Brevet FR3069288A1 — publié le 20190125

Système de distribution de liquide dans un circuit de refroidissement L'invention se rapporte à un système de distribution de liquide dans un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système de distribution de liquide d'un moteur équipé d'un système de recirculation de gaz d'échappement EGR. Dans le domaine des véhicules automobiles, il est connu des circuits de refroidissement dans lesquels un liquide caloriporteur est mis en circulation, par exemple par une pompe hydraulique, pour refroidir le moteur pendant son fonctionnement. Dans un moteur comprenant un circuit de gaz d'échappement recirculés, le circuit de refroidissement est utilisé pour abaisser la température des gaz recirculés, autrement gaz EGR (pour Exhaust Gas Recirculation en anglais). Le fait d'abaisser la température des gaz EGR permet de réduire la température du mélange de gaz réintroduit dans le moteur, et donc réduire la formation d'oxydes azotes. En d'autres termes, l'abaissement de la température des gaz EGR réduit l'émission des gaz polluants post-combustion. Pour ce faire, le liquide de refroidissement et les gaz EGR sont amenés vers un échangeur de chaleur dans lequel l'échange thermique entre le liquide et les gaz EGR permet de refroidir ces derniers. De manière générale, le circuit de refroidissement comprend un premier circuit d'écoulement de liquide vers un échangeur à haute pression, c'est-à-dire l'échangeur qui reçoit des gaz d'échappement sortant tout juste du moteur. Il comprend également un deuxième circuit d'écoulement de liquide vers un échangeur à basse pression, c'est-à-dire l'échangeur qui reçoit des gaz d'échappement plus loin dans 2 la ligne d'échappement, par exemple en sortant d'un catalyseur. Les premier et deuxième circuits d'écoulement de liquide ont le même point de départ qui est la rampe de 5 refroidissement. Ils se séparent plus tard pour diriger le liquide vers leur échangeur respectif et débouchent à la fin dans la rampe de refroidissement. De manière générale, le système de distribution de liquide dans les premier et deuxième circuits nécessite beaucoup de matériels tels que 10 des tuyaux, des colliers de fixation pour relier de différents composants du système entre eux. Un tel système de distribution est souvent encombrant et n'est pas simple à installer dans le compartiment moteur. L'invention propose un système de distribution de 15 liquide rassemblant plusieurs fonctions en un seul endroit afin d'améliorer la compacité du système tout en optimisant les fonctions et en réduisant les conduits. Avec cet objectif en vue, l'invention concerne un système de distribution de liquide dans un circuit de 20 refroidissement de moteur thermique qui comprend : - un premier circuit d'écoulement de liquide vers un échangeur de chaleur destiné à recevoir du gaz recirculé à basse pression, - un second circuit d'écoulement de liquide vers un 25 échangeur de chaleur destiné à recevoir du gaz recirculé à haute pression et vers un turbocompresseur, Selon l'invention, le système de distribution comporte un conduit tubulaire présentant une succession d'embouts de connexion agencés séquentiellement selon l'axe 30 du conduit, chacun desdits embouts étant connecté à un des premier et second circuits d'écoulement de liquide. Ainsi, le système de distribution présente une structure compacte, ce qui est apprécié dans un compartiment moteur avec peu de place libre. 3 Par rapport à une configuration dans laquelle les conduits sont distincts et séparés l'un à l'autre, le conduit tubulaire selon l'invention permet de s'affranchir des tuyaux de liaison et/ou des colliers de serrage entre les conduits. 5 L'absence des tuyaux et/ou des colliers réduit la masse totale du système de distribution. En outre, la distance parcourue du liquide entre les conduits est courte, ce qui réduit l'inertie de chauffage due au frottement du liquide avec les parois du conduit. Par ailleurs, le volume total du 10 liquide dans le système de distribution est relativement faible. Selon un mode de réalisation de l'invention, le conduit tubulaires et les embouts sont venus de matière. Selon une caractéristique de l'invention, le conduit 15 tubulaire comprend un embout d'extrémité amont selon le sens d'écoulement du liquide dans ledit conduit tubulaire. Cet embout d'extrémité amont reçoit du liquide venant du premier circuit d'écoulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le 20 conduit tubulaire comprend une portion en extrémité amont traversant un moyen de chauffage, ladite portion étant agencée en aval de l'embout d'extrémité amont. De cette manière, le liquide venant du premier circuit est chauffé dans le conduit tubulaire jusqu'à une température souhaitée. 