FR3101380A1 - Refroidisseur pompe carburant GDI intégré au carter de base moteur - Google Patents

Refroidisseur pompe carburant GDI intégré au carter de base moteur Download PDF

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Abstract

Agencement (100) d’une pompe de carburant haute pression (30) de moteur thermique à bi-carburation comprenant : - un carter de base moteur (11), - une pompe à carburant liquide (30), caractérisé en ce que ledit carter comporte une boursoufflure (12) comprenant un circuit de refroidissement, sur laquelle est fixée une paroi inférieure de fixation de la pompe. Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Refroidisseur pompe carburant GDI intégré au carter de base moteur
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un moteur à combustion interne à bi-carburation.
La présente invention concerne un dispositif d’alimentation en carburant d’un moteur à combustion interne.
La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de refroidissement d’une pompe d’alimentation en carburant pour un moteur à bi-carburation.
Etat de la technique
Un véhicule automobile à moteur à combustion interne ou thermique comporte une pompe d’alimentation apte à faire circuler du carburant depuis un réservoir de carburant jusqu’au moteur. Pour un moteur à bi-carburation, on peut avoir une injection de carburant à base de liquide ou à base de gaz, un à la fois. Le carburant injecté dans le moteur notamment dans une chambre à combustion du moteur peut être alternativement du carburant liquide et du carburant gazeux. La pompe d’alimentation apte à faire circuler le carburant liquide débite de façon permanente pendant le fonctionnement du moteur.
Un problème intervient lors d’un changement de carburant, par exemple pour passer du carburant liquide au carburant gazeux.
Une vanne bascule alors pour fermer ou obturer le conduit d’injection du carburant liquide.
Ladite vanne est disposée en aval de la pompe d’alimentation, entre ladite pompe et le moteur.
La pompe n’est pas arrêtée et son fonctionnement contribue à un échauffement du carburant. On rappelle que, en régime de fonctionnement avec le carburant liquide, ledit carburant liquide est rapidement injecté dans le moteur et risque pas de s’échauffer.
Il est donc nécessaire de refroidir le carburant liquide, notamment au niveau de la pompe d’injection.
Il est connu des pompes d’alimentation de carburant liquide comportant une bride de fixation en forme de semelle qui comporte un conduit de refroidissement avec une extrémité d’entrée et une sortie de liquide caloporteur, lesdites entrée et sorties sont connectées à un circuit de refroidissement du moteur.
Un inconvénient est l’encombrement de l’ensemble formé par la pompe et sa semelle de refroidissement.
Un autre inconvénient concerne la connexion de la semelle de refroidissement au circuit de refroidissement du moteur.
Un autre inconvénient est un coût d’achat plus important de pompe spécifique avec ladite semelle.
Des publications traitent du refroidissement de pompes d’alimentation de carburant.
Par exemple, la publication FR2841299-B1 propose un module pour la régulation thermique de carburant destiné à un moteur thermique de véhicule automobile, ledit module étant fixé au moteur, notamment au carter dudit moteur.
Un inconvénient est l’encombrement global du moteur avec ledit module et les moyens de fixation au carter du moteur qui doivent assurer une rigidité de l’ensemble, ledit module pouvant présenter une masse conséquente.
Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un carter de base moteur comportant un système de fixation pour une pompe à carburant intégrant un circuit de refroidissement de ladite pompe
Présentation de l’invention
La présente invention concerne plus particulièrement un agencement d’une pompe de carburant de moteur thermique à bi-carburation comprenant :
-un carter de base moteur,
-une pompe à carburant,
caractérisé en ce que ledit carter comporte une boursoufflure comprenant un circuit de refroidissement sur laquelle est fixée une paroi inférieure de fixation de la pompe.
De manière avantageuse, le carter de base moteur comporte une boursoufflure régulée thermiquement sur laquelle est fixée une pompe à carburant, ce qui diminue l’encombrement global du moteur et ce qui permet de réduire les coûts de la pompe en simplifiant sa conception.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
-la boursoufflure délimite une chambre de refroidissement annulaire.
De manière avantageuse, la boursoufflure délimite une chambre de refroidissement annulaire dans laquelle circule du liquide de refroidissement issu d’un circuit de refroidissement basse température du moteur.
-la chambre de refroidissement est recouverte par la paroi inférieure de fixation de la pompe.
De manière avantageuse, la chambre de refroidissement est recouverte et fermée par la paroi inférieure de fixation de la pompe à carburant, ce qui permet un échange de chaleur optimal entre le carburant et le circuit de refroidissement qui sont séparés par une seule paroi.
