FR2770464A1

FR2770464A1 - Appareil de controle de vapeurs d'un reservoir de carburant

Info

Publication number: FR2770464A1
Application number: FR9813736A
Authority: FR
Inventors: Mark R Johansen; Timothy P Neal; Pierre Jason J St
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 1999-05-07
Anticipated expiration: 2018-11-02
Also published as: US5960817A; JPH11166458A; DE19850662A1; KR19990044928A; KR100490478B1; FR2770464B1

Abstract

L'invention concerne un appareil de contrôle de vapeurs d'un réservoir de carburant.Elle se rapporte à un appareil qui comprend un boîtier (60), un passage de sortie, un siège (82) de soupape ayant une périphérie continue délimitant une ouverture de soupape communiquant avec le passage de sortie, une tête de soupape supportée de manière pivotante par le boîtier (60), un clapet de retenue (71) destiné à empêcher l'entrée du carburant dans le boîtier (60), au moins une ouverture d'entrée de carburant dans le boîtier (60), et un flotteur (68) commandé par le niveau du carburant liquide dans le boîtier (60) afin qu'il déplace la tête de soupape vers sa position de fermeture lorsque le carburant dans le réservoir se trouve à un niveau supérieur.Application aux réservoirs de carburant liquide.

Description

La présente invention concerne des réservoirs de carbu-

rant pour véhicules et, plus précisément, une unité de contrôle d'un système destiné à empêcher l'échappement des

vapeurs de carburant vers l'atmosphère.

Comme l'intérêt qu'on porte à la protection de l'envi- ronnement augmente, des règlements destinés à empêcher l'échappement à l'atmosphère des vapeurs volatiles des carburants hydrocarbonés sont promulgués par les services gouvernementaux. Une source de ces vapeurs d'hydrocarbures est constituée par les réservoirs de carburant des véhicules à essence ou consommant d'autres combustibles hydrocarbonés de grande volatilité. Avec la réalisation actuelle des

réservoirs d'essence des automobiles, les vapeurs de carbu-

rant peuvent s'échapper pendant le remplissage des réser-

voirs et, habituellement, même après le remplissage du réservoir de carburant. En outre, la personne qui remplit un réservoir de carburant à partir d'une pompe à essence peut remplir excessivement le réservoir si bien que l'échappement de vapeurs de carburant augmente notablement et produit

souvent des projections de carburant liquide vers l'exté-

rieur avec dégagement rapide de vapeurs d'hydrocarbures à l'atmosphère. Le pistolet distributeur de carburant d'une pompe de station-service habituelle comporte un organe de fermeture automatique qui est manoeuvré par le carburant liquide qui monte suffisamment dans le tube de remplissage du réservoir pour recouvrir au moins temporairement et fermer un canal de commande immédiatement adjacent à l'extrémité 'de sortie du pistolet de distribution. La fermeture de ce canal de

commande provoque l'interruption automatique de la transmis-

sion du carburant liquide par le pistolet de distribution sous la commande d'un diaphragme et d'une soupape commandée par le vide. Dans un exemple de réservoir de carburant de véhicule de la technique antérieure, cette interruption automatique se produit lorsque le réservoir de carburant a été totalement rempli au niveau voulu pour laisser un dôme de vapeurs dans le réservoir au-dessus du carburant liquide ayantun volume minimal prédéterminé voulu. Cependant, par manoeuvre manuelle à nouveau du pistolet distributeur, une quantité supplémentaire suffisante de carburant liquide peut être chassée dans le réservoir pour créer une condition de remplissage excessif qui diminue ou même élimine de façon indésirable le dôme de vapeurs du réservoir et laisse du carburant liquide dans le tube de remplissage du réservoir en provoquant des projections importantes de carburant liquide et parfois une évacuation de l'excès de carburant liquide et de vapeurs à l'atmosphère par le tube de remplissage qui est ouvert et/ou le dispositif de

ventilation du réservoir.

L'invention concerne une unité de contrôle qui élimine pratiquement ces projections et le remplissage excessif du réservoir de carburant et qui commande la collecte et la récupération des vapeurs de carburant hydrocarboné pendant le remplissage du réservoir puis pendant le fonctionnement du véhicule. Une cartouche de charbon actif reçoit les vapeurs de carburant passant par l'unité de contrôle qui est montée à la partie supérieure du réservoir de carburant. La cartouche communique avec le collecteur d'admission du

moteur du véhicule pour l'évacuation des vapeurs de carbu-

rant de la cartouche pendant le fonctionnement du moteur.

