Dispositif permettant d'alimenter exclusivement au gaz de pétrole liquéfié les moteurs à combustion interne, en particulier pour véhicules automobiles.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif permettant d'alimenter exclusivement soit au gaz de pétrole liquéfié, habituellement dénommé GPL, soit également au méthane, les moteurs à combustion interne, en particulier pour véhicules automobiles.
Comme chacun sait, les moteurs pour véhicules automobiles fonctionnant au gaz de pétrole liquéfié ou au méthane, présentent l'inconvénient suivant: dans le détendeur-vaporisateur (appareil dans lequel le carburant liquide se transforme en gaz), le carburant a tendance à se refroidir pendant ladite transformation, pouvant même atteindre une température de 15 - 20[deg.]C sous zéro, particulièrement lorsque la température de l'eau du radiateur avoisine 0[deg.]C.
Dans ces conditions, le démarrage du moteur est rendu difficile et parfois même impossible.
Jusqu'à présent, on a remédié à cet inconvénient grâce au démarrage à l'essence, pour autant, bien entendu, que le moteur soit doté de la double. alimentation, respectivement à l'essence et au gaz de pétrole liquéfié.
Normalement, en effet, - et surtout lorsque le moteur est froid - on démarre à l'essence pour passer ensuite à l'alimentation au gaz, lorsque la température de l'eau du radiateur dépasse 40[deg.]C.
Généralement, par une température extérieure avoisinant 0[deg.]C, il faut attendre environ 10 minutes avant de pouvoir passer de l'alimentation à l'essence à celle au gaz, mais ce délai est d'environ un quart d'heure lorsque la température extérieure est par exemple de 20[deg.]C sous zéro.
Par contre, lorsque la température extérieure approche de 30 ou 40[deg.]C au-dessus de zéro, le démarrage direct au gaz ne pose aucun problème, même lorsque le moteur est équipé de la double alimentation.
Les ennuis apparaissent dès l'instant où, par basses températures et quand la batterie n'est pas suffisamment puissante, on veut remettre en marche le moteur qui, pour une raison quelconque, s'est arrêté, après un essai de démarrage direct au gaz par une température assez fraîche.
Dans ce cas, on observe en effet qu'après que le moteur a tourné pendant deux ou trois' minutes, une
croûte de glace se forme autour du détendeur-vaporisateur, laquelle empêche de remettre le moteur en marche si, par hasard, il s'arrête.
En effet, lorsque la température du détendeurvaporisateur est inférieure à 0[deg.]C, le gaz vaporisé venant au contact des parois dudit détendeur-vaporisateur, se liquéfie et empêche l'allumage.
Ce problème est bien connu de tous ceux qui possèdent un véhicule équipé de la double alimentation au gaz et à l'essence.
A cet effet, plusieurs dispositifs ont été proposés visant à préchauffer le détendeur-vaporisateur par l'intermédiaire d'une résistance électrique, alimentée par la batterie; toutefois, ces systèmes présentent l'inconvénient de nécessiter une batterie toujours bien chargée, sinon ils peuvent facilement la décharger, entraînant ainsi tous les ennuis possibles et imaginables.
La présente invention a précisément pour but de permettre la réalisation d'un circuit hydraulique relativement réduit comprenant exclusivement la pompe de circulation, le détendeur-vaporisateur et un chauffe-eau à résistance électrique - lequel sert à réchauffer la faible quantité d'eau contenue dans ledit circuit hydraulique, évitant ainsi de devoir réchauffer toute l'eau du radiateur - afin de permettre le démarrage direct du moteur au gaz, dans n'importe quelle condition de température extérieure, sans devoir surcharger la batterie et créer les inconvénients mentionnés ci-dessus Les essais effectués ont permis de démontrer que, même lorsque la batterie n'est pas très chargée, le démarrage direct au gaz est possible sans devoir recourir à l'alimentation à l'essence, laquelle peut donc être totalement éliminée du circuit,
sans pour autant provoquer d'inconvénents particuliers.
Le dispositif sera décrit, ci-après, de façon plus détaillée, à l'aide des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente le schéma du circuit hydraulique de refroidissement dans des conditions normales;
- la figure 2 représente le même circuit durant la phase de démarrage;
- la figure 3 représente le schéma du circuit électrique nécessaire à la commande du véhicule.
