Brevet FR2967727A1 — publié le 20120525

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ET DE DISTRIBUTION EN CARBURANT D'UN MOTEUR THERMIQUE BI-CARBURANT DE VEHICULE. [0001 La présente invention concerne un dispositif d'alimentation et de distribution en carburant d'un moteur thermique bi-carburant de véhicule, en particulier mais non exclusivement un dispositif d'alimentation et de distribution en carburant d'un moteur thermique de véhicule fonctionnant avec un carburant A (par exemple Essence) et avec un carburant B (par exemple gaz naturel), lequel gaz naturel est désigné « GNV » dans la suite du texte. [0002 Par exemple, les véhicules automobiles à bi-carburation essence/GNV sont réalisés sur la base de véhicules à essence auxquels ont été ajoutés un système d'alimentation en GNV et une centrale électronique d'injection capable de gérer les deux carburants essence et GNV. [0009] L'adaptation d'un moteur thermique essence au carburant gazeux (GNV) entraîne une transformation profonde de l'architecture du moteur. C'est sous la forme d'ensembles conditionnés que la technologie du carburant GNV est implantée sur le moteur thermique ou dans le compartiment moteur du véhicule. [0004] Mais cette implantation n'est pas toujours possible. Le montage des organes liés à l'alimentation et à la distribution du carburant GNV peut s'avérer difficile ou même incompatible avec le volume disponible dans le compartiment moteur. [0005i On a déjà cherché à perfectionner la structure des dispositifs de distribution de carburant des moteurs à combustion interne pour en diminuer l'encombrement. [0006] Ainsi, le document FR 2 664 863 décrit une tuyauterie monobloc destinée à être utilisée dans un système de distribution de carburant de type à injection pour véhicule à moteur. Cette tuyauterie comprend un tube intérieur constituant un conduit haute pression et présentant un premier passage pour l'envoi de carburant d'un réservoir à un cylindre du moteur du véhicule, un tube intermédiaire constituant un conduit basse pression placé radialement à distance du tube intérieur, coaxialement à ce dernier, de manière à former un second passage entre ces tubes pour le retour de la partie inutilisée du carburant dans le réservoir et un tube extérieur constituant un conduit de récupération de vapeur placé radialement à distance dudit tube intermédiaire, coaxialement à ce dernier, de manière à former entre eux un troisième passage pour le retour de carburant vaporisé ou évaporé dans le réservoir. [0007] Toutefois, une telle tuyauterie n'est pas conçue pour alimenter un moteur bi-carburant. [000s] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur thermique bi-carburant, qui présente un encombrement sensiblement identique à celui d'un dispositif classique d'alimentation et de distribution d'un moteur thermique. [000s] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif d'alimentation en carburant, qui soit d'architecture relativement simple, et qui entraîne un allègement de la masse totale du moteur thermique. [oo1oi Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif d'alimentation en carburant, qui soit de conception, de réalisation et de montage simples, et qui soit économique. [oo11] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation et de distribution en carburant d'un moteur thermique bi-carburant, et ce nouveau dispositif est constitué par une rampe d'injection formée de deux chambres distinctes ayant des parois communes. Un premier volume, intérieur, constitue la première chambre pour l'alimentation et la distribution d'un premier carburant A et un espace compris entre un second volume, extérieur au premier volume, et ledit premier volume constitue une seconde chambre pour l'alimentation et la distribution d'un second carburant B. Les deux chambres sont étanches entre elles et chacune des deux chambres communique, par l'intermédiaire de raccords tubulaires sensiblement radiaux, avec un jeu distinct d'injecteurs associés du premier et du second carburant, respectivement. [0012] Les injecteurs du premier et du second carburant peuvent être fixés sur la culasse du moteur thermique, ou bien sur le répartiteur d'admission du moteur thermique. [0013] Les injecteurs du premier carburant présentent une géométrie extérieure qui peut avantageusement être identique à celle des injecteurs du second carburant. [0014] Chaque injecteur est fixé, par une de ses extrémités, dans la partie d'extrémité d'un desdits raccords tubulaires sensiblement radiaux de la rampe d'injection. [0015] Une extrémité de chaque injecteur est maintenue dans la partie d'extrémité d'un raccord tubulaire sensiblement radial de la rampe d'injection, et il est avantageusement prévu, pour chaque injecteur, un joint torique assurant l'étanchéité de la liaison entre le raccord tubulaire et l'injecteur. [0016] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, l'arrivée du premier carburant A est située dans une section d'extrémité de la première chambre et l'arrivée du second carburant B est située dans la section d'extrémité de la seconde chambre qui est opposée à ladite section d'extrémité de la première chambre, c'est-à-dire que l'arrivée du premier carburant est d'un côté de la rampe d'injection tandis que l'arrivée du second carburant est de l'autre côté de ladite rampe. [0017] Toutefois, en variante, l'arrivée du carburant A et l'arrivée du carburant B peuvent être situées d'un même coté de la rampe d'injection. [0018] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, la première chambre est une chambre d'alimentation et de distribution en GNV, tandis que la seconde chambre est une chambre d'alimentation et de distribution en essence. [0019] La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile à moteur thermique bi-carburant, qui présente un dispositif d'alimentation et de distribution en carburant conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : ^ la figure 1 est une vue en perspective d'une culasse de moteur thermique bi-carburant avec le dispositif d'alimentation et de distribution en carburant selon le principe de la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la culasse et du dispositif d'alimentation et de distribution de carburant de la figure 1, selon la ligne 11-11 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'alimentation et de distribution de carburant selon l'invention, représenté sur les figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'alimentation et de distribution de carburant de la figure 3, selon la ligne IV-IV de la figure 3, et - la figure 5 est une vue en perspective, partiellement coupée, du dispositif d'alimentation et de distribution de carburant des figures 3 et 4, avec les injecteurs du premier et du second carburant montés sur la rampe d'injection. [0021] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté la culasse d'un moteur thermique fonctionnant à l'essence et au GNV, référencée 1. [0022] L'alimentation et la distribution des deux carburants du moteur sont réalisées par une rampe d'injection commune, bi-carburant, selon le principe de la présente invention. [0023] Cette rampe d'injection bi-carburant, référencée 5 de manière générale, est formée, comme montré sur les figures 2 à 5, de deux tubes coaxiaux : - un premier tube 20, intérieur, définissant un volume intérieur constituant une première chambre 26 pour l'alimentation et la distribution du GNV, et - un second tube 10, extérieur au premier tube 20, l'espace compris entre le tube intérieur 20 et le tube extérieur 10 constituant une chambre 16 pour l'alimentation et la distribution de l'essence. [0024] Les deux chambres 16 et 26 sont étanches entre elles et communiquent, chacune, avec un jeu distinct d'injecteurs associés, à savoir la chambre 26 avec les injecteurs GNV référencés collectivement IGNV, et la chambre 16 avec les injecteurs essence référencés collectivement IE. [0025] L'arrivée du GNV (flèche « GNV » des figures 1, 3 et 4) dans la chambre 26 se fait par une section d'extrémité 25 du tube intérieur 20, tandis que l'arrivée de l'essence (flèche « E » sur les figures 1, 3 et 4) dans la chambre 16 se fait par une section d'extrémité 15 du tube extérieur 10. [0026] Les injecteurs de gaz naturel IGNv et les injecteurs essence IE peuvent être fixés sur la culasse 1, ou sur le répartiteur d'admission 3. Ils peuvent tous présenter une géométrie extérieure sensiblement identique ou voisine. [oo27] Le montage des injecteurs IGNv et des injecteurs IE est similaire. Une des extrémités de chaque injecteur est montée dans un alésage de la culasse 1, ou dans un alésage du répartiteur d'admission 3, comme mentionné ci-dessus, et l'autre extrémité de l'injecteur est montée dans la partie d'extrémité d'un raccord tubulaire, sensiblement radial, appartenant à la rampe d'injection 5, lequel raccord tubulaire est, de préférence, monobloc avec la rampe d'injection 5. [0028] Un joint torique assure l'étanchéité de la liaison des injecteurs sur les raccords tubulaires. [0029] Ainsi, les trois injecteurs essence IE sont fixés par une extrémité aux raccords tubulaires 11, 12 et 13 qui communiquent avec la chambre 16, tandis que les trois injecteurs de gaz naturel IGNV sont fixés par une extrémité aux raccords tubulaires 21, 22 et 23 qui communiquent avec la chambre 26. [0030] Les références 31 et 32 désignent des pattes de fixation de la rampe d'injection 5, pour la fixation de cette dernière sur la culasse 1 du moteur. [0031] La rampe d'injection 5 peut présenter une forme différente de celle décrite ci-dessus donnée à titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, et être réalisée par des procédés différents, connus, tels que, par exemple, par fonderie, par soudage des éléments constituants, par usinage, etc. [0032] Sur la rampe d'injection 5 peuvent être fixés et intégrés divers appareils nécessaires au fonctionnement bi-carburant, tels que des capteurs de pression, des systèmes de sécurité, des retours de carburant, etc. [0033] La rampe d'injection 5 permet d'alimenter et de distribuer en essence et en GNV les injecteurs spécifiques essence et GNV, respectivement, tout en ayant un encombrement sensiblement du même ordre qu'une rampe d'injection essence classique. Elle est formée d'un corps qui réunit, d'une manière relativement compacte, les deux chambres essence et GNV, étanches entre elles. [0034] Le dispositif de rampe d'injection bi-carburant décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - il permet de simplifier l'architecture générale d'un moteur thermique fonctionnant en bi-carburant, en particulier fonctionnant à l'essence et au GNV, ce qui a pour conséquence de réduire le prix de revient du moteur bi- carburant, - il réduit la masse totale du moteur bi-carburant par la suppression de pièces spécifiques à l'alimentation et à la distribution du carburant GNV, cette réduction de masse ayant pour résultat de réduire la consommation de carburant du véhicule et de diminuer les émissions des gaz polluants, - il est de conception, de réalisation et de montage simples. [0035] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation et de distribution en carburant d'un moteur thermique bi-carburant, caractérisé en ce qu'il est constitué par une rampe d'injection (5) formée de deux chambres, distinctes, ayant des parois communes, un premier volume, intérieur, formant la première chambre (26) pour l'alimentation et la distribution d'un premier carburant A et un espace compris entre un second volume, extérieur au premier volume, et ledit premier volume formant la seconde chambre (16) pour l'alimentation et la distribution du second carburant B, les deux chambres (16, 26) étant étanches entre elles et chacune des deux chambres (16, 26) communiquant, par l'intermédiaire de raccords tubulaires sensiblement radiaux (11, 12, 13 ; 21, 22, 23), avec un jeu distinct d'injecteurs associés (IE, IGNV) du premier et du second carburant, respectivement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les injecteurs (IE, IGNV) du premier et du second carburant sont fixés sur la culasse (1) du moteur thermique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les injecteurs (IE, IGNV) du premier et du second carburant sont fixés sur le répartiteur d'admission (3) du moteur thermique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les injecteurs du premier carburant présentent une géométrie extérieure identique à celle des injecteurs du second carburant. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque injecteur (IE, IGNV) est fixé, par une de ses extrémités, dans la partie d'extrémité d'un desdits raccords tubulaires sensiblement radiaux (11, 12, 13 ; 21, 22, 23) de la rampe d'injection (5). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu pour chaque injecteur (IE, IGNV) un joint torique assurant l'étanchéité. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrivée du premier carburant A est située dans une section d'extrémité (25) de la premièrechambre (26) et l'arrivée du second carburant B est située dans la section d'extrémité (15) de la seconde chambre (16), qui est opposée à ladite section d'extrémité (25) de la première chambre (26). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première chambre (26) est une chambre d'alimentation et de distribution en GNV, tandis que la seconde chambre (16) est une chambre d'alimentation et de distribution en essence. 9. Véhicule automobile à moteur thermique bi-carburant, caractérisé en ce qu'il présente un dispositif d'alimentation et de distribution en carburant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.