Brevet FR2702422A1 — publié le 19940916

" Dispositif répartiteur pour le système de refroidissement ou de chauffage de véhicules avec des moteurs à combus- tion interne " L'invention concerne un dispositif répartiteur pour le système de refroidissement ou de chauffage de véhi- cules avec des moteurs à combustion interne, dispositif comportant plusieurs entrées ou sorties d'écoulement et les soupapes thermostatiques les commandant, le cas échéant, pour le liquide de refroidissement et le liquide de chauf- fage. Un tel dispositif répartiteur du type prédéfini pour le système de refroidissement ou bien de chauffage de véhicules avec des moteurs à combustion interne est déjà connu par le document DE 41 21 379 Al, et est spécialement représenté sur la figure 1 de ce document Il comporte plu- sieurs entrées ou sorties d'écoulement et des soupapes thermostatiques pour commander le liquide de refroidisse- ment ou de chauffage Au moyen de ce dispositif réparti- teur, est réalisé un procédé spécial pour l'efficacité optimale du chauffage du véhicule avec une répercussion spécifique sur le système de refroidissement du moteur Ce document ne donne aucune suggestion pour la résolution du problème mentionné ci-après. Il est également connu, par le document EP O 393 654 de disposer le réservoir de compensation dans le carter du ventilateur de refroidisseur du véhicule, qui constitue également le support du refroidisseur, et de réa- liser toutes les unités mentionnées sous la forme d'une pièce en matière plastique d'un seul tenant La condition pour la mise en oeuvre d'un tel type de construction est toutefois que le carter du ventilateur avec le réservoir de compensation puisse occuper également l'emplacement le plus élevé dans le système de refroidissement Ceci n'est habi- tuellement non réalisable lors de la mise en oeuvre dans des voitures particulières, du fait de la partie frontale abaissée. L'invention a pour but de réaliser un dispositif répartiteur pour le système de refroidissement et de chauf- fage de véhicules, comme également de machines outils, avec des moteurs à combustion interne du type initialement men- tionné, de façon que le nombre des tuyaux souples reliant le système de refroidissement et le système de chauffage soit réduit, et que les fonctions de réglage et de contrôle pour le refroidissement et le chauffage du véhicule, soient rassemblées en une unité du point de vue de la construction et donc, également de la technique de montage. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ce qu'une partie prépondérante des entrées et des sor- ties d'écoulement des producteurs de chaleur, moteur à com- bustion interne, appareil de chauffage du fluide de refroidissement et échangeur thermique, refroidisseur, échangeur thermique pour le chauffage, débouche sur un dis- positif répartiteur qui, de préférence, est disposé à l'em- placement le plus élevé du système de refroidissement et de chauffage et réuni dans un carter avec le logement du ré- servoir de compensation de ce système La commande de la circulation du fluide de refroidissement ou de chauffage, s'effectue essentiellement dans le dispositif répartiteur par l'intermédiaire des groupes constitutifs ou agrégats raccordés respectivement par deux tubes souples Cette so- lution offre une possibilité de montage préliminaire dans une large mesure du système de canalisation de refroidisse- ment et de chauffage avec le dispositif répartiteur et les dispositifs de réglage et de contrôle associés. Au-delà de la description suivante, il est égale- ment possible de raccorder un dispositif de chauffage du fluide de refroidissement, réalisé sous la forme d'un chauffage séparé, au répartiteur et de prévoir alors, à partir de celui-ci, une répartition de la chaleur dans le système. D'autres améliorations de l'invention sont carac- térisées en ce que-: il est prévu une pompe de fluide de refroidis- sement entraînée indépendamment du moteur à combustion in- terne, qui du côté aspiration est raccordée à une canalisation de retour du moteur à combustion interne et côté refoulement à la chambre d'arrivée du dispositif ré- partiteur; le dispositif comprend une vanne d'arrêt pour l'échangeur thermique; la zone de sortie de la vanne thermostatique, avec le raccordement de la canalisation d'amenée est en communication par l'intermédiaire d'au moins une ouverture de remplissage avec le logement du réservoir de compensa- tion; au moins un canal de court-circuit est disposé entre la chambre d'arrivée et la chambre de retour; la canalisation de retour est raccordée à la chambre d'arrivée avec interposition d'une soupape de non retour; le carter contenant le dispositif répartiteur et le logement du réservoir de compensation, sont consti- tués d'au moins deux parties; la chambre d'arrivée et la chambre de retour du dispositif répartiteur sont formées par un profilé en forme de double U vissé à l'intérieur à une des coquilles exter- nes un transmetteur pour un état