EP4490397A1 - Groupe motopropulseur doté d'une rampe à carburant chauffée - Google Patents

Groupe motopropulseur doté d'une rampe à carburant chauffée

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Publication number
EP4490397A1
EP4490397A1 EP23709381.0A EP23709381A EP4490397A1 EP 4490397 A1 EP4490397 A1 EP 4490397A1 EP 23709381 A EP23709381 A EP 23709381A EP 4490397 A1 EP4490397 A1 EP 4490397A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ramp
gas
distribution
heat transfer
transfer fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23709381.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean Pierre Millon
William POMMERY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horse Powertrain Solutions SL
Original Assignee
Horse Powertrain Solutions SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horse Powertrain Solutions SL filed Critical Horse Powertrain Solutions SL
Publication of EP4490397A1 publication Critical patent/EP4490397A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06—Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16—Other apparatus for heating fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/02—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising

Definitions

  • the present invention relates to a powertrain equipped with a heated fuel rail.
  • the LPG is stored in the liquid phase within a tank of the vehicle, then it is conveyed in the liquid phase to a solenoid valve located in the engine compartment of the vehicle, which closes the circuit. arrival of LPG in the event of engine shutdown. Then, the still liquid LPG is routed to the vapor regulator, which serves to both vaporize the liquid LPG into gas and to regulate the gas pressure.
  • the gas coming from the vapor regulator then enters a fuel rail of the engine, or fuel distribution rail, which is provided with a plurality of injectors opening into intake pipes of a distributor, or intake manifold, of the engine.
  • the gaseous LPG is introduced into the distributor's intake pipes through the various injectors, and it is mixed with the outside air admitted into the distributor.
  • the air-fuel mixture is then admitted into the engine's combustion chambers to be burned.
  • the gaseous fuel is injected directly into the combustion chambers of the engine by the injectors.
  • Publication US548393A discloses a fuel supply module for supplying gaseous fuel to an internal combustion engine, which includes a pressure regulator to bring the gas pressure from a relatively high tank pressure value to a relatively low value which is required for the introduction of gas into the engine, with a heating chamber which at least partly surrounds the regulator.
  • the fuel supply module only partially solves the problem targeted by the invention.
  • EP1934467B1 concerns an auxiliary cold start system used preferentially in internal combustion engines which use alcohol as fuel, but so-called "flex fuel” engines (alcohol, gasoline, CNG) are included in the field of application of the invention which is the subject of it.
  • This system uses resistors positioned at the inlet of the injectors, resistors inside the injectors or a resistor for the entire injector nozzle support tubing.
  • auxiliary injection nozzles are provided, placed in the engine intake manifold, also with resistors. Although heating the fuel seems sufficient here, it is necessary to implement several resistors, which will cause additional fuel consumption and significant additional costs.
  • a power unit according to the invention is configured to prevent the formation of a liquid fraction downstream of the vapor regulator and more precisely in the fuel distribution rail, while overcoming the disadvantages encountered in existing powertrains.
  • the subject of the invention is a powertrain comprising an internal combustion engine, a pressurized gas tank and a steam regulator, said powertrain comprising an upstream gas distribution ramp towards combustion chambers of the engine, said ramp being inserted in a gas supply circuit connecting the gas tank and said combustion chambers.
  • a pipe for circulating a heat transfer fluid is in contact with the ramp so as to vary the temperature of the gas passing through said ramp before said gas is injected towards the combustion chambers of the engine.
  • the temperature of the gas leaving the tank can either be increased or lowered.
  • the temperature of the heat transfer fluid circulating in the tubing is high with the aim of increasing the temperature of the gases circulating in the ramp and therefore preventing the formation of liquid droplets which would be likely to be conveyed into the distributor, which there would stagnate at least partially, and which would therefore not all be admitted into the combustion chambers, with all the inconveniences that this could cause.
  • the heat transfer fluid is a liquid, and preferably this liquid is water.
  • the fluid can be part of either a circuit which has been specifically designed for this function of heating the gases circulating in the ramp, or an already existing circuit such as for example the engine cooling circuit.
  • the powertrain has indirect injection, meaning that the gas is not injected directly into the combustion chambers but upstream of intake valves opening into said chambers, in the intake pipes of a distributor .
  • the gas can for example be natural gas, town gas or liquefied petroleum gas (LPG).
  • the distribution ramp can be compared to an intake plenum, that is to say a volume with a single inlet from the steam regulator and a plurality of outlets comprising injector housings, said injectors each opening towards a combustion chamber of the engine, that is to say in an intake pipe of the distributor which opens into a combustion chamber.
