Brevet FR2799798A1 — publié le 20010420

Etat de la technique L'invention concerne un dispositif d'alimenta- tion en carburant pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un récipient d'accumulation disposé dans un réservoir d'approvisionnement du véhicule automobile, récipient d'accumulation à partir duquel un sous-ensemble de transfert aspire du carburant et le trans- fère vers le moteur à combustion interne, un circuit de re- tour à travers lequel le carburant transféré par le sous- ensemble de transfert et non utilisé par le moteur à com- bustion interne est renvoyé dans le réservoir d'approvi- sionnement, et une pompe à jet aspirant reliée au circuit de retour qui transfère du carburant à partir du réservoir d'approvisionnement dans le récipient d'accumulation. Un tel dispositif d'alimentation en carburant est connu par le document DE 195 04 565 Ai. Ce dispositif d'alimentation en carburant présente un récipient d'accumu- lation disposé dans un réservoir d'approvisionnement en carburant, récipient d'accumulation à partir duquel un sous-ensemble de transfert aspire du carburant et le trans- fère au moteur à combustion interne du véhicule automobile. En outre un circuit de retour recycle le carburant non uti- lisé par le moteur à combustion interne dans le réservoir d'approvisionnement. Au circuit de retour est raccordée une pompe à jet aspirant qui transfère le carburant du réser- voir d'approvisionnement dans le récipient d'accumulation. La pompe à jet aspirant garantit que le récipient d'accumu- lation contient une provision suffisante de carburant pou- vant être aspirée par le sous-ensemble de transfert. La pompe à jet aspirant est alimentée en permanence par le dé- bit de carburant ramené par la circuit de retour, le débit de carburant transféré par cette pompe débordant du réci- pient d'accumulation complètement plein dans le réservoir d'approvisionnement. Dans des circonstances déterminées de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple au ralenti ou à faible charge, le débit de carburant qui est ramené par la circuit de retour est relativement grand, et l'on a une grande quantité de débordement du récipient d'accumulation. Le carburant ramené par le circuit de re- tour étant en général plus ou moins fortement chaud, le vo- lume total de carburant dans le réservoir d'approvisionnement est réchauffé quand le récipient d'ac- cumulation déborde. Ceci rend plus difficile le respect des prescriptions relatives à l'étanchéité du réservoir d'ap- provisionnement en carburant, et fixant les quantités de matières polluantes qui peuvent s'échapper du réservoir d'approvisionnement en carburant au cours de périodes de temps déterminées. Avantages de l'invention Afin de remédier aux inconvénients ci-dessus, le dispositif d'alimentation en carburant selon l'invention est caractérisé en ce qu'une vanne de commande est disposée dans le circuit de retour en amont de la pompe à jet aspi- rant, et présente un flotteur porté par le carburant dans le récipient d'accumulation dans la zone d'un remplissage maximal, flotteur qui peut déplacer un organe de la vanne de commande, qui dans une première position, quand le ni- veau de remplissage dans le récipient d'accumulation se trouve en dessous du niveau maximal de remplissage, établit une liaison du circuit de retour avec la pompe à jet aspi- rant, et qui dans une deuxième position quand le niveau de remplissage est maximal dans le récipient d'accumulation coupe la liaison du circuit de retour avec la pompe à jet aspirant, le circuit de retour débouchant alors dans le ré- cipient d'accumulation. Le dispositif d'alimentation en carburant selon l'invention a ainsi l'avantage de ne remplir le récipient d'accumulation par la pompe à jet aspirant que lorsque le récipient d'accumulation n'a pas encore atteint son état maximum de remplissage; quand le récipient d'accumulation a atteint son état maximum de remplissage, la pompe à jet aspirant est débranchée et le récipient d'accumulation n'est alors plus rempli qu'avec la quantité de carburant ramenée par le circuit de retour, de sorte que le déborde- ment du récipient d'accumulation est réduit et que l'échauffement du carburant dans le réservoir d'approvi- sionnement est faible. Ceci permet de respecter les pres- criptions en ce qui concerne l'étanchéité du réservoir d'approvisionnement. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - la vanne de commande est fixée ou est intégrée au réci- pient d'accumulation ou à une pièce de couvercle recou- vrant celui-ci, et présente un corps de vanne dans lequel sont guidés le flotteur et l'organe de la vanne, - le flotteur et l'organe de la vanne sont disposés de fa- çon coaxiale, au moins approximativement, l'un par rap- port à l'autre, - l'organe de la vanne de commande est en équilibre de pression, de sorte que la pression qui règne dans le circuit de retour n'exerce sur celui-ci aucune force dans le sens de son déplacement, l'organe de la vanne de commande pouvant être mis par la pesanteur dans sa pre- mière position. Selon une autre caractéristique, il est indiqué une fixation simple de la vanne de commande. Selon une autre caractéristique avantageuse, dans la configuration de l'organe de commande de la vanne, la force nécessaire pour le déplacer est faible. Cette configuration permet d'avoir un déplace- ment simple de l'organe de commande de la vanne dans sa première position. Selon une autre caractéristique avantageuse, on a une limita- ticn de la pression dans le circuit de retour, en oe qu'une soupape de limita- ticn de pression, dispose en aanet de l'organe de la vanrne, est intégrée dans la vanne de commande. Dans ce cas, on a une configura- tion avantageuse si la soupape de limitation de pression est disposée en sortie d'écoulement de la vanne de commande dans le récipient d'accumulation. Dessins La présente invention est décrite ci-après plus en détail à partir d'un exemple de réalisation représenté sur les figures dessins dans lesquels: - la figure 1 est un schéma simplifié du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie d'une vanne de commande du dispositif illustré à la figure 1. La figure 1 montre un dispositif d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne 10 d'un véhicule automobile. Le véhicule automobile présente un ré- servoir d'approvisionnement 12, dans lequel est disposé un récipient d'accumulation 14 en forme de pot, qui possède par rapport au réservoir d'approvisionnement 12 un volume sensiblement plus petit. Le récipient d'accumulation 14 re- pose sur le fond du réservoir d'approvisionnement 12. Le récipient d'accumulation 14 intègre un sous-ensemble de transfert 16, qui transfère quand il est en fonctionnement du carburant à partir du récipient d'accumulation 14 vers une installation d'injection de carburant du moteur à com- bustion interne 10. Le sous-ensemble de transfert 16 con- siste d'une manière connue en une pompe et un entraînement, de préférence sous la forme d'un moteur électrique, ces parties étant disposées dans un carter commun. Le sous- ensemble de transfert 16 aspire du carburant à partir du récipient d'accumulation 14 par l'intermédiaire d'un pré- filtre 18. Du côté sous pression du sous-ensemble de trans- fert 16 on peut disposer un autre filtre 20, que traverse le carburant transféré par le sous-ensemble de transfert 16. A partir du réservoir d'approvisionnement 12 une con- duite 22 amène le carburant transféré par le sous-ensemble de transfert 16 à une installation d'injection du moteur à combustion interne 10. Le réservoir d'approvisionnement 12 présente un orifice 24, pour introduire le récipient d'ac- cumulation 14 avec le sous-ensemble de transfert 16 dans le réservoir d'approvisionnement 12, et qui est recouvert avec une pièce d'obturation 26. Le récipient d'accumulation 14 peut être ouvert vers le haut, de sorte que quand le réser- voir d'approvisionnement 12 est plein, du carburant s'écoule de celui-ci dans le récipient d'accumulation 14 à travers son côté supérieur ouvert. Le récipient d'accumula- tion 14 peut aussi être recouvert à son extrémité supé- rieure par un couvercle 28. Sur le couvercle 28 on peut disposer une vanne de désaération et de trop plein 27, à travers laquelle quand le niveau de remplissage augmente dans le récipient d'accumulation 14 de l'air et du carbu- rant peuvent s'échapper de celle-ci. A proximité du fond du réservoir d'approvisionnement 12 on peut disposer sur le récipient d'accumulation 14 un clapet anti-retour 29, per- mettant au carburant d'entrer dans le récipient d'accumula- tion 14 à partir du réservoir d'approvisionnement 12, mais empêchant le carburant de sortir du récipient d'accumula- tion 14 dans le réservoir d'approvisionnement 12. Dans ces circonstances on transfère davantage de carburant par le sousensemble de transfert 16 que le moteur à combustion interne 10 n'en consomme, un circuit