Brevet FR2502698A1 — publié le 19821001

Procédé et dispositif d'alimentation en gaz liquéfié d'un moteur d'un véhicule automobile. La présente invention se rapporte aux procédés d'alimentation en gaz liquéfié des moteurs des véhicules automobiles, aux procédés pour faire fonctionner de tels moteurs et aux dispositifs d'alimentation de ces moteurs. Par gaz liquéfié, on entend, dans le présent mémoire, des hydrocarbures qui, pour être maintenus à l'état liquide à la température ambiante, doivent être conservés sous pression. Ce sont principalement les gaz de pétrole liquéfiés, notamment le propane et le butane, le gaz naturel comprimé et le gaz naturel liquéfié. Ces "gaz" liquéfiés peuvent donc se présenter sous forme gazeuse ou sous forme liquide et l'on différenciera ces deux formes physiques par les expressions "gaz liquéfié en phase liquide" et "gaz liquéfié en phase gazeuse". Il est connu d'alimenter le carburateur d'un moteur à allumage commandé d'un véhicule automobile en gaz liquéfié. Le gaz liquéfié est stocké dans un réservoir sous pression où il se présente suivant les deux phases, la phase liquide inférieure et la phase gazeuse supérieure. On soutire du gaz liquéfié en phase liquide que l'on réchauffe dans un vaporisateur pour le détendre en phase ga;euse et que l'on envoie comme carburant, additionné d'air comburant, dans le carburateur du moteur. Cette alimentation présente beaucoup d'avantages. Elle est économique par le coût du carburant et par son efficacité propre, car l'homogénéisation du mélange d'air et de gaz liquéfié est meilleure que celle de l'air et de l'essence. La carburation ainsi obtenue est moins polluante et, dEté- riorant moins la lubrification du moteur, spécialement à froid, prolonge sensiblement la durée de celui-ci. Mais elle suppose souvent la mise en oeuvre, outre d'un détendeur, parfois à plusieurs étages, d'une chambre de réchauffage, pour éviter le givrage provoqué par la détente. Cette chambre est réchauffée soit par l'eau de refroidissement du moteur, dans le cas d'un moteur refroidi par radiateur d'eau, soit par prélèvement de l'air chaud ou de la chaleur récupérée dans la tubulure d'échappement, pour les moteurs refroidis par air. Le démarrage à froid est difficile. Pour pallier cet inconvénient, on a déjà proposé de soutirer du réservoir, pendant le démarrage à froid, non pas du gaz liquéfié en phase liquide, mais du gaz liquéfié en phase gazeuse provenant du sommet du réservoir. Et cet artifice est d'autant plus justifié que le mélange, obtenu partir de la phase gazeuse supérieure dans le réservoir, est plus pauvre que celui obtenu à partir de la phase liquide inférieure, et que, justement, pour le démarrage à froid, où le moteur n'a pas à vaincre de couple resistant important mais où la vaporisation est difficile à bien réaliser, il vaut mieux que le mélange d'alimentation soit pauvre.On connaît donc déjà un système d'alimentation comprenant un réservoir de gaz liquéfié, deux conduits, l'un débouchant au bas et l'autre au sommet du réservoir, étant entendu que l'on peut aussi soutirer de deux réservoirs distincts, et des moyens pour mettre le carburateur du moteur en communication avec le réservoir, le cas échéant, avec interposition sur le conduit d'un détendeur-vaporisateur et d'une chambre de réchauffage, au choix par l'un de ces conduits ou par l'autre, ou pour interrompre toute communication entre le réservoir et le carburateur. Dans le présent mémoire, on distingue une alimentation en phase gazeuse d'une alimentation en phase liquide suivant que l'on soutire du gaz liquéfié du réservoir en phase gazeuse ou en phase liquide. Dans les deux cas, le gaz liquéfié arrive ensuite au carburateur en phase gazeuse. On a maintenant trouvé que l'on peut diminuer de 30 à 40 % environ la consommation de carburant d'un tel moteur en l'alimentant en phase gazeuse, non seulement pendant le démarrage à froid, mais aussi pendant la marche normale et, de préférence, aussi pendant la marche en ralenti. On ne passe à l'alimentation en phase liquide qu'exceptionnellement pendant les reprises ou les pointes de vitesse, lorsque l'on a besoin d'un mélange plus riche pour obtenir la pleine puissance du moteur. Contrairement à tout ce que l'on pensait jusqu'ici, le mélange pauvre, obtenu par soutirage du carburant du réservoir en phase gazeuse suffit, même pour le fonctionnement en marche normale, parce que les gaz liquéfiés, qui ont des propriétés physiques et physicochimiques différentes de l'essence, se vaporisent mieux, s'homogénéisent mieux à l'air et, surtout, dissolvent moins et diluent moins la pellicule d'huile sur les parois du cylindre, de sorte que les frottements, qui contrarient le mouvement des pistons dans les cylindres, sont diminués. On constate que le mélange. pauvre, provenant de la phase gazeuse du réservoir, suffît pour alimenter correctement le moteur, tant que la vitesse de rotation de celui-ci est inférieure à 3 000 tours à la minute environ. Pour les mêmes raisons que celles qui viennent d'être exposées, on constate aussi, d'une manière surprenante, que l'on peut obtenir un fonctionnement correct au ralenti, sans