Brevet FR2930482A1 — publié le 20091030

La présente invention concerne un réservoir de carburant, en particulier pour un véhicule automobile, comportant une tubulure de remplissage pour introduire le carburant. L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un réservoir de carburant de ce type. Par le document DE 101 20 542 B4, on connaît un réservoir de carburant du type en question, lequel comporte des moyens pour l'admission d'air et la purge d'air de celui-ci. Ces moyens comportent au moins un tube de remplissage et au moins une conduite de recirculation, qui communique avec le tube de remplissage, de telle sorte que des vapeurs ou des gaz chargés d'hydrocarbures peuvent s'échapper hors de l'intérieur du réservoir de carburant lors du remplissage de celui-ci au moyen du tube de remplissage. La conduite de recirculation est raccordée, à l'intérieur du volume entouré par le réservoir, au tube de remplissage à peu près dans la zone de l'extrémité du côté sortie de celui-ci, les conduites de recirculation, au niveau de leur extrémité éloignée du tube de remplissage, étant raccordées à une conduite de purge d'air montée en amont du filtre des vapeurs de carburant. Par le document EP 1 260 398 A2, on connaît un système de purge d'air d'un réservoir de carburant d'un véhicule automobile, dans lequel une conduite de purge d'air du réservoir débouche dans une tubulure de remplissage du réservoir sensiblement parallèlement au sens d'écoulement du carburant et orienté dans le même sens. De ce fait, l'impulsion du flux volumétrique du gaz circulant dans la conduite de purge d'air peut être exploitée pour compenser une éventuelle augmentation de la pression dans la tubulure de remplissage ou dans le godet de fixation de celle-ci. Par le document DE 698 23 311 T2, on connaît une autre conduite de purge d'air pour un réservoir de carburant, laquelle relie, par l'intermédiaire d'un tronçon en forme de siphon, une partie supérieure du reservoir de carburant à un point supérieur à proximité de l'extrémité supérieure de la conduite de remplissage et comporte une chambre pour la séparation liquide/gaz, laquelle est munie à sa base d'un dispositif d'évacuation de la phase liquide prévue dans la conduite de purge d'air. Le dispositif d'évacuation est associé, en outre, à un dispositif destiné à générer un effet Venturi qui, au moment du remplissage du réservoir de carburant, favorise l'évacuation de la phase liquide contenue dans la conduite de purge d'air. D'autres réservoirs de carburant et tubulures de remplissage sont connus par exemple par les documents DE 101 25 821 Al, DE 35 40 740 Al, US 4 768 566, US 5 456 238, ainsi que US 5 669 361. Le problème à résoudre par l'invention est de proposer, pour un réservoir de carburant du type en question, un mode de réalisation perfectionné qui, en particulier, au moins diminue un échappement indésirable des hydrocarbures lors du remplissage du réservoir de carburant du véhicule. Ce problème est résolu selon l'invention en ce qu'il est prévu un dispositif de recirculation avec un élément tubulaire, lequel est disposé sensiblement coaxialement à une tubulure de remplissage et à distance axiale de celle-ci, de telle sorte que le carburant introduit dans le réservoir de carburant via la tubulure de remplissage afflue sous forme de jet libre dans une admission de l'élément tubulaire, ladite admission étant située au-dessus d'un niveau de carburant et l'élément tubulaire étant réalisé de telle sorte qu'il génère un effet d'aspiration de la vapeur de carburant au moment de l'introduction du carburant. L'invention se fonde sur l'idée générale, selon laquelle il est prévu un élément tubulaire dans un réservoir de carburant, lequel est disposé coaxialement à une tubulure de remplissage du réservoir de carburant et à distance axiale de celle-ci, de telle sorte que le carburant introduit dans le réservoir de carburant via la tubulure de remplissage afflue sous forme de jet libre dans une admission de l'élément tubulaire, ladite admission étant située au-dessus d'un niveau de carburant et l'élément tubulaire étant réalisé généralement de telle sorte qu'il génère un effet d'aspiration de la vapeur de carburant au moment de l'introduction du carburant. Avec l'élément tubulaire selon l'invention, il est donc possible lors de l'introduction du carburant dans le réservoir de carburant, d'aspirer dans l'élément tubulaire un mélange de vapeur de carburant et d'air présent au-dessus du niveau de carburant et de lier les particules d'hydrocarbures de ce mélange avec le carburant, de telle sorte que la teneur en hydrocarbures du mélange de vapeur de carburant et d'air, présent au-dessus du niveau de carburant dans le réservoir de