EP0702142B1 - Ensemble de pompage incorporant un régulateur de pression, pour réservoir de carburant de véhicule automobile et réservoir ainsi équipé - Google Patents

Ensemble de pompage incorporant un régulateur de pression, pour réservoir de carburant de véhicule automobile et réservoir ainsi équipé Download PDF

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EP0702142B1
EP0702142B1 EP95402079A EP95402079A EP0702142B1 EP 0702142 B1 EP0702142 B1 EP 0702142B1 EP 95402079 A EP95402079 A EP 95402079A EP 95402079 A EP95402079 A EP 95402079A EP 0702142 B1 EP0702142 B1 EP 0702142B1
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EP
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filter
fact
pump
regulator
outlet
Prior art date
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EP95402079A
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Denis Ragot
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Marwal Systems SAS
Original Assignee
Marwal Systems SAS
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Publication date
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    • F02M37/0023—Valves in the fuel supply and return system
    • F02M37/0029—Pressure regulator in the low pressure fuel system
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    • F02M37/0082—Devices inside the fuel tank other than fuel pumps or filters
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    • F02M37/50—Filters arranged in or on fuel tanks

Definitions

  • the present invention relates to the field of devices supply of fuel to internal combustion engines on motor vehicles.
  • conventional fuel supply systems for engines with internal combustion include a pump 10 which takes the fuel in a tank 12, and directs this fuel to the area of use, by example the injectors or the intake manifold 14, via supply line 16. Excess fuel is returned to tank 12 using return piping 18.
  • Pump 10 generally includes an upstream filter 11. In addition, a downstream filter 13 is generally placed at the outlet of pump 10, on piping 16 feed.
  • This classic arrangement called a loop, represented on the Figure 1, has the disadvantage of leading to a warming of the fuel passing through the zone of use 14 and brought back to the tank 12 through the return duct 18.
  • a pressure regulator 20 is preferably integrated on the supply line 16. This pressure regulator 20 ensures the return excess fuel to tank 12.
  • This pressure regulator 20 has its input connected to the supply line 16, generally downstream of the filter 13, by a bypass duct 15. The output of the regulator 20 opens into the reservoir 12.
  • the output of the pump 106 is connected to the input of the filter 13 outside the tank, via conduit 102.
  • the outlet of the filter 13 is connected to the injectors 14. It is also connected to the inlet of the regulator 20, via conduit 103, which is connected to the bypass duct 15 shown in FIG. 2.
  • Document US-A-5195494 describes a supply device in internal combustion engine fuel comprising a set of drawing comprising a fixing base designed to be fixed on a wall of a fuel tank, a pump, at least one duct supply connected to the pump outlet, a filter placed on this conduit supply and a pressure regulator associated with the pump, the pressure regulator being attached to said pump outlet and the filter being fixed on the base of the drawing assembly, said filter comprising a filtering structure in the shape of a crown.
  • US-A-3695438 describes a pressure regulator designed for an engine fuel supply device combustion, said regulator being placed downstream of a filter and the filter comprising a filtering structure in the form of a crown fed by outside via the pump outlet, while the regulator is placed above of the filter structure.
  • Document US-A-5078167 describes a variant according to which the drawing assembly comprises a fixing base designed to be fixed to the wall of a fuel tank, a pump, a pipe supply connected to the pump outlet, a filter placed on this conduit supply and a pressure regulator associated with the pump, placed between pump outlet and filter inlet, pressure regulator and filter being fixed on the base of the drawing assembly and the regulator of pressure being supported by the filter housing.
  • the present invention now aims to improve existing fuel delivery systems.
  • a fuel supply device for internal combustion engine type comprising a drawing assembly comprising a base of fastening designed to be fixed to the wall of a fuel tank, a pump, at least one supply duct connected to the outlet of the pump, a filter placed on this supply pipe and a regulator of pressure associated with the pump, the pressure regulator and the filter being fixed on the base of the drawing assembly, and the pressure regulator being supported by the filter housing, characterized in that the pressure regulator is placed downstream of the filter and the filter includes a filter structure in the shape of a crown, supplied from the outside by the pump outlet, while the pressure regulator is placed inside the central part of the filter structure.
  • the invention also relates to fuel tanks. thus equipped.
  • This device is designed to be placed in a motor vehicle fuel, which is only partially shown in Figure 4 attached, under the general reference R.
  • Such a fuel tank R can be the subject of many variants.
  • the device 200 comprises a base 210 which supports a drawing assembly comprising essentially a pump 220, a filter 250 and a pressure regulator 300.
  • the base 210 is adapted to be fixed on the upper wall R1 of the tank R, opposite an access orifice formed therein.
  • the base 210 is preferably made of plastic. Its geometry can be the subject of numerous variant embodiments. She is from generally circular, centered around a vertical axis.
  • the base 210 can be fixed on the upper wall R1 of the tank by any suitable means. It is preferably an assembly removable.
  • the base 210 is advantageously fixed by means of a ring held by screwing or locking with interposition of a seal sealing ring, on the upper wall R1 of the reservoir R.
  • the base 210 serves as a support for an outlet pipe of fuel 212.
  • the base 210 also serves as a support for connections electrical 214. These electrical connections, schematically shown in Figure 4, are intended to allow, on the one hand the supply of the pump 220, on the other hand the establishment of a connection electric with a 400 gauging device, preferably fitted the drawing assembly 200.
  • Connections 214 can be the subject of numerous variants. Their number depends on the nature of the gauging means 400 and of the pump 220 used.
  • the base 210 is overmolded on these connections 214.
  • the base upper 210 is provided with an underlying mount 216, formed of preferably a cylindrical barrel, adapted to support all of drawing 200.
