FR2800130A1 - System for improving combustion of fuel in an IC engine consists on pre-heating the fuel before injection by heat exchange with the exhaust gases - Google Patents

System for improving combustion of fuel in an IC engine consists on pre-heating the fuel before injection by heat exchange with the exhaust gases Download PDF

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Abstract

The method includes heating the fuel till a partial or total amount is vaporized, before the fuel is injected by the fuel injectors (6), during all functioning phases of the engine, and injecting the vaporized fuel to obtain a mixture of fuel gases, and combustible gases in the engine cylinder. The pre-heating of the fuel into vapor is achieved by heat exchange with the exhaust gases after cold starting. An Independent claim is also included for the device used to improve the combustion in the IC engine.

Description

PROCÉ DE VAPORISATION DE CARBURANT POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé de vaporisation de carburant pour un moteur à combustion interne, essence ou diesel, deux temps ou quatre temps, suralimenté ou non suralimenté, à injection directe ou indirecte. L'invention vise également un dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé.  The present invention relates to a fuel vaporization process for an internal combustion engine, petrol or diesel, two-stroke or four-stroke, supercharged or non-supercharged, direct or indirect injection. The invention also relates to a device for implementing this method.

Dans les moteurs à combustion interne, la qualité de la combustion dépend essentiellement de la qualité du mélange carburant/ comburant. Il existe de nombreuses méthodes pour augmenter le brassage de ces deux composants dans les cylindres, par exemple - une première méthode consiste, dans les moteurs diesel à injection directe, à disposer la tubulure d'admission d'air tangentiellement au cylindre, afin d'engendrer une rotation élevée de la charge d'air dans le cylindre, - une autre méthode consiste à créer un mouvement de chasse latérale de l'air vers le centre du cylindre, en fin de compression, grâce à une forme particulière de la face supérieure du piston en vis à vis de la culasse, encore une autre méthode consiste à engendrer un mouvement rotationnel de la charge d'air au centre de la chambre de combustion, en fin de compression du piston, par exemple en prévoyant un évidement adapté sur le dessus du piston, encore une autre méthode consiste à prévoir une portion saillante au centre du piston pour favoriser le brassage de l'air à l'intérieur de la chambre avant combustion, pour les moteurs à essence. In internal combustion engines, the quality of combustion depends essentially on the quality of the fuel / oxidizer mixture. There are many methods to increase the mixing of these two components in the cylinders, for example - a first method consists, in direct injection diesel engines, of placing the air intake manifold tangentially to the cylinder, in order to generate a high rotation of the air charge in the cylinder, - another method consists in creating a lateral flushing movement of the air towards the center of the cylinder, at the end of compression, thanks to a particular shape of the upper face of the piston opposite the cylinder head, yet another method consists in generating a rotational movement of the air charge in the center of the combustion chamber, at the end of compression of the piston, for example by providing a suitable recess on the above the piston, yet another method consists in providing a projecting portion in the center of the piston to promote the mixing of the air inside the chamber before combustion, for petrol engines.

Ces différentes méthodes, utilisées séparément ou en association, ainsi que d'autres méthodes, ont pour but d'améliorer le mélange du comburant gazeux avec le carburant liquide. Dans les moteurs à essence à injection indirecte, le mélange admis dans cylindre un mélange d'air et de gouttelettes de carburant dont l'homogénéité est variable. Dans les moteurs diesel à injection directe, dans lesquels le carburant est injecté en fin de compression, la qualité de la combustion dépend de l'oxydation et de la bonne combustion gouttelettes carburant injectées. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients liés à l'hétérogénéité du mélange comburant gazeux et carburant liquide, aux variations de taille des gouttelettes de carburant à injecter, aux variations angle d'injection de carburant, et de proposer un procédé de vaporisation du carburant qui permette d'homogénéiser le mélange, d'améliorer la combustion et de diminuer l'émission polluante et de réduire la consommation de carburant. These different methods, used separately or in combination, as well as other methods, are intended to improve the mixing of the gaseous oxidizer with the liquid fuel. In petrol engines with indirect injection, the mixture admitted into the cylinder is a mixture of air and fuel droplets whose homogeneity is variable. In direct injection diesel engines, in which the fuel is injected at the end of compression, the quality of the combustion depends on the oxidation and the good combustion of the fuel droplets injected. The object of the invention is to eliminate the drawbacks linked to the heterogeneity of the gaseous oxidant and liquid fuel mixture, to the variations in size of the fuel droplets to be injected, to the variations in fuel injection angle, and to propose a method of vaporization of the fuel which makes it possible to homogenize the mixture, to improve combustion and to decrease the polluting emission and to reduce fuel consumption.

