Brevet FR2791088A1 — publié le 20000922

L'invention concerne une installation de refroidissement pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un circuit d'agent de refroidissement primaire pour le refroidissement du moteur à combustion interne, et au moins un circuit d'agent de refroidis- sement secondaire pour le refroidissement d'un fluide ou d'une unité du véhicule automobile, un réservoir de compensation commun étant prévu pour les circuits d'agent de refroidissement, et servant à compenser des variations de volume d'agent de refroidissement dans les circuits d'agent de refroidissement, et notamment à purger les circuits d'agent de refroidissement. Le document DE-AS 1 206 211 montre une installation de refroidis- sement du type de celle citée en introduction. L'installation de refroidissement connue comprend un circuit d'agent de refroidissement primaire qui sert au refroidissement du moteur à combustion interne du véhicule automobile, ici une locomotive Diesel hydraulique. L'installation de refroidissement comporte en outre un circuit d'agent de refroidissement secondaire, qui sert au refroidissement d'un fluide ou d'une unité du véhicule automobile, ici au refroidissement de l'air d'admission du moteur à combustion interne. Pour les deux circuits d'agent de refroidissement, il est prévu un réservoir de compensation commun, qui sert à compenser des variations de volume de l'agent de refroidissement dans les circuits d'agent de refroidissement, et de préférence également à la purge des circuits d'agent de refroidissement. La présente invention vise à améliorer une installation de refroidis- sement du type de celle citée en introduction, de façon à augmenter la sécurité de fonctionnement du moteur à combustion interne refroidi par le circuit d'agent de refroidissement primaire de l'installation de refroidis- sement. On y parvient conformément à l'invention, grâce à une installation de refroidissement caractérisée en ce que le circuit d'agent de refroidissement primaire est raccordé par un raccord primaire au réservoir de compensation et débouche dans le réservoir de compensation à un premier niveau d'agent de refroidissement, et en ce que le circuit d'agent de refroidissement secon- daire est raccordé par un raccord secondaire, distinct, au réservoir de compensation et débouche dans le réservoir de compensation à un second niveau d'agent de refroidissement, le second niveau d'agent de refroidisse- ment étant situé plus haut que le premier niveau d'agent de refroidissement. L'invention se fonde sur l'idée générale de raccorder le circuit d'agent de refroidissement primaire et le circuit d'agent de refroidissement secondaire séparément au réservoir de compensation, les points de raccordement étant choisis de façon telle, que dans le cas d'un niveau d'agent de refroidissement s'abaissant dans le réservoir de compensation, ce soit tout d'abord l'écoulement d'agent de refroidissement du réservoir de compen- sation dans le circuit d'agent de refroidissement secondaire qui se termine, tandis qu'un écoulement d'agent de refroidissement dans le circuit d'agent de refroidissement primaire reste toujours possible. De cette manière, le fonctionnement correct du circuit d'agent de refroidissement primaire peut être conservé plus longtemps dans le cas de pertes d'agent de refroidisse- ment. En particulier, une fuite dans le circuit d'agent de refroidissement secondaire ne peut pas entraîner un défaut de fonctionnement du circuit d'agent de refroidissement primaire. Ce concept est réalisé conformément à l'invention, par le fait que l'embouchure du circuit d'agent de refroidisse- ment secondaire dans le réservoir de compensation se trouve à un niveau situé plus haut sur le plan hydrostatique que l'embouchure du circuit d'agent de refroidissement primaire. Globalement, il est ainsi possible de réduire le risque de dommages sur le moteur à combustion interne, par surchauffe. Selon un mode de réalisation préféré de l'installation de refroidisse- ment conforme à l'invention, le niveau de l'embouchure du circuit d'agent de refroidissement secondaire (second niveau d'agent de refroidissement) est choisi de façon telle qu'il soit situé au moins si haut qu'un niveau minimal nécessaire pour conserver un refroidissement correct du moteur à combustion interne par le circuit d'agent de refroidissement primaire. De cette manière, il est possible de garantir de faire fonctionner le moteur à combustion interne sans risque de dommages, même lorsque le circuit d'agent de refroidissement secondaire, en raison de pertes d'agent de refroidissement, ne fonctionne déjà plus qu'avec une capacité réduite ou est déjà totalement hors d'usage. Si conformément à un développement de l'installation de refroidisse- ment conforme à l'invention, le second niveau d'agent de refroidissement se situe en dessous d'un niveau limite qui, pour la détection d'une fuite d'agent de refroidissement, est surveillé par des moyens de surveillance, qui génèrent un signal d'alarme lorsque le niveau d'agent de refroidissement atteint le niveau limite, il est possible de garantir que le déficit en agent de refroidissement soit détecté à un moment o les circuits d'agent de refroidissement fonctionnent encore de manière correcte, de sorte qu'il est ainsi possible d'éviter des dommages résultant des pertes d'agent de refroidissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le raccord primaire débouche dans le réservoir de compensation à l'endroit situé le plus bas sur le plan hydrostatique. D'après une configuration de l'invention, le circuit d'agent de refroidis- sement secondaire peut servir au refroidissement de l'air d'admission. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le raccord secon- daire est formé par un embout tubulaire, qui fait saillie à l'intérieur du réservoir de compensation en étant issu du fond de celui-ci. D'après un mode de réalisation de l'invention, on peut prévoir plusieurs circuits d'agent de refroidissement secondaires dont le raccord secondaire ou les raccords secondaires débouchent dans le réservoir de compensation au second niveau d'agent de refroidissement ou jusqu'au second niveau d'agent de refroidissement à des niveaux d'agent de refroidissement étagés du haut vers le bas conformément à leur importance pour la sécurité du fonctionnement du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages importants de l'installation de refroidissement conforme à l'invention résultent du dessin annexé ainsi que de la description associée de la figure de ce dessin. Il est évident que les caractéristiques citées précédemment et qui vont être explicitées davantage dans la suite, ne sont pas uniquement valables selon les combinaisons indiquées, mais également selon d'autres combinai- sons ou prises individuellement, sans sortir du cadre de la présente invention. Un exemple de réalisation préféré de l'invention est représenté sur le dessin et va être explicité plus en détail dans la description qui va suivre. La figure 1 unique montre une représentation de principe schématique pour un agencement de l'installation de refroidissement conforme à l'invention. Les conduites transportant de l'agent de refroidissement sont repré- sentées par des lignes doubles sur la figure 1, tandis que des conduites transportant du gaz sont représentées par des lignes simples. Conformément à la figure 1, I'installation de refroidissement 1 conforme à l'invention, comprend un circuit d'agent de refroidissement primaire 2 ainsi qu'un circuit d'agent de refroidissement secondaire 3. Le circuit d'agent de refroidissement primaire 2 sert au refroidissement d'un moteur à combustion interne 5 et comprend un échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 4 alimenté en air. L'alimentation en air de l'échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 4 est symbolisé par une flèche 6. Une pompe d'agent de refroidissement 7 véhicule de l'agent de refroidissement ayant été refroidi, de l'échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 4 au moteur à combustion interne 5. L'agent de refroidisse- ment échauffé sort du moteur à combustion interne 5 et est transféré à l'échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 4. Le circuit d'agent de refroidissement primaire 2 communique avec un réservoir de compensation 9, par l'intermédiaire d'une conduite de raccorde- ment primaire 8. En outre, il est prévu une conduite de purge 10 qui met en communication un endroit approprié du circuit d'agent de refroidissement primaire 2 avec le réservoir de compensation 9. Le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 sert au refroidisse- ment d'air d'admission, qui est amené au moteur à combustion interne pour la combustion. L'amenée de l'air d'admission refroidi s'effectue ici par l'intermédiaire d'un tronçon, désigné par le repère 11, d'une conduite d'alimentation en air d'admission. Le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 renferme un échangeur de chaleur air/agent de refroidisse- ment 12 alimenté en air. L'alimentation en air est ici également symbolisée par une flèche 6. Une pompe d'agent de refroidissement 13 véhicule de l'agent de refroidissement refroidi de l'échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 12 à un échangeur de chaleur agent de refroidissement/air d'admission 14. L'agent de refroidissement échauffé sort de l'échangeur de chaleur agent de refroidissement/air d'admission 14 et est recyclé vers l'échangeur de chaleur air/agent de refroidissement 12. L'échangeur de chaleur agent de refroidissement/air d'admission 14 est alimenté par un turbocompresseur d'échappement 16, en air d'admis- sion qui a été échauffé par la compression dans le turbocompresseur d'échappement 16. Un tronçon de l'alimentation en air d'admission amenant l'air d'admission échauffé du turbocompresseur d'échappement 16 à l'échangeur de chaleur agent de refroidissement/air d'admission 14, est ici désigné par le repère 15. Dans le mode de réalisation représenté, le turbocompresseur d'échappement 16 est