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ALCOHOL
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hydrocarbon
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Molecule
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DES
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methane
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ethanol
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methanol
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deaa
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oxygen
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benzol
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octane
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hydrogen
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Gene Or Protein
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Etre
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Est-a
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Dta
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Pe A
(1)
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Disease
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Depression
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513319A1
Family ID 8016743
Probable Assignee Accetta Andre
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME ECONOMISEUR A DEUX CARBURANTS POUR REDUIRE LA
CONSOMMATION DES MOTEURS A EXPLOSION
EN Title ALCOHOL INJECTION SYSTEM TO REDUCE FUEL CONSUMPTION IN IC
ENGINE - USES ELECTRONIC CONTROLLER TO REGULATE DOSAGE OF ALCOHOL INTO
INLET MANIFOLD OF ENGINE AND TO DECOUPLE ALTERNATOR
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME D'ALIMENTATION A DEUX CARBURANTS POUR
UN MOTEUR A PISTONS A EXPLOSION.
LE CARBURATEUR 2 COMPORTE UN GICLEUR PRINCIPAL 8 ET UN GICLEUR DE
RALENTI 9 POUR L'ALIMENTATION EN ESSENCE A PARTIR DU RESERVOIR 21. LE
GICLEUR 10 EST ALIMENTE EN alcoholA PARTIR DU RESERVOIR 17.
L'OUVERTURE DES POINTEAUX DES GICLEURS 9 ET 10 EST COMMANDEE DE FACON
ELECTRONIQUE EN 11 ET 12, A PARTIR D'UN CALCULATEUR 13 QUI RECOIT EN
15 DES IMPULSIONS DONT LA FREQUENCE CORRESPOND A LA FREQUENCE
D'ALLUMAGE DES BOUGIES DU MOTEUR.
APPLICATION: POSSIBILITE DE FONCTIONNER AVEC DEUX CARBURANTS; ECONOMIE
GLOBALE DE CARBURANT.
The economiser is fitted to the inlet side of the engine and injects
measured doses of alcohol into the inlet manifold, in addition to the
normal fuel. An electronic circuit (13) accepts engine parameter data
from transducers fitted to the engine, and from this data computes the
proportion of alcohol to be injected to optimise fuel economy. The
alcohol is dispensed from a constant level float chamber which is
connected to the inlet manifold. An electrical controller (11,12)
positions a needle valve which regulates the supply of alcohol to a
nozzle (9,10) in the wall of the inlet manifold. The electronic
controller can also be used to decouple the vehicle's alternator when
its operation is not needed, reducing the fuel consumption. The system
is intended to be fitted to engines in which the compression ratio
exceeds 9.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a un systeme economiseur d'un type
nouveau, destine a reduire la consommation specifique des moteurs a
explosion, et notamment des moteurs assurant la traction des vehicules
automobiles.
On sait que la penurie de produits petroliers conduit a etudier une
reduction de la consommation d'essence pour les moteurs a explosion.
Par ailleurs, afin de reduire les exportations de produits pe-
troliers, la plupart des pays industriels souhaitent utiliser des
combustibles de remplacement, et notamment des combustibles
renouvelables d'origine vegetale, susceptiges d'etre fabriques a
partir des productions du territoire national.L'alcohol(ethanol ou
methanol) constitue un tel combustible de remplacement qui a souvent
dta pro pots6. Toutefois, cette utilisation rencontre en pratique des
difficultes qui tiennent compte notamment des remarques suivantes
- l'alcoholcontient deaa dans sa molecule au moins un atome d' oxygen:
son pouvoir calorifique specifique est donc nettement inferieur a
celui d'un hydrocarbon (parfois, simplement la moitie)
- il est difficilement envisageable de faire fonctionner le moteur en
l'alimentant uniquement avec de l'alcohol, quels que soIent sa charge
et son regime.En effet, les reprises, le demarrage a froid, et les
phenomenes de vapor-lock deviennent alors difficiles a resoudre
- par contre, l'alcoholconstitue un combustible naturellement
anti-detonant qui permet d'augmenter le taux de compression d-'un
moteur ( et donc son rendement) sans avoir a lui incorporer des
additifs, notamment des additifs au plomb, dont on connatt les
inconvenients pour la pollution et la tenue en endurance des soupapes
d'echappement
- l'essence et l'alcoholetant deux liquides non miscibles, il n'est
malheureusement pas possible de les melanger pour constituer un
combustible mixte: pour stabiliser le melange, il est necessaire d'y
incorporer un troisieme constituant, le benzol, ces trois constituants
devant par ailleurs etre melanges en des quantites egales Il n'est
donc pas possible de realiser par simple melange, un combustible forme
uniquement d'alcoholet d'essence, dans des proportions quelconques.
