FR2699252A1 - 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 est agencé un voile interne (112), ledit voile et ladite paroi délimitant deux passages accolés (111.1, 111.2) qui permettent de canaliser deux flux différents de carburant; la paroi extérieure (110) est en outre réalisée en un matériau multi-couches, avec par exemple une couche (115) formant barrière disposée entre une couche interne (113) à faible perméabilité et une couche externe (114) de protection, ces couches interne et externe ainsi que le voile interne (112) étant de préférence réalisés 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 véhicu- le.

Bien que 1'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 tre 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 tre 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, et notamment les moteurs diesel : on trouve alors un flux d'alimentation allant vers la rampe d'injection du moteur, puis un flux de retour s'écoulant en sens inverse vers le réservoir.

Dans ce cas, on prévoit deux canalisations séparées, plus ou moins rapprochées sur une partie de leur trajet, affectées chacune à un flux 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 deux canalisations réalisées chacune en un tel matériau.

L'homme de l'art pourrait envisager de juxtaposer ces deux canalisations, et de les envelopper d'une gaine de protection commune. Outre la difficulté d'un tel agencement de revtement, 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 géomé- triques propres à chaque véhicule. La juxtaposition de deux canalisations aboutirait en fait à un ensemble qui ne se prte pas à un cintrage aisé dans toutes les directions et/ou avec de faibles rayons de courbure. 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 problè- me, 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 prtant particulièrement bien au cas particulier des véhicules équipés d'un moteur à injection, notamment d'un moteur diesel.

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 tubulaire extérieure à l'intérieur de laquelle est agencé un voile interne transversal, ledit voile et ladite paroi délimitant ainsi deux passages accolés qui permettent de canaliser deux flux différents de carburant, ladite paroi extérieure étant en outre réalisée en un matériau multi-couches.

Selon un mode d'exécution particulier, le voile interne est agencé à une distance non nulle de l'axe de la paroi extérieure.

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 de préférence 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 le voile interne est également réalisé en polyamide, en étant de préférence solidaire unitairement de la couche interne de la paroi extérieure.

Dans certaines applications, il pourra s'avérer intéressant de prévoir que 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 circulaire, en présentant une épaisseur voisine de lmm et un diamètre intérieur voisin de 10 mm, tandis que le voile interne présente une épaisseur voisine de 0,8 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 est utilisé pour canaliser le carburant d'alimentation, tandis que l'autre passage est utilisé pour le retour du carburant en excès au réservoir. En particulier, lorsque le carburant est un gazole, on pourra prévoir que le passage de plus grande section est utilisé pour le gazole d'alimentation, et le passage de plus petite section pour le retour du gazole en excès au réservoir, et que la distance non nulle précitée est déterminée de telle façon que ces passages présentent respectivement la mme section que deux canalisations du type mono-tube habituellement utilisées pour l'alimentation et le retour du gazole, en particulier en choisissant une distance voisine de 1,5 mm.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion 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 du carburant de retour ;
-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, avec une paroi extérieure multicouches respectivement à trois 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 11 de ce véhicule (lequel moteur peut en particulier tre un moteur diesel). 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 branchées deux portions de canalisation 14 et 15, dont l'une 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.

Conformément à l'invention, on utilise une canalisation unique 100, qui se raccorde aux tronçons 14 et 15 par un raccord adapté 101. A l'autre extrémité de la canalisation de carburant 100, on trouve un raccord analogue 102, duquel partent deux tronçons de canalisation 16 et 17, le premier servant à l'alimentation du moteur en carburant, et l'autre au retour du carburant en excès. 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 tre agencé sur le tronçon de départ 14 au voisinage du réservoir. En aval du filtre de carburant 18, on trouve une rampe d'injec- tion 19, dont on distingue certains injecteurs 20. A 1'dextre- mité 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.

On a subsidiairement illustré également d'autres composants venant compléter l'installation précitée, ces composants étant quanta eux de type conventionnel, de sorte qu'ils ne seront pas décrits en détail. On trouve ainsi un équipement de récupération des vapeurs de carburant, avec un récupérateur de vapeur 22 auquel aboutit une canalisation 23 partant d'un clapet anti-retour 24. Ce clapet 24 est raccordé au moteur par un piquage 25, et au réservoir par une canalisation associée 26 menant à un clapet anti-retournement 27, en aval duquel on trouve une pluralité de 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.

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

Sur la figure 2a, la canalisation 100 est constituée par une paroi tubulaire extérieure 110 d'axe X, à 1'intérieur de laquelle est agencé un voile interne transversal 112 : la paroi 110 et le voile interne 112 délimitent ainsi deux passages accolés 111.1,111.2 qui permettent de canaliser deux flux différents de carburant.

Dans le cadre de l'application particulière mentionnée ici, ces deux passages sont utilisés pour canaliser respectivement le carburant d'alimentation et le retour du carburant en exces au réservoir.

La paroi tubulaire 110 est ici de section circulaire, mais il va de soi que l'on pourra prévoir d'autres formes de sections, admettant de préférence un centre de symétrie.

Le voile interne 112 constitue une cloison de séparation, et cette cloison pourra tre diamétrale ou non.

En l'espèce, le voile interne 112 est agencé à une distance non nulle, notée d, de l'axe X de la paroi extérieure 110. Un tel mode particulier d'exécution conviendra-tout spécialement au cas où le carburant est en gazole : en effet, on utilisera alors le passage 111.1 de plus grande section pour le gazole d'alimentation, et le passage 111.2 de plus petite section pour le retour du gazole en excès au réservoir, la distance d étant alors déterminée de telle façon que ces passages présentent respectivement la mme section que les deux canalisations (du type mono-tube à section circulaire) habituellement utilisées pour l'alimentation et le retour dugazole.