de retour 30 étant prévu pour ramener le carburant en excès. Le dispositif d'alimentation en carburant peut en outre présenter un régulateur de pression 32, qui règle la pres- sion dans l'installation d'injection à une valeur prédéfi- nie. Grâce au régulateur de pression 32 une partie de la quantité de carburant transférée par le sous-ensemble de transfert 16 est détournée par l'intermédiaire du circuit de retour 30 dans le réservoir d'approvisionnement 12. Le régulateur de pression 32 peut par exemple être disposé sur l'installation d'injection à proximité du moteur à combus- tion interne 10 ou à proximité du réservoir d'approvision- nement 12. Le régulateur de pression 32 peut être par exem- ple disposé sur la pièce d'obturation 26 ou sur le couvercle 28, ou y être intégré, de sorte que le circuit de retour 30 débouche directement dans le réservoir d'approvi- sionnement 12 sans nécessiter de conduite de grande lon- gueur. A l'intérieur du réservoir d'approvisionnement 12 le circuit de retour 30 comporte une vanne de commande 34, qui sera décrite plus en détail par la suite. Une con- duite 36 part de la vanne de commande 34 vers une pompe à jet aspirant 38, qui transfère le carburant du réservoir d'approvisionnement 12 dans le récipient d'accumulation 14. La vanne de commande 34 est en amont de la pompe à jet as- pirant 38 dans le circuit de retour 30. La pompe à jet as- pirant 38 peut être par exemple fixée sur le récipient d'accumulation 14 ou être intégrée dans celui-ci. La vanne de commande 34 peut en variante être aussi fixée ou être intégrée au couvercle 28. La conduite 36 peut également être disposée sur le récipient d'accumulation 14 ou être intégrée dans celui-ci. La pompe à jet aspirant 38 présente de manière connue, et en conséquence non décrite plus en détail, une buse 39 à travers laquelle passe le carburant qui s'écoule par la conduite 36. Dans le sens de l'écoulement vers la buse 39 il se constitue une zone de mélange 40, qui est re- liée au moyen d'au moins un orifice au réservoir d'approvi- sionnement 12. Du carburant est entraîné à partir du réservoir d'approvisionnement 12 dans la zone de mélange 40 par le carburant qui sort de la buse 39, de sorte que la quantité de carburant transférée dans le récipient d'accu- mulation 14 est plus grande que la quantité de carburant qui s'écoule à travers la conduite 36. A partir de la figure 2 on va décrire plus en détail la vanne de commande 34 dans ce qui suit. La vanne de commande 34 présente un corps de vanne 50, qui par exem- ple est réalisé en matière plastique. Le corps de vanne 50 présente un ajutage de raccordement 52, auquel est raccor- dée une conduite du circuit de retour 30. Le corps de vanne 50 présente en outre un ajutage 54, auquel est raccordé la conduite 36 qui va à la pompe à jet aspirant 38. Les deux ajutages 52 et 54 présentent sur leur surface enveloppe ex- térieure par exemple un profil appelé en forme de sapin. Les deux ajutages 52 et 54 sont par exemple disposés de telle manière que leurs axes longitudinaux s'étendent à peu près parallèlement l'un à l'autre, tout en étant décalés l'un par rapport à l'autre et les extrémités libres des ajutages s'écartent l'une de l'autre. Quand la vanne de commande 34 est en position de montage dans le réservoir d'approvisionnement 12 les deux ajutages 52 et 54 s'éten- dent à peu près horizontalement. Les deux ajutages 52 et 54 débouchent dans un alésage 56 constitué dans le corps de vanne 50, et qui s'étend à peu près perpendiculairement aux ajutages 52 et 54 et donc à peu près verticalement, quand la vanne de commande 34 est dans sa position de montage. Dans l'alésage 56 passe de façon étanche en pouvant coulisser un organe 58 de vanne de commande 34. L'organe de commande 58 présente dans ses zones supérieure et inférieure des sections de guidage 60, élargies pour guider l'organe de la vanne 58 dans l'alésage 56 et qui rendent étanche l'alésage 56. Dans sa zone centrale 62 l'organe de la vanne 58 présente une section transversale plus petite que sur ses sections de guidage 60. L'organe de la vanne 58 est réalisé par exemple en matière plastique. A l'extrémité inférieure de l'alésage 56 se raccorde de façon coaxiale au moins approximativement à celui-ci un alésage 64 avec un plus petit diamètre, et à celui-ci se raccorde vers le bas à son tour de façon au moins approximativement coaxiale un alésage 66 de plus grand diamètre. Au passage de l'alésage 56 dans