La presente invention a pour but d'eviter ces inconvenients en
realisant un dispositif qui permet, a la fois d'utiliser comme com
bustible de l'essence et de l'alcoholdans des proportions largement
variables, et d'autre part de realiser une substantielle economie
globale sur l'ensemble des deux combustibles.
Un dispositif selon l'invention, destine a equiper le collecteur
d'admission d'un moteur a explosion a piston est caracterise en ce
qu'il comprend, d'une part des moyens de dosage a commande electrique
susceptibles d'envoyer de l'essence dans le collecteur d'admission;
d'autre part des moyens de dosage a commande electrique susceptibles
d'envoyer de l'alcoholdans le collecteur d'admission; et enfin un
calculateur electronique dont l'entree recoit des signaux
caracterisant les divers parametres de fonctlonnement du moteur,
tandis que sa sortie commande independamment l'un de l'autre les
moyens de dosage precites, fournissant l'un de l'essence l'autre de
l'alcohol.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens de dosage
en question sont constitues, tant pour l'essence que pour l'alcohol,
par un systeme a cuve et niveau constant analogue a celui d'un
carburateur, pour alimenter en combustible un gicleur dont l'obtura-
tion ou 11 ouverture sont commandees par un pointeau mobile, a
commande electrique.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, on prevoit dans la
canalisation d'admission d'air, une troisieme arrivee de combustible
alimentee en essence pjt un circuit dit "circuit de ralenti"
Suivant une autre carse;uristique de invention, le gicleur principal
d'essence et le gicleur d'essff de ralenti sont incorpores a un
carburateur de type connu, si bicn que pour le montage du dispositif
selon l'invention, il suffit d'intercaler entre le carburateur et le
collecteur d'admission, une courte entretoise tubulaire dans laquelle
debouche lateralement la gicleur a pointeau commande pour lta-
limentation en alcohol.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, on utilise le
calculateur electronique pour commander, non seulement les pointeaux
des deux gicleurs d'essence et d'alcohol, mais encore le debrayage ou
l'embrayage d'un generateur electrique de type connu (alternateur ou
dynamo) qu'entraSne le le moteur a explosion.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, on se contente
d'envoyer au calculateur electronique, des impulsions de frequences
produites par l'allumage des bougies du moteur, alors que pour les
variations de charge, on se contents de maintenir la commande connue
du papillon de carburateur, a partir de la pedale d'accelerateur.
Le dessin annexe, donne a titre d'exemple non limitatif, permettra de
mieux comprendre les caracteristiques de l'invention.
- Pigure 1 est une vue d'ensemble d'un moteur a explosion apistons
equipe selon l'invention.
- Figure 2 montre schematiquement et en coupe un detail de la figure
1.
On a represente sur les dessins un moteur a explosion 1 de type
habituel, par exemple un moteur a quatre cylindres, dont
l'alimentation en essence est assuree a partir d'un carburateur 2. Ce
dernier est raccorde a une canalisation d'admission 3 qui se divise
ensuite entre les pipes d'un collecteur d'admission 4.
Selon l'invention, on intercale entre le carburateur 2 et la
canalisation 3, une entretoise tubulaire 5 qui est utilisee pour
assurer l'alimentation en alcohol.
A l'interieur du carburateur 2, l'air d'admission circule suivant la
direction de la fleche 6 a travers une canalisation 7 dans laquelle
l'essence debouche
- d'une part par un gicleur principal 6
- d'autre part par un gicleur de ralenti 9.
