Brevet FR2483525A1 — publié le 19811204

La présente invention a trait aux moteurs à combustion interne et concerne les dispositifs pour amener le combustible dans un moteur Diesel. Plus particulièrement, l'invention concerne le dispositif amenant le combustible dans les moteurs Diesel utilisant deux espèces de combustible : combustible lourd ou très visqueux, et combustible léger, ou de basse viscosité. De tels dispositifs doivent assurer la préparation et l'alimentation proprement dite en combustible, ainsi que le passage d'une espèce de combustible à une autre. O lie dispositif est surtout avantageusement applicable à des moteurs Diesel destinés à etre utilisés en qualité de moteurs principaux de propulsion-sur les navires pour la navigation fluviale, lacustre et de cabotage auxquels sont propres des passages fréquents d'un régime à un autre, y compris des arrets de courte durée. L'utilisation des combustibles lourds très visqueux nécessite leur préparation préliminaire consistant en un préchauffage de ce combustible jusQa une certaine température qui permet d-'abaisser- la viscosité aucombus- tible lourd åusqu'-à-une val-eur proche de celle du combustible léger. On connaît un dispositif pour l'alimentation en combustible d'un moteur Diesel (voir P.Pb Botkin et V.A. Somov "Utilisation de combustibles lourds dans des moteurs Diesel marins", éd. Sudpromgiz, 1959, pllil), ce dispositif à circuit unique comportant un réservoir pour combustible lourd et un autre réservoir pour combustible léger, lesdits réservoirs communiquant alternativement par un robinet à trois voies avec le circuit d'amenée de combustible dans le moteur Diesel, contenant une pompe d'alimentation, un préchauffeur de combustible et un filtre. Cependant, étant donné l'alimentation alternative en combustible lourd et léger par les mêmes conduites, une défaillance d'un élément quelconque nécessite l'arrêt du moteur Diesel pour dépannage. En outre-le volume important de combustible dans le dispositif ne permet pas de passer rapidement d'un type de combustible à l'autre, puisque le remplacement d'un combustible par un autre s'effectue graduellement à mesure de l'épuisement du combustible par le moteur Diesel. De plus, un tel dispositif ne permet pas d'effectuer la préparation thermique du combustible lourd pendant le fonctionnement du moteur Diesel sur le combustible léger, puisque dans ce cas il serait nécessaire de pré- chauffer le combustible lourd se trouvant dans le réservoir jusqu'à la température de régime, ce qui pourrait provoquer son inflammation. Puisqu'il n'est pas possible de garder le combustible chauffé jusqu'à la température de régime dans le réservoir, l'automatisation du passage d'un type de combustible à l'autre n'est pas possible. On connaRt aussi un dispositif pour amener le combustible dans nn moteur Diesel (voir P,P,'Botkin et V.A. SomovX "Utilisation de combustibles lourds dans des moteurs Diesel marins-"-, éd. Sudpromgi-sj 1-95W, pp.--112, 115 > comportant un-circuit pour combustible lourd et un autre circuit --pou-r cmbustiblewléger, lesdits circui-ts- communiquant alternativement avec le moteur Diesel par un systèmed'or- ganes de fermeture.Chaque circuit contient un réservoir avec combustible, une pompe d'alimentation, un filtre et des tubulures de connexion. L'existence de deux circuits de préparation des combustibles permet d'effectuer la préparation thermique du combustible lourd pendant le fonctionnement du moteur Diesel sur le combustible léger. L'alimentation en combustible lourd-prechauffé des pompes d'injection et des injecteurs a pour conséquence, à cause de la différence des températures du combustible et de l'appareillage d'injection, une usure excessive dudit appareillage et, dans certains cas, peut produire des grippages et des coincements des couples-de précision avec leur mise hors d'usage consécutive. C'est pourquoi on passe du combustible léger au combustible lourd avec un retard assurant le chauffage des pompes d'injection et des injecteurs jusqu'à une température proche de celle du combustible lourd. Pendant ce temps, le moteur Diesel fonctionne sur le mélange- des combustibles lourd et -léger, la quantité du combustible lourd dans ce mélangé augmentant à mesure que l'appareillage d'injection chauffe. Cependant, un grand nombre d'organes de fermeture (six pour le moins) qu'on doit inverser en cas de remplacement du combustible à