Brevet FR2856426A1 — publié le 20041224

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des véhicules à moteur thermique, plus particulièrement le refroidissement de ces derniers, et a pour objet un circuit de refroidissement d'un tel moteur. Compte tenu des nécessités requises et des optimisations 5 souhaitées en termes de refroidissement des moteurs à combustion interne, différentes structures de circuit de refroidissement pour de tels moteurs ont déjà été proposées. Une structure connue, à la fois simple et efficiente, correspond à un circuit constitué de portions de circuit de refroidissement à flux séparés 10 intégrées aux ensembles de culasses et de cylindres formant le moteur, ledit circuit comprenant en outre, d'une part, au moins deux boucles de recirculation ou de réinjection montées en parallèle sur les deux portions de circuit intégrées précitées dont l'une au moins intègre un aérotherme ou un échangeur thermique analogue, d'autre part, une pompe de circulation dont 15 l'entrée est reliée aux sorties des boucles de recirculation et dont la sortie est reliée fluidiquement aux entrées des portions de circuit intégrées précitées et, enfin, une unité ou un arrangement de vanne multivoie (ci-après également vanne multivoie), dont l'entrée ou les entrées sont reliées fluidiquement aux sorties des portions de circuit intégrées précitées et dont 20 au moins certaines des sorties sont reliées aux entrées des boucles de recirculation, la position fonctionnelle ou l'état de ladite vanne multivoie étant fonction de la température du liquide de refroidissement. Un tel circuit permet de refroidir indépendamment les culasses et les cylindres. Toutefois, il existe un besoin pour un refroidissement plus flexible encore et en particulier mieux adapté aux conditions et modes de fonctionnement du moteur concerné, et permettant éventuellement de forcer des refroidissements différents au niveau des culasses et des cylindres. A cet effet, l'invention a pour objet un circuit du type précité, 30 caractérisé en ce qu'il comprend également au moins un organe de régulation du débit ou de la perte de charge dans l'une au moins des deux portions intégrées de circuit de refroidissement, en ce que ledit au moins un organe de régulation est monté dans un segment de ligne de circulation s'étendant entre la pompe et les entrées desdites portions intégrées et en ce que ledit au moins un organe de régulation est du type vanne à deux voies à régulations opposées, un circuit de recirculation en dérivation reliant la sortie de l'une desdites voies de l'organe à l'entrée de la pompe. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci5 après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma fluidique d'un circuit de refroidissement selon un mode de réalisation de l'invention, et, la figure 2 est un schéma fluidique symbolique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. Comme le montrent les figures des dessins annexés, le moteur 2 comprend essentiellement un ensemble de culasses (ou bloc culasses) 3 et un ensemble de cylindres (ou bloc cylindres) 4, ces ensembles étant 15 pourvus de portions intégrées respectives de circuit de refroidissement 5 et 5' à flux séparés, la portion de circuit 5' alimentant également en dérivation un échangeur eau/huile (ou modine) 5". Le circuit de refroidissement 1 comprend en plus des deux portions intégrées 5, 5' précitées, également, d'une part, au moins deux 20 boucles de recirculation ou de réinjection 6 et 7 montées en parallèle sur les deux portions de circuit intégrées 5 et 5' précitées dont l'une au moins intègre un aérotherme 6' ou un échangeur thermique analogue, d'autre part, une pompe de circulation 8 dont l'entrée est reliée aux sorties des boucles de recirculation et dont la sortie est reliée fluidiquement aux entrées des 25 portions de circuit intégrées précitées et, enfin, une unité ou un arrangement de vanne multivoie 9 (ou vanne multivoie), dont l'entrée ou les entrées est (sont) reliée(s) fluidiquement aux sorties des portions de circuit intégrées précitées et dont au moins certaines des sorties sont reliées aux entrées des boucles de recirculation 6 et 7, la position fonctionnelle ou l'état de ladite 30 vanne multivoie 9 étant fonction de la température du liquide de refroidissement. Conformément à l'invention, il est en outre prévu au moins un organe 10 de régulation du débit ou de la perte de charge dans l'une au moins des deux portions intégrées 5 et 5' de circuit de refroidissement, 35 préférentiellement monté entre la pompe de circulation 8 et l'unité ou l'arrangement de vanne multivoie 9. L'organe ou les organes de régulation 10 additionnel(s) permet(tent) ainsi de contrôler le flux de liquide de refroidissement traversant les