entraîné par les gaz d'échappe- ment du moteur à combustion interne 5, ce qui est symbolisé par une conduite de gaz d'échappement 17. Les gaz d'échappement détendus dans le turbocompresseur d'échappement 16 sont envoyés, par l'intermédiaire d'une conduite 18, à un système de dépollution des gaz d'échappement. L'air prévu pour la combustion dans le moteur à combustion interne 5 est prélevé dans l'environnement par le turbocompresseur d'échappement 16, par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration 19. Le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 communique, par l'intermédiaire d'une conduite de raccordement secondaire 20, avec le réservoir de compensation 9. Pour le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 est également prévue une conduite de purge 21, qui met en communication un endroit approprié du circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 avec le réservoir de compensation 9. Le réservoir de compensation 9 sert ainsi pour les deux circuits d'agent de refroidissement 2 et 3, à compenser des variations de volume d'agent de refroidissement, qui sont par exemple à mettre sur le compte d'effets de dilatation thermique. En outre, la purge des deux circuits d'agent de refroidissement 2 et 3 s'effectue également par le réservoir de compensa- tion 9 commun. De plus, le réservoir de compensation 9 commun permet un remplissage simultané de l'agent de refroidissement pour les deux circuits d'agent de refroidissement 2 et 3, par l'intermédiaire d'une tubulure de remplissage 22 du réservoir de compensation 9. Conformément à l'invention, un raccord primaire 23, par lequel la conduite de raccordement primaire 8 et raccordée au réservoir de compensation 9, débouche à un premier niveau d'agent de refroidissement 24 dans le réservoir de compensation 9. À l'inverse, un raccord secondaire , par lequel la conduite de raccordement secondaire 20 est raccordée au réservoir de compensation 9, débouche à un second niveau d'agent de refroidissement 26, dans le réservoir de compensation 9. Conformément à l'invention, le second niveau d'agent de refroidissement 26 se situe plus haut sur le plan hydrostatique, que le premier niveau d'agent de refroidissement 24. Tandis que le premier niveau d'agent de refroidissement 24 représente le niveau minimal possible de liquide dans le récipient de compensation 9, à savoir un réservoir de compensation 9 totalement vide, le second niveau d'agent de refroidissement 26 correspond à un niveau d'agent de refroidis- sement mettant à disposition encore suffisamment d'agent de refroidisse- ment dans le réservoir de compensation 9, pour faire fonctionner correcte- ment le circuit d'agent de refroidissement primaire 2 pour le refroidissement du moteur à combustion interne 5. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple sur la figure 1, le raccord primaire 23 est raccordé à un fond 32 du réservoir de compen- sation 9, de sorte que l'embouchure du raccord primaire 23 arrive sensiblement au ras du fond 32, le premier niveau d'agent de refroidisse- ment 24 correspondant ainsi au niveau du fond. À l'inverse, le raccord secondaire 25 est réalisé sous la forme d'un embout tubulaire, qui traverse le fond 32 et, en étant issu de celui-ci, fait saillie vers le haut, à l'intérieur du réservoir de compensation 9, jusqu'au second niveau d'agent de refroidissement 26. Au-dessus du second niveau d'agent de refroidissement 26, dans le récipient de compensation 9, est défini un niveau limite 27 qui représente le niveau de remplissage minimal pour l'agent de refroidissement, pour lequel il est encore possible de garantir un fonctionnement correct de tous les circuits d'agent de refroidissement 2 et 3. L'installation de refroidissement 1 conforme à l'invention comporte de préférence des moyens de surveillance, par exemple un détecteur 28, permettant de surveiller le niveau de remplissage, à savoir le niveau d'agent de refroidissement dans le réservoir de compensation 9, en vue de générer, lorsque l'on atteint le niveau limite 27, un signal d'alarme approprié, qui est fourni, par une ligne de signal 29, par exemple à une commande de moteur non représentée. Au-dessus du niveau limite 27, est représenté un niveau d'agent de refroidissement 30, que peut prendre l'agent de refroidissement pour un fonctionnement normal et correct des circuits d'agent de refroidissement 2 et 3. Au-dessus de ce niveau d'agent de refroidissement normal 30, on définit dans le réservoir de compensation 9, un niveau maximal 31, qui repré- sente le niveau de remplissage maximal pour l'agent de refroidissement. Lorsque dans l'installation de refroidissement 1 apparaissent des pertes d'agent de refroidissement, notamment lorsque le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 présente une fuite, I'agent de refroidissement qui s'échappe est remplacé de manière correspondante par de l'agent de refroidissement du réservoir de compensation 9, entraînant un abaissement progressif du niveau d'agent de refroidissement dans le