amener dans la conduite d'aspiration, diminue la fiabilité du dispositif et complique considerablement la commande de celui-ci à cause de l'exis- tence des éléments d'étanchéité desdits organes de fermeture où des fuites de combustible lourd préchauffé sont possibles. On connaît également un dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel selon le certificat d'auteur URSS NO 619686, ce dispositif étant considéré comme prototype de l'invention. Il contient un circuit pour combustible léger et un autre circuit pour combustible lourd avec un réservoir et une pompe d'alimentation, lesdits circuits communiquant alternativement avec le moteur Diesel et se trouvant en communication avec la conduite d'aspiration des pompes d'injection du moteur Diesel par un système d'organes de fermeture. En outre, le circuit du combustible léger communique avec le moteur Diesel pour refroidir les injecteurs et chauffer les pompes d'injection. Comme on l'a indiqué ce dispositif comporte deux circuits indépendants avec la possibilite de circulation du combustible dans les tubulures de chaque circuit sans que les courants de combustibles se mêlent. Ces circuits communiquent avec la conduite d'aspiration des pompes d'injection du moteur Diesel par six organes de fermeture. En outre, le circuit pour combustible léger sert-à préchauffer ce combustible en le faisant passer à travers des chemises de refroidissement des injecteurs. -Cela permet au démarrage du moteur Diesel à froid surle combustible léger, d'assurer un préchauffage progressif de l'appareillage d'injection par la chaleur évacuée des injecteurs. En même temps, le combustible lourd circulant dans son propre circuit est chauffé à l'aide d'un préchauffeur spécial. Un dispositif automatique approprié contrôle la- température des deux combustibles et fournit, à un moment opportun, la commande de passage du moteur Diesel au combustible lourd. Cependant, un grand nombre d'organes de fermeture rend ce dispositif peu fiable. Chaque organe de fermeture a deux positions : fermée et ouverte. Pour faire passer chacun de ces organes dans l'une de ces positions, un mécanisme de commande est nécessaire auquel un signal de commande est appliqué. En outre, chaque organe de-fermeture est pourvu d'une tige connectant le mécanisme de commande avec l'élément d'actionnement de cet organe. Ces tiges doivent être rendues étanches pour éviter des fuites du combustible s'écoulant à travers ces organes de fermeture. Chaque organe de fermeture contribue à la non-fiabilité du dispositif. En cas de mise hors s-ervice de l'un des organes de fermeture, il se produit un trouble dans le fonctionnement du dispositif, consistant essentiellement en un mélange de divers combustibles, ce qui peut mener à une situation de panne. L'invention vise à-réaliser un'dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel, dans lequel le système d'organes de fermeture est adapté pour assurer une fiabilité de fonctionnement suffisante de ce dispositif, Ce but est atteint au moyen d'un dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel, comportant un circuit pour combustible léger et un autre circuit pour combustible lourd avec un réservoir et une pompe d'alimentation, lesdits circuits communiquant alternativement avec le moteur Diesel et se trouvant en communication par un système d'organes de fermeture avec la conduite d'aspiration du moteur Diesel, ledit -circuit pour combustible léger communiquant en outre avec le moteur Diesel pour refroidir les injecteurs et chauffer les pompes d'injection, dispositif dans lequel selon l'invention, ledit système d'organes de fermeture comporte un élément logique OU dont la sortie est reliée à la conduite d'aspiration du moteur Diesel, un régulateur de pression connecté avec une première entrée de l'élément logique "OU" pour obtenir une pression d'appui et un sélecteur de courant dont l'entrée est reliée à une seconde entrée de l'élément logique "OU" et à la pompe d'alimentation du circuit pour combustible lourd, la sortie dudit sélecteur de -courant étant raccordée au réservoir du circuit pour combustible lourd et produisant un signal à destination de l'élément logique "OU't. li'application, dans le dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel, d'un élément logique s'OUl' en commun avec un régulateur de pression disposé dans le circuit de combustible léger et avec un sélecteur de courant disposé