Brevet FR2990898A1 — publié le 20131129

BOUCLE HYDRAULIQUE DU CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT D'UN VEHICULE pool L'invention concerne une boucle hydraulique d'un véhicule automobile, la 5 boucle comprenant un échangeur de chaleur air/eau permettant le chauffage d'air destiné à chauffer l'habitacle du véhicule. [0002] On connaît une boucle hydraulique d'un véhicule automobile permettant la circulation d'un liquide caloporteur, la boucle comprenant un échangeur de chaleur air/eau entre le liquide caloporteur et de l'air destiné au chauffage d'un habitacle du 10 véhicule, une conduite amont alimentant l'échangeur en liquide et une conduite aval permettant l'évacuation du liquide de l'échangeur. Un tel échangeur est parfois appelé aérotherme. [0003] Le liquide caloporteur circulant dans le circuit de refroidissement du moteur se voit imposé un débit et une pression dans chaque branche du circuit en fonction, 15 d'une part, du débit et de la pression fournie par la pompe de mise en circulation du liquide caloporteur, et, d'autre part, des configurations des différents éléments constitutifs du circuit qui génèrent une résistance à l'écoulement. [0004] Ainsi, concernant la boucle hydraulique comportant l'échangeur de chaleur ai/eau permettant le chauffage de l'habitacle, la présence de cet échangeur entraîne 20 une augmentation de la résistance à la circulation du liquide caloporteur, ce qui limite le débit de la pompe et donc le débit du liquide dans l'ensemble du circuit de refroidissement. [0005] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. [0006] L'invention porte sur une boucle hydraulique d'un véhicule automobile 25 permettant la circulation d'un liquide caloporteur, la boucle comprenant un échangeur de chaleur air/eau entre le liquide caloporteur et de l'air destiné au chauffage d'un habitacle du véhicule, une conduite amont alimentant l'échangeur en liquide et une conduite aval permettant l'évacuation du liquide de l'échangeur, caractérisée en ce qu'elle comprend une conduite de dérivation reliant la conduite amont et la conduite 30 aval en contournant l'échangeur air/eau. [0007] Ainsi, par la présence de la conduite de dérivation contournant l'échangeur de chaleur air/eau, la résistance à l'écoulement du liquide caloporteur dans la boucle hydraulique se trouve réduite. De ce fait, à débit identique, les efforts fournis par la pompe de mise en circulation du liquide sont réduits, ou à effort égal, le débit de liquide se trouve augmenté. [000s] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la conduite de dérivation comprend un clapet mobile entre une position ouverte et une position fermée. De ce fait, il est possible de ne permettre le passage du liquide caloporteur dans la conduite de dérivation que dans des circonstances particulières dépendant notamment de la température du liquide caloporteur et du besoin de chauffage de l'air destiné à l'habitacle du véhicule. [0009] Selon un second mode de réalisation de l'invention, le déplacement du clapet est commandé par un dispositif de commande. [0olo] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de 15 commande est configuré de façon à entraîner le clapet dans sa position ouverte quand une variable de commande atteint une valeur de consigne d'ouverture. [0011] Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, la variable de commande dépend de la température du liquide caloporteur. [0012] Selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, la valeur de consigne 20 est une constante. [0013] Selon un sixième mode de réalisation de l'invention, la valeur de consigne est une valeur pouvant être pilotée. [0014] Selon un septième mode de réalisation de l'invention, la boucle hydraulique comprend une pièce ayant la forme générale d'un H dont la barre horizontale forme la 25 conduite de dérivation, et dont chaque barre verticale forme une conduite adaptée être fixée aux conduites amont et aval. De ce fait, l'implémentation de l'invention dans un circuit de liquide de refroidissement d'un véhicule est particulièrement aisée. [0015] Selon un huitième mode de réalisation, la pièce en forme de H comprend un logement pour un filtre acoustique qui est adapté à atténuer les bruits issus d'un moteur du véhicule