cet effet, l'invention a pour objet un procédé vaporisation de carburant pour un moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il consiste à chauffer le carburant liquide pour que la totalité ou la majeure partie du carburant se vaporise, en amont du ou des injecteurs de carburant, pendant toute la phase fonctionnement du moteur, et à injecter le carburant ainsi vaporisé de façon à obtenir un mélange de carburant gazeux et de comburant gazeux dans le(s) cylindre(s) du moteur. Ainsi, on obtient une homogénéité du mélange carburant/comburant bien meilleure, car les deux composants sont sous forme gazeuse, et non sous forme gazeuse et liquide. outre, comme tous les composants sont volatils, leur combustion sera nettement meilleure, ce qui améliorera le rendement et diminuera donc la consommation. Comme le carburant gazeux sera davantage brûlé que le carburant liquide, on obtiendra également une diminution émissions polluantes et, dans le cas des moteurs diesel, une réduction de la formation de suies est attendue. for this purpose, the invention relates to a fuel vaporization process for an internal combustion engine, characterized in that it consists in heating the liquid fuel so that all or most of the fuel vaporizes, upstream of the or fuel injectors, during the entire engine operating phase, and injecting the fuel thus vaporized so as to obtain a mixture of gaseous fuel and gaseous oxidizer in the cylinder (s) of the engine. Thus, a much better homogeneity of the fuel / oxidizer mixture is obtained, since the two components are in gaseous form, and not in gaseous and liquid form. furthermore, since all the components are volatile, their combustion will be significantly better, which will improve the yield and therefore reduce consumption. As the gaseous fuel will be burned more than the liquid fuel, there will also be a reduction in polluting emissions and, in the case of diesel engines, a reduction in the formation of soot is expected.

Avantageusement, le procédé consiste à vaporiser le carburant liquide par échange de chaleur avec les gaz d'échappement pendant toute la phase de fonctionnement à chaud du moteur, c'est-à- dire après la phase de démarrage à froid du moteur. Advantageously, the method consists in vaporizing the liquid fuel by heat exchange with the exhaust gases during the whole hot operating phase of the engine, that is to say after the cold starting phase of the engine.

L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de chauffage sur la ligne d'alimentation de carburant s'étendant entre le réservoir de carburant et le(s) injecteur(s) de carburant, afin de vaporiser le carburant liquide provenant du réservoir avant qu n'atteigne le(s) injecteur(s) de carburant. The invention also relates to a device for implementing this method, characterized in that it comprises heating means on the fuel supply line extending between the fuel tank and the injector (s) (s) of fuel, in order to vaporize the liquid fuel coming from the tank before reaching the fuel injector (s).

De préférence, les moyens de chauffage précités comportent en série sur la ligne d'alimentation, un système électrique de chauffage pour vaporiser le carburant liquide pendant la phase de démarrage froid du moteur et un moyen échangeur de chaleur branché en parallèle sur une tubulure d'échappement pour vaporiser le carburant liquide pendant la phase de fonctionnement à chaud du moteur. Preferably, the aforementioned heating means comprise in series on the supply line, an electric heating system for vaporizing the liquid fuel during the cold starting phase of the engine and a heat exchanger means connected in parallel on a manifold. exhaust to vaporize the liquid fuel during the hot running phase of the engine.

Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte un capteur de température sur ladite ligne d'alimentation aval des moyens de chauffage précités et un système régulateur de température qui est apte à commander le débit des gaz d'échappement circulant dans le moyen échangeur de chaleur, en fonction de la valeur détectée de la température, pour que le carburant liquide atteigne moins sa température de vaporisation dans la ligne d'alimentation, sans dépasser valeur de seuil critique. Cette valeur de seuil est déterminée de façon que le carburant n'atteigne pas des températures excessives. Selon encore une autre caractéristique, ledit système régulateur de température est apte à commander le système électrique chauffage pour l'activer pendant la phase de démarrage froid du moteur, et pour le désactiver lorsque le transfert de chaleur par le moyen échangeur de chaleur est suffisant pour vaporiser carburant liquide dans la ligne d'alimentation. According to another characteristic, the device comprises a temperature sensor on said supply line downstream from the aforementioned heating means and a temperature regulating system which is capable of controlling the flow rate of the exhaust gases circulating in the heat exchanger means, as a function of the detected value of the temperature, so that the liquid fuel reaches its vaporization temperature less in the supply line, without exceeding the critical threshold value. This threshold value is determined so that the fuel does not reach excessive temperatures. According to yet another characteristic, said temperature regulating system is capable of controlling the electrical heating system to activate it during the cold start phase of the engine, and to deactivate it when the heat transfer by the heat exchanger means is sufficient to spray liquid fuel into the supply line.

Avantageusement, pour un moteur diesel, système régulateur de température régule le débit des gaz d'échappement dans l'échangeur de chaleur de façon que la température de vaporisation du carburant reste inférieure à la température d'auto-inflammation du gasoil. Avantageusement, la tubulure d'échappement comporte en parallèle une dérivation formant l'échangeur de chaleur, avec un moyen d'obturation réglable monté sur ladite dérivation et commandé par ledit système de régulation. Dans ce cas, pour un moteur non suralimenté, on peut prévoir un étranglement calibré sur la tubulure d'échappement entre l'embranchement d'entrée et l'embranchement de sortie de ladite dérivation. En revanche, pour un moteur suralimenté, on peut prévoir que la turbine du turbocompresseur est montée sur la tubulure d'échappement entre l'embranchement d'entrée et l'embranchement de sortie de la dérivation. Advantageously, for a diesel engine, a temperature regulating system regulates the flow of exhaust gases in the heat exchanger so that the vaporization temperature of the fuel remains below the auto-ignition temperature of diesel. Advantageously, the exhaust manifold comprises in parallel a branch forming the heat exchanger, with an adjustable closure means mounted on said branch and controlled by said regulation system. In this case, for a non-supercharged engine, a calibrated throttle can be provided on the exhaust manifold between the inlet branch and the outlet branch of said branch. On the other hand, for a supercharged engine, it can be provided that the turbine of the turbocharger is mounted on the exhaust manifold between the inlet branch and the branch branch of the bypass.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails, avantages et buts de l'invention apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement titre illustratif et non limitatif en référence au dessin schématique annexé. La figure unique ce dessin est un schéma synoptique fonctionnel d'un exemple de réalisation du dispositif de l'invention. The invention will be better understood and other characteristics, details, advantages and aims of the invention will appear more clearly during the detailed explanatory description which follows of a particular embodiment of the invention, given only by way of illustration. and not limiting with reference to the attached schematic drawing. The single figure in this drawing is a functional block diagram of an exemplary embodiment of the device of the invention.

Sur cette figure unique, est représenté réservoir de carburant 1 dans lequel plongent une tubulure d'admission 2 et une tubulure renvoi 3 branchée à son extrémité opposée sur la tubulure d'admission 2, ladite tubulure de renvoi 3 étant munie un clapet de surpression anti-retour 4, pour permettre au carburant de retourner vers le réservoir 1 par la tubulure de renvoi 3, lorsque la pression dans la tubulure admission est trop élevée. This single figure shows a fuel tank 1 into which an intake manifold 2 and a return manifold 3 connected at its opposite end to the intake manifold 2, said return manifold 3 being provided with an anti-pressure relief valve. -return 4, to allow the fuel to return to the tank 1 through the return pipe 3, when the pressure in the intake pipe is too high.

La tubulure d'admission 2 est munie une pompe d'alimentation de carburant 5 et se prolonge en aval par une pluralité d'injecteurs 6 en parallèle, un par cylindre. Les quatre injecteurs 6, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, sont commandés ici par un calculateur électronique 7 pour ouvrir et fermer lesdits injecteurs selon une séquence prédéterminée. La tubulure d'admission 2 est également munie au niveau des injecteurs 6 d'un accumulateur de pression 8 pour maintenir une pression constante d'injection. The intake manifold 2 is provided with a fuel supply pump 5 and is extended downstream by a plurality of injectors 6 in parallel, one per cylinder. The four injectors 6, in the case of a four-cylinder engine, are controlled here by an electronic computer 7 to open and close said injectors according to a predetermined sequence. The intake manifold 2 is also provided at the injectors 6 with a pressure accumulator 8 to maintain a constant injection pressure.

