FR2834017A1 - Pompe a jet - Google Patents
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Abstract
L'invention conceme une pompe à jet comprenant un corps (10) logeant un gicleur par lequel est introduit un fluide injecté, le corps (10) possédant en outre un orifice d'aspiration (16), caractérisée en ce qu'elle comporte en amont de la sortie du gicleur une chambre auxiliaire (26) associée à un élément d'étanchéité adapté pour être rompu lors d'un dépassement de niveau prédéterminé de pression par le fluide injecté, afin de modifier alors la surface de sollicitation soumise au fluide injecté par le corps et définir ainsi un effet d'hystérésis.
Description
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POMPE A JET.
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL.
La présente invention concerne le domaine des pompes à jet.
La présente invention trouve notamment, mais non exclusivement, application dans le domaine des réservoirs de carburant de véhicules automobiles.
Plus précisément encore la présente invention peut trouver application dans le transfert de carburant entre différentes poches pour réservoirs de carburant multipoches, ou pour le remplissage d'un bol de réserve dans lequel puise une pompe de carburant ou tout autre dispositif d'alimentation de carburant.
ETAT DE L'ART.
Des exemples de dispositifs d'aspiration de carburant à base de pompe à jet sont illustrés dans les documents DE-A-3 915 185, DE-A-3 612 194 ou DE-A-2 602 234.
Bien qu'ayant déjà rendu de grands services, les dispositifs d'aspiration à base de pompe à jet connus ne donnent cependant pas toujours satisfaction.
La présente invention a maintenant pour but de proposer une nouvelle pompe à jet perfectionnée.
PRESENTATION DE L'INVENTION.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une pompe à jet comprenant un corps logeant un gicleur par lequel est introduit un fluide injecté, le corps possédant en outre un orifice d'aspiration, caractérisée en ce qu'elle comporte en amont de la sortie du gicleur une chambre auxiliaire associée à un élément d'étanchéité adapté pour être rompu lors d'un dépassement de niveau prédéterminé de pression par le fluide injecté, afin de modifier alors la surface de sollicitation soumise au fluide injecté par le corps et définir ainsi un effet d'hystérésis.
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L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - l'élément d'étanchéité est situé en aval de la chambre auxiliaire ; - l'élément d'étanchéité est situé en amont de la chambre auxiliaire ; - elle comporte un premier élément d'étanchéité situé en amont de la chambre auxiliaire adapté pour être rompu à un premier niveau de pression de fluide injecté, un deuxième élément d'étanchéité étant situé en amont de la chambre auxiliaire et étant adapté pour être rompu à un deuxième niveau de pression de fluide injecté, le deuxième niveau étant supérieur ou égal au premier niveau ; - le corps de gicleur est monté en translation et est apte à rompre au moins un élément d'étanchéité ; - elle comporte un deuxième élément mobile apte à rompre le deuxième élément d'étanchéité une fois le premier élément d'étanchéité rompu ; et - le corps du gicleur est monté mobile coulissant dans le corps de la pompe, selon un axe longitudinal du corps, contre la sollicitation d'un ressort qui le plaque contre au moins un élément d'étanchéité.
PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit qui est purement illustrative et non limitative et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une représentation en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'invention, ce premier mode de réalisation comprenant un élément d'étanchéité en aval d'une chambre auxiliaire, l'élément d'étanchéité étant en position fermée ; - La figure 2 est une représentation en coupe longitudinale du même dispositif pompe à jet que la figure 1, l'élément d'étanchéité étant en position ouverte ; - La figure 3A est une représentation en coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention selon lequel la pompe à jet comporte un élément d'étanchéité en amont d'une chambre auxiliaire, l'élément d'étanchéité étant en position fermée ;
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- La figure 38 est une représentation en coupe longitudinale du même dispositif que la figure 3A, l'élément d'étanchéité étant en position ouverte ; - La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de profil d'un autre mode de réalisation de l'invention selon lequel un élément d'étanchéité est situé en amont d'une chambre auxiliaire, en position fermée ; - La figure 5 est une vue de la coupe transversale selon le plan A-A de la figure 4 ; - La figure 6 est une représentation en coupe longitudinale de la pompe à jet représentée à la figure 5, l'élément d'étanchéité étant en position ouverte ; - La figure 7 est une représentation schématique d'un montage d'apport de carburant à un moteur à partir d'un réservoir comportant une pompe à jet selon l'art antérieur ; - La figure 8 est une représentation schématique d'un montage d'un apport de carburant comportant une pompe à jet selon l'invention ; - La figure 9 est une représentation schématique de la courbe de pression en fonction du temps d'une pompe à jet selon l'invention ; - La figure 10 est une représentation selon une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation comportant deux éléments d'étanchéité ; - La figure 11 est une représentation du dispositif représenté à la figure 10 avec le premier élément d'étanchéité en position ouverte ; - La figure 12 est une représentation du dispositif représenté à la figure 10 avec le deuxième élément d'étanchéité en position ouverte ; et - La figure 13 est une représentation schématique d'un montage d'apport de carburant à un moteur à partir d'un réservoir comportant une pompe à jet comportant deux éléments d'étanchéité.
DESCRIPTION DETAILLEE
Tous les modes de réalisation de pompe à jet qui vont suivre ne comportent aucun élément en aval d'un gicleur. On ne perturbe ainsi pas l'écoulement de fluide en aval du gicleur.