et d'une pompe de mise en circulation du liquide caloporteur. De ce fait, il est possible d'intégrer dans le circuit de refroidissement un filtre acoustique (permettant l'atténuation de la transmission des bruits venant du moteur et de la pompe de mise en circulation du liquide caloporteur vers l'habitacle du véhicule) lors de la mise en place de la pièce permettant la réalisation de la conduite de dérivation. [0016] Selon un neuvième mode de réalisation, le logement est disposé dans la partie de la pièce en forme de H qui est en aval de l'échangeur de chaleur air/eau et de la 10 conduite de dérivation. [0017] Selon un dixième mode de réalisation, la pièce en forme de H comprend des moyens permettant la fixation du filtre acoustique. [0018] L'invention porte aussi sur une boucle hydraulique comportant en outre un filtre acoustique adapté à atténuer les bruits issus d'un moteur du véhicule et d'une pompe 15 de mise en circulation du liquide caloporteur disposé dans le logement. [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente la boucle hydraulique conforme à la présente invention et son implantation dans le circuit de 20 refroidissement du moteur. [0020] L'invention concerne un véhicule automobile, et plus particulièrement une boucle hydraulique de ce véhicule. [0021] Un véhicule automobile comprend un moteur 1 utilisé pour déplacer le véhicule, et un circuit de refroidissement permettant le refroidissement du moteur 1 25 par la mise en circulation d'un liquide caloporteur entre le moteur 1 et différents échangeurs thermiques destinés à refroidir le liquide de refroidissement venant du moteur 1 avant sa réintroduction dans le moteur 1. [0022] Le circuit de refroidissement comprend notamment une boucle hydraulique 2 qui comprend un échangeur de chaleur air/eau 3 qui est destiné à chauffer l'habitacle du véhicule. En traversant l'échangeur de chaleur air/eau 3, le liquide caloporteur réchauffe de l'air qui peut être envoyé dans l'habitacle. Cette boucle hydraulique 2 comprend, d'amont en aval selon le sens de circulation du liquide caloporteur, une boite de sortie d'eau 4 formant l'interface avec l'orifice de sortie du liquide caloporteur du circuit de refroidissement interne au moteur 1, l'échangeur de chaleur air/eau 3, et un collecteur d'entrée d'eau 5 formant l'interface avec l'orifice d'entre du liquide caloporteur du circuit de refroidissement interne au moteur 1. [0023] Dans le présent exemple, la boucle hydraulique 2 est également en liaison avec un échangeur de chaleur intermédiaire 6 permettant un échange de chaleur 10 entre le liquide caloporteur et des gaz de combustion du moteur en recirculation. [0024] La boucle hydraulique 2 comprend une conduite amont 7 qui assure la liaison entre la boite de sortie d'eau 4 et l'échangeur de chaleur air/eau 3, et une conduite aval 8 qui assure la liaison entre l'échangeur de chaleur air/eau 3 et l'échangeur de chaleur intermédiaire 6 (en l'absence d'un tel échangeur intermédiaire 6, la conduite 15 aval assure la liaison de l'échangeur de chaleur air/eau 3 et le collecteur d'entre d'eau 5). [0025] Conformément à la présente invention, la boucle hydraulique 2 comprend une conduite de dérivation 9 qui relie la conduite amont 7 et la conduite aval 8 en contournant l'échangeur air/eau 3. 20 [0026] La présence de la conduite de dérivation 9 permet de diminuer la résistance hydraulique de la boucle hydraulique 2 en permettant au liquide caloporteur de circuler plus facilement dans cette boucle en ne traversant pas l'échangeur de chaleur air/eau 3. De ce fait, le débit de la pompe permettant la mise en circulation du liquide caloporteur peut être augmentée, ce qui permet d'augmenter le débit du 25 liquide caloporteur dans tout le circuit de refroidissement. Ainsi, il est possible d'augmenter de 5 l/min le débit de la pompe quand sa vitesse est de 4 000 tr/min sur une application automobile typique. [0027] Dans le présent mode de réalisation, la boucle hydraulique 2 comprend une pièce 10 qui a la forme générale d'un H. Dans cette pièce 10, la barre horizontale 30 forme la conduite de dérivation 9, et chaque barre verticale forme un élément de conduite adapté être fixé aux conduites amont 7 et aval 8. Cette pièce 10 forme ainsi un raccord à