dans le circuit de combustible lourd permet de diminuer le nombre d'organes de fermeture en augmentant ainsi la fiabilité du dispositif. Il est avantageux de réaliser le sélecteur de courant sous la forme d'un distributeur thermique dont la première sortie est connectée avec la seconde entrée de l'élément logique OU, dont la seconde sortie est reliée au réservoir du circuit de combustible lourd et dont l'entrée est reliée à la pompe d'alimentation du circuit de combustible lourd. Cet agencement du dispositif permet d'automatiser le passage d'une espèce de combustible à une autre. L'invention sevra expliquée ci-dessous de façon plus explicite à l'aide de la description d'exempl-es partie culiers de son exécution, -en se référant aux dessins- annexés sur lesquels la Fig. 1 est un schéma de principe du dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel, exécuté selon l'invention ; la Fig. 2 est un schéma d'une modification du dispositif, suivant laquelle le sélecteur de courant est un distributeur thermique. En se référant à la Fig. 1, le dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel comporte un circuit 1 pour combustible léger et un circuit 2 pour comg bustible lourd. lie circuit 1 pour combustible léger comporte un réservoir 3 pour combustible léger et une pompe d'alimentation 4. lie courant de combustible léger passe dans les chemises de refroiaissement des injecteurs (non représentées) du moteur Diesel 5 et à travers un filtre 6 où est effectuée l'élimination des impuretés mécaniques du courant de combustible léger.Après avoir traversé le fil tre 6, le courant de combustible léger peut être canalisé soit vers la première entrée d'un élément logique "OU" 7, soit vers un régulateur de pression 8. lie régulateur de pression 8 produit dans le circuit 1 pour combustible léger une pression d'appui P 1. lie circuit 2 pour combustible lourd comporte un réservoir 9 pour combustible lourd, une pompe d'alimentation 10, un préchauffeur il pour combustible lourd et un filtre 12 pour l'élimination des impuretés mécaniques du combustible lourd préchauffé.Après avoir traversé le filtre 12, le courant de combustible lourd peut être canalisé soit vers l'élément logique "OU" 7, soit vers un sélecteur de courant 13. lie régulateur de pression 8, l'élément logique "OUl' 7 et le sélecteur de courant 13 forment un système d'organes de fermeture. La sortie de 11 élément logique "OU" 7 est connectée à la conduite d'aspiration des pompes d'injection (non représen- tees) du moteur Diesel. A la sortie de la conduitè d'aspiration des pompes d'injection esst-monté un- régulateur de pression 14 qui empêche l'admission du-courantde combustible léger-dans le réservoir 9 de combustible lourd.Un dispositif 15 incorporé au réservoir 9 de combustible lourd'canalise le courant de combustible lourd préchauffé, circulant dans~ la conduite 2, vers la-condu-ite d'aspiration (non représentee) de la pomped'injectlon 10. a Fig. 2 montre un dispositif pour amener le combustible dans un moteur Diesel, dans lequel le sélecteur de courant 13 est un distributeur thermique 16. Tous les autres éléments sont analogues aux éléments de la Fig. 1 et portent les mêmes références. La première entrée du distributeur thermique 16 est connectée, comme le mon- tre la Fig. 2, avec la seconde entrée de l'élément logique "OU" 7, sa seconde sortie étant reliée au réservoir 9 du circuit 2 de combustible lourd. Bsentrée du distributeur thermique 16 est raccordée, par l'intermédiaire du préchauffeur Il et du filtre 12, à la pompe d'alimentation 10. lie dispositif selon l'invention pour amener le combustible dans un moteur Diesel, fonctionne de la manière suivante : lie démarrage du moteur Diesel 5 (Fig.1) s'effectue sur le combustible léger. A ce moment, c'est le circuit 1 de combustible léger qui est utilisé, alors que le circuit 2 de combustible lourd est actionné pour préchauffer le combustible lourd. La pompe d'alimentation 4 prélève du combustible léger dans le réservoir 3 et le refoule à travers les chemises de refroidissement des injecteurs du moteur Diesel 5. En passant dans les chemises de refroidissement des injecteurs, le combustible fait refroidir lesdits injecteurs et se réchauffe en conséquence. Ayant traversé les chemises de refroidissement des injecteurs, le courant de combustible traverse le filtre 6, où il est débarrassé des impuretés mécaniques, et est amené vers l'une