L'unité de contrôle possède une soupape ayant un orifice et un débit variable en fonction du niveau du carburant dans le réservoir de manière que la soupape s'ouvre entièrement pour un niveau suffisamment bas du carburant afin que les vapeurs de carburant puissent circuler librement du réservoir vers la cartouche. Un clapet de retenue adjacent à l'extrémité inférieure de l'unité de contrôle empêche le carburant d'entrer dans l'unité de contrôle jusqu'à ce que le niveau de carburant dans le réservoir s'élève suffisamment pour pénétrer par des ouvertures formées dans la paroi latérale de l'unité de contrôle. Lorsque le niveau du carburant s'élève dans l'unité de contrôle, la soupape est déplacée progressivement et constamment vers sa position de fermeture totale dans laquelle elle limite la circulation des vapeurs et provoque ainsi la manoeuvre de fermeture automatique du pistolet de distribution de la pompe de carburant et, lorsqu'un remplissage est tenté, elle continue à se déplacer vers la position de fermeture et provoque la manoeuvre de fermeture automatique du pistolet de remplissage de la pompe de carburant. Cette disposition empêche pratiquement tout remplissage excessif réel du réservoir et maintient le volume minimal voulu d'espace ou dôme de vapeurs à la partie

supérieure du réservoir de carburant "plein".

De préférence, la soupape a un siège et un organe de fermeture monté de manière pivotante, manoeuvré par un flotteur et formant un orifice à débit variable et un organe de fermeture. De préférence, le flotteur ouvre la soupape par l'intermédiaire d'une plaque pivotante de séparation qui applique une force essentiellement à une partie seulement d'un organe flexible de fermeture de soupape afin que la force nécessaire pour l'ouverture initiale de la soupape soit réduite et que la sensibilité et la réponse de la soupape soient accrues. De préférence, quel que soit le

niveau du carburant, cette soupape se ferme aussi complète-

ment en cas de retournement pour empêcher l'évacuation du

carburant liquide et des vapeurs en dehors du réservoir.

De préférence, pour qu'aucun carburant liquide prati-

quement ne passe par la soupape ouverte et dans la cartouche de charbon actif lors du fonctionnement normal du véhicule, les ouvertures par lesquelles le carburant entre dans l'unité de contrôle sont relativement petites et placées suffisamment au-dessous de la soupape pour que le carburant

projeté et dont le niveau varie n'atteigne pas la soupape.

De préférence, un passage séparé de vapeurs communique avec la soupape par un trajet sinueux qui est vertical de façon général au-dessus de la soupape et de préférence au-dessus de la partie supérieure du réservoir et qui communique avec

l'intérieur du réservoir en un point qui se trouve au-

dessous de la soupape et au-dessus du fond de l'unité de contrôle. L'invention concerne ainsi une unité de contrôle destinée à un système à réservoir de carburant et de gestion de vapeurs qui collecte les vapeurs du carburant lors d'un remplissage, qui achemine les vapeurs de carburant vers un récepteur à cartouche, qui empêche la sortie des vapeurs de carburant lorsque le réservoir est rempli, qui est commandée par le niveau du carburant dans le réservoir, qui assure une commande à un moment convenable de la fermeture automatique du pistolet distributeur de carburant lorsque le réservoir atteint le niveau maximal voulu, qui empêche la projection

de carburant pendant le remplissage, qui empêche la récep-

tion de carburant liquide par la cartouche, qui se ferme en cas de retournement du véhicule, qui assure le maintien d'un dôme de vapeurs dans le réservoir de carburant dans des conditions de tentative de remplissage excessif, qui a une bonne sensibilité et une bonne réponse au changement de niveau de carburant, qui est robuste, durable, fiable et de réalisation relativement simple, de fabrication et de

montage peu coûteux et dont la durée de service est longue.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

seront mieux compris à la lecture de la description qui va

suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue semi-schématique d'un circuit de carburant de véhicule ayant un réservoir de carburant qui possède un tube de remplissage, un module à pompe de carburant, une cartouche de récupération de vapeurs et une unité à soupape de commande selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessus de l'unité à soupape de commande de la figure 1;

la figure 3 est une coupe de l'unité à soupape de com-

mande suivant la ligne 3-3 de la figure 2 lorsque l'ensemble à soupape est en position totalement fermée; la figure 4 est une coupe de l'unité à soupape de commande suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe analogue à la figure 3 dans

laquelle l'ensemble à soupape est en position d'ouver-

ture; et la figure 6 est une vue éclatée en perspective de

certains des éléments de l'ensemble à soupape.

La figure 1 représente schématiquement un circuit 10 de carburant d'un véhicule automobile ayant un système embarqué 12 de récupération de vapeurs possédant une unité 14 à soupape de commande selon l'invention. L'unité 14 à soupape de commande est montée à la partie supérieure d'un réservoir 16 de carburant et est raccordée à une cartouche 18 destinée à contenir des vapeurs de carburant et qui est

raccordée au collecteur d'admission 20 d'un moteur à combus-

tion interne 22. Par exemple, un carburant liquide est transmis à un rail collecteur de carburant 24 et des injecteurs 26 de carburant du moteur par un module 28 de distribution de carburant, placé dans le réservoir et qui possède une pompe 30 de carburant ayant une entrée 32 de carburant adjacente à la partie inférieure du réservoir et une sortie 34 de carburant accessible depuis l'extérieur du

réservoir. La pompe 30 est entraînée par un moteur élec-

trique 35. Le réservoir 16 est rempli d'un carburant liquide par un tube de remplissage 36 ayant une entrée 38 placée verticalement au-dessus de la partie supérieure du réservoir et logée dans une poche d'accès 40 du véhicule. L'entrée 38 est fermée de manière étanche par un capuchon amovible 42 à essence. Pour que le carburant ne puisse pas circuler en sens inverse du réservoir vers le tube de remplissage, un clapet de retenue 44 est de préférence placé à l'extrémité inférieure du tube de carburant. De préférence, une région en saillie de la paroi supérieure du réservoir forme un dôme

46 de vapeurs qui est bien délimité.

