Brevet FR2582053A1 — publié le 19861121

Procédé et dispositif de mise sous pression du circuit de refroidissement d'un moteur a combustion interne. Le système de refroidissement d'un moteur à combustion interne doit assurer à celui-ci une température stabili- sée la plies égale possible dans toutes les parties soumi- ses a des flux de chaleur différents. L'utilisation d'un liquide de redroidissement constitue le meilleur moyen connu pour se rapprocher de cet objectif. Ce liquide de refroidissement est actuellement composé d'eau additionnée d'éthylène-glycol (0 à 50 %) et de faibles quantités d'inhibiteur anticorrosion. Du fait de la tendance à l'augmentation des températures et de la nature meme du liquide utilisé, il peut arriver que des poches de vapeur se forment aux endroits où le flux de chaleur est le plus important et mettent en péril la vie du moteur lorsque cela se produit.Bien que le taux d'antigel dans liteau ait une action favorable pour augmenter légèrement le point d'ébullition du liquide à pression donnée, on constate qu'il faut mettre le circuit de refroidissement complet sous pression pour élever suffisamment la température d'apparition de ce phénomène. Il faut par exemple une pressurisation de 1 bar pour obtenir que le point d'ébullition du liquide soit repoussé au-dessus de 110 C. Pour assurer cette pressurisation, on a déjà proposé de fermer,de façon étanche, le circuit de refroidissement et de ménager à sa partie supérieure un certain volume d'air. Lors d'une élévation de température de l'ensemble, il se produit une augmentation de la pression du circuit, ou pressurisation naturelle, dûe à la difFérence de dilatation du liquide et de son enveloppe. Mais ce moyen n'est pas sûr en raison des fuites presque inévitables à des degrés divers dans les circuits de re froidissement. En effet, la différence de dilatation entre liquide et enveloppe ne jou que sur des volumes fai- bles de l'ordre de 0,5 litre et toute fuite dûe deux porosités des enveloppes, du caoutchouc, du métal ou des joints,fait descendre la pression du circuit à une valeur nettement plus faible que celle qui est souhaitée. Ceci est évidemment préjudiciable au bon fonctinnement du moteur a cause des cavitations et des échauffements excessifs locaux qui peuvent se produire et qui ont pour conséquence des usures accentuées et une diminution du rendement énergétique. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en procurant un niveau de pressurisation du circuit de refroidissement précis et pratiquement invariable entre deux valeurs très resserrées. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit, non plus une pressurisation naturelle du circuit de refroidisse- ment, mais une pressurisation forcée. Cette pressurisation forcée peut être assurée par mise en communication du dit circuit avec une source de gaz comprimé, de préférence en réglant la pression du gaz introduit entre des valeurs déterminées. La mise en oeuvre de cette pressurisation forcée peut être assurée par des moyens qui sont également objet de l'invention. Ces moyens peuvent être constitués par une enceinte raccordée au circuit de refroidissement, de façon que soit ménagé un certain volume d'air à sa partie supérieure, un conduit débouchant à la partie supérieure de l'enceinte et raccordé à une source de aaz comprimé et un clapet anti-retour sur ce conduit. La source de gaz comprimé peut être, par exemple, le turbocompresseur si le moteur en est normalement doté. Si la pression de cette source est supérieure à celle que l'on désire obtenir dans le circuit, au moins un deten- deur sera inséré sur le conduit d'amenée de gaz comprimé. Pour empêcher une élévation exagérée de la oression dans le circuit, il est bon que l'enceinte comporte, en outre, un clapet taré de sécurité assurant un échappement "ers l'extérieur. Dans une réalisation particulièrement avantageuse, le ou les clapets interposés entre la source de gaz comprimé et l'enceinte seront groupes dans un bouchon amovible monté à la partie supérieure de l'enceinte et auquel se raccorde un conduit relié à la source de gaz comprimé A titre nullement limitatif on a représenté au dessin annexé un exemple de réalisation de dispositif selon l'invention, dessin sur lequel - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble du dis positif monté sur le circuit de refroidissement d'un moteur à turbocompresseur et - la figure 2 est une vue de détail, à plus grande échel le, et en coupe axiale du dispositif. Dans l'exemple représenté, l'invention s'applique à un circuit de refroidissement constitué, à partir du moteur avec des durites 4, 4' reliant le radiateur 3, respectivement, à la sortie moteur-thermostat et m la pompe à eau 2. Un bocal 5, situé à la partie supérieure, relié au radiateur 3, permet de visualiser le niveau dans le circuit et de ménager un certain volume d'air formant @ampon. Un bouchon 7 ferme la partie supérieure du bocal rd et est relié à 1 sortie d'air comprimé du turbo @om@ presseur 5 par un tube de raccordement 8 de faible diamètre. Le bouchon 7 est monté sur le bocal 6 par l'intermé- disire d'une bague visse 110, avec interposition d'un joint 115. Ce bouchon 7 est constitue essentiellement par une pie ce, ou corps ,cylindrique 12 ouverte sur ses deux faces d'extrémité et traversw par un canal 123 débouchant également sur ces deux faces. La partie centrale du corps 12 est divisée, par une cloison