Brevet FR3047774A1 — publié le 20170818

DISPOSITIF DE FILTRAGE VIBRATOIRE ET ACOUSTIQUE POUR CIRCUIT DE CARBURANT DE MOTEUR THERMIQUE [0001] La présente invention porte sur un dispositif de filtrage vibratoire et acoustique pour circuit de carburant de moteur thermique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des motorisations diesel de véhicules automobiles. [0002] De façon connue en soi, les véhicules automobiles de type diesel sont pourvus d'un filtre permettant de protéger le système d'injection du véhicule en éliminant un maximum d'impuretés en suspension présentes dans le carburant contenu dans le réservoir ou la tuyauterie d'alimentation en carburant. Ces impuretés peuvent provoquer l'encrassement du système d'injection de carburant, un mauvais fonctionnement du moteur thermique, et sa possible détérioration. [0003] Les filtres à gasoil sont généralement montés sur le moteur thermique, donc proche de l'entrée d'une pompe haute pression acheminant le carburant vers le rail d'injection. Le volume et la composition du filtre à gasoil réalisent du point de vue acoustique une atténuation en matière de pulsation de pression de carburant très importante. Cet effet d'atténuation permet de protéger le circuit de carburant des nuisances vibratoires et acoustiques en bruit intérieur du véhicule. [0004] Toutefois, de nouvelles normes imposent de déporter le filtre à gasoil sur caisse dans une zone à proximité de la zone du réservoir à carburant afin de respecter des contraintes de résistance aux chocs. Ce positionnement du filtre ne lui permet plus d'assurer sa fonction de protection du circuit de carburant contre les phénomènes vibratoires et acoustiques liés aux pulsations de pression de carburant. [0005] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un dispositif de filtrage vibratoire et acoustique pour circuit de carburant de moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte: - un corps, - une membrane déformable délimitant une première chambre et une deuxième chambre à l'intérieur du corps, - une entrée et une sortie de carburant débouchant dans la première chambre, et - un clapet anti-retour positionné du côté de l'entrée, 3047774 2 - le dispositif étant configuré de telle façon qu'une pression statique calibrée est appliquée sur la membrane du côté de la deuxième chambre. [0006] L'invention permet ainsi, lorsque le filtre à gasoil est déporté sur caisse, de protéger le circuit de carburant de tous les phénomènes vibratoires et acoustiques 5 susceptibles de se répercuter à l'intérieur du véhicule automobile. En outre, la taille réduite du dispositif de l'invention par rapport au filtre à gasoil permet de l'implanter dans une zone favorable vis-à-vis des déformations afin de respecter des contraintes de résistance aux chocs. [0007] Selon une réalisation, la pression statique calibrée est appliquée par un ressort. 10 [0008] Selon une réalisation, la pression statique calibrée est appliquée par une mousse remplissant au moins en partie la deuxième chambre. [0009] Selon une réalisation, la pression statique calibrée est appliquée par du gaz sous pression. [0010] Selon une réalisation, le dispositif comporte une valve débouchant dans la 15 deuxième chambre pour permettre une introduction du gaz sous pression dans la deuxième chambre. [0011] Selon une réalisation, la membrane est maintenue serrée à ses extrémités entre le corps et un couvercle de fermeture. [0012] L'invention a également pour objet un circuit d'alimentation en carburant de 20 moteur thermique comportant un dispositif de filtrage vibratoire et acoustique tel que précédemment défini. [0013] Selon une réalisation, l'entrée du dispositif de filtrage est en communication avec une sortie d'une pompe basse pression et la sortie du dispositif de filtrage est en communication avec une entrée d'une pompe haute pression. 