Le clapet de retenue 44 peut être un clapet à bille, à volet, à disque, à bec de canard ou de tout autre type

convenablq permettant l'écoulement libre et rapide du carbu-

rant dans le tube de remplissage et dans le réservoir et empêchant la circulation en sens inverse du carburant du réservoir dans le tube de remplissage. Un clapet de retenue du type à disque souple est actuellement préféré comme

clapet 44.

La cartouche 18 est par exemple remplie de charbon actif (de préférence de qualité 15) destiné à absorber les vapeurs d'hydrocarbures reçues de l'unité 14 à soupape de commande par un canal d'entrée 48 et à libérer et évacuer les vapeurs par un canal 50 de sortie ou de purge dans le collecteur d'admission 20 du moteur. L'intérieur de la cartouche est relié à l'atmosphère par un canal 52 à la

partie supérieure de la cartouche. Dans certaines applica-

tions, un clapet de retenue empêche la circulation en sens inverse des vapeurs de carburant par le canal 52 vers l'atmosphère. La cartouche est montée dans le véhicule et elle est raccordée par l'unité 14 à soupape de commande et

au collecteur d'admission 20 par des tubes souples conve-

nables 54 et 56.

Comme l'indiquent les figures 2 à 5, l'unité 14 à soupape de commande possède un boîtier 60 ayant un ensemble obturateur,ou à soupape 62 qui règle la circulation des

vapeurs!de/ carburant du réservoir 16 à la cartouche 18.

Lorsque l'ensemble à soupape est ouvert, les vapeurs de carburant peuvent circuler dans un passage 74 de sortie formé dans le boîtier et un coude 66 de raccord de tube souple vers la cartouche. Une sortie 63 de recirculation peut être disposée afin qu'elle fasse communiquer le passage

de sortie 64 avec un autre élément du circuit de récupé-

ration de vapeurs de carburant, tel qu'une autre cartouche de vapeurs. Une soupape de décharge de surpression 65 fait communiquer l'intérieur de l'unité 14 à soupape de commande avec l'atmosphère par une troisième sortie 67 lorsqu'une pression maximale prédéterminée dans le réservoir est atteinte, par exemple une pression de 150 mbar. L'ensemble à soupape 62 possède un flotteur 68 entouré par un tube 70 dont l'extrémité supérieure est emmanchée à force ou fixée d'une autre manière dans la jupe solidaire 72 dépassant sous

le boîtier. Le boîtier 60 est ajusté par enclenchement élas-

tique sur le tube 70 et un corps 69 de sortie contenant le

passage de sortie 63 et le coude 66 est enclenché élasti-

quement sur le boîtier 60. Le boîtier a un flasque 80 qui est thermosoudé ou soudé d'une autre manière au corps de sortie 69 et, pendant le montage, il est monté de manière

étanche sur la partie supérieure du réservoir de carburant.

Dans une variante, le flasque peut être formé afin qu'il

soit solidaire du corps de sortie 69.

L'extrémité inférieure du tube 70 est fermée par un clapet de retenue 71 porté de préférence par un capuchon 73 d'extrémité monté télescopiquement sur le tube 70 et retenu par des doigts 75 du tube 70 qui s'ajustent élastiquement dans des fentes 77 qui sont espacées circonférentiellement. Le clapet de retenue 71 empêche l'entrée du carburant

liquide dans l'unité de contrôle 14 mais permet la circu-

lation du carburant de l'unité 14 vers le réservoir 16. Ce clapet 71 possède un disque 91 qui est de préférence formé d'une matière souple telle qu'un caoutchouc de néoprène, placé sur l'ouverture centrale débouchante 93 normalement logée sur plusieurs nervures espacées circonférentiellement dépassant en direction générale radiale de l'ouverture 93 pour former des passages pour le carburant qui circule à la 1i5 périphérie du disque 91 entre sa face inférieure et le capuchon 73 d'extrémité pour être évacué par l'ouverture

centrale 93. La paroi inférieure 97 du tube a aussi plu-

sieurs trous circonférentiellement espacés 99 qui recouvrent l'ouverture centrale 93, avec interposition de capuchons 73, et permettent l'évacuation du carburant de l'extrémité inférieure du tube 70 lorsque le clapet 71 est ouvert. Le

clapet 71 est de préférence normalement ouvert et le carbu-

rant projeté et le carburant qui remonte au-delà de la partie inférieure du tube 70 repoussent le disque 91 vers le haut en coopération étanche avec les trous 99 formés dans la

paroi inférieure 97 du tube 70.