  • the pump 220 can be the subject of numerous variants of production. It is preferably a conventional control pump electric.
  • the pump 220 is advantageously placed in a bowl 240 serving as a fuel reserve, connected by its upper end to the base of the frame 216.
  • the bowl 240 can thus be rigidly fixed on the mount 216.
  • the bowl 240 is connected to the frame 216 by means of a telescopic mounting, so that the bowl 240 is constantly stressed against the lower wall R2 of the tank.
  • the reserve bowl 240 can be fed by any suitable means, for example using a booster pump, or a pump such as a jet pump, or even using a non-return valve, as shown schematically under the reference 242, in the bottom of the bowl 240, for allow fuel to penetrate from tank R to bowl 240 when the fuel level in the tank R is higher than that of the fuel in the bowl 240, while on the contrary prohibiting the flow of the fuel from bowl 240 to tank R.
  • a booster pump or a pump such as a jet pump
  • a non-return valve as shown schematically under the reference 242
  • the inlet of the pump 220 is placed near the bottom of the bowl 240, i.e. near the bottom of the reservoir R.
  • the inlet of the pump 220 is preferably provided with an upstream filter 222 adjacent to the bottom of the bowl 240.
  • the outlet of the pump 220 is preferably provided with a nozzle.
  • vertical 224 tightly connected to the inlet of the filter 250.
  • the filter 250 includes a housing 252, advantageously cylindrical, placed in the frame 216, on the top of the bowl 240.
  • the box 250 can be the subject of many variants. It is made up of preferably by assembling two cylindrical shells, in material plastic or metal.
  • the housing 252 houses a filter structure 254 in the form of crowned.
  • the filter structure 254 can be formed by any means appropriate. It is preferably a conventional filter structure with paper base, shaped like a labyrinth for the fuel to be filtered.
  • the two sides 253, 255 of the filter structure in a crown 254 are tightly connected to the facing walls respectively lower 251 and upper 258 of the housing 250.
  • the outlet nozzle 224 of the pump 220 opens into the radially outer inlet chamber, 256, of the filter 250.
  • the regulator 300 is placed in the internal chamber 257.
  • the bottom wall 251 of the filter housing 252 250 has, of preferably in its center, and in internal chamber 257, a structure 260 generally cylindrical and stepped which supports the regulator 300. More specifically, according to the particular embodiment shown in FIG. 4, this support structure 260 comprises two sleeves 262, 264, cylindrical, connected by a radial recess 266.
  • the sleeve 262 opens towards the bottom of the bowl 240.
  • the sheath 264 superimposed on the sheath 262 has a larger diameter than the latter.
  • Scabbard 264 also has at least one through bore 265 allowing a communication between its internal volume and internal chamber 257 of the filter 250.
  • the pressure regulator 300 is placed downstream of the filter 250, more specifically of the filter structure 254, so that it receives only filtered fuel.
  • the regulated output of regulator 300 communicates with room 257.
  • the regulator output 300 corresponding to the fuel overflow communicates with the scabbard 262 and from there with bowl 240.
  • the upper wall 258 of the housing 252 of the filter 250 is it provided with a tip 270 tightly connected to the tip 212 carried by the base 210.
  • the end piece 270 communicates with the outlet chamber 257 of the filter.
  • the fuel is directed, from this nozzle 212, to the zone of use, injector (s) or carburetor (s), by any suitable conduit.
  • the fuel used follows the following circuit: pump 220, outer chamber 256 of the filter, filter structure 254, inner chamber 257 of the filter 250, then connection between the nozzles 270 and 212.
  • Sealing means 226 are provided between the outlet 224 of the pump 220 and the filter inlet 250. These sealed connection means can be formed for example of a flexible tube. However, from preferably, the outlet nozzle 224 of the pump 220 is arranged in the form waterproof telescopic mounting in the base of the inlet chamber radially external 256 of the filter 250.
  • sealing means 226 can be the subject of many variants. he can be simple O-rings. However, preferably, these means are made up of at least one lip seal, very preferably a joint having a cross section in V to concavity oriented axially. In other words, such a joint includes two elastic lips inclined together in a V and oriented substantially parallel to the central axis of the joint.
  • the means of connection between the outlet nozzle 270 of the filter 250 and the end piece 212 carried by the base 210 can be compared to those provided between outlet 224 of pump 220 and inlet of filter 250.
  • connection between the outlet nozzle 270 of the filter 250 and the endpiece 212 carried by the base 210 can be provided by a conduit flexible 272 as illustrated in FIG. 4.
  • the end piece 270 can be arranged in sealed telescopic mounting in the end piece 212 carried by the base 210, with the interposition of a seal, such a joint with two lips having a cross section in V, as described previously for pump output 220.
  • the pressure regulator 300 is preferably a pressure regulator coaxial input / output.
  • the pressure regulation function is obtained, using regulator 300, bypass flow, regulated by a membrane supporting the combined action of the liquid whose pressure is regulated, and a calibration spring.
  • the regulator 300 comprises a body 302 generally cylindrical of revolution about a vertical axis 304.
  • the body 302 is provided with a flange 310 or rib projecting from its outer surface, approximately halfway up.
  • the body 302 is split into two chambers by a flexible membrane 330, transverse to the axis 304.
  • the outer periphery of the membrane 330 is fixed so waterproof on the internal surface of the body 302.
  • the outer periphery of the membrane 330 is pinched by the body 302 at flange level 310.
  • the upper chamber 332 delimited in the body 302 by the membrane 330 receives a calibration spring 340.
  • the lower chamber 334 located on the other side of the membrane 330 receives a projecting tube 324, centered on the axis 304.
  • This tube 324 extends on the outside of the body 302, towards the bowl 240 in the form of the aforementioned tip 320.
