Brevet FR3042221A1 — publié le 20170414

GROUPE MOTOPROPULSEUR COMPRENANT UN MOTEUR THERMIQUE EQUIPE D'UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT ET D'UN ECHANGEUR THERMIQUE. La présente invention concerne le refroidissement des groupes motopropulseurs. Elle concerne plus particulièrement concerne le refroidissement d'un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique équipé d'un circuit de refroidissement et d'un échangeur thermique utilisant le liquide du circuit de refroidissement pour refroidir un liquide tel qu'une huile de boite de vitesse automatique. Un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses 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. 15 On connait du document FR2890430 un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses d'un véhicule dans lequel on utilise un dispositif créant une perte de charge disposée sur la portion du circuit de refroidissement comprise entre la sortie du radiateur servant au refroidissement du liquide de refroidissement et l'entrée de la pompe de liquide 20 de refroidissement. L'entrée et la sortie de l'échangeur liquide de refroidissement/ huile de boite de vitesse sont disposées de part et d'autre de cette perte de charge. L'inconvénient de cette solution est une augmentation des pertes de charge du circuit de refroidissement, ce qui affecte le rendement du moteur. 25 On connait encore du document FR 2994456 un circuit de refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses d'un véhicule au moyen d'un échangeur liquide de refroidissement/ huile de boite de vitesse avec un débit de liquide de refroidissement variable et d'un système de pilotage de distribution du liquide de refroidissement en sortie moteur modifiant le débit 30 de liquide de refroidissement dans cet échangeur en fonction des valeurs mesurées de la température du liquide de refroidissement dans le moteur et de la température de l'huile dans la boîte de vitesse. L'inconvénient de cette solution est l'utilisation d'un thermostat piloté qui représente un 35 cout non négligeable. 10 3042221 2 Un but de la présente invention est de proposer un nouveau groupe motopropulseur qui permet de s'affranchir des inconvénients de l'art antérieur Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un groupe motopropulseur 5 comprenant un moteur thermique équipé d'un circuit de refroidissement du moteur destiné recevoir un liquide de refroidissement, ce circuit comprenant : -un circuit interne au moteur thermique, -un boitier en sortie du circuit interne au moteur thermique, -un radiateur comprenant une entrée de liquide de refroidissement, -une première conduite de circulation du liquide de refroidissement reliant le boitier à l'entrée du radiateur, le boitier comprenant un premier dispositif thermostatique qui autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée du radiateur dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un premier seuil de température, le groupe motopropulseur étant caractérisé en ce qu'il comprend une seconde conduite de circulation du liquide de refroidissement reliant le boitier à un échangeur thermique, le boitier comprenant un second dispositif thermostatique qui autorise la circulation du liquide de refroidissement dans l'entrée de l'échangeur thermique dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un second seuil de température inférieur au premier seuil de température. L'effet technique est de permettre, à l'aide d'un dispositif thermostatique autonome et économique et sans l'usage d'un dispositif de perte de charge comme dans l'art antérieur, le déclenchement autonome d'un refroidissement d'un organe par l'échangeur thermique tandis que le moteur est encore considéré comme « froid ». Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Dans une variante, le groupe motopropulseur comprend une boite de vitesse automatique comportant un liquide à refroidir, et l'échangeur thermique étant un échangeur entre le liquide de refroidissement et le liquide de la boite de vitesse automatique à refroidir. Dans une variante, le radiateur comprend une sortie reliée par une canalisation à une entrée d'une pompe à liquide de refroidissement, cette pompe comprenant une sortie reliée à une entrée du circuit interne au moteur thermique, et en ce que l'échangeur thermique comprend une sortie reliée à cette canalisation. 3042221 3 Dans une variante, le groupe motopropulseur comprend une troisième conduite de circulation du fluide de refroidissement qui relie le boitier à la canalisation reliant le radiateur à la pompe et en ce que le premier dispositif thermostatique est un thermostat 5 double effet agencé de sorte que : -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée du radiateur est autorisée, la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite est interdite et, -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée du radiateur est interdite, 10 la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite est autorisée. Dans une variante, le groupe motopropulseur comprend un aérotherme comprenant une entrée et une sortie de liquide de refroidissement, une quatrième conduite reliant le boitier à l'entrée de l'aérotherme, une canalisation reliant la sortie de l'aérotherme à la 15 canalisation reliant la sortie du radiateur à l'entrée de la pompe à liquide de refroidissement. Dans une variante, la troisième conduite comprend un ajutage. 