deux ou l'un des deux ensembles 3 et 4, ce en fonction d'un ou de plusieurs paramètre(s), de manière automatique ou semi-automatique, en 5 prévoyant une sécurité intégrée évitant la surchauffe desdits ensembles 3 et 4 (circulation maximale en cas de défaut de commande). En particulier, le régime moteur, la température du fluide de refroidissement, la température de l'un ou des deux ensembles 3 et 4 et le fonctionnement en phase de démarrage pourront, par exemple, constituer de 10 tels paramètres de régulation. Il en est de même du maintien d'une différence de température fixe ou évolutive entre les ensembles 3 et 4. Selon l'invention et comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, ledit au moins un organe de régulation 10 est monté dans un segment de ligne de circulation s'étendant entre la pompe 8 et les entrées 15 des portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5'. Comme le montre la figure 1, et conformément à un premier mode de réalisation, un organe de régulation 10 est monté dans un segment de ligne commun d'alimentation 14 reliant fluidiquement la sortie de la pompe 8 aux deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5', 20 ledit organe de régulation 10 étant du type vanne à deux voies à régulations opposées et un circuit 15 de recirculation en dérivation, comprenant préférentiellement une restriction 15', reliant la sortie de l'une desdites voies de l'organe 10 à l'entrée de la pompe 8. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 25 représenté schématiquement à la figure 2 des dessins annexés, le circuit de refroidissement 1 peut comporter deux organes de régulation 10 dont un premier est monté dans un segment de ligne de circulation 13 ou 14 en aval des deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5' et dont un second est monté dans un segment de ligne de circulation 1 1 ou 12 en 30 amont des deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5'. Le second organe de régulation 10 peut être monté au niveau d'un segment de ligne d'évacuation 1l 1 reliant, directement ou indirectement, la sortie de la portion intégrée de circuit de refroidissement 5' de l'ensemble des cylindres ou bloc cylindres 4 à la vanne multivoie 9, les flux de sortie 35 des deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5' étant préférentiellement mélangés en un flux unique, dans un segment de ligne intermédiaire commun 12, avant leur arrivée au niveau de l'entrée de ladite vanne multivoie 9. Le second organe de régulation 10 peut, en variante, être monté au niveau d'un segment de ligne intermédiaire commun 12 recevant les flux 5 de sortie des deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5' et débouchant au niveau de l'entrée de la vanne multivoie 9. Le choix de l'une des variantes de réalisation mentionnées cidessus pour la régulation du ou des flux de liquide traversant le moteur 2 dépendra de la nature, de la précision et de la complexité du contrôle de 10 température souhaité. Préférentiellement, ledit au moins un organe de régulation 10 est choisi dans le groupe formé par les vannes tout ou rien, les vannes à commande proportionnelle et les vannes thermostatées, ledit ou lesdits organes 10 de régulation présentant éventuellement une fuite en position 15 fermée. De plus, la pompe de circulation 8 est avantageusement choisie dans le groupe formé par les pompes à entraînement par moteur électrique et les pompes à entraînement mécanique, à partir du moteur du véhicule concerné, l'entraînement s'effectuant éventuellement par l'intermédiaire d'un 20 mécanisme de transmission débrayable. De manière au moins en partie connue, l'unité ou l'arrangement de vanne multivoie 9 situé(e) en aval des portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5' et, le cas échéant, en aval d'un éventuel organe de régulation 10 monté en aval desdites portions intégrées 5 et 5' précitées, 25 comporte au moins une voie régulée en débit, préférentiellement au moins deux voies régulées en opposition, cette régulation s'effectuant en fonction du signal de mesure fourni par un capteur 9' relevant en continu la température des flux mélangés de liquide de refroidissement issus des deux portions intégrées de circuit de refroidissement 5 et 5', ou en fonction de 30 l'action mécanique d'un élément irrigué par lesdits flux mélangés. De plus, la sortie ou l'entrée de la voie régulée ou de chacune des deux voies de cet arrangement ou de cette unité 9 est reliée à l'entrée ou à la sortie de l'une ou de chacune desdites au moins deux boucles de recirculation 6 et 7, l'une de ces dernières traversant le radiateur 6' du véhicule concerné et l'autre 35 consistant en une simple portion de ligne de réinjection. Comme le montrent également les figures des dessins