Tous les modes de réalisation de pompe à jet qui vont suivre ne comportent aucun élément en aval d'un gicleur. On ne perturbe ainsi pas l'écoulement de fluide en aval du gicleur.
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Description d'un premier mode de réalisation.
On aperçoit sur la figure 1 annexée une pompe à jet conforme à la présente invention comprenant un boîtier cylindre 10 centré sur un axe longitudinal 0-0.
Ce boîtier 10 définit une entrée de commande 12 recevant un débit injecté, à une première extrémité axiale. L'entrée ou chambre de commande 12 s'étend à l'intérieur d'un corps 52 de forme sensiblement cylindrique de révolution.
La sortie axiale 14 de la pompe est définie à l'extrémité axiale opposée.
Le boîtier 10 possède en outre une entrée auxiliaire d'aspiration 16 qui communique latéralement avec le canal interne 18 du boîtier 10.
Le canal interne 18 constitue ainsi une chambre d'aspiration.
La sortie axiale 14 dans laquelle débouche le canal 18 recueille les débits injectés par l'entrée 12 plus les débits aspirés par l'entrée d'aspiration 16.
L'entrée auxiliaire d'aspiration 16 est disposée en aval d'un gicleur alimenté par le débit injecté dans l'entrée 12. Elle peut être formée d'une tubulure inclinée par rapport à l'axe 0-0 du boîtier 10, par exemple d'un angle compris entre 10 et 900. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, cet angle est égal à 90 .
De même, l'entrée 12 peut être inclinée par rapport à l'axe 0-0, typiquement d'un axe compris entre 00 et 900. Selon la figure 1, t'entrée 12 est coaxiale à l'axe 0-0.
Le corps 20 du gicleur est sensiblement situé au milieu du boîtier 10.
Ce corps 20 est monté coulissant dans le corps du boîtier 10.
Le corps 20 comporte un volume intérieur constituant une partie d'une chambre auxiliaire 26.
La chambre auxiliaire 26 communique en amont du corps 20 avec la chambre d'entrée 12 et en aval avec la chambre 18 en aval du gicleur. La communication entre la partie avale de la chambre auxiliaire 26 et la chambre d'aspiration 18 s'effectue par une buse 19.
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Le mouvement de coulissement du corps 20 dans le boîtier 10 s'effectue contre la sollicitation de moyens formant ressort. Il permet d'ouvrir ou de fermer un élément d'étanchéité en amont ou en aval de la chambre auxiliaire 26 en fonction d'un niveau de pression du fluide injecté. En fonction de l'état ouvert ou fermé de l'élément d'étanchéité, le fluide
s'écoule ou non par la chambre auxiliaire 26 et la buse 19 vers la sortie 14 de la pompe.
s'écoule ou non par la chambre auxiliaire 26 et la buse 19 vers la sortie 14 de la pompe.
Le corps mobile du corps 20 comporte trois parties : - une première partie centrale 60 ayant une forme générale de tube cylindrique de révolution à section constante et creux centré sur l'axe 0-0 ; - une deuxième partie 64 venue de matière sur la surface externe de la partie centrale 60 à partir de l'extrémité amont de celle-ci, et formant un fût dirigé vers l'aval du corps 10 de la pompe sur l'extérieur de la partie centrale 60. L'espace défini entre le fût 64 et la partie centrale 60 forme une chambre 67 ouverte vers l'aval de la pompe. Cette chambre 67 reçoit un ressort 40 de sollicitation ; et - une troisième partie 62 située en aval de la partie centrale 60. La troisième partie 62 a sensiblement un contour extérieur de forme tronconique convergente vers l'aval. Le contour intérieur de la partie 62 forme la buse 19 et est quant à lui formé d'un canal axial traversant relié au volume interne de la partie centrale 60, et débouchant vers la chambre d'aspiration 18.
De préférence, le canal interne de la troisième partie 62 converge vers l'aval.
Plus précisément selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, la partie interne de la troisième partie 62 est composée de deux tronçons 22 et 24 juxtaposés axialement.
Le premier tronçon 22, amont dans le sens d'écoulement, est de préférence de forme tronconique convergente vers l'aval. Le demi angle au sommet de ce tronçon 22 est de préférence compris entre 100 et 800.
Le second tronçon 24 du corps 20 est de préférence cylindrique de révolution et de section constante. L'extrémité extérieure libre 240 de ce tronçon 24 est de préférence légèrement arrondie.
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Un épaulement 68 transversal à l'axe 0-0 et dirigé vers l'amont est formé entre le profil interne de la partie centrale 60 et le canal de la troisième partie 62 du corps 20.
Le profil général extérieur du corps 20 selon une coupe longitudinale a ainsi sensiblement une forme de W. La pointe centrale du W est dirigée vers l'aval de la pompe.
Toujours selon une coupe longitudinale, les deux coudes amont du W ont un fond aplati 66. Cette surface 66 définit ainsi, à l'intérieur du corps de la pompe et selon un plan transversal, une surface en forme générale d'anneau dirigée vers l'amont. L'espace défini à l'intérieur de la surface en forme d'anneau 66 peut comporter un chanfrein 28 central ayant une forme tronconique convergente vers l'aval.
Une chambre auxiliaire 26 est formée entre la chambre de commande 12 et la sortie du gicleur. La chambre auxiliaire 26 est formée par le volume interne du boîtier 10 situé en amont du corps mobile 20 du gicleur et le volume interne de celui-ci.
