Brevet FR2317489A1 — publié le 19770204

L'invention est relative à des perfectionnements aux circuits de refroidissement par liquide d'un moteur à combustion, notamment pour véhicule automobile, du genre de ceux qui comprennent une pompe de circulation de liquide, un circuit principal de refroi dissement du moteur, branche sur la pompe et notamment équipé d'une soupape thermostatique, et un circuit secondaire branché sur la pompe en parallèle avec le circuit principal, ce circuit secondaire comprenant des moyens permettant le dégazage et l'ex pansion du liquide. L'invention a pour but, surtout, de rendre les circuits de refroidissement du genre défini précédemment tels qu'ils répon dent mieux que jusqu'a présent aux diverses exigences de la pra tique et notamment tels qu'ils permettent un dégazage efficace du liquide tout en étant d'une construction simple et robuste. Selon l'invention, un circuit de refroidissement par liquide d'un moteur à combustion, du genre en question, est caractérisé par le fait que, d'une part, les moyens de dégazage, montés dans le circuit secondaire, sont formés par un récipient de dégazage propre à créer un mouvement de tourbillon du liquide, ce récipient comprenant une entrée et une sortie et, à sa partie supérieure, un tube de prélèvement, de préférence orienté suivant l'axe du récipient, d'autre part, les moyens permettant l'expan sion du liquide sont formés par un vase d'expansion, séparé du récipient de dégazage, ce vase ayant une entrée reliée par un conduit au susdit tube de prélèvement, et ayant une sortie reliée à une canalisation du circuit secondaire branchée sur un orifice d'aspiration de la pompe, des moyens propres à créer une perte de charge étant en outre disposés dans le conduit qui relie le tube de prélèvement à l'entrée du vase d'expansion de telle sorte que la vitesse du liquide admis dans le vaie d'expansion soit réduite. Ces moyens propres à créer une perte de charge comprennent avantageusement, une restriction calibrée,notamment disposée dans le tube de prélèvement du récipient de dégazage. De préférence, dans le cas d'un moteur à essence à carbu rateur, les moyens propres à créer une perte de charge compren rent un dispositif propre à faciliter le départ du moteur et à réduire la pollution, dispositif du genre starter automatique, sensible à la température du liquide qui le traverse. Ce récipient de dégazage a généralement une forme cylindri que et est notamment fermé à ses deux extrémités, par des ca lottes hémisphériques ; l'axe de ce récipient de dégazage est vertical et l'entrée de ce récipient est constituée par une tu -bulure s'ouvrant dans la partie supérieure du récipient, et orientée tangentiellement à la paroi cylindrique. La sortie de ce récipient est constituée par une tubulure située à la partie inférieure du récipient et également orientée tangentiellement, à la paroi. Le vase d'expansion a de préférence une forme sphérique et l'entrée de ce vase est située à la partie supérieure, qui contient une phase gazeuse, la sortie de ce vase est située à la partie inférieure, qui contient une phase liquide. Le récipient de dégazage et- le vase d'expansion sont de préférence réalisés en matière plastique. Le circuit secondaire comprend généralement un échangeur thermique destiné au chauffage de l'habitacle du véhicule ; on prévoit avantageusement entre la canalisation d'entrée et la canalisation de sortie de cet échangeur thermique un by-pass comprenant un orifice calibrée tandis qu'une vanne e une seule voie est prévue sur la canalisation d'entrée de l'échangeur thermique, en aval de ce by-pass. L'onvgntlsn siste 7 mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation préféré décrit avec reférence au dessin ci-annexé, mais qui ntest nullement limitatif. La figure 1, de ce dessin, est un schéma d'ensemble d'un circuit de refroidissement conforme à l'invention. La figure 2 montre, en perspective, avec parties harnachées, le récipient de dégazage. La figure 3 est une vue de dessus par rapport à la figure 2. La figure 4, enfin, montre à plus grande échelle le by-pass de l'échangeur thermique. En se reportant à a figure 1, on peut voir un circuit de refrodissement C, par liquide, d1un moteur à combustion 1, notamment pour véhicule automobile. Ce circuit C comprend une pompe de circulation 2 de liquide, un circuit principal P de refroidissement du moteur et un circuit secondaire S branché sur la pompe 2 en parallèle avec le circuit principal P. Le liquide refoulé par la pompe entre dans le moteur par l'orifice 3 pour on sortir par l'orifice 4. Le sens normal de circulation du liquide cans les différents circuits est indiqué par des flèches sur la figure 1. Le circuit principal P comprend des canalisation traversant le moteur et un radiateur 5 pour le refroidissement du liquide chauffé dans le moteur. Une canalisation 6 relie l'entrée du radiateur à la softié4des canalisations du moteur. Une soupape thermostatique 7 est disposée dans cette canalisation 6, en aval de la sortie 4. Le radiateur 5 comporte à sa partie supérieure un dispositif purgeur 8. -Le circuit secondaire S comprend une canalisation d'entrée 9 reliée à une partie du circuit principal qui traverse