Brevet FR2970301A1 — publié le 20120713

-1- La présente invention concerne un dispositif optimisant la régulation de la température d'un moteur thermique à refroidissement liquide de cyclomoteur. Autant le développement de la régulation de la température moteur, dans le domaine de l'automobile, a été sujet de nombreux procédés brevetés, autant le secteur des cyclomoteurs est pauvre à ce niveau, malgré de réels besoins. Il est souvent question d'adaptations de procédés issus de l'automobile. Le refroidissement des cyclomoteurs à refroidissement liquide est traditionnellement assuré par un fluide caloporteur mis en mouvement par une pompe centrifuge, cela afin de transporter les calories du moteur à dissiper vers un radiateur. Le radiateur est traversé par un flux d'air issu du déplacement du véhicule. A l'arrêt, ce flux d'air peut, dans certains cas, être généré par un groupe moto-ventilateur. Ce procédé n'a guère évolué depuis qu'il a été décrit. Le brevet suivant, FR 2 533 260 (Honda Motor) de 1983, en fait une description. Les brevets FR 2 532 904, FR 2 532 892 et FR 2 532 903 (Honda Motor) en sont des variantes avec un positionnement du radiateur différent (moins utilisés). La régulation des systèmes usuels comporte simplement un calorstat qui permet de restreindre la circulation du fluide réfrigérant lorsque le moteur n'est pas à la température adéquate de fonctionnement. Le calorstat, mis en série avec le radiateur et une pompe centrifuge, permet de réguler de façon satisfaisante la montée en température des moteurs de cyclomoteurs. Cependant, les moteurs de petite cylindrée sont très sensibles aux augmentations de température, aboutissants dans de nombreux cas, au phénomène de serrage du moteur. Ce serrage, résultant de la dilatation du piston sous l'effet d'une température moteur excessive, peut être provoqué par des disfonctionnements récurrents. Voici une liste non exhaustive d'exemples de disfonctionnements récurrents: problème de pompe à huile, réservoir d'huile vide (des cyclomoteurs ne possèdent pas de voyant d'huile), mauvais dosage d'huile dans le cas d'un graissage non séparé, sous dimensionnement du système de refroidissement (notamment lorsque des pièces sont changées, ou lorsque le moteur est modifié, cela afin d'augmenter la puissance), mauvais choix de l'indice thermique de la bougie, calorstat bloqué en position fermé (pas de filtre à résidus monté sur le circuit de refroidissement), ou encore lors de longs trajets (particulièrement en été) avec d'importants dénivelés... Un dispositif tel qu'un groupe moto-ventilateur, permettant d'augmenter le coefficient de convection du radiateur ne permet pas de remplir la fonction souhaitée car la baisse de température du liquide caloporteur qu'il engendre n'est pas suffisante pour l'utilisation souhaitée. De plus, Pour les véhicules possédants déjà un groupe moto-ventilateur, une augmentation de la vitesse de rotation de celui-ci ne convient pas non plus. Par ailleurs, certains thermomètres adaptés aux cyclomoteurs donnent une indication lorsque la température de fonctionnement critique du moteur est -2- dépassée, mais bien souvent, des dommages irréversibles sont déjà apparus sur le groupe moteur (traces de grippage sur le piston, amorce de serrage...). Cela peut être dû à la précision de la mesure ou encore à la position où est installé le capteur dans le circuit de refroidissement. S'il n'est pas logé dans la culasse, une position trop éloignée du bloc moteur donnera une indication de température peu représentative. Utilisé seul, ce dispositif donne une indication sur la température du moteur mais ne permet pas de se prémunir contre les risques de serrage. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Le principe de ce dispositif de régulation est d'ajouter au circuit de refroidissement d'origine, un radiateur supplémentaire dont l'utilisation va être asservie par la température du moteur. En effet, un capteur de température va transmettre à tout instant, un signal correspondant à la température de fonctionnement du moteur à un circuit électronique de commande. Avant que la température du moteur atteigne une valeur critique, elle va dépasser une consigne, le circuit électronique va alors commander l'ouverture d'une électrovanne. Le liquide de refroidissement va ainsi pouvoir circuler dans deux radiateurs (dit d'origine et de contrôle). Sous l'effet du second radiateur, la température du fluide caloporteur va ainsi se stabiliser puis décroitre jusqu'à ce qu'elle redescende en dessous d'une seconde consigne, ce qui va refermer l'électrovanne. De surcroît, un dispositif visuel permet de signaler un disfonctionnement du moteur lorsque celui-ci dépasse sa plage normale de fonctionnement en température. C'est-à-dire lorsque le signal issu de la sonde de température dépasse une consigne. Le déclenchement de ce dispositif visuel est, au même titre que l'électrovanne, commandé par le circuit électronique. Ainsi, le dispositif selon l'invention associe les deux fonctionnalités suivantes: premièrement, grâce au dispositif visuel, une alerte utilisateur d'un disfonctionnement moteur et deuxièmement, une augmentation de la puissance de refroidissement pour permettre de dissiper les pointes de température du moteur. Surchauffe qui aurait pu causer son serrage si la puissance de refroidissement n'avait pas augmenté de manière significative. Un aspect important du dispositif est qu'il permet d'une manière simple de garantir, si besoin est, une puissance de refroidissement supplémentaire (grâce au radiateur de contrôle) ce que les procédés de régulation usuels ne peuvent fournir. Selon des modes particuliers de réalisation: Le radiateur de contrôle peut se positionner, sur le circuit de refroidissement, en série ou en parallèle du radiateur d'origine selon les besoins de l'application. -3- Le radiateur de contrôle est un échangeur thermique air/liquide connu de l'homme de l'art. Le capteur de température peut être de type thermistance (positive ou négative) ou bien de type thermocouple. Le capteur de température peut être positionné soit dans la culasse du bloc moteur soit dans une des tuyauteries flexibles du circuit de refroidissement ou soit dans le radiateur d'origine. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux cyclomoteurs à refroidissement liquide (scooters et mécaboite) dont on souhaite optimiser le refroidissement et minimiser les risques de serrage du moteur. Le dispositif conforme à l'invention est aussi susceptible d'application pour la régulation en température des moteurs de cylindrée supérieure tels que ceux des petites motos (la catégorie des « 125cc »), des karts, quads et buggys à refroidissement liquide. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 schématise le dispositif de l'invention monté en série du circuit de refroidissement d'origine. La figure 2 schématise une variante du dispositif de l'invention, celui-ci monté en parallèle du circuit de refroidissement d'origine. Exemple conforme à l'invention en référence à ces dessins: application sur un cyclomoteur à refroidissement liquide Une thermistance négative montée dans une tige filetée de diamètre 3/8 (7) vient se viser dans la culasse du bloc moteur (8). La résistance de cette thermistance (7) va décroitre lorsque la température du moteur va augmenter. Ce capteur (7) est relié au circuit électronique (5) via une connexion filaire. Le boitier de commande (non illustré) peut être réalisé par injection plastique, ses aspects fonctionnels sont son étanchéité, sa robustesse, ainsi que sa taille compacte. Ce boitier renferme le circuit électronique de commande (5) qu'il protège des agressions extérieures. Il doit être percé de plusieurs trous permettant d'établir les connexions filaires avec le capteur de température (7), l'électrovanne (10), le dispositif visuel (13) ainsi que pour son alimentation. Ces trous doivent être munis d'un dispositif en plastique souple qui une fois les fils de connexions installés, rend le boitier étanche. L'indicateur visuel de dépassement de la plage de température de fonctionnement du moteur est ici de type LED (13). Elle est soudée sur le circuit électronique (5), son extrémité dépasse du boitier via un orifice de la sorte qu'elle soit visible par l'utilisateur. La présente LED (13) est commandée par le circuit électronique (5). -4- La conception du circuit électronique (5) dépend des choix technologiques en ce qui concerne le capteur (7) et les actionneurs (10). Il renferme cependant des fonctions telles