Brevet FR2890430A1 — publié le 20070309

La présente invention concerne un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses d'un véhicule. Elle concerne plus particulièrement un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses automatique d'un véhicule automobile, comportant un refroidisseur constitué par un échangeur d'huile utilisant le liquide de refroidissement du moteur à combustion interne de ce véhicule. Un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses io automatique doit garantir un niveau acceptable de température de l'huile de transmission, indispensable pour un bon fonctionnement de la transmission et pour assurer la durabilité de la boîte de vitesses. Un tel circuit de refroidissement comprend en général: - un dispositif thermostatique qui contrôle et commande la circulation du liquide de refroidissement en sortie du moteur du véhicule, et qui comprend une entrée, une première et une deuxième sorties, l'entrée communiquant avec la sortie du moteur; - un radiateur qui est apte à refroidir le liquide de refroidissement et qui 20 comprend une entrée et une sortie, l'entrée communiquant avec la première sortie du dispositif thermostatique; - un collecteur de liquide de refroidissement qui comporte une sortie, une première et une deuxième entrées, la première entrée communiquant avec la sortie du radiateur et la deuxième entrée communiquant avec la deuxième sortie du dispositif thermostatique; - une pompe à liquide qui comprend une entrée et une sortie, l'entrée communiquant avec la sortie du collecteur et la sortie communiquant avec l'entrée du moteur; - un échangeur d'huile utilisant le liquide de refroidissement du moteur pour 30 refroidir l'huile de la boîte de vitesses; et - un aérotherme disposé directement en sortie du moteur et destiné à réchauffer l'air de l'habitacle du véhicule par échange de chaleur air - liquide. Le dispositif thermostatique contrôle la circulation du liquide de refroidissement en sortie du moteur entre d'une part le radiateur et d'autre part le collecteur, afin de réguler la température du liquide dans une plage qui correspond à un bon fonctionnement du moteur. Ce dispositif comprend un capteur de température, en sortie du moteur, qui commande la position d'une io vanne thermostatique disposée entre l'entrée du radiateur et une entrée du collecteur. En situation de haute température, par exemple à haut régime moteur, la vanne thermostatique est ouverte et le liquide de refroidissement est aiguillé dans le radiateur. En situation de basse température, par exemple à bas régime moteur, la vanne thermostatique est fermée et le liquide de refroidissement passe directement dans le collecteur, sans passer par le radiateur. L'alimentation en liquide de refroidissement de l'échangeur d'huile doit fournir du liquide de refroidissement le plus froid possible dans toutes les conditions de vie, en particulier dans les situations de basse et haute température en sortie du moteur. Pour alimenter en liquide de refroidissement l'échangeur d'huile, il est connu un premier circuit dans lequel l'échangeur d'huile est disposé en parallèle avec le radiateur de ce véhicule. L'échangeur d'huile est ainsi disposé en série avec l'aérotherme et est alimenté avec du liquide de refroidissement pris directement en sortie du moteur. Ainsi, en situation de basse température, le liquide de refroidissement en sortie du moteur est suffisamment froid pour assurer le refroidissement de l'échangeur d'huile de la boîte de vitesses automatique. Néanmoins, en situation de haute température, le liquide de refroidissement est trop chaud en sortie du moteur pour garantir un niveau acceptable de température de l'huile de transmission. Dans un deuxième circuit, l'échangeur d'huile est alimenté par une dérivation en sortie du radiateur, de part et d'autre d'un dispositif de calibrage disposé soit sur une conduite reliant la sortie du radiateur au collecteur soit sur une conduite reliant directement la sortie du radiateur à une entrée de la pompe à liquide. i0 Ce circuit de refroidissement assure une alimentation en liquide de refroidissement suffisamment froid en situation de haute température. En effet, lorsque la vanne thermostatique est ouverte, l'échangeur d'huile est alimenté par du liquide de refroidissement sortant du radiateur donc refroidi. Mais en situation de basse température, le radiateur n'est plus alimenté en liquide de refroidissement, la vanne thermostatique étant fermée. Ainsi, l'échangeur d'huile n'est également plus alimenté en liquide de refroidissement et risque de surchauffer. Ces circuits de refroidissement présentent tous l'inconvénient de ne pas assurer efficacement le refroidissement de l'échangeur d'huile dans toutes les conditions de vie, en