Brevet FR2619855A1 — publié le 19890303

La présente invention concerne des dispositifs de protection des moteurs à combustion interne contre les surchauffes et plus précisément des dispositifs de protec- tion contre les pertes de fluide de refroidissement du moteur. Le fonctionnement des moteurs à combustion interne à refroidissement par un liquide dépend beaucoup des circuits de refroidissement. Dans les moteurs de grande dimension en particulier, par exemple utilisés dans les gros camions, l'appareillage de construction et les installations fixes importantes, la perte de fluide de refroidissement du mo- teur peut provoquer la destruction du moteur en quelques fractions de minute. La détérioration apparaît bien avant qu'un conducteur avisé puisse détecter le problème. La perte de fluide de refroidissement est plus importante qu'une simple insuffisance de fluide de refroidissement ou qu'une autre situation dans laquelle le moteur chauffe un peu trop, mais toujours dans une gamme telle que le pro- blème posé est découvert suffisamment tôt pour que le moteur puisse être arrêté avant sa destruction. Bien que l'invention corresponde au moins en partie à ces circons- tances, la détection de ces problèmes n'est pas l'objet principal de l'invention. L'invention concerne essentiellement le problème de la perte pratiquement totale de fluide de refroidissement. Elle est destinée à permettre sa détection rapide et son indication. Cependant, le dispositif peut aussi déterminer d'autres situations pouvant créer des risques de confusion, si bien qu'il ne donne pas de signal d'alarme lorsque cela est superflu. L'invention a donc pour objet un dispositif de dé- tection de perte de fluide de refroidissement, destiné à alerter un conducteur. L'invention concerne aussi un dispositif manosen- sible qui réagit à la pression d'un circuit de fluide de refroidissement, et avertit un conducteur lorsque la pres- sion diminue brutalement, dans des circonstances dans les- quelles une surchauffe ultérieure est dangereuse. L'invention concerne ainsi un dispositif qui con- vient aux circuits existants des moteurs et de refroidisse- ment, si bien que le dispositif peut être simplement rac- cordé mécaniquement dans le circuit de fluide de refroidis- sement des installations existantes. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de détection de perte de fluide de refroidissement qui détecte une réduction de pression du fluide de refroidisse- ment dans le circuit et indique alors au conducteur la perte de fluide de refroidissement dans certaines condi- tions de température du moteur. Le dispositif selon l'invention comporte un capteur de pression et un capteur de température. Chacun comporte un dispositif de commutation qui peut être conducteur ou non. L'état activé est appelé état normalement fermé ou normalement ouvert respectivement. Ces capteurs sont expo- sés au fluide de refroidissement, de préférence par conne- xion directe dans le circuit du fluide de refroidissement. Les paramètres de commutation des commutateurs sont tels qu'ils sont sensibles à un démarrage à froid, à une mise en température du moteur, à un fonctionnement normal et à une perte de pression à température élevée. Un dispositif d'alarme est destiné à transmettre un signal d'alarme en fonction de cette dernière condition. A titre de caractéristique éventuelle mais préfé- rable de l'invention, des circuits de mémoire, de minutage de retard et de suppression de bruit peuvent être incorpo- rés en série avec les capteurs de pression et de tempéra- ture. Le circuit de mémoire peut être un circuit commandé par des impulsions, qui conserve le signal d'alarme une fois qu'une impulsion d'alarme a été transmise dans le circuit série de détection de pression et de température. Dans une variante, le circuit de mémoire peut être une minuterie à retard qui conserve le signal d'alarme pendant une période prédéterminée puis le supprime en cas de retour à la normale avant la fin d'une période prédéterminée. La minuterie de retard peut aussi joue le rôle d'un circuit de suppression de bruit intermittent de manière que les chutes temporaires de pression ou les surpressions temporaires n'excitent pas le dispositif d'alarme. L'alarme n'est acti- vée que lorsque la pression a diminué brutalement et reste à un faible niveau pendant plusieurs secondes. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma en coupe partielle d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif de détection de fuite de fluide de refroidissement est représenté sur la figure 1. Il comporte un boîtier 10 ayant un embout 12 de fixation d'une tuyaute- rie souple permettant le raccordement du dispositif à un circuit existant de fluide de refroidissement. Une tuyaute- rie souple 14 fixée à un té 16 peut être avantageusement disposée dans la tuyauterie souple 18, dans le circuit de refroidissement existant d'un moteur à combustion interne. Le raccordement représenté permet au fluide de refroidisse- ment provenant de la tuyauterie souple 18 de parvenir aussi à l'embout 12 par l'intermédiaire de la tuyauterie souple 14. Un capteur 20 de pression comprenant un diaphragme 22 et un piston 24 repoussé par un ressort 26, est monté dans le boîtier 10. Le piston 24 est au contact d'une lame 28 d'un commutateur normalement fermé 30. L'expression "normalement fermé" indique qu'il conduit ou ferme un cir- cuit aux faibles pressions, lorsqu'il est inactive. Le diaphragme 22 est au repos et le piston 24 est rappelé par le ressort 26 contre la butée 32. Le