la culasse 10 du moteur, de telle sorte que du liquide, qui s'est échauffé dans le moteur, est dérivé dans cette canalisation 9. Le liquide est conduit par la canalisation 9 à un dispositif 11 port le réchauffage du carburateur 12. Une canalisation 13 relie la sortie du dispositif 11 à l'entrée d'un récipient de dégazage 14. Ce récipient 14, comme bien visible sur les figures 2 et 3, a une forme cylindrique et est fermé, â ses deux extrémités, par des calottes hémisphériques 15, 16. L'axe de ce récipient 14 est vertical. L'entrée de ce récipient est constituée par une tubulure 17 située à la partie supérieure durécipient et orientée tangentiellement à la section circulaire et à la paroi du récipient, comme visible sur la figure 3. La sortie est également constituée par une tubulure 18, située à la partie inférieure du récipient, et également orientée tangentiellement à la section du récipient, comme visible sur la figure 3. Généralement, ces tubulures 17 et 18 débouchent respectivement dans les calottes hémisphériques supérieure et inférieure. Le récipient 14 comprend, a sa partie supérieure, un tube de pikèvemellt 19 orienté suivant l'axe, vertical, du récipient 14. Ce tube 19, par suite du mouvement de rotation et de tourbillon pris par le liquide dans le récipient 14 autour de l'axe de ce récipient, recueillie la majeure partie des bulles gazeuses qui peuvent etre contenues par le liquide. La sortie 18 du vase 14 est reliée par une canalisation 20 à l'entrée 21 d'un échangeur thermique 22 destiné au chauffage de l'habitacle du véhicule. La sortie 23 de l'échangeur thermique 22 est reliée par une canalisation 24 à l'aspiation de la pompe 2. Un by-pass 25 est prévu entre l'entrée 21 et la sortie 23 de 1'échangeur thermique. Comme visible sur la figure 4, ce bypass comporte un passage 26 de section réduite calibrée. Une vanne à une seule voie 27 est disposée sur ltentrée 21, naval du by-pass 25. Lorsque cette vanne est fermée, le liquide peut continuer à s'écouler par le by-pass 25 et l'orifice de section réduite 26 vers la canalisation. Le tube de prélèvement 19 du récipient 14 est relié par un conduit 28 à l'entrée 29 d'un vase d'expansion30 séparé du récipient 14. L'entrée 29 de ce vase est située & la partie supérieure dans laquelle se trouve une phase gazeuse. La partie inférieure du vase 30 qui contient une phase liquide, est re iée rar une canalisation 31 â la susdite canalieation 24. Le vase 30 peut être muni d'un clapet taré 32. Ce vase 30 a de préférence une forme sphérique conférant une bonne résistance mécanique à la pression. Le vase 30 constitue la zone la plus haute du circuit de refroidissement. Des moyens F propres à créer une perte de charge sont en outre disposés dans la tubulure 23 de -manière à réduire la vitesse du liquide qui est admis dans le vase d'expansion 29. La vitesse de ce liquide étant ainsi réduite, la forme sphérique adoptée pour le vase 30 ne présente pas d'inconvénients. Ce ne serait pas le cas Si la vitesse d'arrivée du liquide par l'entrée 29 était relativement grande ; en effet, la conjugaison d'une vitesse d'arrivée relativement grande et de la forme sphérique du vase 30 provoquerait une mise en rotation du liquide dans ce vase 30. Cette mise en rotation entrainerait une sorte de brassage de la phase gazeuse et de la phase liquide de telle sorte que l'effet de dégazage obtenu avec le récipient 14 serait réduit par un effet contraire se produisant dans le vase 30. Les moyens F pour créer la perte de charge comprennent avantageusement un dispositif 33, du genre starter automatique, propre à faciliter le démarrage du moteur et à réduire la pollution. Ce dispositif 33 est traversé par le liquide conduit par la canalisation 28 et tout en servant à faciliter ;e démarrage du moteur, contribue à ralentir le liquide se dirigeant vers le vase d'ex- pansion 30. Les moyens F peuvent comprendre en outre, une restriction calibrée 34 (fig.2) disposée dans le tube de prélèvement 19 du récipient 14. Cette restriction calibrée permet d'ajuster la perte de charge entre le tube de prélèvement 19 et le vase 30 pour améliorer les conditions de fonctionnement. Le fonctionnement général du circuit de refroidissement résulte clairement des explications précédentes sans qu'il soit besoin d'insister à ce sujet. On notera simplement que.lors- que la soupape thermostatique 7 est fermée, c'est-à-dire lorsque le moteur, et donc le liquide de refroidissement, n'est pas suffisamment chaud, le débit de liquide dans le circuit principal P est nul ou très réduit. En ce qui concerne plus particulièrement le phénomène de dégazage obtenu dans le circuit secondaire S, si le liquide de refroidissement contient des bulles gazeuses, et forme une émulsion, le récipient de dégazage 14 par le mouvement-de tourbillon qu'il communique au liquide de refroidissement, provoque l'e'vacua- tion de ltémulsion de liquide et des bulles gazeuses par le tube de prélèvement 19. Le liquide passant par la sortie 18 est convenablement dégaze. L'émulsion de liquide et de bulles gazeuses passant par la sortie 19 se dirige vers entrée 29 du vase d'expansion 30. Grâce aux moyens de perte de charge F prévus entre le tube de prélèvement du récipient 