Brevet FR2428743A1 — publié le 19800111

La presente invention a pour objet un dispositif d'alimentation de moteurs en carburant butane pouvant fonctionner dans toutes les conditions de température et notamment à basses tempe ratures, moins de 0 C par exemple. Les gaz de petrole liquéfiés (propane, butane) sort utilisés comme carburant dans de nombreux pays. Ceci présent l'avantage de limiter l'importance des problèmes de pollution et d'améliorer le rendement des moteurs, tout particulièrement en agglomération. Les dispositifs d'alimentation de moteurs en gaz de pétrole liquéfiés existant à l'heure actuelle fonctionnent tous en phase gazeuse, la chaleur nécessaire à la vaporisation étant prélevée sur l'eau de refroidissement du moteur. A toutes fins utiles, on rappelle, ci-dessous, le fonctionnement de tels dispositifs , la description de ce fonctionnement est faite en se référant à la figure 1 jointe, qui représente schématiquement un dispositif de ce type. On a reprssentW, sir la Figure 1, un J?éscrvoîr de carburant lA relié par l'intermédiaire d'un filtre 2A 3 un système 3A de vaporisation du carburant, constitué par un vaporiseur-détendeur, un carburateur 4A relié, d'uns part au système de vaporisation 3A et, d'autre part au moteur proprsment dit 5A , un système d'allumage 6A st destiné à provoquer la combustion du carburant dans le moteur SA et un système de refroidissement du moteur est constitué par une circulation externe d'eau passant au vailale Ues c gindres du moteur SA, puis au voisinage du vaporiseur-déten- deur 3A. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : le gaz de pétrole liquéfié est prélevé à partir du résarvoir 1A par la conduite 8A, passe à travers le filtre 2A, puis est détendu et vaporisé dans le vaporiseur-détendeur 3A à deux étages, La quantité de gaz dans le carburateur 4A dépend de la dépression dans la conduite 9A, cette dépression étant, elle-meme, fonction de la dépression dans le collecteur d'admission du moteur 5A et de l'amplitude d'ouverture du dispositif de vannage 10A. Ce dispositif peut autre commandé mécaniquement par une biellette ou par tout autre système d'asservissement, à dépression par exemple.La chaleur nécessaire pour la vaporisation du gaz ds pétrole liqutifie est prélevée sur l'eau de refroidissement du moteur qui, provenant de la de la conduite 7A, parvient au moteur 5A, en ressort en 11a, puis passe dans le vaporiseur-détendeur 3A. L'eau retourne au circuit de refroidissement du moteur par la conduite 12A. Avec un dispositif tel que décrit ci-dessus, iI est nécessaire que, lors des démarrages moteur froid, le gaz de pétrole liqué-Fié utilisé comble carburant, puisse être sous forme gazeuse à la température ambiante ; il faut également, pendant la période transitoire de nise en action du moteur, que la double détente subie par le carburant ne provoque pas sa reconiensatiun et cela, pour des débit!; pouvant varier, selon les conditions d'utilisation, entre 1,5 et 10 kg/h. nans des conditions de températures inférieures à OOC, seuil le propane présente les caractéristiques de tension de vapeur nécessaires pour obtenir un dénrrage et une mise en action satisfaisants du moteur. Ces opérations s'avèrent impossibles vec du butane seul comme carburant. L'invention a justement pour objet un nouveau dispositif d'alimentation de moteurs pouvant fonctionner dans toutes les conditions de températures et notamment à basses températures, moins de OOC par exemple, grâce auquel on peut utiliser du butane seul comme carburant. Ce dispositif d'alimentation de moteurs en carburant butane pouvant fonctionner à basses températures, conforme à l'invention, est du type de ceux qui comportent un réservoir de carburant liquide relié par l'intermédiaire d'un filtrs à un système de vaporisation dudit carburant liquide, un carburateur relié, d'une part, audit système de vaporisation, d'autre part, au moteur proprement dit, un système d'allumage destiné à provoquer la combusi'lon du carburant dans le moteur et un système de refroidissement du rtnteur proprement dit a l'aide d'une circulation externe d'eau passant au voisinage des cylindres du moteur puis au voisinage du système de vaporisation du carburant. il se caractérise en ce qu'il comporte des moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter le moteur en butane en phase liquide ou en butane en phase gazeuse suivant la température à laquelle est le butane liquide au départ et/ou la température à laquelle est l'eau de refroidissement du moteur au voisinage du système de vaporisation du carburant. Selqn un pramier mode de réalisation de l ' invention. le dispositif comprend un vanne et une pompe montées en série sur un conduit dit- "conduit principal" -à la sortie du réservoir de butane liquide, susceptibleei d'alir-.snter en butane deux qutres conduits dits conduits secandaires", montés sn parallèle sur ledit