Brevet FR3056258A1 — publié le 20180323

SYSTÈME D'ALIMENTATION EN CARBURANT [0001]L'invention se rapporte à un système d'alimentation muni d'une canalisation connexe d'aspiration en carburant d'un moteur de véhicule et à un véhicule équipé d'un tel système d'alimentation. [0002]L'invention concerne le domaine de l'alimentation en carburant basse pression des moteurs à combustion interne de tout type de véhicule automobile, aéronautique, maritime, ferroviaire ou équivalent -, l'alimentation pouvant être du gaz oil, de l'essence ou tout type de carburant liquide, en unité montage. En particulier, l'invention s'applique à l'alimentation en carburant sur les sites de montage de l'architecture moteur des véhicules. Une telle alimentation est réalisée par un module basse pression situé dans le réservoir en carburant et relié en boucle à un module d'alimentation haute pression du moteur. [0003] Comme illustré par le schéma d'alimentation de la figure 1 relatif à l'alimentation d'un moteur diesel à rampe d'alimentation commune (dite « Common Rail » en terminologie anglaise), le module basse pression M1 est constitué par un module jauge pompe - dit MJP - agencé dans une cuve 1 disposée dans le réservoir de carburant 10 et comportant principalement, en suivant le trajet du carburant 11: un pré-filtre 3 relié à une pompe 4, elle-même reliée à un clapet anti-retour 6. Avantageusement, un clapet de remplissage de cuve 2 est agencé en entrée de cuve 1, et un clapet de surpression 5 ainsi qu'une pompe à effet Venturi 7 sont montés en sortie de la pompe basse pression 4. [0004] Le carburant 11 ainsi pompé est transmis par un double conduit aller-retour C1, C2 au module d'alimentation haute pression M2 intégré à 25 l'ensemble d'injection moteur 20 comportant également une rampe commune 23 couplée à des injecteurs 24. Le conduit aller-retour C1, C2 traverse le réservoir 10 via des pipettes de connexion, respectivement P1 et P2, montées sur la platine 30 formée sur la paroi supérieure Fs du réservoir 10. [0005] Le module d'alimentation en carburant haute pression M2 30 comporte principalement en liaison successive le long du trajet emprunté par le carburant: un filtre dit « fin » 21, apte à filtrer des particules fines de type 3056258 2 microparticules (par exemple de particules classées PM 10 de dimension inférieure ou égale à 10 microns, ou de particules PM 2,5 de dimension inférieure ou égale à 2, 5 microns), connecté à la pompe 4 du module basse pression M1 via le conduit Cl et la pipette P1, et une pompe haute pression 22 reliée à une 5 extrémité de la rampe commune 23 à plusieurs injecteurs de carburant 24. Ce module haute pression M2 est couplé à un équipement de mesure de température et de pression 25, les données de mesure étant communiquées à un calculateur d'injection (non représenté). Le conduit retour C2 connecte l'autre extrémité de la rampe commune 23 à la cuve 1 via la pipette P2. 10 [0006] En fonctionnement, une partie adaptée de carburant 11 est conduite aux injecteurs 24 via la rampe commune 23 et la partie restante est recyclée vers la cuve 1 via le conduit retour C2. [0007] Dans les nouvelles générations de moteur, le filtre fin 21 est sorti de l'ensemble d'injection moteur 20 et est agencé sur la caisse, à proximité du 15 réservoir de carburant 10, pour des raisons d'accessibilité et de réorganisation des équipements d'alimentation en carburant. Or ce filtre fin ne se remplit pas suffisamment de carburant dans cette position près du réservoir 10 et l'amorçage en carburant ne s'effectue pas correctement. Le filtre fin doit alors être purgé ce qui induit des mises en place particulières de moyens de purge et des pertes de 20 temps. [0008] Diverses améliorations ont porté sur des moyens de purge de circuit d'alimentation en carburant ou, plus généralement, en fluide dans les lignes d'alimentation ou d'échappement des moteurs à combustion interne, en particulier des moteurs diesel. [0009]Ainsi, le document FR 2 939 481 décrit un module d'alimentation de fluide provenant d'un réservoir, en particulier un fluide de réduction des oxydes d'azote dans une ligne d'échappement moteur. Un tel système comporte un réservoir de fluide, une pompe et une ligne d'alimentation reliant la pompe au site d'utilisation pour l'alimenter en fluide prélevé par la pompe dans le réservoir, ainsi qu'un système de purge perfectionné. Une prise d'air, située en partie supérieure du réservoir, est reliée à la ligne d'alimentation via une ligne auxiliaire équipée d'un clapet unidirectionnel en série pour purger le système. 