20 Dans une variante, le premier seuil de température est compris entre 83 et 97 °C. Dans une variante, le second seuil de température est compris entre 50 et 85 °C, de préférence égal à 70°C. 25 Dans une variante, le second dispositif thermostatique est un thermostat simple effet. L'invention a aussi pour objet un véhicule caractérisé en ce qu'il est équipé d'un groupe motopropulseur selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. 30 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 35 - La figure 1 est une représentation schématique d'un groupe motopropulseur de l'invention et son circuit de refroidissement dans le cas où la température du liquide de refroidissement est inférieure au second seuil de température. 3042221 4 - La figure 2 est une représentation schématique du groupe motopropulseur de l'invention et son circuit de refroidissement dans le cas où la température du liquide de refroidissement est supérieure au second seuil de température. 5 En référence aux figures 1 et 2 est représenté groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique 1. Le moteur thermique 1 peut être par exemple un moteur à combustion interne à allumage commandé ou un moteur à combustion interne à allumage par compression. Le groupe motopropulseur équipe de préférence un véhicule, en 10 particulier automobile, pour permettre un déplacement de celui-ci. Le moteur thermique 1 est pourvu d'un circuit de refroidissement à l'intérieur duquel circule un liquide de refroidissement, tel qu'un mélange d'eau et de glycol par exemple. 15 Le circuit de refroidissement comprend un circuit interne de circulation du liquide de refroidissement à l'intérieur du moteur thermique. Le circuit de refroidissement est destiné à prélever les calories générées par le moteur thermique et à évacuer ces dernières pour maintenir le moteur thermique à une température de fonctionnement acceptable. 20 Le moteur thermique 1 est équipé en sortie S2 du circuit interne 2 d'un boitier 3 de sortie du liquide de refroidissement. Le boitier 3 est destiné à répartir le liquide de refroidissement à l'intérieur de diverses conduites 4, 9, 13, 14 que comprend le circuit de refroidissement. 25 Le boitier 3 comprend une première sortie S31 de liquide de refroidissement qui est pourvu d'une première conduite 4 reliant le boitier 3 à une entrée E5 d'un radiateur 5. Cette première conduite 4 est prévue pour permettre une circulation du liquide de refroidissement depuis le boitier 3 vers le radiateur 5. Le radiateur 5 est traversé par un flux d'air externe pour refroidir le liquide de refroidissement à l'intérieur du radiateur 5. Le 30 radiateur est préférentiellement logé à l'intérieur d'une façade avant du véhicule automobile pour faciliter un échange de chaleur entre le flux d'air externe et le liquide de refroidissement à l'intérieur du radiateur 5. Le boitier 3 loge un premier dispositif thermostatique 6 qui ouvre la première sortie S31 et 35 autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée E5 du radiateur 5 dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un premier seuil de température. De préférence, pour un fonctionnement acceptable du moteur, le 3042221 5 refroidissement du liquide de refroidissement par le radiateur 5 est requis pour une température de liquide de refroidissement dépassant un premier seuil de température, de préférence compris entre 83 et 97 °C. Ce premier dbpositif thermostatique 12 est un thermostat non piloté, c'est à dire avec un fonctionnement autonome, par exemple 5 actionné par une capsule à cire thermodilatable qui est agencée pour agir sur un clapet d'ouverture/fermeture de la première sortie S31. Le radiateur 5 comprend une sortie S5 du liquide de refroidissement pourvu d'une canalisation 7 qui relie le radiateur 5 à une entrée E8 d'une pompe à liquide de 10 refroidissement. Le liquide de refroidissement refroidi à l'intérieur du radiateur 5 est donc véhiculé depuis le radiateur 5 à la pompe 8 à liquide de refroidissement par l'intermédiaire de la canalisation 7. La pompe 8 à liquide de refroidissement comprend une sortie S8 reliée à une entrée E2 15 du circuit interne 2 au moteur thermique. Selon la présente invention, le boitier 3 comprend une seconde sortie S32 de liquide de refroidissement qui est pourvu d'une seconde conduite 9 reliant directement le boitier 3 à une entrée E10 d'un échangeur thermique 10. L'échangeur thermique 10 comprend 20 encore une sortie S10 pourvu d'une canalisation de sortie 17 reliée à la canalisation 7 joignant le radiateur 5 à la pompe à liquide 8. Cette canalisation de sortie 17 est prévue pour permettre une circulation du liquide de refroidissement de l'échangeur thermique 10 vers la canalisation 7. 25 Cette seconde conduite 9 est prévue pour permettre une circulation du liquide de refroidissement depuis le boitier 3 vers l'échangeur thermique 10. L'échangeur thermique 10 équipe un organe 11 du groupe motopropulseur, tel que préférentiellement un boitier de vitesse automatique, de telle sorte que le liquide de refroidissement présent à l'intérieur de l'échangeur thermique 10 se charge en calorie pour refroidir ledit organe 11. 