-La boursoufflure comprend un conduit d’entrée communiquant avec la chambre de refroidissement et connecté avec un circuit de refroidissement du moteur.
De manière avantageuse, la boursoufflure comprend un conduit d’entrée de liquide refroidissement communiquant avec la chambre et directement connecté avec le circuit de refroidissement du moteur qui peut être le circuit de refroidissement d’une culasse ou d’un carter-cylindres du moteur.
-la boursoufflure comprend un conduit de sortie communiquant avec la chambre de refroidissement et connecté directement au circuit de refroidissement du carter de base moteur.
De manière avantageuse, la chambre de refroidissement est connectée directement au circuit de refroidissement de la base moteur ce qui diminue l’encombrement du moteur et facilite la conception du carter de la base moteur adapté pour recevoir en fixation la pompe à carburant.
-la boursoufflure comprend un trottoir usiné de fixation destiné à recevoir en appui la paroi inférieure de fixation de la pompe à carburant.
De manière avantageuse, la boursoufflure comporte un trottoir de fixation contre lequel la pompe est posée et fixée au carter de la base moteur. Ledit trottoir est usiné afin de parfaire une étanchéité entre la pompe et la boursoufflure.
-la boursoufflure comporte une ouverture supérieure entourée par le trottoir.
De manière avantageuse, la chambre de liquide de refroidissement est ouverte et présente un orifice entouré par le trottoir de fixation. Le liquide de refroidissement est directement au contact avec la pompe de carburant pour assurer un échange optimal de chaleur entre le carburant et le liquide de refroidissement.
-la boursoufflure présente une plateforme cylindrique délimitant la chambre de refroidissement.
De manière avantageuse, la boursoufflure présente une plateforme cylindrique qui délimite la chambre de refroidissement, ce qui simplifie la conception du carter de base moteur.
- la boursoufflure comporte un pied tubulaire cylindrique qui traverse le fond de la cavité de la chambre de refroidissement jusqu’à l’ouverture supérieure de la boursoufflure.
De manière avantageuse, la boursoufflure comprend un pied tubulaire et cylindrique qui traverse la chambre de refroidissement depuis le fond de la chambre jusqu’à l’orifice supérieur de la boursouflure pour entourer un bras d’actionnement de la pompe haute pression et isoler ledit bras du liquide de refroidissement circulant dans la chambre. Ledit pied tubulaire traverse également la paroi extérieure du carter de base moteur pour déboucher dans une chambre de fonctionnement d’un arbre à cames. Ledit pied forme un conduit adapté pour connecter une chambre de fonctionnement d’un arbre à cames et le corps de la pompe haute pression.
L’invention concerne également un carter de base moteur comportant une telle boursoufflure s’étendant depuis la paroi extérieure dudit carter et apte à recevoir en fixation une pompe à carburant haute pression
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
- est une vue schématique de l’agencement de la pompe haute pression fixé à une couvre-culasse.
- est une vue schématique de coupe de haut de la fixation de la pompe haute pression.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Les moteurs thermiques ou à combustion interne peuvent à bicarburation et accepter un carburant liquide notamment de l’essence et un carburant gazeux qui peut être du gaz de pétrole liquéfié ou GPL. Le carburant liquide est amené depuis un réservoir jusqu’au moteur thermique, notamment jusqu’aux cylindres dudit moteur délimitant des chambres à combustion. La pompe à carburant peut être une pompe haute pression, elle est en fonctionnement permanent lorsque le moteur est en fonctionnement.
De manière connue, la pompe haute pression comprend un bras d’actionnement lié à une première extrémité au corps de la pompe et qui tient à la deuxième extrémité opposée une roue d’entrainement. Ladite roue d’entrainement est apte à rouler sur une came mobile autour d’un axe de rotation. Dans un mode de réalisation présenté ici, ledit axe de rotation est l’axe de rotation d’un arbre à cames du moteur thermique.
Par faciliter la compréhension, la suite de la description fera état d’essence et de gaz respectivement pour le carburant liquide et le carburant gazeux.
Lorsque le moteur commute de carburant pour passer par exemple de l’essence au gaz, un clapet ferme l’alimentation du conduit d’amenée d’essence. Ledit clapet est positionné de principe entre la pompe et le moteur pour éviter que la pompe à carburant tourne à vide.
Puis pendant le fonctionnement du moteur avec le gaz, ladite pompe à carburant remue l’essence localement, ce qui entraine son échauffement.
Le moteur thermique comprend un carter-cylindres (non représenté) sur lequel est montée une culasse (non représentée) surmontée d’un couvre-culasse.