carburant, puisse être abaissé en même temps que l'introduction du carburant dans le réservoir de carburant. Étant donné que pendant le remplissage du réservoir de carburant avec le carburant, le niveau de carburant remonte lentement et que, de ce fait, le mélange de vapeur de carburant et d'air situé en dessous est refoulé par l'intermédiaire d'une conduite de purge d'air, l'élément tubulaire selon l'invention, qui peut faire partie d'un dispositif de recirculation, permet de réduire les hydrocarbures évacués via la conduite de purge d'air, de telle sorte qu'un dispositif de filtrage, par exemple sous la forme d'un filtre à charbon actif, monté généralement dans la conduite de purge d'air, peut être réalisé dans de plus petites dimensions et exige donc moins de place. Avec le dispositif de recirculation selon l'invention, il est possible en outre de réduire les émissions d'hydrocarbures pendant le remplissage du réservoir de carburant, ce qui est très avantageux en particulier vis-à-vis des dispositions en matière d'émissions de plus en plus sévères, comme aux États-Unis par exemple. Par ailleurs, un dispositif de recirculation de ce type, qui est formé pour l'essentiel par l'élément tubulaire décrit ci-dessus, est réalisable à des coûts extrêmement avantageux et peut être fixée dans le réservoir de carburant avec de faibles dépenses de montage. Dans un mode de réalisation amélioré avantageux de la solution selon l'invention, l'élément tubulaire comporte un étranglement agissant comme un tube de Venturi. L'étranglement dans l'élément tubulaire fait en sorte que la vitesse d'un fluide affluant à travers l'élément tubulaire, à savoir le carburant dans le cas présent, est inversement proportionnelle à une variation d'une section du tube. En d'autres termes, la vitesse du carburant atteint son maximum à l'emplacement où le tube est le plus étroit. Selon la loi de continuité pour des fluides incompressibles, le volume de fluide, c'est-à-dire le même volume de carburant, qui sort d'un tronçon quelconque de l'élément tubulaire est identique au volume qui a été introduit. Le liquide, à savoir le carburant, doit donc franchir l'étranglement avec le même volume que dans le reste de l'élément tubulaire, de telle sorte que la vitesse du carburant dans la zone de l'étranglement de la section augmente forcément. Sous l'effet de cette augmentation forcée de la vitesse d'écoulement dans le tronçon rétréci de l'élément tubulaire, il se produit ici un effet d'aspiration qui, par une configuration correspondante de l'élément tubulaire, peut être utilisé pour faire en sorte que, parallèlement au carburant, un mélange de vapeur de carburant et d'air au-dessus du niveau de carburant soit aspiré en même temps et les particules d'hydrocarbures de ce mélange sont liées dans le carburant. Au moment du remplissage du réservoir de carburant, il est donc possible d'obtenir une baisse simultanée de la teneur en hydrocarbures dans le mélange de vapeur de carburant et d'air. Un élément tubulaire ainsi configuré peut être réalisé à coûts avantageux et dans une forme choisie pratiquement librement et ne nécessite pas d'autres composants pour son activation, mais il est en continu prêt à l'emploi et débute avec une aspiration du mélange de vapeur de carburant et d'air dès que le carburant est introduit dans l'élément tubulaire via la tubulure de remplissage. De manière judicieuse, l'admission de l'élément tubulaire est élargie, c'est-à-dire qu'elle est réalisée en particulier en forme d'entonnoir. L'élargissement en forme d'entonnoir de l'admission de l'élément tubulaire permet, en outre, une introduction centrale du carburant dans l'élément tubulaire, le mélange de vapeur de carburant et d'air étant aspiré dans les zones du bord de l'admission et étant déplacé avec le carburant à travers l'élément tubulaire. Pendant le transport à travers l'élément tubulaire, au moins une grande partie des particules d'hydrocarbures du mélange de vapeur de carburant et d'air est liée dans le carburant, moyennant quoi la sortie de l'élément tubulaire laisse à nouveau sortir, d'une part, le carburant et, d'autre part, un mélange de vapeur de carburant et d'air avec une teneur en hydrocarbures nettement diminuée. Étant donné que pendant le remplissage du réservoir de carburant, il se produit un mouvement de recirculation continu, qui diminue en continu la teneur en hydrocarbures dans le mélange de vapeur de carburant et d'air, ledit mélange de vapeur de carburant et d'air, refoulé par la remontée du niveau de carburant, devient en continu de plus en plus pauvre en hydrocarbures, de telle sorte que par la conduite de purge d'air s'échappe de plus en plus un mélange de vapeur de carburant et d'air avec une teneur en hydrocarbures diminuant en continu. Cela s'accompagne d'une diminution du flux volumétrique du mélange de vapeur de carburant et d'air évacué. De ce fait, il est possible, d'une part, de dimensionner en conséquence plus faiblement, c'est-à-dire en particulier plus petit, le dispositif de filtrage monté dans la conduite de purge d'air, et, d'autre part, d'améliorer nettement le bilan des émissions d'hydrocarbures d'un véhicule automobile, en particulier lors du remplissage du réservoir, ce qui, en particulier dans le contexte des sévères directives américaines en matière d'émissions, est un avantage déterminant. Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont expliqués de manière plus détaillée dans la description ci-après et sont représentés sur les dessins, sur lesquels les mêmes repères désignent des éléments identiques ou similaires ou à fonction identique. En outre, les dessins sont des représentations schématiques, parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation en coupe d'un réservoir de carburant selon l'invention ; la figure 2 est une vue d'un éventuel mode de réalisation d'un 10 réservoir de carburant selon l'invention. Conformément à la figure 1, un réservoir de carburant 1 comporte une tubulure de remplissage 2 pour l'introduction du carburant 3 dans le réservoir de carburant 1, ainsi qu'une conduite de purge d'air 4. Ladite conduite de purge d'air 4 est destinée à évacuer vers l'extérieur 15 un mélange de vapeur de carburant et d'air, refoulé pendant l'introduction du carburant 3 dans le réservoir de carburant 1. Afin que, à cette occasion, les hydrocarbures dissous dans le mélange de vapeur de carburant et d'air ne soient pas évacués dans l'environnement, on dispose généralement dans la conduite de purge d'air 4 un dispositif de 20 filtrage, non représenté, tel qu'un filtre à charbon actif, qui, compte tenu de sa plus grande surface intérieure, est apte à lier les hydrocarbures qui s'échappent des vapeurs. En cours de service normal du véhicule automobile équipé du réservoir de carburant 1 selon l'invention, le carburant 3 est habituellement prélevé en continu hors 25 du réservoir de carburant 1, moyennant quoi l'air frais est aspiré de l'extérieur par l'intermédiaire de la conduite de purge d'air 4 et, de ce fait, le dispositif de filtrage, monté dans la conduite de purge d'air 4, est en même temps lavé à contre-courant. Selon l'invention, il est prévu maintenant de monter à l'intérieur 30 du réservoir de carburant 1 un dispositif de recirculation 5 avec un élément tubulaire 6, qui est disposé sensiblement coaxialement et au moins légèrement à distance axiale de la tubulure de remplissage 2. En outre, l'élément tubulaire 6 est positionné par rapport à la tubulure de remplissage 2 de telle sorte que le carburant 3 introduit via la tubulure de remplissage 2 dans le réservoir de carburant 1 peut affluer sous forme de jet libre dans une admission 7 de l'élément tubulaire 6. Ladite admission 7 est située au-dessus d'un niveau de carburant 8, l'élément tubulaire 6 étant configuré de telle sorte que, pendant l'introduction du carburant 3 dans le réservoir de carburant 1, il génère un effet d'aspiration de la vapeur de carburant 9. Par cet effet d'aspiration de la vapeur de carburant 9, la vapeur de carburant 9, au moment du remplissage du réservoir de carburant 1 avec le carburant 3, est aspirée en continu dans l'admission 7 de l'élément tubulaire 6, les particules d'hydrocarbures dissoutes dans la vapeur de carburant 9 peuvent être liées à nouveau dans le carburant 3 pendant la circulation à travers l'élément tubulaire 6. Pendant le remplissage du réservoir de carburant 1, il se produit donc en même temps une épuration du mélange de vapeur de carburant et d'air 9, c'est-à-dire une diminution de la teneur en hydrocarbures de celui-ci. Pour pouvoir générer l'effet d'aspiration pendant l'introduction du carburant 3 dans le réservoir de carburant 1, l'élément tubulaire 6 comporte, par exemple, un étranglement 10 agissant comme un tube de Venturi. En outre, l'élément tubulaire 6 exploite l'effet Venturi, selon lequel il est dit en substance qu'une vitesse du carburant 3 affluant à travers l'élément tubulaire 6 est inversement proportionnelle à une variation d'une section du tube. En d'autres termes, la vitesse du carburant 3, c'est-à-dire du fluide, atteint son maximum à l'emplacement où la section de l'élément tubulaire 6 est la plus étroite, à savoir ici dans la zone de l'étranglement 10. Généralement, l'élément tubulaire 6 peut être réalisé en matière plastique ou en métal, sachant qu'une réalisation en matière plastique permet une fabrication extrêmement avantageuse en coûts et de lui conférer une