3056258 3 [0010] Par ailleurs, le document WO 2011022659 décrit un dispositif de vidange automatique par un drainage de l'eau contenue dans du gaz oil avant que le gaz oil ne sorte de son réservoir. Ce dispositif comprend un clapet flottant ayant une densité inférieure à un premier fluide et supérieure à un second fluide. 5 Le clapet flottant a une position de flottement permettant au premier fluide de traverser une ouverture de clapet flottant quand un compartiment du clapet est rempli du premier fluide, et une position de fermeture empêchant les fluides de traverser l'ouverture du clapet quand le compartiment du clapet flottant n'est pas rempli du premier fluide. 10 [0011 ]Le document DE 20101572 concerne un filtre à liquide comprenant un dispositif de purge d'air, adapté par exemple le carburant d'un moteur à combustion interne. Le dispositif de purge d'air, destiné à chasser l'air du filtre lors d'une augmentation de volume du liquide, présente deux orifices montés en série, offrant respectivement une faible résistance pour l'air et une forte 15 résistance pour le liquide. [0012]Un autre dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne par pompage est décrit dans le document EP 2 667 010. Dans ce dispositif, il est prévu une recirculation d'une partie du carburant sortant de ce filtre dans le réservoir par un circuit de retour raccordé en aval d'un filtre. Une 20 unité de commande pilote la pompe pour que celle-ci fournisse un débit de carburant en fonction d'une demande en carburant du moteur, une partie du carburant débitée en sortie du filtre étant retournée dans le réservoir au travers du circuit de retour. [0013]11 apparaît qu'aucune de ces améliorations n'apporte de 25 solution pour purger l'air contenu dans un filtre d'une alimentation en carburant, en particulier lorsque le filtre est agencé à proximité du réservoir d'un véhicule automobile. [0014] L'invention vise à réaliser une alimentation en carburant purgée d'air par un amorçage d'aspiration de carburant en parallèle du module 30 MJP d'aspiration principale de carburant. En particulier, un amorçage d'alimentation en carburant est réalisé pour purger d'air l'alimentation en carburant lors du montage de l'architecture moteur. 3056258 4 [0015]Plus précisément, la présente invention a pour objet un système d'alimentation en carburant d'un moteur de véhicule à combustion interne, ce système comportant un module d'alimentation basse pression- intégrant une pompe dans une cuve plongée dans un réservoir de carburant et remplie de 5 carburant, un module d'alimentation haute pression de carburant comportant une pompe haute pression reliée à un équipement d'injection moteur et un premier filtre (notamment de type filtre « fin » pour microparticules) relié à la pompe haute pression via un conduit aval et à la pompe basse pression via un conduit amont. Dans ce système, ledit premier filtre étant agencé à proximité du réservoir de 10 carburant, une canalisation d'aspiration connexe, sur laquelle sont montés un clapet anti-retour et un deuxième filtre de carburant plongés dans un environnement de carburant de réservoir ou de cuve, est raccordée sur ledit conduit amont. [0016]Une telle canalisation d'aspiration présente l'avantage de 15 permettre une purge plus rapide d'air contenu dans le premier filtre lors des essais après le montage de l'architecture moteur du véhicule. [0017]Un autre avantage de l'invention concerne sa simplicité de mise en oeuvre