Brevet FR2373678A1 — publié le 19780707

La présente invention concerne un moteur à combustion interne en particulier un moteur Diesel équipé de systèmes qui, destinés à l'alimentation en carburant liquide, en fluide de refroidissement et en lubrifiant, permettent d'amener respectivement le carburant à au moins un groupe cylindre-piston associé au moteur, le fluide de refroidissement aux parties à refroidir du bloc moteur et/ou aux organes moteurs et le lubrifiant aux parties à lubrifier du moteur, l'amenée de ces différents fluides pouvant s'effectuer au moyen de systèmes prévus à cette fin et dans lesquels sont montés des organes de refoulement. Il est connu pour des moteurs à combustion interne, comme par exemple des moteurs Diesels, d'équiper ceux-ci de systèmes séparés pour la lubrification, le refroidissement et l'alimentation en carburant et de réaliser ces systèmes de manière à obtenir un fonctionnement sûr du moteur. A cette fin, les moteurs à combustion interne et, en l'occurrence, notamment ceux fonctionnant sur le principe de pistons à mouvement alternatif sont équipés de systèmes séparés pour la lubrification, le refroidissement et l'alimentation en carburant puisque l'on a constaté que la lubrification doit s'effectuer avec des lubrifiants spécialisés, le refroidissement avec de l'eau, du glycol ou de l'air et l'alimentation en combustible avec du carburant Diesel ou avec de l'essence.Pour ces raisons les différents circuits et réservoirs sont également rigoureusement séparés les uns des autres, ce qui entraîne non seulement un encombrement important et beaucoup de dépenses mais pose en outre divers problèmes d'entretien. ttn effet, si l'on oublie seulement l'entretien de l'un de ces différents systèmes, par exemple le système de lubrification ou de refroidissement, le moteur tombe souvent en panne en subissant des dégâts très sérieux qui sont en général irréparables ou ne peuvent être réparés qu'à grands frais. Pour éviter de tels dégâts, l'utilisateur du moteur est censé savoir quand il faut par exemple compléter la réserve de lubrifiant et/ou de fluide de refroidissement et il est en outre censé savoir quels fluides conviennent le mieux pour un moteur donné. A cela s'ajoute que les fluides actuellement disponibles sur le marché présentent encore à plusieurs égards des propriétés désavantageuses, puisque par exemple en cas d'utilisation d'eau en tant que fluide de refroidissement celle-ci gèle, bout, s'échauffe lentement et cause des dégâts notables, en particulier aux cylindres, pompes et analogues, par la formation de rouille et de dépôts calcaires, ainsi que par le phénomène de cavitation. L'huile utilisée en tant que lubrifiant est à son tour visqueuse, dissipe beaucoup d'énergie par frottement et exige divers additifs qui usent le moteur.Quant à l'essence, elle comporte des risques d'incendie et contient en outre divers additifs toxiques. Pour toutes ces raisons, on procède depuis plusieurs années à des recherches variées pour remédier efficacement à ces inconvénients. Ainsi, par exemple, pour éviter une partie de ces inconvénients, il a déjà été proposé, pour un moteur à combustion interne connu, de raccorder le système de refroidissement du moteur à son système d'alimentation en carburant. Dans ce but, les parties à refroidir du moteur sont reliées, par l'intermédiaire de conduits d'amenée et de retour, au réservoir à carburant et cela de manière à assurer une circulation permanente d'une partie du carburant en vue de refroidir, par exemple, les cylindres du moteur. Cette forme de construction connue a cependant pour inconvénient que, malgré ladite liaison, il reste néanmoins nécessaire de surveiller un autre système de sorte que la sécurité désirée n'est pas encore garantie (voir le brevet allemand N0 361 164). Or, la présente invention se propose de porter remède à cet inconvénient et vise en conséquence à perfectionner un moteur à combustion interne de manière que la surveillance et l'entretien que celui-ci nécessite,en particulier en ce qui concerne les systèmes de refroidissement et de lubrification, soient ramenés à un minimum correspondant au minimum des soins à consacrer au système d'alimentation en carburant, et qu'en même temps l'usure des parties à refroidir et à lubrifier soit sensiblement annulée et les dégâts causés à ces parties se trouvent dans une large mesure évités. la solution apportée à ce problème suivant la présente invention, pour un moteur à combustion interne du genre mentionné plus haut, consiste en ce qu'au moins les systèmes de refroidis sement et de lubrification sont raccordés au système d'alimentation en carburant. Grâce à ces dispositions, on obtient non seulement que les systèmes de lubrification, de refroidissement et d'alimentation en carburant soient approvisionnés à partir d'un seul et meme réservoir, à savoir le réservoir-à carburant, qui est constamment surveillé par suite des remplissages répétés qu'il nécessite, mais il est en même temps offert l'avantage que l'alimentation de ces systèmes peut s'effectuer avec un fluide qui se comporte sensiblement de façon neutre. L'utilisation de carburant Diesel a permis de constater que celui-ci présente un point d'ébullition nettement supérieur à celui de l'eau et que, par