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EP0334753A1 - Dispositif d'alimentation en combustible à cuve refroidie - Google Patents

Dispositif d'alimentation en combustible à cuve refroidie Download PDF

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EP0334753A1
EP0334753A1 EP89400796A EP89400796A EP0334753A1 EP 0334753 A1 EP0334753 A1 EP 0334753A1 EP 89400796 A EP89400796 A EP 89400796A EP 89400796 A EP89400796 A EP 89400796A EP 0334753 A1 EP0334753 A1 EP 0334753A1
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EP
European Patent Office
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tank
exchanger
engine
pump
heat exchanger
Prior art date
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EP89400796A
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German (de)
English (en)
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EP0334753B1 (fr
Inventor
Guy Noisier
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Solex SA
Original Assignee
Solex SA
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M5/00—Float-controlled apparatus for maintaining a constant fuel level
    • F02M5/10—Float-controlled apparatus for maintaining a constant fuel level having means for preventing vapour lock, e.g. insulated float chambers or forced fuel circulation through float chamber with engine stopped
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/81—Percolation control

Definitions

  • the present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, device comprising a constant level tank provided in a housing placed near the engine.
  • the invention finds a particularly important application in carburetors in which the constant-level tank is generally provided in the body of the carburetor, constituted by a casting.
  • the constant level tank of such a carburetor receives a thermal flux from the engine when the latter is hot.
  • the carburetor ceases to be cooled by the expansion of the air and the evaporation of the fuel flowing through the carburetor.
  • the fuel in the tank may be brought to a boil and spill, at least partially, into the intake duct. An attempt to restart the engine may then fail due to an excess of richness of the air / fuel mixture arriving at the engine.
  • the present invention aims to provide a supply device with constant level tank responding better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it largely eliminates the problem of percolation.
  • the invention provides a device in which the means for cooling the tank comprise a heat exchanger in thermal contact with the tank and means for circulating a coolant in a closed circuit comprising the exchanger and a large volume liquid tank compared to the rest of the circuit.
  • the circulation means can be devoid of an active circulation member and operate for example by thermo-siphon. These circulation means can for example consist of pipes connecting the heat exchanger to the reservoir of a windscreen washer placed at a level higher than that of the exchanger.
  • the coolant in this case is the water from the windscreen washer.
  • the circulation means may also include an active member, constituted by a pump. This pump can be an electric pump, very simple, when using the water from the windscreen washer, the capacity of which will be increased compared to the usual values at present.
  • the electric motor is then supplied when the temperature of the tank exceeds a determined value and / or for a determined duration from the moment the motor stops.
  • the fuel supply device includes a carburetor of which only the components concerned by the invention are represented.
  • This carburetor has a body in which is formed an intake duct 10 into which, via a passage 12, opens a main spouting circuit supplied with fuel from a constant level tank 14 provided with a ventilation orifice 16.
  • the tank is connected to the main spouting circuit by a nozzle 18. It receives fuel from a tank 20 by a suction pipe 22, a pump 24 and a pipe 26.
  • the pipe 26 opens into the tank 14 through a seat 28 closable by the needle 30 of a float 32.
  • This arrangement makes it possible to maintain the free surface of the fuel in the tank at a constant level N.
  • the invention is also applicable to tanks at constant level with discharge.
  • a heat exchanger through which a liquid flows is placed in thermal contact with the tank.
  • the heat exchanger consists of a pipe 40 provided in the thickness of the tank housing. This pipe can be provided during the manufacture of the carburetor body, by foundry.
  • the heat exchanger 40 is traversed by a liquid circulating in a closed circuit when the temperature of the tank exceeds a determined value.
  • This closed circuit uses, for example, as water coolant, contained in the windshield washer reservoir 42 to which a capacity greater than that is given. usually used (5 l instead of 2 l for example).
  • the closed circuit comprises a circulation pump 44 whose suction pipe 45 plunges into the liquid, a line 46 for discharging the pump to the exchanger 40 and a line 48 for return to the tank. It is preferable to provide the reservoir 42 with a sensor which activates an alarm on the dashboard when the water level drops excessively.
  • the pump 44 is provided with a control circuit, the sensitive element of which consists of a temperature sensor 50 in contact with the wall of the tank and which can for example be a thermal contactor which closes as soon as the bottom temperature of the tank 14 exceeds a limit value, for example between 40 ° C and 60 ° C.
  • a time delay can also be provided to limit the duration of operation of the pump 44.
  • the operation is then as follows: if the temperature of the carburetor tank becomes higher than a determined limit temperature, the thermal contactor 50 closes.
  • the pump 44 circulates water in the vicinity of the fuel contained in the tank and thus prevents its evaporation and its evacuation towards the intake manifold of the engine by percolation.
  • the system shown in Figure 1 can be very low cost if we use elements already existing on the vehicle, such as those of a windshield washer: we can even use the own windshield washer pump that it suffices to complete with a valve normally closing the passage in the direction of the windshield and opening during the operation command of the windscreen washer. It is however more advantageous to provide an additional pump, of low cost.
  • the rise in the temperature of the windshield washer water caused by the implementation of the invention constitutes an advantage since it will allow more efficient cleaning of the vehicle windshield.
  • a special tank containing an anti-freeze liquid can be provided and sealed to avoid having to fill it periodically.
  • the heat exchanger can be placed against the tank instead to be integrated into its wall.
  • the heat exchanger is constituted by a liquid circulation box 38a, advantageously made of a material which is a good conductor of heat (copper or brass for example) welded to the bottom of the tank. so as to reduce the thermal impedance at the interface.
  • a liquid circulation box 38a advantageously made of a material which is a good conductor of heat (copper or brass for example) welded to the bottom of the tank. so as to reduce the thermal impedance at the interface.
  • the same solution is applicable in the case of an exchanger 40a traversed by a liquid in a closed circuit. It is even possible to provide side by side two exchangers 38a and 40a, one traversed by fuel sent to the tank, the other by a liquid in a closed circuit.
  • the coolant circulates in the exchanger 52 by the effect of thermo-siphon.
  • the exchanger 52 is connected by supply and return lines 56 to a reservoir 58 of liquid placed at a higher level, which can once again be the washer reservoir provided moreover with its usual pump 64
  • the circulation then takes place from the bottom point of the tank 58 to the exchanger 52 and from the exchanger 52 to the top point of the tank.
  • An insulating partition 60 may be provided between the windscreen washer and the motor so as to prevent the liquid from heating up. in the tank.
  • An electric pump 62 can be provided to accelerate circulation when the temperature of the tank, detected by a sensor not shown, exceeds a determined value.

