FR2698950A1 - Canalisation de carburant, notamment pour raccorder le réservoir de carburant d'un véhicule au moteur dudit véhicule. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une canalisation de carburant. Conformément à l'invention, cette canalisation (100) est constituée par une paroi tubulaire extérieure (110) à l'intérieur de laquelle sont agencées deux parois internes (120, 130) distantes l'une de l'autre, délimitant, avec cette paroi extérieure, deux passages latéraux (121, 131) et un passage central (111), ces trois passages permettant de canaliser à la fois deux flux différents de carburant et un flux de vapeurs de carburant à récupérer; la paroi extérieure (110) est en outre réalisée en un matériau multicouches, avec des couches interne et externe réalisées en polyamide.

Description

L'invention concerne les canalisations de carburant, notamment mais pas exclusivement pour raccorder le réservoir de carburant d'un véhicule au moteur de ce véhicule.

Bien que l'un des domaines techniques tout particulièrement concernés soit celui des véhicules (véhicules automobiles ou plus généralement engins motorisés de type quelconque), l'invention est également applicable au domaine des installations fixes dans lesquelles il est nécessaire de transporter du carburant par des canalisations, par exemple les groupes électrogènes. Le terme carburant doit d'ailleurs être compris dans un sens général, recouvrant des types variés de carburants utilisés pour l'alimentation des moteurs à combustion interne (essences, gazoles, etc....).

Les canalisations de carburant utilisées actuellement pour les véhicules sont du type mono-couche, et sont en général réalisées en une matière plastique dont la perméabilité au carburant concerné est aussi basse que possible.

A titre indicatif, la perméabilité autorisée actuellement en France ne doit pas dépasser 2,5 g/m2/heure.

Ceci amène les constructeurs à étudier des matériaux multicouches, afin d'affecter à la ou aux couches internes la fonction d'assurer la faible perméabilité désirée, et à la couche externe la fonction d'assurer la protection mécanique (lorsqu'une canalisation est prévue pour être montée sous la caisse d'un véhicule, cette canalisation doit en particulier satisfaire à des test sévères d'endurance mécanique, notamment de résistance aux gravillons ou aux corps coupants).

Ces matériaux offrent des performances très intéressantes, mais ils sont beaucoup plus onéreux que les matériaux traditionnels du type mono-couche.

Ce problème est encore plus sensible lorsqu'il est nécessaire de prévoir deux flux séparés de carburant, comme c'est le cas par exemple pour les moteurs à injection, ainsi qu'un flux de vapeurs de carburant à récupérer. On trouve alors, pour le carburant liquide, un flux d'alimentation allant vers la rampe d'injection du moteur et un flux de retour s'écoulant en sens inverse vers le réservoir, ainsi qu'un flux de vapeurs de carburant à récupérer.

Dans ce cas, on prévoit trois canalisations séparées, plus ou moins rapprochées sur une partie de leur trajet, affectées chacune à un flux de carburant ou de vapeurs de carburant. Or chaque canalisation doit présenter individuellement les caractéristiques requises, tant en matière de perméabilité qu'en matière de résistance mécanique. De ce fait, les constructeurs hésitent à utiliser des matériaux multi-couches, en raison du prix prohibitif d'un ensemble de trois canalisations réalisées chacune en un tel matériau.

L'homme de l'art pourrait envisager de juxtaposer deux de ces trois canalisations, par exemple celles qui sont associées au carburant liquide, et de les envelopper d'une gaine de protection commune. Outre la difficulté d'un tel agencement de revêtement, cette solution serait très contraignante pour les véhicules dans la mesure où les canalisations utilisées sont souvent conformées avec des coudes compliqués et dans des directions qui sont imposées par les contraintes géométriques propres à chaque véhicule. La juxtaposition de deux canalisations aboutirait en fait à un ensemble qui ne se prête pas à un cintrage aisé dans toutes les directions et/ou avec de faibles rayons de courbure. De plus, les surfaces d'échange seraient en réalité peu modifiées, de sorte que le degré de perméabilité d'un tel ensemble resterait essentiellement le même.Enfin, le gainage de deux canalisations juxtaposées aurait pour effet d'aboutir à un ensemble relativement onéreux et encombrant.