l'alésage 64 il y a un épaulement an- nulaire 57, qui forme une butée pour l'organe 58 de la vanne. L'extrémité supérieure de l'alésage 56 est fermée par un bouchon 68, qui présente au moins un orifice 69. Dans l'alésage 66 peut coulisser un flotteur 70, dont le poids spécifique est plus faible que celui du carburant, de sorte que le flotteur 70 flotte sur le carbu- rant. Le flotteur 70 peut présenter un ou plusieurs canaux de passage 72, qui permettent de refouler le carburant dans l'alésage 66 lors d'un déplacement du flotteur 70. Le flot- teur 70 peut être constitué sous la forme d'un corps massif ou d'un corps creux et être de préférence réalisé en ma- tière plastique. Un téton 74 relié au flotteur 70 pénètre dans l'alésage 64. L'extrémité inférieure de l'alésage 66 est fermée par un couvercle 76, qui présente au moins un orifice 77. Grâce au couvercle 76 on empêche le flotteur 70 de tomber de l'alésage 66. La vanne de commande 34 est dis- posée dans le réservoir d'approvisionnement 12 d'une ma- nière telle que la zone du corps de vanne 50 comportant l'alésage 66, dans lequel est disposé le flotteur 70, pénè- tre dans la zone terminale supérieure du récipient d'accu- mulation 14. Dans la vanne de commande 34 on peut intégrer en plus une soupape de limitation de pression 80. Sur le corps de vanne 50 un appendice 78 part de l'ajutage 52, et présente un alésage 81, qui est relié à l'ajutage 52 et dé- bouche en dehors du corps de vanne 50 dans le récipient d'accumulation 14. L'alésage 81 est disposé par exemple à côté des alésages 56, 64 et 66 et est placé de façon coaxiale, au moins approximativement, par rapport à ceux- ci. Au passage de l'alésage 81 dans l'ajutage 52, un rétré- cissement de la section transversale forme un siège de vanne 82, qui peut être par exemple conique. Dans l'alésage 81 on dispose un élément mobile de fermeture 84 par exemple en forme de bille. L'élément de fermeture 84 est pressé par un ressort de fermeture précontraint 86 contre le siège de vanne 82. Le ressort de fermeture 86 est enserré entre l'élément de fermeture 84 et une coupelle de ressort 88, fixée dans l'alésage 81. La soupape de limitation de pres- sion 80 est disposée dans la vanne de commande 34 en amont de l'organe 58 de la vanne. On va décrire ci-après le fonctionnement de la vanne de commande 34. Quand l'état de remplissage du carbu- rant dans le récipient d'accumulation 14 se trouve en des- sous d'un état de remplissage maximal hmax, le flotteur 70 n'est pas soulevé par le carburant dans le récipient d'ac- cumulation 14 et le téton 74 n'agit pas sur l'organe 58 de la vanne. L'organe de la vanne se trouve alors dans une première position représentée à la figure 2 en traits inin- terrompus, première position dans laquelle l'organe repose sur l'épaulement annulaire 57. L'organe 58 de la vanne est maintenu par son poids propre par suite de la pesanteur en appui sur l'épaulement annulaire 57. On peut aussi prévoir que l'organe 58 de la vanne soit pressé par un ressort con- tre l'épaulement annulaire 57. Dans cette première position de l'organe 58 de la vanne on établit à travers sa zone centrale 62 de section transversale réduite une liaison en- tre les deux ajutages 52 et 54 à travers l'alésage 56, et la section inférieure de guidage 60 de l'organe 58 de la vanne se trouve en dessous de l'ajutage 54. Le carburant qui s'écoule à travers le circuit de retour 30 et l'ajutage 52 arrive de cette façon par l'intermédiaire de l'ajutage 54 et de la conduite 36 à la pompe à jet aspirant 38. Du fait de la pression qui règne dans le circuit de retour 30, il ne s'exerce pas de force sur l'organe 58 de la vanne dans le sens de son déplacement, car la pression sur les deux sections de guidage 60 agit sur des surfaces de même grandeur. Quand l'état du remplissage dans le récipient d'accumulation 14 augmente en direction de l'état de rem- plissage maximal hmax, le flotteur 70 repose alors sur le carburant, qui entre aussi par l'orifice 77 dans le couver- cle 76 dans l'alésage 66. Le flotteur 70 est dans ce cas soulevé et le téton 74 déplace l'organe 58 de la vanne vers le haut. L'organe de la vanne 58 est déplacé dans ce cas dans une deuxième position représentée à la figure 2 par des lignes en tirets, deuxième position dans laquelle sa section de guidage inférieure 60 est disposée à la hauteur de l'ajutage 54 et celui-ci est de cette façon fermée. Le carburant qui s'écoule par l'intermédiaire de