réservoir de compensation 9. Grâce à la disposition conforme à l'invention des embouchures des circuits d'agent de refroidissement 2 et 3 dans le réservoir de compensation 9, à des niveaux d'agent de refroidissement 24 et 26 différents, un écoulement d'agent de refroidissement du réservoir de compensation 9 dans le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 est interrompu ou terminé dès que le niveau d'agent de refroidissement dans le réservoir de compensation 9 atteint le second niveau d'agent de refroidissement 26. Dans le cas o l'on est en présence d'une fuite dans le circuit d'agent de refroidissement secondaire 3, il n'est alors plus possible de garantir un mode de fonctionnement correct du circuit d'agent de refroidissement secondaire 3, ce qui toutefois ne constitue tout d'abord pas un risque direct pour le moteur à combustion interne 5. Dans le cas présent, l'air d'admission ne peut alors plus être refroidi, ce qui toutefois n'entraîne qu'une dégradation du rendement du moteur à combustion interne. Le circuit d'agent de refroidissement primaire 2 reste toutefois totalement apte à fonctionner de manière correcte, même lorsque le niveau d'agent de refroidissement a atteint le second niveau d'agent de refroidissement 26, de sorte que l'on peut exclure une surchauffe du moteur à combustion interne 5. Grâce au découplage du circuit d'agent de refroidissement secondaire 3 du réservoir de compensation 9, à partir du second niveau d'agent de refroidissement 26, le volume d'agent de refroidissement restant encore dans le réservoir de compensation 9, peut être utilisé exclusivement à desservir le circuit d'agent de refroidissement primaire 2, ce qui permet d'assurer encore relativement longtemps un refroidissement suffisant du5 moteur à combustion interne 5, pour préserver ainsi le moteur à combustion interne 5 le plus longtemps possible d'une surchauffe. R E V E N D I C A T I ON S 1. Installation de refroidissement pour un moteur à combustion interne (5) d'un véhicule automobile, comprenant un circuit d'agent de refroidisse- ment primaire (2) pour le refroidissement du moteur à combustion interne (5), et au moins un circuit d'agent de refroidissement secondaire (3) pour le refroidissement d'un fluide ou d'une unité du véhicule automobile, un réservoir de compensation (9) commun étant prévu pour les circuits d'agent de refroidissement (2 et 3), et servant à compenser des variations de volume d'agent de refroidissement dans les circuits d'agent de refroidisse- ment (2 et 3), et notamment à purger les circuits d'agent de refroidisse- ment (2 et 3), caractérisée en ce que le circuit d'agent de refroidissement primaire (2) est raccordé par un raccord primaire (23) au réservoir de compensation (9) et débouche dans le réservoir de compensation (9) à un premier niveau d'agent de refroidissement (24), et en ce que le circuit d'agent de refroidissement secondaire (3) est raccordé par un raccord secondaire (25), distinct, au réservoir de compensation (9) et débouche dans le réservoir de compensation (9) à un second niveau d'agent de refroidissement (26), le second niveau d'agent de refroidissement (26) étant situé plus haut que le premier niveau d'agent de refroidissement (24). 2. Installation de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second niveau d'agent de refroidissement (26) est situé au moins si haut qu'un niveau minimal nécessaire pour conserver un refroidis- sement correct du moteur à combustion interne. 3. Installation de refroidissement selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le second niveau d'agent de refroidissement (26) se situe en dessous d'un niveau limite (27) qui, pour la détection d'une fuite d'agent de refroidissement, est surveillé par des moyens de surveillance (28), ces moyens de surveillance (28) générant un signal d'alarme lorsque le niveau d'agent de refroidissement atteint le niveau limite (27). 4. Installation de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le raccord primaire (23) débouche dans le réservoir de compensation (29) à l'endroit situé le plus bas sur le plan hydrostatique. 5. Installation de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le circuit d'agent de refroidissement secondaire (3) sert au refroidissement de l'air d'admission. 6. Installation de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le raccord secondaire (25) est formé par un embout tubulaire, qui fait saillie à l'intérieur du réservoir de compensation (9) en étant issu du fond de celui-ci. 7. Installation de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que sont prévus plusieurs circuits d'agent de refroidisse- ment secondaires (3) dont le raccord secondaire (25) ou les raccords secondaires (25) débouchent dans le réservoir de compensation (9) au second niveau d'agent de refroidissement (26), ou jusqu'au second niveau d'agent de refroidissement à des niveaux d'agent de refroidissement étagés du haut vers le bas conformément à leur importance pour la sécurité du fonctionnement du véhicule.