Brevet FR2560637A1 — publié le 19850906

Système de refroidissement à liquide pour moteur à combustion interne suralimenté. La présente invention concerne un système de refroidissement à liquide pour un moteur à combustion interne suralimenté par un turbocompresseur, dans lequel le turbocompresseur est branché sur la circulation forcée provoquée par la pression d'une pompe, entre un radia- teur et le moteur. Un système de refroidissement de ce type, connu par la DE-A 28 25 945, a pour inconvénient de n'agir que tant que le moteur est en marche. Après l'arrêt du mo- ]0 teur, la température dans le turbocompresseur monte à des valeurs comprises entre 300 C et 400 C, ce qui a pour conséquence que son huile de lubrification des pa- liers se carbonise et devient poisseuse, ce qui provoque une défaillance prématurée du turbocompresseur. La présente invention a pour objet un système de refroidissement agissant même après l'arrêt du moteur à combustion interne. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le turbocompresseur forme avec un échangeur de chaleur à un niveau géodésique supérieur, une conduite d'ali- mentation et une conduite de retour, un autre circuit de refroidissement qui est maintenu après l'arrêt du moteur à combustion interne par effet de thermosiphon. La circulation dans un circuit de refroidisse- ment maintenu par effet de thermosiphon, donc par dif- férence de densité entre le liquide chaud et le liquide refroidi dans un échangeur de chaleur, qui s'établit après l'arrêt du moteur à combustion interne, a pour effet que la température du turbocompresseur diminue constamment. Son lubrifiant ne subit pas de dommages dus à la température; ainsi, on peut augmenter consi- dérablement de façon très simple sa durée de vie. Selon un mode d'exécution avantageux de l'in- vention, la commutation sur le refroidissement par effet de thermosiphon peut être réalisée par une soupape électromagnétique insérée dans ce circuit de refroidis- sement, qui est actionnée par un contact de l'interrup- teur de démarrage. Comme échangeur de chaleur pour le circuit de refroidissement à thermosiphon, on utilise, de préférence, un réservoir de détente qui crée, dans des installations de refroidissement de moteurs à combustion interne con- nues, une compensation de volume entre le liquide de refroidissement le plus froid et le liquide le plus chaud et est inséré, en général, dans une conduite de liaison entre la sortie du radiateur et son entrée. Pour que le réservoir de compensation puisse mieux rem- plir son rôle d'échangeur de chaleur, il comporte des ailettes de refroidissement extérieurement. La conduite de retour au turbocompresseur comporte également à l'extérieur des disques de refroidissement. Du fait que la différence de niveau géodésique entre le point le plus haut et le point le plus bas de la conduite de refroidissement est décisive pour l'effet de thermosiphon, le réservoir de compensation est placé aussi haut que possible au-dessus du turbocompresseur. Sur le turbocompresseur lui-même, les tubulures de rac- cordement de sortie et d'entrée du liquide sont décalées en hauteur de façon à obtenir, également de ce fait, une différence de niveau supplémentaire. On va décrire à présent un exemple d'exécution non limitatif du système de refroidissement selon l'in- vention, représenté schématiquement sur le dessin annexé. Une pompe à liquide 1 est bridée au carter-moteur 2 d'un moteur à combustion interne à piston alternatif, pour refouler du liquide de refroidissement à travers les canaux de refroidissement du carter 2 et en sens inverse à travers des canaux de refroidissement de la culasse 3, d'o il est envoyé, par une conduite de retour 4, au côté d'entrée 5 d'un radiateur 6. En parcourant le radiateur 6 sur lequel agit un ventilateur 7, le li- quide de refroidissement se refroidit et sort du côté de sortie 8 du radiateur 6. Par une conduite 9, le li- quide de refroidissement parvient dans une soupape thermostatique 10 qui le laisse passer dans une conduite 11 aboutissant à