Le moteur thermique comprend un carter de base moteur 11.
Ledit carter de base moteur peut être le carter de couvre-culasse, ou le carter de culasse ou le carter-cylindres. Le mode de réalisation présenté dans la description qui suit concerne un agencement 100 de fixation d’une pompe haute pression à carburant 30 contre un carter 11 de couvre-culasse de moteur thermique.
Le carter de base moteur comprend une boursoufflure 12 qui s’étend depuis une paroi périphérique extérieure 13 dudit carter vers l’extérieur du carter, de façon sensiblement radiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention représenté en figure 1, ladite boursoufflure 12 comprend une plateforme cylindrique fermée 14 avec un fond 15 et tenue par au moins un pied 19 au carter 11 de la base moteur.
La boursoufflure 12 est adaptée pour recevoir en fixation la pompe à carburant.
La boursoufflure 12 comprend une cavité 17 sensiblement cylindrique, notamment annulaire, délimitée par la paroi cylindrique de la boursoufflure et par le fond 15 de la plateforme 14.
Le fond 15 de la boursoufflure peut être partie de la paroi périphérique extérieure 13 du carter du couvre-culasse.
La cavité 17 forme une chambre de refroidissement 20 destinée à recevoir du liquide caloporteur de refroidissement issu du circuit de refroidissement basse température du moteur. Ladite chambre comprend donc un premier conduit 21 d’entrée et un deuxième conduit de sortie 22 de liquide caloporteur connectés au circuit de refroidissement du moteur.
Selon la figure 2 qui représente une vue de dessus de la boursoufflure, les deux conduits d’entrée 21 et de sortie 22 de liquide de refroidissement sont cylindriques tubulaires pour être par exemple enfoncés dans un tube de connexion au circuit de refroidissement du moteur. Les deux conduits sont dans ce mode de réalisation selon un plan perpendiculaire à l’axe de la cavité cylindrique 17.
La chambre de refroidissement 20 est ouverte du côté opposé au fond 18 de la cavité cylindrique 17.
Ladite chambre 20 présente une ouverture supérieure 23 entourée par un trottoir de fixation 24 qui parcours en périphérie l’épaisseur de la paroi cylindrique 25 de la plateforme 14.
Ledit trottoir 24 est de manière préférentielle usiné pour pouvoir assurer un bon contact avec la paroi inférieure 31 de la pompe à carburant 30 qui est posée fixée contre ledit trottoir.
Des éléments de fixation sont disposés radialement à l’extérieur du trottoir 24.
Ils peuvent par exemple être composés de feuilles de fixation 26 s’étendant radialement depuis la paroi cylindrique de la plateforme et comportant un trou borgne 27 et de manière préférentielle taraudé.
La pompe à carburant 30 comprend un corps sensiblement cylindrique 35 et un système de fixation comportant une semelle de fixation 36 avec des feuilles 32 s’étendant radialement et aptes à coopérer avec les feuilles de fixation 26 de la plateforme 14. Chacune des feuilles de la pompe comprend aussi un orifice traversant qui vient en regard avec l’orifice borgne 27 de la feuille de fixation 26 de la plateforme.
Une vis peut traverser l’orifice traversant et être enfoncé dans l’orifice borgne 27 de la plateforme pour permettre la fixation de pompe contre la plateforme.
La pompe à carburant 30 comprend la paroi inférieure 31 qui est apte à recouvrir l’ouverture supérieure 23 de la chambre de refroidissement 20.
De manière préférentielle, un joint d’étanchéité torique (non représenté) peut entourer le trottoir de fixation 24, logé par exemple dans une rainure circulaire entourant le trottoir de fixation, pour assurer une étanchéité entre la pompe 30 et la plateforme 14.
La paroi inférieure 34 de la pompe 30 est donc léchée par le liquide caloporteur circulant dans la chambre de refroidissement 20, ce qui permet un échange de chaleur optimal entre l’essence et le liquide caloporteur.
De manière préférentielle, la plateforme 14 est de même matière que le carter de couvre-culasse. Elle peut être partie du carter de couvre-culasse, et issue de moulage avec ledit carter.
La boursoufflure 12 comprenant la plateforme 14 permet donc une régulation thermique de la pompe à carburant 30, notamment son refroidissement.
Selon la figure 1, la boursoufflure 12 comprend un pied d’isolation 19 qui traverse la chambre de refroidissement 20. Ledit pied est tubulaire et sensiblement cylindrique s’étendant depuis le fond de la cavité 17 de la boursoufflure et jusqu’à l’ouverture supérieure 23 de la boursouflure.