commutateur 30 reste ainsi fermé aux faibles pressions et s'ouvre à des pres- sions élevées convenables. Un capteur 34 de température est aussi incorporé au boîtier 10 et comporte un commutateur thermique 35 monté en série avec le commutateur 30 de pression. Le commutateur 35 est normalement ouvert, c'est-à-dire qu'il ouvre le circuit aux basses températures, lorsqu'il n'est pas activé, et empêche la circulation d'un courant. Il se ferme et conduit un courant électrique, à une température élevée convenable. Le capteur 34 détecte la chaleur transmise par un boîtier monté sur le moteur ou très près d'une surface chauffée par le moteur afin qu'il détecte des températures de fonction- nement. Comme le capteur 34 a une borne 36 montée en série avec le commutateur 30 et une borne 38 reliée à la masse, tant que le capteur 20 de pression ou le capteur 34 de température est ouvert, aucun courant ne peut circuler dans le dispositif de détection de perte de fluide de refroidis- sement. Le circuit comporte aussi un commutateur 40 par tout ou rien et un dispositif 42 d'alarme. Un circuit éventuel 44 à bascule ou de mémoire, décrit plus en détail dans la suite, peut aussi être utilisé. Tant que le commutateur 24 sensible à la pression ou le capteur 34 est ouvert, aucun courant ne peut circuler et ne peut commander le dispositif 42 d'alarme, lorsque le commutateur 40 est fermé. Le dispo- sitif 42 d'alarme ne fonctionne que lorsque le commutateur sensible à la pression et le capteur 34 sont fermés. Ainsi, lorsque la température est élevée et lorsque la pression est faible, un courant circule dans le circuit et provoque la commande du dispositif 42 d'alarme qui peut être un dispositif d'alarme acoustique ou visuelle ou de ces deux types. Le circuit d'alarme a un fonctionnement qui correspond aux conditions suivantes: Etat du moteur Commutateur norCommutateur Alarme malement fermé normalement de pression ouvert de température Démarrage à froid fermé ouvert arrêt Mise en température ouvert ouvert arrêt Fonctionnement nor- mal à chaud avec cir- cuit plein de fluide de refroidissement ouvert fermé arrêt Pression suffisante, température excessive ouvert fermé arrêt Faible pression et température élevée fermé fermé activé Comme l'indique le tableau qui précède, le disposi- tif d'alarme reste désactivé dans la plupart des conditions de fonctionnement, sauf en cas de perte de pression qui peut être due à une rupture d'une tuyauterie souple ou d'un conduit, à un capuchon dévissé ou à une évaporation exces- sive du fluide de refroidissement alors que le moteur est chaud. Cette condition indique à un conducteur qu'il doit immédiatement arrêter le moteur afin d'éviter la détériora- tion car la perte de fluide de refroidissement peut provo- quer une surchauffe excessive et rapide pouvant détériorer le moteur. Une surchauffe normale sans réduction de pres- sion ne provoque pas habituellement une détérioration aussi importante qu'une perte de fluide de refroidissement et de pression. Le dispositif 44 à mémoire ou à bascule peut être monté dans le circuit afin qu'il maintienne le dispositif 42 d'alarme à l'état de fonctionnement lorsqu'il a été activé, sans qu'il soit affecté par un changement ultérieur de la température ou de la pression. Le dispositif 42 d'alarme, une fois activé, continue ainsi à fonctionner à moins qu'il ne soit désactivé à l'aide d'un commutateur Sl qui peut être celui du circuit d'allumage du moteur ou non. L'ensemble du dispositif est réarmé par fermeture, ouver- ture puis fermeture à nouveau du commutateur Sl. Si la faible pression continue à exister, le dispositif d'alarme est réactivé. Le dispositif 44 de mémoire peut aussi être sous forme d'une minuterie à retard qui insensibilise le circuit aux réductions temporaires de pression ou aux surpressions temporaires. Une telle minuterie à retard joue le rôle d'un dispositif de suppression de bruit qui empêche l'activation du dispositif d'alarme, à moins que la faible pression ne persiste pendant une période prédéterminée. Par exemple, une minuterie sous forme d'un circuit intégré n 555 et d'un circuit convenable peut être réalisée afin qu'elle soit excitée après une période d'une seconde, de deux secondes ou même d'une fraction de seconde lorsque la pression détectée par le capteur 20 tombe au-dessous d'une valeur prédéterminêé et reste à cette valeur pendant plus d'un court moment. Lorsque ces dispositifs sont utilisés, les commutateurs peuvent être directement connectés au dispositif d'alarme. Le dispositif est relié à une batterie d'accumulateurs et à la masse comme représenté. Le dispositif représenté et décrit peut être adapté à tout moteur existant utilisant un fluide de refroidisse- ment. Il ne nécessite pas de modification du circuit exis- tant du fluide de refroidissement, mis à part le raccorde- ment à une canalisation de circulation de ce fluide. Il peut être placé n'importe o du côté sous pression du circuit de refroidissement, mais de préférence dans la tuyauterie souple ou durite du dispositif de chauffage. Le circuit n'est pas essentiellement un dispositif de détec- tion de température indiquant la circulation du fluide de refroidissement ou un manque de ce fluide. Les températures excessives ne provoquent pas en général une détérioration importante à moins qu'elles ne se maintiennent pendant une période suffisante avec un manque de fluide de refroidisse- ment. La détérioration est alors rapide et sérieuse. Le dispositif selon l'invention donne un signal d'alarme lors- que le capuchon du radiateur