Au moins un orifice 56 ménagé dans le corps 52 permet le passage de fluide entre la chambre de commande 12 et la chambre auxiliaire 26.
Le corps 20 est monté coulissant dans le corps du boîtier 10 selon l'axe 0-0. Le profil extérieur du fût 64 a un diamètre externe sensiblement égal au diamètre intérieur du boîtier 10. Des cannelures longitudinales complémentaires entre le boîtier 10 et le corps 20 permettent un coulissement de l'un par rapport à l'autre (éventuellement sans rotation).
Un pointeau 50 s'étend dans la partie interne de la partie centrale 60.
Le pointeau 50 est venu de matière sur le corps 52 de la chambre de commande 12. Il est sensiblement de forme cylindrique de révolution. Son extrémité libre 53 aval est plane et s'étend dans un plan transversal à l'axe 0-0.
Le ressort 40, placé entre les éléments 60 et 64, est positionné entre la partie amont du corps 20 et un décrochement 21 du boîtier 10. Ainsi, le ressort 40 sollicite le corps 20 vers l'amont contre le pointeau 50.
Un élément d'étanchéité est constitué de la coopération du décrochement 68 et de la surface plane 53.
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Le corps 20 offre essentiellement au fluide injecté dans la chambre auxiliaire 26 la surface de sollicitation 66. La pression du fluide injecté s'exerce donc vers l'aval sur cette surface 66 en forme d'anneau et s'oppose à la force exercée par le ressort de sollicitation 40.
Au repos, sans fluide injecté, la force de sollicitation du ressort 40 plaque l'épaulement 68 contre l'extrémité plane 53 du pointeau 50.
On rappelle que le contact entre l'épaulement 68 et l'extrémité du pointeau constitue l'élément d'étanchéité.
Le cas échéant, l'une des deux surfaces 53,68 peut être équipée à cet effet d'une garniture d'étanchéité spécifique, par exemple à base d'élastomère.
Ainsi, selon la représentation donnée sur les figures 1 et 2, le gicleur est formé par la combinaison du corps mobile 20 monté à translation et du pointeau 50 placé dans ce dernier.
Le fonctionnement du dispositif est essentiellement le suivant
Lorsque le corps 20 est en position de repos, sans fluide injecté, le ressort 40 de sollicitation plaque l'épaulement 68 sur l'extrémité plane 53 aval du pointeau 50. La chambre 26 est ainsi fermée à son extrémité avale.
Lorsque le corps 20 est en position de repos, sans fluide injecté, le ressort 40 de sollicitation plaque l'épaulement 68 sur l'extrémité plane 53 aval du pointeau 50. La chambre 26 est ainsi fermée à son extrémité avale.
Supposons que la pression du fluide injecté dans la chambre auxiliaire 26 par l'entrée 12 et appliquée sur la surface 66 augmente progressivement.
Quand cette pression atteint un niveau de pression tel que le produit pression x surface 66 conduise à une force supérieure au tarage du ressort 40 nécessaire au plaquage de l'épaulement 68 sur le pointeau 50, le corps 20 est translaté vers la chambre d'aspiration 18, soit vers l'aval.
Cette translation du corps 20 vers l'aval du dispositif est représenté à la figure 2. On voit donc sur cette figure que l'épaulement 68 n'est plus en butée contre l'extrémité plane 53.
L'élément d'étanchéité est rompu. Le fluide injecté peut donc s'écouler dans la chambre auxiliaire 26 et à travers l'espace formé dans le corps 20. Le fluide injecté s'écoule par l'ouverture débouchante de la buse 19. Le trajet du fluide dans le corps 20 est représenté par les flèches Qi sur la figure 2.
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Cet écoulement de fluide injecté provoque, de façon classique en soi, une aspiration de fluide représentée par la flèche Qa, à travers l'orifice d'aspiration 16.
La somme des débits Qi + Qa s'écoule par la sortie axiale 14, et est représentée par la flèche Qt.
La pompe à jet conforme à la présente invention est remarquable en ce que au repos elle est étanche. En effet, dès que le flux de fluide injecté est interrompu, le ressort 40 plaque à nouveau le corps 20 contre le pointeau 50.
La pompe à jet de l'invention assure également une auto-régulation.
En effet, le passage libéré entre le pointeau 50 et le corps 20 et défini par l'équilibre entre la sollicitation d'une part du ressort 40 et celle d'autre part du fluide injecté, est auto-régulé. Il en est donc de même du volume de fluide aspiré.
Par ailleurs, la pompe à jet ainsi définie présente des propriétés d'hystérésis.
Sur la figure 1, au repos, le fluide injecté dans la chambre auxiliaire 26 n'exerce une pression que sur la surface 66 du gicleur. Ainsi, pour provoquer l'ouverture de l'élément d'étanchéité, la pression doit atteindre un certain niveau de pression tel que le produit pression x surface 66 conduise à une force supérieure au tarage du ressort 40.
Une fois que l'élément d'étanchéité est ouvert, le corps présente au fluide une surface de sollicitation qui est supérieure puisqu'elle comprend en sus de la surface 66 le décrochement 68. Sur la figure 2, le fluide présent exerce en effet une pression sur les surfaces 66 et 68.
