Brevet FR2263377A1 — publié le 19751003

La présente invention concerne un procédé de combustion multi-carburants avec pré-mélange pour moteur d'automobile utilisant un dispositif à carburant original s lequel deux mecanis- mes pour carburants liquide et gazeux sont mis en oeuvre dans un seul carburateur à l'instar des deux ventricules non-identi-ues du coeur. Certaines substances organiques tels les produits pétroliers de fractionnement secondaire et certains alcools à point d'ébul- lition élevé comparables à ceux-ci n'ont pas été utilises jusqu'à ce jour en tant que carburants automobiles dans les moteurs à essence ou à gaz de pétrole liquéfié, du fait qu'ils présentent certains inconvénients ruant à leur indice i'octane, leur vitesse de combustion, leur point éclair, leur température de vaporisation et leur pouvoir calorifique. Cependant, ces substances organiques sont liquides et peuvent être vaporisées pour se mélanger à certains carburants gazeux comme le gaz de pétrole liquéfié, pour atteindre éventuellement une combustibilité appropriée et un pouvoir détonant dans les limites du taux de compression requis pour les moteurs à essence ou à gaz de pétrole liquéfié. Le gaz de pétrole liquéfié a un indice d'octane d'environ 125 et joue le rôle d'agent anti-détonant vis-à-vis des substances organiques susmentionnées ayant un faible indice d'octane (le kérosène ayant, par exemple, un indice d'octane aux alentours de 20) en même temps que d'agent auxiliaire de combustion pour les substances organiques. La présente invention a pour objet un procédé d'utilisation des substances organiques de fractionnement secondaire du pétrole et de certains alcools à point d'ébullition élevé comparables à celles-ci, comme carburant automobile dans un moteur à essence ou à gaz de pétrole liquéfié en les introduisant conjointement au carburant gazeux, tel le gaz de pétrole liquéfié, au moyen d' un dispositif d'alimentation en carburant original, représentant une amélioration relativement aux inconvénients susmentionnés des substances organiques. Selon la présente invention, une fois le moteur démarré, on alimente ce moteur de façon continue et simultanée, avec la quantité minimale de carburant gazeux nécessaire à la marche au ralenti et, lorsque le moteur tourne è rógime moyen ov élevé, or. vaporise et introduit un carburant liquide pour le mélancer au carburant gazeux dans le moteur, au moyen d'un carburateur a gaz et à liquide. L'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé qui est une vue schématique d'un appareil de mise en oeuvre du procédé de cette invention. La figure représente la conception mécanique d'un disposi- tif de combustion multi-carburants avec pré-mélange utilisant un carburant liquide et un carburant gazeux. Ce dispositif mécanioue comprend une bouteille à gaz liauéfié 1, un réservoir à carburant liquide 2 et un carburateur unique 3. Le carburateur 3 est composé d'un dispositif à carburant liquide, d'un dispositif à carburant ga7eux et d'une chambre de mélange. Le dispositif à carburant liquide comporte un flotteur 4 dans une chambre à flotteur 5, un gicleur principal 6, une prise d'air principale 7 et une buse principale 8. Le dispositif à carburant gazeux comporte un embout d'admission g en communica- tion avec la bouteille à gaz li@uéfié 1 et avec la cha-bre de mélange. a chambre de mélange contient un venturi principal 10, comportant des orifices d'injection 11 sur son pourtour et gui communique avec l'embout d'admission 9. Les orifices 11 peuvent être prévus au-dessous d'un papillon des ga@ 12b. Une lumière de ralenti 13 est pratiquée dans la par@i latérale de la chambre d mélange au-dessous du papillon des paz 12b, a lumicre de ralenti 13 est en communication avec l'atmo- sphère au-dessus d'un venturi primaire 14 par l'intermédiaire d' une tubulure de dérivation 15. a tubulure de dérivation 15 comporte une vis de réglage d' admission d'air 1.6. Le gicleur principal 6 comporte une vis de réglage 17 pour le carburant liquide. L'embout -'admission comporte une vis de réglage 18 pour le carburant gateu. Le dispositif de combustion multi-carburants avec pré-mél ge fonctionne de la façon suivante Lorsque le démarreur est actionné, le vilebretuin du moteur tourne pour aspirer le mélange air-carburant gazeux dans le cylindre du moteur en meme temps que le papillon des gaz est légè- rement ouvert, tandis que le carburant liquide n'est pas vaporisé du fait que l'atmosphère située au-dessus du venturi primaire 14 est aspirée dans la tubulure de dérivation 15 pour engendrer une dépression pour l'air qui entre dans le venturi primaire 14. Lors du fonctionnement du dispositif a qaz de pétrole licué- fié et à kérosène, par exemple, la pression du gaz de pétrole liquéfié est d'abord ajustée aux alentours de 0,15-0,2 kg/CP2 dans le vaporisateur, alors que sa pression est habituellement de 0,3 kg/cm2, le moteur tournant, de façon continue, entre 800 et 1000 t/mn. La vis de réglage 18 est alors vissée jusqu'à l'obtention d'un régime irrégulier du moteur par manque de carburant gazeux quand le papillon des gaz 12b est ouvert et que le carburant liquide est vaporisé pour se mélanger au carburant gazeux, le mélange air-carburant gazeux et carburant liquide étant introduit dans le moteur. Pour s'assurer qu'aucun cliquetis ne risque de se produire, on accélère brusquement le moteur d'un régime de ralenti à un régime élevé en ouvrant le papillon des gaz 12b en grand. Si aucun cliquetis ne se fait entendre, on augmente l'admission de carburant liquide. Si, au contraire, un cliquetis se fait entendre, on diminue l'admission de carburant liquide en augmentant légèrement le carburant gazeux, en agissant sur les vis de réglage 