  • the heat transfer between the heat transfer fluid circulation pipe and the ramp is mainly carried out by thermal conduction.
  • the gas is injected from the ramp into the intake pipes of an engine distributor serving the combustion chambers.
  • the distribution ramp is metallic, the heat transfer fluid circulation pipe being metallic and is brazed to said ramp. In this way, the heat exchange between the fluid circulation pipe and the ramp takes place mainly by thermal conduction.
  • the fluid circulation tube can be fixed directly on the ramp, and it is the assembly consisting of said tube and said ramp which is mounted in the vehicle. It can also be carried out while the ramp is already mounted in the vehicle. In the latter case, the fluid circulation tube can be attached at the last moment to the ramp, depending on the needs of a user.
  • the distribution ramp is elongated, the heat transfer fluid circulation tube being wound around said ramp.
  • the heat transfer fluid circulation tubing surrounds the ramp, the change in temperature of the gases circulating in said ramp will be homogeneous and complete, without the risk of seeing the creation of a temperature gradient within said gases.
  • the heat transfer fluid circulation tube is of helical shape, said tube having at least two continuous loops extending over the entire length of the distribution ramp.
  • the tubing comprises four loops extending over the entire length of the distribution ramp.
  • each loop completely surrounds the ramp by extending over part of the length of said ramp.
  • the distribution ramp has a parallelepiped shape and has a square cross section, said distribution ramp being delimited by an inlet face into which a cylindrical end piece opens.
  • this end piece extends perpendicular to the entry face.
  • This end piece is intended to receive a conduit coming from a steam regulator placed at the outlet of the gas tank, and forms an entrance to the ramp for the gases coming from the tank.
  • the tip is rectilinear and opens into a central zone of the entry face so that an axis of revolution of said tip is in continuity with a longitudinal and central axis of the distribution ramp
  • the end piece is arranged on the ramp so as to be in perfect extension of said ramp and so as to increase the length of said ramp.
  • the distribution ramp comprises several outlet channels each having a housing intended to receive an injector.
  • these outlet channels are parallel to each other and extend perpendicular to a longitudinal axis of the ramp.
  • the gas distribution rail has a sensor for measuring the temperature and pressure of the gases circulating inside said distribution rail.
  • Another subject of the invention is a set of a gas distribution ramp and a pipe for circulating a heat transfer fluid for the production of a powertrain according to the invention.
  • the heat transfer fluid circulation tube is metallic and the distribution ramp is metallic, the fluid circulation tube being brazed to the distribution ramp.
  • the heat transfer fluid circulation pipe winds around the ramp.
  • Another subject of the invention is a vehicle comprising a powertrain conforming to the invention.
  • the heat transfer fluid circulation pipe is part of an engine cooling circuit.
  • a powertrain according to the invention has the advantage of being able to ensure, in a safe and reliable manner, a sufficiently high temperature of the gases passing through the distribution rail in order to prevent the formation of droplets of liquid likely to be injected into the combustion chambers. It also has the advantage of being able to provide this additional functionality without having to undergo in-depth structural modifications, and without being more bulky.
  • Figure 1 is a perspective view of a ramp and a pipe for circulating a heat transfer fluid of a powertrain according to the invention.
  • the principle of a powertrain according to the invention is to include a heating distribution ramp 1, intended to heat a gas at the outlet of a vapor regulator which vaporizes the gas coming from a storage tank, before it is injected into the combustion chambers of an internal combustion engine, in particular into the intake pipes of an air distributor of the engine supplying the combustion chambers in the case of indirect injection, or alternatively directly into the combustion chambers.
  • a heating rail 1 can be integrated into a powertrain having an internal combustion engine with a fuel to be heated by indirect injection, such as for example natural gas, town gas, or LPG.
  • a powertrain according to the invention comprises an internal combustion engine, a liquid phase gas storage tank, which may for example be LPG essentially comprising a mixture of butane and propane, and a vapor regulator for the vaporization of the gas coming from the tank.
  • a liquid phase gas storage tank which may for example be LPG essentially comprising a mixture of butane and propane
  • a vapor regulator for the vaporization of the gas coming from the tank.
  • a gas mixture comprising a liquid fraction which will wet the walls of the intake pipes is injected towards the combustion chambers of the engine, in particular into the intake pipes of an engine distributor serving said combustion chambers. of the distributor and at least partially prevent the introduction of the liquid into said chambers.
