Brevet FR2914591A1 — publié le 20081010

PROCÉDÉ DE VIDANGE D'UN COLLECTEUR DE CARBURANT, RETENANT DU CARBURANT LIQUIDE, D'UNE INSTALLATION DE DEGAZAGE DE RÉSERVOIR ET INSTALLATION DE DÉGAZAGE DE RÉSERVOIR La présente invention concerne un procédé de vidange d'un collecteur de carburant d'une installation de dégazage de réservoir, retenant du carburant liquide, le collecteur de carburant étant relié au réservoir par le biais d'une liaison de dégazage, notamment pour un véhicule présentant un moteur à combustion interne, de préférence un véhicule automobile. En outre, la présente invention concerne une installation de dégazage de réservoir dotée d'un collecteur de carburant retenant du carburant liquide, lequel est relié au réservoir par --e biais d'une conduite de dégazage, notamment pour un véhicule présentant un moteur à combustion interne, de préférence un véhicule automobile. On connaît des procédés de vidange d'un collecteur de carburant retenant du carburant liquide d'une installation de dégazage de réservoir et des installations de réservoir correspondantes. La vidange est effectuée par reflux du carburant liquide accumulé dans le collecteur de carburant par le biais d'une conduite de retour séparée dans le réservoir. Le collecteur de carburant est relié par le biais de la liaison de dégazage au réservoir de sorte que le carburant liquide puisse s'écouler par la conduite de retour directement du collecteur de carburant placé plus haut au réservoir placé plus bas. L'inconvénient de cette disposition de collecteur de carburant et de réservoir est l'encombrement important nécessaire pour réaliser la différence de hauteur entre les deux composants.. En variante, la vidange du collecteur de carburant est effectuée par une soupape de drainage dans la conduite de retour, laquelle est disposée à un niveau de hauteur au-dessous de la liaison de dégazage. Pour cette disposition, le collecteur de carburant peut être disposé, au moins en partie, au-dessous d'un niveau de carburant dans le réservoir. La soupape de drainage s'ouvre en abaissant le niveau de carburant au-dessous d'un niveau prescriptible. L'inconvénient de cette disposition est d'une part l'ouverture d'une voie supplémentaire qui permet une pénétration du carburant liquide (Liquid-Carry-Over-(LCO)) dans l'installation de dégazage de réservoir et d'autre part la soupape de drainage supplémentaire nécessaire en plus. C'est pourquoi la présente invention a pour objectif de proposer un procédé de vidange d'un collecteur de carburant d'une installation de dégazage de réservoir et une installation de dégazage de réservoir correspondante qui permettent une vidange du collecteur de carburant de manière simple également en cas de faible hauteur de construction. L'objectif est atteint selon l'invention par les étapes suivantes . -génération d'une dépression dans le réservoir par rapport à la pression dans le collecteur de carburant et par là-même recirculation du carburant liquide présent dans le collecteur de carburant par la liaison de dégazage dans le 25 réservoir. Du fait que le carburant liquide soit aspiré en retour, en réalisant une différence ce pression entre le réservoir et le collecteur de carburant, par la liaison de dégazage dans le réservoir et ne reflue pas par le biais d'une conduite de 30 retour séparée, la liaison de dégazage peut s'étendre en partie au-dessus du niveau de carburant, en particulier au- dessus du collecteur de carburant. Une soupape qui empêche une pénétration de carburant liquide du réservoir dans le collecteur de carburant, au moins dans une large mesure, est de préférence disposée dans la liaison de dégazage. Selon une forme de réalisation de l'invention, il est prévu que la dépression soit générée par un processus d'aspiration d'air frais pour régénérer un filtre de retenue d'hydrocarbures de l'installation de dégazage de réservoir. Le filtre de retenue d'hydrocarbures est notamment réalisé sous forme de filtre à charbon actif et absorbe le carburant contenu dans la vapeur de carburant et ne laisse échapper que l'air dans l'atmosphère. Pour la régénération, la direction du