  • the tube 324 is tightly connected to the body 302.
  • the top 325 of the inner tube 324 is located near the membrane 330, plus precisely opposite a shutter 331 supported by the latter.
  • the spring 340 pushes the shutter 331 against the top of the tube 320, to close the latter.
  • the lower chamber 334 is connected to the outside, i.e. with the filter outlet chamber 257, through through passages 335 formed in the body 302 at the base thereof, around the end piece 320. From preferably, several passages are thus provided crossing 335 equi-distributed around axis 304.
  • the diaphragm 330 and the shutter 331 are spaced from the top of the tube 325. The fuel can then flow from the lower chamber 334 to the nozzle 320 through the tube 324, and from there join the bowl 240.
  • the body 302 is provided under the flange 310 and above the passages 335, of an annular groove 306, designed to receive a seal annular 308 ensuring sealing between the body 302 and the surface internal of the sleeve 264 linked to the lower wall 251 of the housing 252 of the filtered.
  • a second annular seal 321 provides sealing between the outer surface of the end piece 320 and the sheath 262 in which is engaged this tip 320.
  • the regulator 300 can be fixed on the linked sleeves 262, 264 to the housing 252 by any suitable means, for example by a ring 309 in taken with the external surface of the body 302 and with the internal surface of a third sleeve 267 linked to the second sleeve 266 via a dropout 268.
  • the base 210 is placed opposite a access and inspection hatch provided on the vehicle chassis. Therefore, the filter 250 is easy to access since it suffices to disassemble the base 210 to access this filter.
  • the filter 250 can be replaced without difficulty at any service station when the vehicle mileage reaches a required threshold defined by the manufacturer.
  • the pump bodies 220 are immobilized in mounts, using planned shock absorbers generally respectively at the bottom and at the top of the pump.
  • the damper generally provided in part upper part of the pump is replaced by flexible connecting means.
  • the regulator 300 works with an absolute reference pressure corresponding to the pressure which reigns at rest in this chamber 332.
  • FIG. 5 shows a variant of realization that, as schematically also on the FIG. 6, this upper chamber 332 of the regulator 300 has at least a through passage 303 through which the chamber 302 communicates with an auxiliary pressure reference.
  • the upper chamber 332 of the body 302 is placed in a clearance 280 formed in the upper wall 258 of the housing 252.
  • the seal between the external surface of the body 302 of the regulator 300 and a sheath 281 linked at clearance 280 is ensured by seal 308.
  • Regulator 300 is fixed in the clearance 280 by the ring 309.
  • the passage 303 communicates thus with the upper part of the reservoir R.
  • the regulator 300 rests by its flange 310 on a recess 282 connecting the sheath 281 and the clearance 280.
  • the end piece 320 is engaged in a sleeve 262 linked to the lower wall 251 of the filter and a seal 321 seals between this end piece 320 and this sleeve 262.
  • This passage 303 formed in the body 302 of the regulator 300 can in other ways be connected, via conduit suitable, outside the tank R, to be placed under pressure atmospheric, or at the pressure of the intake manifold engine.
  • Upstream filters 108 or primary filters have generally, according to conventional installations, a filtering power of particles larger than 70 ⁇ m.
  • the downstream filter 13 on the other hand has generally a filtering power in the 3-10 ⁇ m range.
  • a filter 222 with a filtering power capable of retaining particles of around 20 to 30 ⁇ m.
  • This arrangement allows the use of a downstream filter 250 with the same filtering powers from 3 to 10 ⁇ m as the installations conventional, but with a lower filtering surface, and therefore reduce the size of this downstream filter 250 to allow its integration on the base 210, in the tank.
  • the drawing assembly 200 can be equipped, as mentioned above, a level gauging system and / or fuel volume in tank R.
  • Such a gauge equipping the pumping assembly can be in accordance with the provisions known and marketed today and essentially comprising a housing 402 fixed on the frame 216 or on the bowl 240, a resistive track placed in the housing, a float 404 capable of follow the fuel level developments and a directly linked cursor to the float or linked to it by means of a pivoting lever, which cursor moves on the resistive track according to the evolutions of the float.
  • the gauge can also be formed from any other known structure, for example a capacitive gauge.
  • the bowl 240 is mounted to slide vertically, on the base of the frame 216. If necessary, the bowl 240 can be stressed against the lower wall R2 of the tank R by simple gravity. However, preferably, at least one spring is interposed between the mount 216 and the bowl 240. Thanks to this indexing on the bottom, in a known manner, the bowl 240, and consequently the pump 220 as well as the gauging device associated 400, follow the bottom of the tank R2 whatever the deformations thereof, for example under the effect of the weight of the fuel, manufacturing dispersions or depending on the temperature or due to aging of the tank.
  • the base 210 horizontal is fixed to the upper wall R1 of the tank.
  • the base 210 can be tilted horizontally, see attached to a side wall of the tank R.
  • the indexing on the bottom R2 of the tank can be obtained not by mounting telescopic in a vertical direction, but by pivoting mounting around a horizontal axis of the drawing / gauging assembly.
  • the upper part of the filter housing 252 250 can be arranged directly in the form of a base provided with the outlet pipe 212.
  • the tips 270 and 212 are then combined. This arrangement allows reduce the number of hydraulic connections required and decrease also the height of the system.
  • the present invention offers many advantages.
  • the outer casing 290 of the filter 250 may be in the form of a cylinder of revolution locally comprising a protuberance 292 at the level of which are located the connection and sealing means with the outlet 224 pump 220.

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Description

La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'alimentation en carburant de moteurs à combustion interne sur véhicules automobiles.
