Brevet FR2751276A1 — publié le 19980123

L'invention concerne un système d'alimentation en carburant comprenant un réservoir à carburant pour un moteur à combustion interne. Par le document DE 37 25 881 Ai, on connaît un dispositif comprenant un échangeur de chaleur pour chan- ger la température du carburant amené à un moteur à com- bustion interne. On a prévu dans ce dispositif à la fois un espace pour le carburant et un espace pour un réfrigé- rant d'un système frigorifique. On a ainsi la possibilité de changer la température du carburant de la manière dé- sirée, afin d'éviter le risque de formation de bouchons de vapeur dans les conduites de carburant lorsque les températures dans le compartiment moteur sont élevées, ou afin d'empêcher la séparation en flocons de la paraffine, aux basses températures, au cas o le carburant est du gazole. Par le document DE 32 31 881 Ai, on connaît en outre un moteur à combustion interne avec un dispositif pour refroidir le carburant amené au moteur. Ce document prévoit un échangeur de chaleur interposé dans le circuit de refroidissement d'un système de climatisation et pro- duisant un refroidissement chaque fois que le système de climatisation est en service. Cette disposition est cen- sée améliorer la puissance à pleine charge ainsi qu'une réduction des polluants émis. Ces dispositifs ont l'inconvénient que la cha- leur perdue du carburant n'est pas utilisée et ne peut d'ailleurs pas être utilisée parce que la chaleur perdue éventuellement récupérable dans la conduite d'amenée du carburant au moteur est beaucoup trop faible pour une ex- ploitation. Le document DE 32 14 874 C2 décrit un système d'alimentation en carburant avec un réservoir à carburant et un système frigorifique contenant un échangeur de chaleur qui sert d'évaporateur pour refroidir du carburant dans le réservoir. Ainsi est assuré que même des températures extérieures élevées ne puissent pas avoir d'effet nuisible sur le carburant se trouvant à l'intérieur du réservoir. La construction de ce système d'alimentation est cependant très compliquée puisqu'il faut notamment un système frigorifique avec un circuit frigorifique servant de tampon intermédiaire. La chaleur prélevée du carburant est ensuite cédée à l'extérieur. Les moteurs thermiques optimisés pour l'utili- sation ne fournissent pas suffisamment de chaleur perdue par le circuit de refroidissement du moteur. Il faut ce- pendant respecter les prescriptions internationales pour maintenir les vitres exemptes de buée ou de givre. Le con- fort joue en outre un rôle important en une température agréable dans l'habitacle. Afin de pouvoir satisfaire ces exigences, il faut généralement faire appel à des élé- ments chauffants auxiliaires. Or, ces éléments augmentent le prix du véhicule, bien qu'ils soient seulement néces- saires lorsque le moteur tourne au ralenti ou dans la phase d'échauffement. L'invention a donc pour but de créer un dispo- sitif par lequel le système de chauffage d'un véhicule automobile puisse être perfectionné. Conformément à -l'invention, on obtient ce ré- sultat par le fait que, en vue de l'utilisation directe de la chaleur perdue du carburant, le réservoir à carbu- rant est réalisé comme un échangeur de chaleur et incor- poré dans le circuit de refroidissement du moteur à com- bustion interne, ou par le fait qu'un échangeur de cha- leur carburant/eau est incorporé dans la conduite de re- tour de carburant. Dans le cas des systèmes d'injection à rampe de distribution ("Common Rail"), appliqués de plus en plus fréquemment, le carburant est mis par exemple sous une très haute pression et fortement échauffé par la détente consécutive. Or, le carburant se trouvant dans la partie du système d'injection comprenant la rampe de distribu- tion n'est pas nécessaire en totalité pour la combus- tion. Le carburant non brûlé et dont la température continue à être très élevée est renvoyé ensuite à tra- vers une conduite de retour au réservoir à carburant. Grâce à la réalisation selon l'invention du réservoir comme un échangeur de chaleur et à l'incorporation de cet échangeur dans le circuit de refroidissement du moteur à combustion interne, la chaleur perdue du carburant est utilisable directement pour chauffer un véhicule automo- bile. Au lieu de cela, il est possible aussi d'incorporer un échangeur de chaleur carburant/eau dans la conduite de retour de carburant. Une combinaison de ces deux possibi- lités est également concevable pour une exploitation op- timale de la chaleur perdue du carburant. Des modes de réalisation et des développements avantageux de l'invention ressortent de l'exemple de réa- lisation dont le principe est décrit ci-après en réfé- rence au dessin sur lequel: - la figure 1 est une coupe d'un réservoir à carburant selon l'invention, prise suivant la ligne I-I de la figure 2; et - la figure 2 est une coupe du réservoir de la figure 1 prise suivant la-ligne II-II. Les figures 1 et 2 représentent un réservoir à carburant 1 pourvu d'un fond intermédiaire 2 réalisé comme une tôle ou une feuille ondulée de type brise-flot (dispositif employé notamment dans des camions-citernes). Le réservoir 1 et le fond intermédiaire 2 peuvent être en matière plastique ou en tôle métallique. Du carburant 3 se trouve d'un côté du fond in- termédiaire 2. Des raccords 4 pour l'amenée et l'évacua- tion du carburant 3 sont disposés sur les deux côtés du réservoir 1. De l'autre côté du fond intermédiaire 2, se trouve un agent de refroidissement 5, de l'eau par exemple, qui est recyclé par une pompe à eau non repré- sentée embarquée à bord du véhicule, l'agent de refroi- dissement étant contenu dans un système de refroidisse- ment habituel d'un moteur à combustion interne. Pour l'amenée et l'évacuation de l'agent de refroidissement 5, des raccords 6 sont prévus également des deux côtés du réservoir. Le moteur est équipé d'un système d'injection - non représenté - à rampe de distribution dans lequel le carburant est mis sous une pression élevée. La partie du carburant 3 non nécessaire pour la combustion est déten- due, ce qui entraîne son échauffement important, et ren- voyée au réservoir 1. C'est ici que s'effectue un échange de chaleur entre le carburant 3 et l'agent de refroidis- sement 5 à travers le fond intermédiaire 2. Le fond intermédiaire 2 est réalisé de manière qu'une surface aussi grande que possible pour l'échange thermique soit disponible entre le carburant 3 et l'agent de refroidissement 5. Une pompe à carburant 7 est installée à l'inté- rieur du réservoir. A cet effet, le fond 2 est réalisé de manière que la pompe à carburant 7 se trouve au point le plus bas dans le réservoir 1 afin de permettre le vidage complet de celui-ci. - La figure 1 indique en pointillé une autre pos- sibilité pour l'utilisation de la chaleur perdue du car- burant. Un échangeur de chaleur carburant/eau 8 est ins- tallé dans ce cas dans la conduite de retour de carbu- rant, en amont du raccord 4 à travers lequel le carburant 3 est amené au réservoir 1. L'échangeur 8 est intégré dans le circuit de refroidissement du moteur à combustion interne (non représenté). REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation en carburant compre- nant un réservoir à carburant pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que, en vue de l'utilisation directe de la chaleur perdue du carburant, le réservoir à carburant (1) est réalisé comme un échangeur de chaleur et incorporé dans le circuit de refroidissement du moteur à combustion interne. 2. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fond intermé- diaire (2) est agencé dans le réservoir à carburant. 3. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond intermé- diaire (2) est réalisé comme une tôle ou feuille ondulée de type brise-flot. 4. Système d'alimentation en carburant compre- nant un réservoir à carburant pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur carburant/eau (8) est incorporé dans la conduite de re- tour de carburant.