conduit principal - le premier circuit secondaire comportant une vanne suscep tible de le mettre ou non en communication avec le conduit principal et aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation liquide, - le deuxième conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible de le mettre ou non en communication avec le conduit principal, et un système de vaporisation du butane, ledit deuxième circuit secondaire aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation, pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux, étant constitués par un premier détecteur de température à seuil, placé à proximité du réservoir de butane liquide, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, l'ouverture de la vanne du premier circuit secondaire, et la fermeture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement, et/ou un deuxième détecteur de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, la fermeture de la vanne du premier circuit secondaire et l'ouverture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement. Selon une caractéristique avantageuse de ce mode de réalisation défini ci-dessus, le dispositif comporte en outre des moyens de régulation de la- température du butane gazeux, lors de l'alimantation en butane gazeux, en fonction de la température de l'eau de refroidissement du moteur. De façon plus précise, ces moyens de régulation de la température B 6426-34 HM du butane gazeux sont constitués par un détecteur de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane,ledit détecteur étant susceptible d'agir ou non en fonction de la température enregistrée sur une résistance électrique, placée en série sur le deuxième circuit secondaire à la sortie du système de vaporisation du butane.Ce détecteur de température à seuil peut être constitué, par exemple, par au moins un thermo-contact. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une vanne et une pompe montées en série sur un conduit dit "conduit principal11 à la sortie du réservoir de butane liquide, susceptibles d'alimenter en butane deux autres conduits dits "conduits secondaires" montés en parallèle sur ledit conduit principal - le premier conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible de le mettre ou non en communication avec le conduit principal, et au moins un injecteur à aiguille susceptible d'amener le butane liquide directement à proxi mité des soupapes dans le collecteur d'admission, - le deuxième conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible de le mettre ou non en communication avec le conduit principal, et un système de vaporisation du buta ne, ledit deuxième circuit secondaire aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux étant constitués par un premier détecteur de température à seuil, placé à proximité du réservoir de butane liquide, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, l'ouverture de la vanne du premier circuit secondaire et la fermeture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement, et/ou un deuxième détecteur-de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, la fermeture de la vanne du premier circuit secondaire et l'ouverture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement. Dans ces deux modes de réalisation, le premier détecteur de température à seuil peut être constitué, par exemple, par au moins un thermo-contact, le deuxième détecteur de température à seuil par au moins un thermo-contact, la vanne du premier circuit secondaire et la vanne du deuxième circuit secondaire par des électro-vannes. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend à la sortie du réservoir de butane liquide - un conduit dit conduit principal", ledit conduit principal comportant successivement une première vanne, une pompe, un système de vaporisation du butane, et une deuxième vanne, et ledit conduit principal aboutissant dans une partie du car burateur aménagée de façon à fonctionner en carburation liquide - un, conduit dit "conduit secondaire",- monté en dérivation sur le conduit principal entre la deuxième vanne et la partie du carburateur aménagée de façon è actionner en carburation liquide, ledit conduit secondaire comportant une troisième vanne et ledit conduit secondaire aboutissant dàns une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux étant constitués par la deuxième vanne placée sur le circuit principal et la troisième vanne placée sur le circuit secondaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de trois modes de réalisation du dispositif conforme à l'invention, donnés à titre non limitatif ; cette description est faite en se référant aux trois figures jointes, dans lesquelles la figure 2, la figure 3 et la figure 4 représentent de façon schématique, respectivement, un premier mode de réalisation, un deuxième mode de réalisation et, un troisième mode de réalisation du dispositif considéré. Le