Comme représenté schématiquement sur la figure 1 annexée, les systèmes classiques d'alimentation en carburant de moteurs à combusion interne comprennent une pompe 10 qui prélève le carburant dans un réservoir 12, et dirige ce carburant vers la zone d'utilisation, par exemple les injecteurs ou le collecteur d'admission 14, par l'intermédiaire d'une tuyauterie d'alimentation 16. Le carburant en excès est retourné vers le réservoir 12 à l'aide d'une tuyauterie de retour 18. La pompe 10 comprend généralement un filtre amont 11. De plus un filtre aval 13 est généralement placé en sortie de la pompe 10, sur la tuyauterie 16 d'alimentation.
Cette disposition classique, dite en boucle, représentée sur la figure 1, présente l'inconvénient de conduire à un réchauffement du carburant passant par la zone d'utilisation 14 et ramené au réservoir 12 par le conduit de retour 18.
Pour éviter ce réchauffement du carburant et diminuer par conséquent les émissions de vapeur du carburant accumulée dans le réservoir 12, il a été proposé, comme schématisé sur la figure 2, des systèmes d'alimentation dits en cul de sac, dans lesquels la conduite de retour 18 est supprimée. Dans ce cas, comme on l'a schématisé sur la figure 2, un régulateur de pression 20 est de préférence intégré sur la conduite d'alimentation 16. Ce régulateur de pression 20 assure le retour du carburant en excès, vers le réservoir 12. Ce régulateur de pression 20 a son entrée reliée à la conduite d'alimentation 16, généralement en aval du filtre 13, par un conduit de dérivation 15. La sortie du régulateur 20 débouche dans le réservoir 12.
Plus précisément, comme on l'a illustré sur la figure 3, le déposant a proposé depuis plusieurs années des systèmes appliquant le principe rappelé ci-dessus et qui comprennent :
  • une embase supérieure 100 conçue pour être fixée sur une paroi de réservoir,
  • des conduits 102, 103 fixés sur l'embase 100,
  • un régulateur de pression 104,
  • une pompe 106 équipée d'un filtre 108 à son entrée et
  • une jauge de niveau 110 comprenant essentiellement un flotteur 112 fixé sur un bras pivotant 114 et conçue pour contrôler, par l'intermédiaire d'un curseur, un transducteur résistif 116.
La sortie de la pompe 106 est reliée à l'entrée du filtre 13 extérieur au réservoir, par l'intermédiaire du conduit 102. La sortie du filtre 13 est reliée aux injecteurs 14. Elle est également reliée à l'entrée du régulateur 20, par l'intermédiaire du conduit 103, lequel est raccordé au conduit de dérivation 15 représenté sur la figure 2.
Le montage en résultant du régulateur 104 est assez complexe.
Le document US-A-5195494 décrit un dispositif d'alimentation en carburant de moteur à combustion interne comportant un ensemble de puisage comprenant une embase de fixation conçue pour être fixée sur une paroi d'un réservoir de carburant, une pompe, au moins un conduit d'alimentation relié à la sortie de la pompe, un filtre placé sur ce conduit d'alimentation et un régulateur de pression associé à la pompe, le régulateur de pression étant fixé à ladite sortie de la pompe et le filtre étant fixé sur l'embase de l'ensemble de puisage, ledit filtre comprenant une structure filtrante en forme de couronne.
Le document US-A-3695438 décrit un régulateur de pression conçu pour un dispositif d'alimentation en carburant de moteur à combustion, ledit régulateur étant placé en aval d'un filtre et le filtre comprenant une structure filtrante en forme de couronne alimentée par l'extérieur par la sortie de la pompe, tandis que le régulateur est placé au-dessus de la structure filtrante.
Le document US-A-5078167 décrit une variante selon laquelle l'ensemble de puisage comprend une embase de fixation conçue pour être fixée sur la paroi d'un réservoir de carburant, une pompe, un conduit d'alimentation relié à la sortie de la pompe, un filtre placé sur ce conduit d'alimentation et un régulateur de pression associé à la pompe, placé entre la sortie de la pompe et l'entrée du filtre, le régulateur de pression et le filtre étant fixés sur l'embase de l'ensemble de puisage et le régulateur de pression étant supporté par le boítier du filtre.
La disposition ainsi décrite dans le document US-A-5078167 vise essentiellement à augmenter la durée de vie du filtre, en ne filtrant que le carburant utilisé. Cependant cette disposition ne donne pas totalement satisfaction. Pour piloter le régulateur de pression avec la pression de sortie du filtre, elle impose une structure relativement complexe.
La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs d'alimentation en carburant existants.
Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un dispositif d'alimentation en carburant de moteur à combustion interne du type comportant un ensemble de puisage comprenant une embase de fixation conçue pour être fixée sur la paroi d'un réservoir de carburant, une pompe, au moins un conduit d'alimentation relié à la sortie de la pompe, un filtre placé sur ce conduit d'alimentation et un régulateur de pression associé à la pompe, le régulateur de pression et le filtre étant fixés sur l'embase de l'ensemble de puisage, et le régulateur de pression étant supporté par le boítier du filtre, caractérisé par le fait que le régulateur de pression est placé en aval du filtre et le filtre comprend une structure filtrante en forme de couronne, alimentée, par l'extérieur, par la sortie de pompe, tandis que le régulateur de pression est placé à l'intérieur de la partie centrale de la structure filtrante.
L'invention concerne également les réservoirs de carburant ainsi équipés.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
  • les figures 1 à 3 précédemment décrites illustrent schématiquement des dispositions conformes à l'état de la technique,
  • la figure 4 représente une vue schématique en coupe d'un premier exemple de réalisation conforme à la présente invention,
  • la figure 5 représente une vue schématique en coupe d'un second mode de réalisation de la présente invention,
  • la figure 6 représente une vue schématique en coupe axiale d'un régulateur conforme à l'invention, et
  • la figure 7 représente une vue schématique partielle en coupe, selon un plan de coupe transversal référencé VII-VII sur la figure 4, d'un dispositif conforme à la présente invention.