25 Selon une caractéristique de l'invention, le conduit tubulaire présente une intersection entre une première direction et une deuxième direction d'écoulement de liquide. L'intersection est située après la portion en extrémité amont. Le conduit tubulaire comprend un moyen de commutation 30 apte à diriger le flux selon une de deux directions en fonction de la température. A titre d'exemple, le moyen de commutation est une électrovanne. 4 Selon une caractéristique de l'invention, une première des deux directions est connectée avec le second circuit par un embout de sortie de refroidissement. Ainsi, le liquide, en suivant la deuxième direction, arrive dans le 5 deuxième circuit où se trouvent l'échangeur à haute pression et le turbocompresseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde des deux directions est connectée avec le premier circuit de refroidissement par une portion intermédiaire du 10 conduit tubulaire. Ainsi, le premier circuit, l'embout d'extrémité amont, la portion tubulaire forment une grande boucle de circulation du liquide. De cette manière, le liquide peut circuler dans cette boucle pour refroidir l'échangeur à basse pression de manière continue et sans 15 arrêt. Selon une caractéristique de l'invention, la portion intermédiaire comprend un embout de retour de fluide du second circuit de refroidissement. Cet embout de retour de fluide sert à recevoir un retour d'eau provenant d'un outil 20 de contrôle de température, autrement appelé outil SCR en anglais. Selon une caractéristique de l'invention, la portion intermédiaire entoure un dispositif de contrôle de sens d'écoulement du fluide de manière à autoriser uniquement 25 l'écoulement du fluide vers un embout d'extrémité aval du conduit. A titre d'exemple, le dispositif de contrôle est un clapet anti-retour. Selon une autre caractéristique de l'invention, le conduit tubulaire comprend un embout d'arrivée connecté avec 30 la rampe de refroidissement du moteur, disposé en aval du dispositif de contrôle de sens d'écoulement du fluide. Ainsi, une telle disposition permet d'assurer que le liquide venant de la rampe de refroidissement ne circule pas vers l'embout d'extrémité amont. 5 Selon une caractéristique de l'invention, le conduit tubulaire comprend un embout d'extrémité aval selon le sens d'écoulement du liquide dans ledit conduit tubulaire. L'embout d'extrémité aval débouche dans le premier circuit 5 d'écoulement. Autrement dit, l'embout d'extrémité aval est placé en aval de l'embout d'arrivée et de la portion intermédiaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le conduit tubulaire comprend un capteur de température disposé 10 au niveau de l'embout d'extrémité aval. Grâce à ce capteur, on peut mesurer la température du liquide débouchant dans le premier circuit. Selon une autre caractéristique de l'invention, une pompe de circulation est disposée en amont de l'embout 15 d'extrémité aval. Selon une caractéristique de l'invention, le conduit tubulaire traverse une pompe de circulation de fluide. A noter que le liquide venant du moteur est mis en circulation dans le conduit tubulaire par une pompe installée dans le 20 moteur. Ainsi, la pompe de circulation de fluide installée sur le conduit tubulaire assiste la pompe du moteur en ajoutant un débit supplémentaire en vue d'une meilleure circulation du liquide dans le système de distribution. L'invention concerne également un moteur thermique 25 comprenant un système de distribution de liquide réalisé selon l'une des caractéristiques précédentes. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel moteur thermique. D'autres caractéristiques et avantages innovants 30 ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un système de distribution de l'invention ; 6 - la figure 2 représente de manière schématique l'écoulement du liquide de refroidissement dans un système de distribution de liquide selon l'invention; - la figure 3 représente un deuxième exemple de 5 réalisation d'un distributeur faisant partie du système de distribution de l'invention. Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques, présents dans plusieurs figures distinctes, sont affectés d'une seule et même référence numérique ou 10 alphanumérique. La figure 1 représente un système de distribution 1 de liquide selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce système de distribution 1 appartient à un circuit de refroidissement pour moteur thermique. Ledit 15 moteur 10 est équipé d'un système de recirculation de gaz d'échappement, autrement appelé système EGR. Ce système EGR comprend un échangeur 13 recevant du gaz d'échappement a haute pression, dit premier échangeur 13, un échangeur 14 recevant du gaz d'échappement à basse pression, dit deuxième 20 échangeur 14, et un turbocompresseur 15. Dans la suite de la description, le système de distribution 1 de liquide sera appelé ci-après le système de distribution 1. Le système de distribution 1 comprend deux circuits 25 11 et 12 d'écoulement de liquide reliés tous les deux à un conduit tubulaire 2. Le premier circuit 11 d'écoulement de liquide, ci-après appelé premier circuit 11, amène du liquide de refroidissement vers le premier échangeur 13, puis le liquide de refroidissement dans le premier circuit 11 rejoint 30 de nouveau le conduit tubulaire 2. A titre d'exemple, le liquide circule dans le système de distribution peut être de l'éthylglycol dilué à 50%. Le deuxième circuit 12 d'écoulement de liquide, ci-après appelé deuxième circuit 12, amène du liquide de 7 refroidissement sortant du conduit tubulaire 2 vers le deuxième échangeur 14 et le turbocompresseur 15, puis vers une rampe de refroidissement 16 du moteur. Afin de réaliser des liaisons avec les premier et 5 deuxième circuits 11 et 12, le conduit tubulaire 2 présent une succession d'embout de connexion agencés séquentiellement selon un axe longitudinal L du conduit. Chacun de ces embouts sont connectés soit au premier circuit 11 soit au deuxième circuit 12. 10 Sur la figure 1, il est représenté le conduit tubulaire 2 réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, le conduit tubulaire 2 s'étend suivant un axe horizontal X représenté sur la figure 1. Les embouts de connexion sont disposés successivement l'un après 15 l'autre au long du conduit tubulaire 2. Les embouts de connexion sont cités dans l'ordre de gauche à droite de la figure 1: - un embout d'extrémité amont 21 recevant du liquide venant du premier circuit 11; 20 - un embout de sortie de refroidissement 23 débouchant dans le deuxième circuit ; - un embout de retour 25 du liquide venant du deuxième circuit 12; - un embout d'arrivée 26 reliée à la rampe de 25 refroidissement du moteur ; - un embout d'extrémité aval 27 débouchant dans le premier circuit 11. Dans la présente description, les termes « avant », « après », « en amont » ou « en aval » sont définis par 30 rapport au sens de circulation du liquide dans le conduit tubulaire 2. Dans l'exemple illustré, le système de distribution 1 est agencé de manière à ce que le liquide de refroidissement coule de gauche à droit dans le conduit tubulaire 2. Dans cette description, les termes « gauche » et 8 « droite » correspond à la gauche et à la droite de la figure 1 telle qu'elle est représentée. Une portion 22 en extrémité amont du conduit tubulaire traverse un moyen de chauffage 4 de liquide, par 5 exemple un thermoplongeur 41. Dans l'exemple illustré, le thermoplongeur 41 est fixé sur une paroi latérale gauche 28 du conduit tubulaire 2 afin de chauffer le liquide circulant dans ladite portion. La portion 22 en extrémité amont est suivie d'une 10 intersection 20 entre une première direction A et une deuxième direction B d'écoulement de liquide. La première direction A est connectée avec l'embout d'extrémité aval 27, donc avec le premier circuit 11, par une portion intermédiaire 24 du conduit tubulaire 2. La deuxième 15 direction B est connectée avec le deuxième circuit 12 par l'intermédiaire de l'embout de sortie 23 de refroidissement. Un moyen de commutation 3 est disposé en regard de l'intersection 20 afin de diriger le liquide de refroidissement vers la première ou la