Les ouvertures 78 d'entrée de carburant formées dans la paroi latérale du tube 70 permettent au carburant d'entrer dans l'unité de contrôle 14 et de manoeuvrer le flotteur 68 qui est sensible au niveau du carburant dans l'unité de contrôle 14. Le carburant pénètre dans les ouvertures 78 uniquement après la fermeture du clapet 71 et lorsque le niveau du carburant a suffisamment monté autour

de l'extérieur du tube 70 pour passer par les ouvertures 78.

Les ouvertures 78 sont relativement petites et elles sont disposées suffisamment au-dessous de l'ensemble à soupape 62 pour que le carburant projeté ou qui oscille dans le réservoir 16 ne puisse pas pénétrer dans l'ensemble 62 ou dans le passage 64 de sortie. L'emplacement axial ou la hauteur des ouvertures 78 peuvent être modifiés pour changer le niveau auquel le carburant pénètre dans l'unité de contrôle 14 puis déplace l'ensemble 62 vers sa position de fermeture pour commander la fermeture automatique du pistolet de remplissage de carburant et régler ainsi le

niveau maximal du carburant dans le réservoir 16.

Comme représenté sur les figures 3 à 5, une paroi solidaire 76 en forme de cuvette entoure l'ensemble à soupape 62 à l'intérieur de la jupe 72 du boîtier. Une ou plusieurs entrées 79 de vapeurs communiquent avec l'ensemble 62 par l'intermédiaire d'un trajet 81 de circulation de type ondulé ou labyrinthe (comme représenté par les flèches des

figures 3 et 4) délimité par le boîtier 60 et la paroi 76.

La coopération du flotteur 68 avec le tube 70 et cette

construction et cette disposition du trajet 81 de circu-

lation de vapeurs de carburant éliminent pratiquement le passage de carburant liquide par la soupape ouverte 62. Même lorsque le carburant liquide est projeté rapidement et violemment dans le réservoir 16, le flotteur 68, le tube 70 et le trajet 81 de circulation des vapeurs permettent une fermeture rapide de l'ensemble à soupape avant qu'une quantité quelconque de carburant liquide ne passe dans celui-ci. Tout liquide qui pénètre par la paroi 76 en forme

de cuvette est évacué par une ouverture 83 de la paroi 76.

Comme l'indiquent les figures 3 à 5, l'ensemble à soupape 62 a un siège 82 tourné vers le bas, entourant le passage de sortie 64, et un organe élastomère-coopérant 64 formant obturateur logé sur une plaque de support 86 montée afin qu'elle puisse pivoter sur une plaque 88 de séparation manoeuvrée par le flotteur 68 et rappelée élastiquement vers sa position de fermeture par un ressort 90. La plaque de séparation 88 a une ouverture 94 formant un espace qui, lors du montage, est placé autour du siège en saillie 82, et deux arbres solidaires et coaxiaux 96 et 98 formant pivot sont fixés à des pattes 100. Lors du montage, les extrémités externes des arbres 96, 98 sont logées dans des fentes borgnes 102 d'extrémité supérieure de la paroi 76 et peuvent tourillonner dans ces fentes. La plaque de séparation 88 est ainsi montée afin qu'elle puisse se déplacer par pivotement entre la position totalement fermée représentée sur la figure 3 et la position totalement ouverte représentée sur la figure 5. Lors du montage, la plaque de support 86 est mise en position de pivotement grâce à deux doigts solidaires espacés 104 et 106 ayant des parties 108 pliées en retour, logées entre les pattes 100 de la plaque de séparation et tourillonnant sur les broches 96 et 98. Lors du montage, l'organe élastomère de fermeture 84 est logé entre la plaque

88 de séparation et la plaque 86 de support et est posi-

tionné sur la plaque de support par deux broches solidaires passant dans des trous complémentaires 112 de l'organe 84 de fermeture et dans des trous surdimensionnés 114 de dégagement formés dans la plaque de séparation. L'épaisseur de la plaque 88 de séparation est inférieure à la projection verticale du siège 82 si bien que, lorsque la soupape est totalement fermée comme indiqué sur la figure 3, la face d'extrémité du siège 82 dépasse dans la plaque 88 et en coopération étanche robuste avec l'organe élastomère de fermeture 84. De préférence, l'organe 84 de fermeture est formé d'un matériau élastomère souple et relativement tendre ayant une résistance élevée à la détérioration pendant l'utilisation par le contact avec le carburant hydrocarboné et les vapeurs de carburant, par exemple un caoutchouc de silicone fluoré ayant une dureté au duromètre habituellement comprise entre environ 15 et 70 et avantageusement entre environ 20 et 65 et de préférence entre environ 40 et 60 sur l'échelle Shore A. L'ouverture délimitée par le siège 82 est de préférence relativement grande pour permettre un débit élevé de vapeurs de carburant avec une très faible résistance à l'écoulement lorsque l'ensemble à soupape 62 est ouvert. Ces possibilités