On a schématisé sur la figure 4 annexée, un dispositif d'alimentation en carburant conforme à la présente invention.
Ce dispositif est conçu pour être placé dans un réservoir de carburant de véhicule automobile, lequel n'est que partiellement représenté sur la figure 4 annexée, sous la référence générale R.
Un tel réservoir de carburant R peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation.
Plus précisément, sur la figure 4 annexée, on a représenté uniquement une partie de la paroi supérieure R1 et une partie de la paroi inférieure R2 du réservoir R.
Le dispositif 200 conforme à la présente invention comprend une embase 210 qui supporte un ensemble de puisage comprenant essentiellement une pompe 220, un filtre 250 et un régulateur de pression 300.
L'embase 210 est adaptée pour être fixée sur la paroi supérieure R1 du réservoir R, en regard d'un orifice d'accès ménagé dans celui-ci. L'embase 210 est réalisée de préférence en matière plastique. Sa géométrie peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Elle est de préférence généralement circulaire, centrée autour d'un axe vertical.
Bien entendu, la réprésentation schématique de l'embase 210 donnée sur les figures annexées ne doit pas être considérée comme limitative.
L'embase 210 peut être fixée sur la paroi supérieure R1 du réservoir par tout moyen approprié. Il s'agit de préférence d'un montage amovible. L'embase 210 est avantageusement fixée au moyen d'une bague maintenue par vissage ou verrouillage avec interposition d'un joint annulaire d'étanchéité, sur la paroi supérieure R1 du réservoir R.
L'embase 210 sert de support à une tubulure de sortie de carburant 212. L'embase 210 sert également de support à des connexions électriques 214. Ces connexions électriques, schématiquement représentées sur la figure 4, ont pour but de permettre, d'une part l'alimentation de la pompe 220, d'autre part l'établissement d'une liaison électrique avec un dispositif de jaugeage 400, équipant de préférence l'ensemble de puisage 200.
Les connexions 214 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. Leur nombre dépend de la nature des moyens de jaugeage 400 et de la pompe 220 utilisée.
De préférence, l'embase 210 est surmoulée sur ces connexions 214.
Selon la représentation donnée sur la figure 4, l'embase supérieure 210 est pourvue d'une monture sous-jacente 216, formée de préférence d'un fût cylindrique, adaptée pour supporter l'ensemble de puisage 200.
La pompe 220 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Il s'agit de préférence d'une pompe classique à commande électrique. La pompe 220 est avantageusement placée dans un bol 240 servant de réserve de carburant, relié par son extrémité supérieure à la base de la monture 216. Le bol 240 peut ainsi être fixé rigidement sur la monture 216. Cependant, de préférence, comme on l'explicitera par la suite, le bol 240 est relié à la monture 216 par l'intermédiaire d'un montage télescopique, de sorte que le bol 240 est sollicité en permanence contre la paroi inférieure R2 du réservoir.
Le bol de réserve 240 peut être alimenté lui-même par tout moyen approprié, par exemple à l'aide d'une pompe de gavage, ou une pompe telle qu'une pompe à jet, ou encore à l'aide d'un clapet anti-retour, tel que schématisé sous la référence 242, dans le fond du bol 240, pour autoriser la pénétration de carburant du réservoir R vers le bol 240 lorsque le niveau de carburant dans le réservoir R est supérieur à celui du carburant dans le bol 240, tout en interdisant au contraire l'écoulement du carburant du bol 240 vers le réservoir R.
L'entrée de la pompe 220 est placée à proximité du fond du bol 240, soit à proximité du fond du réservoir R. L'entrée de la pompe 220 est de préférence pourvue d'un filtre amont 222 adjacent au fond du bol 240.
La sortie de la pompe 220 est munie de préférence d'un embout vertical 224 reliée de façon étanche à l'entrée du filtre 250.
Le filtre 250 comprend un boítier 252, avantageusement cylindrique, placé dans la monture 216, sur le sommet du bol 240. Le boítier 250 peut faire l'objet de nombreuses variantes. Il est formé de préférence par assemblage de deux coquilles cylindriques, en matière plastique ou en métal.
Le boítier 252 loge une structure filtrante 254 en forme de couronne.
La structure filtrante 254 peut être formée de tout moyen approprié. Il s'agit de préférence d'une structure filtrante classique à base de papier, conformée en labyrinthe pour le carburant à filtrer.
Les deux flancs 253, 255 de la structure filtrante en couronne 254 sont reliés de façon étanche aux parois en regard respectivement inférieure 251 et supérieure 258 du boítier 250.
Il est par ailleurs défini, à l'intérieur du boítier 252, d'une part sur la périphérie extérieure de la structure filtrante 254, une chambre d'entrée 256, et sur la périphérie intérieure de la structure filtrante 254, une chambre de sortie 257.
L'embout 224 de sortie de la pompe 220 débouche dans la chambre d'entrée radialement extérieure, 256, du filtre 250.
Par ailleurs, le régulateur 300 est placé dans la chambre interne de sortie 257.
La paroi inférieure 251 du boítier 252 de filtre 250 possède, de préférence en son centre, et dans la chambre interne 257, une structure 260 généralement cylindrique et étagée qui sert de support au régulateur 300. Plus précisément, selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 4, cette structure support 260 comprend deux fourreaux 262, 264, cylindriques, reliés par un décrochement radial 266. Le fourreau 262 débouche vers le fond du bol 240. Le fourreau 264 superposé au fourreau 262 possède un diamètre plus important que ce dernier. Le fourreau 264 possède par ailleurs au moins un perçage traversant 265 autorisant une communication entre son volume interne et la chambre interne 257 du filtre 250.