au moyen de l'utilisation d'un filtre et d'un clapet anti-retour qui sont des équipements disponibles en stock dans les ateliers où sont montés les 20 réservoirs et les cuves. [0018]Selon un mode de réalisation avantageux, la canalisation d'aspiration connexe est raccordée sur une portion du conduit amont située à l'extérieur du réservoir, ladite canalisation traversant une paroi du réservoir, en particulier via une pipette de connexion, de sorte que le (deuxième) filtre de cette 25 canalisation est plongé dans le réservoir. [0019]Alternativement, la canalisation d'aspiration connexe est raccordée sur une portion du conduit amont située à proximité du premier filtre à l'extérieur du réservoir, ladite canalisation d'aspiration connexe traversant une paroi du réservoir, en particulier via une pipette de connexion, au droit de la cuve 30 de sorte que le clapet anti-retour ainsi que le (deuxième) filtre de ladite canalisation sont plongés dans la cuve. 3056258 5 [0020]Alternativement encore, la canalisation d'aspiration connexe est raccordée sur une portion du conduit amont située à l'intérieur de la cuve entre le premier filtre et le clapet anti-retour du module basse pression. [0021 ]Selon une autre alternative, la canalisation d'aspiration 5 connexe est raccordée sur une portion du conduit amont reliant le clapet anti- retour à la pompe basse pression du module basse pression. En particulier, le module basse pression disposant d'un clapet de surpression monté en sortie de la pompe basse pression dans le sens du trajet d'écoulement du carburant, le clapet anti-retour de la canalisation d'aspiration connexe est combiné au clapet de 10 surpression, ou est fusionné avec ce dernier dans une variante de réalisation pour former un unique clapet. [0022] Dans tous les cas de raccordement, le module basse pression comporte, dans un montage connexe en sortie de la pompe basse pression, un clapet de surpression ainsi qu'une pompe à effet Venturi. Ce clapet de surpression 15 est avantageusement le clapet anti-retour de la canalisation d'aspiration connexe lorsque cette canalisation est raccordée entre le clapet anti-retour et la pompe basse du module basse pression. [0023]L'invention se rapporte également un véhicule automobile équipé d'un système d'alimentation en carburant tel que défini ci-dessus. 20 [0024]Dans le présent texte, le qualificatif « dans le sens du trajet d'écoulement» se rapporte au sens d'écoulement du carburant en utilisation standard, entre le réservoir et le moteur. Le qualificatif « vertical » se rapport à la direction définie par la force de gravité, et le qualificatif « horizontal » correspond à une direction perpendiculaire à la direction verticale. Les qualificatifs « interne » et 25 « externe » se réfèrent à la position d'éléments placés à l'intérieur ou à l'extérieur de la cuve ou du réservoir. Sur les figures, des éléments identiques ou analogues sont repérés par un même signe de référence qui renvoie au(x) passage(s) de la description détaillée qui le mentionne(nt). [0025]D'autres données, caractéristiques et avantages de la 30 présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : 3056258 6 - la figure 1, le schéma d'un exemple de système d'alimentation de moteur selon l'état de la technique (déjà présenté et commenté); - la figure 2, le schéma d'un premier exemple de réalisation d'un système d'alimentation selon l'invention équipé d'une canalisation d'aspiration connexe 5 raccordée sur le conduit amont à l'extérieur du réservoir et plongeant dans le réservoir à l'extérieur de la cuve; - la figure 3, le schéma d'un deuxième exemple de réalisation d'un système d'alimentation selon l'invention avec la canalisation d'aspiration connexe de la figure 2 raccordée sur le conduit aval à l'extérieur du réservoir et plongeant 10 dans la cuve; - la figure 4, le schéma d'un troisième exemple de réalisation d'un système d'alimentation selon l'invention avec la canalisation d'aspiration connexe de la figure 2 raccordée sur une portion du conduit amont située à l'intérieur de la cuve, entre le filtre fin et la pompe basse pression; et 15 - la figure 5, un schéma d'un quatrième exemple de réalisation d'un système d'alimentation selon l'invention avec la canalisation d'aspiration connexe de la figure 2 raccordée sur une portion du conduit amont située à l'intérieur de la cuve, entre le clapet anti-retour et la pompe basse pression du module basse pression. 