particulier dans les situations de basse et haute température en sortie du moteur. La présente invention a notamment pour but de proposer un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses automatique d'un véhicule équipé d'un moteur et destiné à répondre à toutes les conditions de vie de ce véhicule, permettant de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cet effet, elle propose un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses, notamment d'une boîte de vitesses automatique, d'un véhicule équipé d'un moteur et comportant: - une conduite de refroidissement du moteur qui est disposée à l'intérieur dudit moteur et qui comprend une entrée et une sortie; - un dispositif thermostatique qui contrôle et commande la circulation du liquide de refroidissement en sortie de la conduite de refroidissement du moteur et qui comprend des première et deuxième sorties, une première sortie communiquant avec l'entrée de la conduite de refroidissement du io moteur; - un radiateur qui est apte à refroidir le liquide de refroidissement et qui comprend une entrée et une sortie, l'entrée communiquant avec la deuxième sortie du dispositif thermostatique et la sortie communiquant avec l'entrée de la conduite de refroidissement du moteur; et - un échangeur de chaleur utilisant le liquide de refroidissement du moteur pour refroidir l'huile de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est branché en aval de la première sortie du dispositif thermostatique et de la sortie du radiateur. Selon une caractéristique, le circuit comporte une conduite de collecte, disposée en aval de la première sortie du dispositif thermostatique et de la sortie du radiateur, sur laquelle s'effectue le branchement en parallèle de l'échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique, un dispositif de calibrage est disposé en série sur la conduite de collecte, et en ce que l'échangeur de chaleur comporte une entrée et une sortie branchées de part et d'autre du dispositif de calibrage qui est apte à d'optimiser le rapport entre le débit de liquide de refroidissement dans l'échangeur d'huile et la perte de charge due au branchement sur la conduite de collecte. Dans une réalisation particulière, le dispositif de calibrage est constitué d'un manchon dans lequel sont disposés un clapet et un moyen élastique coopérant avec le clapet. Avantageusement, le moyen élastique est en appui contre la paroi interne du manchon où est aménagé un orifice de sortie du dispositif de calibrage, et en ce que le clapet est disposé entre le moyen élastique et un orifice d'entrée du dispositif de calibrage. io Dans un mode de réalisation particulier, le clapet est une bille et le moyen élastique est constitué d'au moins un ressort de compression D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en ceuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est un schéma du circuit de refroidissement, selon l'invention, en situation de basse température en sortie du moteur; - la figure 2 est un schéma du circuit de refroidissement, selon l'invention, en situation de haute température en sortie du moteur; - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale du dispositif de calibrage, en situation de bas régime moteur; et - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3, en situation de haut régime moteur. Comme illustré aux figures 1 et 2, le circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses automatique 2 comprend un échangeur d'huile 8, destiné à refroidir l'huile de ladite boîte de vitesses automatique 2 par échange de chaleur avec le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne 1. Le circuit de refroidissement comprend une conduite de refroidissement du moteur 1, qui est disposée à l'intérieur dudit moteur 1 pour faire circuler le liquide de refroidissement suffisamment refroidi pour maintenir le moteur 1 dans une gamme de température déterminée. Pour la suite de la description, l'entrée et respectivement la sortie du moteur 1 correspondent à l'entrée et respectivement la sortie de la conduite de refroidissement du moteur 1. Le liquide de refroidissement en sortie du moteur 1 est conduit vers une pompe à liquide 7 via deux circuits A et B. Le premier circuit A comporte une première conduite 10 qui dirige le liquide de refroidissement de la sortie du moteur 1 jusqu'à l'entrée d'un aérotherme 6, et une deuxième conduite 11 qui relie la sortie de l'aérotherme 6 à la première entrée d'une pompe à liquide 7. Le deuxième circuit B comprend: - Une conduite 12 reliant la sortie du moteur 1 à l'entrée d'un dispositif thermostatique 3; - Le dispositif thermostatique 3 comprenant deux sorties reliant respectivement l'entrée d'un radiateur 4, via une conduite 15, et une première entrée d'un collecteur 5, via