FR2882106A1 - Systeme embarque pour la preparation, le stockage et la mise a disposition d'un carburant a forte volatilite - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système embarqué pour la préparation, le stockage et la mise à disposition d'un carburant à forte volatilité destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le carburant à forte volatilité étant préparé à partir d'un carburant commercial disponible dans un circuit d'alimentation en carburant du véhicule automobile.Le système embarqué comprend un moyen de dérivation (1) permettant de dériver du circuit d'alimentation en carburant une quantité de carburant commercial sous pression, un évaporateur (2) dans lequel la quantité dérivée de carburant commercial est introduite pour y être divisée en des parties fortement volatiles et des parties moins volatiles, un moyen de récupération (3) permettant de récupérer les parties évaporées du carburant commercial et de les réunir sous la forme d'un carburant liquide à forte volatilité, et un réservoir annexe (4) pour le stockage et la mise à disposition du carburant à forte volatilité.

Description

L'invention concerne un système embarqué pour la préparation, le stockage

et la mise à disposition d'un carburant à forte volatilité destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile.

Le bon fonctionnement d'un moteur à combustion interne, qu'il s'agisse d'un moteur à allumage commandé ou d'un moteur à allumage par compression, et qu'il s'agisse par ailleurs d'un moteur à injection directe ou à injection indirecte, dépend pour une large partie de la température du moteur et notamment de celle de la culasse de celui-ci. C'est pour cette raison que l'on distingue, en ce qui concerne le bon fonctionnement du moteur, pour le moins entre le fonctionnement d'un moteur froid et celui d'un moteur chaud avec, par exemple, des caractéristiques de fonctionnement lors d'un démarrage à froid, entraînant une émission d'hydrocarbure imbrûlé plus forte que lorsque le moteur est chaud.

De même, la préparation du mélange carburant/air se fait non seulement plus facilement, mais aussi de manière plus homogène lorsque le moteur est chaud que lorsqu'il est froid. En effet, lorsque le moteur est chaud, le carburant injecté s'évapore plus facilement que lorsque le moteur est froid.

Les difficultés de préparation du mélange, lorsque le moteur est encore froid, sont parfois amplifiées par une présence de carburant sous forme liquide, non vaporisé ou recondensé, sur les parois des conduits d'admission du moteur, qui tend à refroidir le carburant injecté plutôt que de faciliter sa vaporisation.

:30 Les problèmes évoqués ci avant et bien d'autres problèmes se posent au constructeur de moteurs à combustion interne depuis toujours et sous formes différentes selon les moyens de réglage disponibles.

Toutefois, aussi finement que les réglages puissent être effectués et aussi poussée que l'automatisation du réglage puisse être, le concepteur d'un moteur à combustion interne n'échappe pas aux contraintes que lui impose la nature du carburant et dont il doit tenir compte pour faire fonctionner le moteur. Cette nature détermine notamment dans quelle mesure le carburant peut être vaporisé et dans quelle mesure il peut être maintenu en phase vapeur.

C'est donc assez tôt que l'on a remarqué que l'on obtient de bons résultats de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, lorsque l'on utilise un carburant léger le temps que le moteur est encore froid, notamment pour le démarrage à froid. Un carburant plus lourd, notamment le carburant habituellement commercialisé, peut être utilisé le temps que le moteur est chaud.

Cette observation est principalement basée sur le fait que, ce que l'on peut appeler un carburant "léger" :L5 est un mélange d'hydrocarbures à faible nombre d'atomes de carbone, alors que les carburants habituellement commercialisés pour les moteurs à combustion interne, appelés ici sommairement "carburant commercial", comprennent des hydrocarbures dont le nombre d'atomes de carbone est moyen à élevé. Et puisque la température d'évaporation des carburants monte avec le nombre d'atomes de carbone du carburant considéré, la température d'évaporation est moins élevée pour les carburants légers .

Pour surmonter les problèmes de démarrage à froid, il a été proposé d'utiliser un carburant à forte volatilité pour les démarrages à froid de moteurs à combustion interne et d'utiliser ensuite, à partir d'un moment ne faisant plus partie de la phase de démarrage à froid du moteur, un carburant commercial.

