Brevet FR2386696A1 — publié le 19781103

L'invention concerne les dispositifs et procédés de démarrage, et en particulier un dispositif et un procédé perfectionnés pour le démarrage par temps froid de moteurs à plusieurs cylindres lu type Diesel. Be démarrage à froid d'un moteur, qu'il soit du type essence ou du type Diesel, présente une difficulté qui croit lorsque la température diminue. Les moteurs du type Diesel sont particulièrement difficiles à mettre en marche par temps froid0 Par conséquent, un certain nombre de dispositifs et d'appareils ont été conçus pour faciliter le démarrage à froid des moteurs à combustion interne. Par exemple, des fluides spéciaux de démarrage sont introduits dans les chambres de combustion des moteurs afin d'en faciliter la mise en marche à basse température.Certains dispositifs injectent le carburant normalement utilisé dans les cylindres sous un débit accru pendant le démarrage à froid0 Les équipements et procédés mis en oeuvre dans l'art antérieur sont généralement coûteux et complexes lorsqu'ils présentent une certaine efficac te. Les brevets des Etats-Unis d'Aàérie NO i 770 149, NO 1 611 861, NO 1 804 413, NO 2 455 275 et NO 3 650 261 et le brevet Allemand NO 1 218 795 décrivent des exemples d'équipement et de procédé de démarrage à froid0 l'e brevet Allemand précité concerne le démarrage à froid dtun moteur du type Diesel à un seul cylindre par injection brusque d'une certaine quantité d'nuile de lubrification dans la chambre de combustion. L'introduction de fluides de démarrage dans la zone de combustion présente certains risques. Tel est en particulier le cas d'un moteur comportant plusieurs cylindres dans lesquels le fluide n'est pas réparti d'une manière uniforne. Une contrainte peut alors entre appliquée au moteur.De plus, de nombreux procédés de démarrage à froid consistent en une seule injection importante de carburant d'amorçage qui, s'il n'est pas imm dia- tement efficace, a peu de chance de provoquer le démarrage0 Il est donc souhaitable de disposer d'un procédé et d'un dispositif perfectionnes réalisant d'une manière sûre et efficace le démarrage par temns froid d'un moteur à plusieurs cylindres du type Diesel ou autre. il est souhaitable que le procédé et le dispositif permettent des démarrages à une tempé rature ambiante relativement basse. L'invention concerne un procédé et un dispositif perfectionnés répondant aux critères indiquas ci-dessus. procédé selon l'invention consiste à faire circuler dans un conduit une huile utilisée dans le moteur, par exemple l'huile de lubrification ou autre, sous une haute pression, d'un réservoir vers le collecteur d'admission d'air d'un moteur à plusieurs cylindres da type Diesel, puis de ce collecteur vers les lumières d'admission d'air des cylindres du moteur. Cette circulation d'nuile est assuréeencontinu pendant la période de démarrage à fruid du moteur Huile est répartie uniformément entre les cylindres pendant le démarrage à froid, de manière que ce dernier s'effectue avec une efficacité maximale.On obtient ce résultat en particulier par le fait que le conduit est d'une longueur suffisante et d'un alésage suffisamment petit par rapport à la pression de refoulement de l'huile pour que la température de ce-tte dernière s'élève d'au moins environ 5 pendantqu'elle circule du réservoir vers les lumières d'admission. L'huile passe donc dans les lumières après que sa température a été élévée, de sorte qu'elle facilite sensiblement le démarrage à froid. La distri brution uniforme de l'huile entre toutes les lumières d'admission d'air assure un démarrage rapide sans risque de déterioration du moteur. Le dispositif perfectionné selon l'invention comprend un réservoir d'huile, un conduit qui part de ce réservoir et qui aboutit, par l'intermédiaire du collec-teur d'admission d'air, à toutes les lumières d'admissions et un élément réalisant en continu une circulation forcée de l'huile dans le conduit, sous une pression élevée, vers les lumières. Le dispositif perfectionné selon l'invention est simple, ne demande aucune modification importante des moteurs Diesel existants et relativement peu coûteux et très efficace. Il permet une mise en marche rapide des moteurs Diesel à basse température. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : Ma figure 1 est une élévation schématique, avec arrachement et coupe partiels, d'une première forme préférée de réalisation du dispositif selon l'invention destinée à faire circuler l'huile d'un moteur du type Diesel d'un réservoir vers les lumières d'admission d'air des cylindres de ce moteur par l'intermédiaire d'un conduit et de trous de ce conduit La figure 2 est une coupe schématique partielle d'une seconde forme préférée de réalisation du dispositif selon l'invention ; at l'a figure 3 est une vue schématique en perspective éclatée, avec arrachement partiel et en partie en traits pointillés, de la partie du dispositif représenté sur la figure 2 correspondant au réservoir. La figure 1 représente schématiq-lement une première forme préférée du dispositif perfectionné selon l'invention. Ce dispositif 10 comprend un réservoir 12 qui se présente sous la forme d'un cylindre creux g contenant de l'huile 16 pour moteur (ou de l'huile de lubrification ou autre). Le dispositif 10 comprend également un conduit étroit et long 18 qui est relié à l'extrémité aval 20 du réservoir 12, qui est dirigé vers le collecteur 22 d'admission d'air d'un moteur 24 a plusieurs cylindres, du type Diesel, et qui traverse ce collecteur. Le dispositif 10 comporte en outre un élément 26 à pression hydraulique ou accumulateur qui agit par l'intermédiaire d'un conduit 28 reliant cet élément 26 à 11 extrémité amont 30 du réservoir 12. Un robinet 32 est monté sur le conduit 28 afin de régler la pression appliquée à un piston 34 flottant librement dans la chambre 36 du cylindre 14 contenant l'huile 16 et que ce piston 34 divise. Un conduit 38 peut être relié à la chambre 36 afin d'assurer l'alimentation en huile 16 du réservoir 12. il convient de noter que le moteur 24 est représenté schématiquement sur la figure 1 dans une forme colaprenant quatre cylindres espacés 40 présentant chacun une lumière étroite 42 d'admission d'aire Le tronçon 44 du conduit 18 disposé à l'intérieur du collecteur 22 d'admission d'air présente plusieurs trous espacés 46 qui le traversent sur son côté orienté vers les orifices 42 dtadnaission d'air et qui sont SitllfS directement en face de ces orifices 42. L'huile 16 est refoulée sous pression par l'élément 26 et le piston 34 dans le tronçon 44 du conduit 18 et sort de ce tronçon 44 sous la forme d'une pulvérisation par les trous 46.Cette pulvérisation 48 se dirige simultanément, uniformément et en continu vers toutes les lumières d'admission d'air jusqu'à ce que le moteur 24 démarre. Chaque lumière 42 d'admission d'air reçoit la même quantité d'huile pulvérisée 48 par unité de temps lors du démarrage à froid. Selon le procédé de l'invention, le démarrage à froid du moteur 24 à l'aide du dispositif 10 s'effectue par l'ouverture du robinet 32 du conduit 28 de manière que le fluide hydraulique sous pression de la source 26Jpar exemple un accumulateur, s'applique au piston 34 et provoque son déplacement dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 1. Lorsque le piston 34 coulisse dans la chambre 36 du cylindre 14, il exerce une certaine pression sur l'huile 16 placée dans la chambre 36 de manière à la refouler dans le conduit 18 et à la faire sortir par les trous 46 sous la forme de la pulvérisation 48. Une fois que cette opération est commencée au cours du démarrage à froid, elfe se poursuit d'une manière continue, de sorte que l'huile 16 du moteur est refoulée en continu et uniformément vers les orifices d'admission d'air jusqutà ce que le moteur démarre. La distribution uniforme et continue dthuile sous forme de pulvérisation 48 vers tous les cylindres du moteur facilite le démarrage à froid de ce dernier pour un certain nombre de raisons. Ainsi, l'huile pulvérisée 48 augmente la lubrification de la paroi du cylindre et, par conséquent, l'étanchéité entre le piston et le cylindre, ce qui entraîne un accroissement de la compression réalisée dans ce cylindre, De plus, l'huile ajoutée au mélange de carburant et d'air