Brevet FR2543618A1 — publié le 19841005

Dispositif pour l'alimentation de moteurs Diesel à basse température La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'alimenter des moteurs Diesel y compris lorsque la température ambiante est égale ou inférieure au point de trouble du gazole utilisé. On sait qu'à basse température, les cristaux de paraffine que contient le gazole peuvent s'agglomérer, ce qui les empêche de passer à travers le filtre du carburant ; un certain temps après le démarrage, ils obstruent donc partiellement ou totalement le filtre, ce qui provoque une réduction ou une coupure de l'alimentation. Les principales solutions adoptées jusqu'à présent pour éliminer cet inconvénient sont les suivantes 1. approvisionner le marché en gazole d'été et gazole d'hiver. Cette solution ne pourra pas être maintenue longtemps, en raison de la demande toujours croissante de kérosène (contenu dans le gazole d'hiver) pour d'autres usages, ainsi qu'en raison de l'augmentation de la demande de gazole en chiffres absolus L'addition de kérosène a également des contre-indications pratiques, telles que l'accroissement du point de feu, la réduction de la puissance et de la vie moyenne du moteur. 2. Ajouter au gazole un additif pour améliorer la viscosité qui agit sur les cristaux de paraffine au moment de leur formation, en limitant leurs dimensions, de manière à permettre leur passage à travers les mailles du filtre. Cette pratique n'est pas appliquée de manière générale et son efficacité dépend du type de filtre monté sur le moteur et du type de gazole utilisé (son origine). D'autres solutions ont été adoptées par les constructeurs de moteurs Diesel, à savoir 1. Montage du filtre de gazole dans une zone protégée du logement moteur. 2. Chauffage du filtre par des résistances électriques. 3. Chauffage du filtre au moyen du liquide de refroidissement du moteur. Sur ces trois solutions adoptées par les constructeurs, la solution i ne résout pas totalement le problème, la solution 2 nécessite l'installation de batteries plus grandes et entraîne une consommation d'énergie de la batterie, précisémentaumomentoùcelle-ci devrait être utilisée le moins possible pour fournir de l'énergie au démarreur, et la solution 3 est souvent limitative dans la mesure où le temps nécessaire au chauffage de la masse de liquide de refroidissement peut être supérieur au temps nécessaire pour que les cristaux de paraffine obstruent totalement le filtre. Le dispositif faisant l'objet de la présente invention élimine les inconvénients ci-dessus en utilisant les gaz d'échappement du moteur pour le chauffage. La solution de ce problème a été suggérée par la considération qu'au moment de la mise en route, on dispose immédiatement d'une source de chaleur à haute température constituée par la masse des gaz d'échappement. Ces gaz, prélevés directement au pot d'échappement, passent à travers une soupape d'étranglement, avant d'être acheminés jusqu'à la paroi extérieure du filtre du gazole. Le réglage par étranglement du flux de gaz est rendu nécessaire par le fait que pour un fonctionnement optimal, il convient d'éviter que la température du gazole n'excède des valeurs trop importantes (en général 30 à 400C). La description qui va suivre du dispositif faisant l'objet de la présente invention est faite par référence à la Figure 1. Le carburant contenu dans le réservoir 1 est pompé dans le filtre 3 par la pompe d'alimentation 2. Le filtre est enveloppé d'une double paroi, lisse ou à ailettes, dans l'espace libre 4 duquel débouche la tuyauterie 5 amenant les gaz d'échappement provenant du moteur 6. Après avoir cédé de la chaleur au carburant qui parcourt le filtre, les gaz s'échappent par le tuyau d'échappement 7. Le carburant sort du filtre à une température croissante et égale, en régime, à la température de réglage (soit en général 30 à 400C) ; la pompe d'injection 8 et les injecteurs 9 alimentent le moteur en carburant. La température du carburant est maintenue à la valeur souhaitée au moyen du système TC de oentrôle de température monté à la sortie du filtre. Le TC agit sur le débit des gaz d'échappement au moyen d'une soupape FRC placée sur la tuyauterie 5. Le système de contrôle de la température peut être soit automatique, au moyen du système TC-FRC, soit manuel. Il est nécessaire que la température d'alimentation soit maintenue dans les limites optimales, une augmentation de celle-ci au-delà de ces limites, entraînant une réduction du rendement du moteur ainsi qu'une plus grande usure du système d'injection. Dans des conditions ambiantes très sévères, le chauffage au moyen des gaz d'échappement, peut être étendu à un réservoir auxiliaire d'une contenance de 4 à 5 litres, alimenté par gravité, à partir du réservoir principal, avec calorifugeage du tronçon de conduit compris entre ledit réservoir et la pompe d'alimentation. Afin de faciliter la compréhension des caractéristiques de la présente invention et de ses avantages par rapport à l'état de la technique, nous rapportons ci-après quelques essais expérimentaux comparatifs. Les essais ont été effectués avec une voiture Diesel Mercedes, modèle 240 D, utilisant un gazole du commerce aux caractéristiques suivantes point de trouble : - 20C. C.F.P.P. point de colmatage filtre froid : 50C point d'écoulement : - 90C. EXEMPLE 1 Essai de fonctionnement à froid ; on entend par fonctionnement la température minimale de conditionnement du gazole à laquelle la voiture fonctionne sans inconvénient (exemple : encrassement du filtre moteur, ...). Les résultats de cet essai sont indiqués sur la Figure 2 dans laquelle la ligne A se réfère à la voiture avec équipement standard, la ligne B à la voiture équipée d'un dispositif de chauffage du gazole par résistances électriques, du commerce ; la ligne C se réfère à la voiture équipée d'un dispositif de chauffage utilisant l'eau de refroidissement, tandis que la ligne D se réfère à la voiture équipée du dispositif suivant l'invention. Il est significatif de constater que le dispositif suivant l'invention permet un fonctionnement à une température inférieure au point d'écoulement du gazole. Cette constatation doit par ailleurs être mise en relation avec le fait qu'une partie du gazole pompé est recyclée, et renvoyée vers le réservoir lorsqu'il est en excès. EXEMPLE 2 Les références aux équipements de l'exemple précédent restant les mêmes, on a déterminé les variations de la température du gazole dans le filtre et dans le réservoir par rapport au temps de fonctionnement, et en particulier les augmentations AT = (Ttl - Tto) en OC. Ces courbes sont représentées sur la Figure 3 où les lignes continues indiquent les températures des filtres et les lignes en pointillés les températures dans les réservoirs. On note que le dispositif suivant l'invention permet une réponse en AT extrêmement rapide, ce qui assure une bonne fluidité du gazole dès les premières minutes de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à l'alimentation des moteurs Diesel à basse température, caractérisé en ce que le carburant, provenant du réservoir(l)etdela pompe d'alimentation, traverse un filtre (3) entoure d'uns double paroi, dans l'espace libre duquel sont acheminés les gaz d'échappement du moteur qui amènent le carburant à la température optimale (généralement comprise entre 30 et 400C). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du carburant à la sortie du filtre est maintenue à la valeur optimale (généralement entre 30 et 400C)par un système TC de oentrole de température monté à la sortie du filtre, qui agit, automatiquement ou manuellement, sur le débit des gaz d'échappement du moteur, ne laissant passer que la quantité de gaz nécessaire pour que le carburant atteigne la teppErature soul?aitée et s'y maintienne; 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage au moyen des gaz d'échappement- est étendu à un réservoir auxiliaire de carburant d'une contenance de 4 à 5 litres, alimenté par gravité à partir du réservoir principal, avec calorifugeage du tronçon de conduit compris entre ledit réservoir et la pompe d'alimentation.