25 [0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0015] La figure 1 montre un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur thermique équipé du dispositif de filtrage vibratoire et acoustique selon la présente invention; 3047774 3 [0016] Les figures 2a à 2c sont des vues en coupe illustrant trois modes de réalisation du dispositif de filtrage vibratoire et acoustique selon la présente invention; [0017] La figure 3 représente des courbes d'évolution du rapport de pression pulsée de carburant entre l'entrée du circuit moteur (sens aller) et l'entrée de la pompe basse 5 pression obtenues respectivement pour un filtre à gasoil déporté sur caisse sans le dispositif de filtrage selon l'invention, un filtre à gasoil déporté sur caisse associé à un dispositif de filtrage selon l'invention, et un filtre à gasoil non déporté sur caisse (architecture classique). [0018] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence 10 d'une figure à l'autre. [0019] La figure 1 montre un circuit 1 d'alimentation en carburant d'un moteur thermique 2 par exemple de type diesel à injection directe. Ce circuit 1 d'alimentation comporte une pompe basse pression 3, dite pompe de gavage, qui envoie le carburant puisé dans un réservoir 5 vers une pompe haute pression 6. 15 [0020] La pompe 6 comporte une première sortie 8 communiquant avec des injecteurs 9 du moteur 2 et une seconde sortie 10 à laquelle est raccordée une conduite de retour 11 permettant le retour au réservoir 5 de la partie du carburant ayant servi à refroidir et lubrifier la pompe 6. [0021] La pompe de gavage 3 pourra être installée à l'intérieur du réservoir 5, auquel cas 20 la pompe 3 sera de préférence située dans un bol 13 du réservoir 5 comme cela est représenté. Alternativement, la pompe de gavage 3 pourra être installée à l'extérieur du réservoir 5 sur la conduite reliant le réservoir 5 à la pompe haute pression 6. [0022] Le cas échéant, un échangeur de chaleur 14 pourra être monté sur la conduite de retour 11 pour permettre au carburant de céder des calories à un fluide pouvant être utilisé 25 pour le chauffage de l'habitacle du véhicule. [0023] De manière à filtrer le carburant provenant du réservoir 5, un filtre à gasoil 18 est déporté sur caisse dans la zone du réservoir 5. [0024] Le circuit 1 d'alimentation comporte en outre un dispositif de filtrage 20 vibratoire et acoustique ayant une entrée 21 en communication avec une sortie 15 de la pompe 30 basse pression 3 via une canalisation 31, et une sortie 22 en communication avec une entrée 16 de la pompe haute pression 6 via une canalisation 32. 3047774 4 [0025] Plus précisément le dispositif de filtrage 20 comporte un corps 27 et une membrane déformable 39 délimitant une première chambre 35 et une deuxième chambre 36 à l'intérieur du corps 27. La membrane déformable 39 est par exemple réalisée dans un matériau élastomère. La membrane 39 présente une raideur négligeable par rapport à 5 celle du ressort 41 ou de la mousse 42 destinés à appliquer une pression statique calibrée sur la membrane 39, comme cela est décrit plus en détails ci-après. La membrane 39 présente un diamètre compris par exemple entre 40 et 60 mm, et valant de préférence 50mm. Ses dimensions pourront toutefois être adaptées en fonction de l'application. La membrane 39 est maintenue serrée sur son pourtour entre le corps 27 et un couvercle de 10 fermeture 28. A cet effet, le couvercle 28 est fixé sur le corps 27 au moyen d'organes de fixation 29, tels que des vis. [0026] A l'intérieur de la première chambre 35 débouchent l'entrée de carburant 21 connectée à la canalisation 31 et la sortie de carburant 22 connectée à la canalisation 32. Afin d'empêcher que le carburant circule de la sortie 22 vers l'entrée 21, le dispositif de 15 filtrage 20 comporte un clapet anti-retour 37 situé du côté de l'entrée 21. En l'occurrence, le clapet 37 est monté sur l'entrée 21, de sorte que lorsque le carburant pénètre à l'intérieur de la première chambre 35, la fermeture du clapet 37 bloque tout retour possible du carburant via l'entrée 21. [0027] En outre, le dispositif 20 est configuré de telle façon qu'une pression statique 20 calibrée est appliquée sur la membrane 39 du côté de la deuxième chambre 36. La valeur de la pression statique calibrée est déterminée en fonction de la pression de la pompe basse pression 3. La valeur de la pression statique calibrée est par exemple de l'ordre de 500 kPa. [0028] Dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 2a, la pression 25 statique calibrée pourra être appliquée par un ressort 41. Un téton de centrage pourra être prévu sur le corps 27 pour faciliter le montage du ressort 41. Dans un deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 2b, la pression statique calibrée pourra être appliquée par une mousse 42, réalisée par exemple en polyuréthane, remplissant au moins en partie la deuxième chambre 36. Lors de leur sollicitation, le ressort 41 ou la mousse 42 sont 30 configurés de façon à être comprimés environ jusqu'à la moitié de leur course. Cela permet de conserver une réserve de compression et un meilleur maintien à l'usage du ressort 41 et de la membrane 39. 