Comme on peut le remarquer sur les figures 1 et 2, le circuit hydraulique de chauffage comprend le détendeur-vaporisateur 1, le chauffe-eau 2 et la pompe de circulation 3, placée dans un circuit hydraulique de service, qui entre automatiquement en fonction lorsque la température est inférieure à 20[deg.]C et qui s'arrête automatiquement quand la température dépasse 20[deg.]C.
Les trois électrovannes 4, 5 et 6, ainsi que les trois thermostats 7, 8 et 9, complètent le circuit.
Les électrovannes 4 et 6 sont normalement ouvertes lorsque le moteur, chaud, fonctionne normalement (fig. 1), tandis que l'électrovanne 5 est fermée dans les mêmes conditions. Inversement, en phase de démarrage, les électrovannes 4 et 6 sont fermées (fig. 2) et l'électrovanne 5 est ouverte, créant ainsi un circuit fermé comprenant le détendeur-vaporisateur 1, le chauffe-eau 2 et la pompe de circulation 3.
Les trois thermostats 7, 8 et 9 ont pour rôle de commander le circuit.
Sur la figure 3, il est à noter que la clef 10, l'interrupteur 11, les voyants respectifs rouge 12, vert
13 et clignotant 14 ainsi que le commutateur 15 sont placés sur un panneau disposé sur le tableau de bord du véhicule, tandis que les thermostats 7, 8 et 9, les électrovannes 4, 5 et 6, la pompe 3, le chauffe-eau 2 et les relais correspondants 16 et 17 sont placés à proximité du moteur.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante :
1) En fonctionnement normal (fig. 1), lorsque le radiateur est à température, l'eau provenant de ce radiateur, suivant la flèche Fl, passe par l'électrovanne 4 ouverte, le détendeur-vaporisateur 1 et l'électrovanne 6 et retourne ensuite au radiateur suivant le sens de la flèche F2. En fonctionnement normal, l'électrovanne 5 est donc fermée, et le chauffe-eau 2 et la pompe 3 n'interviennent pas dans la circulation de l'eau.
2) Lorsque le dispositif est en fonctionnement (fig. 2), c'est-à-dire lorsque la température de l'eau est inférieure à 20[deg.]C, les électrovannes 4 et 6 sont fermées, tandis que l'électrovanne 5, ouverte, fait circuler l'eau du radiateur, sans toutefois faire intervenir les autres éléments du dispositif.
Dans ces conditions, une quantité réduite d'eau circule dans le circuit fermé constitué du détendeurvaporisateur 1, du chauffe-eau 2 et de la pompe de circulation 3, dans le sens des flèches indiquées, ce qui permet de réchauffer rapidement cette faible quantité d'eau, indépendamment de l'eau circulant dans le radiateur et passant par l'électrovanne 5.
La consommation d'énergie électrique dans le chauffe-eau 2 est relativement réduite, c'est-à-dire pratiquement comparable à celle qui est nécessaire au dégivrage de la lunette arrière du véhicule, pour lequel, même lorsque le moteur est arrêté, le dispositif fonctionne comme suit :
lorsque le moteur est froid (température extérieure inférieure à 20[deg.]C), la clef étant engagée au tableau de bord et mise sur la position précédant immédiatement le démarrage, les électrovannes 4 et 6 sont fermées tandis que l'électrovanne 5 est ouverte.
Nous nous trouvons donc exactement dans la situation représentée à la fig. 2, à savoir qu'une petite quantité d'eau circule dans le circuit dessiné en traits hachurés comprenant le détendeur-vaporisateur 1, le chauffe-eau 2 et la pompe de circulation 3.
Au cours de cette phase, le chauffe-eau 2 permet d'amener cette petite quantité d'eau à une température supérieure à 20[deg.]C, indiquée sur le tableau de bord par le voyant vert 13 (fig. 3) commandé par le thermostat 9, après quoi le conducteur actionne le commutateur 15, signalé par la lampe 14, et met le moteur en marche en faisant fonctionner le démarreur du véhicule.