Le pied d’isolation 19 est adapté pour entourer le bras d’actionnement de la pompe haute pression.
Le pied d’isolation 19 assure une étanchéité entre le liquide caloporteur contenu dans la cavité 17 de la chambre de refroidissement 20 et l’intérieur du tube cylindrique formant ledit pied 19, qui loge le bras d’actionnement mobile en coulissement selon son axe, de la pompe à carburant haute pression. La chambre de refroidissement 20 est donc sensiblement annulaire.
Le pied d’isolation 19 tubulaire et cylindrique délimite un conduit qui traverse également la paroi extérieure 13 du carter de base moteur.
De manière préférentielle, le pied d’isolation 19 est pourvu d’un joint torique d’étanchéité disposé a la deuxième extrémité tournée vers l’extérieur du carter de base moteur et destinée au contact avec la pompe haute pression 30.
Le conduit connecte le corps 31 de la pompe haute pression à carburant avec une chambre de fonctionnement dans laquelle est logée un arbre tournant, ici un arbre à cames. Ledit arbre à cames est mobile en rotation autour d’un axe orthogonal à l’axe du conduit. Ledit arbre à cames comprend une came d’actionnement sur laquelle roule la roue d’entrainement de la pompe haute pression.
Ledit pied d’isolation 19 est issu de moulage avec la paroi de la boursoufflure et le carter de base moteur.
Le volume de la chambre de refroidissement peut varier selon par exemple la puissance du moteur, ce qui peut entrainer une séparation entre le fond de la cavité 17 de chambre de refroidissement 20 et la paroi extérieure 13 du carter de base moteur. La chambre de refroidissement est annulaire entourant un conduit tubulaire qui loge le bras d’actionnement de la pompe haute pression à carburant 30.
Des joints toriques concentriques disposés à l’extrémité supérieure tournée vers l’extérieur du carter de base moteur permettent d’assurer une étanchéité de la chambre de refroidissement 20.
L’objectif est atteint : la boursoufflure assure un refroidissement grâce au liquide caloporteur circulant dans la chambre de refroidissement contenue dans la boursoufflure, permet le refroidissement de l’essence, en particulièrement lorsque le fonctionnement du moteur à bicarburation est passé en mode de combustion avec le gaz.
Ladite boursoufflure permet d’utiliser une pompe à carburant ordinaire et donc de diminuer les coûts de fabrication du moteur.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Le carter peut être la paroi de la culasse ou du carter-cylindre.
Le fond de la plateforme peut être la paroi du carter.
Les conduits d’entrée et de sortie de la chambre de refroidissement peuvent être creusés dans la paroi du carter.

Claims (11)

  1. Agencement (100) d’une pompe de carburant haute pression (30) de moteur thermique à bi-carburation comprenant :
    - un carter de base moteur (11),
    - une pompe à carburant liquide (30),
    caractérisé en ce que ledit carter comporte une boursoufflure (12) comprenant un circuit de refroidissement, sur laquelle est fixée une paroi inférieure de fixation (34) de la pompe.
  2. Agencement (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) délimite une chambre de refroidissement (20) annulaire.
  3. Agencement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre de refroidissement (20) est recouverte par la paroi de fixation (34) de la pompe.
  4. Agencement (100) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) comprend un conduit d’entrée (21) communiquant avec la chambre de refroidissement (20) et connecté avec un circuit de refroidissement du moteur.
  5. Agencement (100) selon la revendication 2 à 4, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) comprend un conduit de sortie (22) communiquant avec la chambre de refroidissement (20) et connecté directement au circuit de refroidissement du carter de base moteur.
  6. Agencement (100) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la boursoufflure (100) présente une plateforme cylindrique (14) délimitant la chambre de refroidissement (20).
  7. Agencement (100) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) comprend un trottoir usiné de fixation (24) destiné à recevoir en appui la paroi de fixation (34) de la pompe à carburant (30).
  8. Agencement (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) comporte une ouverture supérieure (23) entourée par le trottoir (24).
  9. Agencement (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la boursoufflure (12) comporte un pied d’isolation tubulaire (19) qui traverse le fond de la cavité (17) de la chambre de refroidissement (20) et s’étend jusqu’à l’ouverture supérieure (23) de la boursoufflure.
  10. Carter (11) de base moteur comprenant une boursoufflure (12) pour la fixation d’une pompe haute pression (30) de carburant selon un agencement selon les revendications 1 à 9.
  11. Carter (11) de base moteur selon la revendication 10 choisi parmi un carter de couvre-culasse de moteur thermique, un carter de culasse, un carter de carter-cylindres.
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