Brevet FR2855853A1 — publié le 20041210

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile à partir d'un réservoir d'alimentation comprenant une pompe de transfert 5 installée dans un réservoir d'accumulation et aspirant le carburant par un préfiltre. Etat de la technique On connaît déjà un dispositif selon le document DE 100 44 610 A1 ayant une pompe de transfert installée dans un réser10 voir d'accumulation et qui aspire le carburant à travers un préfiltre. Dans le cas du gasoil on risque qu'aux faibles températures, de la paraffine se développe dans le gasoil. Au démarrage du véhicule, la paraffine qui s'est accumulée au fond du réservoir d'accumulation, après un arrêt prolongé du véhicule, colmate le préfiltre, si bien que le carburant ne peut plus at15 teindre la pompe d'alimentation de transfert et le véhicule ne peut être démarré. Selon le document EP 0 905 370 B1, il est connu d'installer un élément chauffant au niveau du préfiltre qui chauffe le carburant à ce niveau lorsque le préfiltre est colmaté et dissout la paraffine de sorte que 20 le préfiltre laisse de nouveau passer le carburant et permet le démarrage du véhicule. Mais l'inconvénient est que cet élément chauffant complémentaire est très coûteux et compliqué. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces in25 convénients et concerne à cet effet un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un préfiltre complémentaire en amont de la pompe de transfert, est à une distance plus grande du fond de pot du réservoir d'accumulation que le préfiltre en étant branché en parallèle par rapport au préfiltre. Le dispositif selon l'invention permet d'améliorer de manière simple le démarrage du véhicule aux basses températures en ce qu'il comporte un préfiltre complémentaire en amont de la pompe de transfert et ce préfiltre est à une plus grande distance du fond de pot du réservoir d'accumulation que le préfiltre lui-même, tout en étant branché en paral35 lèle par rapport à ce préfiltre. Comme après un arrêt prolongé du véhicule la paraffine s'accumule au fond de la forme de pot du réservoir d'accumulation, le préfiltre complémentaire, qui aspire le carburant dans une zone plus éloignée du fond de pot, se colmate beaucoup moins que le préfiltre, ce qui permet au préfiltre complémentaire de rester perméable au carburant. Le moteur à combustion interne peut ainsi être alimenté en carburant pour le démarrage de manière à garantir ce démarrage. Il est particulièrement avantageux que le préfiltre complé5 mentaire soit perpendiculaire au fond de pot car le carburant sera aspiré dans des zones à des distances différentes du fond de pot, ce qui diminue le risque de colmatage total du préfiltre complémentaire. Si le préfiltre complémentaire se colmate dans la zone inférieure du filtre du côté du fond de pot, il subsiste au moins la zone supérieure du préfiltre compléI0 mentaire à l'opposé de celle tournée vers le fond de pot pour permettre le passage du carburant. Il est également avantageux que le préfiltre complémentaire soit installé sur un support de pompe car de cette manière le support de pompe aura non seulement la fonction de tenir la pompe dans le réservoir 15 d'accumulation et de préfiltrer le carburant mais également la fonction d'un filtrage de dérivation pour le démarrage du véhicule. Selon un autre développement avantageux, le support de pompe a une forme de pot, le préfiltre est installé dans le fond de pot et le préfiltre complémentaire est installé à la périphérie du support de pompe. 20 Le préfiltre complémentaire peut également être prévu avantageusement dans ou sur le boîtier de filtre installé sur le support de pompe. Il est très avantageux que le support de pompe soit tenu au réservoir de retenue par des bras de fixation. Selon un mode de réalisation avantageux, le préfiltre com25 plémentaire a une dimension de mailles de 300 microns; il est plan, bombé ou en forme de tube. La distance du bord supérieur du filtre du préfiltre complémentaire à l'opposé du fond de pot est avantageusement de 45 mm par rapport au fond de pot. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe d'un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une coupe d'un second exemple de réalisation selon l'invention. Description des modes de réalisation La figure 1 montre un dispositif selon l'invention pour alimenter un moteur à combustion interne en carburant prélevé dans un réservoir. Le dispositif selon l'invention comporte un module de transfert de carburant 2 installé dans un réservoir 1. Le carburant 3 contenu dans le réservoir 1 est par exemple du gasoil. Le module de transfert de carburant 2 se compose par exemple d'un réservoir d'accumulation 4 en forme de pot dans lequel est 10 placée une pompe de transfert 7 qui aspire le carburant par exemple à travers un préfiltre 8 et le canal d'entrée 9 de la pompe 7 du réservoir d'accumulation 4 dans la pompe 7 pour augmenter la pression du carburant et le refouler par le canal de sortie 10 de la pompe 7 dans une conduite de pression 10 reliée au moteur à combustion interne 1 1. Le ré15 servoir d'accumulation 4 contient suffisamment de carburant pour permettre l'alimentation en carburant du moteur à combustion interne 11 par la pompe de transfert 7 et garantir cette alimentation même si par exemple du fait d'un trajet en courbe et des mouvements de battement que cela induit dans le carburant du réservoir 1, il n'y a pas alors de 20 transfert de carburant vers le réservoir d'accumulation 4. La pompe de transfert 7 avec le canal d'entrée 9 est par exemple prévue à proximité du fond 14 en forme de pot du réservoir d'accumulation 4, par exemple installé à proximité du fond 15 du réservoir 1. La pompe de transfert 7 est une pompe à refoulement, par 25 exemple une pompe alvéolaire à rouleaux, entrainée électriquement par un actionneur par exemple induit d'un moteur électrique. Le réservoir d'accumulation 4 comporte par exemple une soupape de premier remplissage 16 installée dans le fond 14 du réservoir 4 en forme de pot. Cette soupape de premier remplissage 16 s'ouvre lors30 que le niveau de remplissage dans le réservoir d'accumulation 4 est inférieur à celui dans le réservoir 1 et permet ainsi au carburant de passer du réservoir 1 au réservoir d'accumulation 4. La soupape de premier remplissage 16 est par exemple un clapet anti-retour en forme d'écran qui se ferme lorsque l'écoulement se fait en direction du réservoir d'alimentation 35 1. Ainsi, le réservoir d'accumulation 4 ne peut être vidé par la pompe de refoulement 7 et en permanence du carburant doit venir du réservoir d'alimentation 1 dans le réservoir d'accumulation 4. Pour cela, il est prévu au moins une pompe aspirante à jet 17 dans ou sur le réservoir d'accumulation 4 pour transférer du carburant du réservoir 1 dans le réservoir d'accumulation 4. Pour cela, le carburant est injecté par une conduite d'entraînement 18 sous la forme d'un jet d'entraînement dans le canal de mélange 21. De façon connue, le jet d'entraînement entraîne à son entrée dans le canal de mélange 21 le carburant dans la direction de l'écoulement, ce qui crée une dépression aspirant le carburant du réservoir d'alimentation 1 dans le canal de mélange 21. Le carburant du jet 10 d'entraînement et le carburant aspiré dans le canal de mélange 21 à partir du réservoir de préalimentation 2 passent en commun par le canal de mélange 21 pour arriver dans le réservoir d'accumulation 4. La conduite d'entraînement 18 est par exemple alimentée par le carburant en excédent du moteur à combustion interne 11; ce car15 burant traverse le retour en passant par la conduite d'entraînement 18 pour revenir dans le réservoir d'accumulation 4. La pompe de transfert 7 est par exemple placée dans un support de pompe 22 en forme de pot. Le support de pompe 22 comporte par exemple un cylindre intérieur 27 en forme de pot avec un fond inté20 rieur 28 et un cylindre extérieur 29 en forme de pot ayant un fond extérieur 30; le cylindre intérieur en forme de pot 27 et le cylindre extérieur 29 en forme de pot sont par exemple concentriques et sont écartés l'un de l'autre dans la