Par ailleurs, sur la paroi laterale interieure de l'entretoise
tubulaire 5 debouche un gicleur 10 pour l'alimentation en alcohol.
Sans l'exemple illustre sur la figure 2, le gicleur 8 est un gicleur
principal classique de carburateur. Par contre, lsgioleurs9 et 10 sont
tous les deux des gicleurs dont l'ouverture peut etre reglee a l'aide
d'un pointeau de type connu, celui du gicleur 9 etant commande par une
commande electro-magnetique 11, et celui du gicleur 10 par une
commande electro-magnetique 12.
Les deux commandes Il et 12 sont raccordees sur les sorties d'un
dispositif calculateur electronique 13 dont les entrees sont reliees,
d'une part a la masse 14, d'autre part a un generateur d'im- pulsions
electriques 15 correspondant a la frequence d'allumage des bougies du
moteur 1.
La commande electro-magnetique 12 du pointeau d'alcoholest reliee par
une canalisation d'alimentation 16 a un reservoir 17 contenant de
l'alcohol.
La commande electrc-magnetique 11 du pointeau du gicleur 9 est
alimentee en essence a partir d'une canalisation 18 sur laquelle est
egalement branche en parallele le gicleur 8. En amont, la canalisation
18 est reliee a une valve a depression 19 dans laquelle une pom pe a
essence 20 envoie l'essence prelevee a partir d'un reservoir 21.
Une canalisation de retour 22 relie au reservoir 21, la sortie de la
pompe 20, en amont de la valve a depression 9.
Le fonctionnement est le suivant
On voit sur la figure 2 que l'essence et l'alcoholne sont jamais
melanges. L'essence est introduite dans la tubulure d'admission 3,7
par les gicleurs 8 et 9, tandis que l'alcoholest introduit par le
gicleur 3. Sans ces conditions, la non-missibilite essence/alcoholne
pose aucun probleme. On evite ainsi les difficultes de demarrage par
temps froid et la corrosion des pieces du circuit d'essence. Cette
disposition permet egalement la regulation aisee du rapport de debit
essence/alcoholqui peut etre variable suivant le regime, le type de
vehicule, la volonte de l'utilisateur, etc.
Sans l'exemple illustre sur la figure 2, en fonction de la vitesse de
rotation du moteur (entree 15) le calculateur electronique 13 decide
de l'ouverture ou de la fermeture de chacun des pointeaux 9, 10. Il:
peut egalement decider de leur ouverture plus ou moins partielle.
Sans tous les cas, le gicleur d'alcohol10 est ferme lorsque la
commande du carburateur 2eSt en "starter", c'est-a-dire au moment du
depart a froid.
En variante, on peut prevoir egalement pour le gicleur principal 8, un
pointeau de reglage commande par une commande electronique, a partir
du calculateur 13.
Suivant une autre variante de l'invention, on profite de la presence
du calculateur electronique 13 pour embrayer ou debrayer un mecanisme
de type connu (non represente) assurant ltentratnement d'une
generatrice electrique 23 dont le moteur 1 est equipe. Cette
generatrice peutetres a la maniere connue, une dynamo ou un
alternateur. En particulier, le calculateur electronique 13 debraye la
commande de la generatrice electrique 23
- d'une part lorsque la batterie du vehicule est suffisamment chargee
- d'autre part lorsque le moteur 1 tourne a pleine charge. Par contre,
le calculateur electronique 13 embraye la generatrice 23 de facon
preferentielle lorsque le vehicule roule en frein moteur, c'esta-dire
en descente ou en deceleration, par son inertie entrasse la rotation
du moteur 1.
Grace aux dispositions qui viennent d'etre decrites, on comprend qu'on
puisse realiser une importante economie de combustible. Ceci est
d'autant plus vrai que le dispositif selon l'invention permet
d'augmenter le taux de compression du moteur 1. En effet, on sait que
pour une essence donnee, la limite superieure du taux de compression
acceptable est fixee par l'apparition du phenomene de cliquetis
(combustion detonante).L'alcoholpossedant des proprietes
anti-detonantes connues, l'injection d'alcoholpar le gicleur 10
lorsque le moteur est a pleine charge (c'est-a-dire justement
lorsqu'il est le plus sensible au cliquetis) permet de reduire les
exigences du moteur en indice octane. Autrement dit, pour une meme
qualite d'essence, l'invention permet d'augmenter le taux de
compression du moteur, ctest-a-dire raugmenter son rendement et,
finalement, de reduire sa consommation speci2ique. Ainsi, le taux de
compression peut etre superieur a 9.