Mais pour ne pas devoir équiper les véhicules automobiles de deux réservoirs distincts et, surtout, pour ne pas devoir installer un réseau supplémentaire de distribution pour un carburant à forte volatilité, des systèmes de préparation et de mise à disposition d'un carburant à forte volatilité, sous forme de systèmes embarqués, a été proposé, par exemple, par le document US-3 794 000 pour un moteur à combustion interne équipé d'un carburateur et, par exemple, par le document US-5 357 908 pour un moteur à injection.

Les deux systèmes ont en commun un dispositif permettant d'évaporer la fraction de carburant commercial dont le nombre d'atomes de carbone est faible, par exemple jusqu'à six ou huit. Les parties des carburants évaporées sont récupérées par recondensation et le carburant à forte volatilité ainsi obtenu est tenu à disposition dans un réservoir annexe. Une vanne à trois voies commandée essentiellement selon la température du moteur à combustion ouvre la voie pour le carburant commercial ou pour le carburant à forte volatilité pour atteindre les injecteurs ou le carburateur du moteur à :L5 combustion interne. Ces systèmes sont donc spécifiquement conçus pour faciliter le démarrage à froid.

Cette disposition, selon laquelle on utilise un carburant à forte volatilité spécialement préparé pour la phase de démarrage à froid, et le carburant commercial pour le restant du fonctionnement du moteur, apporte un certain nombre d'avantages pour lesquels on peut dire que les efforts techniques nécessaires sont justifiés. Parmi ces avantages, on peut citer notamment que l'emploi d'un carburant à forte volatilité permet une meilleure homogénéisation du mélange air/carburant dans les conditions froides. Ceci est obtenu en partie par une présence moindre de carburant liquide sur les parois des conduits d'admission du moteur et donc un impact moindre de ce phénomène sur la préparation du mélange carburant/air. Dans l'ensemble, on obtient une combustion plus complète et donc une diminution des émissions d'hydrocarbure imbrûlé lors du démarrage à froid.

L'emploi d'un carburant à forte volatilité permet par ailleurs de réduire le temps nécessaire à la formation d'un mélange inflammable air/carburant. L'emploi d'un carburant à forte volatilité permet aussi de réduire la pénétration liquide, nuisible au maintien d'un mélange homogène air/carburant. De plus, l'emploi d'un carburant à forte volatilité permet une meilleure évaporation du carburant liquide dans le conduit d'admission et permet ainsi de limiter la formation d'un film liquide, pouvant être préjudiciable à l'évaporation dans la chambre de combustion. Enfin, l'emploi d'un carburant à forte volatilité permet de m:_eux contrôler la quantité de carburant injectée, qu'il s'agisse d'un moteur à combustion interne à injection directe ou à injection indirecte, et donc de mieux contrôler la consommation de carburant. En même temps, un carburant à forte volatilité s'évapore plus facilement qu'un carburant commercial, même lorsque le moteur est froid.

De plus, l'utilisation d'un carburant à forte volatilité à la place d'un carburant commercial ayant donc une volatilité moindre, est soumis à une contrainte limitant son champ d'action et son utilisation. En effet, lorsque la température du moteur à combustion interne dépasse environ 50 C, le taux d'évaporation naturelle du carburant est si fort qu'il est pratiquement impossible de le stocker. Il y a donc un risque assez fort dans cette situation que le carburant fraîchement préparé par un des systèmes connus ne puisse atteindre l'endroit de son utilisation au moment où on en a besoin. Même s'il est vrai que l'on a besoin du carburant à forte volatilité uniquement pendant les trente premières secondes du fonctionnement du moteur, lorsque le moteur est assurément froid, la température de l'environnement, notamment en été, peut être telle que le carburant à forte volatilité ne puisse donner satisfaction. Ceci peut notamment être du fait que le carburant à forte volatilité, dans la mesure où on arrive encore à le stocker, arrive au moteur déjà sous forme de vapeur alors qu'il doit y arriver sous forme liquide.

Le but de l'invention est de proposer des moyens permettant de pallier les inconvénients énoncés plus haut.

Le but de l'invention est plus particulièrement de proposer des moyens permettant de préparer, de stocker et de mettre à disposition un carburant à forte volatilité quelle que soit notamment la température d'un moteur à combustion interne ou l'environnement dans lequel il se trouve à un moment donné.