la pompe à liquide 1 selon le niveau de la température. Si la température est inférieure à environ 80 C, l'entrée de la soupape thermostatique 10 située du côté du radiateur se ferme et le liquide de refroidissement revient, par la conduite de court-circuit 12, dans la soupape thermostatique 10, sans passer par le radiateur 6. Pour chauffer le véhicule, une conduite de chauffage 13 part de la culasse 3 pour aboutir à un échangeur de chaleur de chauffage 14 et, de celui-ci, à la soupape thermostatique 10. Pour permettre au volume du liquide de refroi- dissement de se dilater, un réservoir de détente 16 est relié par une conduite 15 au côté d'entrée 5 du radiateur 6; il est rempli de liquide de refroidissement jusqu'à un niveau 17. Au-dessous du niveau 17, une conduite d'alimentation 18 provenant de la tubulure de sortie 19 d'un turbocompresseur à suralimentation 20 débouche dans le réservoir de détente 16, l'embouchure pouvant être fermée par une soupape de retenue 21. Au lieu de la soupape de retenue 21, une soupape électromagnétique 22 commandée à distance peut être insérée dans la con- duite d'alimentation 18. Au fond du réservoir de détente 16, une conduite 23 aboutissant au côté de sortie 8 du radiateur 6 est branchée; elle se prolonge par une con- duite de retour 24 aboutissant à la tubulure d'entrée du turbocompresseur 20. Entre la soupape électromagnétique 22 et la tubulure de sortie 19, la conduite d'alimentation 18 est reliée par une conduite de raccordement 26 à la conduite 11 allant de la soupape thermostatique 10 à la pompe à liquide 1. L'embouchure 27 se trouve juste devant la pompe à liquide 1, de son côté d'aspiration, et elle est conformée en tuyère pour abaisser le plus possible la pression par effet d'éjection et obtenir une chute de pression aussi élevée que possible, par l'intermédiaire du turbocompresseur 20, du côté de sortie 8 du radiateur 6. La conduite de raccordement 26 contient un thermostat de réglage 28 qui règle le débit volumique du liquide de refroidissement en fonc- tion de la température, de façon que, lorsque le moteur est froid, le débit soit faible, et qu'il soit maximum après chauffage. Ainsi, on empêche que, lors du chauffage du moteur, du liquide de refroidissement froid en prove- nance du turbocompresseur rejoigne son circuit de re- froidissement, ce qui ralentit le chauffage. Lorsque le liquide de refroidissement a atteint une température déterminée, le thermostat de réglage 28 s'ouvre dans une mesure telle que le circuit de refroidissement du turbocompresseur qui est formé, lors du fonctionnement du moteur à combustion interne, par les conduites 23, 24 et 26, soit parcouru à plein débit; la soupape de retenue 21 ou, à sa place, la soupape électromagnétique 22, empêche que du liquide de refroidissement soit pré- levé par la conduite 18 du réservoir de détente 16, en contournant le turbocompresseur 20. Lorsque le moteur à combustion interne, ainsi donc que la pompe à liquide 1, s'arrêtent, il se produit une égalisation de pression dans tout le circuit de re- froidissement du moteur et le refroidissement par cir- culation forcée prend fin. Lorsqu'au moment o l'on coupe le moteur à combustion interne, par exemple au moyen de l'interrupteur de démarrage, la soupape électro- magnétique 23 s'ouvre, le liquide de refroidissement chaud du turbocompresseur peut monter, par la conduite d'alimentation 18, dans le réservoir de détente 16, il s'y refroidit et revient, par la conduite de retour 24, dans la tubulure d'entrée 25 du turbocompresseur 20. Cette circulation par effet de thermosiphon assure un refroidissement rapide du turbocompresseur, ce qui évite une surchauffe de l'huile de lubrification des paliers. Ce type de refroidissement est d'autant plus efficace, que la résistance à l'écoulement du circuit de refroidissement est faible et que la différence de niveau géodésique entre le liquide de refroidissement chauffé et le liquide de refroidissement refroidi est importante. Grace à une conformation particulière des canaux d'écoulement