[0001] La présente invention est relative à un dispositif de limitation des émissions de
vapeurs d'hydrocarbures provenant du système d'alimentation en carburant d'un véhicule
équipé d'un moteur à combustion interne ainsi qu'à un filtre de ces vapeurs utilisé
dans ce dispositif.
[0002] Les réglementations antipollution en vigueur dans certains pays imposent la limitation
de la pollution de l'air par les vapeurs d'hydrocarbures émises par les véhicules
automobiles à moteur à combustion interne. Ces vapeurs sont en majeure partie générées
dans le réservoir de carburant des véhicules, lors des variations de niveau ou de
température du carburant dans celui-ci. On a proposé, dans la technique antérieure,
des moyens pour éviter le rejet de ces vapeurs vers l'atmosphère.
[0003] On connaît par exemple l'emploi d'un filtre, généralement constitué de particules
de charbon actif ou non, interposé entre le réservoir et l'atmosphère, qui emprisonne
les vapeurs d'hydrocarbures tout en permettant les échanges gazeux pour l'équilibrage
des pressions. Afin de rester efficaces, ces filtres doivent être régénérés pour éviter
qu'ils ne se saturent. Cette régénération est obtenue par la circulation dans le filtre
d'un flux d'air aspiré à l'extérieur sous l'effet de la dépression régnant dans le
collecteur d'admission du moteur. Un tel filtre est par exemple décrit dans les brevets
américains US 4,598,686 et US 4,732,588 qui décrivent en outre un dispositif de chauffage
électrique associé à ce filtre pour améliorer la régénération de celui-ci. En effet,
lors de la régénération du filtre, le déstockage des vapeurs de carburant, phénomène
appelé désorption, entraîne un abaissement notable de la température du charbon contenu
dans le filtre, ce qui a pour conséquence de ralentir, sinon d'empêcher la régénération.
Cependant, l'emploi d'un moyen de chauffage électrique est coûteux, tant pour sa réalisation
qu'en énergie consommée.
[0004] On connaît également un autre moyen pour limiter cette pollution. En effet, l'une
des causes d'évaporation du carburant dans le réservoir est liée au retour, dans le
réservoir, d'une partie du carburant fourni par la pompe à essence au moteur, et non
consommé par celui-ci. Ce carburant ayant séjourné au voisinage du moteur a été fortement
réchauffé par celui-ci et contribue à son retour dans le réservoir, à élever la température
du carburant et ainsi à augmenter la production de vapeurs d'hydrocarbures. Le brevet
américain US 5,237,975 propose donc pour limiter cette évaporation de supprimer le
retour du carburant au réservoir au moyen d'une pompe dont le débit est asservi à
la consommation du moteur. Un tel système est cependant complexe et coûteux, et présente
de nombreux inconvénients pour la gestion du moteur.
[0005] La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de limitation des
émissions de vapeurs d'hydrocarbures qui aie avantageusement l'intérêt des dispositifs
précédents sans en présenter les inconvénients, et qui soit économique, tant pour
sa réalisation que pour son fonctionnement.
[0006] On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite
de la présente description, avec un dispositif de limitation des émissions d'hydrocarbures
pour un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne, du type comportant un circuit
d'alimentation en carburant comprenant un réservoir, une conduite d'alimentation d'une
rampe d'injecteurs et une conduite de retour du carburant au réservoir, et un circuit
de récupération des vapeurs de carburant comprenant un filtre à charbon actif relié
par des conduites de vapeur au réservoir et à la tubulure d'admission du moteur. Selon
l'invention, la conduite de retour du carburant au réservoir passe par un échangeur
thermique situé dans le filtre, ledit échangeur étant adapté pour, simultanément,
d'une part refroidir le carburant retournant au réservoir afin d'en limiter l'évaporation,
et d'autre part, réchauffer le charbon actif du filtre afin de faciliter la désorption
des vapeurs de carburant.
[0007] Selon l'invention encore, on propose un filtre pour la récupération des vapeurs de
carburant d'un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne, comportant un échangeur
thermique destiné à être inséré dans le circuit de retour du carburant au réservoir.
[0008] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description
qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure 1 représente une
vue schématique du dispositif suivant l'invention.
[0009] Le dispositif comporte un réservoir de carburant 1 dans lequel est installée une
pompe 11. Bien entendu, cette disposition est donnée à titre d'exemple, la pompe pouvant
aussi être installée à l'extérieur du réservoir, en série avec celui-ci. Cette pompe
fournit du carburant sous une pression prédéterminée à une rampe d'injecteurs 2 munie
d'un régulateur de pression 21 par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 6.
La rampe d'injecteurs et son régulateur de pression 21 sont montés sur la culasse
d'un moteur à combustion interne (non représenté). Pour le bon fonctionnement du régulateur
de pression, le débit de carburant assuré par la pompe 11 est supérieur au débit consommé
par le moteur. De ce fait une partie du carburant arrivant au régulateur 21 est renvoyée
vers le réservoir par une conduite de retour 7. Le carburant circulant dans la conduite
d'alimentation 6, le régulateur 21 et la conduite de retour 7 séjourne à proximité
immédiate du moteur et se voit donc réchauffé par celui-ci.
