FR2902147A1 - Procede d'alimentation d'un moteur thermique, notamment a partir d'huile vegetale. - Google Patents

Procede d'alimentation d'un moteur thermique, notamment a partir d'huile vegetale. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'alimentation d'un moteur thermique de type diesel, à partir d'un dispositif bicarburation comprenant :- un premier réservoir (2) destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir (3) destiné à recevoir de l'huile végétale pure,- des moyens réchauffeurs (4) pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection,- un circuit d'alimentation (5) et des moyens de sélection (6) pour alimenter le moteur, soit à partir du gasoil au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur.Le procédé conforme à l'invention consiste à mesurer la température du moteur, directement ou indirectement et à réguler l'alimentation du moteur en fonction de la température mesurée « Tm » en sélectionnant l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température «Tm» est supérieure ou égale à une température prédéfinie « Tp », et en sélectionnant le gasoil autrement, lorsque la température « Tm » est inférieure à la température prédéfinie « Tp ».L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ainsi qu'un kit prévu pour être installé sur un moteur d'origine de type diesel pour la réalisation du dispositif bicarburation.

Description

L'invention est relative à un procédé d'alimentation d'un moteur
thermique, notamment à partir d'huile végétale, ainsi qu'à un dispositif bicarburation pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne également un kit, destiné à être installé 5 sur un moteur d'origine de type diesel, notamment de véhicule tracteur, pour la réalisation du dispositif bicarburation. Il est connu depuis longtemps de faire fonctionner un moteur de type diesel à partir d'huile végétale comme carburant. L'huile utilisée est pressée à froid pour ensuite être filtrée à une température inférieure à 14 , afin 10 de retenir les particules supérieures à 5 microns, et d'éviter la présence de cires à l'origine d'encrassement des organes du moteur. Toutefois, cette huile végétale filtrée ne peut être utilisée directement dans un moteur de type diesel, non modifié. La viscosité de l'huile, supérieure à celle du diesel, entraîne plusieurs conséquences néfastes : - des difficultés d'écoulement dans les canalisations, des difficultés de filtration, - la modification de la pression d'alimentation, la modification de la pression d'injection, des casses mécaniques des pompes, une mauvaise qualité d'injection, une modification de température d'inflammation des défauts de combustion, une dilution d'huile dans le carter inférieur, et la destruction des organes mécaniques du moteur. Afin de pallier ces problèmes, il est connu de chauffer l'huile végétale préalablement à son injection dans le moteur, ce qui a pour effet de diminuer sa viscosité. Des dispositifs bicarburation commercialisés permettent alors de chauffer l'huile à partir de l'énergie calorifique dissipée par la combustion du moteur. Le moteur est ainsi alimenté en diesel lors du démarrage. Une fois le moteur mis en température, on permute manuellement l'alimentation du 15 20 25 30 moteur sur le réservoir d'huile, Avant d'arrêter le moteur, il faut rincer les canalisations et les injecteurs à partir de gasoil, afin de faciliter un prochain démarrage. Toutefois, ces dispositifs bicarburation ne permettent pas d'assurer une intégrité réelle du moteur lorsque ce dernier est alimenté à partir d'huile végétale. Notamment la permutation manuelle peut être précipitée ou accidentelle. Par ailleurs, même dans le cas où le changement d'alimentation a été réalisé dans les bonnes conditions, lorsque le moteur fonctionne à faible charge, l'huile végétale peut ne plus être suffisamment en température pour un fonctionnement optimal, et être ainsi à l'origine de la dégradation des organes moteur. Le but de la présente invention est de proposer un procédé d'alimentation d'un moteur thermique, de type diesel, à partir d'huile végétale, ainsi qu'un dispositif bicarburation pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant de pallier les inconvénients précités et d'assurer l'intégrité des organes moteur, au moins dans un mode automatique de fonctionnement. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif bicarburation permettant une mise en température rapide de l'huile végétale, préalablement à son injection. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne tout d'abord un procédé d'alimentation d'un moteur thermique de type diesel, à partir d'un dispositif bicarburation comprenant : - un premier réservoir destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir destiné à recevoir de l'huile végétale pure, - des moyens réchauffeurs pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection, - un circuit d'alimentation et des moyens de sélection pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur. Le procédé conforme à l'invention consiste à mesurer la température du moteur, directement ou indirectement, et à réguler l'alimentation du moteur en fonction de la température mesurée Tm en sélectionnant l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp , et en sélectionnant le gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp . L'invention concerne également un dispositif bicarburation comprenant : - un premier réservoir destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir destiné à recevoir de l'huile végétale pure, - des moyens réchauffeurs pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection, - un circuit d'alimentation et des moyens de sélection pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur. Le dispositif conforme à l'invention présente en outre, des moyens de régulation d'alimentation, actifs au moins dans un mode de fonctionnement automatique du dispositif, les moyens de régulation étant constitués, d'une part, de moyens de mesure de la température du moteur, directement ou indirectement, et d'autre part, de moyens pour provoquer la sélection de l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp , et la sélection du gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp .
L'invention concerne encore un kit prévu pour être installé sur un moteur d'origine de type diesel, notamment de tracteur, pour la réalisation
4 d'un dispositif bicarburation. Le kit conforme à l'invention est constitué au moins par : une pompe d'alimentation électrique, - un filtre à deux microns, - un échangeur thermique alimenté par le circuit de refroidissement du moteur, un thermostat de régulation variable, une électrovanne six voies, une électrovanne clapet à deux voies , des flexibles. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description, accompagnée des figures en annexe parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif bicarburation, en mode automatique de fonctionnement, et alimenté à partir du 15 réservoir d'huile végétale, la figure 2 est une vue du dispositif tel qu'illustré à la figure 1, en mode automatique de fonctionnement et alimenté à partir du réservoir de gasoil ou diesel, - la figure 3 est une vue du dispositif tel qu'illustré à la figure 20 1, en mode d'alimentation gasoil uniquement, - la figure 4 est une vue du dispositif tel qu'illustré à la figure 1, en mode d'alimentation forcée à partir d'huile végétale, - la figure 5 est une vue schématique du circuit électrique de commande et de régulation du dispositif bicarburation. 25 L'invention concerne tout d'abord un procédé d'alimentation d'un moteur thermique de type diesel, à partir d'un dispositif bicarburation 1 comprenant : - un premier réservoir 2 destiné à recevoir du gasoil ou du diesel et un deuxième réservoir 3 destiné à recevoir de l'huile végétale pure, 30 - des moyens réchauffeurs 4 pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection, un circuit d'alimentation 5 et des moyens de sélection 6 pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil ou diesel, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur.
Selon l'invention, le procédé consiste à mesurer la température du moteur, directement ou indirectement, et à réguler l'alimentation du moteur en fonction de la température mesurée Tm en sélectionnant l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp , et en sélectionnant le gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp On entend par moteur thermique, un moteur en tant que tel ou tout accessoire connexe au moteur dont la température est élevée par l'énergie dissipée lors de la combustion.
Selon un mode de réalisation, les moyens réchauffeurs 4 utilisent et récupèrent l'énergie thermique produite par le moteur pour élever la température de l'huile végétale. Le procédé consiste alors à mesurer indirectement la température du moteur en ciblant la température des moyens réchauffeurs, voire la température de l'huile végétale dans les moyens réchauffeurs. Selon un exemple de fonctionnement, la température prédéfinie Tp est comprise entre 70 et 80 C. Dans cette plage de températures, l'huile végétale présente une viscosité équivalente à celle du diesel ou du gasoil.