dans le réservoir de détente 16, le liquide de refroidissement est guidé de façon à traverser le réservoir de détente 16 sur un trajet d'écoulement étendu, pour allonger ainsi le plus pos- sible sa durée de séjour et son temps de refroidisse- ment. Pour augmenter l'effet de refroidissement, le réservoir de compensation 16 comporte, de son côté de sortie, des ailettes de refroidissement 29, et la conduite de retour comporte des disques de refroidis- sement 30. Le circuit de refroidissement par effet de thermosiphon ne fonctionne que lorsque l'embouchure de la conduite d'alimentation 18 dans le réservoir de détente 16 se trouve au-dessous du niveau 17. Pour signaler au conducteur du véhicule que le niveau 17 est descendu trop bas, et l'inciter à remplir le réservoir de détente 16, le niveau 17 est contrôlé par un indicateur. REVENDICATIONS 1. Système de refroidissement à liquide pour un moteur à combustion interne suralimenté par un turbocompresseur, le turbocompresseur étant branché sur la circulation forcée entre un radiateur et le moteur provoquée par pression de pompage, caractérisé en ce que le turbocompresseur (20) forme avec un échan- geur de chaleur (16) situé à un niveau géodésique supérieur, une conduite d'alimentation (18) et une conduite de retour (24), un autre circuit de refroidis- sement qui est maintenu apres l'arrêt du moteur à com- bustion interne par effet de thermosiphon. 2. Système selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'échangeur de chaleur (16) utilisé est un réservoir de détente (16) compensant la différence de volume du liquide de refroidissement due à la tem- pérature, qui est rempli de liquide de refroidissement jusqu'à un niveau (17) déterminé. 3. Système selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le réservoir de détente (16) est relié, au-dessus du niveau (17), au côté d'entrée (5) du ra- diateur (6), au-dessous du niveau (17), par la conduite d'alimentation (18), à la tubulure de sortie (19) du turbocompresseur (20), ainsi qu'à la tubulure d'entrée (25) du turbocompresseur (20) par la conduite de retour (24). 4. Système de refroidissement selon la reven- dication 3, caractérisé en ce qu'une soupape de retenue (21), empêchant le retour du réservoir de détente (16) dans la conduite de raccordement (26), est insérée dans la conduite d'alimentation (18). 5. Système selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la conduite d'alimentation (18) contient une soupape électromagnétique (22) actionnée par l'in- terrupteur de démarrage du moteur à combustion interne. 6. Système selon l'une quelconque des revendi- cations 2 et 3, caractérisé en ce que le réservoir de détente (16) comporte des ailettes de refroidissement (29) à son côté de sortie. 7. Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la conduite de retour (24) comporte extérieurement des disques de refroidissement (30) parallèles ou d'allure hélicoïdale. 8. Système de refroidissement selon la reven- dication 1, dans laquelle une pompe a liquide (1), qui renvoie le liquide de refroidissement par des canaux de refroidissement Lu carter-moteur (2), en retour par la culasse (3), et par une conduite de retour (4), au côté d'entrée (5) du radiateur (6), est reliée par une soupape thermostatique (10) au côté de sortie (8) du radiateur (6), caractérisé en ce que la conduite d'ali- mentation (18) est reliée par une conduite de raccorde- ment (26) à la conduite (11) allant de la soupape thermo- statique (10) à la pompe à liquide (1). 9. Système selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la conduite de raccordement (26) contient un thermostat de réglage (28) qui règle le débit volumique en fonction de la température du liquide de refroidisse- ment, de façon que, lorsque le moteur est froid, le débit soit faible, et qu'il soit maximum lorsque le moteur est chaud. 10. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'embouchure (27) de la conduite de raccordement (26) aboutissant à la conduite (11) est conformée en tuyère, à la façon d'un éjecteur.