[0010] On a également représenté en traits pointillés sur cette figure le circuit emprunté
par les vapeurs de carburant. Celles-ci, générées dans le réservoir 1, par exemple
sous l'effet d'un stationnement prolongé du véhicule au soleil, sont guidées vers
un filtre 4 par une conduite 41. La conduite 41 débouche dans le filtre à l'intérieur
de la partie active du filtre constituée par des granules de charbon 40. Les vapeurs
sont alors emprisonnées dans le charbon, tandis que l'échange gazeux permettant l'équilibrage
des pressions entre le réservoir 1 et l'atmosphère extérieure est réalisé par de l'air
débarrassé des vapeurs d'hydrocarbures va le conduit de mise à l'air libre 43. Lorsque
le moteur fonctionne, on opère la régénération du filtre 4 en le reliant à la dépression
qui règne dans le collecteur d'admission 3 du moteur par une conduite 42 et une vanne
5 alors ouverte. De l'air est alors aspiré par le conduit 43, balaye le charbon 40
du filtre et se charge en vapeurs de carburant en entraînant un refroidissement important
du charbon lié à l'évaporation du carburant qui y était emprisonné.
[0011] On notera la réalisation particulière du filtre 4. Celui-ci comporte un échangeur
thermique 8 noyé dans le charbon constituant la partie active du filtre. Cet échangeur
pourrait avantageusement être réalisé sous la forme d'un tube muni d'ailettes serpentant
à l'intérieur du charbon, ou sous toute autre forme adaptée pour permettre un échange
thermique entre un fluide chaud circulant dans l'échangeur et le charbon environnant.
La conduite de retour 7 du carburant chaud en provenance du moteur est reliée à l'entrée
de cet échangeur 8 dont la sortie est raccordée au réservoir 1 par l'intermédiaire
d'une conduite 7'.
[0012] On comprend alors que le carburant chaud en provenance du moteur, traversant l'échangeur
8, cède ses calories au charbon 40 à l'intérieur du filtre 4. On obtient alors un
double effet avantageux. D'une part, le charbon du filtre 4 est réchauffé, ce qui
permet d'améliorer l'efficacité de la désorption des vapeurs emprisonnées dans celui-ci.
D'autre part, le carburant qui circule dans l'échangeur est refroidi, ce qui permet
de renvoyer dans le réservoir un carburant à une température beaucoup plus basse que
dans les dispositifs de la technique antérieure, et d'éviter ainsi l'échauffement
du carburant contenu dans le réservoir. De ce fait, la génération de vapeurs d'hydrocarbures
à l'intérieur du réservoir est limitée, diminuant ainsi les risques de saturation
du filtre 4, et par conséquent les risques de rejet de vapeurs à l'atmosphère.
[0013] On atteint ainsi le but de l'invention, grâce à ce double effet simultané, et ce
de manière particulièrement économique. On élimine en effet le besoin d'un dispositif
de chauffage électrique dans le filtre, ainsi que son système de commande associé.
De même, le dispositif selon l'invention fonctionne sans nécessiter d'apport d'énergie
supplémentaire.
[0014] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté
qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. L'échangeur 8 pourrait être, pour des raisons
de fabrication, autour de la partie active du filtre et non à l'intérieur. De même,
un filtre utilisant un autre moyen que le charbon pour emprisonner les vapeurs de
carburant, par exemple des fibres synthétiques, pourrait être adapté pour recevoir
un échangeur sans pour autant se départir de l'esprit de l'invention.
1. Dispositif de limitation des émissions d'hydrocarbures pour un véhicule équipé d'un
moteur à combustion interne, du type comportant un circuit d'alimentation en carburant
comprenant un réservoir (1), une conduite d'alimentation (6) d'une rampe d'injecteurs
(2) et une conduite de retour (7,7') du carburant au réservoir, et un circuit de récupération
des vapeurs de carburant comprenant un filtre (4) relié par des conduites de vapeur
(41,42) au réservoir et à la tubulure d'admission du moteur, la conduite de retour
du carburant au réservoir traversant le filtre, dispositif caractérisé en ce que le
retour du carburant s'effectue au travers d'un échangeur thermique (8) situé dans
le filtre, ledit échangeur étant adapté pour, simultanément, d'une part refroidir
le carburant retournant au réservoir afin d'en limiter l'évaporation, et d'autre part,
réchauffer le filtre afin de faciliter la désorption des vapeurs de carburant.
2. Filtre pour la récupération des vapeurs de carburant d'un véhicule équipé d'un moteur
à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur thermique (8)
destiné à être inséré dans le circuit de retour (7,7') du carburant au réservoir.