Ainsi le régulateur de pression 300 est placé en aval du filtre 250, plus précisément de la structure filtrante 254, de sorte qu'il reçoit uniquement du carburant filtré. La sortie régulée du régulateur 300 communique avec la chambre 257. Au contraire, la sortie du régulateur 300 correspondant au trop plein de carburant communique avec le fourreau 262 et de là avec le bol 240.
La paroi supérieure 258 du boítier 252 du filtre 250 est quant à elle munie d'un embout 270 relié de façon étanche à l'embout 212 porté par l'embase 210. L'embout 270 communique avec la chambre de sortie 257 du filtre.
Le carburant est dirigé, à partir de cet embout 212, vers la zone d'utilisation, injecteur(s) ou carburateur(s), par tout conduit approprié.
Ainsi, le carburant utilisé suit le circuit suivant : pompe 220, chambre extérieure 256 du filtre, structure filtrante 254, chambre interne 257 du filtre 250, puis liaison entre les embouts 270 et 212.
Au contraire, le carburant en excès issu de la pompe 220 suit le circuit : chambre extérieure 256 du filtre 250, structure filtrante 254, chambre interne 257 du filtre 250, régulateur de pression 300 et bol 240 par l'intermédiaire du fourreau 262.
Il est prévu des moyens d'étanchéité 226 entre la sortie 224 de la pompe 220 et l'entrée du filtre 250. Ces moyens de liaison étanches peuvent être formés par exemple d'un tube souple. Cependant, de préférence, l'embout de sortie 224 de la pompe 220 est agencé sous forme de montage télescopique étanche dans la base de la chambre d'entrée radialement externe 256 du filtre 250.
Pour cela, par exemple, l'embout de sortie 224 de la pompe 220 est engagé dans un embout complémentaire 259 prévu à la base de la chambre d'entrée 256, avec interposition de moyens d'étanchéité 226. Ces moyens d'étanchéité peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. Il peut s'agir de simples joints toriques. Toutefois, de préférence, ces moyens d'étanchéité sont formés d'au moins un joint à lèvres, très préférentiellement un joint présentant une section droite en V à concavité orientée axialement. En d'autres termes, un tel joint comprend deux lèvres élastiques inclinées entre elles en V et orientées sensiblement parallèlement à l'axe central du joint.
Les moyens de liaison entre l'embout de sortie 270 du filtre 250 et l'embout 212 porté par l'embase 210 peuvent être comparables à ceux prévus entre la sortie 224 de la pompe 220 et l'entrée du filtre 250.
Ainsi, la liaison entre l'embout de sortie 270 du filtre 250 et l'embout 212 porté par l'embase 210 peut être assurée par un conduit souple 272 comme illustré sur la figure 4. Cependant, en variante, l'embout 270 peut être agencé en montage télescopique étanche dans l'embout 212 porté par l'embase 210, avec interposition d'un joint d'étanchéité, tel qu'un joint à deux lèvres présentant une section droite en V, comme décrit précédemment pour la sortie de pompe 220.
Le régulateur de pression 300 est de préférence un régulateur à entrée/sortie coaxiales. La fonction de régulation de pression est obtenue, à l'aide du régulateur 300, par un débit de dérivation, réglé par une membrane supportant l'action conjuguée du liquide dont la pression est régulée, et d'un ressort de tarage.
On va maintenant décrire la structure du régulateur 300 représentée schématiquement sur la figure 6 annexée.
Selon cette représentation le régulateur 300 comprend un corps 302 généralement cylindrique de révolution autour d'un axe vertical 304. Le corps 302 est pourvu d'une collerette 310 ou nervure en saillie sur sa surface extérieure, sensiblement à mi-hauteur. Le corps 302 est scindé en deux chambres par une membrane 330, souple, transversale à l'axe 304.
La périphérie extérieure de la membrane 330 est fixée de façon étanche sur la surface interne du corps 302. A cette fin, de préférence, la périphérie extérieure de la membrane 330 est pincée par le corps 302 au niveau de la collerette 310.
La chambre supérieure 332 délimitée dans le corps 302 par la membrane 330 reçoit un ressort de tarage 340.
La chambre inférieure 334 située de l'autre côté de la membrane 330 reçoit un tube 324 en saillie, centré sur l'axe 304. Ce tube 324 se prolonge sur l'extérieur du corps 302, vers le bol 240 sous forme de l'embout 320 précité.
Le tube 324 est relié de façon étanche au corps 302. Le sommet 325 du tube interne 324 est situé à proximité de la membrane 330, plus précisément en regard d'un obturateur 331 supporté par celle-ci. L'homme de l'art comprendra qu'ainsi le ressort 340 pousse l'obturateur 331 contre le sommet du tube 320, pour obturer celui-ci.
En outre, la chambre inférieure 334 est reliée à l'extérieur, soit avec la chambre 257 de sortie du filtre, par des passages traversant 335 formés dans le corps 302 à la base de celui-ci, autour de l'embout 320. De préférence, il est prévu ainsi plusieurs passages traversant 335 équi-répartis autour de l'axe 304.
Lorsque la pression du carburant acheminé dans la chambre inférieure 334, par l'intermédiaire des passages 335, est inférieure à la pression de tarage du ressort 340, l'obturateur 331 est plaqué contre le sommet du tube 325. Ainsi, le carburant ne peut s'écouler de la chambre inférieure 334 vers le bol 240, par l'intermédiaire du tube de sortie 324.