flux de gaz est inversée et l'air frais aspiré. L'air frais absorbe de nouveau le carburant absorbé et est éliminé. La dépression est générée par une source de dépression. Cette source de dépression génère dans le processus d'aspiration d'air frais la dépression dans le réservoir. A cet effet, un mélange air-carburant est également aspiré, outre l'air frais, depuis une conduite de dégazage reliant le filtre de retenue d'hydrocarbures au collecteur de carburant, le collecteur de carburant, la liaison de dégazage et le réservoir. Afin de commander/régler ce processus d'aspiration par la source de dépression, une soupape d'arrêt est disposée dans la liaison entre le filtre de retenue d'hydrocarbures et la source de dépression. Il est prévu notamment que la recirculation soit effectuée par une finalisation du processus d'aspiration d'air frais en raison des rapports de pression en résultant. A la fin du processus d'aspiration d'air frais, la soupape d'arrêt disposée entre le filtre de retenue d'hydrocarbures et la source de dépression est notamment fermée. Le collecteur de carburant est relié par le biais de la conduite de dégazage au filtre de :retenue d'hydrocarbures qui est relié de son côté à l'air frais de l'atmosphère extérieure. La pression dans le collecteur de carburant augmente jusqu'à à peu près la pression atmosphérique. Si la différence de pression entre la pression dans le collecteur de carburant et la dépression relative à celle-ci dans le réservoir est suffisamment grande, le carburant liquide présent dans le collecteur de carburant est aspiré en retour par la liaison de dégazage dans le réservoir. La liaison de dégazage mène avec son extrémité dirigée vers le collecteur de carburant jusqu'à une zone de fond du collecteur de carburant. La liaison de dégazage est réalisée sous forme d'un tube reniflard qui est introduit par le haut à l'intérieur du collecteur de carburant et se termine avec son extrémité peu avant le fond du collecteur de carburant. Selon l'invention, l'installation de dégazage de réservoir est caractérisée en ce que la liaison de dégazage se termine en une recirculation de carburant liquide effectuée par dépression dans le réservoir de carburant liquide dans une zone de fond du collecteur de carburant. Grâce à cette disposition ou configuration de la liaison de dégazage dans le collecteur de carburant, une quantité de carburant liquide accumulée dans celle-ci peut être aspirée en retour lors de la génération d'une dépression dans le réservoir par rapport à la pression dans le collecteur de carburant de par la différence de pression apparue dans le réservoir. Selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu que la liaison de dégazage soit un tube reniflard qui est introduit par le haut à l'intérieur du collecteur de carburant et se termine avec son extrémité peu avant le fond du collecteur de carburant. Il est ainsi garanti que le carburant liquide soit, si possible totalement, aspiré en retour. En outre, il est prévu avantageusement que le collecteur de carburant soit relié à une conduite de dégazage qui est reliée par le biais d'un filtre de retenue d'hydrocarbures à l'air frais de l'atmosphère extérieure. Le filtre de retenue d'hydrocarbures absorbe le carburant contenu dans le mélange air-carburant et ne laisse échapper que l'air dans l'atmosphère extérieure. Le filtre de retenue d'hydrocarbures est notamment un filtre à charbon actif. Selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu que le filtre de retenue d'hydrocarbures soit relié à une source de dépression. Pour la régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures, celui-ci est relié à la source de dépression et de l'air frais est aspiré de l'atmosphère extérieure à travers le filtre de retenue d'hydrocarbures. L'air frais absorbe de ncuveau le carburant absorbé et l'amène à la source de dépression. La dépression apparaît dans le réservoir, laquelle est utilisée ensuite pour la recirculation du carburant du collecteur de carburant au réservoir. En outre, il est prévu avantageusement que, dans la liaison entre le filtre de retenue d'hydrocarbures