3047774 5 [0029] Dans un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 2c, la pression statique calibrée est appliquée par du gaz sous pression. Pour permettre l'introduction du gaz à l'intérieur de la chambre 36, une valve 43 de mise en pression débouchant d'un côté vers l'extérieur et de l'autre côté dans la deuxième chambre 36 est prévu dans le 5 couvercle de fermeture 28. En variante, la valve 43 pourra être positionnée sur le corps 27. [0030] La figure 3 représente les courbes d'évolution, en fonction de la fréquence F des pulsations de carburant, du rapport R de pression pulsée de carburant entre une entrée du circuit moteur (sens aller) et une entrée de la pompe basse pression 3, respectivement 10 pour un circuit 1 comportant le filtre à gasoil 18 déporté sur caisse sans le dispositif de filtrage 20 (cf. courbe C1), un circuit 1 comportant le filtre à gasoil 18 déporté sur caisse associé au dispositif de filtrage 20 selon l'invention (cf. courbe C2), et un circuit 1 comportant le filtre à gasoil 18 non déporté sur caisse d'une architecture classique (cf. courbe C3). 15 [0031] On met en évidence que les pulsations basses fréquences de la zone Z1 sont efficacement atténuées grâce à la présence du clapet 37. En outre, les pulsations hautes fréquences de la zone Z2 sont également atténuées grâce à l'effet de l'oscillation de la membrane 39. [0032] Même si par rapport au filtre à gasoil 18 non déporté sur caisse le niveau 20 d'atténuation des pulsations hautes et basses fréquences est moindre, l'association du filtre à gasoil 18 déporté sur caisse avec le dispositif de filtrage 20 permet de protéger suffisamment le circuit 1 de carburant de tous les phénomènes vibratoires et acoustiques susceptibles de se répercuter à l'intérieur du véhicule automobile. En outre, la taille réduite du dispositif 20 de l'invention par rapport au filtre à gasoil 18 permet de l'implanter dans 25 une zone favorable vis-à-vis des déformations afin de respecter des contraintes de résistance aux chocs. REVENDICATIONS1. Dispositif de filtrage (20) vibratoire et acoustique pour circuit de carburant (1) de moteur thermique (2), caractérisé en ce qu'il comporte: - un corps (27), - une membrane déformable (39) délimitant une première chambre (35) et une deuxième chambre (36) à l'intérieur dudit corps (27), - une entrée (21) et une sortie (22) de carburant débouchant dans ladite première chambre (35), et - un clapet anti-retour (37) positionné du côté de ladite entrée (21), - ledit dispositif (20) étant configuré de telle façon qu'une pression statique calibrée est appliquée sur ladite membrane (39) du côté de ladite deuxième chambre (36). 2. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression statique calibrée est appliquée par un ressort (41). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression statique calibrée est appliquée par une mousse (42) remplissant au moins en partie ladite deuxième chambre (36). 4. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression statique calibrée est appliquée par du gaz sous pression. 5. Dispositif de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une valve (43) débouchant dans ladite deuxième chambre (36) pour permettre une introduction dudit gaz sous pression dans ladite deuxième chambre (36). 6. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite membrane (39) est maintenue serrée à ses extrémités entre ledit corps (27) et un couvercle de fermeture (28). 7. Circuit d'alimentation en carburant (1) de moteur thermique (2) comportant un dispositif de filtrage (20) vibratoire et acoustique tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Circuit d'alimentation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'entrée (21) du dispositif de filtrage (20) est en communication avec une sortie (15) d'une pompe basse pression (3) et la sortie (22) du dispositif de filtrage (20) est en communication avec une entrée (16) d'une pompe haute pression (6).