Le but de l'invention est atteint avec un système embarqué pour la préparation, le stockage et la mise à disposition d'un carburant à forte volatilité destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, le carburant à :Forte volatilité étant préparé à partir d'un carburant commercial disponible dans un circuit d'alimentation en carburant du véhicule automobile.

Conformément à l'invention, le système comprend un moyen de dérivation permettant de dériver du circuit d'alimentation en carburant une quantité de carburant commercial sous pression, un évaporateur dans lequel la quantité dérivée de carburant commercial est introduite pour y être divisée en des parties fortement volatiles et des parties moins volatiles, un moyen de récupération permettant de récupérer les parties évaporées du carburant commercial et de les réunir sous la forme d'un carburant liquide à forte volatilité, et un réservoir annexe pour le stockage et la mise à disposition du carburant à forte volatilité.

Le système embarqué de l'invention peut être utilisé aussi bien pour un moteur à allumage commandé que pour un moteur à allumage par compression, et indifféremment s'il s'agit d'un moteur à injection directe ou à injection indirecte. La solution de l'invention est par ailleurs également applicable à un moteur à combustion interne équipé d'un carburateur, bien que dans ce cas, le système de l'invention risque d'être moins utile que pour un moteur à injection.

En raison de cette application assez large, on parlera ci-après uniquement de moteurs à combustion interne, sans distinction de leur principe de fonctionnement.

L'invention présente donc une solution selon laquelle le carburant commercial disponible sur un véhicule automobile équipé d'un tel système pour un moteur à combustion interne, permet de générer un carburant à forte volatilité lors des phases de fonctionnement à chaud du moteur et de stocker le carburant à forte volatilité ainsi préparé dans une réserve annexe et de le tenir à disposition ainsi pour une utilisation ultérieure, par exemple lorsqu'il s'agit d'effectuer un démarrage à froid du moteur.

Comme cela a déjà été évoqué plus haut, on distingue habituellement entre le fonctionnement d'un moteur à chaud et celui d'un moteur à froid. Cependant, il est concevable, sans sortir du principe de la présente invention, d'être en face de situations où le temps disponible pour former le mélange air/carburant est extrêmement court et que lori souhaite alors bénéficier d'un carburant à forte volatilité même lorsque le moteur à combustion interne est chaud.

C'est notamment dans de telles conditions que le système de la présente invention se montre supérieur à des systèmes utilisés jusqu'à maintenant.

En effet, la présente invention tire parti des pressions de vapeurs saturantes de la phase légère des carburants à forte volatilité pour les stocker sous haute pression. De plus, en tirant parti des pressions de vapeurs saturantes, le système de l'invention est exempt :30 de toute pompe, ce qui représente un gain en coût et en énergie consommée considérable par rapport au système utilisé avant l'invention.

Le fait de pouvoir stocker le carburant à forte volatilité sous haute pression a permis d'obtenir un :35 système utilisable dans des conditions de température d'environnement élevée. En conséquence, le système de l'invention fonctionne aussi très bien dans les pays chauds ou, de manière générale, en été. Par ailleurs, cet avantage de l'invention permet d'installer le système embarqué proche du bloc moteur et contribue donc favorablement à la compacité des groupes moto- propulseurs. Cet avantage contribue par ailleurs favorablement à la possibilité d'un réchauffement du carburant commercial à évaporer à l'aide du système de chauffage par circuit d'eau, notamment par le circuit de refroidissement du moteur à combustion.

Un autre avantage du système embarqué de l'invention et de sa possibilité de stockage du carburant à forte volatilité sous haute pression, est celui de disposer toujours d'une réserve de carburant léger sous forme liquide et à une pression suffisante pour attaquer directement la pompe haute pression du système d'injection.

Lorsque le moteur à combustion interne sur lequel le système embarqué de l'invention est appliqué, fonctionne avec un système de type carburateur, le système de l'invention procure au fonctionnement du moteur toutes les caractéristiques avantageuses énoncées ci avant. La seule caractéristique qui ne sera par contre pas exploitée dans ce cas, est. celle de la haute pression sous laquelle le carburant à forte volatilité est disponible, à moins qu'elle ne contribue à un remplissage plus rapide de la réserve tampon du carburateur.