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Abstract

Le dispositif d'alimentation en combustible pour moteur à combustion interne, utilisable notamment sur véhicule automobile, comporte une cuve à niveau constant (14) ménagée dans un boîtier placé à proximité du moteur, munie de moyens de refroidissement au moins lors de l'arrêt du moteur chaud. Ces moyens de refroidisse­ment comprennent un échangeur de chaleur (40) en contact thermique avec la cuve et des moyens de circulation du liquide de refroidissement dans l'échangeur.

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation en combustible pour moteur à combustion interne, dispositif comportant une cuve à niveau cons­tant ménagée dans un boîtier placé à proximité du moteur.
  • L'invention trouve une application particulière­ment importante dans les carburateurs dont la cuve à niveau constant est généralement ménagée dans le corps même du carburateur, constitué par une pièce de fonde­rie. La cuve à niveau constant d'un tel carburateur reçoit un flux thermique du moteur lorsque ce dernier est chaud. Lorsque le moteur chaud est arrêté, le carbu­rateur cesse d'être refroidi par la détente de l'air et l'évaporation du combustible circulant au travers du carburateur. Le combustible contenu dans la cuve risque d'être porté à ébullition et de se déverser, au moins partiellement, dans le conduit d'admission. Une tenta­tive de relancer le moteur risque alors d'échouer par suite d'un excès de richesse du mélange air/combustible arrivant au moteur.
  • Ce problème est connu depuis longtemps. On a tenté de le résoudre de diverses manières, notamment en plaçant une plaque isolante entre la tubulure d'admis­sion du moteur et le carburateur. Mais cet isolement est souvent insuffisant, car les goujons métalliques de fixation du corps du carburateur sur la tubulure cons­tituent un trajet de fuite thermique. On a également proposé de refroidir le corps du carburateur à l'aide d'une circulation de carburant arrivant du réservoir. Cette solution complique un circuit transportant un liquide très inflammable.
  • La présente invention vise à fournir un dispo­sitif d'alimentation à cuve à niveau constant répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il élimine dans une large mesure le problème de percolation.
  • Dans ce but, l'invention propose un dispositif dans lequel les moyens de refroidissement de la cuve comprennent un échangeur de chaleur en contact thermique avec la cuve et des moyens pour faire circuler un liqui­de de refroidissement dans un circuit fermé comportant l'échangeur et un réservoir de liquide de grand volume par rapport au reste du circuit.
  • Les moyens de circulation peuvent être démunis d'organe actif de circulation et fonctionner par exemple par thermo-siphon. Ces moyens de circulation peuvent par exemple être constitués par des conduites reliant l'é­changeur de chaleur au réservoir d'un lave-glace placé à un niveau supérieur à celui de l'échangeur. Le liquide de refroidissement est dans ce cas l'eau du lave-glace. Les moyens de circulation peuvent également comporter un organe actif, constitué par une pompe. Cette pompe peut être une pompe électrique, très simple, lorsque l'on utilise l'eau du lave-glace dont la capacité sera aug­mentée par rapport aux valeurs habituelles à l'heure actuelle. Le moteur électrique est alors alimenté lorsque la température de la cuve dépasse une valeur déterminée et/ou pendant une durée déterminée à partir de l'instant d'arrêt du moteur.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécu­tion de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :
    • - la figure 1 est un schéma de principe montrant un mode de réalisation de l'invention ;
    • - la figure 2 montre un mode de montage de l'échangeur de chaleur sur la cuve d'un carburateur, selon une variante de réalisation de l'invention ;
    • - la figure 3 montre un autre mode de réali­sation.
  • Le dispositif d'alimentation en combustible dont une fraction est montrée en figure 1 comporte un carbu­rateur dont seuls sont représentés les composants con­cernés par l'invention. Ce carburateur a un corps dans lequel est ménagé un conduit d'admission 10 où débouche, par un passage 12, un circuit de jaillissement principal alimenté en combustible à partir d'une cuve à niveau constant 14 munie d'un orifice de ventilation 16. La cuve est reliée au circuit de jaillissement principal par un gicleur 18. Elle reçoit du combustible depuis un réservoir 20 par une conduite d'aspiration 22, une pompe 24 et un conduit 26. Le conduit 26 débouche dans la cuve 14 par un siège 28 obturable par le pointeau 30 d'un flotteur 32. Cette disposition permet de maintenir la surface libre du combustible dans la cuve à un niveau constant N. L'invention est également applicable aux cuves à niveau constant à déversement.
