peut être amené par le canal d'aspiration 13 pour faire fonctionner le moteur 9. Le mélange air-carburant est formé dans le carburateur à membrane 1, lequel aspire d'une part de l'air de combustion à travers un filtre d'air aspiré 14 et auquel est amené d'autre part le carburant, lequel est introduit, à partir d'une chambre de régulation 4, à travers des gicleurs - dont le dessin montre seulement, schématiquement, un gicleur principal 8 - dans le diffuseur ou venturi 15. Le carburant entrant dans le canal d'aspiration 13, s'y mélange avec l'air. Le carburant est amené à la chambre de régulation 4 à partir du réservoir 16 et à travers une soupape d'arrivée 7. Une pompe de carburant 20 est prévue pour l'amenée du carburant. Le raccord d'aspiration de cette pompe est relié par une conduite de carburant 19a au réservoir 16. Le raccord de refoulement de la pompe 20 communique par une conduite de carburant 19b avec la soupape d'arrivée 7, laquelle est commandée par une membrane de régulation 2 qui délimite la chambre 4. Par son autre côté ou côté sec, la membrane de régulation 2 délimite une chambre de compensation 3 reliée au canal d'aspiration 13 à travers un canal de compensation 12 entre le carburateur 1 et le filtre d'air aspiré 14, plus exactement son côté air épuré 27. Le résultat est que la dépression, augmentant sur le côté air épuré 27 à mesure que le filtre 14 s'encrasse, règne en même temps dans la chambre de compensation 3, de sorte que la dépression nécessaire à l'ouverture de la soupape d'arrivée 7 dans la chambre de régulation 4 est accrue. De cette manière, la diminution du débit d'air, à mesure que le filtre à air s'encrasse, peut être compensée par une addition de carburant réduite en conséquence, ce qui veut dire que le mélange air- carburant reste inchangé. Le réservoir 16 est relié par une conduite de retour 24 à un dispositif d'aide au démarrage 21 et, de là, par une conduite d'aspiration 23, à la chambre de régulation du carburateur à membrane 1. Comme on peut le voir sur le dessin, la conduite de retour 24 est raccordée au côté du réservoir 16 sur lequel se trouve son orifice 6 de remplissage en carburant, auquel est adjoint un bouchon ou un autre dispositif de fermeture 18. Le dispositif d'aide au démarrage 21 comprend une soupape combinée 22, constituée plus exactement d'un clapet en bec de canard 22b et d'un clapet en champignon 22a. Avant le lancement du moteur de l'appareil, la chambre de régulation 4 est remplie de carburant à l'aide du dispositif d'aide au démarrage 21. A cet effet, l'utilisateur appuie plusieurs fois de suite sur une coiffe élastique 21a de la taille d'un doigt de ce dispositif 21. Lors du vidage de la coiffe 21a, le carburant se trouvant sous celle-ci, y compris les bulles de vapeur ou les inclusions d'air qu'il contient, est envoyé par le clapet en bec de canard 22b de la soupape combinée 22 et à travers la conduite de retour 24 vers le réservoir 16. Le rappel automatique de la coiffe 21a à sa position initiale crée une dépression dans l'espace délimité par elle. Il en résulte d'une part la fermeture du passage sur l'extrémité dirigée vers la conduite de retour 24 du clapet en bec de canard 22b et, d'autre part, l'ouverture de la conduite d'aspiration 23, laquelle est normalement fermée par le clapet en champignon 22a de la soupape combinée 22. Du mélange de carburant, de vapeur et/ou d'air est ainsi aspiré à partir de la chambre de régulation 4 à travers la conduite d'aspiration 23. Pour l'échappement d'air du réservoir de carburant 16 et l'admission d'air dans ce réservoir, on a prévu une soupape d'égalisation de pression 25 réalisée à la façon d'une soupape combinée comprenant une soupape ou un clapet en champignon 25a et une soupape ou un clapet en bec de canard 25, et disposée dans un corps de soupape commun. Le clapet en champi- gnon 25a présente un bord élastiquement déformable de fermeture étanche 25d qui est appliqué à l'état fermé de ce clapet contre un siège de soupape. La soupape