Bien que cela ne soit pas représenté, les injecteurs 6 peuvent injecter le carburant dans un collecteur d'admission pour un moteur quatre temps, ou dans une tubulure de transfert pour un moteur deux temps, dans le cas de l'injection indirecte. Si le moteur est à injection directe, chacun des quatre injecteurs 6 précités injecte le carburant directement dans chaque cylindre d'un moteur à quatre cylindres. Although this is not shown, the injectors 6 can inject the fuel into an intake manifold for a four-stroke engine, or into a transfer manifold for a two-stroke engine, in the case of indirect injection. If the engine is direct injection, each of the four aforementioned injectors 6 injects fuel directly into each cylinder of a four-cylinder engine.

La tubulure d'admission 2 comporte en outre un capteur de température 9, situé entre la pompe 5 et les injecteurs 6. Ce capteur 9 envoie un signal représentatif de la température détectée par une ligne électrique 10 à un système régulateur de température 1 . Un système électrique de chauffage, par exemple une résistance électrique 12, est branché à deux bornes du système régulateur 11, et ladite résistance est bobinée autour d'une portion de la tubulure d'admission 2, entre la pompe 5 et le capteur 9. Le système régulateur 1 commande également une soupape d'obturation 13 sur une tubulure de dérivation 14, comme indiqué par la flèche 15. Cette tubulure de dérivation 14 est branchée en parallèle sur la tubulure d'échappement 16 du moteur. La tubulure de dérivation 14 est enroulée autour d'une partie de la tubulure d'admission 2, entre la pompe 5 et la résistance électrique 12, pour constituer un échangeur de chaleur. La soupape 13 est montée sur l'embranchement d'entrée de la tubulure de dérivation 14. The intake manifold 2 also comprises a temperature sensor 9, located between the pump 5 and the injectors 6. This sensor 9 sends a signal representative of the temperature detected by an electrical line 10 to a temperature regulating system 1. An electrical heating system, for example an electrical resistor 12, is connected to two terminals of the regulator system 11, and said resistor is wound around a portion of the intake manifold 2, between the pump 5 and the sensor 9. The regulator system 1 also controls a shut-off valve 13 on a bypass pipe 14, as indicated by the arrow 15. This bypass pipe 14 is connected in parallel to the exhaust pipe 16 of the engine. The bypass manifold 14 is wound around a part of the intake manifold 2, between the pump 5 and the electrical resistor 12, to form a heat exchanger. The valve 13 is mounted on the inlet branch of the bypass manifold 14.

tubulure d'échappement 16 peut être munie un étranglement 17 entre les branches d'entrée et de sortie de la tubulure de dérivation 14, pour forcer les gaz d'échappement à passer au moins partiellement par la tubulure de dérivation 14. exhaust manifold 16 can be provided with a throttle 17 between the inlet and outlet branches of the bypass manifold 14, to force the exhaust gases to pass at least partially through the bypass manifold 14.

variante, pour un moteur suralimenté, on peut remplacer l'étranglement 17 par la turbine 18 d'un turbocompresseur. Ainsi, la pression dans la turbine est telle que les gaz passent au moins partiellement par l'échangeur de chaleur 14, lorsque la soupape d'obturation 13 est en position ouverte. alternatively, for a supercharged engine, the throttle 17 can be replaced by the turbine 18 of a turbocharger. Thus, the pressure in the turbine is such that the gases pass at least partially through the heat exchanger 14, when the shut-off valve 13 is in the open position.

On va maintenant brièvement décrire le fonctionnement du dispositif selon l'invention. We will now briefly describe the operation of the device according to the invention.