30 Le liquide de refroidissement chargé des calories quitte l'échangeur thermique 10 par la sortie S10 et rejoint la canalisation 7 menant à la pompe 8. Dans le cas d'une boite de vitesse automatique, celle-ci comprend un liquide à refroidir telle qu'une huile de lubrification de la boite de vitesse, l'échangeur thermique 10 est un échangeur entre le liquide de refroidissement et le liquide de la boite de vitesse à refroidir, c'est à dire qu'il 35 .est traversé par l'huile de lubrification et que le liquide de refroidissement présent à l'intérieur de l'échangeur thermique 10 se charge en calorie pour refroidir cette huile. 3042221 6 Le boitier 3 loge un second dispositif thermostatique 12 qui ouvre la seconde sortie S32 et autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée E10 de l'échangeur thermique 10 dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un second seuil de température inférieur au premier seuil de température. Pour des raisons 5 de simplicité, le second dispositif thermostatique 12 est un thermostat simple effet, autrement dit il est dédié à l'ouverture / fermeture de la seconde sortie S32. Le second dispositif thermostatique 12 est un thermostat non piloté, c'est à dire avec un fonctionnement autonome, par exemple actionné par une capsule à cire thermodilatable qui est agencée pour agir sur un clapet d'ouverture/fermeture de la seconde sortie S32. 10 De préférence, pour un fonctionnement acceptable de la boite de vitesse automatique 11, le refroidissement de l'huile de lubrification par l'échangeur thermique 10 est requis pour une température de liquide de refroidissement dépassant un second seuil de température compris entre 50 et 85 °C, de préférence à 70°C etreste choisi inférieur au premier seuil 15 de température. Le boitier 3 comprend une troisième sortie S33 de liquide de refroidissement qui est pourvu d'une troisième conduite 13 reliant le boitier 3 à la canalisation 7 menant à la pompe à liquide 8. Cette troisième conduite 13 est prévue pour permettre une circulation 20 du liquide de refroidissement depuis le boitier 3 vers la canalisation 7. Dans ce mode de réalisation, le premier dispositif thermostatique 6 est un thermostat non piloté, à double effet coopérant avec les deuxième et troisième sortie S32, S33 et agencé de sorte que : 25 -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée E5 du radiateur 5 est autorisée, la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite 13 par la troisième sortie S33 est interdite et, 30 -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée E5 du radiateur 5 est interdite, la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite 13 par la troisième sortie S33 est autorisée. Le boitier 3 comprend encore une quatrième sortie S34 de liquide de refroidissement qui 35 est pourvu d'une quatrième conduite 14 reliant le boitier 3 à une entrée E15 d'un aérotherme 15. Cette quatrième conduite 14 est prévue pour permettre une circulation du liquide de refroidissement depuis le boitier 3 vers l'aérotherme 15. L'aérotherme 15 est 3042221 7 traversé par un flux d'air interne qui est destiné à être délivré à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile pour réchauffer un air présent à l'intérieur de l'habitacle. L'aérotherme 15 est préférentiellement logé à l'intérieur d'une installation de chauffage du véhicule. 5 L'aérotherme comprend une sortie S15 pourvu d'une canalisation de sortie 16 reliée à la canalisation 7 joignant le radiateur 5 à la pompe à liquide 8. Cette canalisation de sortie 16 est prévue pour permettre une circulation du liquide de refroidissement de l'aérotherme 15 vers la canalisation 7. 10 Dans ce mode de réalisation, la troisième conduite 13 peut encore comprendre un ajutage 18, qui crée une perte de charge, qui favorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'aérotherme 15. 15 Ainsi, dans ce mode de réalisation, la canalisation 7 reliant le radiateur 5 à la pompe à liquide 8 reçoit respectivement, en partant du radiateur 5 et en suivant la canalisation 7 jusqu'à la pompe à liquide 8, la canalisation de sortie 17 de l'échangeur thermique 10, troisième conduite 13 reliée au boitier 3, la canalisation de sortie 16 de l'aérotherme 15. 20 Grâce à ces dispositions, comme illustré sur la figure 1, lorsque la température du liquide de refroidissement est inférieure au second seuil de température, le premier dispositif thermostatique 6 interdit la circulation du liquide de refroidissement vers le radiateur 5 et le second dispositif thermostatique 12 interdit la circulation du liquide de refroidissement vers l'échangeur thermique 10. On privilégie alors dans cette situation la circulation du 25 liquide de refroidissement vers l'aérotherme 15. En évitant dans cette phase de fonctionnement les échanges thermiques avec le radiateur 5 et l'échangeur thermique 10 on améliore aussi la montée en température du groupe motopropulseur, ce qui est aussi bénéfique pour l'aérotherme et le confort perçu en préservant la thermique habitacle. 30 Grâce à ces dispositions encore, comme illustré sur la figure 2, lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure au second seuil de température, mais inférieure au premier seuil de température, le premier dispositif thermostatique 6 interdit la circulation du liquide de refroidissement vers le radiateur 5, mais le second dispositif thermostatique 12 autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'échangeur 35 thermique 10. Ainsi on pallie aux situations de vie où la boite de vitesse automatique peut chauffer tandis que le moteur est encore considéré comme « froid », c'est à que la température du liquide de refroidissement est inférieure au premier seuil de température. 