Brevet FR2367925A1 — publié le 19780512

Le dispositif d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne, selon l'invention, a pour but de remédier aux défauts bien connus des moteurs à alimentation classique. Ces défauts sont principalement les suivants a) Moteur à explosion Ce moteur travaille avec un très faible rendement, de l'ordre de 10 fo Il nécessite en général l'usage d'un anti-détonant tel que le plomb. Son rapport couplejvitesse de rotation est défavorable. Le processus de combustion est incomplet, en particulier dans les régions de la chambre de combustion éloignées de la bougie, de sorte que le moteur rejette dans l'atmosphère des composants polluants. Il exige le maintien de la constance des proportions air-essence, ou un excès d'essence. La compression du mélange air-essence diminue en même temps que la vitesse de rotation et la puissance, ce qui accentue les défauts de combustion et la pollution. La paroi interne du cylindre est directement exposée au feu de la combustion. b) Moteur Diésel Outre les inconvénients ci-dessus, le moteur Diésel est sujet à une mauvaise pulvérisation de trop grosses gouttes de carburant dans la chambre de combustion, ce qui entratne un processus de combustion lent et, par suite, une mauvaise accélération. Par ailleurs, la nécessité d'une compression élevée conduit à un moteur de poids élevé L'odeur intense est aussi répulsive, c) Moteur rotatif Les moteurs rotatifs présentent les memes défauts. Le moteur muni d'un dispositif d'alimentation en carburant selon l'invention présente par contre les avantages suivants La combustion est complète et, par suite, 10 pollution est peu importante. L'essence utilisée peut ne pas comporter d'anti-détonant, tel que par exemple le plomb. le rendement du moteur est élevé, en raison de la combustion complète et rapide du mélange carburant. Le moteur est léger, car les valeurs de température et de pression qu'il met en oeuvre sont modérées. La vie du moteur est plus longue que celle des moteurs classiques, en raison de la température modérée qui y règne et parce que les gaz injectés ne lèchent pas directement la paroi du cylindre. Le réglage de l'injection permet d'obtenir un rapport couple/vitesse de rotation favorable. Les dispositifs fragiles et compliqués d'allumage et de carburateur sont éliminés. Le dispositif dualimentation peut etre appliqué à tous les types de moteurs à explosion ou Diésel, à deux ou quatre temps, ainsi qu'aux moteurs rotatifs Le dispositif assure une alimentation insensible aux conditions d'altitude ou de température démarrage instantané dans toutes les conditions atmosphériques. Les gaz d'échappement sont inodores. Les accélérations obtenues sont supérieures à celles d'un moteur à alimentation classique de même puissance. Dans des conditions identiques, la consommation de carburant est mains élevée. Le dispositif d'alimentation en carburant selon l'invention est caractérisé essentiellement par le fait qu'il comporte des moyens pour injecter dans la chambre de combustion d'une part, du carburant vaporisé, ous une pression et une température correspondant sensiblement au point d'inflammation spontanée, après passage éventuel dans un catalyseur, et ?3 autre part de l'air comprimés Le dispositif, selon l'invention, sera mieux compris au cours de la description qui a maintenant tre faite, à titre d'exemple non limita tiMeg dune de ses formes possibles de réalisation et qui en fait apparaî tre divers autres caractéristiques et avantages La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif et les figures 2 et en zepresentent des détails. Sur la figure 1, 1 désigne la chambre de combustion, dans laquelle un carburant, traité comme il sera exposé dans ce qui suit, est envoyé par un injecteur à soupape, désigné dans son assemble par 2. 3 désigne le réservoir de carburant liquide, celui-ci étant envoyé par une pompe 4 dans une tuyauterie 5 disposée dans un premier réchauffeur facultatif 6 alimenté par les gaz d'échappement du moteur. La pression du carburant est maintenue par un accumulateur de pression 7, qui permet, lorsqu'il est en charge, de se passer momentanément de la pompe, en particulier pour le démarrage du moteur et pour remplir le circuit d'alimentation de carburant lorsque le moteur s'est arrêté, La pression du carburant est réglée à la valeur désirée par un régulateur ajustable 8o Le débit de la pompe 4 est réglé à une valeur supérieure à celle de la consommation du moteur, la quantité excédentaire de carburant étant renvoyée dans le réservoir 3 par un régulateur de-pression 8.Une valve 10, dite de blocage est insérée entre la pompe 4 et la tuyauterie 5 afin de fermer ce circuit en cas de fuite dans ladite tuyauterie ou en aval de celle-ci. Un premier réchauffement facultatif du carburant se produit donc dans le premier réchauffeur 6. Le-carburant passe alors dans un deuxième réchauffeur, constitué par une tuyauterie 11 chauffée électriquement et disposée dans une enceinte calorifugée 12. Le chauffage de cette tuyeute- rie peut être réalisé soit en faisant passer directement un courant électrique dans ses parois, soit au moyen d'une résistance chauffante indépen crante, la température étant réglée par un régulateur 36. Dans cette tuyauterie 11, le curburant sous pression est chauffé jusqu'à une température supérieure à son point d'inflammation spontanée, de l'ordre de 550" C sous une pression d 150 atmosphères et est donc trans- formé en vapeur surchauffée respectivement sous la forme liquide,' A la sortie de la tuyauterie 11, la vapeur carburant traverse un catalyseur 14, par exemple du palladium, avantageusement logé également dans l'enceinte calorifugée 12, et qui produit une décomposition partielle ahi- mique du carburant, lui donnant une plus grande affinité pour l'oxygène Le catalyseur pourrait aussi être