  • Une partie du combustible refoulé par la pompe 24 retourne au réservoir 20 par un conduit de retour 34 présentant un étranglement calibré 36.
  • Un échangeur de chaleur parcouru par un liquide est placé en contact thermique avec la cuve. Dans le mode de réalisation montré en figure 1, l'échangeur de chaleur est constitué par une canalisation 40 prévue dans l'épaisseur du boîtier de la cuve. Cette canalisa­tion peut être ménagée lors de la fabrication du corps du carburateur, par fonderie.
  • L'échangeur de chaleur 40 est parcouru par un liquide circulant en circuit fermé lorsque la températu­re de la cuve dépasse une valeur déterminée. Ce circuit fermé utilise par exemple, comme liquide de refroidis­sement l'eau, contenue dans le réservoir de lave-glace 42 auquel on donne une contenance supérieure à celle habituellement utilisée (5 l au lieu de 2 l par exem­ple). Le circuit fermé comprend une pompe de circulation 44 dont la tubulure d'aspiration 45 plonge dans le li­quide, une conduite 46 de refoulement de la pompe vers l'échangeur 40 et un conduit 48 de retour vers le réservoir. Il est préférable de munir le réservoir 42 d'un capteur qui allume une alarme au tableau de bord lorsque le niveau d'eau baisse de façon excessive.
  • La pompe 44 est munie d'un circuit de commande dont l'élément sensible est constitué par un capteur de température 50 en contact avec la paroi de la cuve et qui peut par exemple être un contacteur thermique qui se ferme dès que la température du fond de la cuve 14 dé­passe une valeur limite, par exemple comprise entre 40°C et 60°C. Une temporisation peut également être prévue pour limiter la durée de fonctionnement de la pompe 44.
  • Le fonctionnement est alors le suivant : si la température de la cuve du carburateur devient supérieure à une température limite déterminée, le contacteur ther­mique 50 se ferme. La pompe 44 fait circuler de l'eau au voisinage du combustible contenu dans la cuve et évite ainsi son évaporation et son évacuation vers la tubulure d'admission du moteur par percolation.
  • Le système montré en figure 1 peut être d'un coût très bas si on fait appel à des éléments existant déjà sur véhicule, comme par exemple ceux d'un lave-­glace : on pourra même utiliser la propre pompe du lave-glace qu'il suffit de compléter par un clapet obtu­rant normalement le passage en direction du pare-brise et s'ouvrant lors de la commande de fonctionnement du lave-glace. Il est cependant plus avantageux de prévoir une pompe supplémentaire, de faible coût.
  • L'élévation de la température de l'eau du lave-­glace provoquée par la mise en oeuvre de l'invention constitue un avantage puisqu'elle permettra un nettoyage plus efficace du pare-brise du véhicule.
  • Au lieu d'utiliser le réservoir d'eau du lave-­glace, un réservoir particulier contenant un liquide anti-gel peut être prévu et scellé pour éviter d'avoir à le remplir périodiquement.
  • Dans certains cas, par exemple lorsqu'on veut rééquiper des carburateurs existants ou éviter d'avoir à modifier un moule de fonderie pour appliquer l'invention à des carburateurs déjà en fabrication, l'échangeur de chaleur peut être placé contre la cuve au lieu d'etre intégré à sa paroi. Dans le mode de réalisation montré en figure 2, l'échangeur de chaleur est constitué par une boîte de circulation de liquide 38a, avantageusement en un matériau bon conducteur de la chaleur (cuivre ou laiton par exemple) soudé sur le fond de la cuve de façon à réduire l'impédance thermique à l'interface. La même solution est applicable dans le cas d'un échangeur 40a parcouru par un liquide en circuit fermé. Il est même possible de prévoir côte à côte deux échangeurs 38a et 40a, parcourus l'un par du combustible envoyé vers la cuve, l'autre par un liquide en circuit fermé.
  • Il est généralement avantageux de disposer les boîtes 38a et 40a contre le fond de la cuve, de façon à avoir un appui plat.
  • Dans la variante de réalisation montrée en figure 3, où les organes déjà décrits portent encore le même numéro de référence, le liquide de refroidissement circule dans l'échangeur 52 par effet de thermo-siphon. L'échangeur 52 est raccordé par des conduites d'amenée 54 et de retour 56 à un réservoir 58 de liquide placé à un niveau plus élevé, qui peut encore une fois être le réservoir du lave-glace muni par ailleurs de sa pompe habituelle 64. La circulation s'effectue alors depuis le point bas du réservoir 58 vers l'échangeur 52 et de l'échangeur 52 vers le point haut du réservoir. Une cloison isolante 60 peut être prévue entre le lave-glace et le moteur de façon à éviter l'échauffement du liquide dans le réservoir. Une pompe électrique 62 peut être prévue pour accélérer la circulation lorsque la tempéra­ture de la cuve, détectée par un capteur non représenté, dépasse une valeur déterminée.