3042221 8 Grâce à ces dispositions encore, non représenté, lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure au premier seuil de température, le premier dispositif thermostatique 6 autorise la circulation du liquide de refroidissement vers le radiateur 5, 5 mais interdit la circulation du liquide de refroidissement vers la troisième conduite 13, afin de faire passer le maximum de débit dans le radiateur 5, le second dispositif thermostatique 12 autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'échangeur thermique 10. Dans phase le groupe motopropulseur est considéré comme chaud et le liquide de refroidissement est refroidi par le radiateur 5, 10 L'invention permet de piloter l'ouverture de la branche refroidissant l'huile de la boite de vitesse automatique en fonction de la température du liquide de refroidissement afin de ne pas dégrader la thermique habitacle à faible température et de respecter la durabilité de la boite de vitesse automatique en refroidissant son huile. 15 L'invention permet par l'usage de thermostats non pilotés, la suppression de thermostat piloté, ce qui permet une économie de coût. Un autre avantage est l'amélioration de la perméabilité du circuit de refroidissement ce qui permet de soit limiter le débit d'eau maximum de la pompe à liquide et donc de diminuer le couple d'entrainement de cette 20 pompe et donc de faire une économie d'énergie consommée, soit d'augmenter le débit de liquide de refroidissement pour des application avec boite de vitesse automatique pour améliorer la durée de vie du groupe motopropulseur. REVENDICATIONS1. Groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique (1) équipé d'un circuit de refroidissement du moteur destiné recevoir un liquide de refroidissement, ce circuit comprenant : -un circuit interne (2) au moteur thermique (1), -un boitier (3) en sortie du circuit interne (2) au moteur thermique (1), -un radiateur (5) comprenant une entrée (E5) de liquide de refroidissement, -une première conduite (4) de circulation du liquide de refroidissement reliant le boitier (3) à l'entrée (E5) du radiateur (5), le boitier (3) comprenant un premier dispositif thermostatique (6) qui autorise la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée (E5) du radiateur (5) dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un premier seuil de température, le groupe motopropulseur étant caractérisé en ce qu'il comprend une seconde conduite (9) de circulation du liquide de refroidissement reliant le boitier (3) à un échangeur thermique (10), le boitier (3) comprenant un second dispositif thermostatique (12) qui autorise la circulation du liquide de refroidissement dans l'entrée (E10) de l'échangeur thermique (10) dans le cas où la température du liquide de refroidissement dépasse un second seuil de température inférieur au premier seuil de température. 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une boite de vitesse automatique comportant un liquide à refroidir, et l'échangeur thermique (10) étant un échangeur entre le liquide de refroidissement et le liquide de la boite de vitesse automatique à refroidir. 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le radiateur (5) comprend une sortie (S5) reliée par une canalisation (7) à une entrée (E8) d'une pompe (8) à liquide de refroidissement, cette pompe (8) comprenant une sortie (S8) reliée à une entrée (E2) du circuit interne (2) au moteur thermique, et en ce que l'échangeur thermique (10) comprend une sortie (S10) reliée à cette canalisation (7). 4. Groupe motopropulseur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième conduite (13) de circulation du fluide de refroidissement qui relie le boitier (3) à la canalisation (7) reliant le radiateur (5) à la pompe (8) et en ce que le premier dispositif thermostatique (6) est un thermostat double effet agencé de sorte que : 3042221 10 -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée (E5) du radiateur (5) est autorisée, la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite (13) est interdite et, -lorsque la circulation du liquide de refroidissement vers l'entrée (E5) du radiateur (5) 5 est interdite, la circulation du fluide de refroidissement dans la troisième conduite (13) est autorisée. 5. Groupe motopropulseur selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un aérotherme (15) comprenant une entrée (E15) et une sortie (S15) de liquide de refroidissement, une quatrième conduite (14) reliant le boitier (3) à l'entrée 10 (E15) de l'aérotherme (15), une canalisation (16) reliant la sortie (S15) de l'aérotherme (15) à la canalisation (7) reliant la sortie (S5) du radiateur (5) à l'entrée (E8) de la pompe (8) à liquide de refroidissement. 6. Groupe motopropulseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la troisième conduite (13) comprend un ajutage (18). 15 7. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier seuil de température est compris entre 83 et 97 °C. 8. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second seuil de température est compris entre 50 et 85 °C, de préférence égal à 70°C. 20 9. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second dispositif thermostatique (12) est un thermostat simple effet. 10. Véhicule caractérisé en ce qu'il est équipé d'un groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes. 25