Le système embarqué de l'invention tire par ailleurs parti de la température du carburant commercial à la sortie du rail d'injection pour permettre l'évaporation de ce dernier sans aucune source d'énergie supplémentaire. L'utilisation du circuit de refroidissement du moteur à combustion interne pour réchauffer le carburant à évaporer comme cela est enseigné par exemple dans le document US-5 357 908 cité plus haut, n'est alors qu'une possibilité supplémentaire mais non nécessaire pour le bon fonctionnement de l'invention.

Outre la réduction des émissions d'hydrocarbures lors du démarrage à froid d'un moteur à combustion interne, le carburant à forte volatilité peut être utilisé pour limiter le temps de préparation du mélange air/carburant ou pour limiter les impacts de spray liquide sur les tubulures d'admission en injection indirecte ou pour limiter les impacts spray liquide sur le piston et les chemises en injection directe. De même, lorsque le temps disponible pour la préparation du mélange air/carburant est très court, on utilise de préférence du carburant à forte volatilité puisqu'il est plus propice à se mélanger directement avec de l'air.

Le système embarqué de l'invention peut être réalisé essentiellement selon trois principes différents de distillation, applicable séparément ou conjointement: à savoir - distillation du carburant commercial par élévation de la température de ce dernier dans la ligne de retour de carburant du système d'injection, - distillation du carburant par emploi d'un réchauffeur utilisant le système de refroidissement du moteur à combustion interne ou., en variante un système de chauffage électrique, et - récupération des hydrocarbures recondensés dans 25 un réservoir annexe, ces hydrocarbures recondensés ayant également une forte volatilité.

De manière générale, le système embarqué de l'invention tire parti des propriétés physiques suivantes des carburants commerciaux habituellement utilisés pour le fonctionnement d'un moteur à combustion interne: environ 10 % de la masse liquide du carburant commercial est vaporisé à 90 C sous une pression de 5 bar; cette condition est retenue pour l'évaporation du carburant à forte volatilité ; - la composition chimique majoritaire du carburant à forte volatilité obtenue est constituée 2882106 9 d'hydrocarbure à 5 atomes de carbone, tous isomères du pentane confondu; - à 70 C, le carburant à forte volatilité se trouve en phase liquide à partir de 2,5 bar; cette 5 limite est prise en compte pour le stockage sous pression du carburant à forte volatilité.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après de deux modes de réalisations de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 représente un système embarqué selon un premier mode de réalisation de l'invention, le système utilisant l'élévation de température du carburant dans le système d'injection, - la figure 2 représente schématiquement un système embarqué selon un second mode de réalisation de l'invention, le système utilisant le circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne; et - la figure 3 représente un système d'injection du carburant à forte volatilité obtenu selon l'un ou l'autre des deux systèmes représentés sur les figures 1 et 2.

Le système embarqué pour la préparation, le stockage et la mise à disposition d'un carburant à forte volatilité, objet de la présente invention, utilise le carburant commercial utilisé du système d'injection d'un moteur à combustion interne auquel le système de l'invention est appliqué. En fonctionnement stabilisé du moteur à chaud, le carburant a une température généralement supérieure à 80 C lorsqu'il est issu de la ligne de retour du système d'injection. Le carburant commercial est alors dirigé vers un évaporateur.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, le système embarqué comprend un moyen de dérivation 1 sous la forme d'un picage sur le circuit d'alimentation réalisé à l'issue des injecteurs ou d'un rail d'injection du moteur à combustion. Ce picage permet de dériver du circuit d'alimentation en carburant une quantité de carburant commercial sous pression et de diriger cette quantité vers un évaporateur 2. L'évaporateur 2 comprend un réservoir 21 où le carburant liquide dérivé séjourne et s'évapore. Le niveau de carburant liquide dans ce réservoir 21 est contrôlé par un capteur de niveau 22 relié à un robinet ou une vanne 23 permettant un retour du carburant commercial vers un réservoir principal 5 (voir figure 3).

En raison de la haute pression du carburant dérivé, un détendeur 24 disposé en amont de l'évaporateur 2 permet de limiter la pression à l'intérieur de l'évaporateur à une valeur de l'ordre de 4 bar.