de débit élevé sont nécessaires surtout pendant le remplis-

sage lorsque le carburant liquide peut être ajouté au réser-

voir 16 avec un débit de 40 à 45 1/min qui déplace un volume analogue de vapeurs de carburant avec un débit analogue à celui provenant du réservoir 16. De préférence, le siège 82 a une forme générale circulaire comme indiqué sur les figures 4 et 6 et a un diamètre d'environ 13 mmn. D'autres configurations du siège 82, en plus d'une forme générale circulaire, peuvent être utilisées dans la mesure o la possibilité de débit élevé de vapeurs de carburant est conservée. Quelle que soit la configuration du siège 82, l'organe 84 de fermeture coopère de manière étanche avec le siège 82 lorsque l'ensemble à soupape 62 est fermé pour

empêcher la circulation du fluide.

Le flotteur 68 est logé de manière coulissante sur la

partie inférieure du fil rigide 120 et est retenu sur celui-

ci par une partie courbée à angle droit 122 placée à son

extrémité inférieure. L'autre extrémité du fil 120 est rac-

cordée de manière pivotante à l'extrémité libre de la plaque 88 de séparation par une partie courbée à angle droit 124 logée de manière pivotante dans un trou ou ouverture 126 formé par une boucle ou patte solidaire 128 adjacente à l'extrémité libre de la plaque 88 de séparation. Le fil 120

passe par une ouverture allongée de préférence (non repré-

sentée) formée dans la paroi 76 en forme de cuvette. Pour que le flotteur 68 soit aligné dans le tube 70 et qu'il reste un espace pour le fil 120, ce dernier a une partie

intermédiaire décalée 134 formée par des coudes 136.

Comme l'indiquent les figures 3 et 5, le flotteur 68 est logé de manière coulissante et alternative dans le tube et est sensible au niveau du carburant dans l'unité de contrôle 14 afin qu'il déplace l'ensemble à soupape 62 vers sa position de fermeture sous la commande du carburant liquide. Plusieurs cavités annulaires borgnes 138 sont de préférence formées dans le flotteur 68 et sont remplies d'air et/ou de vapeurs de carburant à l'intérieur de l'unité de contrôle 14. L'air et les vapeurs de carburant sont piégés dans les cavités 138 lorsque le niveau du carburant liquide dans l'unité de contrôle 14 atteint la partie inférieure du flotteur 68. Les gaz piégés dans les cavités 138 assurent la flottaison du flotteur 68 dans le carburant liquide si bien que le flotteur 68 s'élève avec le niveau du

carburant qui s'élève dans l'unité de contrôle 14. Habituel-

lement, le flotteur 68 a une densité supérieure à celle du carburant liquide avec lequel l'unité de contrôle 14 est utilisée et est de préférence formé d'une matière plastique non poreuse qui résiste très bien à la dégradation par contact avec un carburant hydrocarboné tel qu'un polymère d'acétal et de polypropylène haute densité, ayant une masse volumique d'environ 1,0 g/cm3. Habituellement, le carburant a une densité d'environ 0,6 à 0,8 et le flotteur 68 une

densité d'environ 0,9 à 1,4 et de préférence d'environ 1,0.

Dans le cas du retournement du véhicule dans lequel l'unité de contrôle 14 est retournée entièrement, l'ensemble à soupape 62 est maintenu en position totalement fermée par

les forces produites par le ressort 90, la pesanteur agis-

sant sur le flotteur 68 et la pression hydrostatique du liquide placé audessus de l'ensemble à soupape 62 et agissant sur la plaque de support 86 et donc sur l'organe 84 d'étanchéité qui coopère de façon étanche et robuste avec le siège 82. En cas de retournement, la somme de ces forces

doit dépasser la force antagoniste produite par la flotta-

bilité maximale du flotteur lorsqu'il est immergé dans le

carburant liquide jusqu'à un niveau qui se trouve juste au-

dessous de son extrémité ouverte.

Evidemment, lorsque l'unité 14 est dans sa position verticale normale comme indiqué sur la figure 3, la force produite par le ressort 90 doit être inférieure à la force de pesanteur agissant sur le flotteur 68 et l'ensemble à soupape 62/lorsqu'ils ne sont pas immergés dans-le carburant

si bien que l'ensemble à soupape 62 est en position totale-

ment ouverte telle qu'indiquée sur la figure 5. Lorsque l'unité est dans sa position verticale normale, la force produite par le ressort 90 doit aussi être suffisante pour que, lorsque le flotteur est immergé dans le carburant liquide, le ressort déplace l'ensemble à soupape 62 vers sa position de fermeture totale comme représenté sur la

figure 3.