et la source de dépression, soit disposée une soupape d'arrêt. Au moyen de cette soupape d'arrêt, un cycle de régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures est commandé/réglé. Ce cycle est utilisé pour l'établissement d'une dépression dans le réservoir et la recirculation suivante du carburant. Dans une configuration avantageuse de l'invention, il est prévu que la source de dépression soit le dispositif d'aspiration du moteur à combustion interne. Le carburant absorbé lors de la régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures par l'air frais est amené par le dispositif d'aspiration à une combustion dans le moteur à combustion interne. La présente invention sera expliquée plus en détails par la suite au moyen des dessins en annexe, dont les figures représentent : figure 1 : un réservoir et une installation de dégazage de réservoir pendant une phase de régénération d'un filtre de retenue d'hydrocarbures dans un premier exemple de réalisation, figure 2 : la disposit__on de la figure 1 lors du dégazage du réservoir et figure 3 : un mode de réalisation alternatif de l'installation de dégazage du réservoir. La figure 1 représente schématiquement un réservoir 1 d'un moteur à combustion interne non représenté d'un véhicule automobile et une installation de dégazage de réservoir 2. L'installation de dégazage de réservoir 2 présente dans la zone supérieure 3 du réservoir 1, un collecteur de carburant 4 associé. Le collecteur de carburant 4 est relié en écoulement au réservoir :1 par le biais d'une liaison de dégazage 5. La liaison de dégazage 5 est réalisée comme un tube reniflard 7 en forme de L qui est introduit, avec un tube de chute 7, par le haut à l'intérieur du collecteur de carburant 4 et se termine à son extrémité 8 dans une zone de fond peu avant le fond 9 du collecteur de carburant 4. L'autre extrémité 10 du tube reniflard 6, opposée à une extrémité 8, est reliée à une soupape 12 réalisée sous forme de soupape à flotteur 11 pour éviter une entrée de carburant liquide dans l'installation de dégazage du réservoir 2. La soupape à flotteur 11 disposée dans la zone supérieure 3 du réservoir 1 présente une chambre de sustentation 13 qui possède sur sa face inférieure 14 des ouvertures 15. Un flotteur 16 disposé dans la chambre de sustentation 13 de la soupape à flotteur 11 se ferme si le carburant liquide fluctue depuis le réservoir 1 dans les ouvertures 15 et lève le flotteur 16 au moyen de la sustentation. Ainsi, la soupape 12 empêche un dit Liqu.id-Carry-Over (LCO). Le collecteur de carburant est relié par le biais d'une conduite de dégazage 17 à un filtre de retenue d'hydrocarbures 18. Le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 est réalisé notamment sous forme d'un filtre à charbon actif 19. La conduite de dégazage 17 se termine avec son extrémité 20 sur une zone 21 supérieure du collecteur de carburant 4. Son autre extrémité 22 opposée à l'extrémité 20 de la conduite de dégazage 17 est raccordée au filtre de retenue d'hydrocarbures 18. Le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 présente une liaison 23 vers l'atmosphère extérieure et une autre liaison 24 vers une source de dépression 27 réalisée comme un dispositif d'aspiration 26 du moteur à combustion interne non représenté ici. Dans la liaison 24, une soupape d'arrêt 28 est disposée entre la source de dépression 27 et le filtre de retenue d'hydrocarbures 18. Il en résulte le fonctionnement suivant de l'installation de dégazage du réservoir : en fonction de la dynamique et de la pression dans le réservoir 1, des processus d'ouverture et de fermeture de la soupape 10 provoquent un entraînement du carburant liquide dans l'installation de dégazage du réservoir 2. Ce transfert de carburant, le dit Liquid-Carry-Over, survient notamment en cas de fonctionnement dynamique et de quantités de dégagement de gaz élevées du ca=rburant. Le collecteur de carburant 4 de l'installation de dégazage du réservoir est en règle générale disposé intégré sur ou dans le réservoir 1, notamment comme un couvercle à bride. Le collecteur de carburant 4 présente notamment une forme