Les composantes fortement volatiles de la quantité de carburant commercial chaud stocké dans le réservoir 21 s'évaporent et sont récupérées dans une partie supérieure 25 de l'évaporateur 2, où elles sont récupérées à l'aide d'un moyen de récupération 3. Le moyen de récupération 3 comprend, outre un conduit 31 partant de la partie supérieure 25 de l'évaporateur 2, une vanne de régulation de pression 32 réglée à environ 4 bar.

Les composantes à forte volatilité récupérées par le moyen de récupération 3 transitent vers un réservoir annexe de stockage 4 où elles subissent un refroidissement vers une température inférieure à la température de vaporisation sous 4 bar, et où elles sont stockées sous forme majoritairement liquide, mais aussi sous forme de vapeur à une pression maximale de 4 bar.

:30 Une vanne de sécurité 8 disposée à une sortie du réservoir annexe 4 évite qu'il y ait une surpression à l'intérieur du réservoir ou un trop plein, en permettant, le cas échéant, une purge, au moins partielle, du réservoir 4 vers le réservoir principal 5.

:35 Le système embarqué selon le premier mode de réalisation fonctionne en écoulement permanent. Les quantités nécessaires de carburant à forte volatilité, stockées dans le réservoir annexe 4, en sont prélevées et acheminées par une seconde sortie 10 du réservoir annexe 4 pour être acheminées vers le système d'injection représenté sur la figure 3.

Le système embarqué selon un second mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2, comprend en grande partie les mêmes éléments que le système selon le premier mode de réalisation de l'invention, ces éléments portant donc les mêmes numéros de référence pour les deux modes de réalisation.

Le système embarqué selon ce second mode de réalisation comprend un moyen de dérivation 1 permettant de dériver du circuit d'alimentation en carburant, notamment de la ligne de retour de celui-ci, une quantité de carburant commerciale sous pression. Le système comprend par ailleurs un évaporateur 2 dans lequel la quantité dérivée de carburant commercial est introduite pour y être divisée en des parties fortement volatiles et en des parties moins volatiles. Les parties fortement volatiles sont récupérées à l'aide d'un moyen de récupération 3. Le moyen de récupération 3 comprend, outre un conduit 31 partant de la partie supérieure 25 de l'évaporateur 2, une vanne de régulation de pression 32 réglée à environ 4 bar.

Les composantes à forte volatilité récupérées par le moyen de récupération 3 transitent vers un réservoir annexe de stockage 4 où elles subissent un refroidissement vers une température ambiante, et où elles sont stockées sous forme majoritairement liquide, mais aussi sous forme de vapeur à une pression maximale de 4 bar. Une vanne de sécurité 8 disposée à une sortie du réservoir annexe 4 évite qu'il y ait une surpression à l'intérieur du réservoir ou un trop plein, en permettant, le cas échéant, une purge, au moins partielle, du réservoir annexe 4 vers le réservoir principal 5. Ce contrôle du niveau du réservoir annexe 4 permet également de ne pas trop dégrader le carburant standard en lui enlevant toute sa coupe de composés les plus volatiles.

Le réservoir annexe 4 n'a pas besoin d'être très grand. En effet, une capacité de stockage de l'ordre de 0,5 1, voire même moins, est suffisante. Car, lors du fonctionnement du système pendant des phases de démarrage à froid, ce sont uniquement les premiers cycles du moteur qui fonctionnent mieux avec le carburant léger. Ensuite, lorsque le catalyseur est chaud, la problématique HC devient moins problématique. Et pendant la phase de fonctionnement en moteur chaud, où on peut avoir besoin d'un carburant à forte volatilité pour accélérer la vaporisation et la vitesse de mélange du carburant, on pourra faire fonctionner en même temps l'évaporateur (car le circuit de refroidissement et la ligne carburant seront chauds) et donc générer tout de suite du carburant volatile pour remplacer celui que l'on vient d'utiliser. Pour ces raisons, la quantité de carburant volatile à tenir à disposition dans le réservoir annexe 4 n'est pas très grande et la capacité de stockage de ce réservoir n'a donc pas non plus besoin d'être importante.

