FR2742806A1 - Diesel engine fuel feed system - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE LIQUIDE D'UN MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE DIESEL
La présente invention concerne les moteurs & combustion interne diesel, en général, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur & combustion interne diesel, le combustible liquide pouvant être additionné d'eau.LIQUID FUEL SUPPLY DEVICE FOR A MOTOR
DIESEL INTERNAL COMBUSTION
The present invention relates to diesel internal combustion engines, in general, and relates, more particularly, to a device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine, the liquid fuel being able to be added with water.
Les moteurs à combustion interne diesel de ce type comportent généralement une alimentation constituée par une boucle fermée amenant le combustible & à 'entrée de pompes d'injection. Diesel internal combustion engines of this type generally comprise a supply constituted by a closed loop bringing the fuel to the inlet of injection pumps.
Une telle alimentation est par exemple représentée & la figure 1 jointe. Such a supply is for example shown & Figure 1 attached.
La partie de la boucle raccordée aux pompes d'injection est sous une pression de circulation de l'ordre de 5 a 6 bars. The part of the loop connected to the injection pumps is under a circulation pressure of the order of 5 to 6 bars.
Cette boucle fermée amenant le combustible à l'entrée des pompes d'injection comporte un point d'introduction du combustible, un dispositif d'introduction d'eau et d'homogénéisation eau-combustible, une pompe de circulation, un dispositif de réchauffage, un dispositif de filtration et enfin l'ensemble des pompes d'injection et les injecteurs du moteur. This closed loop bringing the fuel to the inlet of the injection pumps includes a fuel introduction point, a water introduction and water-fuel homogenization device, a circulation pump, a heating device, a filtration device and finally all the injection pumps and the engine injectors.
Sur les moteurs de forte puissance, le mélange eaucombustible représente un volume important circulant, ce qui entraîne plusieurs inconvénients. On high power engines, the water-fuel mixture represents a large circulating volume, which leads to several drawbacks.
Un premier inconvénient des dispositifs d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel est l'importance du temps nécessaire pour passer d'un fonctionnement du type combustible seul à un fonctionnement du type eau-combustible et inversement. A first drawback of the liquid fuel supply devices of a diesel internal combustion engine is the importance of the time required to pass from an operation of the fuel type alone to an operation of the water-fuel type and vice versa.
Un autre inconvénient des dispositifs d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel est l'importance du temps nécessaire à l'adaptation de la proportion de la quantité d'eau dans le combustible en foction de la variation de charge du moteur. Another drawback of the liquid fuel supply devices of a diesel internal combustion engine is the importance of the time necessary for the adaptation of the proportion of the amount of water in the fuel depending on the charge variation of the engine.
Un autre inconvénient des dispositifs d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel est le coût élevé du dispositif d'homogénéisation eau-combustible du fait que ce dispositif d'homogénéisation doit assurer une émulsion dont la stabilité et la bonne combustion exige que les goutelettes d'eau n'excèdent pas 10 pm. Another drawback of the liquid fuel supply devices of a diesel internal combustion engine is the high cost of the water-fuel homogenization device because this homogenization device must provide an emulsion whose stability and good combustion requires that the water droplets do not exceed 10 pm.
Aussi un but de l'invention est-il un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel ne présentant pas les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. An object of the invention is therefore a device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine which does not have the drawbacks of the devices of the prior art.
Conformément à l'invention, le dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel, ledit dispositif comportant une conduite d'alimentation en combustible des pompes d'injection dudit moteur, ladite conduite d'alimentation formant une boucle d'alimentation et comportant une conduite d'entrée dudit combustible, des moyens de traitement et de circulation dudit combustible et une conduite d'introduction d'eau dans ledit combustible, se caractérise en ce que le point de raccordement de ladite conduite d'introduction d'eau à ladite conduite d'alimentation en combustible est située immédiatement en amont de la partie de ladite conduite d'alimentation qui alimente lesdites pompes d'injection dudit moteur et en ce qu'une vanne de fermeture, susceptible de fermer ladite conduite d'alimentation, est située immédiatement en aval de ladite partie de la conduite d'alimentation qui alimente lesdites pompes d'injection dudit moteur. According to the invention, the device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine, said device comprising a line for supplying fuel to the injection pumps of said engine, said supply line forming a loop supply and comprising an inlet pipe for said fuel, means for treating and circulating said fuel and a pipe for introducing water into said fuel, is characterized in that the connection point of said introduction pipe d water to said fuel supply line is located immediately upstream of the part of said supply line which supplies said injection pumps of said engine and in that a shut-off valve capable of closing said supply line supply, is located immediately downstream of said part of the supply line which supplies said injection pumps of said engine.