quatre voies avec deux voies permettant la liaison avec la conduite amont 7 (une première voie 11 en amont de la conduite de dérivation 9 et recevant le liquide caloporteur provenant de la boite de sortie d'eau 4, et une seconde voie 12 en aval de la conduite de dérivation 9 et envoyant le liquide caloporteur à l'échangeur de chaleur air/eau 3) et deux voies permettant la liaison avec la conduite aval 8 (une troisième voie 13 en amont de la conduite de dérivation 9 et recevant le liquide caloporteur provenant de l'échangeur de chaleur air/eau 3, et une quatrième voie 14 en aval de la conduite de dérivation 9 et envoyant le liquide caloporteur vers l'échangeur intermédiaire 6). De préférence, la pièce 10 est une pièce en matière plastique qui est peut être facilement solidarisée aux conduites amont 7 et aval 8. Cette pièce 10 peut être configurée de façon à comporter des détrompeurs obligeant sa correcte orientation dans la boucle hydraulique 2. [0028] Par ailleurs, la conduite de dérivation 9 comprend un clapet 15 qui est monté mobile dans cette conduite 9 entre une position ouverte dans laquelle il permet le passage du liquide caloporteur, et une position fermée dans laquelle il l'interdit. Ce clapet 15 permet, selon les situations de vie du véhicule (et plus précisément du moteur 1 et des demandes de chauffage de l'habitacle) de permettre ou non un contournement de l'échangeur de chaleur air/eau 3. De préférence, le clapet 15 sera en position fermée quand le moteur 1 est en phase de montée en température et/ou quand le chauffage de l'habitacle est demandé. Le clapet 15 peut être en position ouverte quand le chauffage de l'habitacle est demandé quand la température du liquide caloporteur est élevée (typiquement, supérieure à 80°C) du fait que cette haute température permet un chauffage de l'habitacle à partir de la partie de liquide caloporteur traversant l'échangeur de chaleur air/eau 3. [0029] Le déplacement du clapet 15 peut être commandé par le dépassement, par la pression du liquide circulant dans la boucle hydraulique 2, d'une valeur qui correspond à un tarage du clapet 15. [0030] Le déplacement du clapet 15 peut également être commandé par un dispositif 30 de commande qui est configuré de façon à entraîner le clapet 15 dans sa position ouverte quand une variable de commande reçue par le dispositif de commande dépasse une valeur de consigne d'ouverture. Typiquement, la variable de commande peut être la température du liquide caloporteur. La valeur de consigne d'ouverture peut être une valeur fixe (dans le cas, par exemple d'un clapet 15 associé à un dispositif thermostatique calibré sur la valeur de consigne d'ouverture fixe) ou variable (dans le cas, par exemple, soit d'un clapet 15 associé à un thermostat piloté à partir de la température du liquide caloporteur en sortie du moteur 1, de l'échangeur de chaleur air/eau 3, soit par une électrovanne). Le fait d'avoir une valeur variable permet de réaliser des programmes de gestion de l'ouverture du clapet 15 plus ou moins complexe. [0031] Par ailleurs, la pièce 10 est de préférence configurée de façon à comprendre un logement 16 permettant de recevoir un filtre acoustique qui est destiné à atténuer les bruits issus du moteur 1 et de la pompe de mise en circulation du liquide caloporteur. Un tel filtre acoustique qui est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 2 958 328, permet de réduire la transmission vers l'habitacle du véhicule de bruits provenant d'une part de l'acyclisme du vilebrequin et d'autre part de la compression d'air lors de l'engrènement de la courroie de la pompe à eau (ces bruits ont typiquement une fréquence comprise entre 500 et 600 Hz et sont perceptibles par les personnes dans l'habitacle quand le moteur 1 est chaud et a un régime compris entre 750 et 950 tr/min). [0032] De préférence, le logement 16 est disposé dans la partie de la pièce 10 qui est en aval de l'échangeur de chaleur air/eau 3 et de la conduite de dérivation 9 (plus précisément, le logement 16 est disposé au niveau de la quatrième voie 14 de la pièce 10). [0033] Avantageusement, la pièce 10 comprend des moyens permettant la fixation du filtre acoustique. Ainsi, le filtre acoustique peut être fixé à la pièce 10 par l'emploi de colliers de