que l'amplification du signal de la thermistance (7), la comparaison à une valeur consigne qui va engendrer la commande de la LED (13) et la commande de l'électrovanne (10) via une maille de puissance. Le circuit de commande (5) ne renferme pas de singularités méconnues de l'homme de l'art. L'alimentation du circuit électronique se fait via la batterie 12v (14) du cyclomoteur. II est préférable que l'électrovanne (10) ait un diamètre de passage identique à celui du circuit de refroidissement d'origine (3). De plus, elle doit pouvoir fonctionner sur toute la plage de température de fonctionnement du moteur, ainsi qu'à la pression du circuit de refroidissement, ce qui influe sur son dimensionnement. Le radiateur de contrôle (2) peut être de la même dimension que le radiateur d'origine (1). Il doit pouvoir se fixer sur le cadre du cyclomoteur à un emplacement où le débit d'air frais est optimal. L'ensemble du dispositif est mis en place selon la figure 2, grâce par exemple, à des tuyaux flexibles en silicone (12). Ces flexibles (12) doivent résister à des températures comprises dans la plage de fonctionnement du moteur. Il est préférable qu'ils soient de diamètre intérieur identique au diamètre des tuyauteries du circuit d'origine (3). La connexion du circuit de contrôle (4) sur le circuit d'origine (3) peut se faire via des raccords en « Y » (11). Les tuyaux flexibles (12) sont maintenus sur les différents organes (raccords, électrovannes, radiateurs) par des colliers de serrage à oreilles. La pompe centrifuge d'origine (6) est conservée dans les deux configurations (figure 1 et figure 2). La consigne d'ouverture de l'électrovanne (10) est choisie de la sorte que, lorsque la température croit dangereusement, la température du moteur reste dans la plage de fonctionnement autorisée, et cela malgré l'inertie du système thermique. Cette température consigne sera donc sensiblement inférieure à la température critique. La consigne de fermeture doit répondre au même critère lorsque la température décroit. Ces consignes peuvent être réglables par l'utilisateur selon sa configuration moteur grâce à des potentiomètres rotatifs linéaires. Ces potentiomètres (non représentés) sont soudés sur le circuit électronique. Leurs extrémités dépassent du boitier de protection. Ils sont ajustables grâce à un petit tournevis plat. Une graduation en température imprimée sur le boitier, autour des trous des potentiomètres permet à l'utilisateur de choisir les températures de consignes. -5- Par ailleurs, le dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 1, possède deux électrovannes (10) capables de contrôler totalement l'écoulement dans le circuit. De ce fait, on peut dans cette configuration, supprimer le calorstat (9) du circuit et n'ouvrir l'électrovanne (10) située sur la branche du circuit d'origine (3) uniquement lorsque le moteur est à température. La fonction du calorstat (9) qui était de réguler la montée en température du moteur est remplie par l'électrovanne (10). Ainsi, dans cette configuration, une cause de disfonctionnement fréquente du circuit de refroidissement est écartée. REVENDICATIONS1. Dispositif permettant la régulation de la température d'un moteur de cyclomoteur (8), afin d'éviter le phénomène de serrage, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température (7) relié à un circuit électronique de commande (5) permettant d'actionner des électrovannes (10) qui vont permettre au liquide caloporteur, selon la température moteur, de circuler ou non â travers le radiateur de contrôle (2). 2. Le dispositif selon la revendication 1 est utilisé seul ou avec un dispositif visuel (13) permettant d'alerter l'utilisateur d'un disfonctionnement. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est greffé au circuit de refroidissement d'origine (3), de ta sorte que te radiateur de contrôle (2), se positionne sur le circuit de refroidissement, en série (figure 1) ou en parallèle (figure 2) du radiateur d'origine (1). 4. Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que le radiateur de contrôle (2) est un échangeur thermique air/liquide. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur de température (7) est de type thermistance (positive ou négative) ou bien de type thermocouple.