d'égalisation de pression 25 est raccordée d'un côté à la conduite de retour 24 du dispositif d'aide au démarrage 21 et, de l'autre côté, au canal d'aspiration 13, plus exactement au côté air épuré 27 du filtre d'air aspiré 14, à travers un conduit d'égalisation de pression faisant dans ce cas office de conduit d'échappement d'air 26. Le clapet en bec de canard 25b est de préférence intégré dans une tige axiale 25c du clapet en champignon 25a. Il ressort de ce qui vient d'être décrit que le côté de la soupape d'égalisation éloigné de la conduite de retour 24 est relié au côté air épuré 27 du filtre 14. On voit aussi que la soupape d'égalisation 25 est réalisée comme une soupape d'admission d'air 25b s'ouvrant en direction de la conduite de retour 24 et que, dans cet exemple, elle est réalisée en plus comme une soupape d'échappement d'air 25a s'ouvrant dans le sens contraire. Il est bien entendu possible de seulement prévoir une soupape d'admission ou une soupape d'échappement. Pendant un fonctionnement ininterrompu de l'appareil, du carburant du réservoir 16 est consommé. Comme ce réservoir est fermé hermétiquement, l'abaissement du niveau de carburant - désigné par 17 sur le dessin - s'accompagne en même temps d'une diminution de la pression dans le réservoir. Dans le but d'éviter des perturbations dans le fonctionnement du moteur 9 par défaut d'alimentation en carburant, de l'air, ayant de préférence la pression atmosphérique, est introduit dans le réservoir pour compenser la dépression créée. La suppression de cette dépression dans le réservoir est assurée par la soupape d'égalisation de pression 25 du fait que l'extrémité dirigée vers la conduite de retour 24 de la soupape ou du clapet en bec de canard 25b s'ouvre sous l'effet de la dépression et que de l'air, éventuellement ensemble avec des fractions de carburant, est envoyé à travers le conduit d'échappement/égalisation de pression 26 au côté air épuré 27, c'est-à- dire au canal d'aspiration 13. Dans le cas d'un fort échauffement de l'air environnant, une partie du carburant contenu dans le réservoir 16 s'évapore, ce qui entraîne une élévation de la pression dans le réservoir. Quand la surpression atteint un seuil préfixé, le bord flexible de fermeture étanche 25d de la soupape ou du clapet en champignon a se soulève de son siège et libère l'accès au conduit d'égalisation de pression, en l'occurrence d'échappement d'air 26, de sorte que la surpression peut être détendue dans le canal d'aspiration 13. Afin que la réduction de la pression s'effectue principalement par échappement d'air, la conduite de retour 24 est raccordée à la paroi du réservoir 16 située au-dessus du niveau de carburant 17 et sur laquelle se trouve aussi l'orifice de remplissage en carburant 6 et le bouchon ou un autre dispositif de fermeture 18 du réservoir. On décrira ci-après plus en détail les va- riantes de réalisation de la soupape 25 selon les figures la, lb et lc. La figure la montre une soupape en champignon 25b' en tant que soupape d'égalisation de pression, laquelle est prévue exclusivement pour l'admission d'air dans le réservoir 16. Comme déjà décrit pour le clapet en champignon 25a, la soupape b' est munie d'un bord élastique, bombé, 25d, qui assure la fermeture étanche dans le cas d'une chute de pression entre la conduite de retour 24 et le canal d'aspiration 13. Le bord 25d est écarté du siège de soupape 25c s'il se produit une chute de pression en sens inverse. Cette soupape en champignon 25b' possède un tenon central de fixation qui est à peu près perpendiculaire au plan du siège 25c et présente, à distance de la tête de soupape, pourvue du bord de fermeture étanche 25d, un épaississement semblable à un bourrelet. La variante selon la figure lb montre qu'à la place de la soupape en champignon, on peut également prévoir une soupape en bec de canard 25b en tant que soupape d'égalisation de pression dans le conduit d'égalisation de pression 26. La figure lc représente une variante de la soupape