De préférence, la plaque 88 de séparation a un patin ou une protubérance 140 (figures 4 et 6) destiné à réduire les forces nécessaires à la petite ouverture initiale de l'ensemble à soupape totalement fermé 62, ce patin, lorsque la soupape est totalement fermée, étant en appui contre l'élément d'étanchéité 84 à l'extérieur du siège 82 et en position immédiatement adjacente à ce siège. Lorsqu'une force d'ouverture de la soupape est appliquée initialement par le flotteur 68 qui agit sur la plaque de séparation, le patin 140 applique une force essentiellement sur la seule partie de l'organe élastique 84 de fermeture qui est immédiatement adjacente au patin 140 d'une manière telle que cette région est la première partie de l'organe 84 de fermeture,à se séparer du siège 82 et à ouvrir ainsi

faiblement,.l'ensemble à soupape. Cette petite ouverture ini-

tiale de l'ensemble à soupape 62 supprime toute différence de pression agissant sur la totalité de l'ensemble à soupape à cause de la pression de vapeurs supérieure à la pression atmosphérique dans le réservoir si bien que l'amplitude de

la force nécessaire à l'ouverture de la soupape est réduite.

L'effet de la force appliquée par le patin 140 à l'organe 84 de fermeture est aussi augmenté par le moment du bras de levier produit par la plaque 88 de séparation qui est montée

de manière pivotante.

Fonctionnement

Habituellement, pour remplir un réservoir 16 de carbu-

rant au moins partiellement vide d'un carburant liquide, par exemple d'essence ou de carburant diesel, le capuchon 42 de remplissage est retire, un pistolet distributeur à fermeture automatique d'une pompe de carburant de station-service est introduit par l'entrée 38 du tube de remplissage, et la

soupape du robinet est ouverte manuellement pour l'évacua-

tion du carburant liquide par le tube de remplissage 36, le clapet de retenue 44 et l'intérieur du réservoir 16, habituellement avec un débit de 40 à 45 1/min. Le carburant qui circule dans le réservoir crée une pression supérieure à la pression atmosphérique dans le réservoir si bien que les vapeurs de carburant sont chassées par l'unité de contrôle 14 (et son ensemble à soupape ouverte 62, le passage 64 et l'accouplement de sortie 66) et dans la cartouche 18. Tant que le flotteur 68 ne se trouve pas dans du carburant liquide, son poids est supérieur à la force du ressort 90 et l'ensemble à soupape 62 reste totalement

ouvert comme représenté sur la figure 5.

Pendant le remplissage, lorsque le niveau du carburant liquide qui monte dans le réservoir atteint la partie inférieure du tube 70, le clapet de retenue 71 est fermé et, lorsque le niveau du carburant continue à monter et atteint les ouvertures 78, le carburant liquide pénètre dans le tube

70 et le flotteur 68 commence à être immergé au moins par-

tiellement,dans le carburant et commence à remonter, et la force derappel du ressort 90 commence à déplacer l'ensemble à soupape 62 vers sa position de fermeture. Lorsque le niveau de carburant continue à monter, l'ensemble à soupape 62 continue à se déplacer progressivement vers sa position

de fermeture totale jusqu'à ce qu'il soit totalement fermé.

Comme l'indique la figure 3, en position de fermeture

totale, l'organe élastique de fermeture 84 est en coope-

ration étanche avec le siège 82. Cette opération interrompt

la circulation des vapeurs de carburant par la sortie 64.

Lorsque l'ensemble à soupape 62 commence à se fermer partiellement, illimite notablement l'écoulement des vapeurs de carburant, d'une manière suffisante pour accroître la pression dans le réservoir et provoquer une remontée du carburant liquide dans le tube 36 de remplissage

et la manoeuvre de fermeture automatique du pistolet distri-

buteur de la pompe de la station-service. Le mécanisme de fermeture automatique du pistolet possède un- petit canal d'aspiration ou de commande adjacent à la sortie du pistolet et qui, lorsqu'il est fermé par le carburant liquide présent

dans le tube de remplissage, provoque une fermeture "auto-

matique" de la circulation du carburant provenant du

pistolet distributeur par son mécanisme à diaphragme.

Cette réduction notable de débit sans interruption brutale de la circulation est considérée comme permettant une montée plus "douce" ou lente du carburant dans le tube de remplissage pour permettre la manoeuvre de fermeture automatique du pistolet de remplissage sans projection ni évacuation de carburant liquide par l'entrée du tube de remplissage vers l'atmosphère. Quelle que soit l'explication théorique, l'unité de contrôle 14 ne provoque pratiquement aucune projection de carburant, tout en manoeuvrant en temps utile le pistolet distributeur qui est ainsi fermé automatiquement. Si le pistolet distributeur de carburant est à nouveau

