Brevet FR2679603A1 — publié le 19930129

Dispositif de refroidissement d'un moteur thermique fonctionnant par intermittence L'invention concerne un dispositif de refroidissement d'un moteur thermique fonctionnant par intermittence, notamment d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un organe d'extraction, notamment un échangeur de chaleur,pour extraire de la chaleur d'un fluide caloporteur, un organe de circulation, notamment une pompe, pour faire circuler le fluide caloporteur entre le moteur et l'organe d'extraction, et des conduites reliant le moteur et les organes d'extraction et de circulation pour former un circuit de fluide caloporteur. Au cours des périodes de non-fonctionnement du moteur thermique, aussi bien celui-ci que le fluide du circuit de refroidissement se refroidissent. Cette baisse de température entraîne, lors de la remise en route du moteur, une perte de rendement et par suite une augmentation de la consommation de carburant et une pollution accrue par les gaz d'échappement. Pour remédier à cet inconvénient, FR-A-2 503 260 propose de transférer le fluide dans un réservoir thermiquement isolé des l'arrêt du moteur et de le ramener dans le circuit de refroidissement immédiatement avant le démarrage du moteur. Le refroidissement du fluide contenu dans le réservoir isolé est ralenti, de sorte que sa température est plus élevée lorsqu'il est envoyé dans le moteur au redémarrage de celui-ci, ce qui réduit la période de fonctionnement à froid du moteur. Cette disposition implique l'utilisation d'au moins une pompe pour le transfert du fluide de refroidissement et d'un dispositif de commande relativement complexe pour assurer le transfert dans les deux sens. Le but de l'invention est d'obtenir des résultats analogues par des moyens plus simples et plus économiques. A cet effet, selon l'invention, dans un dispositif tel que défini ci-dessus, qui comprend en outre une enceinte isolée thermique ment contenant un réservoir pour le fluide caloporteur et à l'extérieur de laquelle se trouvent le moteur et l'organe d'extraction, ce réservoir est interposé dans le circuit et est relié au moteur et aux organes d'extraction et de circulation par lesdites conduites de façon à être traversé par le fluide caloporteur lors du fonctionnement du moteur et à contenir en permanence une quantité de fluide. Le réservoir peut, le cas échéant, jouer également le rôle de vase d'expansion, ce qui diminue le volume total de fluide par rapport à un circuit qui comporterait un réservoir isolé et un vase d'expansion séparés. Le dispositif selon l'invention comprend de préférence au moins une vanne interposée dans le circuit de fluide, immédiatement en amont et/ou en aval du réservoir, et des moyens pour ouvrir cette vanne lors du démarrage du moteur et pour la fermer lors de l'arrêt du moteur. Ces vannes, lorsqu'elles sont fermées, limitent les échanges entre le fluide contenu dans le réservoir isolé et celui contenu dans le reste du circuit. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre un organe de transfert destiné à transférer de la chaleur des gaz d'échappement du moteur au fluide caloporteur pour accélérer encore le réchauffement du moteur pendant ses périodes de fonctionnement à froid. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après d'un exemple de réalisation, et de la figure unique annexée qui représente schématiquement un moteur thermique de véhicule automobile et son circuit de refroidissement équipé d'un dispositif selon l'invention. Le moteur thermique 1 présente un orifice d'entrée 2 et un orifice de sortie 3 de liquide de refroidissement reliés respectivement à une pompe de circulation 4 et à un thermostat ou calorstat 5. Outre la branche 6 contenant le moteur 1 et la pompe 4, le circuit de liquide de refroidissement comprend deux autres branches 7 et 8 disposées en parallèle entre le thermostat 5 et un point de jonction 9 situé en amont de la pompe. La branche 7 contient le radiateur de refroidissement 10 auquel est associé un ventilateur 11 muni de son moteur électrique 12.Dans la branche 8 sont montés en série, d'amont en aval, un échangeur gaz-liquide 13 pour la récupération de la chaleur des gaz d'échappement du moteur, le réservoir isolé 14 associé à une vanne amont 15 et à une vanne aval 16, et un radiateur 17 de chauffage de l'habitacle du véhicule, associé à un ventilateur 18 et à un moteur électrique d'entraînement 19. De façon connue, le thermostat 5 règle la fraction du débit total de liquide de refroidissement envoyé dans la branche 7 et par conséquent refroidi dans le radiateur 10 en fonction de la température du liquide qu'il reçoit en provenance du moteur 1. De façon connue également, l'échangeur de chaleur 13 est placé en dérivation sur la tubulure d'échappement 20, en aval d'un pot catalytique 24, un volet mobile 21 placé dans cette tubulure permettant de faire passer dans l'échangeur une fraction variable du débit de gaz d'échappement. En variante, l'échangeur 13 peut être supprimé, une conduite du circuit de refroidissement reliant directement le thermostat 5 et la vanne 15 comme indiqué par un trait interrompu 22. Lorsque le moteur 1 fonctionne, les vannes 15 et 16 sont ouvertes et le liquide de refroidissement circule en permanence dans la branche 8 en traversant le réservoir 14. Lorsqu'on arrête le moteur 1, le liquide remplissant le réservoir 14 est donc à la température maximale atteinte par le liquide pendant la période de fonctionnement du moteur. Les vannes 15 et 16 sont alors automatiquement fermées grâce à des moyens de commande non représentés. Pendant la période de non-fonctionnement du moteur, le liquide contenu dans le réservoir 14, grâce à l'enceinte isolante 23 qui l'entoure, est maintenu à une température plus élevée que le liquide contenu dans le reste du circuit. Lors du lancement du moteur, les vannes 15 et 16 sont de nouveau ouvertes et la circulation du liquide reprend dans la branche 8 sous l'effet de la pompe 4. Le liquide relativement chaud qui se trouvait dans le réservoir 14 élève la température moyenne du liquide dans le circuit et accélère par conséquent le réchauffement du moteur. Revendications 1.- Dispositif de refroidissement d'un moteur thermique (1) fonctionnant par intermittence, notamment d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un organe d'extraction (10), notamment un échangeur de chaleur, pour extraire de la chaleur d'un fluide caloporteur, un organe de circulation (4), notamment une pompe, pour faire circuler le fluide caloporteur entre le moteur et l'organe d'extraction, et des conduites reliant le moteur et les organes d'extraction et de circulation pour former un circuit de fluide caloporteur, ainsi qu'une enceinte (23) isolée thermiquement contenant un réservoir (14) pour le fluide caloporteur et à l'extérieur de laquelle se trouvent le moteur et l'organe d'extraction, caractérisé en ce que ledit réservoir est interposé dans le circuit et est relié au moteur et aux organes d'extraction et de circulation par lesdites conduites de façon à être traversé par le fluide caloporteur lors du fonctionnement du moteur et à contenir en permanence une quantité de fluide. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir joue également le rôle de vase d'expansion. 3.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une vanne (15,16) interposée dans le circuit de fluide, immédiatement en amont et/ou en aval du réservoir, et des moyens pour ouvrir cette vanne lors du démarrage du moteur et pour la fermer lors de l'arrêt du moteur. 4.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de transfert (13) destiné à transférer de la chaleur des gaz d'échappement du moteur au fluide caloporteur pour accélérer le réchauffement du moteur.