Brevet FR2456223A1 — publié le 19801205

L'utilisation du gas oil dans les moteurs Diesel aux températures voisines de OOC fait apparaitre un certain nombre de problemes de fonctionnement. En effet il se produit une cristallisation au sein du gas oil, qui entraîne un colmatage des différents filtres à combustibles, ce qui. provoque un désamorçage de la pompe à injection et l'arrêt du moteur. Pour remédier à ces inconvénients, on fait évoluer les spécifications du gas oil moteur, telles que : le point de trouble, le point d'écoulement et la température de filtrabilité, en fonction des saisons. L'expérience montre que ces précautions sont insuffisantes pour éliminer tous les problèmes de fonctionnement des véhicules Diesel imputables au carburant, dès que les températures ambiantes sont de l'ordre de - 100C-à OOC. En outre l'slttroduction d'additifs améliorant les caractéristiques des gas oils à froid modifient désavantageusement les prix de revient. La température limite de filtrabilité, qui est la specifi- cation initialement proposée peut effectivement être modifiée par des additifs dont le rôle est de réduire la taille des cristaux de paraffine. On évite ainsi le colmatage des filtres à grosses mailles, de l'ordre de 40 à 50 microns, qui se trouvent dans la crépine d'aspiration par exemple. Mais inversement on accroît le risque de colmatage des filtres fins places avant'la pompe a injection de porositélcomprise entre 5 et 10 microns, les petits cristaux venant alors s'encastrer dans les pores. Pour résoudre ceproblème et pouvoir fonctionner à basse température les utilisateurs n'ont à l'heure actuelle qu'un seul recours : ajouter jusqu'à 20 % de carburant automobile ou de super carburant au gas oil. Il semble malgrè les progrès qui ont été faits dans le domaine des additifs qu'il soit difficile de concevoir des produits qui pour un coût de traitement raisonnable et compatible avec le prix de vente des fuels, puissent réduire la taille des cristaux à des grosseurs inférieures à 5 microns, ou retarder la formation de ceux-ci jusqu'à des températures notablement plus basses par la formation d'un eutectique. La présente invention a pour objet de remédier à ces pro blèmes par un dispositif de recyclage du débit excédentaire de gas oil de la pompe à injection afin de réchauffer le carburant venant du réservoir. Le retour du gas oil excédentaire, dit "débit de balayage" est renvoyé avant le filtre à carburant, à l'aide d'une vanne thermostatique, en vue de réchauffeur et de maintenir le gas oil à une température suffisante pour éviter le colmatage du filtre et éventuellement le décolmater. Ce dispositif se distingue notoirement des dispositifs de réchauffage électriques connus des systèmes d'alimentation en continu des moteurs Diesel, comme on peut le constater par la description et les figures suivantes qui l'illustrent. La fig. 1 - représente un schéma classique d'alimentation en fuel d'un moteur Diesel. La fig. 2 - représente un schéma de principe du recyclage du gas oil de balayage, selon l'invention. La fig. 3 - représente schématiquement un premier mode de réalisa tion de l'invention muni d'une vanne thermostatique. La fig. 4 - représente la vanne distributrice à capsule thermo statique. Les Fig. 4a et 5a représentent le détail de fonctionnement de cette vanne à une température inférieure à 250C. Les Fig. 4b et 5b représentent le détail de fonctionnement de la vanne à une température supéieure à 250C. La Fig.6 - représente schématiquement un 2ème mode de réalisation de l'invention muni d'une électrovanne. La Fig. 7 - représente un 3ème mode de réalisation de l'invention adapté à des conditions de température très basses. La Fig. 8 - représente un schéma de gazeur utilisable dans le 3ème mode de réalisation. Sur les moteurs diesel toutes les pompes à injection sont alimentées par un débit excédentaire de gas oil, qui est recyclé directement au réservoir par les canalisations de retour. Ce débit excédentaire dit débit de balayage a pour objectif de maintenir le gas oil injecté à une température acceptable, mais