Brevet FR2461100A1 — publié le 19810130

I La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne refroidi par un liquide comprenant un bloc-cylindresprésentant des premières cavités pour le liquide de refroidissement et une culasse avec des secondes cavités pour le liquide de refroidissement ainsi que des raccords d'arrivée et de retour, qui communiquent d'une part avec les secondes cavités pour le liquide de refroidissement et d'autre part avec une pompe. Dans un moteur à combustion interne du type précité (brevet australien 283 824), les cavités pour le liquide de refroidissement prévues dans la culasse et dans le bloc- cylindrE sont séparées l'une de l'autréet dans les deux parties de carter, on a prévu des raccords d'amenée et de renvoi séparés qui communiquent respectivement avec un système de refroidissement séparé. Par cette disposition, on cherche à pouvoir régler séparément la demande en refroidissement de la culasse et du bloc-cylindresà la valeur la plus avantageuse et par conséquent à obtenir des conditions de refroidissement améliorées. Ce réglage séparé du refroidissement implique toutefois que pour chaque système de refroidissement on dispose, à titre supplémentaire, d'une pompe de mise en circulation, d'un radiateur et d'une soupape de réglage par thermostat du liquide de refroidissement, cette construction étant relativement coûteuse. D'autre part, il est difficile de mettre en concordance les deux systèmes de refroidissement et de réaliser une adaptation à la demande de refroidisse- ment des pièces fortement exposées à la chaleur du moteur à combustion interne étadornné qu'unrefroidissement trop fort ou trop faible de l'une des deux parties du carter influence négativement la température de fonctionnement correct du moteur à combustion interne, au point de vue du déroulement de la combustion et de l'usure à froid. En cas de panne ou de mauvais fonctionnement dans le réglage de l'un des deux systèmes de refroidissement, il y a toujours un risque d'une surchauffe considérable de la partie correspondante du carter sans que cette surchauffe qui entraine des dép8ts de calcaire dans les cavités et des déformations, puisse être compensée par l'autre système de refroidissement. Par le brevet allemand 916 245, il est d'autre part connu de diviser les secondes cavités pour le liquide de refroidissement dans la culasse et de les relier les unes aux autres par l'intermédiaire des premières cavités précitées. La communication en série ainsi réalisée des premières et des secondes cavités assure un refroidissement permanent du bloc-cylindreset rend impossible le refroidis- sement individuel du bloc-cylindre et de la culasse. La présente invention a donc pour but de créer un moteur à combustion interne du type précité qui, tout en se réchauffant rapidement, assure simultanément un refroidissement efficace et qui présente une construction simple. Conformément à l'invention,ce but est obtenu par le fait que les premières cavités sont montées en dérivation avec les secondes cavités précitées par des orifices prévus dans une cloison de séparation entre le bloc-cylindreset la culasse, de telle façon que la circulation du liquide de refroidissement au travers des premières cavités s'effectue presqu'exclusivement par effet de thermosiphon. Dans l'amélioration proposée, contrairement aux modes de réalisation déjà connus, seules les secondes cavités prévues dans la culasse sont traversées, en circulation forcée, par le liquide de refroidissement. Etant donné qu'une circulation du liquide de refroidissement au travers des cavités du bloc-cylindresne se produit essentiellement que par effet de thermosiphon, il ne s'établit, après un démarrage à froid, dans les cavités du bloc-cylindres, en premier lieu aucun écoulement de liquide si bien que le moteur à combustion interne atteint dans une durée relativement rapide, sa température de fonction- nement. Ceci est d'autre part amélioré par le fait que le liquide de refroidissement, dans la phase de fonctionnement à chaud, est guidé indépendamment de ce qui précède, par l'intermédiaire de la circulation à by-pass, du liquide de refroidissement généralement prévue et contenant une faible quantité de liquide de refroidissement. Bien que le bloc- cylindresne soit pas directement traversé, il ne se produit, à la température de fonctionnement, aucune surchauffe de ce bloc pouvant entraîner des déformations ou des dép8ts de tartre, étant donné qu'entre les cavités du bloc- cylindreset de la culasse, par effet de thermosiphon, il y a un échange perpétuel de liquide de refroidissement. Dans les cavités du bloc-cylindres,les bulles de vapeur qui sont susceptibles de se former s'élèvent vers le haut dans les cavités de la culasse et parviennent dans le circuit de liquide de refroidissement destiné à ces cavités. Un autre avantage réside dans le fait qu'en fonctionnement de poussée ou en fonctionnement à charge partielle, il n'y a aucune chute sensible de température par rapport aux conditions de fonctionnement en charge maximale étant donné que le liquide de refroidissement se trouvant dans le bloc-cylindreset ne participant pas directement au circuit de refroidissement de la culasse est toujours réchauffé à une température relativement élevée, pour cet état de fonctionnement et qu'ainsi la température du liquide de refroidissement obtenue dans la totalité du circuit du liquide est largement conservée. Par le réchauffement rapide qui est obtenu avec cette solution et par le maintien dans les meilleures conditions possibles, de la température de fonctionnement, les pertes par frottement se produisant lors du démarrage à froid sont très rapidement éliminées si bien que l'usure à froid est fortement réduite mais dans les états de fonctionnement alterné, la température du film du lubri- fiant sur la trajectoire du cylindre est largement maintenue si bien que les pertes par frottement du moteur à combustion interne sont abaissées dans leur ensemble. Pour obtenir que le liquide de refroidissement mis en circulation dans la culasse traverse totalement le volume intérieur de cette dernière, des raccordements d'amenée et de renvoi du fluide de refroidissement dans la culasse peuvent être disposés sur des côtés en vis-à-vis l'un de l'autre. Dans le cas d'un moteur à combustion interne refroidi par un liquide comprenant plusieurs cylindres montésen série dans le carter, il est avantageux Élue le raccord d'amenée soit disposé à proximité du premier cylindre et le raccord de renvoi à proximité du dernier cylindre. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: - la figure unique représente schématiquement un moteur à combustion interne comprenant un circuit de refroidissement conforme à l'invention. Le moteur à combustion interne représenté de manière simplifiée à titre d'exemple comprend un carter 1 composé essentiellement d'un bloccylindres2 et d'une culasse 3. Le bloc-cylindres2 entoure des cylindres avec les pistons disposés à l'intérieur de ces derniers et comprend un volume intérieur 4 de configuration habituelle - servant à recevoir le liquide de refroidissement, alors que la culasse 3 présente les chambres de combustion ainsi que les canaux d'échange de gaz et est munie d'une cavité 5 pour le passage du liquide de refroidissement. Pour la mise en circulation du liquide de refroidissement au travers du volume intérieur 5, la culasse 3 présente sur l'un de ses c8tés, à proximité du premier cylindre, un raccord d'amenée 6 et sur le côté opposé, à proximité du dernier cylindre, un raccord de renvoi 7. Les volumes 4 et 5 communiquent l'un avec l'autre au niveau du joint de séparation entre le bloc-cylindres 2 et la culasse 3, par l'intermédiaire d'une pluralité d'orifices 8. A partir du raccord de renvoi 7, um conduite de liquide de refroidissement 9 mène à un radiateur 10 duquel part une conduite de liquide de refroidissement 11 qui débouche dans une soupape thermostatique 12. Une canalisa- tion by-pass qui entoure le radiateur 10 est dérivée de la conduite de liquide de refroidissement 9 et aboutit également à la soupape thermostatique 12. A la soupape thermostatique 12, se raccorde une pompe de mise en circulation 14 qui est reliée au raccord d'arrivée 6. Le circuit de liquide de refroidissement du moteur à combustion interne fonctionne de la manière suivante. Après un démarrage à froid, le liquide de refroi- dissement mis en circulation par la pompe 14 est guidé au travers de la cavité 5 de la culasse 3 et, par l'intermé- diaire des conduites 9 et 13 ainsi que de la soupape thermostatique 12, il est ramené vers la pompe 14, la soupape thermostatique 12 adoptant alors une position qui correspond à la température du liquide de refroidissement après un démarrage à froid et met en court-circuit le radiateur 10. Le liquide de refroidissement se trouvant au repos dans le volume interne 4 du bloc-cylindroe2, qui ne participe pas directement au circuit de liquide de la culasse 3, permet, dans cette phase de fonctionnement, un réchauffement extrêmement rapide des parois du cylindre si bien que les forces par frottement sont très rapidement éliminées et que l'on diminue l'usure à froid. Dans cette phase ou position de fonctionnement de la soupape thermo- statique 12, le liquide de refroidissement qui traverse le volume 5 est rapidement réchauffé au fur et à mesure que la culasse 3 du moteur chauffe, ce liquide de refroi- dissement étant diminué de la quantité de liquide qui reste dans le radiateur 10 et dans la conduite 11. Au fur et à mesure que la température augmente, le liquide de refroidissement est dévié par la soupape thermostatique 12, de manière croissante puis totalement, dès que l'on a atteint la température de fonctionnement, par l'intermédiaire du radiateur 10 et de la conduite 11. Dès que la température de fonctionnement est atteinte, toute surchauffe du liquide de refroidissement se trouvant 2461 100 dans la cavité 3 du bloc-cylindre32 est évitée puisque le liquide qui se réchauffe dans le volume 4 du bloc- cylindre 2 monte par l'intermédiaire des orifices 8, dans le volume interne 5 de la culasse 3 et parvient dans le circuit de refroidissement de ladite culasse, alors que le liquide de refroidissement sortant du volume 5 de la culasse 3 passe, par l'intermédiaire des orifices 8, dans le volume 4 du bloc-cylindres2 et qu'il y a donc un échange par effet de thermosiphon. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles- ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Moteur à combustion interne refroidi par un liquide comprenant un carter présentant un bloc-cylindres avec des premières cavités pour le liquide de refroidisse- ment et une culasse avec des secondes cavités pour le liquide de refroidissement ainsi que des raccords d'amenée et de renvoi dudit liquide de refroidissement qui communi- quent d'une part avec les secondes cavités et d'autre part avec une pompe, caractérisé en ce que les premières cavités (4) sont montées en dérivation avec les secondes cavités (5) par l'intermédiaire d'orifices (8) prévus dans la cloison de séparation entre le bloc-cylindres(2) et la culasse (3) de telle façon que la circulation du liquide de refroidissement au travers des premières cavités (4) s'effectue presqu'exclusivement par effet de thermosiphon. 2.- Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raccords d'amenée (6) et de renvoi (7) dans la culasse (3) sont disposés, comme connu en soi, sur des côtés en vis-à-vis l'un de l'autre. 3.- Moteur comprenant plusieurs cylindres montés en série selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que de manière connue en soi, le raccord d'arrivée (6) est disposé à proximité du premier cylindre et le raccord de renvoi (7) à proximité du dernier cylindre.