centrale 20, en deux cavités supérieure 21 et inférieure 22. La cavité 21 débouche latéralement par un orifice dans lequel est monté un raccord 122 qui reçoit l'extrémité du tube de raccordement 8. Elle est fermée,à sa partie supérieure, par un ensemble constitué d'une cloison 13, percée d'un trou central 23, d'une douille 112, des joints 118 et du clapet 119 rappelé par le ressort 111 vers la cloison 13 qui en constituele siège. Le ressort 111 prend appui à l'extrémité d'une pièce axiale 24 solidaire de la membrane 11. Sur cette membrane Il agit, par l'intermédiaire de la pièce 15, un ressort 113 logé dans un évidement d'un chapeau 16, percé d'un orifice 25 sur l'air libre. La pièce 24 traverse un trou axial d'une plaque 14 qu'elle peut obturer par l'intermédiaire du clapet 120. Le bord de la membrane 11 repose sur cette plaque 14 et délimite avec elle un espace 26 avec lequel communique le conduit 123, grâce au trou 27 ménagé dans la plaque 14. La cavité inférieure 227*percée d'un orifice 28 débouchant dans l'atmosphère, est obturée à sa partie inférieure par un ensemble de deux pièces 18, 116 percées toutes deux d'orifices axiaux 29, 29' et servant de siège à un clapet 17 rappelé par un ressort 114. A la base du corps 12,est fixé, par une vis 121, un car tr destiné s empêcher les remontées de liquide. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suet t'air comprimé provenant du turbocompresseur 9 arrive au bouchon 7 par le tube 8 et pénètre, par le raccord 122, dans la cavité ?1, à une certaine pression PT . Il passe par l'orifice 23, et soulève le clapet 119 servant d'antiretour vers le compresseur. L'ensemble de la membrane 11, du ressort taré 113 et du clapet 120 sert de détendeur de la pression d'air du turbocompresseur air qui parvient ainsi dans l'espace 26 et, par le conduit 123, dans le bocal 6 à une pression PR La quantité d'air comprimé utilisée pour cette pressuri- sation est extrêmement faible, par exemple de 1 I/h, fonction évidemment du volume du circuit de refroidissement lui-même. Si, par suite d'un échappement anormal du moteur, la pression dans le circuit de refroidissement s'élève trop, l'air peut, en soulevant le clapet 17, s'échapper par l'orifice 28, vers l'extérieur à la pression PE. La pression dans le bocal 6 est ainsi régulée entre la pression inférieure PR et la pression supérieure PE. Lorsque l'ensemble du moteur refroidit,lors d'un arrêt, la pression dans le circuit peut descendre à une valeur relativement faible, mais elle est limitée à une valeur pD grace au clapet 119 qui laisse passer de l'air à la pression atmosphérique provenant du turbocompresseur alors à l'air libre. Pour éviter toute mise 3 l'atmosphère intempestive du bocal 6, c'est-à-dire une augmentation brusque de PR' on peut placer le clapet 119, 13 sur le conduit 123. Ainsi l'intérieur du circuit dans le bocal 6 se trouve isolé de l'atmosphère; seule une entrée d'air froid à la pression PD est permise. La prise d'air sur le turbocompresseur peut comporter un gicleur de faible diamètre éventuellement précédé d'un filtre un peu plus fin. Ce gicleur constitue alors un limiteur de débit en cas d'avarie et d'ouverture du circuit aval. il peut aussi être placé à l'entrée 122 du bouchon 7. Dans le cas où la pression du turbocompresseur est comparable à celle que l'on désire introduire dans le circuit de refroidissement, on peut supprimer le système détendeur constitué par la membrane 11, le ressort 113 et le clapet 120, 14. On a alors PR = pu' Bien entendu, la source d'air comprimé peut entre de toute autre origine qu'un turbocompresseur. Vu le faible volume demandé, ce peut être tout dispositif sous pression. La limite supérieure de la pression pR est arbitraire. On peut donc utiliser une réserve d'air, ou tout autre gaz comprimé, tel que gaz carbonique, butane etc.. sous haute pression, et de très petit volume,en disposant en série deux détendeurs pour aboutir à la pression PR voulue. On pourrait également utiliser la pression des gaz d'échàp- pement. REVENDICATIONS 1. - Procédé de mise sous pression du cir@uit de refroidissement d'u moteur à combustion interne caractérisé par le fait qu'on met en communication ledit circuit avec une source de gaz comprimé. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on règle la pression du ga introduit entre des valeurs détermi- nées. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte (6) raccordée au circuit de refroidissement, de façon que soit ménagé un cerfain volume d'air sa partie supérieure, un conduit (123) débouchant à la partie supérieure de l'enceinte et raccordé à une source de gaz comprimé (5) et un clapet (119) anti-retour sur ce conduit. 4.- Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la source de gaz comprimé (5) est à une pression supérieure à celle de la pression a introduire dans le circuit, et au moins un détendeur (11, 113, 1205 est prévu entre la source et le circuit. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4 dans lequel un clapet de securité (17) est prévu dans l'en- ceinte et assure éventuellement l'échappement du gaz vers l'extérieur. 6.- Dispositif selon l'une ies revendications 3 à 5 dans lequel le (ou les) clapet (s) interposé(s) entre la source de gaz comprimé (5) et l'enceinte (6) sont groupés dans un oouchon (7) amovible, monté R la partie supérieure de l'enceinte (6) et auquel se raccorde un conduit (8) relié à ledite source (5).