Le dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel de l'invention satisfait également à l'une quelconque des caractéristiques suivantes:
- le point de raccordement de ladite conduite d'introduction d'eau à ladite conduite d'alimentation en combustible se compose d'un mélangeur de ladite eau et dudit combustible,
- ledit mélangeur est tel que les gouttes d'eau ont une taille inférieure ou égale à 0,5 mm,
- ladite conduite d'alimentation en combustible desdites pompes d'injection comprend un dispositif de mesure du débit de combustible circulant dans ladite conduite d'alimentation, ledit dispositif de mesure étant associé & un dispositif de régulation du débit d'eau injecté dans ladite conduite d'alimentation.The device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine of the invention also satisfies any of the following characteristics:
the connection point of said water introduction pipe to said fuel supply pipe consists of a mixer of said water and said fuel,
said mixer is such that the drops of water have a size less than or equal to 0.5 mm,
- said fuel supply line of said injection pumps comprises a device for measuring the flow of fuel flowing in said supply line, said measurement device being associated with a device for regulating the flow of water injected into said line feed.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation synoptique d'un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel selon l'art antérieur,
- la figure 2 est une représentation synoptique d'un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel conforme à l'invention.Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of the preferred embodiment of the device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine, description made in conjunction with the drawings in which :
FIG. 1 is a block diagram of a device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine according to the prior art,
- Figure 2 is a block diagram of a liquid fuel supply device for a diesel internal combustion engine according to the invention.
La figure 1 est une représentation synoptique d'un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel selon l'art antérieur. FIG. 1 is a block diagram of a device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine according to the prior art.
Comme décrit précédemment, une conduite d'alimentation 1 fermée amène un combustible C à l'entrée des pompes d'injection Pi d'un moteur M. As described above, a closed supply line 1 supplies fuel C to the inlet of the injection pumps Pi of an engine M.
Cette conduite d'alimentation 1 en boucle fermée reçoit une conduite d'entrée 2 du combustible C, une conduite d'introduction 3 d'eau E, une pompe de circulation
P, un dispositif de réchauffage R, un dispositif de filtration F et enfin un ensemble 4 de pompes d'injection Pi et d'injecteurs I du moteur M.This supply line 1 in closed loop receives an inlet line 2 of the fuel C, a water introduction line 3 E, a circulation pump
P, a heating device R, a filtration device F and finally a set 4 of injection pumps Pi and injectors I of the engine M.
L'extrémité de la conduite d'introduction 3 d'eau E dans la conduite d'alimentation en combustible C se compose d'un dispositif d'homogénéisation H de l'eau E et du combustible C. The end of the water introduction pipe 3 E in the fuel supply pipe C consists of a device H for homogenizing the water E and the fuel C.
Un tel dispositif d'alimentation en combustible C liquide d'un moteur M à combustion interne diesel comporte donc principalement une conduite d'alimentation en combustible des pompes d'injection Pi du moteur M. Such a liquid fuel supply device C of a diesel internal combustion engine M therefore mainly comprises a fuel supply pipe for the injection pumps Pi of the engine M.
La conduite d'alimentation forme une boucle d'alimentation et comporte une conduite d'entrée 2 du combustible C, des moyens de traitement et de circulation du combustible C et une conduite d'introduction 3 de l'eau E dans le combustible C. The supply line forms a supply loop and comprises an inlet pipe 2 for fuel C, means for processing and circulation of fuel C and a pipe 3 for introducing water E into fuel C.
La figure 2 est une représentation synoptique d'un dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel conforme à l'invention. FIG. 2 is a block diagram of a device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine according to the invention.
Ce dispositif d'alimentation en combustible C liquide d'un moteur M à combustion interne diesel de l'invention comporte également une conduite d'alimentation 1 en combustible des pompes d'injection Pi du moteur M. This liquid fuel supply device C of a diesel internal combustion engine M of the invention also comprises a fuel supply pipe 1 for the injection pumps Pi of the engine M.
La conduite d'alimentation 1 forme une boucle d'alimentation et comporte une conduite d'entrée 2 du combustible C, des moyens de traitement et de circulation du combustible C et une conduite d'introduction 3 de l'eau E dans le combustible C. The supply line 1 forms a supply loop and comprises an inlet pipe 2 for the fuel C, means for processing and circulation of the fuel C and a pipe 3 for introducing water E into the fuel C .
Le dispositif d'alimentation en combustible C liquide d'un moteur à combustion interne diesel de l'invention se distingue des dispositifs d'alimentation de l'art antérieur en ce que la conduite d'introduction 3 d'eau dans la conduite d'alimentation 1 en combustible est située immédiatement en amont de la partie 4 de la conduite d'alimentation 1 qui alimente les pompes d'injection Pi du moteur M. The liquid fuel supply device C of a diesel internal combustion engine of the invention differs from the supply devices of the prior art in that the line 3 for introducing water into the line fuel supply 1 is located immediately upstream of part 4 of the supply line 1 which supplies the injection pumps Pi of the engine M.
