Brevet FR2945482A1 — publié le 20101119

RESTRICTION REGLABLE, CIRCUIT DE CIRCULATION D'UN FLUIDE ET VEHICULE EQUIPE DE CETTE RESTRICTION. [000l] L'invention concerne une restriction pour créer une perte de charge à l'intérieur d'une canalisation. L'invention concerne également un circuit de circulation de fluide et un véhicule équipé de cette restriction. [0002] De telles restrictions sont utilisées dans les circuits de refroidissement des véhicules automobiles. Elles servent à créer une perte de charge qui modifie localement le débit du fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation. Par exemple, la perte de charge dans la canalisation oblige une partie du fluide à emprunter une autre canalisation contournant cette restriction. [0003] Par exemple, une telle restriction est décrite dans la demande de brevet FR 2 883 807. [0004 Il existe des restrictions déplaçables, sous l'action d'un fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation, entre une position déployée et une position rétractée, l'une de la position déployée ou rétractée correspondant à un perte de charge maximale et l'autre de la position déployée ou rétractée correspondant à une perte de charge minimale. [0005] Le déplacement de la restriction entre ses positions déployée et rétractée peut être obtenu à l'aide d'un actionneur électrique. Dans ce cas, pour adapter la position de la restriction en fonction du débit du fluide, il est nécessaire d'utiliser une unité de commande et un débitmètre pour régler les déplacements de la restriction en fonction du débit du fluide circulant à l'intérieur de la canalisation. [0006 Il est souhaitable de disposer d'une restriction dont les déplacements en fonction du débit sont plus simples à commander. [000n L'invention vise à satisfaire ce souhait en proposant une restriction réalisée, au moins en partie, dans un matériau déformable dont la viscosité varie en fonction du temps lorsqu'il est soumis à un effort constant exercé par le fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation. [0008] En d'autres termes, l'invention a pour objet une restriction réglable propre à créer une perte de charge à l'intérieur d'une canalisation, cette restriction étant déplaçable, sous l'action d'un fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation, entre une position déployée et une position rétractée, l'une de la position déployée ou rétractée correspondant à un perte de charge maximale et l'autre de la position déployée ou rétractée correspondant à une perte de charge minimale, caractérisée en ce que la restriction est réalisée, au moins en partie, dans un matériau déformable dont la viscosité varie en fonction du temps lorsqu'il est soumis à un effort constant exercé par le fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation. [0009 La restriction ci-dessus se déplace automatiquement entre les positions déployée et rétractée en fonction du débit du fluide circulant à l'intérieur de la canalisation. En effet, lorsque le débit change cela modifie la différence de pressions entre l'amont et l'aval de la restriction. L'effort exercé par le fluide sur la restriction change donc aussi. Cette modification de l'effort est ici exploitée pour actionner le déplacement de la restriction entre ses positions déployée et rétractée. Ainsi, le déplacement de cette restriction entre ses positions déployée et rétractée ne nécessite pas l'utilisation d'actionneurs électriques ou d'unité de commande, ce qui la rend particulièrement simple à utiliser. [oo10] De plus, seul un effort exercé continûment sur la restriction entraîne une modification de la viscosité du matériau déformable. Ainsi, les déplacements de la restriction sont moins sensibles aux brèves modifications de débit du fluide. [0011] La restriction ci-dessus est également plus simple que des restrictions utilisant des mécanismes tels que des ressorts, clapets ou autres. Cette restriction s'avère également plus compacte et donc plus économique. [0012] Les modes de réalisation de cette restriction peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques des variantes décrites ci-après. [0013] Dans une variante, le matériau déformable est un matériau thixotrope ou anti-thixotrope. Ceci permet de ramener automatiquement la restriction dans sa position déployée ou rétractée en absence d'effort sur celle-ci. [0014] Dans une variante, le matériau déformable est un matériau élastique propre à se déformer élastiquement entre ses positions déployée et rétractée. L'élasticité du matériau déformable permet de ramener automatiquement la restriction dans sa position déployée ou rétractée en absence d'effort sur celle- ci [0015] Dans une variante, la restriction comporte au moins une lame ressort propre à ramener la restriction de sa position rétractée vers sa position déployée ou vice versa, et le matériau déformable et fixé sur cette lame ressort. L'utilisation d'une lame ressort pour réaliser la restriction permet de ramener plus facilement la restriction dans sa position rétractée ou déployée lorsque le fluide n'exerce aucun effort sur celle-ci [0016] Dans une variante, la restriction comporte une membrane pourvue