Brevet FR2614071A1 — publié le 19881021

[ La présente invention concerne les circuits de refroidissement des moteurs thermiques, et plus particu- lièrement ceux qui sont utilisés dans des véhicules automobiles. Les circuits de refroidissement sont toujours munis de clapets de surpression et, presque toujours aussi, des clapet de dépression. Les clapets de surpression sont tarés par un ressort pour permettre au circuit de fonctionner sous une pression plus élevée que la pression atmosphérique, mais limitée néanmoins à un seuil pour lequel les différentes parties du circuit ne sont pas soumises en permanence une fatigue mécanique pouvant nuire à leur longévité. Il est connu des spécialistes, qu'au moment de l'arrêt du moteur, principalement lorsqu'il a été au préalable soumis à une charge élevée, que la température dans le circuit de refroidissement continue à s'élever et il en résulte une augmentation de pression qui provoque souvent le soulèvement du clapet de surpression et, par conséquent, une perte de liquide de refroidissement. Pour palier cet inconvénient, il est prévu que le moteur électrique d'entraînement d'un ventilateur pulsant de l'air à travers le radiateur de circuit de refroidissement soit maintenu sous tension tant que la température du liquide de refroidissement détectée par un thermostat n'a pas été abaissée suffisamment. La solution exposée ci-dessus ne peut pas être mise en oeuvre lorsque le ventilateur pulsant de l'air à travers le radiateur de refroidissement est entraîné directement par le moteur ou par un couvreur lui-même entraîné directement par le moteur. Ces cas sont extrêmement fréquents, notamment en ce qui concerne les véhicules poids lourds et, par conséquent, le problème exposé dans ce qui précède demeure entier. L'invention résout ce problème. Conformément à l'invention, le procédé pour régulation de la pression à l'intérieur du circuit de refroidissement du moteur à combustion interne comportant au moins un clapet taré limitant la pression à -l'in- térieur dudit circuit à un seuil de pression correspon- dant à un fonctionnement normal pour lequel ledit clapet n'est pas soulevé mais qui est inférieur au seuil de pression atteint immédiatement après l'arrêt du moteur est caractérisé en ce qu'on augmente la pression exercée sur le clapet jusqu'à un second seuil de tarage lorsque le moteur est arrêté. Selon une seconde disposition de l'invention, elle crée un nouveau bouchon pour la mise en oeuvre du procédé de régulation. Conformément à cette seconde disposition de l'invention, le bouchon de régulation à tarage réglable pour échangeur de chaleur du type refroidisseur du liquide de refroidissement du moteur est caractérisé en ce que le clapet de surpression qu'il contient est associé à des moyens lui conférant deux seuils de tarage dont l'un correspond au seuil de tarage pour un fonction- nement normal du moteur et dont l'autre, plus élevé, correspond à une valeur de pression ne devant pas être dépassée. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'in- vention sont représentées, à titre d'exemples non limita- tifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe élévation schématique d'un bouchon pression-dépression réalisé selon l'in- vention. La fig. 2 est une coupe-élévation d'un bouchon pression-dépression illustrant une variante de l'in- vention. Le bouchon illustré au dessin comporte un couvercle 1 destiné à être fixé, par exemple vissé sur une embase 2 d'un échangeur de chaleur ou d'un vase d'expansion relié à un échangeur de chaleur. Le couvercle 1 est muni d'un joint d'étanchéité 3 et présente un logement 4 délimitant une ouverture 5. Le logement 4 contient un ressort 6 pour le maintien d'un clapet de dépression 7 qui, dans l'exemple illustré, est appliqué contre la base d'un doigt 8 d'un clapet de surpression 9. Le doigt 8 sert à guidé le clapet de surpression et le clapet de dépression dans le logement 4. Une lumière 10, par exemple coaxiale à l'ouverture 5, est prévue dans le clapet de surpression 9 qui, à la fig. 1, est normalement maintenu par une garniture d'étanchéité 11 sur un siège 12. Le siège 12 est formé, sur le dessus, du couver- cle 1 et ce siège est entouré par un fourreau 13 s'éten- dant également depuis le dessus du couvercle 1. Le fourreau 13 est fermé à sa partie supérieure par une capsule 