forme choisie pratiquement librement. Comme il est visible, en outre, sur la figure 1, l'élément tubulaire 6, au niveau de son admission 7 et de sa sortie 11, comporte un élargissement, qui est réalisé en forme d'entonnoir dans l'exemple de réalisation représenté. Logiquement, l'admission 7 de l'élément tubulaire 6 est disposée au-dessus de la sortie 11 de l'élément tubulaire 6 et, en particulier, est positionnée de telle sorte que, même lorsque le réservoir de carburant 1 est complètement rempli, le niveau de carburant 8 n'atteint pas la hauteur de l'admission 7. L'élément tubulaire 6, représenté selon la figure 1, est par exemple droit, alors que l'élément tubulaire 6 du dispositif de recirculation 5 dans le réservoir de carburant 1 selon la figure 2 est légèrement coudé, c'est-à-dire réalisé avec une courbure. Indépendamment du fait que l'élément tubulaire 6 soit courbe ou sensiblement droit, il génère l'effet d'aspiration de la vapeur de carburant 9, qui induit une diminution de la teneur en hydrocarbures dans le mélange de vapeur de carburant et d'air 9 au-dessus du niveau de carburant 8. Grâce au dispositif de recirculation 5 selon l'invention, il est donc possible de réduire les émissions d'hydrocarbures à travers la conduite de purge d'air 4 pendant le remplissage du réservoir de carburant 1 avec le carburant 3, ce qui, d'une part, améliore le bilan des émissions d'hydrocarbures du véhicule automobile et, d'autre part, permet de réaliser avec de plus petites dimensions et donc également à coûts plus avantageux l'élément de filtrage, généralement monté dans la conduite de purge d'air 4, par exemple le filtre à charbon actif. Il va de soi que les réservoirs de carburant 1, représentés selon les figures 1 et 2, sont présentés uniquement à titre d'exemple, de telle sorte que d'autres modes de réalisation de réservoirs de carburant 1 sont également inclus dans l'invention, pour autant que ceux-ci comportent le dispositif de recirculation 5 selon l'invention sous la forme d'un élément tubulaire 6. De même, il n'est pas nécessaire pour l'invention que la tubulure de remplissage 2, comme il est représenté sur la figure 1, ait une forme droite, bien au contraire, il est également possible de réaliser la tubulure de remplissage 2 avec des courbures, comme il est représenté sur la figure 2. Il est uniquement important que l'élément tubulaire 6 soit disposé avec son admission 7 sensiblement coaxialement et à distance d'une sortie de la tubulure de remplissage 2, de telle sorte que le carburant 3 introduit dans le réservoir de carburant l0 1 par l'intermédiaire de la tubulure de remplissage 2 puisse affluer sous la forme d'un jet libre dans l'admission 7 de l'élément tubulaire 6. REVENDICATIONS1. Réservoir de carburant (1), en particulier pour un véhicule automobile, comportant une tubulure de remplissage (2) pour introduire le carburant (3), caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de recirculation (5) avec un élément tubulaire (6), lequel est disposé sensiblement coaxialement à une tubulure de remplissage (2) et à distance axiale de celle-ci, de telle sorte que le carburant (3) introduit dans le réservoir de carburant (1) via la tubulure de remplissage (2) afflue sous forme de jet libre dans une admission (7) de l'élément tubulaire (6), ladite admission (7) étant située au-dessus d'un niveau de carburant (8) et l'élément tubulaire (6) étant réalisé de telle sorte qu'il génère un effet d'aspiration de la vapeur de carburant (9) au moment de l'introduction du carburant (3). 2. Réservoir de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (6) comporte un étranglement (10) agissant comme un tube de Venturi. 3. Réservoir de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'admission (7) de l'élément tubulaire (6) est 20 élargie, en particulier en forme d'entonnoir. 4. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (6) est réalisé en matière plastique ou en métal. 5. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réservoir de carburant (1) comporte une conduite de purge d'air (4), à l'intérieur de laquelle est monté un dispositif de filtrage, en particulier un filtre à charbon actif. 6. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une sortie (11) de l'élément 30 tubulaire (6) est élargie, en particulier en forme d'entonnoir. 7. Réservoir de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'admission (7) de l'élément tubulaire (6) est située plus en hauteur que la sortie (11) de celui-ci. 8. Réservoir de carburant selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (6) est sensiblement droit ou légèrement courbe. 9. Véhicule automobile comportant un réservoir de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.