Il y a donc une augmentation de la force exercée par le fluide injecté sur le corps 20 à pression constante régnant dans la chambre auxiliaire 26 et à l'intérieur du corps 20. La surface de sollicitation du corps 20 étant plus grande, la pression de fluide injectée pour laquelle le corps 20 repasse en position de fermeture-illustrée sur la figure 1-à partir de la position ouverte-illustrée sur la figure 2-sous l'effet de la sollicitation du ressort 40 est donc inférieure à celle requise pour passer l'état initial fermé de la figure 1 à l'état ouvert de la figure 2.
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La pression de fermeture du corps 20 est par conséquent inférieure à la pression d'ouverture, ce qui fournit bien l'effet d'hystérésis souhaité.
Le mode de réalisation présenté aux figures 1 et 2 comporte un ressort de sollicitation situé à l'extérieur du gicleur, mais on peut imaginer un mode de réalisation comportant un ressort de sollicitation situé à l'intérieur du corps 20 dans la chambre auxiliaire 26.
On comprend que l'essentiel est de créer un élément d'étanchéité et par conséquent de créer une coopération étanche entre deux éléments, dont l'un peut être mobile. La coopération étanche est créée par la force de sollicitation du ressort 40, mais sa situation importe peu.
Description d'un deuxième mode de réalisation.
La figure 3A représente un autre mode de réalisation selon l'invention.
Sur cette figure, ainsi que dans toutes les figures suivantes, les éléments similaires ou ayant la même fonction que ceux illustrés sur les figures 1 et 2-et précédemment décrits-sont référencés par des références numériques identiques.
Ainsi, le dispositif représenté à la figure 3A comporte même les éléments principaux que le dispositif des figures 1 et 2.
Cependant, la chambre de commande 12 en amont du corps 20 du gicleur arrive avec un angle faisant 90'avec l'axe 0-0.
L'entrée auxiliaire d'aspiration 16 en aval du corps 20 fait un angle compris entre 10 et 900 par rapport à l'axe 0-0.
Contrairement au dispositif représenté aux figures 1 et 2, le corps 20 n'est pas monté sur un pointeau. Il est uniquement monté en coulissement à l'intérieur du corps du boîtier 10 grâce au report extérieur de son fût 64.
Le ressort 40 plaque la section radiale annulaire 66 du corps 20 contre un doigt de blocage 50 amont.
La coopération de ce doigt 50 et de la surface plane annulaire 66 constitue l'élément d'étanchéité.
Ainsi selon la figure 3A, l'élément d'étanchéité est placé en aval de la partie de la chambre auxiliaire 26 situé entre l'entrée 12 et le corps 20, et en
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aval de la partie de la chambre auxiliaire 26 située dans le corps du corps 20.
L'intérieur du corps 20 ne comporte pas d'épaulement transversal entre la partie centrale 60 et la troisième partie 62 comme dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2. Cependant, une variante pourrait comporter un tel épaulement.
Lors de la montée en pression du fluide injecté dans la partie amont de la chambre 26, le fluide exerce une force sur la surface 66 qui tend à contrecarrer la force de pression exercée par le ressort de sollicitation 40.
Lorsqu'un niveau de pression est dépassé, le corps 20 se déplace vers la chambre d'aspiration 18 et rompt ainsi l'élément d'étanchéité. Cette situation est représentée à la figure 3B.
Le fluide peut donc s'écouler de la chambre 26 à l'intérieur du corps 20. Le trajet du fluide injecté à travers le gicleur est représenté par les flèches Qi. En raison de la dépression crée dans la chambre 18, du fluide est aspiré par l'intermédiaire de l'entrée auxiliaire d'aspiration 16. Le liquide aspiré est représenté par la flèche Qa.
La sortie axiale 14 récupère la somme des deux fluides. La flèche Qt représente la somme Qi + Qa.
La variation de surface sur laquelle s'exerce la pression du fluide sur le corps 20 permet d'obtenir un effet d'hystérésis.
En position fermée, la pression s'exerce sur une partie de la surface 66 découverte par le doigt 50.
En position ouverte le fluide exerce une pression sur la totalité de la face 66, augmentée de la face 22 tronconique convergente.
L'augmentation de surface peut être relativement importante si le diamètre extérieur du doigt 50 est relativement important par rapport au diamètre intérieur de la surface 66.
Là encore, la pression de fluide nécessaire à la fermeture de l'élément d'étanchéité est donc inférieure à la pression d'ouverture.
Par ailleurs, la pompe à jet présente les mêmes caractéristique d'étanchéité au repos et d'autorégulation.
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Description d'un troisième mode de réalisation.
La figure 4 représente un mode de réalisation quasi identique au mode de réalisation des figures 3A et 3B.
La différence entre ces deux dispositifs est que le corps 20 entoure un pointeau 51.
Le doigt 50-similaire au mode de réalisation de la figure 3-se prolonge en effet ici à l'intérieur de la partie centrale 60, sous forme d'un pointeau 51. Le pointeau 51 possède une base cylindrique de révolution de section constante adjacente au doigt 50. Le diamètre extérieur du pointeau 51 est inférieur au diamètre extérieur du doigt 50.
Le pointeau 51 se termine par une pointe avale tronconique. Au repos, l'arête reliant les deux tronçons 22,24 du corps 20 repose sur cette pointe.
La figure 5 représente une vue en coupe transversale de la chambre auxiliaire 26 selon le plan A-A visible sur la figure 4 dans le corps 52. On y distingue trois ouvertures 27 permettant de laisser passer un fluide.
En revenant à la figure 4, le dispositif y est représenté en position fermée. L'élément d'étanchéité est formé par la coopération entre d'une part le contour extérieur des ouvertures 27 et, d'autre part, la surface transversale amont 66 du corps 20.