14 et il délimite au moins une ouverture 15. Dans l'exemple représenté, la capsule 14 main- tient une ouverture 16 qui comporte des parties de guidage 17 pour une douille 18 contre laquelle prend appui un ressort 19 qui est, par ailleurs, appliqué sur le dessus du clapet de surpression 9. La cartouche 16 peut être constituée par diffé- rents organes, en particulier, elle peut être constituée par un élément contenant une cire dilatable ou bien elle peur être réalisée en un alliage à mémoire de forme ou par tout autre dispositif connu dans la technique pour présenter une dilatation linéaire importante dans un écart de température relativement faible. Dans l'exemple représenté a la fig. 1, la cartouche 16 est munie d'une résistance électrique de chauffage 20 dont l'alimentation à partir d'une source de courant électrique 21 est contrôlée par un relais 22 pouvant être commandé, par exemple par un thermostat sensible à la température du liquide de refroidissement d'un moteur dont l'échangeur de chaleur de refroidis- sement est muni du bouchon décrit dans ce qui précède. Lorsque le moteur est froid, les différentes parties du bouchon se trouvent dans la position illus- trée. Lors du fonctionnement du moteur, le liquide de refroidissement est chauffé mais, normalement, les différentes parties du bouchon demeurent toujours dans la position illustrée. En cas de surchauffage du liquide de refroidis- sement, par exemple lorsque le moteur est sous forte charge, un début d'ébullition du liquide peut faire augmenter la pression A l'intérieur de l'échangeur de chaleur au-dessus de la pression de tarage du clapet de surpression 9 par le ressort 19. Dans ce cas, le clapet 9 est soulevé et de la vapeur s'échappe en passant par l'ouverture 5, la lumière 10 et la lumière 15. De façon connue, lors du refroidissement du liquide, une pression inférieure A la pression atmosphé- rique peut s'établir à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, le clapet de dépression 7 est ouvert momentanément pour qu'une pression appropriée soit rétablie A l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Lorsque le moteur est arrêté après avoir tra- vaillé sous forte charge, la température du liquide de refroidissement, dans ses chemises et dans le circuit de refroidissement, continue A cro tre et peut dépasser une valeur de seuil préalablement choisie. Cette valeur de seuil est détectée par le thermostat qui commande le relais 22 est également contrôlé par la clé de contact du véhicule en assurant par suite l'alimentation en courant électrique de la résistance 20. Le chauffage de la cartouche 16 provoque sa dilatation et, par conséquent, la douille 18 est amenée à la position 18a pour laquelle elle est représentée en pointillé. Dans cette position, le tarage dû au ressort 19 est modifié puisque le ressort 19 est comprimé. Il en résulte que le clapet de surpression 9 ne peut être soulevé qu'audelà d'un seuil de pression correspondant au nouveau tarage du clapet. Dans la pratique, le second seuil de pression ci-dessus est choisi pour que le clapet de surpression ne puisse normalement pas être soulevé sauf si la pression régnant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur atteint une valeur tel que des parties de cet échangeur de chaleur ou du circuit auquel il est relié risquent d'être endommagées. La fig. 2 illustre une variante selon laquelle le couvercle 1 forme le logement 4a sur son dessus. Dans cette réalisation, le clapet de dépression 7 est disposé comme précédemment dans le logement 4. Le ressort de surpression 9 dont le tarage est assuré par le ressort 19 repose par sa garniture d'étanchéité 11 sur deux sièges annulaires 23, 24. Comme dans l'exemple précédent, une capsule 14 ferme le fourreau 13. Un canal 25 est prévu pour ouvrir à l'intérieur du logement 4a et ce canal est normalement fermé par un clapet 26 qui est maintenu par un embout 27 dont l'in- térieur est relié par un conduit 28 à l'admission du moteur dont est muni l'échangeur de chaleur. Le clapet 26 est disposé dans une chambre 29 qui communique par un conduit 30 avec l'espace séparant les deux sièges 23, 24 décrits dans ce qui précède. Lorsque le moteur comportant l'échangeur de chaleur fermé par le bouchon décrit est en fonctionne- ment, la dépression régnant à l'aspiration fait soulever le clapet 26 