20 [0026]Dans le cadre des schémas de réalisation en référence aux figures 2 à 5, seule l'alimentation basse pression à partir du réservoir 10 est représentée. Le premier filtre, (dit filtre fin par la suite) 21 (cf. figure 1) est agencé sur la caisse du véhicule (non représentée) à proximité du réservoir 10 pour les raisons évoquées ci-dessus liées au montage actuel des véhicules automobiles. 25 L'invention met en place l'installation d'une canalisation d'aspiration connexe 8, encore dénommée « by-pass », dans le réservoir 10 ou dans la cuve 1 afin de permettre une purge rapide de l'air contenu dans le filtre fin 21, en particulier pour les essais d'alimentation en carburant lors du montage de l'architecture moteur du véhicule. 30 [0027]La figure 2 présente le schéma d'un premier exemple de réalisation d'un système d'alimentation en carburant selon l'invention, dans lequel les éléments d'aspiration de la canalisation d'aspiration connexe 8 - à savoir un 3056258 7 (deuxième) filtre 81 couplé à un clapet anti-retour 82 - plongent dans le réservoir 10. [0028] De plus, ce by-pass 8 est raccordé sur un conduit amont Cam reliant le filtre fin 21 à la pompe basse pression 4 du module basse pression Ml. 5 Le raccordement est réalisé à l'extérieur du réservoir 10, plus précisément entre le (premier) filtre fin 21 et la pipette de connexion P1 du module Ml. La canalisation d'aspiration connexe 8 traverse ensuite le réservoir 10 via une pipette de connexion P3 dans un emplacement de la paroi supérieure Fs de sorte que le filtre de cette canalisation 8 est plongé dans le réservoir 10 à l'extérieur de la cuve 1. 10 [0029]Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, la canalisation d'aspiration connexe 8 est raccordée à proximité du filtre fin 21, plus précisément sur le conduit amont Cam reliant, à l'extérieur du réservoir 10, le filtre fin 21 à la pompe basse pression 4 (cf. figure 1). Ce conduit amont Cam et, dans son prolongement, le conduit aval Cav forment le conduit aller Cl (cf. figure 1), qui 15 traverse la paroi Fs du réservoir 10 au droit de la cuve 1, de sorte que le (deuxième) filtre 81 et le clapet anti-retour 82 de ladite canalisation 8 sont plongés dans cette cuve 1. [0030]Un autre exemple de réalisation de l'invention est présenté sur le schéma de la figure 4. Dans cet exemple, la canalisation d'aspiration connexe 8 20 est raccordée sur une portion du conduit amont Cam située à l'intérieur de la cuve 1, plus précisément entre la pipette de connexion P1 du conduit aller Cl et le clapet anti-retour 6 du module basse pression Ml. [0031] Dans le schéma de la figure 5, le module basse pression M1 dispose avantageusement, comme illustré également dans les autres figures, d'un 25 clapet de surpression 5 ainsi que d'une pompe à effet Venturi 7 en sortie de la pompe basse pression 4 dans le sens du trajet d'écoulement du carburant. Dans cette variante, la canalisation d'aspiration connexe 8 est également raccordée à la sortie de la pompe basse pression 4, plus précisément entre cette pompe et le clapet anti-retour 6 du module basse pression Ml. 30 [0032]Avantageusement, le clapet anti-retour 82 du by-pass 8 et le clapet de surpression 5 sont combinés, et peuvent en particulier former un seul 3056258 8 équipement, ce qui permet de simplifier le montage du by-pass 8 en bénéficiant du raccordement du clapet 5 déjà existant. [0033]Dans ces conditions, la canalisation d'aspiration connexe 8 permet, dans les exemples d'installation illustrés, un amorçage de remplissage 5 ajusté et sans air du filtre fin 21 en carburant. Ces canalisations d'aspiration