commandé manuellement ou ouvert pour provoquer un remplis-

sage excessif du réservoir, le carburant supplémentaire pro-

voque une fermeture progressive supplémentaire de l'ensemble à soupape 62 et le niveau du carburant s'élève plus rapidement dans le tube 36 de remplissage et commande encore la fermeture automatique de la buse de distribution et il empêche donc un remplissage excessif du réservoir, au point de réduire le volume du dôme 46 de vapeurs au-dessous du volume minimal prédéterminé voulu. Cette disposition rend aussi inopérants d'autres efforts de remplissage excessif du réservoir par manoeuvre manuelle répétée du pistolet de distribution par retenue temporaire du carburant liquide

dans le tube de remplissage qui provoque la fermeture auto-

matique du pistolet distributeur. Des tentatives suffisam-

ment répétées de remplissage excessif du réservoir ferment finalement complètement l'ensemble à soupape 62. Lorsque le

remplissage du réservoir est terminé, le pistolet distri-

buteur est retiré et le capuchon 42 est remis en place afin

qu'il ferme l'entrée 38 du tube de remplissage.

Lorsque le flotteur 68 provoque le maintien de

l'ensemble à soupape 62 à l'état fermé, cet ensemble à sou-

pape fermée empêche aussi le passage à force du carburant liquide du réservoir par la sortie 64 et dans la cartouche 18 de vapeurs si bien que la cartouche de vapeurs est protégée contre une saturation par le carburant liquide qui

serait évacué vers l'atmosphère.

Après que le réservoir a été rempli et lorsque le véhicule est déplacé, une quantité suffisante de carburant est finalement consommée à partir du réservoir 16 pour que le niveau du carburant dans le tube 70 diminue suffisamment pour que le poids du flotteur 68 agissant sur le fil 120 crée une force suffisante pour ouvrir l'ensemble à soupape 62. La force produite par le flotteur est appliquée par le

fil 120 à la plaque de séparation 88 qui, par l'inter-

médiaire du patin 140, applique initialement une force à l'organe élastique et souple 84 de fermeture essentiellement dans la seule région adjacente au patin 140 si bien que l'organe 84 de fermeture s'ouvre initialement ou se sépare du siège 82 uniquement près de la partie qui est au contact du patin 140. La force nécessaire pour l'ouverture initiale de l'organe 84 de fermeture par pelage le long d'une partie avec séparation du siège 82 est ainsi réduite. Lorsque, juste avant' l'ouverture initiale de la soupape, la pression dans le rée4rvoir est supérieure à la pression atmosphérique et augmente les forces de fermeture agissant sur l'organe

84, cette ouverture initiale par pelage supprime cette pres-

sion supérieure à la pression atmosphérique et réduit la force d'ouverture nécessaire pour compenser la force de fermeture due à la pression atmosphérique, par réduction importante de la surface de l'organe 84 de fermeture qui est ouverte initialement. Cette caractéristique provoque aussi la suppression de tout joint hydrostatique d'étanchéité au niveau du siège 82 et permet une séparation facile par pelage et la libération de l'organe 84 lorsque la plaque 88 de séparation s'écarte du siège 82 en pivotant lorsque le

flotteur 68 descend.

Lorsque l'ensemble à soupape 62 est ouvert et le moteur fonctionne, les vapeurs sont retirées de la cartouche 18 et aspirées par le canal 50 et le conduit 56 vers le collecteur

d'admission 20 du moteur dans lequel les vapeurs de carbu-

rant sont mélangées à l'air d'admission et transmises aux cylindres du moteur qui fonctionne. Cette disposition peut aussi créer un vide suffisant ou une pression suffisamment inférieure à la pression atmosphérique dans la cartouche 18 pour que les vapeurs de carburant du réservoir de carburant circulent par la sortie ouverte 64 de l'unité de contrôle 14

et dans la cartouche, surtout lorsque le canal 52 de venti-

lation atmosphérique de la cartouche comporte un clapet de retenue ou une électrovanne qui empêche ou limite la !??/ circulation en sens inverse de l'air atmosphérique par le

canal 52 vers la cartouche.

Lorsque le moteur est arrêté et l'ensemble à soupape 62 est totalement ouvert, les vapeurs de carburant circulent habituellement du réservoir par l'unité de contrôle 14 et dans la cartouche lorsque la pression dans le réservoir est supérieure à la pression atmosphérique d'une valeur aussi faible que 2,5 à 7,5 mbar. Ainsi, la cartouche 18 et l'unité de contrôle 14 exercent une résistance négligeable à la circulation des vapeurs de carburant provenant du réservoir lorsque l'ensemble à soupape 60 de l'unité de contrôle est ouvert. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses

éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de contrôle de vapeurs d'un réservoir (16) de carburant d'un véhicule, destiné à contenir un carburant liquide hydrocarboné volatil, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (60) ayant une construction telle qu'il peut être logé dans un réservoir (16) de carburant d'un véhicule près de la partie supérieure du réservoir (16), un passage!de'sortie porté par le boîtier (60) et destiné à communiquer avec l'extérieur du réservoir (16), un siège (82) de soupape porté par le boîtier (60) en position immédiatement adjacente à la partie supérieure du réservoir