Claims (7)

1. Dispositif d'alimentation en combustible pour moteur à combustion interne, comportant une cuve à ni­veau constant (14) ménagée dans un boîtier placé à pro­ximité du moteur, munie de moyens de refroidissement au moins lors de l'arrêt du moteur chaud, comprenant un échangeur de chaleur (38,40,52) en contact thermique avec la cuve, caractérisé en ce que lesdits moyens com­portent des moyens de circulation d'un liquide de refroidissement dans un circuit fermé contenant l'échangeur et un réservoir de liquide (42, 58) de grand volume par rapport à celui du reste du circuit.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracté­risé en ce que les moyens de circulation fonctionnent par effet de thermo-siphon entre l'échangeur (52) et le réservoir de liquide (58) placé à un niveau plus élevé.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir est constitué par un réservoir de lave-glace de grand volume.
4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est ménagé dans la paroi de la cuve, constituée par une partie de la fonderie d'un carburateur.
5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur est constitué par une boîte (38a, 40a)) fixée à plat sur la cuve.
6. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de circulation de liquide de refroidis­sement en circuit fermé comprennent une pompe électrique (44,62) alimentée en courant électrique lorsque la température de la cuve dépasse une valeur déterminée et/ou pendant une durée déterminée à partir de l'arrêt du moteur.
7. Dispositif selon la revendication 6, carac­térisé en ce qu'il comprend un capteur de température (50) porté par le fond de la cuve et commandant l'ali­mentation de la pompe.
EP89400796A 1988-03-23 1989-03-21 Dispositif d'alimentation en combustible à cuve refroidie Expired - Lifetime EP0334753B1 (fr)

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FR8803807 1988-03-23

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EP (1) EP0334753B1 (fr)
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