L'invention vise précisément à résoudre ce problème, en concevant une canalisation de carburant ne présentant pas les inconvénients et/ou limitations précités.

L'invention a ainsi pour objet de réaliser une canalisation de carburant qui soit à la fois performante et de faible coût de fabrication, tout en se prêtant particulièrement bien au cas particulier des véhicules équipés d'un moteur à injection.

Il s'agit plus particulièrement d'une canalisation de carburant, notamment pour raccorder le réservoir de carburant d'un véhicule au moteur dudit véhicule, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une paroi extérieure à l'intérieur de laquelle sont agencées deux parois internes distantes l'une de l'autre et délimitant, avec cette paroi extérieure, deux passages latéraux ainsi qu'un passage central, ces trois passages permettant de canaliser deux flux différents de carburant et un flux de vapeurs de carburant dont la récupération est prévue, ladite paroi extérieure étant en outre réalisée en un matériau multi-couches.

Selon un mode d'exécution particulier, chaque paroi interne se raccorde directement à une couche interne partielle de la paroi extérieure, de façon à former une paroi continue ayant en section une forme sensiblement circulaire, les parties résiduelles de cette paroi extérieure formant alors deux toiles de liaison qui sont en matériau multicouches. Dans ce cas, les deux toiles de liaison présentent une largeur qui est déterminée de telle façon que la section du passage central corresponde à celle d'une canalisation mono-tube de section circulaire habituellement utilisée pour récupérer des vapeurs de carburant.

De préférence, le matériau constitutif de la paroi extérieure est un matériau multi-couches comportant une couche interne à faible perméabilité au carburant concerné et une couche externe de protection, avec entre ces couches une couche intermédiaire formant barrière au regard de ce carburant. Il peut s'avérer intéressant dans certains cas que le matériau multi-couches constitutif de la paroi extérieure comporte en outre une couche d'adhésif entre la couche intermédiaire formant barrière et la couche externe de protection.

Avantageusement alors, les couches interne et externe de la paroi extérieure sont réalisées en polyamide.

On pourra alors prévoir que les parois internes sont également réalisées en polyamide, en étant solidaires unitairement de la couche interne partielle de la paroi extérieure.

Dans certaines applications, il pourra s'avérer intéressant de prévoir que le matériau constitutif de la couche interne de la paroi extérieure comporte en outre des charges additionnelles, telle qu'une charge de graphite visant à rendre cette paroi extérieure conductrice d'électricité.

Selon une autre caractéristique particulière, la paroi extérieure est de section essentiellement bi-circulaire, et présente une épaisseur minimale voisine de lmm, tandis que les parois internes présentent une épaisseur individuelle voisine de 0,5 mm.

Avantageusement enfin, lorsqu'il s'agit d'une canalisation servant à raccorder le réservoir de carburant d'un véhicule au moteur de celui-ci, un passage latéral est utilisé pour canaliser le carburant d'alimentation, et l'autre passage latéral pour le retour du carburant en excès au réservoir, le passage central étant utilisé pour la récupération des vapeurs de carburant provenant du réservoir.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre et du dessin annexé, concernant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures où
- la figure 1 est une vue d'ensemble schématisant une installation équipant un véhicule automobile pour raccorder le réservoir de carburant au moteur à injection de ce véhicule, ladite installation comportant une canalisation conforme à l'invention, permettant à la fois, et sur la principale longueur du trajet concerné, le passage du carburant d'alimentation et de retour, et le passage de vapeurs de carburant provenant du réservoir
- les figures 2a et 2b illustrent en coupe transversale (coupe selon II-II de la figure 1), et à une échelle très agrandie, deux variantes possibles de canalisations conformes à l'invention, respectivement avec une paroi extérieure multi-couches comportant latéralement trois couches et quatre couches.