calage ni cognement pour une vitesse de rotation du moteur inférieure à 400 tours à la minute environ, alors que jusqu'ici, il fallait atteindre au moins le régime de 900 tours à la minute environ. L'économie de combustible est de 1/3 environ pour le fonctionnement au ralenti et la diminution de la vitesse au ralenti permet de disposer d'unc plage de vitesses allant jusqu'à 3 000 tours à la minute environ, assez grande pour la marche normale. On peut mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention à l'aide d'un système d'alimentation classique à double phase, en commandant à la main le passage de l'alimentation en phase gazeuse à celle en phase liquide. Mais, on peut prévoir des dispositifs automatiques. L'invention vise aussi un dispositif d'alimentation en gaz liquéfié d'un moteur de véhicule automobile comprenant un réservoir, deux conduits, l'un débouchant au sommet, l'autre au bas du réservoir et des moyens pour mettre le carburateur du moteur en communication avec le réservoir, au choix par l'un de ces conduits ou par l'autre ou pour interrompre toute communication, caractérisé en ce que ces moyens sont commandés par un organe sensible à un capteur d'une grandeur variant en corrélation avec la vitesse de rotation du moteur. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma d'un dispositif d'alimentation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention ; et Les figures 2 et 3 sont deux schémas de dispositifs d'alimentation suivant l'invention. A la figure 1, un véhicule V automobile a un moteur M à allumage commandé, muni d'un carburateur 1 avec injecteur 2 d'air. Le véhicule V emporte un réservoir 3 de butane liquéfié. Du haut du réservoir 3 part un conduit 4 et du bas un conduit 5, qui mènent tous deux à un détendeur-vaporisateur 6 par des vannes 7, 8 respectives, commandées par un commutateur 9 à trois positions, l'une P1 dans laquelle les deux vannes 7, 8 sont fermées, une autre p2 dans laquelle la vanne 8 est fermée et la vanne 7 est ouverte, une troisième p3 dans laquelle la vanne 7 est fermée et la vanne 8 est ouverte. Le détendeur 6 communique avec le carburateur 1 par un conduit 10 avec injecteur. Le procédé pour alimenter le moteur consiste à manoeuvrer le commutateur 9 au tableau de bord suivant les conditions de fonctionnement du moteur M. Aux figures 2 et 3, la manoeuvre est automatique. A la figure 2, un capteur 11 détecte la vitesse de rotation de l'arbre du moteur et l'envoie à un transducteur 12, qui fournit un signal de tension, proportionnel à la vitesse de rotation, à un comparateur 13 auquel arrive une tension N de référence par une ligne 14. Lorsque le signal de tension dépasse le signal de référence, le comparateur 13 envoie un signal au commutateur 9 qui le fait passer de la position p2 à la position p3. A la figure 3, le capteur 11 détecte la dé pression dans le cylindre du moteur. Des essais effectués sur une voiture Peugeot 505, qui consomme 12 litres aux 100 km, lorsqu'elle est alimentée en gaz de pétrole liquéfié en phase liquide, ont montré que la consommation n'est plus que de 8 litres aux 100 km par alimentation en phase gazeuse. Revendications de brevet 1 Procédé d'alimentation d'un moteur d'un véhicule automobile en gaz liquéfié, le moteur pouvant fonctionner dans des conditions de départ à froid, de fonctionnement au ralenti, en marche normale et en reprise, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter le moteur en gaz liquéfié en phase gazeuse pendant la marche normale. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter le moteur en gaz liquéfié en phase gazeuse pendant le fonctionnement au ralenti. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter le moteur en gaz liquéfié en phase liquide pendant le fonctionnement en reprise. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter le moteur en gaz liquéfié en phase gazeuse tant que le moteur tourne à une vitesse inférieure à 3 000 tours à la minute. 5. Procédé suivant la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il consiste à faire tourner le moteur à une vitesse inférieure à 400 tours à la minute environ pendant le fonctionnement au ralenti. 6. Procédé pour faire fonctionner un moteur d'un véhicule automobile au ralenti, qui consiste à faire tourner le moteur à la vitesse telle qu'elle est définie à la revendication 5. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est un gaz de pétrole liquéfié. 8. Dispositif d'alimentation en gaz liquéfié d'un moteur de véhicule automobile comprenant un réservoir (3), deux conduits (4, 5), l'un débouchant au som met, l'autre au bas du réservoir et des moyens (7, 8) pour mettre le carburateur (1) du moteur en communication avec le réservoir (3) au choix, par l'un dc ces conduits ou par l'autre ou pour interrompre toute com- munication, caractérisé en ce que ces moyens sont com- mandés par un organe (9) sensible à un capteur (11) d'une grandeur variant en corrélation avec la vitessc de rotation du moteur. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la grandeur est la vitesse de rotation du moteur, la dépression du moteur ou la compression des gaz dans le moteur.