Brevet FR3158122A1 — publié le 20250711

TITRE : Procédé de gestion d’un dispositif de pompe pour des carburants alternatifs notamment pour du méthanol ou de l’ammoniac ainsi que dispositif de pompe mettant en œuvre ce procédé Procédé de gestion d’un dispositif de pompe (10) comprenant une pompe de précharge (2) et une pompe haute pression (3). La pompe de précharge (2) fournit du carburant à un élément (4) de la pompe haute pression (3) par un chemin d’alimentation (5), d’un circuit basse pression (6) et évacuant le carburant arrivant de la fuite dans un élément de pompe (4) par un chemin de retour (7) du circuit basse pression (6). A partir du chemin d’alimentation (5), en aval de la pompe de précharge (2) et en amont d’une unité de dosage (8) intégrée dans le chemin d’alimentation (5), du carburant est dérivé vers un chemin de refroidissement (9) et fourni à un élément de refroidissement (10) intégré dans une chambre d’aspiration (11) et/ou une chambre de fuites (12) de la pompe haute pression (3). Figure 1 Procédé de gestion d’un dispositif de pompe pour des carburants alternatifs notamment pour du méthanol ou de l’ammoniac ainsi que dispositif de pompe mettant en œuvre ce procédé DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d’un dispositif de pompe pour des carburants alternatifs notamment du méthanol ou de l’ammoniac, comprenant une pompe de précharge et une pompe haute pression, * la pompe de précharge ou de préalimentation fournissant du carburant à un élément de la pompe haute pression par un chemin d’alimentation d’un circuit basse pression et évacuant le carburant arrivant de la fuite dans un élément de pompe par un chemin de retour du circuit basse pression. L’invention se rapporte également à un dispositif de pompe mettant en œuvre ce procédé. Le domaine d’application préférentiel de l’invention est celui des moteurs notamment des grands moteurs alimentés avec un carburant alternatif. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine des moteurs à combustion, on connait des systèmes d’injection de carburant avec des dispositifs de pompe comprenant une pompe de pré-alimentation et une pompe haute pression. L’état de la technique comprend par exemple les systèmes d’injection à rampe commune pour les moteurs diesel qui ont un dispositif de pompe composé d’une pompe de précharge et d’une pompe haute pression. La pompe haute pression d’un tel dispositif comprend souvent un organe d’étranglement d’aspiration. Cela signifie que la pompe haute pression, reçoit la quantité de carburant mise à la pression systématique. D’éventuelles quantités de fuites des éléments de la pompe haute pression sont évacuées séparément et restent à l’état liquide sans refroidissement même aux températures de fonctionnement. Les quantités de fuites peuvent ainsi être renvoyées simplement et en général sans pression au côté aspiration de la pompe haute pression ou dans le réservoir. Une propriété des carburants alternatifs tels que par exemple le méthanol ou l’ammoniac est qu’ils modifient leur état d’agrégation à des températures et des pressions relativement basses. A partir d’un carburant liquide on peut alors obtenir un carburant à l’état gazeux. Selon la courbe de vapeur du méthanol cela se produit déjà une température de 65°C et à la pression ambiante. Comme la température ambiante dans la zone du moteur alimenté avec le carburant actif est souvent supérieure à celle-ci, cela peut se traduire sans difficulté dans la zone d’aspiration de la pompe haute pression ou dans un chemin de fuite par l’évacuation de la quantité de fuites. En outre, cela constitue un risque pour le respect des règles de sécurité. BUT DE L’INVENTION La présente invention a pour but de favoriser le changement de l’état d’agrégation des carburants actifs au passage à la haute pression pour ainsi éviter les inconvénients correspondants. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de gestion d’un dispositif de pompe pour des carburants alternatifs notamment du méthanol ou de l’ammoniac, comprenant une pompe de précharge et une pompe haute pression, * la pompe de précharge fournissant du carburant à au moins un élément de la pompe haute pression par un chemin d’alimentation d’un circuit basse pression et évacuant le carburant arrivant de la fuite dans au moins un élément de pompe par le chemin de retour du circuit basse pression, procédé caractérisé en ce qu’à partir du chemin d’alimentation, de préférence en aval de la pompe de précharge et en amont d’unité de dosage intégré dans le chemin d’alimentation, du carburant est dérivé dans un chemin de refroidissement et fourni à au moins un élément de refroidissement intégré dans une chambre d’aspiration et/ou une chambre de fuites de la pompe haute pression. Le carburant du chemin d’alimentation est à une température inférieure à celle du carburant mis à la haute pression par la pompe haute pression. Le procédé selon l’invention utilise cela en dérivant du carburant « frais » du chemin d’alimentation vers un chemin de refroidissement et le fournissant pour le refroidissement à au moins un élément de la pompe haute pression. Le refroidissement évite un changement de l’état d’agrégation du carburant à cause de la température, passant de l’état liquide à l’état gazeux ce qui évite les difficultés décrites ci-dessus à l’aspiration du carburant dans un élément de pompe et/ou au retour du carburant résultant de fuites. Le carburant dérivé du chemin de refroidissement est fourni à un élément de refroidissement intégré dans la chambre d’aspiration et/ou dans une chambre de fuites de la pompe haute pression. De façon préférentielle à la fois dans la chambre d’aspiration et dans la chambre de fuites, on intègre un élément de refroidissement respectif pour permettre le refroidissement de la pompe haute pression et de la quantité de fuites. Le chemin de refroidissement est par exemple traversé par le carburant seulement dans l’élément de refroidissement intégré dans la chambre d’aspiration et ensuite un élément de refroidissement intégré dans la chambre de fuites. Le carburant refroidi est aspiré dans la chambre d’aspiration vers un élément de pompe avec l’élément de refroidissement intégré dans la chambre de fuites on peut refroidir le carburant arrivant dans au moins un élément de pompe par les fuites avant qu’il soit retourné par un chemin de retour. La chambre de fuites peut également recevoir une quantité de carburant évacué du chemin d’alimentation par un étranglement à charge nulle et être refroidi avant son retour. Le carburant prévu pour le refroidissement est de préférence dérivé en aval de la pompe de précharge et en amont d’une unité de dosage intégrée dans le chemin d’alimentation à partir du chemin d’alimentation vers le chemin de refroidissement. Une unité de dosage dose le carburant transféré à la haute pression. Le carburant à doser arrive par le chemin de dosage dans la chambre d’aspiration et par la chambre d’aspiration dans un élément de la pompe haute pression. Selon un développement de l’invention, le carburant dérivé du chemin de refroidissement est refroidi par une installation de refroidissement intégrée dans le chemin d’alimentation. Cela permet d’optimiser l’effet de refroidissement par le carburant de dérivation. L’installation de refroidissement est par exemple un élément thermo-conducteur intégré dans le circuit de refroidissement balayé par l’agent de refroidissement du circuit de refroidissement. Suivant une autre caractéristique, le carburant dérivé du chemin de refroidissement et fourni à un élément de refroidissement est renvoyé dans le réservoir ou en amont de la pompe de précharge dans le chemin d’alimentation. Le carburant dérivé du chemin de refroidissement n’est pas perdu dans ces conditions mais reste disponible pour être mis à haute pression. De façon préférentielle, le chemin de retour et/ou le chemin de refroidissement est réglé avec une soupape de retenue à un niveau minimum de pression, préalablement défini. Il est supérieur à la pression ambiante et doit garantir l’état d’agrégation liquide du carburant à une température relevée. Le niveau de pression minimum à régler est choisi en fonction de la courbe de pression de vapeur du carburant respectif. Comme développement, le carburant du chemin de refroidissement est dérivé dans un chemin de rinçage pour être fourni par au moins un élément de pompe pour évacuer le carburant des fuites. Le rinçage de l’élément de carburant favorise l’évacuation de la quantité de fuites. En outre on peut en même temps arriver ainsi à un refroidissement de l’élément de pompe. Le carburant pour le rinçage est de préférence dérivé entre deux éléments de refroidissement du chemin de refroidissement vers le chemin de rinçage. La quantité dérivée dans le chemin de rinçage