l'ajutage 52 à partir du circuit de retour 30 ne peut plus de cette fa- çon arriver à la pompe à jet aspirant 38. Du fait de la pression qui s'établit dans la vanne de commande 34, la soupape de limitation de pression 80 s'ouvre, tandis que son élément de fermeture 84 est soulevé du siège 82 contre la force du ressort de fermeture 86. Du carburant peut alors s'écouler à travers l'alésage 81 directement dans le récipient d'accumulation 14. Il n'y a plus que la quantité de carburant qui s'écoule par le circuit de retour 30 qui est amenée au récipient d'accumulation 14, mais aucune quantité additionnelle de carburant, comme celle qui serait transférée par la pompe à jet aspirant 38. Il y a en consé- quence seulement une faible quantité de débordement du ré- cipient d'accumulation 14. L'état du remplissage dans le récipient d'accumulation 14 baisse à nouveau quand le be- soin en carburant du moteur à combustion interne 10 aug- mente, le flotteur 70 baisse aussi de façon correspondante et l'organe 58 de la vanne se déplace du fait de la pesan- teur dans sa première position et établit à nouveau la liaison vers la pompe à jet aspirant 38, de telle sorte qu'une plus grande quantité de carburant est transférée dans le récipient d'accumulation 14. Il R E V E N D CAI CAT IONS 1 ) Dispositif d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un récipient d'accumulation (14) disposé dans un réservoir d'approvisionnement (12) du véhicule automobile, récipient d'accumulation à partir duquel un sous-ensemble de trans- fert (16) aspire du carburant et le transfère vers le mo- teur à combustion interne (10), un circuit de retour (30) à travers lequel le carburant transféré par le sous-ensemble de transfert (16) et non utilisé par le moteur à combustion interne (10) est renvoyé dans le réservoir d'approvisionne- ment (12), et une pompe à jet aspirant (38) reliée au cir- cuit de retour (30) qui transfère du carburant à partir du réservoir d'approvisionnement (12) dans le récipient d'ac- cumulation (14), caractérisé en ce qu' une vanne de commande (34) est disposée dans le circuit de retour (30) en amont de la pompe à jet aspirant (38), et présente un flotteur (70) porté par le carburant dans le récipient d'accumulation (14) dans la zone d'un remplissage maximal (hmax), flotteur qui peut déplacer un organe (58) de la vanne de commande (34), qui dans une première posi- tion, quand le niveau de remplissage dans le récipient d'accumulation (14) se trouve en dessous du niveau maximal de remplissage (hmax), établit une liaison du circuit de retour (30) avec la pompe à jet aspirant (38), et qui dans une deuxième position quand le niveau de remplissage est maximal dans le récipient d'accumulation (14) coupe la liaison du circuit de retour (30) avec la pompe à jet aspi- rant (38), le circuit de retour (30) débouchant alors dans le récipient d'accumulation (14). 2 ) Dispositif d'alimentation en carburant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la vanne de commande (34) est fixée ou est intégrée au ré- cipient d'accumulation (14) ou à une pièce de couvercle (28) recouvrant celui-ci. 3 ) Dispositif d'alimentation en carburant selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne de commande (34) présente un corps de vanne (50), dans lequel sont guidés le flotteur (70) et l'organe (58) de la vanne. ) Dispositif d'alimentation en carburant selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le flotteur (70) et l'organe (58) de la vanne sont disposés de façon coaxiale, au moins approximativement, l'un par rapport à l'autre. ) Dispositif d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe (58) de la vanne de commande (34) est en équilibre de pression, de sorte que la pression qui règne dans le circuit de retour (30) n'exerce sur cet organe aucune force dans le sens de son déplacement. 6 ) Dispositif d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe (58) de la vanne de commande (34) peut être mis par la pesanteur dans sa première position. 7 ) Dispositif d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' une soupape de limitation de pression (80), disposée en amont de l'organe (58) de la vanne, est intégrée dans la vanne de commande (34). 8 ) Dispositif d'alimentation en carburant selon la reven- dication 7, caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression (80) est disposée en sortie d'écoulement de la vanne de commande (34) dans le récipient d'accumulation (14).