Dans le système représenté sur la figure 2, la quantité de carburant commercial issue du système d'injection et dérivé par le moyen de dérivation 1 séjourne dans le réservoir 21 de l'évaporateur 2 jusqu'à évaporation quasi complète des composantes fortement volatiles. Les robinets 23 et 24 permettent de contrôler les entrées et les sorties du carburant de l'évaporateur 2.

De préférence, l'évaporateur 2 est situé dans une zone proche du moteur afin de profiter de la température maximale du carburant ou du système de refroidissement moteur.

En fonctionnement stabilisé du moteur à chaud, le carburant commercial issu du système d'injection entre dans le réservoir 21 de l'évaporateur 2 jusqu'à un niveau contrôlé par le capteur de niveau 22. Ensuite, le carburant commercial est chauffé par un échangeur thermique 7 relié à un circuit de refroidissement du moteur à combustion interne, générant ainsi une coupe de carburant légère sous forme de vapeur. Il y a donc un échange thermique entre l'eau de l'échangeur thermique 7 et le carburant stocké dans le réservoir 21. Les parties fortement volatiles du carburant commercial s'évaporent et sont récupérées dans la partie 25 de l'évaporateur 2 et à l'aide du moyen de récupération 3, dont la vanne 32 est réglée à 4 bar environ, pour être acheminées vers le réservoir annexe 4 ou comme dans le système selon la figure 1.

Le temps de séjour du carburant commercial dans l'évaporateur 2 est calculé à partir de la quantité de :15 carburant présente dans l'évaporateur 2 et le flux thermique entre l'échangeur thermique 7 et le carburant commercial liquide. Les vannes ou robinets 23 et 26 respectivement pour faire sortir le carburant non évaporé et pour réacheminer une nouvelle quantité de carburant commercial, sont commandées en conséquence, c'est-à-dire selon le temps de séjour calculé.

Au terme du processus d'évaporation des parties fortement volatiles du carburant commercial, la partie non évaporée est vidangée à travers la vanne 23 et une vanne 9 vers le réservoir principal 5. Après le prochain cycle de préparation d'un carburant à forte volatilité recommence.

La figure 3 représente schématiquement le fonctionnement du système embarqué selon l'invention appliqué à un moteur à combustion interne avec injection directe moyennant des injecteurs 6.

Le système d'injection de carburant à forte volatilité, préparé et mis à disposition par le système embarqué de l'invention respectivement selon le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 ou selon le second mode de réalisation représenté sur la figure 2, fonctionne essentiellement de la manière suivante.

En fonctionnement stabilisé du moteur à chaud, le carburant commercial arrive par le conduit 10, représenté sur la figure 3 en deux parties 10A, 10B entre lesquelles est interposée une vanne à trois voies 11, et est prise en charge par une pompe à haute pression 12 qui alimente les injecteurs 6, compris dans une ligne d'injection 13, avec le carburant commercial sous haute pression. Le carburant commercial non utilisé prend le chemin d'un conduit 14 pour passer par la vanne 26 vers l'évaporateur 2. Une autre partie du carburant commercial non utilisée retourne directement au réservoir 5.

Lorsque le moteur et le catalyseur ne sont pas encore chauds, notamment lors d'un démarrage à froid, mais aussi dans d'autres situations demandant une préparation rapide du mélange, l'approvisionnement en carburant commercial doit être remplacé par un approvisionnement en carburant à forte volatilité.

Pour cela, il est nécessaire de purger la boucle d'alimentation ou approvisionnement du carburant commercial présent dans la ligne d'injection 13 et d'assurer son remplacement par le carburant à forte volatilité. Cette purge de la. boucle et le remplacement de carburant sont pilotés par les moyens de contrôle du moteur et suivant la température de l'eau de refroidissement ou la température du catalyseur. La température d'eau sert comme critère supplémentaire pour déterminer si le moteur est en situation de régime stabilisé ou s'il est en situation de démarrage à froid.

