Brevet FR2642014A1 — publié le 19900727

Cette invention se rapporte à un circuit de re- froidissement pour motocyclette et elle concerne plus particulièrement un perfectionnement apporté à la struc- ture du radiateur d'une motocyclette équipée d'un moteur refroidi par l'eau. Une motocyclette équipée d'un moteur refroidi par l'eau de type classique est équipée d'un radiateur qui sert à refroidir le moteur par circulation d'eau. Un type de radiateur comprend une paire de radiateurs élé- mentaires qui sont positionnés à la partie avant du ca- dre de la motocyclette pour recevoir le vent relatif qui assure un échange de chaleur efficace. Dans la technique antérieure, il a déjà été pro- posé des radiateurs présentant différentes structures et, par exemple, certaines motocyclettes sont équipées de radiateurs élémentaires séparés qui sont placés juste en arrière d'un tube de tête et positionnés contre une barre porte-réservoir qui s'étend vers l'arrière à par- tir du tube de tête et contre un tube descendant qui s'étend obliquement à partir de ce tube de tête de maniè- re à monter les radiateurs élémentaires dans une disposi- tion à peu près verticale. Les radiateurs élémentaires du type décrit ci- dessus sont généralement branchés ou raccordés en série ou en parallèle entre eux pour faire circuler l'eau de refroidissement en circuit fermé. Dans le cas 'du branchement en série des radia- teurs élémentaires, dont chacun comprend un collecteur supérieur et un collecteur inférieur, un tuyau d'eau re- lié à une chemise d'exu de refroidissemelit du moteur est raccordé au collecteur inférieur d'un radiateur élémen- taire. Un collecteur supérieur de ce radiateur élémentai- re et un collecteur supérieur de l'autre radiateur élé- mentaire sont interconnectés par un tuyau d'eau. Un au- tre tuyau d'eau partant du collecteur inférieur de l'au- tre radiateur élémentaire aboutit à une pompe à eau pour faire circuler l'eau de refroidissement à travers les ra- diateurs élémentaires. Toutefois, dans ce branchement en série, on ob- serve une forte perte de charge dans les radiateurs élé- mentaires, parce que le trajet de circulation de l'eau de refroidissement est branché en direct et que la lon- gueur totale du circuit est ainsi très longue. En consé- quence, le débit d'eau qui est refroidi est réduit, ce qui se traduit par un mauvais rendement de l'échange de chaleur. Au contraire, dans le cas du branchement en pa- rallèle des radiateurs élémentaires, un tuyau d'eau re- lié à une chemise d'eau de refroidissement se ramifie en deux tuyaux d'eau à l'aide d'un joint en T et ces tuyaux d'eau aboutissent et sont raccordés aux collecteurs supé- rieurs des radiateurs élémentaires respectifs. Les tuyaux d'eau raccordés aux collecteurs inférieurs des ra- diateurs élémentaires respectifs se rejoignent pour for- mer un seul tuyau qui aboutit ensuite à la pompe à eau pour faire ainsi circuler l'eau de refroidissement à tra- vers les radiateurs élémentaires. Les collecteurs supé- rieurs des deux radiateurs élémentaires sont interconnec- tés par un tuyau de ventilation d'air. Le branchement en parallèle des radiateurs élé- mentaires peut améliorer fortement la perte de charge comparativement au branchement en série mais le branche- ment en parallèle exige une grande quantité de tuyaux d'eau, ainsi qu'on l'a décrit plus haut, et l'emplace- ment du joint en T et de la gaine d'air rend la structu- re du radiateur compliquée et implique donc en conséquen- ce un accroissement du coût. Un but de l'invention est d'éliminer sensible- ment les défauts ou inconvénients que l'on rencontre dans la technique antérieure décrite plus haut, et de réaliser un circuit de refroidissement pour motocyclette comprenant deux radiateurs élémentaires et capable de réduire considérablement la perte de charge dans le cir- cuit de refroidissement, en simplifiant la tuyauterie servant à faire circuler de l'eau de refroidissement, et en assurant efficacement la ventilation de l'air dans le circuit de refroidissement. Selon l'invention, ces buts ainsi que d'autres peuvent être atteints en réalisant une circuit de refroi- dissement pour motocyclette, du type raccordé à un mo- teur équipé d'une chemise d'eau, et dans lequel circule un liquide de refroidissement, le circuit de refroidisse- ment comprenant un radiateur qui comprend lui-même un premier et un deuxième radiateurs élémentaires agencés bilatéralement, en position à peu près verticale par rap- port au cadre d'une motocyclette, chacun des radiateurs élémentaires étant composé de collecteurs supérieur et inférieur disposés à peu près à la verticale l'un de l'autre, le collecteur supérieur du premier radiateur élémentaire ayant une portion haute