  • a powertrain according to the invention implements a gas distribution ramp 1 which is heated, said ramp 1 being placed on the gas circuit between the steam regulator placed at the outlet of the gas tank, and the combustion chambers of the engine, and more precisely in the case of indirect injection, between the vapor regulator and a distributor upstream of said combustion chambers.
  • the purpose of this heating ramp 1 is to heat the gases passing through it, and therefore to prevent the formation of liquid droplets upstream of the combustion chambers of the engine.
  • Such a ramp therefore allows an injection only of gas, towards said chambers, in particular in an engine distributor in the case of indirect injection.
  • the heating ramp 1 has an elongated hollow body 2, of parallelepiped shape, said body 2 having a square cross section.
  • This hollow body 2 is delimited by an entry face 3 and an exit face, each of square shape, said two faces 3 materializing the two ends of said hollow body 2 considered along a longitudinal axis thereof.
  • the ramp 1 has a rectilinear end piece 4, of cylindrical shape, opening into a central zone of the entry face 3 of the hollow body 2. In this way, the axis of revolution of this end piece 4 coincides with a longitudinal axis and central of the hollow body 2.
  • the end piece 4 extends the hollow body 2 so as to increase its length.
  • This nozzle 4 has a collar 5 in the form of an annular bead locally increasing the external diameter of said nozzle 4.
  • This nozzle 4 is intended to receive a cylindrical conduit coming from a steam regulator placed at the outlet of a tank of gas, said conduit being force-fitted around this rectilinear end piece 4.
  • This ramp 1 advantageously has three gas outlet channels 6, 7, 8, said channels being parallel to each other and extending perpendicular to a longitudinal axis of the hollow body 2 of the ramp 1.
  • Each of these output channels 6, 7, 8 has a housing 9 opening into said output channel 6, 7, 8, and being intended to accommodate an injector (not visible in the figure).
  • two channels 6, 8 are located near the two end faces 3 of the hollow body 2 of the ramp 1, and a third channel 7 is located in a central position on said body hollow 2, being equidistant from the two other output channels 6, 8.
  • a pressure and temperature sensor 9 is placed on the hollow body 2 of the ramp 1, said sensor 9 opening into the interior of the hollow body 2 to measure the pressure and temperature of the gases passing through the ramp 1. It should be noted that ramp 1 is made of metal.
  • a tube 10 for circulating a heat transfer fluid made of metal is brazed to the hollow body 2 of the ramp 1 in order to heat the gases coming from the tank, before they are rerouted to the combustion chambers of the motor via the output channels 6, 7, 8 of said ramp 1.
  • This tubing 10 is preferably cylindrical and has a constant internal diameter.
  • this tubing 10 is helical in shape and wraps around the hollow body 2 of the ramp 1. It can, for example, continuously present four loops 11, 12, 13, 14, extending over the entire length of the hollow body 2 of the ramp 1. In other words, each loop completely surrounds the hollow body 2 of the ramp 1 by extending over part of the length of the ramp 1.
  • the heat transfer fluid circulation tube 10 will heat the gases circulating in the ramp 1 homogeneously and completely, avoiding establishing a temperature gradient in said gases.
  • the heat transfer fluid can for example be water, which would come from an engine cooling circuit, in which case the tubing 10 would be an integral part of said cooling circuit.
  • the temperature of the water circulating in the tubing 10 can for example be between 30°C and 80°C.
  • the gases circulating in said ramp 1 will be heated sufficiently to prevent the formation of liquid droplets, which would be likely to penetrate the intake pipes of an engine distributor and accumulate on their walls (this is called “wall wetting”). Only gases devoid of liquid droplets will enter the intake pipes of the distributor, then entirely into the combustion chambers, thanks to the presence of this heating ramp 1.
  • the injection system of a powertrain according to the invention is indirect. Heating of the gases is very rapid, on the order of a few seconds.
  • the water circulation tube 10 can take on a multiplicity of shapes, the essential being that it is in contact with the hollow body 2 of the ramp 1 to essentially heat the circulating gases by thermal conduction in said ramp 1.

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Abstract

L'invention concerne un groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion interne et un réservoir de gaz sous pression servant d'appoint audit moteur à combustion interne, ledit groupe motopropulseur comprenant une rampe (1) amont de distribution de gaz vers des chambres de combustion du moteur, ladite rampe (1) étant insérée dans un circuit d'alimentation en gaz reliant le réservoir de gaz et lesdites chambres de combustion. Selon l'invention, une tubulure (10) de circulation d'un fluide caloporteur est en contact avec la rampe (1) de manière à faire varier la température du gaz traversant ladite rampe (1) avant que ledit gaz ne soit injecté vers les chambres de combustion.