aussi et surtout d'assurer le refroidissement de la pompe à injection et de la maintenir à une température normale de fonctionnement. Comme ont peut le voir sur la figure 1, la pompe à injection à distributeur rotatif 1, est précédée d'un filtre à combustible 2,. Le retour des fuites, 3, aux injecteurs 4, et du débit de balayage 7 de la pompe se fait directement au réservoir 5 - Le carburant est remis en circulation par la pompe d'alimentation et le filtre 6. Aux basses températures de fonctionnement lorsque le gas oil se trouve à une température inférieure à celle du point de trouble, compte-tenu de la configuration de ce circuit, le colmatage du filtre par les paraffines est d'autant plus rapide que ce débit de balayage est important. A l'heure actuelle pour résoudre ce problème il existe des solutions qui consistent à réchauffer au niveau des filtres le gas oil à une température supérieure à son point de trouble pour solubiliser les paraffines Aucune de ces solutions n'est utilisées,en'série car elles sont relativement onéreuses à l'installation, et, nécessitent une augmentation de la puissance électrique du circuit. Selon l'invention, on recycle le gas oil du débit de balayage 7 qui s'est réchauffé par passage dans la pompe, 1, en amont du filtre, 2, ce qui se traduit par une réduction importante du débit de gas oil, 9, pompe directement dans le réservoir. Seule la quantité de gas oil consommée par le moteur provient du réservoir 5. D'autre part le débit de balayage 7, se réchauffant par passage dans la pompe à injection 1 atteint rapidement une température suffisante pour solubiliser les paraffines qui se sont déposées sur le filtre et amener le gas oil provenant du réservoir à une température supérieure à son point de trouble.Mais une solution telle que représentée Fig. 2 est à proscrire car tout en résolvant le problème de fonctionnement aux basses températures, elle entraînerait aux températures supérieures 20-250C un échauf ferment excessif de la pompe à injection, préjudiciable à sa longé vité. Selon un premier type de réalisation de l'invention représenté figures 3, 4 et 5, on prévoit un retour au réservoir 5 du débit de balayage, 7, de la pompe à injection, 1, dès que la température du gas oil atteint 25 à 300C. Pour ce faire on monte une régulation d'ouverture par capsule thermostatique, 12, de la vanne distributrice, 8. Pour une température inférieure à 25"C,figures 4a et 5a, le débit de balayage, 7, est totalement recyclé vers le filtre, 2, par, 11, et mélangé au gas oil provenant du réservoir, 9. Après un court temps de fonctionnement du moteur, le gas oil provenant du débit de balayage, 7, aura atteint une température suffisante pour que, mélangé au gas oil, 9, provenant du réservoir il soit aux environs de 250C. L'élément thermostatique,l2, régule alors le débit de balayage, 7, maintenant la temuérature constante, en recyclant une plus ou moins grande quantité de gas oil au réservoir 10. Pour les températures supérieures à 250C (figures 4b et 5b) l'élément thermostatique, 12, qui peut être une capsule de cire qui se dilate par liquéfaction sous l'effet de la chaleur et qui actionne un piston, 13, se trouve dans une position telle que le débit de balayage, 7, est totalement recyclé par, 9, au réservoir, comme dans la figure 2. Ce mode de réalisation permet de s'affranchir totalement des problèmes de colmatage du filtre par les paraffines et autres incidents aux températures inférieures à OOC et d'assurer sans intervention un fonctionnement parfait de l'ensemble filtre pompe à injection dès que la température du gas oil est supérieure à 250C. Expérimenté sur un moteur diesel équipé d'une pompe à injection rotative ce mode de réalisation a permis de ibnctionner correctement à - 10 C avec un gas oil "été" présentant un point de trouble de + 5 C ; dans les mêmes conditions, avec la configuration d'origine du circuit de combustible, ce moteur n'a fonctionné que 5 minutes, les filtres s'étant totalement colmatés. Avec un gas oil "hiver" présentant un point de trouble de + 20C et une température