Dans cette position, le fluide injecté exerce une pression seulement sur la partie de la surface 66 du corps 20 non en contact avec le contour extérieur 28 précité.
Une fois qu'un certain niveau de pression est dépassé dans les ouvertures 27, la force de plaquage du ressort 40 logée dans la chambre 67 entourant le corps 20 est vaincue.
Le corps 20 se translate alors vers la chambre d'aspiration 18 en aval du dispositif.
L'élément d'étanchéité est rompu. Le fluide s'écoule alors de la chambre auxiliaire 26 vers l'intérieur du corps comme représenté par les flèches Qi sur la figure 6. Un fluide Qa est alors aspiré par l'entrée 16 et envoyé vers la sortie axiale 14. Qt représente la somme des deux débits Qi et Qa.
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En position fermée, seule une partie de la surface 66 est exposé au fluide.
En position ouverte, le fluide exerce une pression sur la totalité de la surface 66 ainsi que la surface 22.
Un effet d'hystérésis est donc bien obtenu.
L'effet d'autorégulation est encore obtenu par la variation de l'espace 23 laissé entre les parois 22 et la pointe tronconique du pointeau 51.
Toutes les pompes décrites dans ces modes de réalisation comporte un effet d'autorégulation. Cependant, la caractéristique principale est l'effet d'étanchéité au repos. En effet, de telles pompes sont généralement utilisées en combinaison avec un dispositif régulateur. Par contre, l'étanchéité au repos apporte de nombreux avantages par rapport aux pompes à jet de l'état de la technique.
On prend ici l'exemple non limitatif de pompe a jet utilisées dans un véhicule automobile.
La figure 7 représente schématiquement un montage classique d'apport de carburant d'un réservoir 100 amont vers un moteur 102 situé en aval. Une pompe 101, prélève dans le réservoir 100 et injecte le carburant dans un circuit de distribution 110 reliant le réservoir 100 et le moteur 102.
Un régulateur 103 comportant un clapet connu en soi permet de garder le circuit 110 en aval du régulateur 103 en pression lors de l'arrêt de l'injection de carburant dans ledit circuit 110.
Une dérivation 104 située en amont du régulateur 103 et en aval de la pompe 101 permet l'arrivée du carburant vers une pompe à jet 105.
Selon l'état de la technique, la pompe à jet 105 n'est pas étanche au repos.
Le fonctionnement d'un tel montage s'effectue comme suit.
Lorsqu'un utilisateur met le contact pour alimenter en carburant le moteur 102, la pompe 101 se met en état de marche pour que le niveau de pression dans le circuit 110 atteigne le niveau de service. L'ensemble de dérivation 104-pompe à jet 105 constitue une fuite de carburant dans le circuit en amont au régulateur 103, et donc une baisse de pression. La pompe 101 doit donc tourner plus vite pour compenser la perte en pression.
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La compensation est particulièrement gênante dans le cas d'une batterie du véhicule faible.
La figure 8 représente schématiquement un montage quasiment similaire à celui de la figure 7, mais utilisant une pompe à jet conforme à la présente invention. Il comporte : - dans sa partie avale un moteur 102 ; et - dans sa partie amont un réservoir 100.
Le réservoir et le moteur sont reliés par un circuit d'alimentation en carburant 110.
Une pompe 101 est associée au réservoir 100.
Un régulateur 103 est disposé sur le circuit d'alimentation 110. Une dérivation située en amont du régulateur 103 et en aval de la pompe 101 comporte une pompe à jet 105. La pompe à jet 105 est conforme à l'invention et comporte un élément d'étanchéité au repos. Elle ne provoque pas une fuite dans la partie amont du circuit 110. La pression de service est donc atteinte plus rapidement. La pompe 101 peut donc être de dimensions moins importantes que celles utilisées dans les montages de l'état de l'art et par conséquent moins solliciter la batterie.
Lors de la phase de démarrage, tout le carburant est foumi au moteur, grâce à l'étanchéité.
La figure 9 représente une courbe de la pression du liquide injecté dans la pompe à jet en fonction du temps. On remarque quatre niveaux de pression : - Un premier niveau de pression est constitué par le niveau 0 ; - Un niveau de pression relativement haut constitue la pression de service du régulateur.
- Une pression d'ouverture de la pompe à jet est inférieure à la pression de service du régulateur.
- Une pression de fermeture de la pompe à jet est quant à elle située entre la pression d'ouverture de la pompe à jet et le niveau 0.
L'explication de la courbe s'effectue comme suit.
La pression reste au niveau 0 jusqu'à l'action de démarrage de la voiture qui s'effectue au temps TO.
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La pompe se met alors en état de marche et la pression de liquide injecté monte progressivement selon une pente régulière. Cette montée en pression s'effectue jusqu'à atteindre le niveau de pression correspondant à la pression d'ouverture de la pompe à jet au temps T1.
La pression de service du régulateur est atteinte par le liquide injecté, et ce malgré l'ouverture de la pompe à jet. On remarque cependant que la pente d'augmentation de la pression entre les points T1 et T2correspondant respectivement aux temps d'obtention de la pression d'ouverture de la pompe à jet et de la pression de service du régulateurest plus faible que la pente de pression entre TO et T1.