direction périphérique. Le fond intérieur 28 comporte au moins un orifice traversant 35. Le cylindre extérieur en forme de pot 29 25 avec le fond 30 entoure le cylindre intérieur en forme de pot 27 au niveau du fond intérieur 28, dans la direction de l'extension axiale du cylindre intérieur 27 en forme de pot. Le cylindre extérieur en forme de pot fait corps avec le bord en forme de pot 31 du cylindre extérieur 29 muni du cylindre intérieur 27 en étant en une seule pièce. Le cylindre intérieur 27 30 en forme de pot dépasse le cylindre extérieur 29 en forme de pot sur sa longueur axiale. Entre le cylindre intérieur 27 en forme de pot et le cylindre extérieur 29 en forme de pot on a un volume intermédiaire de forme annulaire 34. Le support de pompe 22 comporte par exemple plusieurs 35 bras de fixation 41 répartis à la périphérie du cylindre intérieur 27. Ces bras sont dirigés vers le réservoir d'accumulation 4 et fixent le support de pompe 22 au réservoir d'accumulation 4 par exemple à proximité d'un bord 42 du réservoir de retenue 4. La pompe de transfert 6 est installée à niveau du cylindre intérieur 27 en forme de pot en s'appuyant par exemple par sa face frontale munie du canal d'entrée 9 contre le fond intérieur 28 et débordant du cylindre intérieur 27 en forme de pot par sa longueur axiale dans la direc5 tion opposée à celle du fond intérieur 28. Le préfiltre 8 protège le dispositif dans sa partie en aval du préfiltre 8 contre les particules de saletés grossières transportées par le carburant. Le préfiltre 8 est par exemple un tissu de filtre ayant une dimension de maille de 300 microns. Le préfiltre 8 est installé à proximité 10 du fond de pot 14 pour que même qu'en cas de niveau bas dans le réservoir de retenue 4 il puisse néanmoins aspirer du carburant. Le préfiltre 8 peut être par exemple plan, bombé, mais également en forme de tuyau constituant un manchon de filtre. Le préfiltre 8 est prévu par exemple au niveau du support de pompe 22 par exemple dans l'orifice d'aspiration 36 15 du fond extérieur 30 ou sur celui-ci. Le préfiltre 8 est par exemple soudé, collé ou injecté dans l'orifice d'aspiration 36. La face frontale de la pompe de transfert 7 tournée vers le fond de pot 14, l'orifice traversant 35 du fond intérieur 28, le préfiltre 8 et le fond extérieur 30 délimitent un volume d'aspiration 37 dans lequel la 20 pompe de transfert 7 aspire le carburant par le canal d'entrée 9. Aux basses températures de la paraffine se développe dans le gasoil. La paraffine présente une structure cristalline et la forme et la taille des cristaux de paraffine dépend de la qualité du gasoil. Après s'être développée dans le carburant, la paraffine y est tout d'abord répartie ré25 gulièrement mais elle descend du fait de la gravité, en direction du fond 15 du réservoir et s'y accumule avec une concentration plus forte au niveau du fond 14 du réservoir d'accumulation 4 et du fond 15 du réservoir d'alimentation 1. Au démarrage du véhicule, on branche la pompe de trans30 fert 7 et elle commence à aspirer du carburant du réservoir 4 en passant à travers le préfiltre 8. Aux basses températures et après un arrêt prolongé du véhicule, beaucoup de paraffine s'est accumulée au fond 15 du réservoir au niveau du préfiltre 8 et cette paraffine est aspirée par la pompe de transfert 7 avec le carburant. La paraffine est retenue par le préfiltre 8 et 35 bloque une partie de la surface filtrante du préfiltre 8. En cas de forte concentration de paraffine, celle-ci peut bloquer toute la surface filtrante du préfiltre 8 et bourrer le préfiltre 8. C'est pourquoi le dispositif selon l'invention comporte un préfiltre complémentaire 43 en amont de la pompe de transfert 7, ce préfiltre complémentaire étant plus éloigné du fond 14 de pot du réservoir d'accumulation 4 que ne l'est le préfiltre 8. La distance entre le fond de 5 pot 14 et le bord supérieur 45 du préfiltre complémentaire 43, à l'opposé du fond 14, bord le plus éloigné du fond 14, est par exemple égale à 45 mm. Le préfiltre complémentaire 43 est branché en parallèle au