Brevet FR2313571A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne un procédé pour le maintien d'une température déterminée de pièces constituantes notamment de buses d'injection sur des moteurs à naphta à une valeur constante ou dans une marge étroite de températures à l'aide d'un circuit à liquide ou eau de refroidissement0 Dans les moteurs à naphta dans lesquels sont brû- lés des produits de moindre valear, il se produit, lors de tempéra- turea très élevées des buses d'injection des dépôts de carbone, ou, lors de températures plus basses, une formation de corrosion à froid, lors de carburant ayant une teneur élevée en mourre.Cela peut être évité en maintenant le front des buses d'injection dans un doalne de températures de 120 à 180 C, et cela pour tout le domaine de charge du moteur, de sa puissance minimale à sa puissance maximale. Dans ce but, les bues d'injection de moteurs à naphta sont pourvues d'un circuit de fluide de refroidissement fermé. Le liquide de refroidissement est pompé dans une charge de refroidissement disposée dans le corps de la buse d'injection.Le liquide échauffé sortant de cette chambre est ramené à travers un régulateur de température sensible et un dispositif refroidisseur, sa température étant ainsi réglée de telle manière qae la température du front de la bue d'in- jection reste tant que possible à l'intérieur de limites prédéter- minées. Un inconvénient de ce procédé connu de régulation de température par refroidissement des bues d'injection, réside en des frais de réalisation relativement élevés dûs à l'emploi d'un dispositif de régulation à thermostat, qui, d'une part, est très com pliqué, et qui, d'autre part, abaisse la fiabilité de l'ensemble du dispositif de refroidissement. Bn outre, il se produit ici un retard dans les actions de régulation, d'où résulte are oscillation de la température de service des buses, notamment dans le cas de brusques changements dans la charge du moteur. Tous ces inconvénients sont supprimés, conformément à l'invention, par l'emplei d'un circuit fermé d'eau de refroidissement des buses d'injection dans lequel, pour le maintien d'une température constante, c d'une température comprise dans la marge étroite désirée, on met à profit les propriétés physiques avantageuses de la transmission de chaleur par une ébullition de 1' eau en petites bulles. Ce procédé repose sur le fait que, par exemple par un étranglement de l'écoulement du liquide dans le circuit de refroidissement, sont réalisées, déjà pour une faible charge du moteur, des conditions de pression et d'écoulement nécessaires à l'ébulli- tion en petites balles dans la chambre de refroidissement de la buse d'injection disposée le plus près possible de sa face frontale. L'ébullition à petites bulles de l'eau se produit dans la première phase de son début de son ébullition, dans laquelle l'eau paraient en des endroits de la paroi chaude de la chantre de refroidissement de la bue d'injection, pour la formation et la libération d'une grande quantité de petites bulles de vapeur de forme sphérique et pour l'arrivée de nouvelle eau en ces endroits, ot les petites bulles se forment. Le coefficient de transmission de chaleur obtenu par l'ébullition de l'eau en petites bulles atteint sa va- leur maximale qui est considérablement supérieure à celle correspondant aux autres états de l'eau de refroidissement.Cette ébullition en petites bulles présente, en outre, la propriété physique avantageuse que, même lors d'une augmentation de plusieurs fois de l'arrivée de chaleur dans l'eau de refroidissement, par exemple lors d'un accroissement de puissance du moteur, la température de la Ps- roi qui s'échauffe de la buse d'injection ne s'accroît que d'une iaible valeur d'environ 10 C, car le processus de refroidissement est auto-régulateur, c'est-à-dire que le maintien de la température est un phénomène physiquement continu. Il en résulte qu'un dispositif de régulation spécial devient inutile et les frais d'installa~ tion sont réduits d'autant.En outre, il ne se produit pas de points chauds ni d'oscillations de température du front de la buse six lors de forts changements dans la charge du moteur. La description se rapporte à un exemple de réa- lisation de l'invention avec référence aux dessins dans lesquels s - la figure 1 est un schéma du circuit de reiroi- dissement d'eau fermé pour le maintien de la température de bues d'injection du moteur à naphta, - la figure 2 montre la relation entre la tempé- rature du front d'une buse d'injection et la puissance du moteur0 L'eau de refroidissement est puisée hors d'un réservoir 1 par une pompe de circulation 2, à travers un épurateur 3, vers une chambre de refroidissement disposée aussi près que posrible du front de la buse d'injection 4 ou de plusieurs buses d'in- jection du moteur à naphta.L'eau de refroidissement possède, avant son entrée dans la buse, la température t1, la pression p et la quantité en circulation est n. A partir de la buse 4, l'eau réchauf- fée à la température t2 revient, à travers un organe d'étranglement 5. par exemple une soupape de régulation et un refroidisseur 6, à nouveau dans le réservoir 1. Pour la formation de l'ébullition en petites bulles, contre la paroi chaude de la buse d'injection, il est nécessai- re que la température de la paroi refroidie soit supérieure à la température d'équilibre de la vapeur saturée à la pression donnée p de l'eau. Dans la pratique, cette différence de température se déplace entre 6 et 30 Oc. Dans ce cas, la température qui est exigée pour le front de la buse d'injection qui est par exemple de 1500C, soit dans un accord favorable avec la pression p pour l'ébullition en bulles. Grtce à l'organe d'étranglement 5, et par réglage de la pompe 2, on règle, pour une marche à vide, ou pour une faible charge du moteur, la quantité de débit m de l'eau et sa pression p dans la chambre de refroidissement en correspondance avec les tableaux de données physiques d'ébullition en bulles de l'eau à la température de service désirée de la buse d'injection. Même si la charge du moteur croit à partir de la faible charge jusqu'à un maxaum, la température du front de la buse se maintiendra automatiquement et de manière continue, dans tout le domaine de variation de la charge du moteur, à une valeur sensiblement constante ou avec une faible marge d'écart. Dans la figure 2, la droite A exprime la dépendance entre la température T du front de la buse d'injection et la puissance P du moteur, pour une buse non refroidie. La ligne B montre la même dépendance, mais avec un retroidissement du front de la buse par le procédé conforme à l'invention. Il est visible que, dans le cas d d'une buse non refroidie et pour la puissance maximale du moteur, les températures de sa partie frontale s'élèvent au-dessus de 200 C. Par contre, lors du refroidissement du front de la buse avec main- tien de sa température au moyen du procédé de l'invention, la temps rature atteint, au plus, pour une puissance maximale du moteur, une température au plus égale à 150 C. Par une simple augmentation de la pression p de l'eau dans le circuit de refroidissement, par exemple au moyen de l'organe d'étranglement, la droite B, c'est-à-dire la température de la buse d'injection, peut être déplacée vers des valeurs plus élevées, avec la même pente de la droite. Inversement, en abaissant la pression, la température du front de la buse est dé- calée vers des valeurs inférieures. L'invention s'étend,' également, à un dispositif pour l'application du procédé ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limité@ aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à part desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réa@ lisation, sans pour cela sort r du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N Procédé et dispositif pour maintenir que tempéra- ture de service déterminée de pièces constituantes, notamment de buses d'injection de moteurs à naphta, qui sont pourvues d'un circuit de fluide, par exemple un circuit fermé d'eau de refroidissement, procédé caractérisé en ce que, dans le circuit de refroidissement, notamment par étranglèment du débit de liquide de refroidissement, on réalise, déjà pour une faible charge du moteur, des conditions de pression et d'écoulement nécessaires à une ébullition en petites bulles dans la chambre de refroidissement de la buse d'injection dix posée le plus près possible de sa face frontale.