La figure 1 illustre une installation destinée à équiper un véhicule automobile, pour raccorder le réservoir de carburant 10 au moteur à injection l1 de ce véhicule. La représentation de cette installation, dont la plupart des composants sont déjà connus, a principalement pour objet de situer la canalisation de carburant 100 utilisée dans cette installation, laquelle canalisation présente une structure particulière, conforme à l'invention, qui sera décrite plus loin en se référant aux figures 2a et 2b.

Le réservoir de carburant 10 comporte ainsi une pompe à carburant 12, équipée d'une platine d'aspiration 13 sur laquelle sont branchés deux tronçons de canalisation 14 et 15, dont l'un sert à l'alimentation du moteur avec le carburant ainsi aspiré, et l'autre au retour du carburant en excès sortant en aval de la rampe d'injection de ce moteur.

Un troisième tronçon de canalisation 32 est par ailleurs prévu pour la récupération de vapeurs de carburant en provenance du réservoir, ce tronçon étant ici relié au réservoir 10 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retournement 27 et d'au moins un tuyau de mise à l'air libre 28.

Conformément à l'invention, on utilise une canalisation unique 100, qui se raccorde aux tronçons 14, 15 et 32 par un raccord adapté 101. A l'autre extrémité de la canalisation de carburant 100, on trouve un raccord analogue 102, duquel partent trois tronçons de canalisation 16, 17 et 26, le tronçon 16 servant à l'alimentation du moteur en carburant et le tronçon 17 au retour du carburant en excès, tandis que le tronçon 26 sert à canaliser les vapeurs de carburant émanant du réservoir 10 vers un récupérateur de vapeur 22, via un clapet anti-retour 24 qui est également raccordé au moteur par un piquage 25, et une canalisation 23. En l'espèce, le tronçon de canalisation 16 est équipé d'un filtre de carburant 18, mais il va de soi qu'un tel filtre pourrait aussi bien être agencé sur le tronçon de départ 14 au voisinage du réservoir.En aval du filtre de carburant 18, on trouve une rampe d'injection 19, dont on distingue certains injecteurs 20. A l'extrémité aval de cette rampe d'injection 19, on trouve enfin un régulateur de pression 21, duquel part le tronçon de canalisation 17 qui assure le retour du carburant en excès en direction du réservoir 10.

En aval du clapet anti-retournement 27, on trouve par ailleurs ici deux autres tuyaux de mise à l'air libre 28.

On trouve également un équipement classique associé au remplissage du réservoir, avec une tubulure de remplissage 29, à l'entrée de laquelle est prévu un carter de bouchon de remplissage 30, cette tubulure étant en outre ici équipée d'un tuyau anti-refoulement 31.

Ainsi, le carburant aspiré par la pompe 12 du réservoir 10 passe dans le tronçon de canalisation 14, puis pénètre dans la canalisation 100, pour arriver finalement au tronçon d'alimentation 16 menant à la rampe d'injection 19 du moteur. Pour le carburant de retour en excès, le liquide emprunte le tronçon 17, puis, à partir du raccord 102, passe également dans la canalisation 100 précitée, pour finalement en sortir, en aval du raccord associé 101, en débouchant dans le tronçon de retour 15 branché sur la platine d'aspiration 13 et enfin dans le réservoir 10. Enfin, les vapeurs de carburant provenant du réservoir 10 sont dirigées par le tronçon 32 vers le raccord 101, pour pénétrer aussi dans cette canalisation 100 ; les vapeurs en ressortent par le raccord 102 puis par le tronçon 26, et être finalement dirigées vers le récupérateur de vapeur 22.

On va maintenant décrire plus en détail la struc ture de la canalisation de carburant 100 précitée, en se référant aux figures 2a et 2b, lesquelles illustrent à titre d'exemples deux variantes possibles conformes à l'invention.