En revanche, lorsque la pression de carburant dans la chambre 334 devient supérieure à la pression de tarage de ressort 340, la membrane 330 et l'obturateur 331 sont écartés du sommet du tube 325. Le carburant peut alors s'écouler de la chambre inférieure 334 vers l'embout 320 par le tube 324, et de là rejoindre le bol 240.
Le corps 302 est pourvu sous la collerette 310 et au-dessus des passages 335, d'une gorge 306 annulaire, conçue pour recevoir un joint annulaire 308 assurant l'étanchéité entre le corps 302 et la surface interne du fourreau 264 lié à la paroi inférieure 251 du boítier 252 du filtre.
De préférence un second joint annulaire 321 assure l'étanchéité entre la surface extérieure de l'embout 320 et le fourreau 262 dans lequel est engagé cet embout 320.
Le régulateur 300 peut être fixé sur les fourreaux 262, 264 liés au boítier 252 par tout moyen approprié par exemple par une bague 309 en prise avec la surface externe du corps 302 et avec la surface interne d'un troisième fourreau 267 lié au second fourreau 266 par l'intermédiaire d'un décrochement 268.
De façon connue en soi, l'embase 210 est placée en regard d'une trappe d'accès et de visite prévue sur le chassis du véhicule. De ce fait, le filtre 250 est d'accès facile puisqu'il suffit de démonter l'embase 210 pour accéder à ce filtre.
Par conséquent le filtre 250 peut être remplacé sans difficulté dans toute station service lorsque le kilométrage du véhicule atteint un seuil requis défini par le constructeur.
Dans les structures classiques, les corps de pompe 220 sont immobilisés dans des montures, à l'aide d'amortisseurs prévus généralement respectivement en partie inférieure et en partie supérieure de la pompe.
Dans le cadre de l'invention, en raison de la coopération étroite définie entre l'embout de sortie 224 de la pompe 220 et l'entrée du filtre 250, de préférence, l'amortisseur prévu généralement en partie supérieure de la pompe est remplacé par des moyens de liaison souples.
Par rapport aux dispositions antérieures connues, selon lesquelles le filtre équivalent au filtre 250 est généralement placé dans une infractuosité externe du réservoir, la présente invention offre notamment les avantages suivants :
  • elle rend inutile la protection anti-feu et anti-gravillonnage classique du filtre,
  • elle simplifie la géométrie du réservoir puisqu'elle évite la réalisation d'une telle infractuosité destinée à loger le filtre,
  • elle supprime la perte de volume liée à cette infractuosité (il faut noter que le volume de cette infractuosité correspondant à une perte de contenance est très souvent bien supérieure au volume du filtre),
  • elle évite tout risque lié à une fuite au niveau de la liaison entre la pompe et le filtre, ou le filtre et l'embase, puisque toute fuite à ce niveau, selon l'invention, est automatiquement récupérée dans le bol 240.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la chambre supérieure 332 du régulateur 300 étant fermée de façon étanche, le régulateur travaille avec une pression de référence absolue correspondant à la pression qui règne au repos dans cette chambre 332.
On a représenté par contre sur la figure 5, une variante de réalisation selon laquelle, comme cela est schématisé également sur la figure 6, cette chambre supérieure 332 du régulateur 300 possède au moins un passage traversant 303 par l'intermédiaire duquel la chambre 302 communique avec une référence de pression auxiliaire.
Plus précisément, selon la représentation donnée sur la figure 5, la chambre supérieure 332 du corps 302 est placée dans un dégagement 280 formé dans la paroi supérieure 258 du boítier 252. L'étanchéité entre la surface extérieure du corps 302 du régulateur 300 et un fourreau 281 lié au dégagement 280 est assurée par le joint 308. Le régulateur 300 est fixé dans le dégagement 280 par la bague 309. Le passage 303 communique ainsi avec la partie supérieure du réservoir R.
Le régulateur 300 repose par sa collerette 310 sur un décrochement 282 reliant le fourreau 281 et le dégagement 280. L'embout 320 est engagé dans un fourreau 262 lié à la paroi inférieure 251 du filtre et un joint 321 assure l'étanchéité entre cet embout 320 et ce fourreau 262.
Ce passage 303 ménagé dans le corps 302 du régulateur 300 peut selon d'autres modalités être relié, par l'intermédiaire de conduit approprié, à l'extérieur du réservoir R, pour être placé à la pression atmosphérique, ou encore à la pression du collecteur d'admission du moteur.
Les filtres amont 108 ou filtres primaires possèdent généralement, selon les installations classiques, un pouvoir de filtrage des particules supérieures à 70µm. Le filtre aval 13 en revanche possède généralement un pouvoir de filtrage dans la gamme 3-10µm.
Dans le cadre de l'invention, il est proposé d'utiliser un filtre 222 avec un pouvoir filtrant susceptible de retenir des particules de l'ordre de 20 à 30µm. Cette disposition permet d'utiliser un filtre aval 250 avec les mêmes pouvoirs filtrant de 3 à 10µm que les installations classiques, mais d'une surface filtrante plus faible, et par conséquent de réduire la dimension de ce filtre aval 250 pour permettre son intégration sur l'embase 210, dans le réservoir.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit.
En particulier, l'ensemble de puisage 200 peut être équipé, comme évoqué précédemment, d'un sytème de jaugeage de niveau et/ou volume de carburant dans le réservoir R.
Une telle jauge équipant l'ensemble de pompage peut être conforme aux dispositions connues et commercialisées de nos jours et comprenant essentiellement un boítier 402 fixé sur la monture 216 ou sur le bol 240, une piste résistive placée dans le boítier, un flotteur 404 apte à suivre les évolutions du niveau de carburant et un curseur lié directement au flotteur ou lié à celui-ci par l'intermédiaire d'un levier pivotant, lequel curseur se déplace sur la piste résistive en fonction des évolutions du flotteur. La jauge peut encore être formée de toute autre structure connue, par exemple une jauge capacitive.