placé directement dans la tuyauterie 11. A la sortie du catalyseur 14, le gaz vapeur-carburant passe par une valve de sécurité 15 qui, en cas de surpression, envoie ledit gaz-vapeur dans une canalisation de décharge 16. A la sortie de cette valve, la vapeur carburant traverse une valve 17 dite "valve de richesse" qui se ferme en cas de mauvais fonctionnement de la soupape 20, et est amené par une canalisation 18, dans la chambre 19 de l'injecteur à soupape 2. La soupape 2 est normalement fermée par une tige 20 sous l'action d'un ressort 21. Cette tige 20 peut toutefois être soulevée, par l'intermédiaire d'un levier 22, d'une tige de commande 23 et d'un galet ou doigt de poussée 24, par une came désignée dans son ensemble par 25. L'ensemble 25 et le cylindre 26 sont représentés en détail sur la figure 3, l'axe de la pièce 26 ayant été tourné de 90 ' pour des commodités de dessin. Cette came se compose d'un cylindre 26 portant un bossage 27 égale A-A ment visible sur la vue en coupe/selon la figure 2 et qui a un profil en long triangulaire montant aussi radialement vers la base du bossage sui vant les différentes hauteurs h1 h2 (figure 2). Cette came 25 est entraînée angulairement selon la flèche f et déplacée axialement selon les flèches X X. Si le déplacement du bras de la tige 281 et du bras du levier 282 augmente, le levier 283 se soulève provoquant ainsi la fermeture de la soupape de richesse 17 par une tige 29 lorsqu'il y a mauvais fonctionnement. On conçoit qu'en déplaçant longitudinalement la came 25, on peut faire varier l'instant et le débit de l'ouverture de ladite soupape du fait de la différence h1 h2 (voir figure 2) et, par conséquent, l'instant du début de Iinjection, tondis qu'en faisant tourner angulairement cette came on fera varier la durée, pendant laquelle le doigt 24 est soulevé, et, par conséquent, le volume de vapeur carburant. Enfin, l'injecteur a soupape 2 est prolongé, dans la chambre de combustion 1, par une buse désignée dans son ensemble par 30 et qui comporte des caNaux tels que 31, visibles également sur la vue en coupe B-B selon la figure 3, par lesquels de l'air comprimé est amené, par un moyen non figuré,.dansla chambre de combustion 1. Le gaz-vapeur carburant peut s'échapper de l'injecteur à soupape 2 par une canalisation 32, d'où il est amené à un condenseur 33. A la sortie de ce condenseur 33 le liquide carburant traverse un séparateur 34 où le gaz incondensable est séparé et est renvoyé par l'intermédiaire d'un clapet de retour 35, au réservoir 3. Par l'accumulateur 7 et la valve de blocage 10, les conduits 9 et 36 munis d'un clapet de retour 36 renvoient aussi du liquide carburant au réservoir 3. a Si les éléments installés avaient des caractéristiques telles qu'il n'y ait aucune fuite, il ne serait pas nécessaire de disposer le système condenseur 33 et la valve 15 déchargerait la vapeur carburant dans l'at- mosphère. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour injecter dans la chambre de combustion (1) de la vapeur de carburant surchauffé sous haute pression et en même temps de l'air comprimé. 2. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vapeur de carburant surchauffée est portée à une pression et une température correspondant sensiblement au point d'inflammation spontanée dudit carburant. 3. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une pompe (4), associée à un accumulateur de pression (7) et qui fournit à l'injecteur (2) un débit de carburant supérieur à celui correspondant à la consommation maximale du moteur, le surplus étant renvoyé au début de la pompe (4). 4. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le carburant peut traverser un premier réchauffeur (6) alimenté par les gaz d'échappement du moteur, puis le carburant traverse un réchouf- feur-vaporiseur principal constitué par une tuyauterie (11) contenue dans une enceinte calorifugée 12 et que ladite tuyauterie (11) du réchauffeur-vaporiseur principal est chauffée directement par passage de courant électrique dans ses parois. 5. - Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tuyauterie (11) du réchauffeur-vaporiseur principal est chauffée par une source de chaleur indépendante. une quelconque des 6. - Dispositif, selon 1V revendications 1 ou 4, caractérisé par le rait qu'il comporte, à la sortie du réchauffeur-vaporiseur (11), un cata lyzeur (14) traversé par le carburant vaporisé et que le catalyseur est logé dans la même enceinte caLorifugée (12) que le réchouffeur-vaporiseur prlnglpcl. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau catalyseur est contenu dans la tuyauterie (11) du réchauf eur-vàporis'eur pr.nc.ipal. 8. - Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'injecteur (2) comporte des moyens pour commander l'instant, la durée et la grandeur d'ouverture de la soupape (20)o 9. - Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte, pour commander l'ouverture de la soupape (20), un dispositif mécanique, constitué par un cylindre (26) portant un bossage de came (27) à profil en long triangulaire, de telle sorte que la rotation dudit cylindre (26) par rapport au déplacement longitudinal du cylindre (26) permet de régler l'ouverture, la durée et la grandeur d'ouverture ou la hauteur de soulèvement de ladite soupape (20). 10. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'ouverture de la soupape (20) de l'injecteur (2) est commandée par la pression meme du carburant vaporisé, directement ou par l'intermédiaire d'un servo-mécanisme. 11. - Dispositif, selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte, pour injecter de l'air comprimé dans la chambre de combustion (1), une tuyère (30) percée de canaux latéraux (31) de façon à dis- perser le mélange de manière circulaire; lesdits canaux latéraux (31) de la tuyère (30) étant disposés sur deux étages superposés.