Sur la figure 2a, la canalisation 100 est constituée par une paroi tubulaire extérieure 110 à l'intérieur de laquelle sont agencées deux parois internes 120, 130 distantes l'une de l'autre. Les parois internes 120, 130 délimitent, avec la paroi extérieure 110, deux passages latéraux 121, 131, ainsi qu'un passage central 111, les trois passages ainsi définis permettant de canaliser deux flux différents de carburant ainsi qu'un flux de vapeurs de carburant dont la récupération est prévue.

Dans le cadre de l'application particulière mentionnée ici, ces trois passages sont utilisés pour canaliser respectivement le carburant d'alimentation, le retour du carburant en excès au réservoir, et les vapeurs de carburant provenant dudit réservoir.

Les deux parois internes peuvent être agencées de multiples façons, dès lors que les trois passages accolés sont délimités et présentent individuellement la section désirée. On pourra ainsi prévoir que ces parois internes se présentent sous la forme de voiles se raccordant sensiblement perpendiculairement à la paroi extérieure au niveau de leurs bords d'extrémité. Dans ce cas, la paroi extérieure, qui est comme on le verra réalisée en un matériau multi-couches, présente la même épaisseur sur toute sa périphérie.

En l'espèce, on a illustré un autre mode d'exécution, selon lequel chaque paroi interne 120, 130 se raccorde directement à une couche interne partielle respectivement 113, 123 de la paroi extérieure 110, de façon à former une paroi continue qui a ici une section de forme sensiblement circulaire, les parties résiduelles de cette paroi extérieure, référencées 125 et 135, formant alors deux toiles de liaison qui sont de préférence en matériau multi-couches.

Ainsi, sur la figure 2a, on distingue deux parois circulaires, dont l'espace intérieur forme chaque passage latéral 121, 131, ces deux parois étant enveloppées latéralement (sur leur demi-circonférence tournée vers l'extérieur) par les autres couches formant la paroi extérieure 110, et étant reliées par les deux toiles de liaison 125, 135 avec lesquelles elles délimitent le passage central 111.

Un tel mode de réalisation est non seulement avantageux pour la fabrication, car la canalisation peut être réalisée directement par coextrusion, avec une parfaite étanchéité pour les passages latéraux 121, 131 puisqu'il n'y a aucun raccordement (par thermo-soudure ou analogue) susceptible de constituer une faiblesse en cas d'usure pour l'étanchéité désirée, mais aussi pour la réalisation des raccords d'extrémité (raccords 101 et 102 sur la figure 1).

Dans la pratique, on choisira deux toiles de liaison 125, 135 dont la largeur, notée L, est déterminée de telle façon que la section du passage central 111 corresponde à celle d'une canalisation mono-tube de section circulaire habituellement utilisée pour récupérer les vapeurs de carburant. En particulier, si l'on souhaite obtenir trois passages de même section, avec une section correspondant à la section circulaire d'une canalisation individuelle de diamètre intérieur D, on choisira cette valeur D pour les deux parois définissant les passages latéraux 121, 131, et une valeur L voisine de 1,6 D pour le passage central 111.

Conformément à une caractéristique de l'invention, la paroi extérieure 110 est en outre réalisée en un matériau multi-couches, c'est-à-dire constitué par au moins deux couches.

Dans le cadre de la représentation donnée sur la figure 2a, il est prévu que le matériau multi-couches comporte une couche interne 113 à faible perméabilité au carburant concerné et une couche externe 114 destinée à assurer la protection mécanique, avec en outre ici, entre ces couches 113 et 114, une couche intermédiaire 115 formant barrière au regard de ce carburant. La paroi extérieure 110, grâce à sa structure multi-couches, permet ainsi d'assurer pour la canalisation 100 à la fois la faible perméabilité au regard du carburant, et la résistance mécanique aux agressions extérieures. De plus, la couche intermédiaire formant barrière 115 est protégée par les couches adjacentes, tant contre les agressions par le carburant (par la couche 113), que contre les agressions extérieures, de type mécanique (par la couche 114).On pourra ainsi utiliser, comme matériau constitutif de la couche intermédiaire 115 formant barrière, un matériau du type couramment utilisé dans le domaine alimentaire, car ce matériau n'est en aucun cas en contact direct avec le carburant.