serrage, par encliquetage ou par surmoulage. Il est ainsi possible que le fabriquant du véhicule reçoive une seule pièce comportant la pièce 10 en forme de H (avec le clapet 15) et le filtre acoustique. L'utilisation d'une pièce 10 comportant un détrompeur est particulièrement avantageuse pour sa correcte orientation tenant compte de la position du filtre acoustique dans la boucle hydraulique 2. [0034] L'utilisation d'une pièce 10 supportant un filtre acoustique permet de résoudre deux problèmes techniques par l'insertion d'une seule pièce, ce qui entraîne un gain de temps dans le procédé de réalisation du circuit de refroidissement et un gain de matière. Le choix d'un emplacement facilement accessible pour la pièce 10 permet d'intégrer très facilement à la fois la conduite de dérivation et le filtre acoustique. De plus, l'usage d'une seule pièce reliée au reste de la boucle hydraulique 2 par des conduites souples permet d'employer une pièce 10 standardisée pour un ou plusieurs modèles de véhicule. Enfin, l'emploi d'une pièce 10 formant un support pour un filtre acoustique permet de résoudre les deux problèmes techniques hydraulique et acoustique sans interférer avec des composants complexes du véhicule tels que la boite de sortie d'eau 4 qui a priori serait le composant à modifier pour réaliser une conduite de dérivation et l'échangeur de chaleur air/eau 3 qui a priori serait le composant à modifier pour éviter une transmission des bruits vers l'habitacle. REVENDICATIONS1. Boucle hydraulique (2) d'un véhicule automobile permettant la circulation d'un liquide caloporteur, la boucle (2) comprenant un échangeur de chaleur air/eau (3) entre le liquide caloporteur et de l'air destiné au chauffage d'un habitacle du véhicule, une conduite amont (7) alimentant l'échangeur (3) en liquide et une conduite aval (8) permettant l'évacuation du liquide de l'échangeur (3), caractérisée en ce qu'elle comprend une conduite de dérivation (9) reliant la conduite amont (7) et la conduite aval (8) en contournant l'échangeur air/eau (3). 2. Boucle hydraulique (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite de dérivation (9) comprend un clapet (15) mobile entre une position ouverte et une position fermée. 3. Boucle hydraulique (2) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le déplacement du clapet (15) est commandé par un dispositif de commande. 4. Boucle hydraulique (2) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif de commande est configuré de façon à entraîner le clapet (15) dans sa position ouverte quand une variable de commande atteint une valeur de consigne d'ouverture. 5. Boucle hydraulique (2) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la variable de commande dépend de la température du liquide caloporteur. 6. Boucle hydraulique (2) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la valeur de consigne est une constante. 7. Boucle hydraulique (2) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la valeur de consigne est une valeur pouvant être pilotée. 8. Boucle hydraulique (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce (10) ayant la forme générale d'un H dont la barre horizontale forme la conduite de dérivation (9), et dont chaque barre verticale forme une conduite adaptée être fixée aux conduites amont (7) et aval (8). 9. Boucle hydraulique (2) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce (10) en forme de H comprend un logement (16) pour un filtreacoustique qui est adapté à atténuer les bruits issus d'un moteur (1) du véhicule et d'une pompe de mise en circulation du liquide caloporteur. 10.Boucle hydraulique (2) selon la revendication 9, caractérisée en ce que le logement (16) est disposé dans la partie de la pièce (10) en forme de H qui est en aval de l'échangeur de chaleur air/eau (3) et de la conduite de dérivation (9). 11.Boucle hydraulique (2) selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que la pièce (10) en forme de H comprend des moyens permettant la fixation du filtre acoustique. 12.Boucle hydraulique selon l'une des revendications 9 à 11 comportant en outre un filtre acoustique adapté à atténuer les bruits issus d'un moteur (1) du véhicule et d'une pompe de mise en circulation du liquide caloporteur disposé dans le logement (16).