et, par conséquent, la pression régnant à l'intérieur de l'échangeur est appliquée contre le clapet de dépression 7 et contre le clapet de surpression 9 sur la surface de celui-ci s'étendant entre les deux sièges 23, 24. Dans ce cas, et compte tenu de la dureté du ressort 19, le clapet 9 est taré à un premier seuil de pression au-delà duquel il es admis que de la vapeur peut s'échapper. Lorsque le moteur est arrêté, après qu'il a fonctionné sous forte charge et que la température du liquide de refroidissement continue à s'élever comme exposé dans ce qui précède, la pression crott à l'in- térieur du bouchon mais sa pression ne peut s'exercer sur un surface du clapet de surpression 9 qui correspond à la surface du clapet de dépression 7 car, dès l'arrêt du moteur, une dépression n'est plus appliquée par le conduit 28 et le clapet 26 ferme le passage qui était établi par les conduits 25 et 30 de sorte que la pression régnant dans l'échangeur de chaleur ne peut plus s'ap- pliquer sur la surface du clapet de surpression 9 com- prise entre les deux sièges annulaires 23, 24. Les conditions ci-dessus de fonctionnement correspondent donc à celles du second seuil de pression qui empêche l'ouverture du clapet de surpression 9, sauf si la pression produite à l'intérieure de l'échangeur atteint le second seuil au-delà duquel un risque d'endommagement existerait. L'invention n'est pas limitée aux exemplesde réalisation représentéset décritsen détail car diverses modifications peuvent y 4tre apportées sans sortir de son cadre. 2 6 1 4 0 7 1 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la régulation de la pression à l'intérieur du circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne comportant au moins un clapet taré limitant la pression à l'intérieur dudit circuit à un seuil de pression correspondant à un fonctionnement normal pour lequel ledit clapet n'est pas soulevé mais qui est inférieur au seuil de pression atteint immédiate- ment après l'arrêt du moteur, caractérisé en ce qu'on augmente la pression exercée sur le clapet jusqu'à un second seuil de tarage lorsque le moteur est arrêté. 2 - Bouchon pour la mise en oeuvre du procédé de régulation d'un échangeur de chaleur suivant la revendication 1, l'échangeur étant du type refroidisseur du liquide de refroidissement d'un moteur, caractérisé en ce que le clapet de surpression (9) qu'il contient, est associé à des moyens (16, 23, 24, 26) lui conférant deux seuils de tarage dont l'un correspond au seuil de tarage pour un fonctionnement normal du moteur et dont l'autre, plus élevé, correspond à une valeur de pression ne devant pas être dépassée. 3 - Bouchon suivant la revendication 2, carac- térisé en ce qu'un clapet de surpression (9) est maintenu sur un siège (12) par un ressort (9) prenant appui contre une cartouche (16) sensible à la température du liquide de refroidissement du moteur. 4 - Bouchon suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la cartouche (16) est cons- tituée par un élément dilatable du type à cire, à mémoire de forme ou analogue. 5 - Bouchon suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la cartouche (16) est chauffée électriquement après arrêt du moteur par une résistance électrique (20) mise sous tension par un relais (22) en dépendance de la température du liquide de refroidis- sement du moteur. 6 - Bouchon suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que le clapet de surpression (9) est maintenu appliqué par un ressort (19) sur deux sièges annulaires espacés (23, 24), l'espace compris entre lesdits deux sièges étant relié par des conduits (29, 30) à l'in- térieur d'un logement (4a) dans lequel règne la pression s'exerçant en permanence contre un clapet de surpression (9), l'ouverture des conduits (25, 30) étant contr8ôlée par un clapet (26) relié à l'aspiration du moteur. 7 - Bouchon suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le clapet de surpression (9) forme sur son dessus, un doigt (8) guidé dans le logement (4, 4a) dans lequel est disposé un clapet de dépression (7) maintenu contre le doigt (8) par un ressort (6) de manière que ledit clapet de dépression (7) ferme une lumière (10) traversant le clapet de surpression, la surface dudit clapet de dépression (7) déterminant, compte tenu de la dureté du ressort (19), l'un des seuils de pression.