moyen de ref roi- dissement est disposé dans le logement du réservoir de com- pensation du carter; il est prévu un transmetteur pour la tempéra- ture du fluide de refroidissement s'étendant dans les cham- bres du dispositif répartiteur; dans les tubulures de raccordement et/ou les chambres sont disposées des vannes thermostatiques ou des vannes commandées séparément; des tubulures pour la canalisation d'amenée et la canalisation de retour pour respectivement une unité, par exemple refroidisseur ou bien échangeur thermique sont placées par paires à côté l'une de l'autre, débouchant dans la chambre d'entrée et la chambre de retour; Des exemples de l'invention vont être décrits ci- après à l'aide des dessins ci-joints qui montrent: à la figure 1, un système de refroidissement et de chauffage pour véhicules à moteurs à combustion interne avec un dispositif répartiteur selon l'invention représenté schématiquement, à la figure 2, une coupe partielle du disposi- tif répartiteur selon l'invention représenté schématique- ment, à la figure 3, la conformation du carter du dispositif répartiteur selon l'invention avec le logement du réservoir de compensation. A la figure 1 est représenté schématiquement, le système de refroidissement et de chauffage de véhicules à moteur à combustion interne 1 avec un dispositif réparti- teur 9 selon l'invention Le moteur à combustion interne 1 comporte un circuit de refroidissement qui est alimenté par l'intermédiaire de la pompe de refroidissement 3 et qui35 sort sur la tête des cylindres 2 La pompe de refroidisse- ment 3 aspire, par l'intermédiaire de la canalisation 3 z du fluide de refroidissement à partir du dispositif réparti- teur 9 et, éventuellement, par l'intermédiaire de la cana- lisation de retour 5 r raccordée sur lui, à travers l'échangeur thermique 5 Le fluide de refroidissement re- foulé arrive à l'état de fonctionnement chaud du moteur à combustion interne 1 par l'intermédiaire de la canalisation de retour 2 r de la tête de cylindre 2 vers le dispositif répartiteur 9 et est amené à partir de celui-ci au refroi- disseur 4 ou bien, en cas de besoin, à l'échangeur thermi- que 5 du chauffage du véhicule par l'intermédiaire des canalisations d'amenée 4 z, 5 z. Le dispositif répartiteur 9 est constitué par un carter 10 en trois parties, qui comprend aussi le logement 19 du réservoir de compensation, muni d'un couvercle de remplissage 25 avec soupape de surpression, pour le système de refroidissement et de chauffage (voir figure 2)_ Le carter 10 est constitué, comme représenté en pièces détachées sur la figure 3, de deux coquilles exter- nes 11, 12 et d'un profilé 13 en forme de double U rapporté sur la coquille externe 12, ce profilé formant aussi bien la chambre d'arrivée 14 qu'également la chambre de retour La chambre d'arrivée 14 comporte un tube de désaération 16 débouchant au-dessus du niveau Flst du liquide dans le logement 21 du réservoir de compensation Cette chambre est alimentée en fluide de refroidissement lorsque le moteur à combustion interne 1 tourne, par l'intermédiaire de la ca- nalisation de retour 2 r et d'une soupape de non retour branchée en amont Le fluide de refroidissement arrive par l'intermédiaire de la canalisation 4 z au refroidisseur 4 et/ou, si le chauffage est désiré, par l'intermédiaire de la vanne d'arrêt 21 ouverte et par la canalisation 5 z à l'échangeur thermique 5 du chauffage du véhicule L'écoule- ment en retour à partir du refroidisseur 4 s'effectue par l'intermédiaire de la canalisation de retour 4 r, seulement à l'état chaud du fluide de refroidissement, par l'intermé- diaire d'une vanne thermostatique 20 alors ouverte au rac- cordement de la canalisation d'arrivée 3 z. Par l'intermédiaire de la canalisation d'amenée 3 z à laquelle est également raccordé l'échangeur thermique par l'intermédiaire de la canalisation de retour 5 r, le fluide de refroidissement est aspiré par la pompe de re- froidissement 3. La zone d'écoulement de la vanne thermostatique 20 avec le raccordement de la canalisation d'amenée 3 z est en communication par l'intermédiaire-de l'orifice de rem- plissage 17 avec le remplissage du logement 21 du réservoir de compensation. Dans le dispositif répartiteur 9 est également susceptible d'être intégrée une pompe de fluide de refroi- dissement 18 entraînée séparément, qui, pour éviter une ac- cumulation de chaleur lorsque le moteur à combustion interne 1 est à l'arrêt, est entraînée électriquement. Cette pompe de fluide de refroidissement 18 refoule à par- tir de la canalisation de retour 2 r vers la chambre d'en- trée 14 et à partir de celle-ci par l'intermédiaire du refroidisseur 4, vers le moteur à combustion interne 1 dans le circuit. Dans le dispositif répartiteur 9 peuvent être avantageusement intégrés, les vannes nécessaires, les ca- naux de court-circuit et le transmetteur pour un le niveau du fluide de refroidissement, ou bien la température du fluide de refroidissement 22, 23. Les chambres d'entrée