Une fois le moteur parti régulièrement et le commutateur 15 actionné, la circulation réduite continue selon le schéma hydraulique de la fig. 2, tant que l'eau du radiateur n'a pas atteint 20[deg.]C, après quoi le thermostat 7 rétablit le circuit hydraulique dans la situation normale, correspondant à la fig. 1, ce qui se produit lorsque l'eau provenant du radiateur, suivant la flèche FI, a atteint la température de 20[deg.]C.
Lorsque l'eau circulant dans le circuit fermé dépasse 30[deg.]C, le thermostat 8 coupe l'alimentation électrique du chauffe-eau 2, limitant ainsi la consommation de la batterie.
Si le moteur s'arrête pour une raison quelconque, on répète la manoeuvre, le commutateur 15 replacant le circuit hydraulique dans la position représentée à la fig. 2, si toutefois l'eau dans le radiateur n'a pas encore atteint la température de 20[deg.]C.
Si l'eau du radiateur a déjà atteint cette température, le démarrage s'effectue normalement, le circuit hydraulique étant dans la position illustrée à la fig. 1, c'est-à-dire sans aucune intervention de la batterie pour le chauffe-eau 2.
En d'autres termes, il est clair que ce système, basé sur un chauffe-eau alimenté par la batterie, mais ne nécessitant qu'une consommation réduite du fait qu'il agit sur une quantité d'eau assez limitée - laquelle circule dans un circuit hydraulique dont ne fait pas partie la radiateur du véhicule - permet le démarrage direct du moteur par alimentation au gaz liquide, sans avoir recours à l'alimentation à l'essence et permet également de répéter l'opération plusieurs fois, au cas où le démarrage ne serait pas immédiat, sans pour cela risquer de refroidir excessivement le détendeur-vaporisateur, ce qui rendrait le démarrage impossible.
Les avantages que présente ce dispositif, objet de l'invention, sont donc évidents puisqu'il permet d'éliminer éventuellement l'alimentation à l'essence et qu'il supprime de toute façon la nécessité d'y recourir.
En tout cas, le seul conseil à donner est de vérifier si la batterie est suffisamment chargée, condition indispensable pour l'alimentation du chauffe-eau 2, moteur à l'arrêt; la consommation est toutefois relativement réduite puisqu'elle correspond approximativement, comme déjà dit, à celle requise pour le dégivrage de la lunette arrière.
L'emploi du dispositif, objet de l'invention, présente donc des avantages évidents: en supprimant l'inconvénient du refroidissement excessif du détendeur-vaporisateur, en cas de mauvais démarrage du moteur par alimentation au gaz, il permet au moteur de démarrer, après une courte période de préchauffage d'une quantité limitée d'eau dans un circuit local, éliminant ainsi un des principaux inconvénients qui, comme chacun sait, sont propres à l'alimentation au gaz des moteurs à combustion interne.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés ou décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS
1. Dispositif permettant l'alimentation exclusive au gaz de pétrole liquéfié des moteurs à combustion interne, en particulier pour les véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit hydraulique à quantité d'eau limitée, comprenant le détendeur-vaporisateur (1), le chauffe-eau (2) et la pompe de circulation
(3), le circuit pouvant être mis en service sur commande lorsque la température de l'eau qui y circule est inférieure à 20[deg.]C, pour réchauffer cette eau rapidement, le chauffe-eau (2), à consommation relativement réduite, étant alimenté par la batterie, de façon à donner au détendeur-vaporisateur (1) une température suffisante pour permettre le démarrage direct du moteur au gaz et en tout cas pour compenser le refroidissement inévitable du détendeur-vaporisateur *( 1 ) en cas d'arrêt du moteur
après un premier démarrage au gaz.
Device making it possible to supply internal combustion engines exclusively with liquefied petroleum gas, in particular for motor vehicles.
The object of the present invention is to produce a device making it possible to supply exclusively either with liquefied petroleum gas, usually called LPG, or also with methane, internal combustion engines, in particular for motor vehicles.
As everyone knows, engines for motor vehicles running on liquefied petroleum gas or methane, have the following drawback: in the pressure reducer-vaporizer (device in which liquid fuel turns into gas), the fuel tends to cool during said transformation, which can even reach a temperature of 15 - 20 [deg.] C below zero, particularly when the water temperature of the radiator is around 0 [deg.] C.
Under these conditions, starting the engine is made difficult and sometimes even impossible.