Il est particulièrement avantageux de prévoir que la couche interne 113 et la couche externe 114 de la paroi extérieure 110 soient réalisées en polyamide. Pour la couche interne 113, on pourra notamment prévoir un polyamide 6, 6-6, 11 ou 12, et pour la couche externe 114, un polyamide 12 ou 11. Bien que cela ne soit pas représenté ici, il va de soi que l'on pourra en outre prévoir un vernis ou une couche extérieure de protection, formant un gainage entourant la couche externe 114, par exemple dans un matériau caoutchou teux, ce qui permet dans le cas d'une telle application d'améliorer encore la tenue en température (ce qui est particulièrement intéressant lorsque la canalisation de carburant passe au voisinage du moteur), qu'au regard des qualités anti-chocs de cette canalisation.

Ainsi que cela est illustré ici, chaque paroi interne 120, 130 est solidaire unitairement de la couche interne partielle correspondante 113, 123 de la paroi extérieure 110, cette solidarité résultant par exemple de la coextrusion même du profilé correspondant. Ces parois internes sont alors avantageusement réalisées en polyamide.

Les passages latéraux 121, 131 sont de préférence empruntés par le carburant (alimentation et retour) et le passage central 111 par les vapeurs à récupérer.

Il pourra avérer dans certains cas intéressant de prévoir que le matériau constitutif de la couche interne 113 de la paroi extérieure 110 comporte en outre des charges additionnelles, telles que des charges de graphite visant à rendre cette paroi extérieure conductrice d'électricité. Dans ce cas, grâce au caractère conducteur de cette couche interne, la paroi extérieure assure une fonction supplémentaire anti-statique pour la canalisation de carburant.

L'absence de contraintes rigides pour la réalisation des parois internes 120, 130 permet en outre de prévoir des parois de faible épaisseur, c'est-à-dire d'épaisseur notablement plus faible que celle de la paroi extérieure 110.

On pourra par exemple utiliser une épaisseur individuelle voisine de 0,5 mm pour chacune des parois internes, tandis que la paroi extérieure 110, qui est ici de section essentiellement bi-circulaire, présentera dans la pratique une épaisseur voisine de 1 mm.

La variante illustrée en figure 2b se différencie de la variante précédente dans la mesure où le matériau multi-couches constitutif de la paroi extérieure 110 comporte quatre couches, avec ici une couche supplémentaire d'adhésif 116 entre la couche intermédiaire 115 formant barrière et la couche externe 114 de protection. Une telle couche d'adhésif pourra s'avérer intéressante dans certains cas, lorsque les matériaux constitutifs de la couche 115 formant barrière et de la couche extérieure 114 sont difficilement compatibles.

Là encore, on utilisera avantageusement, pour les parois internes 120, 130, le même matériau que celui constituant la couche interne 113 de la paroi extérieure 110, soit par exemple un matériau tel que du polyamide. En outre, il sera encore possible de prévoir une épaisseur individuelle voisine de 0,5 mm pour les parois internes, avec une paroi extérieure 110 qui pourra encore présenter une épaisseur voisine de 1 mm.

Les exemples qui précèdent sont destinés à montrer que l'on peut envisager un nombre faible (deux) ou important (quatre ou plus) de couches pour le matériau constitutif de la paroi extérieure de la canalisation de carburant.

L'utilisation du polyamide pour cette paroi extérieure permet de garantir la faible perméabilité de l'ensemble de la canalisation vers l'extérieur, ainsi que sa résistance mécanique contre les agressions extérieures.