dispositif représenté sur la figure 2 comporte, à la sortie du réservoir 1 de butane liquide, un conduit 15 dit "conduit principal" sur lequel sont montées une vanne 13 et une pompe 14 ; aux bornes de la pompe 14 est montée une conduite auxiliaire 16 ou "bypass" montée en dérivation sur le conduit 15. Deux autres conduits 17 et 18 dits "conduits secondaires" sont montés en parallèle sur le conduit principal 15. Le premier conduit secondaire 17 -comporte une électrovanne IS et aboutit dans la partie 20 du carburateur 4 qui est aménagée pour fqnctienner en carburation liquide : c'est-à- dire que cette partie 20 du carburateur comporte Lde façon classique) une cuve 21 à niveau constant, un gicleur 22 et un flot teur 23 ; un papillon 24 permet de régler le passage du mélange air-carburant vers le moteur. Le deuxième conduit secondaire 18 comporte une électrovanne 25, un vaporiseur-détendeur 3, une résistance électrique 28 et aboutit dans la partie 27 du carburateur 4 qui est amé nagée pour fonctionner en carburation gazeuse. Le carburateur 4 est relié au moteur 5 par l'intermédiaire de la tubulure d'admission 28. Deux thermacontacts 23 et 30 sont branchés sur la partie du réservoir 1 qui est "mouillée" par le butane liquide et deux thermocontacts 31 er 32 sont branchés sur l'eau de refroidissement du moteur circulant en 12 au voisinage du vapo-détendeur 3. L'ouverture de la vanne 15 est commandée en actionnant la clef de contact du véhicule. L'ouverture et la fermeture des vannes 19 et 25 sont conditionnées par les thermocontacts 29 et 31. La mise en chauffe de la résistance électrique 26 est conditionnée par les thermocontacts 29, 37 et 32. Les températures de déclenchement des thermocontacts 29 et 30 d'une part, 31 et 32 d'autre part, sont préalablement fixées ; elles peuven-t être, soit les mêmes (auquel cas deux thermocontacts suffisent), sait différentes. A titre d'exemple, on prend dans la description qu suit les valeurs de - OQC pour la température de Ùéclenchement du thermccontact 29, - 1OOC pour la temperature dc déclenchement du thermocontact 30, - 40 C pour la température de dEclenchement-du thermocontact 31, - 2QOC pour la température de déclenchement du thermocontact 32. Le fonctioneement du dispositif est le suivant Dans un premier temps, on examine le cas où la tempé- rature. ambiante est inférieure à 0 C ; - la vanne 13 est ouverte ; le butane liquide contenu dans le réservoir 1 est amené par la pompe 44 dans le conduit 15. La température étant inférieure à 0 C (température de déclen chement du thermocontact 29), l'électrovanne 19 est ouverte et l'électrovanne 25 est fermée : l'alimentation du moteur se fait donc en carSuration liquide par l'intermédiaire du con duit 17 ; - progressivement, l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du vapo-détendeur 3 s'échauffe , lorsqu'elle atteint 40QC (température de déclenchement du thermocontact 313 l'électrovanne 19 est fermée et l'électrovanne 25 est ouverte : l'alimentation du moteur se fait alors en carbura tion gazeuse par l'intermédiaire du conduit 18. Dans un deuxième temps, an examine le cas où la température ambiante est comprise entre OOC et 1000 - la température étant supérieure à OOC (température de déclen chement du thermocontact 29) ltélectrovanne 19 est fermée et l'électrovanne 25 est ouverte : l'alimentation du moteur se fait sn carburation gazeuse par l'intermédiaire du conduit 18.La température de l'eau de refroidissement du moteur, passant en 12 au voisinage du vapo-déwenJerlr 3, étant alors inférieure à 2000 (température de déclenchement du therno cantact 32), la résistance électrique 23 se met en marche et permet ainsi de chauffer suffisamment le butane gazeux sar- tant du vapo-détendeur 3 pour éviter sa recondensation dans la conduite 16 avant d'atteindre la partie 27 du carburateur fonctionnant en phase gazeuse ;; - au bout d'un moment, la température de l'eau de refroidisse- ment, passant en 12, atteint 20 C et la résistance électri- que 26 n'est plus en marche car le butane gazeux sortant du vapo-détendeur 3 est suffisamment chaud. Dans un troisième temps, on examine le cas où la tempé- rature ambiante est supérieure à 100 (température de déclenchement du thermocontact 30J. La pression dans le réservoir I étant suffisante, l'alimentation se fait par la conduite auxiliaire 16. L'électrovanne 19 est fermée et l'électrovanne 25 est ouverte : l'alimentation du moteur se fait en carburation gazeuse par l'interméiaire du conduit 18. Le dispositif représenté sur la figure 3 comporte, à la sortie du réservoir 1 de butane liquide, un conduit 15 dit conduit principal" sur lequel sont montées une electro- vanne 13 et une pompe 14 aux bornes de la pompe est monté un conduit auxiliaire 16. Deux autres conduits 17 et 18 dits "conduits secondaires" sont montés an parallèle sur le circuit principal 15. Le premier circuit secondaire 