Brevet FR2905407A1 — publié le 20080307

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION DE LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT DANS UN MOTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] La présente invention concerne un dispositif de distribution de liquide de refroidissement sortant d'un moteur de véhicule automobile et un système de refroidissement d'un moteur comportant un tel dispositif. Plus précisément, l'invention concerne les dispositifs de distribution pour les systèmes dits à double refroidissement, notamment ceux permettant un refroidissement séparé du carter et de la culasse du moteur. [0002] Un moteur à combustion interne comporte habituellement un carter fermé par une culasse. Pour le bon fonctionnement du moteur, ces éléments doivent être refroidis. Pour ce faire, le moteur est muni d'un circuit de refroidissement dans lequel un fluide caloporteur est mis en circulation au moyen d'une pompe et qui, à son tour, est refroidi en traversant un radiateur. [0003] Pour autant, la température de fonctionnement d'un moteur est normalement bien supérieure à la température extérieure, en particulier par temps froid. Tout démarrage s'accompagne donc d'une phase de préchauffage pendant laquelle les performances ne sont pas optimales, en particulier pendant laquelle les émissions de polluants (hydrocarbures imbrûlés) sont en quantité beaucoup plus importantes qu'en régime nominal. [0004] Pour réduire ce temps de préchauffage, il est connu des systèmes dits à double refroidissement, souvent connus sous le terme anglo-saxon de split-cooling, dans lesquels le fluide caloporteur circule de façon indépendante dans la culasse et dans le carter, la circulation dans le carter n'étant établie qu'une fois la phase de préchauffage achevée. [0005] Tel est en particulier le cas selon la publication de brevet GB 2,245,703 qui décrit un dispositif de distribution d'un fluide de refroidissement pour un système à double refroidissement comportant en aval de la chambre de refroidissement de la culasse un thermostat principal et en aval de la chambre de refroidissement du carter 2905407 2 un thermostat auxiliaire. En dessous d'une première température de seuil, le fluide de refroidissement circule uniquement dans la culasse et le thermostat principal coupe la circulation dans la branche du circuit traversant le radiateur, de sorte que le fluide de refroidissement n'est pas refroidi. 5 [0006i Au-delà d'une seconde température de seuil, supérieure à la première, le thermostat auxiliaire autorise de plus la circulation du fluide de refroidissement dans le carter moteur. [0007] Un tel dispositif permet de minimiser le temps de chauffe du moteur en accélérant la montée en température de fluide de refroidissement au démarrage du io véhicule. Toutefois, tant que le débit est nul dans le carter, il existe un risque que la température du fluide au niveau du thermostat auxiliaire ne soit pas représentative de la température du fluide dans le carter, d'où un risque de surchauffe du moteur. [0008] Aussi le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est d'optimiser la conception d'un circuit de distribution de liquide dans un système à is double refroidissement pour l'obtention de temps de chauffe réduit ù et ainsi de bénéficier des avantages afférents notamment de la réduction des émissions d'hydrocarbures tout en évitant tout risque de surchauffe moteur. [0009] La solution au problème technique posé consiste selon la présente invention dans l'utilisation d'un système de distribution essentiellement constitué par une 20 jonction comportant une entrée principale, une entrée auxiliaire dont l'ouverture est contrôlée par une vanne d'entrée Th2, une sortie principale et une sortie auxiliaire dont l'ouverture est contrôlée par une vanne de sortie Th1 pilotée pour atteindre une position d'ouverture lorsque le fluide caloporteur circulant dans la jonction atteint une première température de seuil Ts1, et par un raccord débouchant sur l'entrée 25 auxiliaire de la jonction, la vanne d'entrée Th2 étant pilotée pour atteindre une position d'ouverture lorsque le fluide caloporteur présent dans le raccord atteint une seconde température de seuil Ts2 différente de la première température de seuil Ts1. Selon l'invention, le système de distribution comporte de plus des moyens pour créer un débit de fuite du fluide caloporteur entre la jonction et le raccord, lorsque la vanne de sortie est en position ouverte et la vanne d'entrée en position fermée, ou en 2905407 3 d'autres termes, lorsque la température du fluide caloporteur est comprise entre les deux températures de seuil. A noter que les termes de vanne d'entrée et de vanne de sortie font référence aux sens de circulation du fluide caloporteur, et en se plaçant au centre de la jonction, mais il va de soi que le fluide sort du raccord par la vanne 5 d'entrée Th2. [0010] Appliquée à un dispositif de double refroidissement d'un moteur à combustion thermique, la jonction étant alors située en aval de la chambre de refroidissement de la culasse et le raccord en aval