Il convient enfin de citer d'autres avantages annexes venant s'ajouter aux avantages déjà mentionnés plus haut : du fait de l'unicité de la canalisation, on diminue non seulement l'encombrement latéral, mais on rend également possible un formage d'ensemble en une seule opération, ce qui permet à la fois d'abaisser le temps et le coût du montage, et aussi de diviser par trois le nombre de raccords nécessaires. On pourra ainsi réaliser une économie sur le poids et sur le coût matière de l'ordre de 15 %, par rapport aux ensembles connus à trois canalisations indépendantes de 6 mm de diamètre intérieur. Enfin, la canalisation selon l'invention comportant, pour des débits comparables, moins de matière plastique que les ensembles conventionnels à trois tubes indépendants, on a un avantage supplémentaire pour le recyclage de la canalisation après utilisation.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut.

Claims (10)

REVEND I CAT IONS

1. Canalisation de carburant, notamment pour raccorder le réservoir de carburant d'un véhicule au moteur dudit véhicule, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une paroi extérieure (110) à l'intérieur de laquelle sont agencées deux parois internes (120 ; 130) distantes l'une de l'autre et délimitant, avec cette paroi extérieure, deux passages latéraux (121 ; 131) ainsi qu'un passage central (111), ces trois passages permettant de canaliser deux flux différents de carburant et un flux de vapeurs de carburant dont la récupération est prévue, ladite paroi extérieure (110) étant en outre réalisée en un matériau multi-couches.

2. Canalisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque paroi interne (120 ; 130) se raccorde directement à une couche interne partielle (113 ; 123) de la paroi extérieure (110), de façon à former une paroi continue ayant en section une forme sensiblement circulaire, les parties résiduelles de cette paroi extérieure formant alors deux toiles de liaison (125, 135) qui sont en matériau multicouches.

3. Canalisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux toiles de liaison (125, 135) présentent une largeur (L) qui est déterminée de telle façon que la section du passage central (111) corresponde à celle d'une canalisation mono-tube de section circulaire habituellement utilisée pour récupérer des vapeurs de carburant.

4. Canalisation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le matériau constitutif de la paroi extérieure (110) est un matériau multi-couches comportant une couche interne (113) à faible perméabilité au carburant concerné et une couche externe (114) de protection, avec entre ces couches une couche intermédiaire (115) formant barrière au regard de ce carburant.

5. Canalisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le matériau multi-couches constitutif de la paroi extérieure (110) comporte en outre une couche d'adhésif (116) entre la couche intermédiaire (115) formant barrière et la couche externe (114) de protection.

6. Canalisation selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que les couches interne (113) et externe (114) de la paroi extérieure (110) sont réalisées en polyamide.

7. Canalisation selon les revendications 4 et 6, caractérisée en ce-que les parois internes (120 ; 130) sont également réalisées en polyamide, en étant solidaires unitairement de la couche interne partielle (113 ; 123) de la paroi extérieure (110).

8. Canalisation selon lune des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le matériau constitutif de la couche interne (113) de la paroi extérieure (110) comporte en outre des charges additionnelles, telle qu'une charge de graphite visant à rendre ladite paroi extérieure conductrice d'électricité.

9. Canalisation selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que la paroi extérieure (110) est de section essentiellement bi-circulaire et présente une épaisseur minimale voisine de lmm, tandis que les parois internes (120 ; 130) présentent une épaisseur individuelle voisine de 0,5 mm.

10. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 9, servant à raccorder le réservoir de carburant (10) d'un véhicule au moteur (11) dudit véhicule, caractérisée en ce qu'un passage latéral (121) est utilisé pour canaliser le carburant d'alimentation, et l'autre passage latéral (131) pour le retour du carburant en excès au réservoir, le passage central (111) étant utilisé pour la récupération des vapeurs de carburant provenant du réservoir.