limite de filtrabilité de - 70C un moteur Diesel sans dispositif conforme à l'invention, fonctionne à des températures ne descendant pas au dessous de-5 C. Le même moteur muni du dispositif conforme à l'invention fonctionne à des tempé- ratures pouvant descendre jusqu'à -200C. Selon un second mode de réalisation de l'invention repre- senté figure 6, on modifie la commande de la vanne de recyclage du débit de balayage provenant de la pompe à injection. On utilise en effet une électrovanne, 14, asservie, à un ensemble de régulation électronique commandé par une sonde de température,15, placée dans le gas oil à l'entrée du filtre, 2, comme l'était la vanne thermostatique. On obtient avec ce second mode de réalisation d'aussi bons résultats qu'avec le premier, mais il s'adapte mieux a certains types de moteurs. Un troisième type de réalisation schématisé dans les figures 7 et 8 s'applique particulièrement aux moteurs fonctionnant dans des conditions de température anormalement basses, et ou la solution du recyclage des débits de balayage ne permet pas d'arriver à un réchauffement suffisant du gas oil à l'entrée du filtre. La solution consiste alors à recycler à cette entrée les débits de retour totaux, c'est-à-dire débit de balayage de la pompe a injection et débit retour des injecteurs,4, ces derniers ayant un niveau de température bien supérieur à celui du débit de balayage. Ce recyclage peut être commandé par l'un ou l'autre des systèmes décrits précédemment. Cette solution nécessite pour assurer un bon fonctionnement de l'injection la pose d'un dégazeur 20, sur la ligne de retour des débits de fuite injecteurs, schématisé dans la fig.8,où,16, représente le retour des fuites d'injecteurs, 17, un flotteur à pointeau ,18 l'échappement des gaz et 19, la sortie du gas oil dégazé. Pour les véhicules dit grand froid, avantageusement l'une des trois solutions décrites précédemment pourra être utilisée pour être associée au réchauffage électrique des lignes à combustible, en effet, l'association du dispositif au système de réchauffage électrique permettrait de réduire la puissance électrique nécessaire, dans la mesure où le dispositif permet de limiter aux basses températures la quantité de gas oil froid provenant du réservoir à la quantité consommée par le moteur. Les différents modes de réalisation de l'invention sont utilisables sur tous les moteurs Diésel équipant les véhicules particuliers ou utilitaires sans avoir à modifier les caractéristiques du gas oil.L'intérêt de ce dispositif est de limiter le volume de gas oil provenant du réservoir à la quantité strictement consommée par le moteur et d'éviter tout risque de colmatage des filtres sans modifier les caractéristiques du gas oil. REVEND .TIONE 1 - Dispositif améliorant le fonctionnement des moteurs Diésel aux températures à -50C sans modifier les caractéristiques spéci fiques du gas oil caractérisé en ce qu'on réchauffe le gas oil par recyclage du débit de balayage de pompe à injection auquel s'ajoute,aux très basses températures, les débits de fuites injecteurs, en amont du filtre à combustible, le recyclage étant commandé par un système thermostatique à régulation, en fonction de la température du gas oil, placé à l'entrée du fibre à combustible, le retour au réservoir des débits de balayage et de fuite étant assuré dès que la température du gas oil étteint 250C. 2 - Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le recy clage est commandé par une vanne thermostatique à régulation par capsule de cire. 3 - Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le recy clage est commandé par un élément thermoélectrique tel qu'une électrovanne asservie à un ensemble de régulation électroni que commandé par une sonde de température placée dans le gas oil à l'entrée du filtre. 4 - Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce qu'on intercale un dégazeur dans le circuit des débits de fuite des injecteurs. 5 - Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est associe à un traçage par résistance électrique pour les véhicules dit grand froid.