de labyrinthe qui empêche la sortie et le débordement du carburant liquide vers le filtre de retenue d'hydrocarbures 18. L'objectif du collecteur de carburant 4 est de retenir le carburant liquide. La quantité de carburant liquide s'accumulant dans le collecteur de carburant 4 est vidangée par la liaison de dégazage 5 réalisée comme un tube reniflard 6 au moyen de la recirculation dans le réservoir 1. A cet effet, une dépression est générée dans le réservoir 1 par rapport à la pression dans le collecteur de carburant 4 (figure 1). La source de dépression 27 reliée à l'installation de dégazage du réservoir 2, notamment le dispositif d'aspiration 26 du moteur à combustion interne, est utilisée comme source de génération de cette dépression dans le réservoir 1. Cette source de dépression 27 réalisée sous forme de dispositif d'aspiration 26 est utilisée en fonctionnement pour la régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures 18. Pour le rinçage et la régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures 18, de l'air frais est aspiré, commandé par le biais de la soupape d'arrêt 28 (soupape de dégazage du réservoir TEV) à travers le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 vers le moteur à combustion interne (flèche A). En ouvrant la soupape d'arrêt 28, de l'air frais est extrait par le biais de la liaison 24 maintenant ouverte par la conduite 23 de l'atmosphère extérieure et d'autre part une dépression étranglée par le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 est établie dans le réservoir 1. La source de dépression 27 aspire un volume de gaz dans le réservoir 1 par le collecteur de carburant 4 de sorte que la dépression pl résultant dans le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 se poursuive par le biais de la dépression P2 étranglée par la conduite dans le collecteur de carburant 4 jusqu'à la dépression p4 dans la zone supérieure 3 du réservoir 1 avec une soufflure de gaz s'y trouvant (flèche B). La dépression P1 appliquée dans le filtre de retenue d'hydrocarbures 18 peut aspirer après la fermeture de la soupape d'arrêt 28 (figure 2) le volume de gaz de la zone 3 supérieure da réservoir 1 par la hauteur de carburant H déposée dans le collecteur de carburant 4 qui résulte de la différence entre la hauteur de remplissage H1 du carburant liquide dans le collecteur de carburant 4 et la hauteur H2 de l'extrémité 8 du tuyau de chute 6 présentant la longueur/hauteur H3 dans le collecteur de carburant 4 (flèche C), si les conditions de pression suivantes se présentent, p étant la densité du carburant et g l'accélération de la pesanteur : p2 Pendant la phase de régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures 18, une ceoression s'établit dans le réservoir 1, laquelle dépend de la colonne de carburant H se trouvant dans le collecteur de carburant 4 et de la dépression p2. L'équilibre de pression suivant se règle : P3 = P2 - p x g x H A la suite du cycle de régénération, la soupape d'arrêt 28 est fermée. De l'air frais pénètre par le biais du filtre de retenue d'hydrocarbures 18 et la conduite de dégazage 17 dans le collecteur de carburant 4. Au-dessus du carburant liquide dans le collecteur de carburant 4 apparaît à peu près une pression atmosphérique. Dans le réservoir 1 s'applique en outre la dépression p3 apparue dans la phase de régénération. La différence de pression Ap = p3 entraîne le carburant liquide lors du collecteur de carburant 4 par la liaison de dégazage 5 et la soupape 12, de nouveau dans le réservoir 1. Ainsi, le collecteur de carburant 4 est vidangé jusqu'à la hauteur H2 maximale. Il en résulte l'avantage suivant : un collecteur de carburant 4 se trouvant plus bas par rapport à la soupape 12 (sans possibilité d'écoulement) peut être vidangé par l'aspiration de la dépression commandée par la régénération au moyen d'un changement de pression lors de la régénération du filtre de retenue d'hydrocarbures 18 avec une sollicitation en dépression correspondante. La dépression p3 nécessaire doit être conçue en fonction du réservoir 1 et du collecteur de carburant 4 en fonction du système avec