Par ailleurs, selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 4, le bol 240 est monté à coulissement vertical, sur la base de la monture 216. Le cas échéant, le bol 240 peut être sollicité contre la paroi inférieure R2 du réservoir R par simple gravité. Toutefois, de préférence, au moins un ressort est intercalé entre la monture 216 et le bol 240. Grâce à cette indexation sur le fond, de façon connue en soit, le bol 240, et par conséquent la pompe 220 ainsi que le dispositif de jaugeage associé 400, suivent le fond du réservoir R2 quelles que soient les déformations de celui-ci, par exemple sous l'effet du poids du carburant, les dispersions de fabrication ou encore en fonction de la température ou en raison du vieillissement du réservoir.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'embase 210 horizontale est fixée sur la paroi supérieure R1 du réservoir. Cependant, en variante, l'embase 210 peut être inclinée sur l'horizontale, voir fixée sur une paroi latérale du réservoir R. De même, l'indexation sur le fond R2 du réservoir peut être obtenue non pas par montage télescopique dans une direction verticale, mais par montage à pivotement autour d'un axe horizontal de l'ensemble de puisage/jaugeage.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, la partie supérieure du boítier 252 de filtre 250 peut être agencée directement en forme d'embase pourvue de la tubulure de sortie 212. Les embouts 270 et 212 sont alors confondus. Cette disposition permet de réduire le nombre de connexions hydrauliques nécessaires et de diminuer par ailleurs la hauteur du système.
Par rapport aux ensembles d'aspiration de carburant antérieurs connus, la présente invention offre de nombreux avantages.
Elle permet un gain de place.
Elle permet de simplifier la structure.
Elle permet de réduire le nombre de pièces utilisées.
Elle permet d'utiliser du carburant filtré dans le régulateur 300 et par conséquent permet d'éviter tout colmatage ou toute dérive du régulateur 300.
Elle permet de délivrer du carburant à pression constante sur le site d'utilisation, injecteur ou carburateur, quel que soit l'état du filtre 250.
Selon une variante, comme on l'a représenté sur la figure 7, le carter extérieur 290 du filtre 250 peut être en forme d'un cylindre de révolution comportant localement une excroissance 292 au niveau de laquelle sont situés les moyens de liaison et d'étanchéité avec la sortie 224 de la pompe 220.

Claims (17)

  1. Dispositif d'alimentation en carburant de moteur à combustion interne comportant un ensemble de puisage (200) comprenant une embase de fixation (210) conçue pour être fixée sur une paroi d'un réservoir de carburant (R), une pompe (220), au moins un conduit d'alimentation (212) relié à la sortie de la pompe (220), un filtre (250) placé sur ce conduit d'alimentation et un régulateur de pression (300) associé à la pompe, le régulateur de pression (300) et le filtre (250) étant fixés sur l'embase de l'ensemble de puisage (200) et le régulateur de pression (300) étant supporté par le boítier (252) du filtre (250), caractérisé par le fait que le régulateur (300) est placé en aval du filtre (250), et le filtre (250) comprend une structure filtrante (254) en forme de couronne, alimenté, par l'extérieur, par la sortie de pompe (220), tandis que le régulateur (300) est placé à l'intérieur de la partie centrale (257) de la structure filtrante (254).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur (300) est supporté par une structure étagée (260) venue du boítier (252) de filtre (250).
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu une liaison étanche entre la sortie de la pompe (220) et l'entrée du filtre (250).
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est prévu une liaison étanche (272) entre la sortie du filtre (250) et un embout de sortie (212) porté par l'embase (210).
  5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la liaison étanche comprend un tube souple (272).
  6. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la liaison étanche comprend un montage télescopique avec moyens d'étanchéité interposés.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint annulaire (226) à deux lèvres présentant une section droite en V à concavité axiale.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le régulateur (300) comprend un corps (302) pourvu d'une membrane étanche (330) délimitant deux chambres, l'une (332) pourvue d'un ressort de tarage (340) qui sollicite la membrane, l'autre possédant au moins un passage traversant d'entrée (335) et un passage de sortie (320) qui communique avec un conduit (324) coopérant avec un obturateur (331) lié à la membrane.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la chambre (332) logeant le ressort de tarage est une chambre fermée étanche.
  10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la chambre (332) qui loge le ressort de tarage (340) possède au moins un passage traversant (303) par l'intermédiaire duquel cette chambre est reliée à une référence de pression auxiliaire.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la référence de pression auxiliaire est formée par la paroi supérieure du réservoir, la pression atmosphérique, ou la pression du collecteur d'admission du moteur.
  12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la pompe (220) comprend un filtre amont (222) adapté pour retenir des particules de l'ordre de 20 à 30µm et que le filtre (250) situé en aval du régulateur (300) est adapté pour retenir les particules de l'ordre de 3 à 10µm.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un ensemble de jaugeage (400).
  14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la pompe (220) et/ou le dispositif de jaugeage (400) sont indexés sur le fond.
  15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la partie supérieure du filtre aval (250) est conformée en embase de fixation sur la paroi du réservoir.
  16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que le carter extérieur (290) du filtre (250) est en forme d'un cylindre de révolution comportant localement une excroissance (292) au niveau de laquelle sont situés les moyens de liaison et d'étanchéité avec la sortie (224) de la pompe (220).
  17. Réservoir équipé d'un dispositif d'alimentation conforme à l'une des revendications 1 à 16.
EP95402079A 1994-09-15 1995-09-14 Ensemble de pompage incorporant un régulateur de pression, pour réservoir de carburant de véhicule automobile et réservoir ainsi équipé Expired - Lifetime EP0702142B1 (fr)

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