De plus, une vanne de fermeture 5, susceptible de fermer ladite conduite d'alimentation 1, est située immédiatement en aval de la partie 4 de la conduite d'alimentation 1 qui alimente les pompes d'injection Pi du moteur M. In addition, a closing valve 5, capable of closing said supply line 1, is located immediately downstream of the part 4 of the supply line 1 which supplies the injection pumps Pi of the engine M.
Cette vanne de fermeture 5 est susceptible de fonctionner selon un premier mode de fonctionnement noté A ou selon un second mode de fonctionnement noté B. This closing valve 5 is capable of operating according to a first operating mode denoted A or according to a second operating mode denoted B.
Conformément à un mode de réalisation préféré, l'extrémité de la conduite d'introduction 3 d'eau E dans la conduite d'alimentation 1 en combustible C se compose d'un mélangeur 6 d'eau E et de combustible C. According to a preferred embodiment, the end of the line 3 for introducing water E into the line 1 for supplying fuel C consists of a mixer 6 for water E and fuel C.
Le mélangeur 6 est de préférence tel que les gouttes d'eau ont une taille inférieure ou égale à 0,5 mm. The mixer 6 is preferably such that the drops of water have a size less than or equal to 0.5 mm.
La conduite d'alimentation 1 en combustible des pompes d'injection Pi comprend un dispositif de mesure 7 du débit de combustible circulant dans la conduite d'alimentation 1. The fuel supply line 1 for the injection pumps Pi comprises a device 7 for measuring the flow of fuel flowing in the supply line 1.
Le dispositif de mesure 7 de débit pilote un dispositif de régulation 8 du débit d'eau injecté dans la conduite d'alimentation 1. The flow measurement device 7 controls a device 8 for regulating the flow of water injected into the supply line 1.
La description qui suit porte sur le fonctionnement du dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur à combustion interne diesel de l'invention. The following description relates to the operation of the device for supplying liquid fuel to a diesel internal combustion engine of the invention.
En dessous d'une valeur donnée de charge du moteur, par exemple une charge dont la valeur est située entre 20 et 50%, la vanne de fermeture 5 fonctionne conformément au mode de fonctionnement noté A et l'introduction d'eau est interrompue. Below a given value of engine load, for example a load whose value is between 20 and 50%, the closing valve 5 operates in accordance with the operating mode denoted A and the introduction of water is interrupted.
Le moteur fonctionne alors avec une boucle d'alimentation dont la disposition est connue. The engine then operates with a supply loop whose arrangement is known.
Avant le démarrage du moteur, cette boucle d'alimentation permet le réchauffage des organes, ainsi que la purge ou le nettoyage des circuits. Before starting the engine, this supply loop allows the organs to be heated, as well as the purging or cleaning of the circuits.
En fonctionnement au dessus d'une valeur de charge du moteur située entre 20 et 50%, de l'eau, destinée par exemple à la diminution des oxydes d'azote, est introduite dans la conduite d'alimentation. In operation above an engine load value between 20 and 50%, water, intended for example for the reduction of nitrogen oxides, is introduced into the supply line.
Conjointement à cette introduction, la vanne de fermeture fonctionne conformément au mode de fonctionnement noté B ce qui a pour effet une interruption de la boucle. In conjunction with this introduction, the closing valve operates in accordance with the operating mode noted B, which has the effect of interrupting the loop.
Cette interruption évite d'avoir un volume de mélange eau-combustible circulant dans la conduite d'alimentation trop important, ayant peu d'inertie aux variations de proportion d'eau et permettant de revenir au fonctionnement en boucle sans eau en un temps court. This interruption avoids having too large a volume of water-fuel mixture circulating in the supply line, having little inertia to variations in the proportion of water and making it possible to return to operation in a loop without water in a short time.
La distance faible prévue entre le point d'introduction d'eau et la rampe d'alimentation des pompes d'injection alliée à une absence de circulation en boucle autorise une introduction d'eau assez grossière conduisant a un mélange instable mais garantissant une répartition locale correcte de l'eau et du combustible. The short distance provided between the point of introduction of water and the supply ramp of the injection pumps combined with the absence of loop circulation allows the introduction of fairly coarse water leading to an unstable mixing but guaranteeing a local distribution correct water and fuel.
Ce mélange n'a, de plus, pas le temps de se déstabiliser avant son arrivée aux pompes d'injection qui, par leur fonctionnement, assurent lors du refoulement une homogénéisation plus fine du mélange, à savoir que les goutelettes d'eau n'excèdent pas 10 zm. This mixture has, moreover, no time to destabilize before it arrives at the injection pumps which, by their operation, ensure, during the delivery, a finer homogenization of the mixture, namely that the water droplets do not not exceed 10 zm.
Le dispositif de mesure du débit de combustible pilotant la régulation du débit d'eau assure une proportion fixée de la quantité d'eau dans le combustible. The fuel flow measurement device controlling the regulation of the water flow ensures a fixed proportion of the amount of water in the fuel.
Claims (4)
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