L'invention concerne également un dispositif bicarburation 1 pour la mise en oeuvre du procédé d'alimentation, comprenant : - un premier réservoir 2 destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir 3 destiné à recevoir de l'huile végétale pure, - des moyens réchauffeurs 4 pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection, - un circuit d'alimentation 5 et des moyens de sélection 6 pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur. Selon l'invention, le dispositif présente en outre, des moyens 7, 5 8 de régulation d'alimentation, actifs au moins dans un mode de fonctionnement automatique du dispositif. Les moyens de régulation sont constitués, d'une part, de moyens de mesure 7 de la température du moteur, directement ou indirectement, et d'autre part, de moyens 8 pour provoquer la sélection de 10 l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp et la sélection du gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp . Les moyens réchauffeurs 4 peuvent être constitués par un 15 échangeur thermique alimenté en énergie calorifique par le circuit de refroidissement 9 du moteur. Les moyens de mesure 7 de la température ciblent la température de l'échangeur thermique, voire la température de l'huile végétale dans ledit échangeur. Les moyens de mesure peuvent prendre la forme d'un thermostat de régulation variable 27. 20 Tel qu'illustré à la figure 1, le dispositif comprend un circuit d'alimentation, notamment constitué par des flexibles. Le circuit 5 présente, d'une part, un conduit 10 dit d'aller équipé successivement d'une pompe d'alimentation 11, de filtre 12, notamment d'origine, d'une pompe d'injection 13 et d'injecteur 14. 25 Le circuit d'alimentation 5 présente, d'autre part, un conduit 15 dit de retour apte à récupérer le carburant non injecté dans le moteur pour l'acheminer dans l'un desdits premiers réservoirs 2 ou seconds réservoirs 3. Tel qu'illustré, le circuit d'alimentation peut se dédoubler en amont des moyens de sélection 6, constituant d'une part, un conduit dit 30 d'aller 101 et un conduit dit de retour 151, dédiés pour le premier réservoir 2 de gasoil.
Le circuit d'alimentation 5, constitue, d'autre part, en amont des moyens de sélection 6, un conduit dit d'aller 102 et un conduit dit de retour 152 dédiés pour le second réservoir 3 d'huile végétale. Les moyens de sélection 6 peuvent être constitués par une électrovanne six voies 16 encore appelée déviateur . Tel qu'illustré, le conduit dit d'aller 102, dédié à l'huile végétale peut être équipé d'une pompe d'alimentation électrique 18 et d'un filtre 17 deux microns. Ce conduit dit d'aller 102 dédié à l'huile végétale peut traverser les moyens réchauffeurs 4.
Avantageusement, selon un mode de réalisation, le circuit d'alimentation d'huile végétale présente, en outre, des moyens courts-circuits 19, situés en amont des moyens de sélection 6 de carburant. Ces moyens courts-circuits sont prévus pour relier le conduit dit d'aller 102 et le conduit dit de retour 152 dédiés pour l'huile végétale 15 de telle façon à former un circuit de chauffage 20 fermé. Ce circuit de chauffage 20 traverse les moyens réchauffeurs 4. Une pompe d'alimentation électrique 21 permet de faire circuler l'huile végétale contenue dans le deuxième réservoir 3, en continu et en boucle dans le circuit de chauffage 20, pendant que le moteur est alimenté en carburant à partir du 20 gasoil, tel qu'illustré à la figure 2. Ces moyens courts-circuits 19 peuvent prendre deux positions, à savoir une première position P1 dans laquelle les moyens courts-circuits relient et ferment le conduit dit d'aller 102 et le conduit dit de retour 152, notamment lorsque la température mesurée Tm est inférieure à la 25 température prédéfinie Tp et que le moteur est alimenté en gasoil, et une deuxième position P2 dans laquelle les moyens courts-circuits sont ouverts. On dit que les moyens courts-circuits sont ouverts lorsque lesdits moyens ouvrent le circuit de chauffage, par analogie avec un interrupteur électrique. De façon similaire, on dit que les moyens courts-circuits 30 sont fermés lorsque lesdits moyens ferment le circuit de chauffe 20. Les moyens courts-circuits peuvent notamment être constitués par une électrovanne clapet à deux voies 23. Le clapet de l'électrovanne permet d'éviter le passage de l'huile du conduit de retour 152 vers le conduit d'aller 102. Le dispositif peut être muni de moyens de commande 22 permettant de choisir entre le mode de fonctionnement automatique du dispositif, un mode d'alimentation gasoil uniquement et un mode d'alimentation forcée en huile végétale. Il est à noter que le mode d'alimentation gasoil permet notamment, avant l'arrêt du moteur, de rincer avec du gasoil ou du diesel les canalisations et le moteur. Le mode d'alimentation forcée permet d'alimenter le moteur en huile végétale en cas de manque de gasoil. Le circuit de commande et de régulation du dispositif bicarburation est illustré à la figure 5. Tel qu'illustré, un interrupteur de commande 30, trois positions, permet de choisir entre le mode de fonctionnement automatique, le mode de fonctionnement en gasoil uniquement, et le mode d'alimentation forcée en huile végétale. Plus particulièrement, selon le mode de réalisation illustré, lorsque l'interrupteur de commande 30 est dans la position de fonctionnement automatique, notamment : - une led verte s'allume, signalant le mode de 20 fonctionnement automatique, - un système relais 31/contacteur 32 permet d'actionner la pompe électrique 18 en marche, - lorsque le thermostat 27 est fermé, un système relais 35/contacteur 36 : 25 - allume une led jaune signalant l'alimentation en huile végétale, - actionne les moyens de sélection 6 afin d'alimenter le moteur en huile végétale, - actionne les moyens courts-circuits 19 normalement 30 fermée à l'ouverture. Lorsque l'interrupteur 30 est dans la position de fonctionnement en gasoil uniquement une led rouge s'allume, signalant le mode de fonctionnement gasoil. Enfin, lorsque l'interrupteur 30 est dans la position manuelle d'alimentation forcée en huile végétale : - les systèmes relais 33, 35/contacteurs 34, 36 : - allument une led jaune, signalant l'alimentation en huile, - actionnent les moyens de sélection 6 afin d'alimenter le moteur en huile végétale, - actionnent les moyens courts-circuits 19 en ouverture, notamment la vanne clapet 23, normalement fermée. En outre, le circuit de commande peut prévoir des moyens de signalisation sonore et/ou visuel prévus pour avertir l'utilisateur que le moteur a été arrêté, sur le mode de fonctionnement forcé ou sur le mode de 15 fonctionnement automatique du dispositif, sans avoir rincé le circuit d'alimentation avec du gasoil. Notamment, tel qu'illustré, un système relais 37/contacteur 38 allume une diode, notamment clignotante, et actionne un buzzer en cas d'arrêt du moteur lorsqu'il est alimenté à partir d'huile végétale.
20 Enfin, l'invention concerne également un kit prévu pour être installé sur un moteur d'origine de type diesel, notamment de tracteur pour la réalisation d'un dispositif bicarburation 1 conforme à l'invention. Ce kit est constitué au moins par : une pompe d'alimentation électrique 18, un filtre 17 à deux microns, un échangeur thermique 4 alimenté par le circuit de refroidissement du moteur, un thermostat de régulation variable 27, une électrovanne six voies 16, - une électrovanne clapet à deux voies 23, -des flexibles.
10 25 30 Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme du métier, auraient pu encore être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'alimentation d'un moteur thermique de type diesel, à partir d'un dispositif bicarburation (1) comprenant : - un premier réservoir (2) destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir (3) destiné à recevoir de l'huile végétale pure, - des moyens réchauffeurs (4) pour élever la température de l'huile végétale préalablement à l'injection, -un circuit d'alimentation (5) et des moyens de sélection (6) pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur caractérisé en ce que le procédé consiste à mesurer la température du moteur, directement ou indirectement, et à réguler l'alimentation du moteur en fonction de la température mesurée Tm en sélectionnant l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp et en sélectionnant le gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp .
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les moyens réchauffeurs (4) utilisent et récupèrent l'énergie thermique produite par le moteur pour élever la température de l'huile végétale et dans lequel on mesure indirectement la température du moteur en ciblant la température des moyens réchauffeurs, voire la température de l'huile végétale dans les moyens réchauffeurs (4).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la température prédéfinie est comprise entre 70 et 80 C.