des entrées de l'élément logique "OU" 7. Cette entrée de ltélément logique "OU! 7 est en outre connectée avec le régulateur de pression 8 disposé sur la ligne de vidange du combustible dans le réservoir 3 de combustible léger. Le régulateur de pression 8 est réglé à une pression d'appui Pi maintenue dans le circuit 1 pour combustible léger, dans la section entre la pompe d'alimentation 4 et le régulateur de pression 8.Comme il n'y a pas en ce moment de pression à la seconde entrée de l'élément logique "OU 7, le courant de combustible léger, après avoir traversé l'élément logique "OU" 7, est amené dans la conduite d'aspiration des pompes d'injection du moteur Diesel 5 et refoulé par lesdites pompes d'injection dans les cylindres du moteur Diesel 5,où il brule. lie combustible léger pré- chauffé, entrant dans les pompes d'injection, chauffe celles-ci jusqu'à la température de l'ensemble cylindrespistons du moteur Diesel 5. Le régulateur de pression 14, disposé'à la sortie de la conduite des pompes d'injection, produit dans cette conduite une pression P3 plus haute que la pression Pi, de sorte que le courant de combustible léger ne peut pas pénétrer dans le réservoir 9 de combustible lourd. La pompe d'alimentation 4 amène une quantité de combustible dépassant de plusieurs fois la consommation de combustible du moteur Diesel 5 en marche.L'excès de combustible'léger retourne à travers le régulateur de pression 8 dans le réservoir 3 de combustible léger. lie circuit 2 de combus tible lourd fonctionne pendant ce temps de la manière suivante. lie combustible lourd prélevé dans le réservoir 9 de combustible lourd par la pompe d'alimentation iO passe à travers le préchauffeur 11,-où il est chauffé sous l'action d'un agent caloporteur d'un circuit disponible sur le navire, traverse le filtre 12 et arrive au sélecteur de courant 13. À ce moment, le sélecteur de courant 13 est ouvert. La résistance hydraulique de la conduite de retour est négligeable, de sorte que la pression entre le filtre 12 et le sélecteur de courant 13 est plus basse que la pression régnant dans le circuit 1 de combustible léger. De ce fait, l'élément logique "OU" 7 amène le combustible léger vers la conduite d'aspiration des pompes d'injection. lie courant de combustible lourd circule dans le circuit 2 de combustible lourd en se chàuffant graduellement jusqu'à une température à laquelle sa viscosité devient à peu près égale à celle du combustible léger, tandis que le combustible léger chauffe les pompes d'injection. Après que le combustible lourd ait été préchauffé jusqu'à une température prescrite, contrôlée par des éléments thermométriques (non représentés) disposés dans le circuit 2 de combustible lourd, et que l'appareillage d'injection ait été amené à une température déterminée correspondant à la charge du moteur Diesel 5, des éléments sensibles (non représentés) disposés dans le circuit 1 de combustible léger forment un signal de fermeture du sélecteur de courant 13.Après l'arrivée du signal de fermeture du sélecteur de courant 13 et que le régulateur de pression 14 a coupé le retour du combustible lourd dans le réservoir 9, il se produit dans la conduite entre le sélecteur de courant 13 et l'élé- ment logique "OU" 7 une pression P2 qui doit être plus haute que la pression P1 et approximativement égale ou légèrement supérieure à la pression P3. Puisque du côté de l'autre entrée de l'élément logique "OU" 7 agit la pression du combustible lourd P2, plus haute que la pression du combustible léger Pî, l'élément logique "OU" 7 canalise dans la conduite d'aspiration des pompes d'injection le courant de combustible lourd.La pompe d'a-limentation 10 amène elle aussi, une quantité de combustible dépassant considérable ment celle qui est nécessaire pour le fonctionnement du moteur Diesel 5. L'excès de combustible lourd retourne dans le réservoir 9 à travers le dispositif 150 Du fait qu'une partie du combustible lourd a été injectée dans les cylindres du moteur et y a brûlé une quantité égale de combustible lourd est aspirée du réservoir 9 à travers l'extrémité ouverte du dispositif 150 Pendant ce temps, le circuit 1 de combustible léger fonctionne de la manière suivante :Puisque la pression P2 du combustible se trouvant dans le circuit 2 dépasse la pression Pi régnant dans le circuit 1, l'élément logique 'BOU 7 canalise le courant de combustible lourd vers la conduite d'aspiration des