deuxième direction. Le 20 moyen de commutation 3 est mobile entre une première position dans laquelle la portion 22 en extrémité amont communique avec l'embout de sortie de refroidissement 23 et une deuxième position dans laquelle la portion 22 en extrémité amont communique avec la portion intermédiaire 24. Le moyen de 25 commutation 3 change sa position en fonction de la température du liquide de refroidissement. Dans l'exemple illustré, le moyen de commutation 3 est une électrovanne 31. Un dispositif de contrôle 7 de sens d'écoulement du 30 liquide est disposé dans la portion intermédiaire 24 du conduit tubulaire. Ce dispositif de contrôle 7 est installé de sorte à autoriser uniquement l'écoulement du liquide vers l'embout d'extrémité aval 27. Cela permet d'éviter que le 9 liquide de refroidissement venant du moteur 10 remonte vers l'embout d'extrémité amont 21. Dans l'exemple illustré, le dispositif de contrôle 7 est un clapet anti-retour 71. 5 Par ailleurs, la portion intermédiaire 24 est connectée également avec l'embout de retour 25 du liquide venant du deuxième circuit 12. De cette manière, le conduit tubulaire 2 reçoit une partie du liquide sortant du deuxième échangeur 14 et du turbocompresseur 15, et ce en amont du 10 dispositif de contrôle 7 de sens d'écoulement du liquide. L'embout d'arrivée 26 connecté à la rampe de refroidissement 16 est disposé en aval du dispositif de contrôle 7. Le liquide de refroidissement venant de la rampe 16 circule de l'embout d'arrivée 26 vers l'embout d'extrémité 15 aval 27 pour rejoindre ensuite le premier circuit. Le conduit tubulaire 2 traverse une pompe 8 de circulation de fluide. Dans l'exemple illustré, ladite pompe 8 est installée avant l'embout d'extrémité aval 27. Plus précisément, la pompe est installée sur une paroi latérale 20 droite 29 du conduit tubulaire 2. Par ailleurs, un capteur de température 5 est installé dans l'embout d'extrémité aval 27 pour mesurer la température du liquide à cet endroit. Cette température mesurée est un signal déclencheur pour changer la position du 25 moyen de commutation 3. En référence aux figures 1 et 2, il est illustré la circulation du liquide de refroidissement dans le système de distribution 1 décrit précédemment. Le sens de circulation du liquide dans le système de distribution est représenté par 30 des flèches référencées A et B sur les figures 1 et 2. Tout d'abord, le liquide venant de la rampe de refroidissement 16 est amené vers l'embout d'extrémité aval 27 débouchant dans le premier circuit 11. Le liquide traverse ensuite le premier échangeur 13 pour refroidir le gaz 10 recirculé. En sortant du premier échangeur 13, le liquide de refroidissement dans le premier circuit 11 rejoint le conduit tubulaire 2 par l'embout d'extrémité amont 21. Ensuite, le liquide est chauffé par le moyen de 5 chauffage 4, ici le thermoplongeur 41, dans la portion 22 en extrémité amont. En fonction de la position du moyen de commutation 4, ici l'électrovanne 41, le liquide est dirigé soit vers le deuxième circuit 12 soit vers le premier circuit 11. 10 Dans le cas où le moyen de commutation 3 est en première position, le liquide débouche dans le deuxième circuit 12 en passant par l'embout de sortie de refroidissement 23. Le liquide arrive ainsi dans le deuxième échangeur 14 et dans le turbocompresseur 15 pour refroidir le 15 gaz recirculé. En sortant du deuxième échangeur 14 et du turbocompresseur 15, le liquide de refroidissement rejoint la rampe de refroidissement 16. Par ailleurs, dans l'exemple illustré, une partie du liquide sortant rejoint le conduit tubulaire 2 via l'embout de retour 25 du liquide. 20 Dans le cas où le moyen de commutation 3 est en deuxième position, le liquide est dirigé dans la portion intermédiaire 24 et amené ensuite vers le premier circuit 11 via l'embout d'extrémité aval 27. Dans ce cas, le liquide coule dans le système de distribution 1 en faisant une grande 25 boucle. Comme expliqué précédemment, la position du moyen de commutation 3 dépend de la température du liquide mesurée à l'endroit où est posé le capteur de température 5. En fonction de la valeur obtenue, le moyen de commutation 3 se 30 met en première position ou en deuxième position. Sur la figure 3, il est illustré un deuxième exemple de réalisation du conduit tubulaire 6. Dans cet exemple, le conduit tubulaire 6 a une structure étagée comprenant une partie supérieure 60 et une partie inférieure 65. 