connexe sont de réalisation aisée et peuvent donc être conservées dans le véhicule une fois l'amorçage réalisé en usine d'assemblage. [0034]L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, la cuve 1 peut être dépourvue de pompe à effet 10 Venturi, ou celle-ci peut être remplacée par tout système pouvant agiter le carburant 11'. De même, les différents clapets peuvent être remplacés par d'autres équipements assurant la même fonction. De plus, le pré-filtre 3 du module basse pression M1 peut être également servir de filtre pour la canalisation d'aspiration connexe dans le cas où celle-ci est placée à l'intérieur de la cuve 1. 15 [0035] Par ailleurs, l'invention s'applique à tout type de réservoir relié à une pompe extérieure dont le remplissage initial pourrait nécessiter un amorçage sans air. REVENDICATIONS1. Système d'alimentation en carburant d'un moteur de véhicule à combustion interne, ce système comportant un module d'alimentation basse pression (M1) intégrant une pompe (4) dans une cuve (1) plongée dans un réservoir (10) de carburant (11) et remplie de carburant (11'), un module d'alimentation haute pression (20) de carburant (11, 11') comportant une pompe haute pression (22) reliée à un équipement d'injection moteur (23, 24) et un premier filtre (21) relié à la pompe haute pression (22) via un conduit aval (Cav) et à la pompe basse pression (4) via un conduit amont (Cam), caractérisé en ce que, ledit premier filtre (21) étant agencé à proximité du réservoir de carburant (10), une canalisation d'aspiration connexe (8), sur laquelle sont montés un clapet antiretour (82) et un deuxième filtre de carburant (81) plongés dans un environnement de carburant (11, 11') de réservoir (10) ou de cuve (1), est raccordée sur ledit conduit amont (Cam). 2. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 1, dans lequel la canalisation d'aspiration connexe est raccordée sur une portion du conduit amont (Cam) située à l'extérieur du réservoir (10), ladite canalisation (8) traversant une paroi (Fs) du réservoir (10) de sorte que le deuxième filtre (81) de cette canalisation (8) est plongé dans le réservoir (10). 3. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 1, dans lequel la canalisation d'aspiration connexe est raccordée sur une portion du conduit amont (Cam) située à proximité du premier filtre (21) à l'extérieur du réservoir (10), ladite canalisation d'aspiration connexe (8) traversant une paroi (Fs) du réservoir (10) au droit de la cuve (1) de sorte que le clapet anti-retour (82) ainsi que le deuxième filtre (81) de ladite canalisation (8) sont plongés dans la cuve (1). 4. Système d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la canalisation d'aspiration connexe (8) traverse la paroi (Fs) du réservoir (10) via une pipette de connexion (P3). 3056258 10 5. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 1, dans lequel la canalisation d'aspiration connexe (8) est raccordée sur une portion du conduit amont (Cam) située à l'intérieur de la cuve (1) entre le premier filtre (21) et le clapet anti-retour (6) du module basse pression (M1). 5 6. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 1, dans lequel la canalisation d'aspiration connexe (8) est raccordée sur une portion du conduit amont (Cam) reliant le clapet anti-retour (6) à la pompe basse pression (4) du module basse pression (M1). 7. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 10 précédente dans lequel, le module basse pression (M1) disposant d'un clapet de surpression (5) monté en sortie de la pompe basse pression (4) dans le sens du trajet d'écoulement du carburant, le clapet anti-retour (82) de la canalisation d'aspiration connexe (8) est combiné au clapet de surpression (5). 8. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 15 précédente, dans lequel le clapet anti-retour (82) de la canalisation d'aspiration connexe (8) est fusionné avec le clapet de surpression (5) pour former un unique clapet. 9.Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes.