Brevet FR3008140A1 — publié le 20150109

DISPOSITIF D'AJOUT D'UN ADDITIF A UN CARBURANT Domaine technique de l'invention pool La présente invention se rapporte au domaine des carburants pour moteur à combustion interne. Arrière-plan technologique [0002] Le remplacement des carburants essence et diesel issus de ressources fossiles telle que le pétrole pour assurer les futurs besoins en énergie constitue une préoccupation essentielle. Les biocarburants constituent un substitut à ces carburants à base de pétrole. Par biocarburant il faut entendre les carburants utilisant comme matière première des produits issus de la culture ou de l'élevage, c'est-à-dire renouvelables. [0003] L'éthanol est connu pour être un de ces biocarburants. L'éthanol est largement produit à partir d'une matière première végétale contenant du sucre tel que la betterave sucrière, la tige de canne à sucre, les fruits, les grains de maïs ou de blé. L'éthanol peut encore être produit à partir de lignocellulose. [0004] L'usage de l'éthanol dans les moteurs à combustion interne à allumage par compression encore désigné moteur Diesel ne fonctionne pas tel quel. En effet, la résistance à l'auto-allumage par compression de l'éthanol est élevée, par conséquent un moteur Diesel alimenté en éthanol pur ne fonctionne pas. [0005] Il est connu du document EP2204433A1 d'ajouter à l'éthanol un additif en quantité déterminée qui permet d'en augmenter l'indice de cétane et donc de permettre l'allumage par compression. Cependant, l'utilisation d'éthanol ainsi additivé requiert de modifier les pompes distributrices d'éthanol existantes, ou d'en ajouter de nouvelles spécialement adaptée à l'éthanol additivé, ce qui représente des coûts d'aménagement d'infrastructures élevés. [0006] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de pouvoir disposer d'éthanol additivé de sorte à pouvoir être utilisé dans des moteur Diesel sans remettre en cause l'infrastructure de distribution des carburants existante. [0007] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un dispositif d'ajout d'un additif à un carburant de base comprenant : - un réservoir d'additif, - des moyens d'injection de l'additif au carburant de base, les moyens d'injection étant reliés au réservoir d'additif par une conduite d'alimentation, - des moyens de commande des moyens d'injection d'additif, le dispositif comprenant encore : - des moyens de mesure de la quantité de carburant de base fournie lors d'un approvisionnement de ce carburant, - des moyens de détermination de la quantité d'additif à injecter en fonction de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement. [000s] De préférence, le dispositif comprend des moyens de détermination de la durée de l'approvisionnement. [0009] Dans une variante, les moyens de mesure comprennent une sonde magnétique. [001 0] L'invention porte aussi sur un ensemble comprenant un réservoir de carburant équipé d'un embout d'approvisionnement en carburant de base, et comprenant un dispositif d'ajout d'un additif audit carburant selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites, les moyens de mesure étant disposés sur l'embout d'approvisionnement et les moyens d'injection étant reliés au réservoir de sorte à injecter l'additif directement dans ledit réservoir. [001 1] De préférence, l'embout comprend un volume de tranquillisation placé en amont des moyens de mesure. [0012] Dans une variante, l'ensemble comprend des moyens de fermeture de l'embout et des moyens de détection de la fermeture de l'embout. [0013] Dans une variante encore, le carburant de base comprend de l'éthanol pur ou hydraté, et l'additif est destiné à former avec le carburant de base un carburant final compatible avec un moteur à allumage par compression. [0014] L'invention porte aussi sur un véhicule à moteur Diesel comprenant un ensemble selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. [0015] L'invention porte enfin sur un procédé d'ajout à de l'éthanol d'un additif destiné à rendre l'éthanol compatible avec un moteur à allumage par compression comprenant : - une étape de détermination d'une quantité d'éthanol fournie dans un réservoir lors d'un approvisionnement en éthanol, - une étape de détermination de la quantité d'additif à ajouter à l'éthanol, - une étape d'injection de l'additif dans le réservoir. [0016] De préférence, le procédé comprend une étape de détermination de la fin de l'approvisionnement préalablement à l'étape d'injection de l'additif. Brève description des dessins [0017] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci- après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation préféré d'un ensemble comprenant un dispositif d'ajout d'un additif à un carburant selon l'invention. - La figure 2 illustre sous forme d'algorithme un mode de réalisation du procédé d'ajout d'additif au carburant selon l'invention. Description détaillée [0018] La figure 1 est présente un mode de réalisation préféré de l'invention. Sur la figure 1 est présenté un ensemble comprenant un dispositif d'ajout d'un additif à un carburant de base. Une fois l'additif ajouté au carburant de base, le mélange obtenu forme le carburant final approprié au fonctionnement d'un moteur. L'invention convient particulièrement dans le cas de l'éthanol pur comme carburant de base, et d'un additif, à l'exemple de celui divulgué dans le document EP2204433A1, destiné à former par mélange avec l'éthanol un carburant final compatible avec un moteur à allumage par compression, tel qu'un moteur de type Diesel. Comme déjà vu, l'éthanol seul n'est pas approprié au fonctionnement moteur à allumage par compression. Le mélange de ces deux composants permet d'obtenir un substitut au diesel d'origine pétrolier. Le carburant de base peut être un éthanol hydraté, c'est-à-dire qu'il contient quelques pourcent d'eau, environ 7 %. Un tel ensemble convient donc parfaitement pour équiper un véhicule, par exemple un véhicule automobile, à moteur Diesel. [0019] Plus précisément, le dispositif d'ajout de l'additif au carburant de base se compose d'un réservoir 4 d'additif et de moyens 7 d'injection de l'additif au carburant de base. Les moyens 7 d'injection sont reliés au réservoir 4 d'additif par une conduite 8 d'alimentation. [0020] Les moyens 7 d'injection de l'additif sont pilotés en ouverture et fermeture à partir de moyens 6a de commande. Ces moyens 6a de commande peuvent être intégrés à une unité de contrôle électronique 6. Les moyens 7 d'injection peuvent être pilotés par les moyens 6a de commande au moyen d'un signal en modulation de largeur d'impulsions, (communément désigné signal PWM pour Pulse Width Modulation en anglais). [0021] Afin de connaitre la quantité d'additif à ajouter lors d'une opération d'approvisionnement en carburant de base, le dispositif de l'invention comprend encore des moyens 5 de mesure de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement de ce carburant. Les moyens 5 de mesure comprennent de préférence une sonde de mesure sans contact, tel qu'une sonde magnétique. [0022] Le dispositif de l'invention comprend encore des moyens, 6b, de détermination de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement. A cet effet, le dispositif peut comprendre, afin de déterminer le volume d'approvisionnement de carburant de base, des moyens, 6e, de détermination de la durée de l'approvisionnement, par exemple une minuterie. Le dispositif de l'invention comprend encore des moyens, 6f de détermination de la quantité d'additif à injecter en fonction de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement. [0023] Afin de prévenir un défaut de remplissage en additif, le réservoir 4 d'additif peut être équipé d'un capteur 11 de niveau relié à des moyens 6d de détection du niveau d'additif. [0024] Les moyens, 6b, de détermination de la quantité d'additif à injecter, les moyens 6d de détection du niveau d'additif et les moyens, 6e, de détermination de la durée de l'approvisionnement peuvent être intégrés à l'unité de contrôle électronique 6. [0025] L'ensemble de l'invention, en plus du dispositif précité dispose d'un réservoir 1 destiné à stocker le carburant de base. Le réservoir 1 est équipé d'un embout 2 ou goulotte d'approvisionnement de ce carburant de base. Dans cet agencement, les moyens 5 de mesure sont disposés sur l'embout 2 d'approvisionnement, de sorte à ne prendre en compte que le carburant de base amené dans le réservoir 1, indépendamment du carburant éventuellement présent dans le réservoir 1. Dans cet agencement toujours, les moyens 7 d'injection sont reliés au réservoir 1 de sorte à injecter l'additif directement dans ledit réservoir 1. [0026] Afin de d'absorber les variations de débit d'approvisionnement en carburant de base, l'embout 2 d'approvisionnement peut comprendre un volume 3 de tranquillisation. Le volume de tranquillisation, est placé en amont des moyens 5 de mesure, afin que ce dernier puisse effectuer une mesure sur un débit le plus constant possible. Dans l'embout 2, l'amont et l'aval sont définis relativement au sens d'écoulement du carburant de base vers le réservoir 1. [0027] L'ensemble de l'invention peut encore comprendre des moyens 9 de fermeture de l'embout 2, des moyens de détection de la fermeture de l'embout 2. Les moyens de détection de fermeture de l'embout 2 peuvent être composés de moyens 10 de détection de la position des moyens 9 de fermeture ainsi que de moyens 6c de détermination de la position des moyens 9 de fermeture. Les moyens 6c de détermination de la position des moyens 9 de fermeture opèrent à partir du signal délivré par les moyens 10 de détection de la position des moyens 9 de fermeture. Les moyens 6c de détermination de la position des moyens 9 de fermeture peuvent être intégrées à l'unité de contrôle électronique 6. [0028] La figure 2 reprend sous forme de logigramme la procédure d'ajout à de l'éthanol d'un additif destiné à rendre l'éthanol compatible avec un moteur à allumage par compression. [0029] En référence à la figure 2, à l'étape 20 on détermine la quantité d'éthanol fournie dans le réservoir 1 lors d'un approvisionnement en éthanol. La quantité d'éthanol approvisionnée est déterminée par les moyens 5 de mesure et les moyens 6b de détermination de détermination de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement. [0030] A l'étape 21, on détermine la quantité d'additif à ajouter à l'éthanol. La quantité d'additif est obtenue par les moyens 6f. La quantité d'additif à ajouter peut être obtenue par une cartographie mémorisée, par exemple dans l'unité de contrôle électronique 6, et établissant la quantité d'additif à ajouter en fonction de la quantité de carburant de base ajouté lors de l'approvisionnement. [0031] A l'étape 23, on injecte l'additif dans le réservoir 1, grâce aux moyens d'injection commandé par les moyens 6a de commande. [0032] L'injection d'additif peut ne pas se faire en parallèle de l'approvisionnement en carburant de base mais ultérieurement. Dans ce cas, il est prévu préalablement à l'étape 23 d'injection, une étape 22 dans laquelle on détermine la fin de l'approvisionnement. De préférence, la fin de l'approvisionnement est déterminée à partir de la détection d'une obturation de l'embout 2 par les moyens 9 de fermeture. [0033] Cette invention permet à des moteurs à allumage par compression, par exemple de type Diesel, de fonctionner à partir d'un carburant de base disponible en réseau de distribution, mais pas compatible avec le fonctionnement d'un tel moteur. Cette invention facilite l'usage d'un biocarburant en substitution d'un carburant d'origine pétrolière, avec des effets bénéfiques sur les émissions de gaz carbonique et les émissions de dioxyde d'azote. REVENDICATIONS1. Dispositif d'ajout d'un additif à un carburant de base comprenant : Un réservoir (4) d'additif, Des moyens (7) d'injection de l'additif au carburant de base, les moyens (7) d'injection étant reliés au réservoir (4) d'additif par une conduite (8) d'alimentation, - Des moyens (6a) de commande des moyens (7) d'injection d'additif, Caractérisé en ce qu'il comprend encore : - Des moyens (5) de mesure de la quantité de carburant de base fournie lors d'un approvisionnement de ce carburant, - Des moyens (6f) de détermination de la quantité d'additif à injecter en fonction de la quantité de carburant de base fournie lors de l'approvisionnement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (6e) de détermination de la durée de l'approvisionnement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (5) de mesure comprennent une sonde magnétique. 4. Ensemble comprenant un réservoir (1) de carburant équipé d'un embout (2) d'approvisionnement en carburant de base, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'ajout d'un additif audit carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, les moyens (5) de mesure étant disposés sur l'embout (2) d'approvisionnement et les moyens (7) d'injection étant reliés au réservoir (1) de sorte à injecter l'additif directement dans ledit réservoir (1). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'embout (2) comprend un volume (3) de tranquillisation placé en amont des moyens (5) de mesure. 6. Ensemble selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (9) de fermeture de l'embout (2) et des moyens de détection de la fermeture de l'embout (2). 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le carburant de base comprend de l'éthanol pur ou hydraté, et en ce que l'additif estdestiné à former avec le carburant de base un carburant final compatible avec un moteur à allumage par compression. 8. Véhicule à moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 7. 9. Procédé d'ajout à de l'éthanol d'un additif destiné à rendre l'éthanol compatible avec un moteur à allumage par compression caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape (20) de détermination d'une quantité d'éthanol fournie dans un réservoir (1) lors d'un approvisionnement en éthanol, - une étape (21) de détermination de la quantité d'additif à ajouter à l'éthanol, - une étape (23) d'injection de l'additif dans le réservoir (1). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (22) de détermination de la fin de l'approvisionnement préalablement à l'étape (23) d'injection de l'additif.