Description

Description
Titre de l'invention : Groupe motopropulseur doté d’une rampe à carburant chauffée
[0001] La présente invention concerne un groupe motopropulseur doté d’une rampe à carburant chauffée.
[0002] Sur les moteurs à combustion interne fonctionnant au gaz de pétrole liquéfié (ou GPL), notamment ceux des véhicules automobiles, il y a un risque de recondensation du gaz en sortie d’un vapo-détendeur associé au moteur.
[0003] De manière connue en soi, le GPL est stocké en phase liquide au sein d’un réservoir du véhicule, puis il est acheminé en phase liquide jusqu’à une électrovanne située dans le compartiment moteur du véhicule, qui ferme le circuit d’arrivée du GPL en cas de coupure du moteur. Puis, le GPL toujours liquide est acheminé jusqu’au vapo-détendeur, qui sert à la fois vaporiser le GPL liquide en gaz et à assurer la régulation de pression du gaz.
[0004] Dans le cas classique d’une injection multipoint indirecte, le gaz provenant du vapo-détendeur pénètre ensuite dans une rampe à carburant du moteur, ou rampe de distribution de carburant, qui est pourvue d’une pluralité d’injecteurs débouchant dans des pipes d’admission d’un répartiteur, ou collecteur d’admission, du moteur. Le GPL gazeux est introduit dans les pipes d’admission du répartiteur par les différents injecteurs, et il y est mélangé à l’air extérieur admis dans le répartiteur. Le mélange air-carburant est ensuite admis dans les chambres de combustion du moteur y pour être brûlé.
[0005] En variante, dans le cas d’une injection directe, le carburant gazeux est injecté directement dans les chambres de combustion du moteur par les injecteurs.
[0006] Le risque de re-condensation est présent étant donné qu’on passe d’une pression de plus de 200 bars dans un réservoir de gaz liquéfié, à une pression de quelques bars seulement en sortie du vapo-détendeur puis dans la rampe à carburant (dans le cas précité d’une injection indirecte). Cette chute brutale de pression fait que le gaz destiné à être injecté dans le répartiteur du moteur, avant d’être admis dans des chambres de combustion du moteur, va comporter une fraction liquide, qui va être introduite dans les pipes d’admission du répartiteur avec la fraction gazeuse, et va avoir tendance à mouiller les parois du répartiteur. Les conséquences d’un tel phénomène d’accumulation de liquide sur les parois du répartiteur sont que la quantité (débit massique) de gaz injecté dans les chambres de combustion est mal maitrisée et que le contrôle de richesse devient alors aléatoire.
[0007] Pour éviter la re-condensation du GPL à l’aval du vapo-détendeur, plus précisément dans la rampe de distribution de carburant, il faut être positionné sous la courbe de vaporisation du gaz, qui dépend de la température, de la pression et de la composition de ce dernier.
[0008] La publication US548393A divulgue un module d’approvisionnement en carburant pour fournir un carburant gazeux à un moteur à combustion interne, qui inclut un régulateur de pression afin d’amener la pression du gaz depuis une valeur de pression de réservoir relativement élevée à une valeur relativement faible qui est requise pour l’introduction du gaz dans le moteur, avec une chambre de réchauffage qui entoure au moins en partie le régulateur. Le module d’approvisionnement en carburant ne règle que partiellement le problème visé par l’invention.
[0009] La publication EP1934467B1 concerne un système auxiliaire de démarrage à froid utilisé de manière préférentielle dans les moteurs à combustion interne qui utilisent l’alcool comme carburant, mais les moteurs dits « flex fuel » (alcool, essence, GNV) sont inclus dans le champ d’application de l’invention qui en est l’objet. Ce système utilise des résistances positionnées à l’entrée des injecteurs, des résistances à l’intérieur des injecteurs ou une résistance pour l’ensemble de la tubulure des supports des buses d’injecteur. En outre il est prévu des buses auxiliaires d’injection, placées dans le collecteur d’admission du moteur, avec des résistances également. Bien que le chauffage du carburant semble ici suffisant, il est nécessaire de mettre en œuvre plusieurs résistances, qui vont engendrer une surconsommation de carburant liée et des surcoûts importants.