La pression reste ensuite à un niveau sensiblement égal à la pression de service du régulateur. Le fonctionnement de l'autorégulation est enclenché à partir du temps T2 jusqu'à l'instant T3, où l'utilisateur décide d'arrêter le moteur.
La pompe du réservoir étant arrêtée, la pression baisse progressivement jusqu'à atteindre le niveau de fermeture de la pompe à jet, ce niveau étant inférieur au niveau d'ouverture. La clapet se referme donc et la pression en amont du régulateur reste sensiblement égale à la pression d'ouverture de la pompe à jet.
Au contraire, dans les systèmes de l'art antérieur la pression chutait fortement en amont de ce régulateur, à cause de la non étanchéité au repos.
Description d'un premier mode de réalisation de pompe à jet régulateur.
On aperçoit sur la figure 10 une pompe à jet conforme à la présente invention comprenant un boîtier sensiblement cylindrique de révolution 10 centré sur un axe longitudinal 0-0.
Ce boîtier 10 définit une entrée de commande 12 recevant le débit injecté à une première extrémité axiale. La chambre de commande s'étend à l'intérieur d'un corps 52 de forme sensiblement cylindrique de révolution.
La sortie axiale 14 de la pompe est définie à l'extrémité axiale opposée.
Le boîtier 10 possède en outre une entrée auxiliaire d'aspiration 16 qui communique latéralement avec le canal interne 18 du boîtier 10.
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Le canal interne 18 constitue ainsi une chambre d'aspiration.
La sortie axiale 14 dans laquelle débouche le canal 18 recueille les débits injectés par l'entrée 12 plus les débits aspirés par l'entrée d'aspiration 16.
L'entrée auxiliaire d'aspiration 16 est disposée en amont d'un gicleur alimenté par le débit injecté dans l'entrée 12. Elle peut être formée d'une tubulure inclinée par rapport à l'axe 0-0 du boîtier 10, par exemple d'un angle compris entre 10 et 900.
De même, l'entrée 12 peut être inclinée par rapport à l'axe 0-0, typiquement d'un angle compris entre 00 et 900. Selon la figure 10, t'entrée 12 est coaxiale à l'axe 0-0.
Le corps 20 du gicleur est sensiblement situé au milieu du boîtier 10.
Ce corps 20 est monté coulissant à l'intérieur du diamètre interne du boîtier 10.
Le corps mobile 20 comporte un volume intérieur constituant une partie d'une chambre auxiliaire 26.
La chambre auxiliaire 26 communique en amont du corps 20 avec la chambre d'entrée 12 et en aval avec la chambre 18 en aval du gicleur. La communication entre la partie avale de la chambre auxiliaire 26 et la chambre d'aspiration 18 s'effectue par une buse 19.
Le mouvement de coulissement du corps 20 dans le boîtier 10 s'effectue contre la sollicitation de moyens formant ressort. Il permet d'ouvrir ou de fermer deux éléments d'étanchéité en amont de la chambre auxiliaire 26 en fonction de niveaux de pression du fluide injecté. En fonction de l'état ouvert ou fermé des éléments d'étanchéité, le fluide s'écoule ou non par la chambre auxiliaire 26 et la buse 19 vers la sortie 14 de la pompe ou sur les bords extérieurs du gicleur.
Un premier d'élément d'étanchéité se situant sur la partie extérieure du gicleur rend étanche le gicleur, dans une position fermée, pour les fuites de fluide le long des parois du corps 10.
Un deuxième élément d'étanchéité se situant dans la partie intérieure du gicleur permet, dans une position fermée, d'empêcher une fuite de fluide par le canal interne formé par le volume interne du gicleur. Le deuxième
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élément d'étanchéité empêche également un processus d'autorégulation de la pression de fluide injecté. En position ouverte, l'autorégulation peut s'effectuer en fonction de l'ouverture de l'élément d'étanchéité.
Le premier élément d'étanchéité s'ouvre à un premier niveau de pression prédéterminé, le deuxième élément d'étanchéité s'ouvre à un deuxième niveau de pression prédéterminé, ce deuxième niveau de pression étant supérieur ou égal au premier niveau de pression prédéterminé.
A cet effet, les éléments d'étanchéité peuvent être constitués par deux joints. Ces deux joints peuvent être distincts et présenter des structures et des propriétés de déformation élastique différentes. On peut donc obtenir deux éléments d'étanchéité se rompant à deux niveaux de pression différents ou égaux alors qu'ils coopèrent avec des moyens venus de matière sur le corps mobile 20 plaqué par des moyens formant ressort unique.
A cet effet encore, les deux éléments d'étanchéité peuvent être formés dans une rondelle présentant des propriétés de déformation élastique unique mais qui coopèrent avec des moyens venus de matière sur le corps mobile 20 qui ont des altitudes différentes. Ces différentes altitudes font que les éléments d'étanchéité sont rompus à des niveaux de pression différents.
Le corps mobile du gicleur 20 comporte les mêmes éléments caractéristiques que le corps des figures 1 et 2.
Le diamètre intérieur du tronçon 24 est avantageusement compris entre 1 mm et 3.6 mm.
Une fuite de fluide est possible entre l'extérieur du fût 64 et l'intérieur du corps 10.
Une telle fuite est indésirable dans une position de repos. Ainsi, un premier élément d'étanchéité va rendre le gicleur étanche aux fuites de fluide à l'extérieur de son corps mobile 20.
Par contre, le phénomène de fuite devient souhaitable lors d'un dépassement d'un premier niveau de pression.