d'égalisation de pression comprenant une membrane 25f, chargée par un ressort e, qui sert d'obturateur. L'invention décrite dans ce qui précède pro- cure une ventilation de réservoir ne demandant pas de raccordement supplémentaire au réservoir 16, ce qui conduit à une construction plus favorable et plus souple tant en ce qui concerne le fonctionnement qu'en ce qui concerne les coûts. En plus de la soupape d'admission d'air, il est possible, facultativement, de prévoir une soupape d'échappement d'air qui reste fermée pendant le fonctionnement normal, si bien que, lorsque l'appareil est utilisé selon les règles de l'art, ni des gaz contenant du carburant, ni du5 carburant liquide ne peuvent s'échapper à l'extérieur. REVENDICATIONS 1. Système d'égalisation de pression pour un réservoir de carburant d'un moteur à combustion interne (9), en particulier pour instruments de travail porta- tifs, guidés manuellement, tels que des tronçonneuses à meule ou à chaîne ou des appareils analogues, dans les- quels un mélange air-carburant peut être amené au moteur (9) à travers un carburateur (1) relié d'un côté à travers un canal d'aspiration (13) au côté air épuré (27) d'un filtre d'air aspiré (14) et aspirant d'un autre côté du carburant d'une chambre de régulation (4) remplie de carburant, lequel provient d'un réservoir de carburant (16) et s'écoule dans la chambre de régulation (4) à travers une soupape d'arrivée (7) commandée par une membrane de régulation (2), et dans lesquels est prévu un dispositif d'aide au démarrage (21) comprenant une conduite d'aspiration (23) raccordée à la chambre de régulation (4) et une conduite de retour (24) raccordée au réservoir (16), caractérisé en ce qu'une soupape d'égalisation de pression (25) pour le réservoir (16) est raccordée à la conduite de retour (24) du dispositif d'aide au démarrage (21), soupape (25) qui communique par son autre côté avec le canal d'aspiration (13). 2. Système d'égalisation de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté de la soupape d'égalisation de pression (25) éloigné de la conduite de retour (24) est relié au côté air épuré (27) du filtre d'air aspiré (14). 3. Système d'égalisation de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la soupape d'égalisation de pression (25) est réalisée comme une soupape d'admission d'air (25b) s'ouvrant en direction de la conduite de retour (24). 4. Système d'égalisation de pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape d'égalisation de pression (25) est réalisée en plus comme une soupape d'échappement d'air (25a) s'ouvrant en sens contraire. 5. Système d'égalisation de pression selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la soupape d'admission d'air est réalisée comme une soupape ou un clapet en bec de canard (25b). 6. Système d'égalisation de pression selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la soupape d'admission est réalisée comme une soupape ou un clapet en champignon (25b'). 7. Système d'égalisation de pression selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la soupape d'admission d'air est réalisée comme une soupape à mem- brane chargée par ressort (25e, 25f). 8. Système d'égalisation de pression selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape d'égalisation de pression est une soupape combinée formée d'un clapet en bec de canard (25b) et d'un clapet en champignon (25a), le clapet en bec de canard (25b) étant de préférence intégré dans une tige axiale (25c) du clapet en champignon (25a). 9. Système d'égalisation de pression selon la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que le clapet en champignon (25a, 25b') présente un bord de fermeture étanche (25d) élastiquement déformable. 10. Système d'égalisation de pression selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la conduite de retour (24) est raccordée au côté du réser- voir (16) sur lequel se trouve un orifice de remplissage (6) pour le carburant, respectivement un dispositif de fermeture (18) du réservoir.