[00010] Un groupe motopropulseur selon l’invention, est configuré pour empêcher la formation d’une fraction liquide à l’aval du vapo-détendeur et plus précisément dans la rampe de distribution de carburant, tout en s’affranchissant des inconvénients rencontrés dans les groupes motopropulseurs existants.
[00011] L’invention a pour objet un groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion interne, un réservoir de gaz sous pression et un vapo-détendeur, ledit groupe motopropulseur comprenant une rampe amont de distribution du gaz vers des chambres de combustion du moteur, ladite rampe étant insérée dans un circuit d’alimentation en gaz reliant le réservoir de gaz et lesdites chambres de combustion.
[00012] Selon l’invention, une tubulure de circulation d’un fluide caloporteur est en contact avec la rampe de manière à faire varier la température du gaz traversant ladite rampe avant que ledit gaz ne soit injecté vers les chambres de combustion du moteur. De cette manière, en fonction de la température du fluide caloporteur circulant dans la tubulure, la température du gaz à la sortie du réservoir peut, soit être augmentée, soit être rabaissée. Préférentiellement, la température du fluide caloporteur circulant dans la tubulure est élevée dans le but d’augmenter la température des gaz circulant dans la rampe et donc d’empêcher la formation de gouttelettes liquides qui seraient susceptibles d’être acheminées dans le répartiteur, qui y stagneraient au moins partiellement, et qui ne seraient donc pas toutes admises dans les chambres de combustion, avec tous les désagréments que cela pourrait engendrer. Avantageusement, le fluide caloporteur est un liquide, et préférentiellement ce liquide est de l’eau. Le fluide peut faire partie, soit d’un circuit qui a été spécifiquement conçu pour cette fonction de réchauffement des gaz circulant dans la rampe, soit d’un circuit déjà existant comme par exemple le circuit de refroidissement du moteur. De façon avantageuse, le groupe motopropulseur est à injection indirecte, signifiant que le gaz n’est pas injecté directement dans les chambres de combustion mais en amont de soupapes d’admission débouchant dans lesdites chambres, dans les pipes d’admission d’un répartiteur. Le gaz peut par exemple être du gaz naturel, du gaz de ville ou du gaz de pétrole liquéfié (GPL). La rampe de distribution est assimilable à un plenum d’admission, c’est-à-dire un volume avec une entrée unique à partir du vapo-détendeur et une pluralité de sorties comportant des logements d’injecteurs, lesdits injecteurs débouchant chacun vers une chambre de combustion du moteur, c’est-à-dire dans une pipe d’admission du répartiteur qui débouche sur une chambre de combustion. Le transfert thermique entre la tubulure de circulation de fluide caloporteur et la rampe s’effectue majoritairement par conduction thermique.
[00013] Selon une caractéristique possible de l’invention, le gaz est injecté à partir de la rampe dans des pipes d’admission d’un répartiteur du moteur desservant les chambres de combustion. [00014] Selon une caractéristique possible de l’invention, la rampe de distribution est métallique, la tubulure de circulation de fluide caloporteur étant métallique et est brasée à ladite rampe. De cette manière, l’échange thermique entre la tubulure de circulation de fluide et la rampe s’effectue majoritairement par conduction thermique. La fixation de la tubulure de circulation de fluide peut s’effectuer directement sur la rampe, et c’est l’ensemble constitué par ladite tubulure et ladite rampe qui est monté dans le véhicule. Elle peut également s’effectuer alors que la rampe est déjà montée dans le véhicule. Dans ce dernier cas, la tubulure de circulation de fluide peut venir se fixer au dernier moment sur la rampe, en fonction des besoins d’un utilisateur.
[00015] Selon une caractéristique possible de l’invention, la rampe de distribution est allongée, la tubulure de circulation de fluide caloporteur étant enroulée autour de ladite rampe. Pour cette configuration, puisque la tubulure de circulation de fluide caloporteur entoure la rampe, la modification de température des gaz circulant dans ladite rampe sera homogène et complète, sans risque de voir la création d’un gradient de température au sein desdits gaz.
[00016] Selon une caractéristique possible de l’invention, la tubulure de circulation de fluide caloporteur est de forme hélicoïdale, ladite tubulure présentant au moins deux boucles en continu s’étendant sur toute la longueur de la rampe de distribution. De cette manière, la modification de température des gaz circulant dans la rampe sera effective sur toute la longueur de ladite rampe. Préférentiellement, la tubulure comprend quatre boucles s’étendant sur toute la longueur de la rampe de distribution. Avantageusement, chaque boucle entour complètement la rampe en s’étendant sur une partie de la longueur de ladite rampe.