pénétrant dans le cylindre enrichit ce mélange, ce qui facilite également le démarrage.En outre, l'huile pulvérisée 48 entrai- ne une diminution du volume au point morthaut dans chaque cylindre et, par conséquent, accrolt momentanément le taux de compression de ce cylindre et élève donc la température de l'air jusqu'à la valeur demandée pour l'allumage. Un autre facteur facilitant le démarrage à froid est la température élevée de l'huile0 Ainsi, le conduit 18 a une longueur suffisante et une section suffisamment faible pour que l'huile 16, refoulée à force dans ce conduit presente, lorsqu'elle forme une pulvérisation 48 dirigée vers chacune des lumières 42 d'admission d'air, une température supérieure d'au moins environ 5,50C à la température qu'elle avait dans le réservoir 12o L'accroissement de température de l'huile 16 entre le réservoir 12 et les lumières 42 d'admission est de préférence d'au moins 110C environ. La pression élevée sous laquelle l'huile 16 est refoulée dans le conduit 18 par le piston 34 pour que l'élévation souhaitée de température soit obtenue est de préférence d'au moins environ 210 bars.Pour éléver la tem- pérature d'environ 5,50C d'une huile classique pour moteurs ayant une viscosité en secondes Saybolt universelles (ISSU) égale à 48 à une température de OOC, cette huile étant soumise à une pression d'etraînement de 210 bars dans le conduit 18, ce conduit peut avoir, par exemple, entre le réservoir 12 et le collecteur 22, une longueur d'environ 50 cm et un diamètre intérieur de 6,5 mm, et, à l'intérieur du collecteur 22, une longueur de 37 cm et un diamètre intérieur de 5,3 mm. Bes trous 46 ont un millimètre de diamètre.Un moteur classique de marine du type Diesel comportant quatre cylindres et développant 47 kW à 3000 tours/minute, peut être mis en marche, par exemple1 au bout d'environ 2,2 secondes à une température ambiante de -70C après être resté arrenté pendant environ 12 heures à ladite température de -70G, si le dispositif 10 est utilisé. Par contre, le démarrage du rnême moteur à la même température peut demander plusieurs minutes dans le cas où le procédé et le dispositif de démarrage à froid selon l'invention ne sont pas utilisés. Une fois que le moteur 24 est mis en marche, l'écou- lement de l'huile 16 vers les lumières 42 peut être arreté par l'élimination de la pression exercée dans le conduit 18, par exemple à l'aide d'un robinet (non représenté)0 La chambre 36 du réservoir 12 peut ansuite8tre remplie d'huile 16 à l'aide du conduit 38, de manière à être prête à un nouveau démarrage à froid. Par conséquent, le procédé et le dispositif perfectionnés selon l'invention sont simples, efficaces et d'une utilisation souhaitable. l'e dispositif 10 peut être fabriqué aisément, d'une manière simple et à bon marché, en matières classiques et il ne nécessite pas de modifications importantes du moteur 24. Les figues 2 et 3 représentent schématiquement une seconde forme préférée de réalisation du dispositif perfectionné de démarrage à froid selon l'invention. Ainsi, la figure 2 montre un dispositif 60 qui comprend un réservoir 62, un élément 64 à-pression hydraulique, par exemple un accumulateur relié à l'extrémité amont du réservoir 62 par un conduit 66, et un conduit 68 qui est relié à l'extrémité aval du réservoir 62 et qui traverse le collecteur 70 d'admission d'air d'un moteur 72 à plusieurs cylindres du type Diesel. Comme représenté en particulier sur la figure 3, le réservoir 62 peut comprendre deux plaques 74 disposées à peu près verticalement et entre lesquelles un cylindre 76 est fixé. Un piston 78 est monté de manière à flotter librement à l'intérieur du cylindre 76. Un conduit 80, dans lequel est placé un clapet 82 à bille, pénètre et est fixé dans la plaque amont 74, le clapet 82 débouchant dans un orifice 84 d'entrée qui fait communiquer la chambre 86 délimitée à l'intérieur du cylindre 76 avec le conduit 66. Ce clapet 82 comprend une bille 83, un ressort 85 et un corps 87. Be conduit 80 est un conduit de décharge de fluide hydraulique. Un conduit 88 d'alimentation en huile de moteur, portant un clapet 90 de retenue, aboutit à la plaque