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Ce premier élément d'étanchéité est formé par la coopération d'un premier joint avec un rebord venu de matière sur le corps 20.
A cet effet, un rebord 69 venu de matière sur le coude du fût 64 est dirigé vers l'amont de la pompe, longitudinalement à l'axe 0-0.
Il coopère avec un joint fixe 76, fixé sur le corps 52, en le comprimant grâce à la force de sollicitation du ressort 40. Le ressort 40, placé entre les éléments 60 et 64, est positionné entre la partie amont du corps 20 et un décrochement 21 du boîtier 10. Ainsi, le ressort 40 sollicite le corps 20 vers l'amont contre le joint 76.
Un deuxième élément d'étanchéité doit pouvoir empêcher l'arrivée de fluide à la buse 19 dans une position de repos et jusqu'à un deuxième niveau de pression.
Le deuxième élément d'étanchéité est situé sur l'axe 0-0 en amont de l'entrée 83 du volume intérieur du corps 20.
Un rebord 80 périphérique à l'entrée 83 s'étend vers l'amont de la pompe et longitudinalement à l'axe 0-0. Il est venu de matière sur la surface 66, autour de l'entrée 83.
Ce rebord 80 coopère, grâce à la force de sollicitation du ressort 40 situé à l'extérieur du corps mobile 20 avec un joint 82 transversal situé sur l'axe 0-0.
Le deuxième élément d'étanchéité doit se rompre à un niveau de pression du liquide injecté supérieur au niveau nécessaire à la rupture du premier élément d'étanchéité.
A cet effet, l'altitude du rebord 80 vers l'amont de la pompe est supérieure à l'altitude du rebord 69.
Cependant, dans une variante, on pourra imaginer des altitudes de rebords identiques, mais coopérant avec des joints-76 et 82 par exemplede propriétés de déformation élastiques différentes, telles que les ruptures de l'étanchéité soient effectuées à des niveaux de pression différents.
Ce mode de réalisation comporte l'avantage de ne nécessiter qu'un seul ressort de sollicitation.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant.
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La figure 10 représente la position de repos. Le fluide injecté a une pression relativement faible et les deux éléments d'étanchéité sont en position fermée. La pompe est parfaitement étanche.
Supposons que la pression augmente.
Elle finit par atteindre un premier niveau de pression tel que le produit pression x surface 66 soit suffisant pour vaincre la force de tarage du ressort 40. Le corps mobile 20 est translaté vers l'aval du dispositif. Le premier élément d'étanchéité est rompu. Cette situation est représentée à la figure 11. Le fluide peut donc s'écouler le long des parois internes du boîtier 10. Mais comme l'altitude du rebord 80 est supérieure à celle du rebord 69, le deuxième élément d'étanchéité n'est pas rompu.
Lorsque la pression augmente encore et atteint un seuil qui correspond à une translation telle que le rebord 80 n'est plus en contact avec le joint 82, alors on obtient la situation représentée à la figure 12. Le fluide injecté peut s'écouler dans l'espace intérieur du corps 20. Du fluide est aspiré par l'entrée 16. Les flux injecté, aspiré et total de sortie sont représentés par les flèches Qi, Qa et Qt respectivement.
L'effet d'autorégulation est obtenu par la valeur de l'espace 23 laissé entre le rebord 80 et le joint 82. La valeur de l'espace 23 est fonction de l'équilibre de la force de tarage du ressort 40 et de la force résultante du produit pression de fluide injecté x surface 66.
L'effet d'hystérésis est obtenu parce que avant l'ouverture du second joint d'étanchéité, la pression s'exerce sur la surface 66, tandis qu'après l'ouverture dudit élément, la pression du fluide s'exerce sur la surface 66 augmentée de la surface tronconique convergente 22.
La figure 13 montre schématiquement un montage d'apport de carburant d'un réservoir 100 amont vers un moteur 102 situé en aval. Une pompe 101 prélève dans le réservoir 100 et injecte le carburant dans un circuit de distribution 110 reliant le réservoir 100 et le moteur 102.
Une dérivation 104 située au milieu du circuit 110 permet l'arrivée du carburant vers une pompe à jet 105. La pompe à jet 105 est conforme aux modes de réalisation des figures 10 à 12. Elle possède la fonction d'autorégulation et est étanche au repos.
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En position repos, le montage de la figure 13 ne comporte pas de fuite. Au contraire, dans le montage de la figure 7, une fuite est constatée au niveau de la pompe à jet 105.
Après le démarrage de la pompe, le montage de l'état de la technique décrit à la figure 7 comporte deux fuites : une première fuite au niveau du régulateur 105, une deuxième fuite au niveau de la pompe à jet.
Le montage selon l'invention représenté à la figure 13 comporte quant à lui une seule fuite au niveau de la pompe à jet régulateur 105.
Par conséquent, la pompe à jet régulateur de la figure 13 consomme moins de carburant que la pompe à jet clapet de la figure 7 associée à un régulateur.
La montée en pression dans le circuit 110 est donc plus rapide.
L'ouverture du second élément d'étanchéité évite un trop fort pic de pression du fluide injecté.
Les modes de réalisation précédents ont été décrit préférentiellement avec des ressorts de sollicitation à l'extérieur du corps mobile, mais on peut imaginer des modes de réalisation comportant un ressort de plaquage du corps mobile vers l'amont de la pompe qui soit situé à l'intérieur du corps du gicleur.