et de retour 14, 15 compor- tent des tubulures pour les canalisations nécessaires qui sont placées, de préférence, par paires voisines l'une de l'autre en tant que canalisations d'amenée et de retour pour chaque unité, par exemple le refroidisseur ou l'échan- geur thermique Les vannes thermostatiques, les soupapes non retour et les vannes d'arrêt, ainsi que les by-pass peuvent alors être disposés directement dans les tubulures et également entre les chambres. Le dispositif répartiteur peut également être mis en oeuvre avantageusement même pour d'autres systèmes de refroidissement constitués d'une autre façon que celui dé- crit. De préférence, le carter 10 incluant le tout est fabriqué en une matière plastique résistant à la chaleur, susceptible d'être collée ou soudée Ceci permet de réali-10 ser des modifications du dispositif répartiteur avec moins de dépenses. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement ou de chauffage de véhicules à moteurs à com- bustion interne, dispositif comportant plusieurs entrées ou sorties d'écoulement et les vannes thermostatiques comman- dant cet écoulement, le cas échéant, pour le liquide de re- froidissement et le liquide de chauffage, dispositif répartiteur caractérisé en ce qu'une partie prépondérante des entrées et sorties d'écoulement des producteurs de cha- leur, moteur à combustion interne ( 1), appareil de chauf- fage du fluide de refroidissement, et échangeur thermique, refroidisseur ( 4), échangeur thermique pour le chauffage ( 5), débouche dans un dispositif répartiteur ( 9) qui, de préférence, est disposé à l'emplacement le plus élevé du système de refroidissement et de chauffage et réuni avec le logement ( 19) du réservoir de compensation dans un carter ( 10). 2. Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comporte au moins une chambre d'amenée et une chambre de retour ( 14, 15), tandis qu'un ou plusieurs tubes de désaération ( 16) de la chambre d'amenée ( 14) débouchent dans le logement ( 19) du réservoir de com- pensation, au-dessus du niveau (Slsp) du liquide dans ce- lui-ci. 3. Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu une pompe de fluide de refroidissement ( 18) entraînée indépendamment du moteur à combustion interne ( 1), qui du côté aspiration est raccor- dée à une canalisation de retour ( 2 r) du moteur à combus- tion interne ( 1) et côté refoulement à la chambre d'arrivée ( 14) du dispositif répartiteur ( 9). 4. Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une vanne d'arrêt ( 21) pour l'échangeur thermique ( 5). 5. Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la zone de sortie de la vanne thermostatique 20, avec le raccordement de la canalisation d'amenée ( 3 z) est en communication par l'intermédiaire d'au moins une ouverture de remplissage ( 17) avec le logement ( 19) du réservoir de compensation. G Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'au moins un canal de court-circuit ( 24) est disposé entre la chambre d'arrivée ( 14) et la chambre de retour ( 15). 7 Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la canalisation de retour ( 2 r) est raccordée à la chambre d'arrivée ( 14) avec interposition d'une soupape de non retour ( 6). 8 Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le carter ( 10) contenant le dispositif répartiteur ( 9) et le logement ( 19) du réservoir de compen- sation, est constitué en au moins deux parties. 9 Dispositif répartiteur pour le système de re- froidissement et de chauffage selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que la chambre d'arrivée et la chambre de retour ( 14, 15) du dispositif répartiteur ( 9) sont formées par un profilé ( 13) en forme de double U vissé à l'inté- rieur à une des coquilles externes ( 11, 12). 10. Dispositif répartiteur pour le système de refroidissement et de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un transmetteur pour le niveau du fluide de refroidissement ( 22) est disposé dans le logement ( 19) du réservoir de compensation du carter ( 10). 11. Dispositif répartiteur pour le système de refroidissement et de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un transmetteur ( 23) pour la température du fluide de refroidissement s'étendant dans les chambres ( 14, 15) du dispositif répartiteur ( 10). 12. Dispositif répartiteur pour le système de refroidissement et de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans les tubulures de raccordement et/ou les chambres ( 14, 15) sont disposées des vannes ther- mostatiques ( 20) ou des vannes commandées séparément. 13. Dispositif répartiteur pour le système de refroidissement et de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des tubulures pour la canalisation d'amenée et la canalisation de retour ( 4 z, 5 z, 4 r, 5 r) pour respectivement une unité, par exemple refroidisseur ( 4) ou bien échangeur thermique ( 5) sont placées par paires à côté l'une de l'autre, débouchant dans la chambre d'entrée et la chambre de retour ( 14, 15).