Au démarrage du véhicule, le moteur est froid, et la pompe à carburant 5 vient prélever du carburant dans le réservoir 1. carburant circule à travers la tubulure d'admission 2 et traverse la portion entourée par l'échangeur de chaleur 14, sans toutefois être échauffé suffisamment pour être vaporisé, car les gaz d'échappement provenant de la tubulure d'échappement 16 ne sont pas suffisamment chauds. Bien entendu, au démarrage, la soupape d'obturation 13 est en position complètement ouverte. Puis, le carburant traverse la portion de tubulure 2 entourée par la résistance électrique 12 qui est alimentée en énergie électrique pour provoquer un échauffement, par effet Joule, suffisant pour vaporiser le carburant dans la tubulure d'admission 2. La résistance électrique 12 est suffisante pour vaporiser le carburant, étant donné que le débit de carburant est faible au démarrage. Le capteur de température 9 en aval de la résistance électrique 12 permet au système régulateur 11 d'autoréguler la température d'échauffement de la résistance , en fonction de la température détectée. Puis, le carburant vaporisé parvient aux injecteurs 6 qui injectent vers les cylindres du moteur, du carburant gazeux, comme représenté schématiquement en 6a. When the vehicle starts, the engine is cold, and the fuel pump 5 draws fuel from the tank 1. Fuel circulates through the intake manifold 2 and passes through the portion surrounded by the heat exchanger 14, without however be heated enough to be vaporized, because the exhaust gases from the exhaust manifold 16 are not hot enough. Of course, at start-up, the shut-off valve 13 is in the fully open position. Then, the fuel passes through the portion of tubing 2 surrounded by the electrical resistance 12 which is supplied with electrical energy to cause heating, by Joule effect, sufficient to vaporize the fuel in the intake manifold 2. The electrical resistance 12 is sufficient to vaporize the fuel, since the fuel flow is low at start-up. The temperature sensor 9 downstream of the electrical resistance 12 allows the regulating system 11 to self-regulate the heating temperature of the resistance, as a function of the temperature detected. Then, the vaporized fuel reaches the injectors 6 which inject gaseous fuel towards the engine cylinders, as shown diagrammatically in 6a.

que le moteur monte en régime et en charge, les gaz d'échappement sont suffisamment chauds pour provoquer une vaporisation du carburant dans la tubulure d'admission 2 au niveau de l'échangeur de chaleur 14, de sorte que le système régulateur Il désactive résistance électrique 12 et vient réguler le débit de gaz d'échappement passant par la tubulure de dérivation 14, en commandant la soupape d'obturation 13, de façon que la température de vaporisation du carburant ne soit pas excessive. En particulier, dans le cas d' moteur diesel, la température de vaporisation doit rester inférieure à la température d'auto- inflammation du gasoil. as the engine goes up in speed and under load, the exhaust gases are hot enough to cause vaporization of the fuel in the intake manifold 2 at the heat exchanger 14, so that the regulator system It deactivates resistance electric 12 and regulates the flow of exhaust gas passing through the branch pipe 14, by controlling the shut-off valve 13, so that the fuel vaporization temperature is not excessive. In particular, in the case of a diesel engine, the vaporization temperature must remain below the auto-ignition temperature of diesel.

L'accumulateur de pression 8 permet d'assurer une pression d'injection du carburant gazeux au niveau des injecteurs 6 qui soit suffisante pour permettre l'injection du carburant dans les cylindres, c'est-à-dire une pression supérieure à celle régnant dans le cylindre au moment de l'injection du carburant gazeux. The pressure accumulator 8 makes it possible to ensure an injection pressure of the gaseous fuel at the level of the injectors 6 which is sufficient to allow the injection of the fuel into the cylinders, that is to say a pressure higher than that prevailing into the cylinder when injecting the gaseous fuel.

On constate ainsi que le montage en série de l'échangeur de chaleur de la résistance électrique 12 permet d'assurer une bonne vaporisation du carburant avec une consommation minimale d'énergie électrique, quelle que soit la quantité de chaleur récupérée au niveau des gaz d'échappement. It can thus be seen that the series connection of the heat exchanger of the electrical resistance 12 ensures good vaporization of the fuel with minimum consumption of electrical energy, whatever the amount of heat recovered from the gases d 'exhaust.

dispositif selon l'invention permet ainsi d'améliorer la combustion par homogénéisation du mélange carburant/comburant et par combustion des seuls composants volatils du mélange. Cette amélioration de la combustion se traduit par une diminution des émissions polluantes et une diminution de la consommation de carburant. device according to the invention thus improves combustion by homogenization of the fuel / oxidizer mixture and by combustion of only the volatile components of the mixture. This improved combustion results in a reduction in polluting emissions and a reduction in fuel consumption.

