Faire le plein de la voiture est l'une des opérations effectuées périodiquement, non seulement par les professionnels (notre station-service de confiance) mais aussi par nous – simples mortels – qui utilisons le libre-service. Dans les deux conditions, un « complet » est toujours effectué en l'absence d'une donnée d'entrée fondamentale: les litres de carburant qui peuvent physiquement tenir dans notre réservoir. Sans avoir cette information, le ravitaillement jusqu'à complet exploite un important principe hydraulique et l'ingénierie qui en résulte qui prend en compte le propriétés des fluides en mouvement.
Comment est fabriqué le pistolet distributeur : les principaux composants
Vous ne pensez pas que le pompiste connaît la capacité du réservoir de tous les véhicules sur la route ?! Bien sûr que non, aussi parce que, même si c'était le cas, cela ne servirait peut-être à rien puisque le carburant présent à l'intérieur du réservoir lors du ravitaillement reste une inconnue et peut varier arbitrairement d'un véhicule à l'autre ! Pour éliminer le besoin de ces données d'entrée, le distributeur de carburant est construit de manière à avoir une série de membranes et de leviers à l'intérieur desquels entrent en fonctionnement dans des conditions particulières, permettre ou entraver le passage du carburant du point de stockage de la station service jusqu'au réservoir de notre véhicule.
Dans ce cas, le pistolet distributeur est composé de trois parties principales :
- UN déclenchementest visible et c'est ce qui actionne l'organe mécanique interne (un levier) qui permet au carburant de s'écouler vers l'extérieur ;
- UN corps central, substantiellement recouvert et non visible à l'intérieur. En substance, on retrouve une sorte de cylindre isolé du chemin du fluide, pourtant relié à la gâchette. Dans sa partie terminale, reliée au fût, se trouve une valve qui s'ouvre grâce à la poussée exercée par le liquide sur la paroi ;
- UN canon final, ou la section terminale du distributeur. Celui-ci est en fait équipé d'un tube coaxial qui est la clé du mécanisme de fonctionnement du système. Ce tube coaxial est relié au corps principal et communique avec lui via une membrane.
Comment il délivre de l'essence et du diesel : l'effet Venturi
Alors comment se déclenche ce système ? L'ensemble du distributeur fonctionne en exploitant l'effet Venturiou mieux encore le Théorème de Bernoulli. Il ne s'agit rien d'autre qu'un principe de conservation d'énergie écrit spécifiquement pour un fluide, c'est-à-dire caractériser en détail ses composantes énergétiques en fonction des variables d'état, notamment vitesse et pression. Par effet Venturi, nous entendons le phénomène qui implique une chute de pression au détriment d'une augmentation de la vitesse lorsqu'il y a un rétrécissement du conduit par lequel passe un fluide. En termes physiques, cela signifie que l'énergie potentielle du fluide est transformée en énergie cinétique. Partant de ce principe physique, le distributeur exploite la chute de pression générée par l'étranglement de l'effet Venturi pour contrôler mécaniquement l'état d'ouverture/fermeture des points d'entrée de carburant.
Comment fonctionne le distributeur : Il s'arrête lorsque le réservoir est plein
Entrons plus en détail en décrivant ce qui se passe lors du ravitaillement. Le distributeur est inséré à l'intérieur de notre réservoir et est pressé par l'opérateur. Nous faisons évidemment référence au cas dans lequel vous souhaitez effectuer une complet au réservoir. Dans le cas contraire, le distributeur arrête la distribution lorsqu'il a atteint un volume de carburant égal à celui réellement nécessaire. Si au contraire nous nous intéressons à complet, nous ne savons pas à l'avance de quelle quantité de carburant nous avons besoinle distributeur continue donc à distribuer jusqu'à ce qu'un phénomène particulier se produise.
Allons-y dans l'ordre : une fois la gâchette enfoncée le carburant finit dans le corps central et il commence à pousser la valve qui le sépare du canon, créant un goulot d'étranglement et le passage conséquent du fluide. C’est précisément dans ce goulot d’étranglement que se produit quelque chose d’important augmentation de la vitesse au détriment d'une réduction de la pression. Le carburant se retrouve dans le réservoir de la voiture et une partie de l'air qui en est expulsé se retrouve dans le tube coaxial du canon, aspiré par la dépression créée par l'effet venturi. L'air entrant équilibre la dépression créée et maintient l'équilibre d'une membrane située à l'intérieur du corps central. Ce mécanisme continue jusqu'à le carburant ne bouche pas l'entrée du tube coaxial, c'est-à-dire lorsqu'il y a un niveau de carburant dans le réservoir qui entre en contact avec le canon et obstrue le passage de l'air. Lorsque cela se produit, la dépression n’est plus capable d’aspirer le carburant. Ainsi, la membrane reliant le tube coaxial au corps central est activée car elle est poussée vers le haut par la pression de l’air interne. Ce mouvement active un système de levier mécanique qui bloque la vanne d'arrivée de carburant (celle activée initialement par la gâchette), et donc aussi le refoulement !
Pourquoi le distributeur ne fonctionne-t-il souvent pas ?
Il apparaît clairement que le mécanisme hydraulique-mécanique décrit dépend fortement de laentrée d'air du tube coaxial présent dans le canon. Si, pour une raison ou pour une autre, ce tuyau n'est pas correctement bouché, le canon est mal inséré lors du ravitaillement ou de manière à ne peut pas être couvert par le carburant à un moment donnéalors la fermeture automatique lorsqu'il est plein n'est pas activée et le carburant continue de s'écouler du distributeur, s'échappant du réservoir !