disposée à un niveau inférieur à celui de la portion haute du collecteur supé- rieur du deuxième radiateur élémentaire, un premier tuyau d'eau qui relie le collecteur supérieur du premier radiateur élémentaire à la chemise d'eau du moteur, un deuxième tuyau d'eau qui relie entre eux les collecteurs supérieurs des premier et deuxième radiateurs élémentai- res, et une canalisation qui est reliée aux collecteurs inférieurs des premier et deuxième radiateurs élémentai- res de façon à réunir les courants d'eau de refroidisse- ment issus des deux collecteurs en un seul courant d'eau de refroidissement. - Dans une forme préférée de réalisation, le deuxième tuyau d'eau a une première extrémité raccordée à la portion haute du premier radiateur élémentaire et son autre extrémité raccordée au deuxième radiateur élé- mentaire, en un point situé au-dessus du raccordement de la première extrémité du deuxième tuyau d'eau au premier radiateur élémentaire, et le deuxième tuyau d' eau s'étend vers le haut, vers le deuxième radiateur élémen- taire. Un bouchon de ventilation d'air est prévu sur la portion haute du collecteur supérieur du deuxième radia- teur élémentaire. Le premier radiateur élémentaire est agencé sur le côté de la motocyclette qui est penché lorsque la motocyclette est en stationnement dans une at- titude inclinée. Selon l'invention, le circuit de refroidisse- ment comprend deux radiateurs élémentaires branchés en parallèle entre eux par rapport au courant d'eau de re- froidissement. L'eau de refroidissement qui parcourt le premier tuyau d'eau raccordé à la chemise d'eau du mo- teur pénètre directement dans le collecteur supérieur du premier radiateur élémentaire et se divise ensuite dans ce collecteur. Ce mode de branchement élimine un tube de branchement additionnel, par exemple, un tube en T, pour diviser l'eau de refroidissement avant qu'elle ne pénè- tre dans un radiateur élémentaire. Un courant partiel d'eau de refroidissement est envoyé vers le collecteur supérieur du deuxième radiateur élémentaire par le deuxième tuyau d'eau. Le deuxième tuyau d'eau a une pre- mière extrémité raccordée à la portion haute du collec- teur supérieur du premier radiateur élémentaire et son autre extrémité raccordée au collecteur supérieur du deuxième radiateur élémentaire, en un point situé au-des- sus du raccordement de la première extrémité, de façon à s'étendre sensiblement vers le haut. En conséquence, l'air contenu dans le collecteur supérieur du premier ra- diateur élémentaire est efficacement envoyé au collec- teur supérieur du deuxième radiateur élémentaif, dée Sor- te que le collecteur supérieur du premier radiateur élé- mentaire peut ainsi être rempli d'eau de refroidissement en permanence. Les courants d'eau de refroidissement is- sus des collecteurs supérieurs des deux radiateurs élé- mentaires se réunissent ensuite en un seul courant qui passe par les tuyaux d'eau raccordés aux collecteurs in- férieurs des deux radiateurs élémentaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre, de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue arrière d'une forme pré- férée de réalisation d'un circuit de refroidissement pour motocyclette selon l'invention; la figure 2 est une vue de côté montrant une tuyauterie du circuit de refroidissement représenté sur la figure 1; les figures 3A à 3D sont des vues représentant des variantes de l'agencement modifié des collecteurs su- périeurs des deux radiateurs élémentaires du circuit de refroidissement selon l'invention; et la figure 4 est une vue arrière d'un circuit de refroidissement classique du type en parallèle pour moto- cyclette. Pour mieux faire comprendre l'invention, on dé- crira ci-après la technique classique dans ce domaine en regard du dessin annexé qui montre un ensemble de radia- teurs élémentaires appartenant à un circuit de refroidis- sement pour motocyclette. Les radiateurs élémentaires du circuit de refroidissement sont de façon générale agen- cés ou branchés en série ou en parallèle entre eux pour la circulation de l'eau de refroidissement. Dans le cas du branchement en série, il se pose un problème concernant la perte de charge, ainsi qu'on l'a déjà décrit plus haut. - D'autre autre côté, dans le cas du branchement en parallèle des radiateurs élémentaires, tel qu'il est représenté sur la figure 4, et qui atténue sensiblement les problèmes du-branchement en série des radiateurs élé- mentaires, un tuyau d'eau 7 raccordé à la chemise d'eau 3 se ramifie en deux tuyaux d'eau 9 et 10 à l'aide d'un joint en T 8 et ces tuyaux d'eau sont raccordés aux col- lecteurs supérieurs la et 2a des radiateurs élémentaires respectifs 1 et 2. Des tuyaux d'eau 11 et 12 raccordés aux collecteurs