Par exemple, si la canalisation selon l'invention est prévue pour remplacer 1'ensemble constitué par une canalisation mono-tube de 8 mm de diamètre intérieur (pour l'alimentation en gazole) et une canalisation mono-tube de 6 mm de diamètre intérieur (pour le retour du gazole en excès), on pourra choisir une canalisation de 10,5 mm de diamètre intérieur, et un voile interne positionné à une distance d de 1,5 mm de l'axe X.

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.

Conformément à 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 caoutchouteux, 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, on pourra prévoir que le voile interne 112 soit solidaire unitairement de la couche interne 113 de la paroi extérieure 110, cette solidarité résultant avantageusement de la coextrusion mme du profilé correspondant. Ce voile interne est alors avantageusement mono-couche et réalisé en polyamide.

Les passages 111.1 et 111. 2 sont tous deux empruntés par un mme carburant, de sorte que l'on est en fait libre de toute contrainte de perméabilité pour le voile interne 112 correspondant.

Il pourra s'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, la couche interne 113 assure une fonction supplé-
mentaire anti-statique pour la canalisation de carburant.

L'absence de contraintes rigides pour la réalisa
tion du voile interne 112 permet en outre de prévoir une paroi de faible épaisseur, c'est-à-dire d'épaisseur notable
ment plus faible que celle de la paroi extérieure 110 qui est
quant à elle réalisée en un matériau multi-couches. En
particulier, on pourra utiliser une épaisseur voisine de 0,8
mm pour le voile interne 112, tandis que la paroi extérieure
110 présentera dans la pratique une épaisseur voisine de lmm.

Ainsi que cela a été dit plus haut, en choisissant en outre
un diamètre intérieur voisin de 10 mm, on obtient une
canalisation qui procure les mmes possibilités de débit
qu'un ensemble conventionnel à deux tubes indépendants dont
les diamètres intérieurs sont respectivement de 6 et 8 mm
(les diamètres extérieurs étant quant à eux de 8 et 10 mu) :
l'encombrement extérieur est donc considérablement réduit.

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
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 pourra utiliser un matériau tel que
du polyamide pour les couches interne 113 et externe 114, et
aussi pour le voile interne 112. En outre, il sera encore
possible de prévoir une épaisseur voisine de 0,8 mm pour le
voile interne, alors que la paroi extérieure 110 présentera en général 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 en outre d'observer que le voile intermédiaire 112 formant cloison entre les passages 111.1 et 111. 2 autorise un échange thermique pour le carburant : le passage 111.2 emprunté par les bulles d'air et/ou du carburant chauffés (après leur passage au voisinage du moteur) permet en effet de réchauffer le carburant d'alimentation, ce qui est intéressant si l'on utilise des carburants sensibles aux bas niveaux thermiques (les gazoles en particulier).

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 1'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 deux le nombre de raccords nécessaires. Enfin, la canalisation selon l'invention comporte, pour des débits comparables, moins de matière plastique que les ensembles conventionnels à deux tubes indépendants, (en l'espèce, l'économie est de l'ordre de 20 % avec les dimensionnements précités), ce qui procure encore en plus un avantage supplémentaire pour le recyclage de la canalisation après utilisation.

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

Claims (10)

REVENDICATIONS

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 tubulaire extérieure (110) à l'intérieur de laquelle est agencé un voile interne transversal (112), ledit voile et ladite paroi délimitant ainsi deux passages accolés (111.1,111.2) qui permettent de canaliser deux flux différents de carburant, ladite paroi extérieure étant en outre réalisée en un matériau multi-couches.

2. Canalisation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le voile interne (112) est agencé à une distance non nulle- (d) de l'axe (X) de la paroi extérieure (110).

3. Canalisation selon la revendication 1 ou 2, 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 de préférence entre ces couches une couche intermédiaire (115) formant barrière au regard de ce carburant.

4. Canalisation selon la revendication 3, caracté- risée 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.

5. Canalisation selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que les couches interne (113) et externe (114) de la paroi extérieure (110) sont réalisées en polyamide.

6. Canalisation selon les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que le voile interne (112) est également réalisé en polyamide, en étant solidaire unitairement de la couche interne (113) de la paroi extérieure (110).

7. Canalisation selon l'une des revendications 3 à 6, 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.

8. Canalisation selon l'une des revendications à 7, caractérisée en ce que la paroi extérieure (110) est de section circulaire, en présentant une épaisseur voisine de lmm et un diamètre intérieur voisin de 10 mm, tandis que le voile interne (112) présente une épaisseur voisine de 0, 8 mm.

9. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 8, servant à raccorder le réservoir de carburant (10) d'un véhicule au moteur (11) dudit véhicule, caractérisée en ce qu'un passage (111.1) est utilisé pour canaliser le carburant d'alimentation, et l'autre passage (111.2) pour le retour du carburant en excès au réservoir.

10. Canalisation selon les revendications 2,8 et 9, dans laquelle le carburant est un gazole, caractérisée en ce que le passage (111.1) de plus grande section est utilisé pour le gazole d'alimentation, et le passage (111.2) de plus petite section pour le retour du gazole en excès au réservoir, et en ce que la distance (d) est déterminée de telle façon que ces passages présentent respectivement la mme section que deux canalisations du type mono-tube habituellement utilisées pour l'alimentation et le retour du gazole, en particulier une distance (d) voisine de 1,5 mm.