est perdu aussi bien que lorsque le fluide de refroidissement manque. Le dispositif détecte une réduction ou perte très importante de fluide de refroidissement, par exemple une rupture des tuyauteries souples de fluide de refroidisse- ment ou un desserrage du capuchon du radiateur qui peut empêcher une augmentation suffisante de la pression du fluide de refroidissement pour que celui-ci assure la pro- tection. De préférence, le thermostat 34 change d'état et passe à l'état fermé à des températures de l'ordre d'envi- ron 70 C. La sensibilité du commutateur manosensible est réglée par l'élasticité du ressort 26 et du diaphragme 22 mais elle doit être en général de l'ordre de 0,14 bar. Dans des circuits plus importants, le sensibilité à la pression peut être de l'ordre de 0,55 bar. L'incorporation du mécanisme éventuel à mémoire assure le maintien à l'état de fonctionnement du circuit d'alarme, même lorsque lee conditions sont revenues à la normale, et donne une indication du fait qu'un état poten- tiellement sérieux s'est manifesté. De préférence, le com- mutateur manosensible, le thermostat, les circuits d'alarme et les autres circuits convenables sont tous incorporés dans une même enceinte qui peut être facilement fixée ou montée dans des circuits existants de fluide de refroidis- sement. Comme indiqué précédemment, le commutateur Sl peut être le commutateur existant d'allumage ou un commutateur séparé le cas échéant. Le dispositif peut donc être facile- ment adapté à un véhicule existant sans modification no- table autre que le raccordement de la tuyauterie souple de refroidissement. Le thermostat 34 qui est sensible à la conduction de la chaleur, détecte la chaleur provenant du boîtier 10 lui-même ou au contraire peut comporter une sonde conductrice de la chaleur permettant une détection de la température. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection-d'un circuit de fluide de refroidissement pour moteur à combustion interne, carac- térisé en ce qu'il comprend: un boîtier (10), un commutateur (30) sensible à la pression d'un fluide, placé dans le boîtier et normalement fermé à une faible pression et ouvert à une pression plus élevée, un dispositif (12) raccordant le commutateur mano- sensible (30) de façon qu'il puisse détecter la pression d'un fluide, un commutateur (34) sensible à la température, monté dans le boîtier et normalement ouvert à une température basse et fermé à une température plus élevée, le commutateur manosensible (30) et le commutateur (34) sensible à la température étant montés en série, un dispositif (42) d'alarme monté en série avec les commutateurs manosensible et sensible à la température, et une alimentation électrique reliée au dispositif d'alarme, si bien que le dispositif d'alarme est activé lors- que la pression du fluide est faible et lorsque la tempéra- ture est élevée afin qu'il indique l'existence simultanée d'un manque de fluide de refroidissement et d'une tempéra- ture élevée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à mémoire (44) mainte- nant le dispositif d'alarme à l'état activé. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à mémoire (44) comporte un disposi- tif de minutage à'retard destiné à retarder la réponse du dispositif d'alarme afin qu'il empêche l'activation sous l'action des variations temporaires de pression, même à des températures élevées. 4. Dispositif de protection d'un circuit de refroi- dissement pour moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (10), un commutateur normalement fermé (30) placé dans le boîtier, un dispositif sensible à la pression du fluide de refroidissement, ayant une construction et une disposition telles qu'il commande le commutateur normalement fermé afin que celui-ci reste fermé aux basses pressions et s'ouvre aux pressions élevées, un dispositif (12) raccordant le dispositif sensible à la pression du fluide de refroidissement afin qu'il détecte la pression de ce fluide et y réponde, un commutateur (34) sensible à la température, monté dans le boîtier et normalement ouvert à une basse tempéra- ture et fermé à une température plus élevée, le commutateur normalement fermé et le commutateur sensible à la température étant montés en série, un dispositif (42) d'alarme monté en série avec le commutateur normalement fermé et avec le commutateur sen- sible à la température, et une alimentation électrique connectée au dispositif d'alarme, si bien que le dispositif d'alarme est activé lors- que la pression du fluide est faible et lorsque la tempéra- ture est élevée afin qu'il indique l'existence simultanée d'une perte de fluide de refroidissement et d'une tempéra- ture élevée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif sensible à la pression comprend: un diaphragme souple (22), un piston (24) repoussé par un ressort, ayant une construction et une disposition telles qu'il est commandé par le diaphragme, le commutateur normalement fermé étant commandé par le piston, le dispositif (12) de raccordement mettant le dia- phragme au contact du fluide de refroidissement qui s'écoule dans le circuit de refroidissement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le commutateur sensible à la pression (30) change d'état à des pressions supérieures à 0,14 bar. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le commutateur sensible à la pression (30) change d'état à des pressions supérieures à 0,35 bar. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le commutateur (34) sensible à la température change d'état à 70 C environ.