[00017] Selon une caractéristique possible de l’invention, la rampe de distribution présente une forme parallélépipédique et possède une section transversale de forme carrée, ladite rampe de distribution étant délimitée par une face d’entrée dans laquelle débouche un embout cylindrique. Préférentiellement, cet embout s’étend perpendiculairement à la face d’entrée. Cet embout est destiné à recevoir un conduit en provenance d’un vapo-détendeur placé en sortie du réservoir de gaz, et matérialise une entrée de la rampe pour les gaz en provenance du réservoir. [00018] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’embout est rectiligne et débouche dans une zone centrale de la face d’entrée de sorte qu’un axe de révolution dudit embout soit dans la continuité d’un axe longitudinal et central de la rampe de distribution L’embout est disposé sur la rampe de manière à être dans le parfait prolongement de ladite rampe et de manière à accroitre la longueur de ladite rampe.
[00019] Selon une caractéristique possible de l’invention, la rampe de distribution comprend plusieurs canaux de sorties disposant chacun d’un logement destiné à recevoir un injecteur. Avantageusement, ces canaux de sortie sont parallèles entre eux et s’étendent perpendiculairement à un axe longitudinal de la rampe.
[00020] Selon une caractéristique possible de l’invention, la rampe de distribution de gaz possède un capteur de mesure de la température et de la pression des gaz circulant à l’intérieur de ladite rampe de distribution.
[00021] L’invention a pour autre objet un ensemble d’une rampe de distribution des gaz et d’une tubulure de circulation d’un fluide caloporteur pour la réalisation d’un groupe motopropulseur selon l’invention.
[00022] Selon l’invention, la tubulure de circulation du fluide caloporteur est métallique et la rampe de distribution est métallique, la tubulure de circulation de fluide étant brasée à la rampe de distribution. Préférentiellement, la tubulure de circulation de fluide caloporteur serpente autour de la rampe.
[00023] L’invention a pour autre objet un véhicule comprenant un groupe motopropulseur conforme à l’invention.
[00024] Selon l’invention, la tubulure de circulation de fluide caloporteur fait partie d’un circuit de refroidissement du moteur.
[00025] Un groupe motopropulseur selon l’invention présente l’avantage de pouvoir assurer, de façon sûre et fiable, une température suffisamment élevée des gaz transitant dans la rampe de distribution afin d’empêcher la formation de gouttelettes de liquide susceptibles d’être injectées dans les chambres de combustion. Il a de plus l’avantage de pouvoir assurer cette fonctionnalité supplémentaire sans avoir à subir de modifications structurelles en profondeur, et sans être plus encombrant.
[00026] On donne ci-après une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un groupe motopropulseur selon l’invention, en se référant aux figures suivantes : [00027] [Fig. 1] La figure 1 est une vue en perspective d’une rampe et d’une tubulure de circulation d’un fluide caloporteur d’un groupe motopropulseur selon l’invention.
[00028] Le principe d’un groupe motopropulseur selon l’invention est de comporter une rampe 1 de distribution chauffante, destinée à chauffer un gaz à la sortie d’un vapo-détendeur qui vaporise le gaz provenant d’un réservoir de stockage, avant qu’il ne soit injecté vers des chambres de combustion d’un moteur à combustion interne, notamment dans des pipes d’admission d’un répartiteur d’air du moteur alimentant les chambres de combustion dans le cas d’une injection indirecte, ou en variante directement dans les chambres de combustion. Une telle rampe 1 chauffante peut être intégrée dans un groupe motopropulseur possédant un moteur à combustion interne avec un carburant à réchauffé en injection indirecte, comme par exemple du gaz naturel, du gaz de ville, ou du GPL.
[00029] Un groupe motopropulseur selon l’invention comprend un moteur à combustion interne, un réservoir de stockage de gaz en phase liquide, pouvant par exemple être du GPL comprenant essentiellement un mélange de butane et de propane, et un vapo-détendeur pour la vaporisation du gaz provenant du réservoir. Sur de tels groupes motopropulseurs, il y a un risque de recondensation du gaz en sortie du vapo-détendeur et plus précisément dans une rampe de distribution de carburant placée en sortie dudit vapo-détendeur vers laquelle le gaz théoriquement en phase uniquement gazeuse est acheminé. Dans ce cas, on injecte vers les chambres de combustion du moteur, notamment dans les pipes d’admission d’un répartiteur du moteur desservant lesdites chambres de combustion, un mélange gazeux comprenant une fraction liquide qui va mouiller les parois des pipes d’admission du répartiteur et empêcher au moins partiellement l’introduction du liquide dans lesdites chambres. Les conséquences d’une telle injection, est que la quantité de gaz injectée n’est pas bien maitrisée et le contrôle de richesse devient aléatoire.