de la chambre de refroidissement du carter, l'invention permet l'obtention d'une montée en température rapide du fluide 10 caloporteur car toute circulation dans la chambre de refroidissement carter est bloquée tant que la vanne d'entrée Th2 est fermée, donc pendant toute la phase initiale de préchauffage (T REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution d'un fluide caloporteur comportant - une jonction (70) comportant une entrée principale (21), une entrée auxiliaire (61) dont l'ouverture est contrôlée par une vanne d'entrée Th2, une sortie principale (41) et une sortie auxiliaire (51) dont l'ouverture est contrôlée par une vanne de sortie Th1 pilotée pour atteindre une position d'ouverture lorsque le fluide caloporteur circulant dans la jonction (70) atteint une première température de seuil Ts1 et un raccord (71) débouchant sur l'entrée auxiliaire (61) de la jonction, la io vanne d'entrée Th2 étant pilotée pour atteindre une position d'ouverture lorsque le fluide caloporteur présent dans le raccord (71) atteint une seconde température de seuil Ts2 différente de la première température de seuil Ts1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (76) pour créer un débit 15 de fuite de fluide caloporteur entre la jonction (70) et le raccord (71) , lorsque la vanne de sortie Th1 est en position ouverte et la vanne d'entrée Th2 en position fermée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que Tsé, est inférieure à Ts2. 20 3. Dispositif de distribution d'un fluide caloporteur selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la vanne de sortie et la vanne d'entrée sont du type comportant un élément thermoactif baigné par le fluide caloporteur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément thermoactif est en cire. 25 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de pilotage de la vanne d'entrée comportent de plus une résistance électrique, disposée sur l'organe thermoactif et alimentée électriquement par un organe générateur de courant pour piloter la vanne d'entrée quand la température du fluide caloporteur n'a pas atteint Ts2. 2905407 i0 6. Système de refroidissement pour un moteur à combustion interne comportant une culasse (14 et un carter (12), comportant des moyens pour diriger un fluide caloporteur exclusivement vers la culasse (14) ou vers une branche séparée traversant le carter (12), caractérisé en ce que le fluide caloporteur circulant 5 dans la branche traversant exclusivement la culasse ou dans la branche traversant le carter est distribué au moyen d'un dispositif de distribution selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, la jonction (70) étant située en aval de la branche traversant la culasse (14), la vanne de sortie fermant une branche dérivée (50) traversant un radiateur (15) et le raccord (71) étant situé io en aval de la branche traversant le carter (12), de sorte que la circulation de fluide caloporteur dans la branche traversant le carter est essentiellement nulle tant que la vanne d'entrée (61) est en position fermée. 7. Système de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé ce que les moyens pour créer un débit de fuite de fluide entre la jonction et le raccord 15 comprennent une conduite (76) dont la section est inférieure à la section de l'entrée auxiliaire, la conduite débouchant au voisinage de la vanne de sortie de sorte que la conduite est obturée lorsque cette vanne de sortie est en position fermée. 8. Système de refroidissement selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en 20 ce que la sortie principale débouche sur une boucle principale qui traverse un aérotherme contribuant au conditionnement thermique de l'air de l'habitacle du véhicule équipé du moteur. 9. Système de refroidissement selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la sortie principale débouche sur une boucle principale qui traverse un 25 échangeur de chaleur contribuant au refroidissement de la fraction recirculée des gaz d'échappement. 10. Système de refroidissement selon l'une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que la jonction comporte de plus une sortie débouchant sur un by-pass menant directement à la pompe de mise en circulation du fluide caloporteur. 30 11. Système de refroidissement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la vanne de sortie, commande de plus la fermeture d'un clapet obturant la sortie 2905407 Il débouchant sur le by-pass quand le clapet obturant la branche dirigée vers le radiateur est en position ouverte. 12. Système de refroidissement selon l'une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que la sortie principale de la jonction comporte des moyens de régulation 5 du débit pour contrôler la fraction du débit de fluide caloporteur dirigée vers le by-pass et la fraction dirigée vers la boucle principale. 13. Système de refroidissement selon la revendication 12 dans lequel la première boucle comporte un aérotherme, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation du débit sont pilotés en fonction d'une température mesurée dans io l'habitacle du véhicule.