pompes d'injection. lie courant de combustible léger est amené du réservoir 3 par la pompe dsali- mentation 4, dans les chemises de refroidissement des injecteurs du moteur Diesel 5, passe à travers le filtre 6 et retourne à travers le régulateur de pression 8 dans le réservoir 3. Pour faire fofrctionner- le moteur Diesel 5 avec le combustible léger, on ouvre le sélecteur de courant-13, le combustible lourd commence à circuler dans le circuit 2 tandis que le combustible léger est amené du circuit 1pour alimenter le moteur Diesel -5. lie fonctionnement du dispositif représenté sur la Fig. 2 ne diffère pas de celui du dispositif de la Fig. 1, excepté les particularités suivantes. lie circuit 2 pour combustible lourd (Fig. 2) fonctionne comme suit : lie courant de combustible est amené par la pompe d'alimentation 10 du réservoir 9 dans le préchauffeur de combustible 11, traverse le filtre 12 et arrive à l'entrée du distributeur thermique 16. A ce dis- tributeur thermique 16 est incorporé un élément thermométrique (non représenté) actionnant le commutateur (non représenté) du distributeur thermique 16.La température du courant de combustible lourd étant au-dessous de la limite inférieure de fonctionnement du distributeur thermique 16, tout le courant de combustible retourne dans le réservoir 9 et circule jusqu'à ce que sa température atteigne la limite inférieure de fonctionnement du distributeur ther mique 16, à la suite de quoi le régulateur (non représenté) du distributeur thermique 16 commence à dériver une partie du courant de combustible lourd à travers l'autre sortie du distributeur thermique 16 vers l'entrée de l'élément logique "QU" 7 associé au circuit 2 pour combustible lourd. A mesure de l'échauffement du courant de combustible lourd dans le circuit 2, l'organe régulateur du distributeur thermique 16 dérive une quantité de plus en plus grande de combustible lourd vers l'entrée de l'élément logique "OU" 7, de sorte que, lorsque la pression P2 entre le distributeur thermique 16 et l'entrée de l'élément logique "OU" 7 dépasse la pression P1 du courant de combustible dans le circuit 1, l'élément logique "OU" 7 canalise le courant de combustible lourd dans la conduite d'aspiration des pompes d'injection (non représentées) du moteur Diesel 5.Pour faire fonctionner le moteur Diesel 5 au combustible léger, il faut mettre-hors- circuit le préchauffeur 11 ou la pompe d'alimentation-10. Dans ce cas, soit le distributeur thermique 16 canalise le courant de combustible lourd dans le réservoir 9, soit ltélément logique "OU" 7, met le circuit 1 pour combustible~leger~a l'alimentation du moteur Diesel 5, du fait que la pression P2 es-t alors inférieure à Comme on le voit, le dispositif suivant l'invention pour amener le combustible dans un moteur Diesel, permet d'améliorer la fiabilité de fonctionnement et de réaliser le passage automatique d'un type de combustible à un autre. REVENDI gTI ONS 1.- Dispositif d'alimentation en combustible pour moteur Diesel du type comportant un circuit de combustible léger et un circuit de combustible lourd ayant un réservoir et une pompe d'alimentation, lesdits circuits communiquant alternativement avec le moteur Diesel et pouvant communiquer par un système d'organes de fermeture avec la conduite d'aspiration du moteur Diesel, ledit circuit pour combustible léger étant en outre en communication avec le moteur Diesel pour refroidir les injecteurs -et préchauffer les pompes d'injection, caractérisé en ce que ledit système d'organes de fermeture comporte un élément logique "DU" dont la sortie est raccordée à la conduite d'aspiration du moteur Diesel, un régulateur de pression connecté avec une première entrée de l'él-ément logique "OU" pour établir une pression d'appui et un sélecteur de courant dont l'entrée est reliée à une seconde entrée de l'élément logique "OU" et à la pompe d'alimentation du circuit de combustible lourd, la sortie dudit sélecteur de courant étant raccordée au réservoir du circuit de combustible lourd. 2.-- Dispositif d'alimentation en combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit sélecteur de courant est un distributeur thermique dont une première sortie est connectée à la seconde entrée de l'élément logique "OU", dont une seconde sortie est reliée au réservoir du circuit de combustible lourd, et dont l'entrée est connectée à la pompe d'alimentation du circuit de combustible lourd.