[00030] Pour empêcher la formation de cette fraction liquide, un groupe motopropulseur selon l’invention, met en œuvre une rampe 1 de distribution de gaz qui est chauffante, ladite rampe 1 étant placée sur le circuit de gaz entre le vapo-détendeur placé à la sortie du réservoir de gaz, et les chambres de combustion du moteur, et plus précisément dans le cas d’une injection indirecte, entre le vapo-détendeur et un répartiteur en amont desdites chambres de combustion. Cette rampe 1 chauffante a pour objet de réchauffer les gaz transitant par celle-ci, et donc d’empêcher la formation de gouttelettes liquides en amont des chambres de combustion du moteur. Une telle rampe permet donc une injection uniquement de gaz, vers lesdites chambres, notamment dans un répartiteur du moteur dans le cas d’une injection indirecte.
[00031] En se référant à la figure 1 , La rampe chauffante 1 possède un corps 2 creux allongé, de forme parallélépipédique, ledit corps 2 présentant une section transversale de forme carrée. Ce corps creux 2 est délimité par une face d’entrée 3 et une face de sortie, chacune de forme carrée, lesdites deux faces 3 matérialisant les deux extrémités dudit corps creux 2 considérées le long d’un axe longitudinal de celui-ci. La rampe 1 présente un embout 4 rectiligne, de forme cylindrique, débouchant dans une zone centrale de la face d’entrée 3 du corps creux 2. De cette manière, l’axe de révolution de cet embout 4 est confondu avec un axe longitudinal et central du corps creux 2. L’embout 4 prolonge le corps creux 2 de manière à accroitre sa longueur. Cet embout 4 présente une collerette 5 sous la forme d’un bourrelet annulaire accroissant localement le diamètre extérieur dudit embout 4. Cet embout 4 est destiné à recevoir un conduit cylindrique en provenance d’un vapo-détendeur placé à la sortie d’un réservoir de gaz, ledit conduit étant emmanché à force autour de cet embout 4 rectiligne. Cette rampe 1 présente avantageusement trois canaux 6, 7, 8 de sortie des gaz, lesdits canaux étant parallèles entre eux et s’étendant perpendiculairement à un axe longitudinal du corps creux 2 de la rampe 1 .
Chacun de ces canaux 6, 7, 8 de sortie possède un logement 9 débouchant dans ledit canal 6, 7, 8 de sortie, et étant destiné à loger un injecteur (non visible sur la figure). Parmi les trois canaux 6, 7, 8 de sortie, deux canaux 6, 8 sont situés à proximité des deux faces 3 d’extrémité du corps creux 2 de la rampe 1 , et un troisième canal 7 est situé en position centrale sur ledit corps creux 2, en étant équidistants des deux autres canaux 6, 8 de sortie. Un capteur 9 de pression et de température est placé sur le corps creux 2 de la rampe 1 , ledit capteur 9 débouchant à l’intérieur du corps creux 2 pour mesurer la pression et la température des gaz transitant dans la rampe 1 . Il est à préciser que la rampe 1 est réalisée en métal. [00032] Une tubulure 10 de circulation d’un fluide caloporteur réalisée en métal, est brasée au corps creux 2 de la rampe 1 afin de réchauffer les gaz en provenance du réservoir, avant qu’ils ne soient réacheminés vers les chambres de combustion du moteur via les canaux de sortie 6, 7, 8 de ladite rampe 1 . Cette tubulure 10 est préférentiellement cylindrique et est de diamètre interne constant. Avantageusement, cette tubulure 10 est de forme hélicoïdale et s’enroule autour du corps creux 2 de la rampe 1 . Elle peut, par exemple, présenter en continu quatre boucles 11 , 12, 13, 14, s’étendant sur la totalité de la longueur du corps 2 creux de la rampe 1 . Autrement dit, chaque boucle entoure complètement le corps creux 2 de la rampe 1 en s’étendant sur une partie de la longueur de la rampe 1 . De cette manière, en entourant le corps creux 2 de la rampe 1 , la tubulure 10 de circulation de fluide caloporteur va chauffer de façon homogène et complète les gaz circulant dans la rampe 1 , en évitant d’instaurer un gradient de température dans lesdits gaz. Le fluide caloporteur peut par exemple être de l’eau, qui proviendrait d’un circuit de refroidissement du moteur, auquel cas la tubulure 10 ferait partie intégrante dudit circuit de refroidissement. La température de l’eau circulant dans la tubulure 10 peut par exemple être comprise entre 30°C et 80°C.