Enfin, l'adjonction d'alcoholau melange combustible permet de
fonctionner avec un melange relativement pauvre (richesse proche de
l'unite) sans augmenter pour autant la temperature moyenne de
fonctionnement des pieces les plus critiques, et notamment des
soupapes d'echappement.
Bien entendu, le dispositif selon l'invention peut fonctionner
indifferemment sur un moteur a admission libre, ou sur un moteur
suralimente, par exemple a l'aide d'un turbo-compresseur a gaz
d'echappement.
Par azure, on pourraif utiliser le meme dispositif pour inbecter, non
plus de I'abool, mais tout autre combustible d'appoint, tel que du
methane ou de l'hydrogen.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif economiseur destine a equiper le collecteur d'admission
dtun moteur a explosion a piston, caracteri se en ce qu'll comprend,
d'une part des moyens de dosage a commande electrique susceptibles
d'envoyer de l'essence dans le collecteur d'admission 3; d'autre part
des moyens de dosage a commande electrique susceptibles envoyer de
l'alcoholdans le collecteur d'admission 3; et enfin un calculateur
electronique 13 dont l'entree recoit des signaux 15 caracte- risant
les divers parametres de fonctionnoment du moteur, tandis que sa
sortie commande independamment l'un de l'autres les moyens de dosage
precites 11 et 12, fournissant l'un de essence et l'autre de
l'alcohol.
2. Dispositif economiseur suivant la revendication 1, caracterise en
ce que les moyens de dosage en question sont constitues, tant pour
l'essence que pour l'alcohol, par un systeme a cuve et niveau constant
analogue a celui d'un carburateur, pour alimenter en combustible un
gicleur 9 ou 10 dont l'obturation ou l'ouverture sont commandes par un
pointeau mobile a commande electrique 11 ou 12.
3. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, I-racterisd en ce qu'on prevoit dans la canalisation 7 d'
CLvee d'air, - less than n gicleur d'alcohol10, un gicleur d'essence 3
pour la s ne normale, et un gicleur d'essence 9 pour le ralenti.
4. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce que le gicleur principal d'essence 8 et
le gicleur d'essence de ralenti 9 sont incorpores a un carburateur 2
de type connu, si bien que pour le montage du dispositif selon
l'invention, il suffit d'intercaler entre le carburateur 2 et le
collecteur~d'admis- sion 3, une courte entretoise tubulaire 5 dans
laquelle de bouche lateralement le gicleur a pointeau commande 10 pour
l'alimentation en alcohol.
5. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'on utilise le calculateur
electronique 13 pour commander, non seulement les pointeaux des deux
gicleurs d'essence 9 et d'alcohol10, mais encore le debrayage ou
l'r:nbrayage d'un generateur electrique 23 de type connu (alternateur
ou dynamo) glu'en traine le moteur a explosion 1.
6. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'on se contente d'envoyer au
calculateur electronique 13, des impulsions de frequences produites
par l'allumage des bougies du moteur 1, alors que pour les variations
de charge, on se contente de maintenir la commande connue du papillon
de carburateur 2, a partir de la pedale d'accelerateur.
7. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce que les deux gicleurs d'essence 8 et 9
et le gicleur d'alcohol10 sont chacun munis d'un pointeau de reglage
dont la commande electrique est assuree a partir du calculateur
electronique central 13.
8. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'il equipe un moteur a piston et a
explosion dont le taux de compression est superieur a 9.
9. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'il equipe un moteur a piston a
explosion, muni d'un turbo-compresseur de suralimentation, actionne
par les gaz d'echappement.
10. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'une valve a depression 19 est placee
sur le circuit de retour.
11. Dispositif economiseur suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'il est utilise pour injecter un
combustible d'appoint tel que l'hydro- gene ou le methane.
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