So far, this drawback has been remedied by starting with petrol, provided, of course, that the engine is equipped with the double. food, respectively petrol and liquefied petroleum gas.
Normally, in fact - and especially when the engine is cold - we start with petrol and then switch to gas supply, when the water temperature of the radiator exceeds 40 [deg.] C.
Generally, with an outside temperature of around 0 [deg.] C, you have to wait about 10 minutes before you can switch from gasoline to gas supply, but this delay is about a quarter of an hour when the outside temperature is for example 20 [deg.] C below zero.
On the other hand, when the outside temperature approaches 30 or 40 [deg.] C above zero, direct starting with gas poses no problem, even when the engine is equipped with double supply.
The troubles appear from the moment when, at low temperatures and when the battery is not sufficiently powerful, we want to restart the engine which, for some reason, stopped, after a test of direct starting with gas by a fairly cool temperature.
In this case, it is observed in fact that after the engine has been running for two or three minutes, a
Ice crust forms around the regulator-vaporizer, which prevents restarting the engine if, by chance, it stops.
In fact, when the temperature of the expansion valve vaporizer is less than 0 [deg.] C, the vaporized gas coming into contact with the walls of said expansion valve-vaporizer, liquefies and prevents ignition.
This problem is well known to all those who own a vehicle equipped with dual gas and gasoline supplies.
To this end, several devices have been proposed aiming to preheat the regulator-vaporizer by means of an electrical resistance, supplied by the battery; However, these systems have the disadvantage of requiring a battery that is always well charged, otherwise they can easily discharge it, thus causing all possible and imaginable troubles.
The present invention specifically aims to allow the realization of a relatively reduced hydraulic circuit comprising exclusively the circulation pump, the pressure reducer-vaporizer and an electric resistance water heater - which is used to heat the small amount of water contained in said hydraulic circuit, thus avoiding having to heat all the water in the radiator - in order to allow direct starting of the gas engine, in any condition of outside temperature, without having to overcharge the battery and create the drawbacks mentioned above The tests carried out have made it possible to demonstrate that, even when the battery is not very charged, direct starting with gas is possible without having to resort to fueling, which can therefore be completely eliminated from the circuit,
without causing any particular inconvenience.
The device will be described below in more detail, using the appended drawings, in which:
- Figure 1 shows the diagram of the hydraulic cooling circuit under normal conditions;
- Figure 2 shows the same circuit during the start-up phase;
- Figure 3 shows the diagram of the electrical circuit necessary for controlling the vehicle.
As can be seen in Figures 1 and 2, the hydraulic heating circuit includes the expansion valve 1, the water heater 2 and the circulation pump 3, placed in a hydraulic service circuit, which automatically comes into operation when the temperature is below 20 [deg.] C and stops automatically when the temperature exceeds 20 [deg.] C.
The three solenoid valves 4, 5 and 6, as well as the three thermostats 7, 8 and 9, complete the circuit.
The solenoid valves 4 and 6 are normally open when the hot engine is operating normally (fig. 1), while the solenoid valve 5 is closed under the same conditions. Conversely, during the start-up phase, the solenoid valves 4 and 6 are closed (fig. 2) and the solenoid valve 5 is open, thus creating a closed circuit comprising the expansion valve 1, the water heater 2 and the circulation pump 3 .
The role of the three thermostats 7, 8 and 9 is to control the circuit.
In Figure 3, it should be noted that the key 10, the switch 11, the respective red lights 12, green
13 and flashing light 14 as well as the switch 15 are placed on a panel arranged on the dashboard of the vehicle, while the thermostats 7, 8 and 9, the solenoid valves 4, 5 and 6, the pump 3, the water heater 2 and the corresponding relays 16 and 17 are placed near the motor.
The device works as follows:
1) In normal operation (fig. 1), when the radiator is at temperature, the water coming from this radiator, according to the arrow Fl, passes through the open solenoid valve 4, the expansion valve 1 and the solenoid valve 6 and then returns to the radiator in the direction of arrow F2. In normal operation, the solenoid valve 5 is therefore closed, and the water heater 2 and the pump 3 do not intervene in the circulation of the water.