suite de sa consistance huileuse, il peut, outre son aptitude à servir de fluide de refroidissement, en même temps assumer le rôle de lubrifiant. GrEce à cette propriété du carburant Diesel, les zones à refroidir des cylindres, les conduits eux-mêmes ainsi que le radiateur se trouvent protégés de dépôts calcaires, de la formation de rouille et analogues de sorte que le flux thermique entre les différentes parties formant parois reste parfaitement maintenu.Ces avantages constatés pour le système de refrpidissement se retrouvent dans la même mesure également pour le système de lubrification et ici avec l'avantage additionnel qu'outre l'obtention d'une lubrification suffisante il est possible, grâce à la circulation permanente, d'assurer le refroidissement avec un fluide qui se refroidit chaque fois en cours de fonctionnement du moteur. Des -essais ont en outre montré que dans la plupart des cas la lubrification des parties concernées au moyen de carburant Diesel est suffisante et qu'il n'est pas nécessaire à cet égard a'ajouter des additifs particuliers au carburant Diesel. Cela simplifie très notablement l'entretien du moteur et offre en outre l'avantage que pour la lubrification on n'a pas besoin d'avoir recours à des huiles spéciales et lubrifiants coûteux. Afin de permettre de réaliser l'alimentation des systèmes de refroidissement et de lubrification avec le carburant, il est prévu suivant un développement de la présente invention, que le réservoir comporte un volume minimal pour les systèmes de refroidissement et de lubrification et que ce volume n'est pas en communication avec un organe de refoulement amenant le carburant à la zone de combustion. Afin de régler les volumes minimaux tant dans le système ae refroidissement que dans celui de lubrification, il est prévu suivant une autre caractéristique de l'invention, entre le réservoir pour le carburant et le volume minimal pour les systèmes de lubrification et de refroidissement, un organe régulateur de niveau qui ne présente qu'un trajet de refoulement allant de la source d'alimentation en carburant au volume minimal mais non pas en sens inverse. D'autres caractéristiques avantageuses du moteur suivant l'invention sont décrites ci-après. Un exemple de réalisation est illustré schématiquement au dessin annexé. Suivant la figure unique, il est associé à un moteur à combustion interne 1, représenté schématiquement à une échelle réduite, trois systèmes d'alimentation 2 à 4 qui forment respectivement le système d'alimentation en carburant 2, le système de lubrification 3 et le système de refroidissement 4 du moteur. ous ces systèmes sont indépendants les uns des autres dans leur fonctionnement mais présentent une source commune qui, dans l'exemple représenté en I'occurrence, se trouve dans un réservoir 5 du système d'alimentation en carbu- rant 2. A cette fin, les différents systèmes 2 à 4 sont individuellement mis en communication par des conduits avec le réservoir à carburant 5 et des conduits additionnels sont prévus entre les différents systèmes et le moteur 1.Alors que dans cet agencement le réservoir à carburant 5 communique par l'intermédiaire d'un conduit 10 avec un gazéificateur ou une pompe d'injection 11 du moteur 1, le système de lubrification 3 est raccordé par l'intermédiaire d'au moins un conduit 8 au carter inférieur 12 du moteur et au réservoir a carburant. Pour permettre de refouler le lubrifiant on peut prévoir dans les conduits 6 et 8, qui mettent le carter inférieur 12 en communication avec le réservoir à carburant 5, une pompe foulante 13 et éventuellement un appareil régulateur de niveau 14 de sorte que, indépendamment d'autres moyens pour refouler le lubrifiant dans le moteur 1, l'alimentation en lubrifiant de ce dernier est assurée. S'il est éventuellement désirable de permettre au lubrifiant chauffé de retourner dans le réservoir à carburant 5, le carter inférieur 12 par exemple peut en supplément être mis en communication, par l'intermédiaire d'un conduit 15 représenté en pointillés, avec le réservoir à carburant 5 et il peut alors être monté dans le conduit 15 un organe de commande 16, par exemple une valve, qui empêche tout retour indésirable. De même que le système de lubrification 3 communique avec le moteur 1, d'une part, et le réservoir à carburant 5, d'autre part, le système de refroidissement 4 du moteur peut être mis en communication, d'une part, avec ce dernier et, d'autre part, avec le réservoir à carburant 5. La communication est alors obtenue en montant entre le moteur 1 et le réservoir à carburant 5 un radiateur 17 qui communique à son tour par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée 18 et d'un conduit de retour 19 avec les parties à refroidir du moteur 1. lies zones à refroidir du moteur 1 peuvent être en premier lieu les cylindres 27, les culasses 28 et tous les éléments soumis à des contraintes thermiques considérables. lie radiateur 17 communique à son tour avec le réseryoir à carburant 5 par des conduits 7,9 dans lesquels sont montés ane pompe foulante 20 et éventuellement un appareil régulateur de niveau 21. Afin de permettre également dans le système de refroidissement 4 au fluide de refroidissement de retourner dans le réservoir à carburant 5, il peut ici aussi