Bien entendu, dans un moteur à essence, une bougie d'allumage sera prévue dans les cylindres pour provoquer le démarrage de la combustion. Of course, in a gasoline engine, a spark plug will be provided in the cylinders to cause the start of combustion.

Grâce à l'invention, le mode de combustion est beaucoup plus doux que dans le cas d'une combustion d'un mélange carburant liquide/comburant gazeux, ce qui réduit les bruits de la combustion. Cet avantage est particulièrement sensible pour les moteurs diesel. En outre, dans les moteurs diesel, le fait de n'injecter dans cylindres, et donc de ne brûler, que les parties vaporisées du carburant gasoil devrait permettre de diminuer la formation de suies lors de la combustion. Thanks to the invention, the combustion mode is much milder than in the case of a combustion of a liquid fuel / gaseous oxidizer mixture, which reduces the combustion noises. This advantage is particularly noticeable for diesel engines. In addition, in diesel engines, the fact of injecting into cylinders, and therefore only burning, the vaporized parts of diesel fuel should reduce the formation of soot during combustion.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs variantes réalisation, il est bien évident qu'elle n'y nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.Although the invention has been described in connection with several variant embodiments, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within the scope of the invention. part of the invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Procédé de vaporisation de carburant pour un moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il consiste à chauffer carburant liquide pour que la totalité ou la majeure partie du carburant se vaporise, en amont du ou des injecteurs de carburant (6), pendant toute la phase de fonctionnement du moteur, et à injecter le carburant ainsi vaporisé (6a) de façon à obtenir un mélange de carburant gazeux et de comburant gazeux dans le(s) cylindre(s) du moteur.1. Fuel vaporization method for an internal combustion engine, characterized in that it consists in heating liquid fuel so that all or most of the fuel vaporizes, upstream of the fuel injector (s) (6) , during the entire operating phase of the engine, and injecting the fuel thus vaporized (6a) so as to obtain a mixture of gaseous fuel and gaseous oxidant in the cylinder (s) of the engine. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à vaporiser le carburant liquide par échange de chaleur avec les gaz d'échappement pendant toute la phase de fonctionnement chaud du moteur, c'est-à-dire après la phase de démarrage à froid du moteur.2. Method according to claim 1, characterized in that it consists in vaporizing the liquid fuel by heat exchange with the exhaust gases during the entire hot operating phase of the engine, that is to say after the engine cold start phase. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de chauffage (12, 14) sur la ligne d'alimentation de carburant (2) étendant entre le réservoir de carburant (1) et le(s) injecteur(s) de carburant (6), afin de vaporiser le carburant liquide provenant du réservoir avant qu'il n'atteigne le(s) injecteur(s) de carburant.3. Device for implementing the method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises heating means (12, 14) on the fuel supply line (2) extending between the tank of fuel (1) and the fuel injector (s) (6), in order to vaporize the liquid fuel coming from the tank before it reaches the fuel injector (s). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage (12) précités comportent en série sur la ligne d'alimentation (2), un système électrique de chauffage (12) pour vaporiser le carburant liquide pendant la phase de démarrage à froid du moteur et un moyen échangeur de chaleur (14) branché en parallèle sur tubulure d'échappement (16) pour vaporiser le carburant liquide pendant la phase de fonctionnement à chaud du moteur.4. Device according to claim 3, characterized in that the above-mentioned heating means (12) comprise in series on the supply line (2), an electric heating system (12) for vaporizing the liquid fuel during the phase engine cold start and a heat exchanger means (14) connected in parallel to the exhaust manifold (16) to vaporize the liquid fuel during the hot engine operation phase. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de température (9) sur ladite ligne d'alimentation (2) en aval des moyens de chauffage précités (12, 14) et un système régulateur de température (11) qui est apte à commander le débit des gaz d'échappement circulant dans le moyen échangeur de chaleur (14), en fonction de la valeur détectée de la température, pour que le carburant liquide atteigne au moins sa température de vaporisation dans la ligne d'alimentation, sans dépasser une valeur de seuil critique. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit système régulateur de température (11) est apte à commander le système électrique de chauffage (12) pour l'activer pendant la phase de démarrage à froid du moteur, et pour le désactiver lorsque le transfert chaleur par le moyen échangeur de chaleur (14) est suffisant pour vaporiser le carburant liquide dans la ligne d'alimentation (2). Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que, pour un moteur diesel, le système régulateur température (11) régule le débit des gaz d'échappement dans l'échangeur de chaleur (14) de façon que la température de vaporisation du carburant reste inférieure la température d'auto-inflammation du gasoil. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à caractérisé par le fait que la tubulure d'échappement (16) comporte en parallèle une dérivation formant l'échangeur de chaleur (14), avec un moyen d'obturation réglable (13) monté sur ladite dérivation et commandé par ledit système de régulation (11). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que, pour un moteur non suralimenté, un étranglement calibré (17) est prévu sur la tubulure d'échappement (16) entre l'embranchement d'entrée et l'embranchement de sortie de ladite dérivation (14). 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que, pour un moteur suralimenté, la turbine (18) du turbocompresseur est montée sur la tubulure d'échappement (16) entre l'embranchement d'entrée et l'embranchement de sortie de la dérivation (14).5. Device according to claim 4, characterized in that it comprises a temperature sensor (9) on said supply line (2) downstream of the aforementioned heating means (12, 14) and a temperature regulating system (11) which is capable of controlling the flow rate of the exhaust gases circulating in the heat exchanger means (14), as a function of the detected value of the temperature, so that the liquid fuel reaches at least its vaporization temperature in the supply line, without exceeding a critical threshold value. Device according to Claim 5, characterized in that the said temperature regulating system (11) is capable of controlling the electric heating system (12) to activate it during the cold start phase of the engine, and to deactivate it when the heat transfer by the heat exchanger means (14) is sufficient to vaporize the liquid fuel in the supply line (2). Device according to claim 5 or 6, characterized in that, for a diesel engine, the temperature regulating system (11) regulates the flow of exhaust gases in the heat exchanger (14) so that the vaporization temperature of fuel remains below the auto-ignition temperature of diesel. 8. Device according to one of claims 5 to characterized in that the exhaust manifold (16) comprises in parallel a bypass forming the heat exchanger (14), with an adjustable closure means (13) mounted on said branch and controlled by said regulation system (11). 9. Device according to claim 8, characterized in that, for a non-supercharged engine, a calibrated throttle (17) is provided on the exhaust pipe (16) between the inlet branch and the outlet branch of said derivation (14). 10. Device according to claim 8, characterized in that, for a supercharged engine, the turbine (18) of the turbocharger is mounted on the exhaust pipe (16) between the inlet branch and the outlet branch of the bypass (14).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161931A (en) * 1976-06-21 1979-07-24 Ford Motor Company Vapor temperature controlled exhaust gas heat exchanger
US4300514A (en) * 1979-09-14 1981-11-17 Josef Schaich Device for vaporizing fuel and controlling the temperature of the fuel in an internal combustion engine
US4548187A (en) * 1981-10-16 1985-10-22 J-Jet Konstruktions Internal combustion engine for alternative fuels
US4711223A (en) * 1981-08-28 1987-12-08 Carroll Bruce I Alcohol fuel conversion apparatus
US5582139A (en) * 1995-02-08 1996-12-10 Feuerman; Arnold I. Fuel injector for a gaseous fuel supply

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161931A (en) * 1976-06-21 1979-07-24 Ford Motor Company Vapor temperature controlled exhaust gas heat exchanger
US4300514A (en) * 1979-09-14 1981-11-17 Josef Schaich Device for vaporizing fuel and controlling the temperature of the fuel in an internal combustion engine
US4711223A (en) * 1981-08-28 1987-12-08 Carroll Bruce I Alcohol fuel conversion apparatus
US4548187A (en) * 1981-10-16 1985-10-22 J-Jet Konstruktions Internal combustion engine for alternative fuels
US5582139A (en) * 1995-02-08 1996-12-10 Feuerman; Arnold I. Fuel injector for a gaseous fuel supply

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