(16) et ayant une périphérie continue délimitant une ouver-

ture de soupape communiquant avec le passage de sortie pour la transmission au passage de sortie de vapeurs de carburant provenant de l'intérieur du réservoir (16), une tête de soupape supportée de manière pivotante par le boîtier (60) et mobile vers une position de fermeture, en appui contre le siège (82) de soupape pour empêcher la circulation du liquide dans l'ouverture de soupape, et vers une position

d'ouverture, à distance de la position de fermeture, un cla-

pet de retenue (71) adjacent à la partie inférieure du boîtier (60) et destiné à empêcher l'entrée du carburant dans le boîtier (60) par le clapet et à permettre au carburant d'être évacué du boîtier (60) lorsque le niveau du carburant dans le réservoir (16) est inférieur au niveau du carburant dans le boîtier (60), au moins une ouverture d'entrée de carburant formée dans le boîtier (60) au-dessus du clapet de retenue (71) et par laquelle le carburant du réservoir (16) de carburant pénètre dans le boîtier (60), et un flotteur (68) raccordé pendant le fonctionnement à la tête de soupape et commandé par le niveau du carburant liquide dans le boîtier (60) afin qu'il déplace la tête de soupape vers sa position d'ouverture lorsque le niveau du carburant dans le réservoir (16) est inférieur à un premier niveau prédéterminé et qu'il déplace la tête de soupape vers

sa position de fermeture lorsque le carburant dans le réser-

voir (16) se trouve à un second niveau supérieur au premier niveau.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une paroi en forme de cuvette portée par le boîtier (60) et disposée autour du siège (82) de soupape pour empêcher le passage du carburant liquide dans le passage de sortie lorsque la tête de soupape est en

position d'ouverture.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (60) a un tube dépassant sous le boîtier

(60), et le flotteur (68) est logé dans le tube.

4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un organe souple de fermeture porté par la tête de soupape, ayant une construction lui permettant d'être au contact du siège (82) de soupape, et formé d'une matière élastomère ayant une dureté au duromètre comprise entre environ 15 et 75 sur l'échelle Shore A.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en

ce qu'il comporte aussi une plaque de séparation (88) sup-

portée de manière pivotante par le boîtier (60) et ayant au moins un patin (140) réalisé afin qu'il soit en appui sur

l'organe de fermeture à un emplacement immédiatement adja-

cent au siège (82) et à distance de l'axe de pivotement de la plaque de séparation (88) afin qu'il applique à l'organe

de fermeture une force d'ouverture initiale de la soupape.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de séparation (88) comporte aussi au moins un patin (140) réalisé afin qu'il soit en appui sur une

partie de l'organe de fermeture à un emplacement immé-

diatement adjacent au siège (82) et distant de l'axe de pivotement de la plaque de séparation (88) afin qu'il applique pratiquement uniquement à la région de l'organe de fermeture adjacente au patin (140) la force d'ouverture initiale d'une- partie au moins de l'organe de fermeture adjacente au patin (140) avant l'ouverture d'une partie de l'organe de fermeture adjacente à l'axe de pivotement de la

plaque de séparation (88).

7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un tube dépassant sous le boîtier (60) et s'étendant autour du siège (82) de soupape de la tête de soupape, l'extrémité inférieure du tube étant fermée par le clapet de retenue (71), le flotteur (68) étant logé dans le tube afin qu'il puisse coulisser et ayant une partie périphérique qui est ajustée de manière relativement intime sur la paroi du tube pour empêcher le passage d'une quantité notable de carburant liquide au-delà du flotteur (68) et dans l'ouverture de soupape lorsque la tête de soupape est

dans une position d'ouverture.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une jupe portée par le boîtier (60) et délimitant en partie un passage de circulation de vapeurs communiquant avec l'ouverture de la soupape lorsque la tête de soupape est en position d'ouverture, et ayant une entrée communiquant avec l'intérieur du réservoir (16) de carburant qui est placée verticalement de manière générale au-dessous du siège (82) de soupape et au-dessus de

l'extrémité inférieure du tube.

9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un passage de circulation de vapeurs porté par le boîtier (60), communiquant avec l'ouverture de

soupape lorsque la tête de soupape est en position d'ouver-

ture, et ayant une entrée qui communique avec l'intérieur du réservoir (16) de carburant à un emplacement qui se trouve verticalement au- dessous du siège (82) de soupape de manière

générale et au-dessus de l'extrémité inférieure du tube.

10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier (60) comporte un corps de sortie qui porte

le passage de sortie et un boîtier (60) de trajet de circu-

lation de vapeurs ayant des parois espacées radialement et s'étendant axialement qui délimitent un trajet sinueux de circulation de vapeurs faisant communiquer l'intérieur du réservoir (16) de carburant avec l'ouverture de la soupape, et le corps de sortie est ajusté élastiquement sur le boîtier (60) du trajet de circulation de vapeurs qui est

lui-même ajusté élastiquement sur le tube.

11. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un capuchon d'extrémité portant le clapet

de retenue (71) et monté par enclenchement sur le tube.