17 comporte une électrovanne 19 et un injecteur à aiguille 36 permettant d'amener le butane liquide dans le moteur 5 par l'intermédiaire de la tubulure d'admission 28. L deuxième circuit secondaire 18 comporte une électrovanne 25 et, placé en serine derrière cette électro-vanne, un vapo-détendeur 3; il aboutit dans le carburateur 4 aménagé pour fonctionner en carburation gazeuse. Le fonctionnement de ce mode de réalisation du dispo- sitif est analogue a celui décrit précédemment : il existe un ou plusieurs thermocontacts branchés sr la partie du réservoir 1 'mouillée" -par le butane liquide et un ou plusieurs thermocontacts branchés sur l'eau de refroidisseMen du moteur circulant en 12 au voisinage du vapo-détendeur 3. De la même façon que dans le mode de réalisation de la figure 2, suivant les températures enregistrées, on a fonctionnement du carburateur en phase liquide (par l'intermédiaire du conduit 17 et de l'injecteur 363 ou fonctionnement du carburateur en phase gazeuse (par l'intermédiaire du conduit 16) Le dispositif représenté sur la figure 4 comporte, à la sortie du réservoir I de butane liquide, un conduit 15 dit "conduit principal" sur lequel sont montées une vanne 13 et une pompe 14 . aux bornes de la pompe 14 est monté un conduit auxiliaire 16 ou bypass , monté en dérivation sur le conduit 15.Le conduit 15 comporte, après la pompe 14, successivement un vapo-détendeur 3, une vanne à boisseau 32 . ce conduit 15 aboutit dans la partie 20 du carburateur 4 aménagée de façon à fonctionner en carburation liquide. Un deuxième conduit 34 dit "conduit secondaire" est monté en dérivation sur le conduit 15, entre la vanne 33 et la partie 20 du carburateur 4. Ce conduit secondaire 34 comporte une vanne 35 et aboutit dans la partie 27 du carburateur aménagée pour fonctionner en carburation gazeuse. Le fonctiQnnement du dispositif est le suivant L'ouverture de la vanne boisseau 33 ainsi que la pasition du papillon 24 sont solidaires de l'a-ctian sur la pédale de l'accélérateur du véhicule. Lorsque la température ambiante est nffirieure à 0 C, la vanne 35 étant alors ferme, le butane liquide arrive par le conduit 15 dans la parte 20 du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation liquide (voir fonctionna- du mode 13. Au fur et id mesure que l'eau du mqteur s'échauffe (eau qui passe en 12 au voisinage du vapo-détendeur 3) la proportion de vapeur de butane augmente jusqu'à ce qu'il nry ait plus da liquide dans la cuve 21 de la partie 20 du carburatfur aménagée pour fonctionner en carburation liquide. A ce moment là, on ouvre complètement la vanne 35 . l'alimentation est alors réalisée en carburatian gazeuse par l'intermédiaire du conduit 34. Entre O et 10 C, il suffit d'ouvrir partiellement la vanne 35 pour assurer un démarrage et une mise en action satisfaisants. Dans ce cas, la vanne 35 remplit des fonctions analogues à celles d'un starter de moteur à essence. Si la -température ambiante est supérieure d 100C, le démarrage peut se faire directement avec alimentation du moteur en carburation gazeuse : on ouvre immédiatement la vanne 35. Ainsi, grâce au dispositif conforme à l'invention, on peut utiliser du butane comme carburant quelles que soient les conditions atmosphériques du moment. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation de mateurs en carburant butant pouvant fonctionner dans toutes les conditions de températures et notamment à basses températures, à moins de 0 C par exemple, du type de ceux qui comportent un réservoir de carburant liquide relié par l'intermédiaire d'un filtre à un système d vaporisation dudit carburant liquide, un carburateur relié, d'une part, audit système de vaporisation, d'autre part, au moteur proprement dit, un système d'allumage destiné à provoquer la combustion du carburant dans le moteur et un système de refroidissement du moteur proprement dit à l'aide d'une circulation externe d'eu passant au voisinage des cylindres du moteur puis au voisinage du système de vaporisation du carburant, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter ledit moteur en butane en phase liquide ou en butane en phase gazeuse suivant la température à laquelle est le butane liquide au départ et/ou la température à laquelle est l'eau de refroidissement du teur au voisinage du sy.:Pme de vapcrisaticn d carburant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un varne et une pompe montées en série sur un conduit dit "conduit principal" à la sortie du réser- voir de butane liquide, susceptibles d'alimenter en butant deux autres conduits dits "conduits seccindair es", montés en parallèle sur ledit conduit principal, - le premier circuit secondaire comportant une vanne suscep tib de le mettre ou nun en communication avec le conduit prinripal et aboutissant dans une partie du carburateur arréragée de façon à fonctionner n carburation liquide, - le deuxième conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible de le mettre ou non en communication avec le conduit principal et un système de vaporisation du butane, ledit deuxième circuit secondaire aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation, pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux, étant constitués par un premier détecteur de température à seuil, placé à proximité du réservoir de butane liquide, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, l'ouverture de la vanne du premier circuit secondaire, et la fermeture de la vanne du deuxième circuit secondaire,ou réciproquement, et/ou un deuxième détecteur de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, la fermeture de la vanne du premier circuit secondaire et l'ouverture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne et une pompe montées en série sur un conduit dit "conduit principal" à la sortie du réservoir de butane liquide, susceptibles d'alimenter en butane deux autres conduits dits "conduits secondaires" montés en parallèle sur ledit conduit principal - le premier conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible de le mettra ou non en caaracnisation avec le conduit princip2z, et eu moins un injecteur à aiguille susceptible d'amener le butane liquide directement à proxi mité des soupapes dans le collecteur d'admission, - le deuxième conduit secondaire comportant successivement une vanne, susceptible ^de le mettre ou non en communication avec la conduit principal, et un système de vaporisation du buta ne, ledit deuxième circuit secondaire aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner an carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux étant constitués par un premier détecteur de température à seuil, placé à proximité du réservoir de butane liquide, ledit détecteur étant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, l'ouverture de la vanne du premier circuit secondaire et la fermeture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement, et/ou un deuxième détecteur de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane, ledit détecteur tant susceptible de commander, en fonction de la température enregistrée, la fermeture de la vanne du premier circuit secondaire et l'ouverture de la vanne du deuxième circuit secondaire, ou réciproquement. 4. Dispositif selon l'une qualconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier détecteur de température à seuil est constitué par au moins un thermocontact, en ce que le deuxième détecteur de température à seuil est constitué par au moins un thermacontact, et en ce que la vanne du premier circuit secondaire et la vanne du deuxième circuit secondaire sot =nnstites par des électrovannes. 5. Dispositif selon la revendicatian 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de régulation de la température du butane gazeux, lors de l'alimentation en butane gazeux, en fonction de la température de l'eau de refroidissement du moteur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérise en ce que les moyens de régulation de la température du butane gazeux, lors de l'alimentation en butane gazeux, en fonction de la température de l'eau de refroidissement du moteur, sont constitués par un détecteur de température à seuil placé à proximité de l'eau de refroidissement du moteur passant au voisinage du système de vaporisation du butane, ledit détecteur étant susceptible d'agir ou non en fonction de la température enregistrée sur une résistance électrique, placée en série sur le deuxième circuit secondaire à la sortie du système de vaporisation du butane. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur de température à seuil est constitué par au moins un thermo-contact. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend à la sortie du réservoir de butane liquide - un conduit dit "conduit principal". ledit conduit principal comportant successivement une première vanne, une pompe, un système de vaporisation du butane et une deuxième vanne, et ledit conduit principal aboutissant dans une partie du car burateur aménagée de façon à fonctionner en carburation li quide, - un conduit dit "conduit oondaire", monté en dérivation sur le conduit principal, entre la doux4è-.e vanne et la partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carbura tion liquide, ledit conduit secondaire comportant une troi sième vanne et ledit conduit secondaire aboutissant dans une partie du carburateur aménagée de façon à fonctionner en carburation gazeuse, les moyens d'asservissement et de régulation pour alimenter le moteur en butane liquide ou en butane gazeux étant constitués par la deuxième vanne placée sur le circuit principal et la troisième vanne placée sur le circuit secondaire. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au niveau du circuit principal un ensemble d pompage comportant un by-pass et une pompe electrique.