d'une ouverture pour le passage du fluide, cette membrane étant au moins en partie réalisée avec ledit matériau déformable. [0017] L'invention a également pour objet un circuit de circulation d'un fluide comportant au moins une canalisation à l'intérieur de laquelle circule le fluide, et au moins la restriction réglable ci-dessus, logée à l'intérieur de cette canalisation, pour créer une perte de charge à l'intérieur de la canalisation. [0018] Dans une variante, le circuit est un circuit caloporteur d'un véhicule automobile. [0019 Enfin, l'invention a également pour objet un véhicule équipé du circuit de circulation d'un fluide ci-dessus. [0020 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : • la figure 1 est une illustration schématique d'un véhicule équipé d'un circuit de circulation d'un fluide, • la figure 2 est une illustration schématique et en coupe d'une restriction installée dans le circuit de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective de la restriction de la figure 2 installée à l'intérieur d'une canalisation ; • les figures 4 et 5 sont des illustrations schématiques et en coupe d'autres modes de réalisation possibles de la restriction de la figure 2. [0021] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. [0022] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. [0023] La figure 1 représente un véhicule 2 tel qu'un véhicule automobile. Le véhicule 2 est par exemple une voiture. [0024] Le véhicule 2 est équipé d'un circuit 4 de refroidissement de différents équipements embarqués dans ce véhicule. Par exemple, les équipements suivants sont représentés un moteur thermique 6 de traction du véhicule, un turbocompresseur 8, une boîte 10 de vitesses automatique, et un aérotherme 12 destiné à chauffer ou à refroidir l'habitacle du véhicule 2. [0025] Pour refroidir ces équipements, le circuit 4 est équipé de différents échangeurs thermiques, pompes et autres éléments raccordés les uns aux autres par l'intermédiaire d'un circuit 16 de circulation d'un fluide caloporteur. Le fluide caloporteur est par exemple un liquide tel que de l'eau éventuellement mélangée à un antigel. [0026] A titre d'illustration, le circuit 4 comprend un radiateur 18 apte à refroidir le fluide caloporteur, un échangeur thermique 20 permettant de refroidir ou de réchauffer le moteur 6, des pompes 22, 24 et 26 pour faire circuler le fluide caloporteur, et un thermostat 30 propre à mesurer la température du fluide caloporteur utilisé pour refroidir la boîte de vitesses 10. [0027] Le sens de circulation du fluide caloporteur dans le circuit 16 est représenté par des flèches 32. [0028] Le circuit 16 comprend une restriction 36 formant une perte de charge à l'intérieur d'une canalisation 38. La restriction 36 remplit la même fonction qu'un ajutage mais, contrairement à un ajutage, la restriction 36 est réglable. A cet effet, la restriction 36 est déplaçable entre une position déployée et une position rétractée. [0029] Dans la position rétractée, la perte de charge créée est maximale ce qui incite le fluide caloporteur à emprunter d'autres canalisations pour contourner cette restriction. Par exemple, ici, le fluide caloporteur est incité à emprunter une canalisation 40 fluidiquement connectée à la canalisation 38 en amont de la restriction 36 dans le sens de circulation du fluide caloporteur. [0030] Dans la position déployée, la perte de charge provoquée par la restriction 36 est minimale ce qui incite moins le fluide caloporteur à emprunter la canalisation 40. [0031] La restriction 36 est conçue pour que ses déplacements entre les positions rétractée et déployée soient actionnés par le liquide caloporteur lui-même. Plus précisément, la restriction 36 est conçue pour que ses déplacements soient fonction du débit du liquide caloporteur dans la canalisation 38. A titre d'illustration, on précise que la différence de pression entre l'amont et l'aval de la restriction 36 est sensiblement nulle lorsque le débit est très faible et proche de 2,5 Bar (250 kPa) lorsque le débit est important. [0032] Ainsi, dans cet exemple particulier, la restriction 36 permet de régler automatiquement la répartition du fluide caloporteur entre les canalisations 38 et 40 en fonction du débit du fluide caloporteur. [0033] Les canalisations 38 et 40 sont, par exemple, des canalisations rigides qui ne se déforment pratiquement pas sous la pression du fluide caloporteur lors du fonctionnement normal du circuit 4 de refroidissement. [0034] La figure 2 représente plus en détail un mode particulier de réalisation de la restriction 36. [0035] Dans ce mode de réalisation, la restriction 36 est conçue pour diminuer automatiquement la section de passage du fluide caloporteur au fur et à mesure que le débit de ce fluide caloporteur dans la canalisation 38 augmente. [0036] La restriction 36 est réalisée à l'aide d'une membrane circulaire 44 au centre de laquelle est ménagée une ouverture circulaire 46 par laquelle passe le fluide caloporteur. La membrane 44 s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction de circulation du fluide caloporteur dans la canalisation 38. [0037] La périphérie extérieure de la membrane 