[00033] Ainsi, grâce à la présence de la tubulure 10 de circulation d’eau fixée autour du corps creux de la rampe 1 , les gaz circulant dans ladite rampe 1 vont être suffisamment chauffés pour prévenir la formation de gouttelettes liquides, qui seraient susceptibles de pénétrer dans les pipes d’admission d’un répartiteur du moteur et de s’accumuler sur leurs parois (on parle de « mouillage des parois »). Seuls des gaz dépourvus de gouttelettes liquides pénétreront dans les pipes d’admission du répartiteur, puis intégralement dans les chambres de combustion, grâce à la présence de cette rampe 1 chauffante. Le système d’injection d’un groupe motopropulseur selon l’invention est indirect. Le chauffage des gaz est très rapide, de l’ordre de quelques secondes.
[00034] Il est à noter que la tubulure 10 de circulation d’eau peut revêtir une multiplicité de forme, l’essentiel étant qu’elle soit an contact du corps creux 2 de la rampe 1 pour réchauffer essentiellement par conduction thermique les gaz circulant dans ladite rampe 1 .

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion interne, un réservoir de gaz sous pression et un vapo-détendeur, ledit groupe motopropulseur comprenant une rampe (1 ) amont de distribution du gaz vers des chambres de combustion du moteur, ladite rampe (1 ) étant insérée dans un circuit d’alimentation en gaz reliant le réservoir de gaz et lesdites chambres de combustion, caractérisé en ce qu’une tubulure (10) de circulation d’un fluide caloporteur est en contact avec la rampe (1 ) de manière à faire varier la température du gaz traversant ladite rampe (1 ) avant que ledit gaz ne soit injecté vers les chambres de combustion du moteur.
[Revendication 2] Groupe motopropulseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le gaz est injecté à partir de la rampe (1 ) dans des pipes d’admission d’un répartiteur du moteur desservant les chambres de combustion.
[Revendication 3] Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rampe (1 ) de distribution est métallique, et en ce que la tubulure (10) de circulation de fluide caloporteur est métallique et est brasée à ladite rampe (1 ).
[Revendication 4] Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rampe (1 ) de distribution est allongée, et en ce que la tubulure (10) de circulation de fluide caloporteur est enroulée autour de ladite rampe (1 ).
[Revendication 5] Groupe motopropulseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tubulure (10) de circulation de fluide caloporteur est de forme hélicoïdale, et en ce qu’elle présente au moins deux boucles (11 , 12, 13, 14) en continu s’étendant sur toute la longueur de la rampe (1 ) de distribution.
[Revendication 6] Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la rampe (1 ) de distribution présente une forme parallélépipédique et possède une section transversale de forme carrée, et en ce que ladite rampe (1 ) de distribution est délimitée par une face d’entrée (3) dans laquelle débouche un embout (4) cylindrique.
[Revendication 7] Groupe motopropulseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’embout (4) est rectiligne et débouche dans une zone centrale de la face d’entrée (3) de sorte qu’un axe de révolution dudit embout (4) soit dans la continuité d’un axe longitudinal et central de la rampe (1) de distribution.
[Revendication 8] Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la rampe (1 ) de distribution comprend plusieurs canaux (6, 7, 8) de sorties disposant chacun d’un logement (9) destiné à recevoir un injecteur.
[Revendication 9] Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la rampe (1 ) de distribution de gaz possède un capteur (9) de mesure de la température et de la pression des gaz circulant à l’intérieur de ladite rampe (1) de distribution.
[Revendication 10] Ensemble d’une rampe (1) de distribution des gaz et d’une tubulure (10) de circulation d’un fluide caloporteur pour la réalisation d’un groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la tubulure (10) de circulation du fluide caloporteur est métallique et la rampe (1) de distribution est métallique, et en ce que la tubulure (10) de circulation de fluide caloporteur est brasée à la rampe (1) de distribution.
[Revendication 11] Véhicule comprenant un groupe motopropulseur conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tubulure (10) de circulation de fluide caloporteur fait partie d’un circuit de refroidissement du moteur.
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