annexés, l'unité de vanne 9 d'un seul tenant, ou l'arrangement de vanne multivoie en plusieurs éléments associés, comprendra en outre le cas échéant une voie supplémentaire non régulée dont la sortie ou l'entrée est reliée à l'entrée ou à la sortie d'un circuit de dérivation 16 traversant un second aérotherme 16', correspondant à un échangeur faisant partie d'un circuit de chauffage intérieur du véhicule concerné. En variante supplémentaire, la troisième voie pourra éventuellement également être régulée au moyen d'un organe correspondant de la vanne multivoie 9. Ainsi, la vanne multivoie 9 thermostatée pourra être du type 10 simple effet (régulation d'une seule voie), double effet (régulation de deux voies, par exemple de manière liée) ou triple effet (régulation des trois voies de sortie ou d'entrée de ladite vanne). L'élément irrigué par les flux des portions de circuit intégrées 5 et 5' ou des circuits ou boucles 6, 7 et/ou 16 pourra par exemple consister en 15 une cartouche de cire qui se rétracte ou se dilate en fonction des variations de température desdits flux mélangés. Cette vanne multivoie 9 pourra être montée soit à l'entrée des deux boucles de recirculation 6 et 7, c'est-à-dire à proximité de la sortie des portions de circuit intégrées 5 et 5' (figures 1 et 2), soit à la sortie desdites 20 boucles de recirculation, c'est-à-dire à proximité de l'entrée de la pompe de recirculation 8. Dans ce dernier cas également, une, deux ou trois voies peuvent être régulées en débit, en fonction du contrôle souhaité. En outre, ladite vanne multivoie 9 pourra consister soit en une 25 unité d'un seul tenant (figures 1 et 2), soit en un arrangement fonctionnel de plusieurs éléments distincts, tel qu'une vanne thermostatée simple effet et une dérivation multibranche. Les figures font également apparaître un circuit de dégazage et de mise en charge de la pompe 8 comprenant notamment un réservoir 17 et 30 des lignes de connexion fluidique correspondantes. Conformément à une réalisation pratique avantageuse, au moins certains des composants dudit circuit 1, non intégrés aux ensembles de culasses et de cylindres 3 et 4, à savoir au moins la pompe 8, ledit au moins un organe de régulation 10 et certain(e)s des portions de ligne, 35 boucles ou circuits 6, 7 et 11 à 16, ainsi qu'éventuellement la vanne multivole 9, font partie d'un module en matériau thermoplastique obtenu par assemblage, par exemple par soudage par vibration, de plusieurs parties venues de moulage par injection. Un tel module est notamment connu de la demande de brevet français n 0208861 du 12 juillet 2002 au nom de la demanderesse. Par ailleurs, la régulation des flux et la commande du ou des organes 10, de la vanne 9 et de la pompe 8 pourront être réalisées, le cas échéant, par une unité centrale de pilotage connue. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications 10 restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - 7 REVENDICATIONS 1. Circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne principalement constitué d'un ensemble de culasses et d'un ensemble de cylindres, lesdits ensembles étant pourvus de portions intégrées de circuit de refroidissement, à flux séparés, ledit circuit comprenant en outre, d'une 5 part, au moins deux boucles de recirculation ou de réinjection montées en parallèle sur les deux portions de circuit intégrées précitées dont l'une au moins intègre un aérotherme ou un échangeur thermique analogue, d'autre part, une pompe de circulation dont l'entrée est reliée aux sorties des boucles de recirculation et dont la sortie est reliée fluidiquement aux entrées 10 des portions de circuit intégrées précitées et, enfin, par un arrangement de vanne multivoie ou une unité de vanne multivoie, dont l'entrée ou les entrées est (sont) reliée(s) fluidiquement aux sorties des portions de circuit intégrées précitées et dont au moins certaines des sorties sont reliées aux entrées des boucles de recirculation, la position fonctionnelle ou l'état de 15 ladite vanne multivoie étant fonction de la température du liquide de refroidissement, circuit caractérisé en ce qu'il comprend également au moins un organe (10) de régulation du débit ou de la perte de charge dans l'une au moins des deux portions intégrées (5 et 5') de circuit de refroidissement, en ce que ledit au moins un organe de régulation (10) est 20 monté dans un segment de ligne de circulation s'étendant entre la pompe (8) et les entrées desdites portions intégrées (5 et 5') et en ce que ledit au moins un organe de régulation (10) est du type vanne à deux voies à régulations opposées, un circuit (15) de recirculation en dérivation reliant la sortie de l'une desdites voies de l'organe (10) à l'entrée de la pompe (8). 