La purge de la ligne d'injection 13 est effectuée en utilisant la ligne de retour, ou le circuit de retour, du carburant commercial. Dans ce circuit de retour, représenté par le conduit 14, on retrouve l'évaporateur 2 qui permet, à l'aide des robinets 26 disposés en amont de l'évaporateur 2 et du robinet 23 disposé en aval de l'évaporateur 2, soit de laisser le carburant commercial retourner directement vers le réservoir principal 5 (notamment lors de la phase de démarrage à froid), soit de le stocker dans l'évaporateur 2 et de l'évaporer comme expliqué en référence aux figures 1 et 2.

Le carburant à forte volatilité préparé dans l'évaporateur 2 est ensuite acheminé vers la vanne à trois voies 11 et est acheminé vers la pompe 12 pour être pompé vers les injecteurs 6 de la ligne d'injection 13.

La pompe 12 peut être la pompe à haute pression nécessaire pour la ligne d'injection. Toutefois il peut s'agir également d'une pompe auxiliaire lorsque le LO système d'injection n'a pas de pompe à haute pression.

Ainsi, en phase de démarrage à froid, le carburant à utiliser par la ligne d'injection 13 provient du réservoir annexe 4 de carburant à forte volatilité. Lorsque le moteur est en régime stabilisé, on bascule en :L5 fonctionnement chaud et l'on utilise le carburant commercial. Lorsque le moteur est au régime stabilisé et lorsqu'un besoin de

préparation rapide d'un mélange se manifeste, il est très avantageux de pouvoir recourir à un carburant léger.

A cet effet, la vanne à trois voies 11 est pilotée, comme indiqué plus haut, par les moyens de contrôle du moteur pour choisir la stratégie d'injection avec carburant à forte volatilité, afin d'obtenir une grande vitesse de mélange. Lorsque cette phase de besoin rapide de préparation du mélange est terminée, la vanne 11 rebascule en fonctionnement traditionnel chaud avec utilisation de carburant commercial uniquement.

Selon une variante d'agencement du système décrit ci avant en rapport avec la figure 3, le réservoir annexe 4 est équipé d'une résistance chauffante pour générer directement de la vapeur de carburant léger. Cette vapeur de carburant peut être injectée directement dans le répartiteur 11 à l'aide d'une vanne en amont de ce dernier. On réalise ainsi un mélange air/carburant directement dans le répartiteur, à la manière d'un carburateur.

Selon une autre variante d'agencement su système décrit en rapport avec la figure 3, on utilise le réservoir 21 de l'évaporateur 2 comme source de carburant à forte volatilité. Ce dernier permet déjà le piégeage de la vapeur de carburant lors des phases de fonctionnement du moteur. En asservissant la purge du réservoir 21 avec les phases de démarrage, on peut envisager d'utiliser ce dernier comme source de carburant à forte volatilité.

Dans le système embarqué, l'évaporateur 2 présente une pression interne de l'ordre de 4 à 5 bar et le réservoir annexe 4 présente une pression interne de l'ordre de 2 à 4 bar.

Claims (1)

17 REVENDICATIONS

1. Système embarqué pour la préparation, le stockage et la mise à disposition d'un carburant à forte volatilité destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, le carburant à forte volatilité étant préparé à partir d'un carburant commercial disponible dans un circuit d'alimentation en carburant du véhicule automobile, :L0 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de dérivation (1) permettant de dériver du circuit d'alimentation en carburant une quantité de carburant commercial sous pression, un évaporateur (2) dans lequel la quantité dérivée de carburant commercial est introduite pour y être divisée en des parties fortement volatiles et des parties moins volatiles, un moyen de récupération (3) permettant de récupérer les parties évaporées du carburant commercial et de les réunir sous la forme d'un carburant liquide à forte volatilité, et un réservoir annexe (4) pour le stockage et la mise à disposition du carburant à forte volatilité.

2. Système embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évaporateur (2) présente une pression interne de l'ordre de 4 à 5 bar.

3. Système embarqué selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir annexe (4) présente une pression interne de l'ordre de 2 à 4 bar.

4. Système embarqué selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de dérivation (1) est relié au circuit d'alimentation en carburant sous la forme d'un piquage sur le circuit d'alimentation réalisé après un injecteur (6).

5. Système embarqué selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'évaporateur (2) comprend un échangeur thermique (7) destiné à être relié à un circuit de refroidissement du moteur à combustion interne.

6. Système embarqué selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir annexe (4) à une faible capacité de stockage.