4. Dispositif bicarburation (1) pour la mise en oeuvre du procédé d'alimentation selon la revendication 1, comprenant : - un premier réservoir (2) destiné à recevoir du gasoil et un deuxième réservoir (3) destiné à recevoir de l'huile végétale pure, - des moyens réchauffeurs (4) pour élever la température del'huile végétale préalablement à l'injection, - un circuit d'alimentation (5) et des moyens de sélection (6) pour alimenter le moteur, soit à partir de gasoil, au moins au démarrage et avant l'arrêt du moteur, soit à partir d'huile végétale après la mise en température du moteur, caractérisé en ce que le dispositif présente, en outre, des moyens (7,8) de régulation d'alimentation, actifs au moins dans un mode de fonctionnement automatique du dispositif, les moyens de régulation étant constitués ,d'une part , de moyens de mesure (7) de la température du moteur, directement ou indirectement, et d'autre part, de moyens (8) pour provoquer la sélection de l'huile végétale comme carburant d'alimentation lorsque la température mesurée Tm est supérieure ou égale à une température prédéfinie Tp , et la sélection du gasoil autrement, lorsque la température Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp .
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens réchauffeurs (4) sont constitués par un échangeur thermique alimenté en énergie calorifique par le circuit de refroidissement (9) du moteur et dans lequel les moyens de mesure (7) de la température ciblent la température de l'échangeur, voire la température de l'huile végétale dans ledit échangeur et sont constitués par un thermostat de régulation réglable (27).
6. Dispositif bicarburation selon la revendication 4, dans lequel le circuit d'alimentation (5) présente, d'une part, un conduit (10) dit d'aller équipé successivement d'une pompe d'alimentation (11), de filtre(s) (12), d'une pompe d'injection (13) et d'injecteurs (14), et d'autre part, d'un conduit (15) dit de retour apte à récupérer le carburant non injecté dans le moteur pour l'acheminer dans l'un desdits premier réservoir (2) ou second réservoir (3).
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le circuit d'alimentation se dédouble en amont des moyens de sélection (6), constituant, d'une part, un conduit dit d'aller (101) et un conduit dit de retour (151) dédiés pour le premier réservoir (2) de gasoil et, d'autre part, un conduit dit aller (102) et un conduit dit de retour (152) dédiés pour le secondréservoir (3) d'huile végétale et dans lequel les moyens de sélection (6) sont constitués par une électrovanne à six voies (16).
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le conduit dit d'aller (102) ,dédié à l'huile végétale, est équipé d'une pompe d'alimentation électrique (18) et d'un filtre (17) deux microns.
9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le conduit dit d'aller (102) dédié à l'huile végétale traverse les moyens réchauffeurs (4).
10. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le circuit d'alimentation l'huile végétale présente, en outre, des moyens courts-circuits (19), situés en amont des moyens de sélection (6) de carburant, prévus, pour relier le conduit dit d'aller (102) et le conduit dit de retour (152) dédiés pour l'huile végétale de telle façon à former une circuit de chauffage (20) , fermé, traversant les moyens réchauffeurs (4), une pompe d'alimentation électrique (21) permettant de faire circuler l'huile végétale contenue dans le deuxième réservoir (3), en continu, et en boucle dans le circuit de chauffage (20) pendant que le moteur est alimenté en carburant à partir du gasoil.
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les moyens courts-circuits (19) peuvent prendre deux positions, à savoir une première position (P1) dans laquelle les moyens courts-circuits relient et ferment le conduit dit d'aller (102) et le conduit dit de retour (152) lorsque la température mesurée Tm est inférieure à la température prédéfinie Tp et que le moteur est alimenté en gasoil, et une deuxième position (P2) dans laquelle les moyens courts-circuits sont ouverts.
12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel les moyens court-circuit (19) sont constitués par une électrovanne clapet à deux voies (23).
13. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 12, dans lequel le dispositif est muni de moyens de commande (22) permettant de choisir entre le mode de fonctionnement automatique du dispositif, un mode d'alimentation gasoil et un mode d'alimentation forcée en huile végétale.
14. Kit prévu pour être installé sur un moteur d'origine de type 5 10diesel, notamment de tracteur, pour la réalisation d'un dispositif bicarburation (1) selon la revendication 4, le kit étant au moins constitué par : - une pompe d'alimentation électrique (18), - un filtre (17) à deux microns, - un échangeur thermique (4) alimenté par le circuit de refroidissement du moteur, - un thermostat de régulation variable (27), - une électrovanne à six voies (16), - une électrovanne clapet à deux voies (23), - des flexibles.
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