aval 74 et débouche dans un orifice 92 de sortie présenté par cette plaque. Be clapet 90 comprénd un plongeur 89 un ressort 91 et un corps 93. L'orifice 92 fait communiquer la chambre 86 avec le conduit 68. Ce dernier et l'orifice 92 de sortie comprennent également une soupape 94 de sûreté comprenant une bille 93, un ressort 95, un siège 97 et un élément 99 de retenue. Be tronçon 96 du conduit 68 se trouvant à l'intérieur du collecteur 70 d'admission d'air présente, à proximité de chaque lumière 98 d'admission d'air associée à chaque cylindre 100, un petit trou 102, de manière que l'huile 104 du moteur puisse être pulvérisée par ce tronçon 96 directement dans les lumières 98, comme montré sur la figure 2. Le tronçon 96 est disposé le long du collecteur 70 d'admission d'air et il présente un trou distinct 102 placé à proximité de chaque lumière 98. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention à l'aide du dispositif 60, la mise en marche à froid du moteur est déclenchée par mise en rotation du moteur 72 à l'aide du démarreur. Cette action provoque un à-coup de pression élevée produit par l'accumulateur hydraulique 64 dans le conduit 66 et transmis par l'orifice 84 d'entrée au piston 78 placé dans la chambre 86. La partie de cette chambre 86 situe en aval du piston 78 est remplie d'huile 104. La haute pression appliquée sur la face amont du piston 78 par l'accumulateur 64 provoque un déplacement à force de ce piston 78 vers l'aval. Il en résulte une compression du ressort 85 du clapet 82 à bille et, par conséquent, la fermeture de ce clapet 82. La chambre 86 est alors sous pression. Le clapet 90 de retenue et le conduit 88 sont fermés, alors que le clapet 94 de décharge est ouvert à force, la force de son ressort 95 étant vaincue par la pression de l'huile 104 refoulée par le piston 78 dans le conduit 68 et vers les trous 102 de ce dernier afin de former une pulvérisation 110. Cette pulvérisation 110 pénètre dans les lumières 98 et passe directement dans l'alésage 112 de chaque cylindre 100. Cette action se poursuit jusqu'à élimination de la pression hydraulique établie dans le réservoir 62 ou jusqu'à ce que le piston 78 ait atteint l'extrémité aval de sa course. Lorsque le moteur 72 démarre, la pression de l'huile du moteur provoque le passage de cette dernière par le conduit 88 dans la chambre 86, par l'intermédiaire du clapet 90 de retenue, de sorte que le piston 78 est déplacé vers l'amont et que fluide hydraulique, se trouvant sur le c8té amont de ce piston 78, est refo-ulé de la chambre 86 en passant dans le conduit 80 et dans le clapet 82 à présent ouvert. La distribution uniforme et continue de la pulvérisa-tion 110 d'huile dans les cylindres 100 présente les mêmes avantages pour faciliter le démarrage à froid du moteur 72 que ceux indiqués pour la pulvérisation 48 réalisée dans le moteur 24. De plus, de même que pour le dispositif 10, le dispositif 60 peut introduire de l'huile de moteur à température élevée dans les cylindres 100. A cet égard, le conduit 68 est d'une longueur suffisante et d'un diamètre intérieur suffisamment petit, par rapport à la pression hydraulique (environ 210 bars ou plus) de refoulement de l'huile pendant la période de démarrage à froid, pour que, de même que pour le dispositif 10, la température de la pulvérisation 110 dirigée vers les lumières 98 de l'admission soit supérieure d'au moins environ 5,50C à la température présentée par.l'huile dans le réservoir 62. Cet accroissement de température est du à un échauffement par frottement de l'ïiuile pendant son passage dans le conduit 68.L'accroissement des températures est en général d'environ 110C ou plus et il présente l'effet avantageux d'élever sensi blement la vitesse à laquelle le moteur 72 démarre. De même que pour le dispositif 10, le dispositif 60 permet généralement un démarrage à froid des moteurs du type Diesel en quelques secondes, même lorsque la température de ces moteurs est de -70C ou moins0 Be dispositif 60 est d'une fabrication simple et peu coûteuse, d'un montage aisé sur les moteurs Diesel de tous types et il facilite très sensiblement le démarrage à froid de ces moteurs. Dtautres avantages indiqués précédemment s'appliquent également au dispositif 60. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention0 REVEIiDICATIONS 1. Procédé de démarrage à froid d'un moteur à plusieurs cylindres du type Diesel, caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler de huile de moteur à pression élevée d'un réservoir vers le collecteur d'admission d'air du moteur pendant le démarrage à froid de ce dernier, cette huile circulant dans un conduit qui pénètre dans le collecteur, à faire passer ladite huile du conduit dans le collecteur sous ladite pression élevée et à une température élevée, et à répartir uniformément l'huile du conduit dans les lumières d'admission d'air des cylindres du moteur jusqu'à ce que ce dernier démarre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit présente une longueur suffisante, par rapport à l'aire de sa section et par rapport à la pression élevée de l'auile, pour accroire la température de cette dernière d'au moins 5,50C pendant son passage du réservoir dans les lumières d'admiDsion d'air, afin de faciliter sensible;-1eit le démarrage à froid. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accroissement de température est d'au moins 110C. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pression élevée est d'au moins environ 210 bars. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que 11 huile est de l'huile de lubrification. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon du conduit situé à l'intérieur du collecteur d'admission d'air présente plusieurs trous espacés, chaque trou étant orienté vers une lumière correspondante d'admission d'air et très rapproché de cette lumière. 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un élément commandé par pression refoule en continu l'huile du réservoir dans le conduit et dans les lumières d'admission d'air, à un debit et une température uniformes jusqu'a ce que le moteur démarre. 8. PrOcédé selon la revendication 7, caractérioé en ce que le réservoir est rempli avec ladite huile de moteur après que ce dernier a dérnarré. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que 11 huile est de l'nuile de lubrification, l'accroissement de sa température étant d'au moins environ 11 C et ladite pression élevée étant d'au moins environ 210 bars. lOo Disposilf de démarrage à froid d'un moteur a plusieurs cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir d'huile de moteur, 7.m long conduit qui part du réservoir et qui pénètre dans le collecteur d'admission d'air du moteur afin de faire passer l'huile directement dans les lumières d'admission d'air des cylindres par des trous dudit conduit, un élément appliquant une pression élevée et continue sur l'huile afin de la refouler en ontiuu du réservoir dans le conduit et vers chacune des lumières d r admis-ion d'air, d'une manière uniforme et sous une température élevée. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la longueur du conduit est suffisante par rapport à l'aire de sa section et par rapport à la pression pouvant être exercée par ledit élément pour élever la température de l'huile d'au moins environ 5,50C lors de son écoulement du réservoir vers les lumières d'admision d'air. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les trous sont espacés le long du conduit à l2intérieur du collecteur d'admission d'air et sont situés en face des lumières correspondantes d'admission d'air et très proches de ces lumières. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le réservoir se présente sous la forme d'un cylindre dans lequel un piston est monté de manière à pouvoir coulisser, l'élément de pression, pendant le démarrage à froid du mo-teur, agissant en continu sur ledit piston pour refouler l'huile du réservoir vers le conduit. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'huile est de l'huile de lubrification, ltélcment; de pression pouvant soumettre cette huile à une pression d'au moins environ 210 bars, la température de l'huile s'élevant d'au moins environ 110C lorsque cette huile circule dans ledit; conduit, du réservoir aux lumières d'admission d'air.