inférieurs lb et 2b des radiateurs élé- mentaires respectifs 1 et 2 se réunissent en un seul tuyau qui aboutit ensuite-à la pompe à eau 26 servant à faire circuler l'eau de refroidissement à travers les ra- diateurs élémentaires. Les collecteurs supérieurs la et 2a des radiateurs élémentaires 1 et 2 sont interconnec- tés par un tuyau de ventilation de l'air 13. Toutefois, même dans le branchement en parallè- le des radiateurs élémentaires du circuit de refroidisse- ment du type classique, on trouve les défauts et inconvé- nients décrits plus haut. L'invention, qui a été-conçue pour éliminer les défauts et inconvénients de la technique antérieure sera décrite ci-après à propos de formes de réalisation préfé- rée, qui sont représentées par les installations des fi- gures 1 et 2. Comme on l'a représenté sur les figures 1 et 2, la portion avant d'un cadre de motocyclette est composée d'une barre porte-réservoir 21 qui s'étend vers l'arriè- re à partir d'un tube de tête 20, et d'un tube descen- dant 22 qui s'étend obliquement vers l'arrière à partir du tube de tête 20. Un circuit de refroidissement comprend une pai- re de radiateurs élémentaires 23 et 24 disposés parallè- lement et montés face à face de part et d'autre de la barre porte-réservoir 21 et du tube descendant 22. Un ra- diateur élémentaire 23 placé sur le côté gauche, par exemple, vu sur la figure 1,-comprend un collecteur supé- rieur 23a dont la portion haute est placée à un niveau inférieur au niveau de la portion haute du collecteur su- périeur 24a de l'autre radiateur élémentaire 24 situé sur le côté droit, vu sur le dessin. Un moteur 25 à re- froidissement par eau, monté sur la motocyclette, est équipé d'une pompe à eau 26 entraînée par le moteur et servant à envoyer l'eau de refroidissement à une chemise d'eau qui entoure un cylindre 27 du moteur 25. L'eau ré- chauffée dans la chemise d'eau est envoyée au collecteur supérieur 23a du radiateur élémentaire gauche 23 par un tuyau d'eau 29 qui est raccordé à la culasse 28 du cylin- dre. Les collecteurs supérieurs 23a et 24a des deux, ra- diateurs élémentaires 23 et 24 sont reliés par un autre tuyau d'eau 30. Aux collecteurs inférieurs 23b et 24b des radia- teurs élémentaires sont raccordés des tuyaux d'eau, 31 et 32 respectivement, qui se réunissent sur leur côté aval en un seul tube qui se raccorde à une tubulure d'as- piration 26a de la pompe à eau 26. Un bouchon de ventila- tion d'air 33 est prévu sur le collecteur supérieur 24a du radiateur élémentaire droit 24 pour la ventilation de l'air. A ce propos, la motocyclette est habituellement garée avec sa béquille disposée généralement sur le côté gauche du cadre de la motocyclette, de sorte que le bou- chon de ventilation d'air 33 conserve toujours sa posi- tion haute par rapport aux radiateurs élémentaires, même lorsque la motocyclette est inclinée en stationnement. En ce sens, il est souhaitable de placer le radiateur élémentaire 23 dont le collecteur supérieur 23a est si- tué à un niveau plus bas en position gauche par rapport au cadre de la motocyclette. Un tube de respiration 34 s'étend du radiateur élémentaire droit 24 vers un vase de dilatation 35 situé au-dessus du collecteur supérieur 23a du radiateur élé- mentaire gauche 23 et est relié au bas du vase de dilata- tion 35, pour régler le niveau d'eau dans le radiateur élémentaire 24 en envoyant au vase de dilatation 35 l'ex- cès d'eau de refroidissement qui s'est dilatée sous l'ef- fet de l'accroissement de la température de l'eau de re- froidissement dans le radiateur élémentaire 24, ou en en- voyant l'eau du vase de dilatation 35 au radiateur élé- mentaire 24 de façon à compenser le déficit d'eau de re- froidissement lorsque cette dernière s'est contractée par suite de l'abaissement de la température. Un tube de trop-plein 36 est prévu sur la por- tion haute du vase de dilatation 35. Le circuit de refroidissement possédant la cons- truction décrite plus haut travaille comme suit. L'eau de refroidissement est tout d'abord en- voyée dans le collecteur supérieur 23a du radiateur élé- mentaire gauche 23 et, ici, elle se divise en deux cou- rants qui s'écoulent respectivement dans les collecteurs supérieurs 23a et 24a des radiateurs élémentaires 23 et 24. L'eau de refroidissement se refroidit ensuite en des- cendant dans les radiateurs élémentaires 23 et 24, sous l'effet de l'échange de chaleur. L'eau de refroidisse- ment est ensuite envoyée à la tubulure d'aspiration 26a de la pompe à eau 26 par les tuyaux d'eau 31 et 32 pour compléter de cette façon la circulation de l'eau de re- froidissement, ce qui établit finalement un circuit fer- mé d'eau de refroidissement entre la chemise d'eau du mo- teur 25 et les radiateurs