préfiltre 8 et du fait de sa plus grande distance par rapport au fond 14 il risque moins d'être bloqué car à une plus grande distance du fond 14 du filtre le 10 carburant contient moins de paraffine. Le préfiltre complémentaire 43 sert de filtre de dérivation traversé principalement lorsque le préfiltre 8 est bloqué. Le préfiltre complémentaire 43 a par exemple une dimension de maille de 300 microns mais on pourrait expressément également 15 utiliser d'autres dimensions de maille. Le préfiltre complémentaire 43 est prévu par exemple sur le support de pompe 22 et il est installé dans au moins un autre orifice d'aspiration 44 ou sur un tel orifice. Cet autre orifice d'aspiration 44 est par exemple prévu à la périphérie du cylindre extérieur 29 du support de 20 pompe 22. Le préfiltre complémentaire 43 peut avoir une forme de plaque ou de tube comme le préfiltre 8 et il est par exemple installé perpendiculairement au fond de pot 14 et en direction du bord 42 du réservoir. De cette manière le préfiltre complémentaire 43 sera traversé du moins lors25 que le préfiltre 8 sera partiellement colmaté par du carburant venant de zones à des distances différentes du fond de pot 14. On réduit ainsi le risque de colmatage total de cet autre préfiltre 43. Si le préfiltre complémentaire 43 est colmaté dans la zone inférieure 47 du côté du fond de pot 14, au moins la zone supérieure 48 du filtre à l'opposé du fond du pot 48 30 permet le passage du carburant. La chambre d'aspiration 37 est reliée à la fois par le préfiltre 8 et au moins un orifice d'aspiration 36 ainsi que par le canal de liaison 38, l'espace intermédiaire 34, le préfiltre complémentaire 43 et l'autre orifice d'aspiration 44 au réservoir d'accumulation 4. Lorsque le préfiltre 8 35 n'est pas colmaté, une grande partie du carburant aspirée par la pompe de transfert 7 passe par le préfiltre 8 et une fraction plus faible passe par le préfiltre complémentaire 43 car la perte de charge du préfiltre complémentaire 43 en passant par l'espace intermédiaire 34 et le canal de liaison 38 dans la chambre d'aspiration 37 est significativement supérieure à la perte de charge de l'écoulement allant du préfiltre 8 dans la chambre d'aspiration 37. Lorsque le préfiltre 8 se colmate progressivement et que la perte de charge du préfiltre 8 augmente, la pompe de transfert 7 aspire s une fraction croissante de carburant par le préfiltre complémentaire 43, l'espace intermédiaire 34, le canal de liaison 38, la chambre d'aspiration 37 et le canal d'entrée 9. Lorsque le préfiltre 8 est complètement colmaté, tout le carburant sera aspiré à travers le préfiltre complémentaire 43. Le moteur à combustion interne 11 peut ainsi être alimenté en carburant 10 même lorsque le préfiltre 8 est colmaté, ce qui garantit le démarrage. Le carburant, qui revient après le démarrage du moteur à combustion interne 11 par la conduite d'entraînement 18 dans le réservoir d'accumulation 4, aura été chauffé par le moteur à combustion interne 11. Le carburant réchauffé se mélange alors au carburant froid contenu 15 dans le réservoir d'accumulation 4 dont la température augmentera après le démarrage du moteur à combustion interne 11. La paraffine au niveau du préfiltre 8 se liquéfie et la pompe de transfert 7 pourra de nouveau aspirer du carburant à travers le préfiltre 8 de sorte que la fraction de carburant aspirée à travers le préfiltre complémentaire 43 diminuera de 20 nouveau. Le niveau de remplissage du réservoir d'accumulation 4 devra ainsi se situer au-dessus du bord inférieur 53 de l'autre orifice d'aspiration 44 pour permettre d'aspirer du carburant à travers le préfiltre complémentaire 43. Plus le préfiltre complémentaire 43 sera éloigné du 25 fond de pot 14 et plus élevé sera également le niveau de remplissage minimum requis dans le réservoir 4 pour aspirer le carburant à travers le préfiltre complémentaire 43. La figure 2 montre en coupe un second exemple de réalisation. Dans le dispositif de la figure 2 on a utilisé les mêmes références que 30 pour le dispositif de la figure 1 pour les éléments identiques ou analogues. Le dispositif de la figure 2 se distingue du dispositif de la figure 1 en ce que le préfiltre complémentaire 43 est installé à une distance plus grande du fond 14 de pot que dans le premier exemple de réalisation selon la figure 1. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le support de pompe 22 comporte en outre un boîtier de filtre 49 dont l'arête inférieure 54 est par exemple reliée en une seule pièce au niveau du bord 31 de la forme de pot du cylindre intérieur 27 à la fois avec le cylindre extérieur 29 et avec le cylindre intérieur 27 et s'étend jusqu'à l'arête supérieure 55 en direction du bord 42 du réservoir. Le boîtier de filtre 49 comporte en outre un autre orifice d'aspiration 44 recevant le préfiltre complémentaire 43. Le boîtier de filtre 49 et le préfiltre complémentaire 43 délimitent une chams bre de filtre 50 reliée par un orifice de liaison 51 à la chambre intermédiaire 34. Comme le préfiltre complémentaire 43 se trouve au-dessus du bord 31 de la forme de pot, dans le second exemple de réalisation, le carburant sera aspiré à travers le préfiltre complémentaire 43 à partir d'une zone plus éloignée du fond de pot 14 que dans le premier exemple de ré10 alisation. Grâce à cette plus grande distance entre le préfiltre complémentaire 43 et le fond de pot 14, du fait de la moindre concentration en paraffine, le risque de colmatage total du préfiltre complémentaire 43 diminue également. La chambre d'aspiration 37 est reliée à la fois par le préfiltre 15 8 et par l'orifice d'aspiration 36 ainsi que par le canal de liaison 38, la chambre intermédiaire 34, l'orifice de liaison 51, la chambre de filtre 50, au préfiltre complémentaire 43 ainsi que par l'autre orifice d'aspiration 44 au réservoir d'alimentation 4. Si le préfiltre 8 se colmate progressivement et que sa perte 20 de charge augmente, la pompe de transfert 7 aspire une fraction croissante de carburant par l'intermédiaire du préfiltre complémentaire 43, de la chambre de filtre 50, de l'orifice de liaison 51, de l'espace intermédiaire 34, du canal de liaison 38, de la chambre d'aspiration 37 et du canal d'entrée 9. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile à partir d'un réservoir d'alimentation comprenant une pompe de transfert installée dans un réservoir d'accumulation et aspirant le carburant par un préfiltre, caractérisé en ce qu' un préfiltre complémentaire (43) en amont de la pompe de transfert (7), est à une distance plus grande du fond de pot (14) du réservoir d'accumulation (4) que le préfiltre (8) en étant branché en parallèle par 10 rapport au préfiltre (8). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le préfiltre complémentaire (43) est installé perpendiculairement au fond 15 de pot (14). 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le préfiltre complémentaire (43) est monté sur un support de pompe (22). 20 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support de pompe (22) est en forme de pot, le préfiltre (8) est installé au niveau du fond extérieur (30) du support de pompe (22) et le préfiltre 25 complémentaire (43) est installé à la périphérie du support de pompe (22). 5 ) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le préfiltre complémentaire (43) est prévu dans ou sur le boîtier de filtre 30 (49) installé au niveau du support de pompe (22). 6 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support de pompe (22) est tenu au réservoir d'accumulation (4) par des 35 bras de fixation (41). 7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le préfiltre complémentaire (43) a une dimension de mailles de 300 microns. 8 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le préfiltre complémentaire (43) est de forme plane, de forme bombée ou de forme tubulaire. 9 ) Dispositif selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce qu' une arête supérieure de filtre (45) à l'opposé du fond de pot (14) du réservoir d'accumulation (4) pour le préfiltre complémentaire (43) est à une distance par rapport au fond (14) de 45 millimètres.