Claims (18)
1. Pompe à jet comprenant un corps (10) logeant un gicleur par lequel est introduit un fluide injecté, le corps (10) possédant en outre un orifice d'aspiration (16), caractérisée en ce qu'elle comporte en amont de la sortie du gicleur une chambre auxiliaire (26) associée à un élément d'étanchéité adapté pour être rompu lors d'un dépassement de niveau prédéterminé de pression par le fluide injecté, afin de modifier alors la surface de sollicitation soumise au fluide injecté par le corps et définir ainsi un effet d'hystérésis.
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité est situé en aval de la chambre auxiliaire (26).
3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité est situé en amont de la chambre auxiliaire (26).
4. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier élément d'étanchéité situé en amont de la chambre auxiliaire (26) adapté pour être rompu à un premier niveau de pression de fluide injecté, un deuxième élément d'étanchéité étant situé en amont de la chambre auxiliaire (26) et étant adapté pour être rompu à un deuxième niveau de pression de fluide injecté, le deuxième niveau étant supérieur au premier niveau.
5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps (20) de gicleur est monté en translation et est apte à rompre au moins un élément d'étanchéité.
6. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps (20) du gicleur est monté mobile coulissant dans le corps (10) de la pompe, selon un axe longitudinal
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du corps, contre la sollicitation d'un ressort (40) qui le plaque contre au moins un élément d'étanchéité.
7. Pompe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le corps (20) du gicleur comporte trois parties, une première partie centrale (60) ayant une forme générale de tube cylindrique de révolution à section constante et creux, une deuxième partie (64) venue de matière sur la surface externe de la partie centrale (60) à partir de l'extrémité amont de celle-ci, et formant un fût (64) dirigé vers l'aval du corps (10) de la pompe sur l'extérieur de la partie centrale (60), et une troisième partie (62) située en aval de la partie centrale (60) ayant sensiblement un contour extérieur de forme tronconique convergente vers l'aval, son contour intérieur formant une buse (19) formé d'un canal axial traversant relié au volume interne de la partie centrale (60), et débouchant vers une chambre d'aspiration avale (18).
8. Pompe selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'espace défini entre le fût (64) et la partie centrale (60) forme une chambre (67) ouverte vers l'aval de la pompe recevant le ressort (40) de sollicitation.
9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que le profil général extérieur du corps (20) du gicleur selon une coupe longitudinale a sensiblement une forme de W, les deux coudes amont du W ayant un fond aplati (66) définissant ainsi à l'intérieur du corps (10) de la pompe et selon un plan transversal, une surface en forme générale d'anneau (66) dirigée vers l'amont.
10. Pompe selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le contour intérieur de la troisième partie comporte, dans le sens d'écoulement du fluide injecté, un premier tronçon (22) de forme
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tronconique convergente, et un deuxième tronçon (24) débouchant de forme cylindrique de révolution de section constante.
11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que la surface formant anneau (66) comporte sur sa périphérie extérieure un rebord périphérique longitudinal dirigé vers l'amont de la pompe, ce rebord définissant un premier élément d'étanchéité en coopérant avec un joint fixe (76) transversal au corps (10) de la pompe et située en regard de la surface (66).
12. Pompe selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un pointeau (50) s'étendant à l'intérieur de la partie centrale du corps (20) du gicleur.
13. Pompe selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que le contour intérieur entre la partie centrale du corps (60) et la troisième partie (62) possède un épaulement (68) transversal au corps (10) de la pompe dirigé vers l'amont offrant au fluide injecté une surface de sollicitation supplémentaire une fois qu'au moins un élément d'étanchéité est rompu.
14. Pompe selon les revendications 10 à 13, caractérisée en ce que le ressort de sollicitation (40) plaque l'épaulement (68) contre l'extrémité du pointeau (50), définissant ainsi l'élément d'étanchéité, qui est rompu lors du déplacement du corps (20) du gicleur dû au dépassement d'un niveau de pression du liquide injecté.
15. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que le ressort de sollicitation (40) plaque la surface (66) en forme d'anneau contre une arrivée de fluide injecté en amont de la chambre auxiliaire (26), définissant ainsi l'élément d'étanchéité, qui est rompu lors du déplacement du corps (20) du gicleur dû au dépassement d'un niveau de pression du liquide injecté.
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16. Pompe selon les revendications 10 et 12, caractérisée en ce que le ressort de sollicitation (40) plaque la surface (66) en forme d'anneau contre une arrivée de fluide en amont de la chambre auxiliaire (26), définissant ainsi l'élément d'étanchéité, qui est rompu lors du déplacement du corps (20) du gicleur dû au dépassement d'un niveau de pression du liquide injecté.
17. Pompe selon les revendications 11 et 13, caractérisée en ce qu'un deuxième rebord circulaire (80) longitudinal et centré sur l'axe du corps (10) de la pompe, dirigé vers l'amont de la pompe est venu de matière sur la périphérie de l'ouverture intérieure de la partie centrale (60) du corps (20) du gicleur, ce rebord circulaire (80) coopérant avec un joint pour former un élément d'étanchéité, ledit élément d'étanchéité se rompant lors d'un avancement du gicleur, la rupture ayant lieu lorsqu'un deuxième niveau de pression est dépassé par le fluide injecté.
18. Pompe selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'altitude vers l'amont du deuxième rebord (80) périphérique intérieur est supérieure à l'altitude du rebord périphérique à la surface en forme d'anneau (66).
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