14 et le vase d'expansion 30, la vitesse de circulation de cette émulsion est réduite. Lorsque l'émulsion arrive dans la partie supérieure, contenant la phase gazeuse, du vase d'expansion 30, les bulles gazeuses de l'émulsion se séparent du liquide. La faible vitesse du liquide pénétrant dans le vase d'expansion, bien que ce dernier soit sphérique, permet d'éviter des turbulences génératrices d'émulsion. Le circuit principal P, lors du remplissage du circuit de refroidissement est initialement purgé par le purgeur 8. Par la suite, en cours de fonctionnement, il n'y a pratiquement plus de création de bulles gazeuses dans ce circuit principal P. De toute manière, il y a un mélange et un brassage du liquide des deux circuits principal P et secondaire, de telle sorte qu'on peut considérer que tout le liquide du circuit de refroidissement est continuellement dégazé. La perte de charge entre le récipient 14 et le vase d'expansion 30 peut être facilement ajustée en choisissant la section de passage appropriée pour la restriction calibrée 34. La séparation du vase d'expansion et du récipient de dégazage,muni de cette restriction calibrée, permet d'adapter le dispositif de refroidissement aussi bien à un moteur à essence à carburateur, qu'à un moteur à essence à injection ou qu'à un moteur Diesel. Dans le cas de l'injection d'essence ou d'un moteur Diesel, les moyens de perte de charge sont constitués par la seule restriction calibrée judicieusement choisie. Le circuit de refroidissement de l'invention est d'une construction simple et ses éléments constitutifs sont robustes. REVENDICATIONS 1. Circuit de refroidissement par liquide d'un moteur à combustion, notamment pour véhicule automobile, comprenant une pompe de circulation de liquide, un circuit principal de refroidissement du moteur, branché sur la pompe, et un circuit secondaire branché sur la pompe en parallèle avec le circuit principal, ce circuit secondaire comprenant des moyens permettant le dégazage et l'expansion du liquide, caractérisé par le fait que, d'une part, les moyens de dégazage, montés dans le circuit secondaire, sont formés par un récipient de dégazage propre à créer un mowe- ment de tourbillon du liquide, ce récipient comprenant une entrée et une sortie et, à sa partie supérieure, un tube de prélèvement, d'autre part, les moyens permettant l'expansion du liquide sont formés par un vase d'expansion, séparé du récipient de dégazage, ce vase ayant une entrée reliée par un conduit au susdit tube de prélèvement et ayant une sortie reliée à une canalisation du circuit secondaire branchée sur un orifice d'aspiration de la pompe, des moyens propres à créer une perte de charge étant en outre disposés dans le conduit qui relie le tube de prélèvement à l'entrée du vase d'expansion, de telle sorte que la vitesse du liquide admis dans le vase d'expansion soit réduite. 2. Circuit de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que -les moyens propres à créer une perte de charge comprennent une restriction calibrée 3. Circuit de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la restriction calibrée est disposée dans le tube de prélèvement du récipient de dégazage. 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour moteur à essence à carburateur, caractérisé par le fait que les moyens propres à créer une perte de charge comprennent un dispositif propre à faciliter le départ du moteur et à réduire la pollution, dispositif du genre starter automatique, sensible à B température du liquide qui le traverse. 5. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tube de prélèvement du récipient de dégazage est orienté suivant l'axe du récipient. 6. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le récipient de dégazage a une forme générale cylindrique, que ce réci pient est disposé de manière à avoir son axe vertical, que ledit récipient comporte une entrée constituée par une tubulure s'ouvrant dans la partie supérieure du récipient et orientée tangentiellement à la partie cylindrique, et une sortie constituée par une tubulure située à la partie inférieure du récipient et également orientée tangentiellement à la paroi, les parties supérieure et inférieure de ce récipient ayant avantageusement une forme hjisphérique, 7. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vase d'expansion a une forme sphérique. 8. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'entrée du vase d'expansion est située à la partie supérieure qui contient une phase gazeuse, tandis que la sortie de ce vase est située à la partie inférieure, qui contient une phase liquide. 9. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit secondaire comprend un échangeur thermique destiné au chauffage de l'habitacle du véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte entre la canalisation d'entrée et la canalisation de sortie de l'échangeur thermique, un by-pass comprenant un orifice calibré, tandis qu'une vanne à une seule voie est prévue sur la canalisation d'entrée de l'échangeur thermique, en aval de ce by-pass. lO. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise par le fait que le récipient de dégazage et le vase d'expansion sont réalisés en matière plastique.