une conduite 14. Ce dispositif 3 comprend une vanne thermostatique 13 qui peut prendre deux positions extrêmes, entre les deux sorties du dispositif thermostatique 3, en fonction de la température du liquide de refroidissement en sortie du moteur 1, ladite température étant mesurée par un capteur de température non représenté. - Le collecteur 5 qui est par exemple une conduite ou un boîtier et qui est disposé entre les sorties respectivement du dispositif thermostatique 3 et du radiateur 4 et une entrée de la pompe à liquide 7. A cet effet, le collecteur 5 comporte une deuxième entrée reliée à la sortie du radiateur 4 par une conduite de sortie 16 dudit radiateur 4. Le collecteur 5 est relié à la deuxième entrée de la pompe à liquide 7 via une conduite de collecte ou conduite de sortie 17. - Un dispositif de calibrage 9 qui est disposé en série sur la conduite de sortie 17 du collecteur 5. Le dispositif de calibrage 9 définit ainsi deux tronçons: le premier tronçon 18 relie la sortie du collecteur 5 à l'entrée du dispositif de calibrage 9 et le deuxième tronçon 19 relie le sortie du dispositif de calibrage 9 et la deuxième entrée de la pompe 7. En parallèle sur le circuit B, l'échangeur d'huile 8 est branché sur la io conduite de sortie 17 du collecteur 5 par deux branchements de part et d'autre du dispositif de calibrage 9: - le premier branchement est disposé sur le premier tronçon 18 et communique avec l'entrée de l'échangeur 8 via une conduite d'entrée 20; - le deuxième branchement est disposé sur le deuxième tronçon 19 et communique avec la sortie de l'échangeur 8 via une conduite de sortie 21. Le dispositif de calibrage 9 a pour fonction d'optimiser le rapport entre le débit de liquide de refroidissement dans l'échangeur d'huile 8 et la perte de 20 charge due à la dérivation dans la conduite de sortie 17 du collecteur 5. La figure 1 illustre la position fermée de la vanne thermostatique 13, lorsque la température est au-dessous d'une valeur minimale prédéterminée: la vanne thermostatique 13 occulte la sortie en communication avec l'entrée du radiateur 4, libérant ainsi le passage du liquide de refroidissement dans le collecteur 5 via une conduite 14. En effet, le moteur 1 est en situation de basse température et le liquide de refroidissement en sortie du moteur 1 ne nécessite pas un passage par le radiateur 4. La figure 2 illustre la position ouverte de la vanne thermostatique 13, lorsque la température est au-dessus d'une valeur maximale prédéterminée: la vanne thermostatique 13 occulte la sortie en communication avec le collecteur 5, permettant ainsi le passage du liquide de refroidissement dans le radiateur 4 via la conduite 15. En effet, le moteur 1 est en situation de haute température, le liquide de refroidissement en sortie du moteur 1 est donc très chaud et nécessite un refroidissement plus important. Quand la température en sortie du moteur 1 est située entre la valeur minimale prédéterminée et la valeur maximale prédéterminée, la vanne thermostatique 31 peut prendre des positions intermédiaires aux deux citées ci-dessus. Ainsi, le branchement en parallèle de l'échangeur d'huile 8 sur la conduite de sortie 17 du collecteur 5 est disposé en aval de la sortie du dispositif thermostatique 3 et de la sortie du radiateur 4 et permet d'alimenter l'échangeur d'huile 8 par du liquide de refroidissement délivré directement en sortie du moteur 1 en situation de basse température moteur (figure 1) et par du liquide de refroidissement en sortie du radiateur 4 (figure 2) en situation de haute température moteur. Ce circuit de refroidissement permet ainsi de répondre à toutes les conditions de vie du véhicule, en particulier les situations de haute et basse température en sortie du moteur 1. Les figures 3 et 4 illustrent un exemple de dispositif de calibrage 9 du 25 type diaphragme à clapet constitué d'un manchon 90, ouvert à ses deux extrémités, dans lequel sont disposés un clapet 91 et un moyen élastique 92. Dans l'exemple décrit, le moyen élastique 92 est constitué d'un ressort de compression hélicoïdal et le clapet 91 est une bille. Le ressort 92 est disposé en appui, par une de ses extrémités, contre la paroi interne du manchon 90 où est aménagée un orifice de sortie 94 du dispositif de calibrage 9 en communication avec le deuxième tronçon 19. Le ressort 92 est en appui, sur son autre extrémité, contre la bille 91. La bille 91 est disposée entre le ressort 92 et un orifice d'entrée 93 du dispositif de calibrage 9 en communication avec le premier tronçon 18. L'orifice d'entrée 93 est de forme circulaire avec un diamètre légèrement inférieur à celui de la bille 91. i0 En fonctionnement, le liquide de refroidissement qui sort du collecteur 5 dans le premier tronçon 18 exerce sur la bille 