élémentaires 23 et 24. Selon l'invention, ainsi qu'on l'a décrit plus haut, étant donné que l'eau de refroidissement pénètre dans les radiateurs élémentaires branchés en parallèle, et qu'elle se divise dans celui des radiateurs élémentai- res qui possède un collecteur supérieur situé à un ni- veau inférieur à celui de l'autre radiateur élémentaire, l'effet de refroidissement dé aux radiateurs élémentai- res peut être accentué et remarquablement amélioré par la diminution de la perte de charge et l'accroissement du débit de circulation de T'eau de refroidissement. En outre, la tuyauterie peut aussi être simplifiée compara- tivement à celle d'un circuit de refroidissement classi- que. Il sera facile de comprendre pour l'homme de l'art que cette invention n'est pas limitée aux formes de réa- lisation décrites plus haut et que l'on peut apporter de nombreuses modifications et variantes sans sortir du ca- dre des revendications annexées. Par exemple, ainsi que ceci est illustré briève- ment par les figures 3A à 3D, les emplacements des col- lecteurs supérieurs des premier et deuxième radiateurs élémentaires et du tuyau d'eau qui les relie peuvent être matérialisés dans diverses variantes. Dans ces va- riantes, la seule condition nécessaire consiste en ce que la portion haute du collecteur supérieur 23a doit être placée à un niveau inférieur à celui de l'emplace- ment de la portion haute du collecteur supérieur 24a et que le tuyau d'eau 30 doit s'étendre vers le haut, ou au moins horizontalement, pour aller du collecteur supé- rieur 23a vers le collecteur supérieur 24a. Sur les figu- res 3A à 3D, les éléments correspondants à ceux représen- tés sur la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. R E V E N D I C A T I O N S 1. Circuit de refroidissement pour motocyclet- te, raccordé fonctionnellement à un moteur équipé d'une chemise d'eau de refroidissement, et dans lequel le li- quide de refroidissement circule, ce circuit de refroi- dissement étant du type qui comprend un radiateur compo- sé d'un premier et d'un deuxième radiateurs élémentaires disposes bilatéralement à peu près verticalement par rap- port au cadre d'une motocyclette, chacun des radiateurs élémentaires étant composé de deux collecteurs supérieur et inférieur, disposés l'un à peu près à la verticale de l'autre, un premier tuyau d'eau reliant le collecteur su- périeur du premier radiateur élémentaire à la chemise d'eau du moteur et des canalisations raccordées aux col- lecteurs inférieurs des premier et deuxième radiateurs élémentaires de façon à réunir les courants d'eau de re- froidissement sortant des deux collecteurs inférieurs en un seul courant d'eau de refroidissement, caractérisé en ce que le collecteur supérieur (23a) du premier radia- teur élémentaire (23) possède une portion haute disposée à un niveau inférieur à celui de la portion haute du col- lecteur supérieur (24a) du deuxième radiateur élémentai- re (24), et les collecteurs supérieurs (23a) et (24a) des premier et deuxième radiateurs élémentaires (23) et (24) sont reliés l'un à l'autre par un deuxième tuyau d'eau (30). 2. Circuit de refroidissement selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le deuxième tuyau d'eau (30) s'étend sensiblement linéairement vers le haut-en allant du collecteur supérieur (23a) du premier radia- teur élémentaire (23) vers le collecteur supérieur (24a) du deuxième radiateur élémentaire (24). 3. Circuit de refroidissement selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que le deuxième tuyau d'eau (30) possède une première extrémité raccordée à une por- tion du collecteur supérieur (23a) du premier radiateur élémentaire (23) et une autre extrémité raccordée au col- lecteur supérieur (24a) dudit deuxième radiateur élémen- taire (24) à une portion située au-dessus du raccorde- ment de la première extrémité du deuxième tuyau d'eau (30). 4. Circuit de refroidissement selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que la portion du collecteur supérieur (23a) du premier radiateur élémentaire (23) à laquelle ladite première extrémité du deuxième tuyau d'eau (30) est raccordée est la portion haute du collec- teur supérieur (23a) du premier radiateur élémentaire (23). 5. Circuit de refroidissement selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce-que le premier radiateur élé- mentaire (23) est positionné sur le côté incliné du ca- dre d'une motocyclette lorsque la motocyclette est en stationnement dans une attitude inclinée. 6. Circuit de refroidissement selon la revendi- -20 cation 1, caractérisé en ce qu'un bouchon de ventilation d'air (33) est prévu pour la portion haute du collecteur supérieur (24a) du deuxième radiateur élémentaire (24).