les paramètres de dépression pl de la source de dépression 27, notamment du dispositif d'aspiration 26 du moteur à combustion interne, de l'étranglement du débit volumique de gaz et des sections de conduite du tube reniflard 6, de la conduite de dégazage 17 et des liaisons 23, 24. I:l en résulte la condition de vidange : p3 et les pressions de la phase de régénération : P3 = P2 - p x g x H une pression p2 dans le collecteur de carburant 4 pour laquelle vaut : p2 Pour une hauteur H3 = 10 cm et une hauteur H = 5 cm, il résulte pour la dépression nécessaire dans le collecteur de 30 carburant 4 que p2 Dans le collecteur de carburant, une dépression (NV : vide naturel) générée par la contraction de volume dans le réservoir peut se réaliser après l'arrêt du moteur à chaud et lorsque le collecteur de carburant 4 est rempli par du carburant liquide (LCO) entraîné, par refroidissement du carburant. Ce vide apparaissant à l'arrêt du véhicule dépend du gradient de refroidissement et du volume de gaz ou niveau de remplissage du réservoir et aspire tout comme lors de la dépression générée par le processus de régénération, le collecteur de carburant 4 de par la différence de pression s'appliquant Op = p,3 - P2. La condition de vidange est la suivante . p3 REVENDICATIONS 1. Procédé de vidange d'un collecteur de carburant d'une installation de dégazage de réservoir, retenant du carburant liquide le collecteur de carburant étant relié au réservoir par le biais d'une liaison de dégazage, notamment pour un véhicule présentant un moteur à combustion interne, de préférence un véhicule automobile, présentant les étapes suivantes : -génération d'une dépression dans le réservoir par rapport à la pression dans le collecteur de carburant et par 10 là-même - recirculation du carburant liquide présent dans le collecteur de carburant par =_a liaison de dégazage dans le réservoir. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que la dépression est générée par un processus d'aspiration d'air frais pour la régénération d'un filtre de retenue d'hydrocarbures de l'installation de dégazage de réservoir. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la recirculation est 20 effectuée par une _inalisat__on du processus d'aspiration d'air frais en raison des rapports de pression en résultant. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dépression est générée par une liaison avec un dispositif d'aspiration du moteur à 25 combustion interne. 5. Installation de dégazage du réservoir dotée d'un collecteur de carburant retenant de carburant liquide, qui est relié au réservoir par le liais d'une liaison de dégazage, notamment pour un véhicule présentant un moteur à combustion 30 interne, de préférence un véhicule automobile, caractérisée en ce que la liaison de dégazage (5) se termine en unerecirculation de carburant liquide effectuée par dépression dans le réservoir (1) de carburant liquide dans une zone de fond (31) du collecteur de carburant (4). 6. Installation de dégazage du réservoir selon la revendication 5, caractérisée en ce que la liaison de dégazage (5) est un tube reniflard (6) qui est introduit par le haut à l'intérieur du collecteur de carburant (4) et se termine avec son extrémité (8) peu avant le fond (9) du collecteur de carburant (9). 7. Installation de dégazage du réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le collecteur de carburant (4) est relié à une conduite de dégazage (17) qui est reliée par le biais d'un filtre de retenue d'hydrocarbures (18) à l'air frais de l'atmosphère extérieure. 8. Installation de dégazage du réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le filtre de retenue d'hydrocarbures (18) est relié à une source de dépression (27). 9. Installation de dégazage du réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans la liaison (24) entre le filtre de retenue d'hydrocarbures (18) et la source de dépression (27) est disposée une soupape d'arrêt (28). 10. Installation de dégazage du réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source de dépression (27) est le dispositif d'aspiration (26) du moteur à combustion interne.