être prévu un conduit 22 (représenté en pointillés) dans lequel est montée une valve 23 empêchant tout retour indésirable.On peut prévoir que la valve 23 soit susceptible, comme la valve 16 du conduit 15 du système de lubrification 3, d'entre commandée en fonction de la pression ou de la température de sorte que, lorsqu'une valeur nominale, par exemple une température critique du fluide, est dépassée dans les systèmes de lubrification et/ou de refroidissement 3,4, ce fluide retourne à coup sur dans le réservoir 5. Un tel retour peut éventuellement être désirable non seulement en cas de dépassement d'une valeur nominale mais aussi lorsqu'il s'agit d'obtenir des gradients de température plus importants par amenée du carburant plus froid se trouvant dans le réservoir 5. Lorsqu'un prélèvement continuel de carburant sur le réservoir 5 à des fins de refroidissement et/ou de lubrification n'est désirable que dans certaines conditions, on peut éventuellement associer au système de lubrification n et au système de refroidissement 4 individuellement un récipient de réserve spécial 24, 25, comme représenté en pointillés, auquel cas ces récipients t4 25 sont, independamment des besoins des systèmes de lubrification et/ou de refroidissement, remplis et ultérieurement alimentés à partir du réservoir à carburant 5 et forment, à l'exception de leur communication avec le réservoir 5, chacun un circuit séparé à l'intérieur du système qui leur est associé. A la figure, les récipients de réserve 24, 25 sont représentés comme tant petits mais leur volume peut évidemment dans chaque cas particulier être adapté aux besoins en fluide de refroidissement et en lubrifiant. lie réservoir à carburant 5 lui-même doit dans ce cas également être mis en communication avec les récipients respectifs 24, 25 et il doit être muni d'une tubulure de remplissage 26 ouverte vers l'extérieur pour permettre l'alimentation du réservoir. L'agencement suivant l'invention n'est pas applicable seulement à l'alimentation d'un moteur à combustion interne 1 en fluide de refroidissement, en lubrifiant et en carburant car, lorsqu'un turbocompresseur à suralimentation est utilisé pour ce moteur, le turbocompresseur peut également être intégré notamment dans le système de refroidissement. Si le moteur suivant l'invention est utilisé par exemple dans des véhicules routiers, le chauffage de l'intérieur du véhicule peut évidemment aussi être assuré par le fluide prélevé sur le réservoir à carburant 5 et amené au moteur 1 à des fins de refroidissement. Cette mesure permettrait, grâce au point d'ébullition plus élevé du carburant, un chauffage plus efficace de l'intérieur du véhicule, ce qui profiterait à son tour au confort du véhicule REVENDICATIONS 1 - Moteur à combustion interne, en particulier moteur Diesel, comportant des systèmes qui, destinés à alimenter le moteur respectivement en carburant liquide, en fluide de refroidissement et en lubrifiant, permettent d'amener le carburant à au moins un groupe cylindre-piston associéau moteur, le fluide de refroidissement aux parties à refroidir du bloc moteur et/ou aux organes moteurs et le lubrifiant aux parties à lubrifier du moteur, l'amenée de ces fluides pouvant s' effectuer par l'intermédiaire de systèmes prévus à cette fin et dans lesquels se trouvent des organes de refoulement, caractérisé en ce qu'au moins le système de lubrification 3 et le système de refroidissement 4 sont raccordés à la source d'alimentation en carburant 5. 2 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carburant sert en même temps de fluide de refroidissement et de lubrifiant. 3 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'alimentation en carburant est un réservoir 5 destiné à recevoir le carburant. 4 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 2 , caractérisé.en ce que le réservoir 5 présente un volume minimal pour les systèmes de lubrification et de refroidissement 3, 4 et en ce que ce volume n'est pas en communication avec un organe de refoulement Il amenant le carburant à la zone de combustion. 5 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un organe régulateur de niveau est prévu entre le réservoir 5 et le volume minimal et en ce que cet organe régulateur ne présente qu'un trajet de refoulement dans le sens allant du réservoir à carburant au volume minimal et non pas inversement. 6 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe régulateur de niveau est réalisé sous la forme d'une pompe doseuse et en ce que celle-ci comporte un indicateur de fuite. 7 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le volume minimal présente une tubulure de remplissage 26 permettant d'ajouter un supplément de lubrifiant et/ou d'additifs de lubrifiant. E - Moteur à combustion interne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des disnositifs d'alimentation et/ou de traitement séparés et/ou communs Il 13, 14 ; 20, 21 sont associés aux systèmes 2, 7 et 4. 9 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins l'un des dispositifs d'alimentation et/ou de traitement est un radiateur 17. 10 - Moteur à combustion interne suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins l'un des dispositifs d'alimentation et/ou de traitement est un dispositif de filtration.