2) When the device is in operation (fig. 2), that is to say when the water temperature is below 20 [deg.] C, the solenoid valves 4 and 6 are closed, while the solenoid valve 5, open, circulates the water from the radiator, without however involving the other elements of the device.
Under these conditions, a reduced quantity of water circulates in the closed circuit consisting of the expansion valve vaporizer 1, the water heater 2 and the circulation pump 3, in the direction of the arrows indicated, which makes it possible to quickly heat this small quantity of water, independently of the water circulating in the radiator and passing through the solenoid valve 5.
The consumption of electrical energy in the water heater 2 is relatively reduced, that is to say practically comparable to that which is necessary for defrosting the rear window of the vehicle, for which, even when the engine is stopped, the device works as follows:
when the engine is cold (outside temperature below 20 [deg.] C), the key being engaged on the dashboard and put on the position immediately before starting, the solenoid valves 4 and 6 are closed while the solenoid valve 5 is opened.
We are therefore exactly in the situation represented in fig. 2, namely that a small amount of water circulates in the circuit drawn in hatched lines comprising the pressure reducer-vaporizer 1, the water heater 2 and the circulation pump 3.
During this phase, the water heater 2 allows this small amount of water to be brought to a temperature above 20 [deg.] C, indicated on the dashboard by the green light 13 (fig. 3) controlled by the thermostat 9, after which the driver actuates the switch 15, indicated by the lamp 14, and starts the engine by operating the starter of the vehicle.
Once the engine has started regularly and the switch 15 actuated, the reduced circulation continues according to the hydraulic diagram in FIG. 2, as long as the radiator water has not reached 20 [deg.] C, after which the thermostat 7 restores the hydraulic circuit to the normal situation, corresponding to fig. 1, which occurs when the water coming from the radiator, following the arrow FI, has reached the temperature of 20 [deg.] C.
When the water circulating in the closed circuit exceeds 30 [deg.] C, the thermostat 8 cuts the electrical supply to the water heater 2, thus limiting the consumption of the battery.
If the engine stops for any reason, the operation is repeated, the switch 15 replacing the hydraulic circuit in the position shown in FIG. 2, if however the water in the radiator has not yet reached the temperature of 20 [deg.] C.
If the radiator water has already reached this temperature, starting is carried out normally, the hydraulic circuit being in the position illustrated in fig. 1, i.e. without any intervention from the battery for the water heater 2.
In other words, it is clear that this system, based on a water heater powered by the battery, but requiring only a reduced consumption because it acts on a fairly limited amount of water - which circulates in a hydraulic circuit of which the vehicle radiator is not a part - allows the direct starting of the engine by liquid gas supply, without having to use gasoline supply and also makes it possible to repeat the operation several times, in case starting would not be immediate, without risking excessive cooling of the pressure regulator-vaporizer, which would make starting impossible.
The advantages of this device, object of the invention, are therefore obvious since it makes it possible to possibly eliminate the supply of petrol and that it eliminates in any case the need to use it.
In any case, the only advice to be given is to check whether the battery is sufficiently charged, an essential condition for supplying the water heater 2 with the engine stopped; consumption is however relatively reduced since it corresponds approximately, as already said, to that required for defrosting the rear window.
The use of the device which is the subject of the invention therefore has obvious advantages: by eliminating the drawback of excessive cooling of the pressure regulator-vaporizer, in the event of a bad start of the engine by gas supply, it allows the engine to start, after a short period of preheating of a limited quantity of water in a local circuit, thus eliminating one of the main disadvantages which, as everyone knows, are specific to the gas supply of internal combustion engines.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown or described, which have been chosen only by way of example.
CLAIMS
1. Device allowing the exclusive supply of liquefied petroleum gas to internal combustion engines, in particular for motor vehicles, characterized in that it comprises a hydraulic circuit with limited quantity of water, comprising the pressure reducer-vaporizer (1 ), the water heater (2) and the circulation pump
(3), the circuit being able to be put into service on command when the temperature of the water circulating therein is lower than 20 [deg.] C, to heat this water quickly, the water heater (2), with relatively low consumption reduced, being supplied by the battery, so as to give the pressure regulator-vaporizer (1) a sufficient temperature to allow direct starting of the gas engine and in any case to compensate for the inevitable cooling of the pressure-regulator-vaporizer * (1) in case engine shutdown
after a first gas start.