44 est solidaire de la périphérie intérieure de la canalisation 38. Ici, seule une partie supérieure 44A et une partie inférieure 44 B de la membrane sont représentées sur la figure 2. [0038] Sur la figure 2, la position déployée de la membrane 44 est représentée en traits pleins tandis que la position rétractée est représentée en pointillés. Dans la position déployée, l'ouverture 46 est en amont de la position qu'elle occupe dans la position rétractée. [0039] Dans la position déployée, le diamètre de l'ouverture 46 est plus grand que dans sa position rétractée. Ainsi, la perte de charge provoquée par la restriction 36 est plus petite dans sa position déployée que dans sa position rétractée. [0040] Dans ce mode de réalisation, la position déployée correspond à une position de repos c'est-à-dire à la position qu'occupe la membrane 44 lorsque le débit du fluide caloporteur à l'intérieur de la canalisation 38 est nul. [0041] De manière à contrôler automatiquement le passage de la restriction 36 entre ses positions déployée et rétractée en fonction du débit du fluide caloporteur, la membrane 44 est réalisée à partir d'un matériau thixotrope 48. Un matériau thixotrope est un matériau dont la viscosité diminue en fonction du temps lorsqu'il est soumis à un effort constant. [0042] De préférence, le matériau 48 est obtenu en mélangeant un matériau thixotrope à des matériaux élastomères de manière à ce que le matériau 48 présente une élasticité suffisante pour se déformer de façon réversible entre les positions déployée et rétractée. De plus, l'utilisation d'un matériau 48 incorporant des matériaux élastomères permet de solliciter, sans apport d'énergie extérieur, la membrane 44 vers sa position de repos c'est-à-dire ici la position déployée. [0043] Pour renforcer la force de rappel de la membrane 44 vers sa position de repos, le matériau 48 et fixé sur des lames ressorts 50. La base de chaque lame ressort 50 est fixée sans aucun degré de liberté dans la canalisation 38 tandis que son extrémité libre est tournée vers l'ouverture 46. Par exemple, chaque lame 50 est enrobée dans le matériau 48. Ceci peut être réalisé par surmoulage du matériau 48 sur les lames 50. [0044] Les lames 50 sont disposées dans la membrane 50 de manière à la solliciter vers sa position déployée. Par exemple, les lames 50 sont recourbées vers l'amont par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur. [0045] La figure 3 représente en perspective la membrane 44 et l'ouverture 46 logée à l'intérieur de la canalisation 38. [0046] Lorsque le débit est faible à l'intérieur de la canalisation 38, la différence de pression entre l'amont et l'aval de la restriction 36 est pratiquement nulle de sorte que la restriction est dans sa position déployée. Le matériau 48 n'est soumis à aucun effort et sa viscosité est maximale. Dans ces conditions, la rigidité de la restriction 36 est maximale. [0047] Lorsque le débit du fluide caloporteur augmente, la différence de pression entre l'amont et l'aval de la restriction 36 augmente et le matériau 48 est alors soumis à un effort. Cet effort tend à déplacer la restriction vers sa position rétractée. Si cet effort s'exerce suffisamment longtemps sur la membrane 44 pour entraîner une diminution de la viscosité du matériau 48 alors la rigidité de la membrane diminue ce qui facilite son déplacement vers la position rétractée. [0048] Ce déplacement de la position déployée vers la position rétractée augmente la perte de charge provoquée par la restriction 36 ce qui, dans le circuit 16, augmente la proportion de fluide caloporteur empruntant la canalisation 40. [0049] Lorsque le débit du fluide 32 diminue à nouveau, l'effort qu'il exerce sur la membrane 44 diminue. La membrane 44 revient donc élastiquement vers sa position déployée. Ensuite, si l'effort reste faible suffisamment longtemps, la viscosité du matériau 48 augmente à nouveau ce qui verrouille, en quelque sorte, la restriction 36 dans sa position déployée. [0050] Ainsi, la restriction 36 adapte automatiquement sa géométrie en fonction du débit du fluide caloporteur. De plus, on évite des déplacements intempestifs de la restriction 36 entre ses positions déployée et rétractée en réponse à des pics d'effort car, pour que la membrane 44 se déplace entre ses positions déployée et rétractée, il faut exercer un effort sur le matériau 48 pendant un temps assez long pour obtenir un changement dans la viscosité de ce matériau. [0051] La figure 4 est identique à la figure 2 à l'exception que la restriction 36 a été remplacée par une restriction 60. La restriction 60 diffère de la restriction 36 en ce que la perte de charge qu'elle provoque diminue automatiquement lorsque le débit du fluide caloporteur dans la canalisation 38 augmente. A cet effet, la position rétractée correspond à la position de repos. Plus précisément, dans la position déployée, l'ouverture 46 est en aval de la position qu'elle occupe dans la position rétractée. A l'exception de ces différences, la restriction 60 est réalisée de la même manière que la restriction 36 et notamment avec les mêmes matériaux. Comme sur la figure 2, la position de repos est représentée