est ensuite réglée avec un organe d’étranglement intégré dans le chemin de rinçage. Il est en outre prévu un dispositif de pompe pour des carburants alternatifs notamment pour du méthanol ou de l’ammoniac. Ce dispositif de pompe comprend une pompe de précharge et une pompe haute pression, la pompe de précharge étant intégrée dans un chemin d’alimentation d’un circuit basse pression par lequel du carburant est fourni par un élément de la pompe haute pression et dont le circuit basse pression comprend un chemin de retour pour évacuer le carburant qui arrive à cause des fuites dans un élément de pompe. Selon l’invention un chemin dérive du chemin d’alimentation et passe par un élément de refroidissement intégré dans la chambre d’aspiration et/ou dans une chambre de fuites de la pompe haute pression. Le dispositif de pompe tel que proposé convient notamment pour appliquer le procédé décrit ci-dessus ou fonctionner selon ce procédé de sorte que les avantages qui en découlent sont identiques à ceux déjà décrits. En particulier la pompe haute pression et/ou les quantités arrivant par le chemin de retour peuvent être refroidies par le carburant du chemin d’alimentation. Le refroidissement évite que le carburant de la zone d’aspiration de la pompe haute pression et/ou du retour, change son état d’agrégation en passant de l’état liquide à l’état gazeux suivant que l’élément de refroidissement est dans la pompe haute pression, la chambre d’aspiration et/ou dans la chambre de fuites. De façon avantageuse, un élément de refroidissement est intégré à la fois dans la chambre d’aspiration et dans la chambre de fuites. Cet élément de refroidissement est notamment sous la forme d’une conduite ou d’un tube qui passe dans la chambre d’aspiration et/ou dans la chambre de fuites. De façon préférentielle, l’élément de refroidissement est dans la chambre d’aspiration et/ou dans la chambre de fuites pour être parcouru de tous côtés par le carburant. On a de cette manière une surface de transfert de chaleur maximale. Selon un autre perfectionnement de l’échange de chaleur, au moins un élément thermique a un contour extérieur qui agrandit la surface et/ou est réalisé en une matière ayant de bonne propriété de conduction thermique. Le chemin de refroidissement dérive de préférence en aval de la pompe de précharge ou en amont d’une unité de dosage du chemin d’alimentation. La pompe de pré-alimentation peut ainsi servir à transférer du carburant par le chemin de refroidissement et l’unité de dosage n’influence pas la quantité de carburant. Selon un développement de l’invention, une installation de refroidissement est intégrée en dérivation dans le chemin d’alimentation de préférence en aval de la pompe de précharge et en amont de la conduite de refroidissement. L’installation de refroidissement permet de refroidir le carburant avant qu’il ne dérive dans le chemin de refroidissement ce qui augmente l’effet de refroidissement. L’installation de refroidissement peut être un élément thermo-conducteur intégré dans le circuit de refroidissement et balayé par un agent de refroidissement du circuit de refroidissement. Selon un développement préférentiel de l’invention, le chemin de refroidissement débouche en aval d’au moins un élément de refroidissement dans le réservoir contenant le carburant ou en amont de la pompe de précharge dans le chemin d’alimentation. Ainsi le carburant reste toujours disponible. Suivant une autre caractéristique préférentielle, une soupape de retenue de pression est intégrée dans le chemin de retour et/ou dans le chemin de refroidissement. La soupape de retenue de pression permet de maintenir une pression minimale évitant pour une élévation de température du carburant, un changement de l’état d’agrégation du carburant qui passerait de l’état liquide à l’état gazeux. De manière idéale, le carburant est détendu à la température ambiante juste avant le réservoir. Suivant une autre caractéristique, un chemin de rinçage dérive du chemin de refroidissement et relie au moins un élément de pompe à la chambre de fuites et/ou au chemin de retour. Le carburant ainsi dérivé dans le chemin de rinçage permet de rincer au moins un élément de pompe ce qui favorise l’évacuation de la quantité de fuites. Le chemin de rinçage dérive par exemple du chemin de refroidissement entre deux éléments de refroidissement. De façon préférentielle un organe d’étranglement est intégré dans le chemin de rinçage. Cet organe d’étranglement permet de régler la quantité de rinçage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide des dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 schéma d’un premier dispositif de pompe selon l’invention, et FIG. 2 schéma d’un second dispositif de pompe selon l’invention. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION La FIG. 1 montre un dispositif de pompe 1 selon l’invention pour des carburants alternatifs par exemple pour du méthanol. Le dispositif de pompe 1 comprend une pompe de précharge 2 et une pompe haute pression 3. La pompe de précharge 2 prélève le carburant d’un réservoir 14 pour le fournir par un chemin d’alimentation 5 à au moins un élément de pompe 4 de la pompe haute pression 3. La pompe haute pression 3 telle que représentée comprend trois éléments de pompe 3 ; ce nombre est uniquement choisi à titre d’exemple. En amont de la pompe de précharge 2 le chemin d’alimentation 5 intègre un filtre 18 qui sépare les particules nocives du carburant. En aval de la pompe de précharge 2, une unité de dosage 8 est intégrée dans le chemin d’alimentation 5 pour doser le carburant. L’alimentation des différents éléments de pompe 4 avec du carburant se fait par l’intermédiaire de soupapes d’aspiration 19 associées aux éléments de pompe 4. Les soupapes d’aspiration 19 raccordent les éléments de pompe 4 à une chambre d’aspiration 11 de la pompe haute pression 3, chambre dans laquelle débouche le chemin d’alimentation 5. Les éléments de pompe 4 font passer le carburant arrivant des soupapes d’aspiration 19 à haute pression et par les soupapes haute pressions 20 dans une conduite haute pression 21. Pendant le passage en haute pression, le carburant de fuites est évacué par un chemin de retour 7 passant par la chambre de fuites 12 de la pompe haute pression 3 et débouchant dans le réservoir 14. Le chemin d’alimentation 5 et le chemin de retour 7 forment en commun un circuit basse pression 6. Un organe d’étranglement à zéro 23 réalise la liaison contournant l’élément de pompe 4, entre le chemin d’alimentation 5 et le chemin de retour 7. Un chemin de refroidissement 9 dérive du chemin d’alimentation 5 en aval de la pompe de précharge 2 et en amont de l’unité de dosage 8 passe pour refroidir la pompe haute pression 3 et la quantité de fuites 8 dans un premier élément de refroidissement 10 intégré dans la chambre d’aspiration 11 et dans un second élément de refroidissement 10 intégré dans la chambre de fuites 12. Pour augmenter l’effet de refroidissement, en aval du chemin de refroidissement 9 dérivé, une installation de refroidissement 13 est intégrée dans le chemin d’alimentation 5. Le chemin de refroidissement 9 débouche en amont de la pompe de précharge 2 de nouveau dans le chemin d’alimentation 5 de sorte que le carburant dérivé pour le refroidissement n’est pas perdu. Dans le cas présent, une soupape de retenue de pression 15 respective est intégrée dans le chemin de retour 7 et dans le chemin de refroidissement 9. Cette soupape ou ces soupapes peuvent être dans ou à l’extérieur du carter 22 de la pompe haute pression 3. Les soupapes de retenue de pression 15 permettent de maintenir une pression minimale dans le chemin de retour 7 et dans le chemin de refroidissement 9. La FIG. 2 montre un autre dispositif de pompe 1 selon l’invention avec une pompe de précharge 2 et une pompe haute pression 3. Ce dispositif diffère de celui de la FIG. 1 uniquement en ce qu’en plus il est prévu un chemin de rinçage 16 pour rincer les éléments de pompe 4. Le rinçage favorise l’évacuation des quantités de fuites. Le chemin de rinçage 16 dérive du chemin de refroidissement 9 entre les deux éléments de refroidissement 10. Un organe d’étranglement 17 intégré dans le chemin de rinçage 16 règle la quantité de rinçage. Comme le chemin de rinçage 16 dérive du chemin de refroidissement 9, la quantité utilisée pour le rinçage peut en même temps servir ensuite au refroidissement. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de pompe 2 Pompe de précharge 3 Pompe haute pression 4 Elément de pompe 5 Chemin d’alimentation 6 Circuit basse pression 7 Chemin de retour 8 Unité de dosage 11 Chambre d’aspiration 12 Chambre de fuites 14 Réservoir 15 Soupape de retenue de pression 16 Chemin de rinçage 17 Organe d’étranglement intégré 18 Filtre 19 Soupape d’aspiration 20 Soupape haute pression 21 Conduite haute pression 22 Carter de la pompe haute pression 23 Etranglement à charge nulle Procédé de gestion d’un dispositif de pompe (10) pour des carburants alternatifs notamment du méthanol ou de l’ammoniac, comprenant une pompe de précharge (2) et une pompe haute pression (3), * la pompe de précharge (2) fournissant du carburant à un élément de pompe (4) de la pompe haute pression (3) par un chemin d’alimentation (5), d’un circuit basse pression (6) et évacuant le carburant arrivant des fuites dans au moins un élément de pompe (4) par un chemin de retour (7) du circuit basse pression (6), procédé caractérisé en ce qu’à partir du chemin d’alimentation (5), de préférence en aval de la pompe de précharge (2) et en amont d’unité de dosage (8) intégré dans le chemin d’alimentation (5), du carburant est dérivé vers un chemin de refroidissement (9) et fourni à au moins un élément de refroidissement (10) intégré dans une chambre d’aspiration (11) et/ou une chambre de fuites (12) de la pompe haute pression (3). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carburant dérivé dans le chemin de refroidissement (9) est refroidi au préalable avec une installation de refroidissement (13) intégrée dans le chemin d'alimentation (5). Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carburant dérivé dans le chemin de refroidissement (9) et fourni à au moins un élément de refroidissement (10) est retourné dans un réservoir (14) de carburant ou en amont de la pompe de précharge (2) dans le chemin d’alimentation (5). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à l’aide d’une soupape de retenue de pression (15) on règle préalablement un niveau minimum de pression, défini dans le chemin de retour (7) et/ou dans le chemin de refroidissement (9). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à partir du chemin de refroidissement (9) de préférence entre deux éléments de refroidissement (10) on dérive du carburant dans un chemin de rinçage (16) et on le fournit à au moins un élément de pompe (4) pour évacuer le carburant arrivé par les fuites, * de préférence on règle la quantité dérivée dans le chemin de rinçage (16) à l’aide d’un étranglement (17) intégré dans le chemin de rinçage (16). Dispositif de pompe (1) pour des carburants alternatifs notamment pour du méthanol ou de l’ammoniac comprenant une pompe de précharge (2) et une pompe de haute pression (3), * la pompe de précharge (2) étant intégrée dans un chemin d’alimentation (5) d’un circuit basse pression (6) par lequel du carburant est fourni à au moins un élément de pompe (4) de la pompe haute pression (3), et * le circuit basse pression (6) a un chemin de retour (7) pour évacuer le carburant, arrivé par des fuites dans au moins un élément de pompe (4), dispositif de pompe caractérisé en ce que un chemin de refroidissement (9) est dérivé du chemin d’alimentation (5) de préférence en aval de la pompe de précharge (2) et en amont d’une unité de dosage (8) intégrée dans le chemin d’alimentation (5), ce chemin de refroidissement passant par au moins un élément de refroidissement (10) qui est intégré dans une chambre d’aspiration (11) et/ou dans une chambre de fuites de la pompe haute pression (3). Dispositif de pompe (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que une installation de refroidissement (13) est intégrée dans le chemin d’alimentation (5) de préférence en aval de la pompe de précharge (2) et en amont de la conduite de refroidissement dérivée (9). Dispositif de pompe (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le chemin de refroidissement débouche en aval d’au moins un élément de refroidissement (10) dans un réservoir (14) contenant le carburant ou en amont de la pompe de précharge (2) dans le chemin d’alimentation (5). Dispositif de pompe (1) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’ une soupape de retenue de pression (15) est intégrée dans le chemin de retour (7) et/ou dans le chemin de refroidissement (9). Dispositif de pompe (1) selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’ un chemin de rinçage (16) dérive du chemin de refroidissement (9) de préférence entre deux éléments de refroidissement (10), ce chemin étant relié par au moins un élément de pompe (4) à la chambre de fuites (12) et/ou au chemin de retour (7), le chemin de rinçage (16) intégrant de préférence un organe d’étranglement (17).