17 et 18. Si le moteur est ramené d'un régime moyen ou élevé au régime de ralenti en refermant le papillon des gaz 12b, la dépression se trouve momentanément augmentée au maximum sur le carburateur 3, la lumière de ralenti 13 aspirant surtout de l'air nar le tubulure de dérivation 15 ce dont il résulte que l'atmoschnre située au-dessus du venturi primaire 14 est largement aspire également par l'orifice supérieur de la tubulure de dérivation 15, rapidement pour couper la circulation de i'air par 3 vc-ntu- ri primaire 14 et stopper la vaporisation du carburant liquide sans aucune perte. Ensuite, si le papillon des gaz 12b est ouvert une nouvel e fois pour revenir au régime moyen ou élevé, la dépression dii- nuera sur le venturi primaire 14 et le carburant liquide sera de nouveau vaporisé pour se mélanger au carburant gazeux, en produisant ainsi le mélange des carburants air-gaz et liquide. Le dispositif multi-carburants à gaz de pétrole licuéfié et à kérosène entre en action lorsque le distributeur est réglé avec un point d'allumage à 150 environ en avance sur le point mort haut et à 170, environ, d'avance dans le dispositif mono-carburant à gaz de pétrole liquéfié (les degrés représentent l'angle du vilebrequin). Bien que la cadence d'allumage soit variable selon les types de voitures (à essence), elle sera réglée aux alentours de 80 avec le dispositif multi-carburant contre un réglage de 100 avec le système mono-carburant pour un type de véhicule donné. Une automobile équipée du dispositif multi-carburants, gaz de prtrole liquéfié et kérosène, pourrait parcourir 11 km environ, avec ce dispositif contre 6 km, environ, avec ie système mono-carburant à gaz de pétrole liquéfié. La quantité requise, avec le dispositif multi-carburant,pour couvrir une distance d'environ 11 km, est de 1000 litres de aPz de pétrole liquéfié et de 0,8 litre de kérosène. Au total, la voiture peut couvrir environ 770 km avec le multi-carburant dont 70 000 litres de gaz de pétrole liquéfié et 56 litres de kérosène, tandis qu'elle ne peut couvrir que 420 km environ, avec le mono-carburant soit 70 000 litres de gaz de pétrole liquéfié seulement. Au lieu de kérosène (Point d'ébullition : 150-2800C. - Qen- sité 0,79-0,83), on peut utiliser certains alcools à point d' ébullition élevé comme l'alcool butylique (point d'ébullition : 117 C.- densité : 0,81), le pentanol (point d'ébullition 137 C.), l'hexanol (point d'ébullition : 157 C) et l'octanol (point d' ébullition : 1S50C.- densité 0,83), par exemple. D'autre part, une petite quantité d'eau peut être dissoute d'avance dans le carburant liquide ou peut être vaporisée dans le collecteur d'admission en vue d'améliorer l'effet de la combustion du multi-carburant. Le procédé de combustion multi-carburants avec pré-mélange dans les moteurs d'automobiles selon la présente invention, rend possible l'utilisation des produits pétroliers de fractionnement secondaire dans une voiture à moteur à essence ou à gaz de pétro- le liquéfié, sans nécessité de transformation du moteur proprement dit, avec une combustion complète par adjonction au carburant gazeux de manière à réduire considérablement la teneur des gaz d' échappement en oxyde de carbone, oxydes d'azote et d'hydrocarbures en évitant ainsi toute pollution. On obtient également une augmentation du rayon d'action et de la puissance et la possibilité de réaliser une économie par le développement de l'emploi de carburants bon marché et la réduction de leur consommation grace à un dispositif de carburation efficace. REVENDICATIONS 1 - Procédé de combustion multi-carburants avec pré-mélange dans un moteur à essence ou à gaz de pétrole liquéfié, caract,ri- sG en ce cuve, sitôt le moteur démarré, on alimente celui-ci de façon continue de la quantité minimale de carburant gazeux nécessaire pour qu'il tourne au ralenti et en ce que, lorsque 'e moteur tourne à rédime moyen ou élevé, on vaporise un carburant liquide, on le mélange au carburant gazeux et on l'introduit dans le moteur au moyen d'un carburateur à gaz et liquide. 2 - Procédé suivant la revendication i, caractérisé en ce rue le carburant liquide se compose d'une ou plusieurs substances or paniques telles que les produits pétroliers de fractionnement secondaire et certains alcools ayant un point d'ébullition élevé comparable, 3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carburant gazeux est du gaz de pétrole liquéfié et en ce que le carburant liquide est du kérosène. 4 - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une petite quantité d'eau est dissoute dans le carburant liquide avant sa vaporisation. 5 - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérise an ce qu'une petite quantité d'eau est pulvérisée et mélangée au carburant liquide et au carburant gazeux. 6 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le carburateur comprend une chambre à flotteur, une chambre de mélange ayant un venturi primaire et un venturi principal et un e-mbout d'admission pour le carburant gazeux, la chambre de mélange communiquant avec la chambre à flotteur et l'embout d'admission, respectivement, tout en comportant une tubulure de dérivation ayant un orifice supérieur au-dessus du venturi primaire et une lu-ière de ralenti au-dessous d'un papillon de gars. 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le venturi principal comporte des orifices d'injection de gaz sur son pourtour afin de communiquer avec l'embout d'admis- sion. . 8 - Moteur à essence ou à gaz de pétrole liquéfié, comportant un appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7. 9 - in moteur à essence ou à gaz de pétrole liquéfié fonction- nant suivant le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 5.