en traits pleins tandis que la position déployée est représentée en pointillés. [0052] Le fonctionnement de la restriction 60 découle directement de ce qui a été décrit en regard de la figure 2. [0053] La figure 5 représente une restriction 70 logée dans la canalisation 38. Cette restriction 70 est également conçue pour que la perte de charge qu'elle provoque diminue lorsque le débit du fluide caloporteur dans la canalisation 38 augmente. Dans sa position de repos, la restriction est dans sa position rétractée représentée en traits pleins sur la figure 5. La position déployée est représentée en pointillés. [0054] La restriction 70 comporte une membrane 72. Cette membrane 72 est formée d'une bague extérieure rigide 74 fixée sans aucun degré de liberté sur la périphérie intérieure de la canalisation 38, et d'une bague intérieure flexible 75 s'étendant vers le centre de la canalisation 38 à partir de la périphérie intérieure de la bague 74. [0055] Par exemple, la bague 74 ne forme qu'un seul bloc de matière avec la canalisation 38. [0056] La bague 75 présente en son centre une ouverture 76 au travers de laquelle s'écoule le fluide caloporteur. Elle est par exemple réalisée dans un matériau élastique dont l'élasticité est au moins dix fois supérieure au matériau utilisé pour réaliser la bague 74. [0057] La bague 75 est réalisée dans un matériau déformable thixotrope. Ce matériau est, par exemple, identique au matériau 48. [0058] Ainsi, lorsque le débit est faible ou nul, la restriction 70 et dans sa position rétractée et lorsque le débit augmente, la restriction 70 se déplace vers sa position déployée. [0059] De nombreux autres modes de réalisation des restrictions sont possibles. Par exemple, le matériau thixotrope peut être remplacé par un matériau anti-thixotrope. Un matériau anti-thixotrope est un matériau dont la viscosité augmente en fonction du temps lorsqu'il est soumis à un effort constant. [0060] La restriction peut prendre d'autres formes que celle d'une membrane percée en son centre. Par exemple, la restriction peut prendre la forme de lamelles dont une extrémité libre d'étend à l'intérieur de la canalisation. Chaque lamelle est par exemple réalisée en appliquant les enseignements donnés ici pour réaliser la membrane 44. [0061] Les restrictions décrites ici peuvent être utilisées dans tout type de canalisations que celles-ci soient embarquées ou non dans un véhicule automobile. De plus, les restrictions décrites ici peuvent être adaptées au cas ou le fluide circulant à l'intérieur de la canalisation est un gaz. REVENDICATIONS1. Restriction réglable (36 ; 60 ; 70) pour créer une perte de charge à l'intérieur d'une canalisation, cette restriction étant déplaçable, sous l'action d'un fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation, entre une position déployée et une position rétractée, l'une de la position déployée ou rétractée correspondant à un perte de charge maximale et l'autre de la position déployée ou rétractée correspondant à une perte de charge minimale, caractérisée en ce que la restriction (36 ; 60 ; 70) est réalisée, au moins en partie, dans un matériau déformable (48) dont la viscosité varie en fonction du temps lorsqu'il est soumis à un effort constant exercé par le fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation. 2. Restriction selon la revendication 1, dans laquelle le matériau déformable (48) est un matériau thixotrope ou anti-thixotrope. 3. Restriction selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau déformable (48) est un matériau élastique propre à se déformer élastiquement entre ses positions déployée et rétractée. 4. Restriction selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la restriction comporte au moins une lame ressort (50) propre à ramener la restriction de sa position rétractée vers sa position déployée ou vice versa, et le matériau déformable (48) et fixé sur cette lame ressort. 5. Restriction selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la restriction comporte une membrane (44) pourvue d'une ouverture (46) pour le passage du fluide, cette membrane étant au moins en partie réalisée avec ledit matériau déformable. 6. Circuit de circulation d'un fluide comportant au moins une canalisation (38) à l'intérieur de laquelle circule le fluide, au moins une restriction réglable (36 ; 60 ; 70), logée à l'intérieur de cette canalisation, pour créer une perte decharge à l'intérieur de la canalisation, cette restriction étant déplaçable, sous l'action du fluide qui circule à l'intérieur de la canalisation, entre une position déployée et une position rétractée, l'une de la position déployée ou rétractée correspondant à un perte de charge maximale et l'autre de la position déployée ou rétractée correspondant à une perte de charge minimale, caractérisé en ce que cette restriction (36 ; 60 ; 70) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Circuit selon la revendication 6 ; dans lequel le circuit est un circuit caloporteur d'un véhicule automobile. 8. Véhicule, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un circuit de circulation d'un fluide conforme à l'une quelconque des revendications 6 ou 7.