91 une force qui tend à la repousser à l'intérieur du manchon 90, libérant ainsi l'orifice d'entrée 93. Cette force est proportionnelle au débit de liquide de refroidissement dans le premier tronçon 18, lui-même proportionnel au régime du moteur 1. Le ressort 92 est ainsi compressé jusqu'à ce que l'ensemble bille 91 / ressort 92 soit en équilibre avec la force engendrée par le liquide de refroidissement. La perte de charge engendrée par le dispositif de calibrage 9 permet l'alimentation de l'échangeur d'huile 8. De plus, du fait de l'augmentation du passage de liquide de refroidissement dans le manchon 90 avec le débit dans le premier tronçon 18, le débit de liquide de refroidissement traversant le moteur 1 est toujours suffisant pour le refroidir. Le ressort 92 est taré en fonction du débit dans le premier tronçon 18, 25 venant du collecteur 5, et du débit dans la conduite d'entrée 20 de l'échangeur d'huile 8. Ainsi, comme illustré en figure 3, en situation de bas régime du moteur 1 et donc de faible débit de liquide de refroidissement dans le premier tronçon 18, le ressort 92 est taré pour plaquer la bille 91 contre l'orifice d'entrée 93 du dispositif de calibrage 9 et ainsi boucher ledit orifice d'entrée 93. io Par contre, comme illustré en figure 4, en situation de haut régime du moteur 1 et donc de haut débit de liquide de refroidissement dans le premier tronçon 18, le ressort 92 est compressé et la bille 91 libère l'orifice d'entrée 93 pour permettre la circulation du liquide de refroidissement dans le manchon 90 du dispositif de calibrage 9. Bien entendu l'exemple de mise en ceuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent io être apportés à selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres types de dispositif de calibrage peuvent être envisagés. Il REVENDICATIONS 1. Circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses (2), notamment d'une boîte de vitesses automatique, d'un véhicule équipé d'un moteur (1) et 5 comportant: - une conduite de refroidissement du moteur (1) qui est disposée à l'intérieur dudit moteur (1) et qui comprend une entrée et une sortie; - un dispositif thermostatique (3) qui contrôle et commande la circulation du liquide de refroidissement en sortie de la conduite de refroidissement io du moteur (1) et qui comprend des première et deuxième sorties, une première sortie communiquant avec l'entrée de la conduite de refroidissement du moteur (1) ; - un radiateur (4) qui est apte à refroidir le liquide de refroidissement et qui comprend une entrée et une sortie, l'entrée communiquant avec la deuxième sortie du dispositif thermostatique (3) et la sortie communiquant avec l'entrée de la conduite de refroidissement du moteur (1) ; et - un échangeur de chaleur (8) utilisant le liquide de refroidissement du moteur (1) pour refroidir l'huile de la boîte de vitesses (2), caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (8) est branché en aval de la 20 première sortie du dispositif thermostatique (3) et de la sortie du radiateur (4). 2. Circuit de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de collecte (17), disposée en aval de la première sortie du dispositif thermostatique (3) et de la sortie du radiateur (4), sur laquelle s'effectue le branchement en parallèle de l'échangeur de chaleur (8). 3. Circuit de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de calibrage (9) disposé en série sur la conduite de collecte (17), et en ce que l'échangeur de chaleur (8) comporte une entrée et une sortie branchées de part et d'autre du dispositif de calibrage (9) qui est apte à optimiser le rapport entre le débit de liquide de refroidissement dans l'échangeur d'huile (8) et la perte de charge due au branchement sur la conduite de collecte (17). 4. Circuit de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de calibrage (9) est constitué d'un manchon (90) dans lequel sont disposés un clapet (91) et un moyen élastique (92) coopérant avec le clapet (91). 5. Circuit de refroidissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen élastique (92) est en appui contre la paroi interne du manchon (90) où est aménagé un orifice de sortie (94) du dispositif de calibrage (9), et en ce que le clapet (91) est disposé entre le moyen élastique (92) et un orifice d'entrée (93) du dispositif de calibrage (9). 6. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendication 4 et 5, caractérisé en ce que le clapet (91) est une bille. 7. Circuit de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le moyen élastique (92) est constitué d'au moins un 20 ressort de compression. 8. Véhicule automobile comportant une boîte de vitesses automatique (2) équipée d'un circuit de refroidissement de l'huile selon l'une quelconque des revendications précédentes.