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (15) de recirculation en dérivation comprend une restriction (15'). 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un organe de régulation (10) est monté dans un segment de ligne d'alimentation (13) reliant la pompe (8) à l'entrée de la portion intégrée de 30 circuit de refroidissement (5') de l'ensemble de cylindres (4). 4. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un organe de régulation (10) est monté dans un segment de ligne commun d'alimentation (14) reliant fluidiquement la sortie de la pompe (8) aux deux - 8 portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5'). 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux organes de régulation (10) dont un premier est monté dans un segment de ligne de circulation (13 ou 14) en 5 aval des deux portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5') et dont un second est monté dans un segment de ligne de circulation (11 ou 12) en amont des deux portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5'). 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le 10 second organe de régulation (10) est monté au niveau d'un segment de ligne d'évacuation (11) reliant, directement ou indirectement, la sortie de la portion intégrée de circuit de refroidissement (5') de l'ensemble des cylindres ou bloc cylindres (4) à la vanne multivoie (9), les flux de sortie des deux portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5') étant 15 préférentiellement mélangés en un flux unique, dans un segment de ligne intermédiaire commun (12), avant leur arrivée au niveau de l'entrée de ladite vanne multivoie (9). 7. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second organe de régulation (10) est monté au niveau d'un segment de ligne 20 intermédiaire commun (12) recevant les flux de sortie des deux portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5') et débouchant au niveau de l'entrée de la vanne multivoie (9). 8. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit au moins un organe de régulation (10) est choisi 25 dans le groupe formé par les vannes tout ou rien, les vannes à commande proportionnelle et les vannes thermostatées, ledit ou lesdits organes (10) de régulation présentant éventuellement une fuite en position fermée. 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pompe de circulation (8) est choisie dans le groupe 30 formé par les pompes à entraînement par moteur électrique et les pompes à entraînement mécanique, à partir du moteur du véhicule concerné, l'entraînement s'effectuant éventuellement par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission débrayable. 10. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 35 caractérisé en ce que l'unité ou l'arrangement de vanne multivoie (9) situé(e) en aval des portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5') et, le cas échéant, en aval d'un éventuel organe de régulation (10) monté en aval desdites portions intégrées (5 et 5') précitées, comporte au moins une voie régulée en débit, préférentiellement au moins deux voies régulées en opposition, cette régulation s'effectuant en fonction du signal de mesure fourni par un capteur (9') relevant en continu la température des flux 5 mélangés de liquide de refroidissement issus des deux portions intégrées de circuit de refroidissement (5 et 5'), ou en fonction de l'action mécanique d'un élément irrigué par lesdits flux mélangés, et en ce que la sortie ou l'entrée de la voie régulée ou de chacune des deux voies de cet arrangement ou de cette unité (9) est reliée à l'entrée ou à la sortie de l'une ou de chacune 10 desdites au moins deux boucles de recirculation (6 et 7), l'une de ces dernières traversant le radiateur (6') du véhicule concerné et l'autre consistant en une simple portion de ligne de réinjection. 11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'unité de vanne multivoie (9) d'un seul tenant, ou l'arrangement de vanne 15 multivoie (9) en plusieurs éléments associés, comprend une voie supplémentaire non régulée dont la sortie ou l'entrée est reliée à l'entrée ou à la sortie d'un circuit de dérivation (16) traversant un second aérotherme (16'), correspondant à un échangeur faisant partie d'un circuit de chauffage intérieur du véhicule concerné. 12. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins certains des composants dudit circuit (1), non intégrés aux ensembles de culasses et de cylindres (3 et 4), à savoir au moins la pompe (8), ledit au moins un organe de régulation (10) et certain(e)s des portions de ligne, boucles ou circuits (6, 7 et 11 à 16), font 25 partie d'un module en matériau thermoplastique obtenu par assemblage, par exemple par soudage par vibration, de plusieurs parties venues de moulage par injection.