11 Les termes « supérieur» et « inférieur » correspond au haut et au bas de la figure 3 telle qu'elle est représentée. Sur cette figure, il est représenté également un axe vertical Z qui s'étend du haut en bas et l'axe horizontal 5 X perpendiculaire à l'axe Z. La partie supérieure 60 comprend l'embout d'extrémité amont 61, l'embout de sortie de refroidissement 63, le moyen de chauffage 4 et le moyen de commutation 3. Dans cet exemple, le moyen de chauffage 4 est aussi un thermoplongeur 10 41 et le moyen de commutation 3 est une électrovanne 31. La partie inférieure 65 comprend l'embout d'arrivée 66, l'embout d'extrémité aval 67 et la pompe 8 de circulation de fluide. Le conduit comprend également un capteur de température (non illustré) dans la partie inférieure 65. 15 Dans ce deuxième mode de réalisation, il n'y a pas le conduit de retour du liquide venant du deuxième circuit. La partie supérieure 60 est reliée a la partie inférieure 65 par une portion intermédiaire 64. Celui-ci comprend une portion verticale 641 suivie d'une portion 20 horizontale 642. La portion verticale 641 est connectée à la partie supérieure 60 du tandis que la portion horizontale 642 est reliée à la partie inférieure 65. Un dispositif de contrôle de sens d'écoulement du liquide, ici un clapet antiretour (non visible sur la figure 3), est logé dans un 25 compartiment réalisé dans la portion horizontale 642. La portion verticale 641 est entourée par les ailettes 643 permettant de renforcer la rigidité de ladite portion. Le fonctionnement du conduit tubulaire illustré à la 30 figure 3 reste identique à celui illustré à la figure 2. Une fois relié aux premier et deuxième échangeurs 13 et 14, au turbocompresseur 15, le conduit tubulaire 6 forme avec ces éléments le système de distribution selon l'invention. REVENDICATIONS1. Système de distribution (1) de liquide dans un circuit de refroidissement de moteur thermique (10) qui 5 comprend - un premier circuit (11) d'écoulement de liquide vers un échangeur de chaleur (13) destiné à recevoir du gaz recirculé à basse pression, - un second circuit (12) d'écoulement de liquide 10 vers un échangeur de chaleur (14) destiné à recevoir du gaz recirculé à haute pression et vers un turbocompresseur (15), caractérisé en ce que le système de distribution (1) comprend un conduit tubulaire (2 ; 6) présentant une succession d'embouts de connexion (21, 23, 25, 26, 27 ; 61, 15 63, 66, 67) agencés séquentiellement selon l'axe (L) du conduit, chacun desdits embouts étant connecté à un des premier (11) et second (12) circuits d'écoulement de liquide. 2. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit tubulaire 20 (2 ; 6) comprend un embout d'extrémité amont (21 ; 61) selon le sens d'écoulement du liquide dans ledit conduit tubulaire (2 ; 6), ledit embout d'extrémité amont (21 ; 61) recevant du liquide venant du premier circuit d'écoulement (11). 3. Système de distribution (1) de liquide selon la 25 revendication 2, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2) comprend une portion (22) en extrémité amont traversant un moyen de chauffage (4, 41), ladite portion (22) étant agencée en aval de l'embout d'extrémité amont (21). 4. Système de distribution (1) de liquide selon la 30 revendication 3, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2) présente une intersection (20) entre une première direction (A) et une deuxième direction (B) d'écoulement de 14 liquide, et ce après la portion (22) en extrémité amont et en ce qu'il comprend un moyen de commutation (3) apte à diriger le flux selon une de deux directions (A, B) en fonction de la température. 5. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de commutation (3) est une électrovanne (31). 6. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une première (A) 10 des deux directions est connectée avec le second circuit (12) par un embout de sortie de refroidissement (23 ; 63). 7. Système de distribution (1) de liquide selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la seconde (B) des deux directions est connectée avec le premier 15 circuit (11) de refroidissement par une portion intermédiaire (24 ; 64) du conduit tubulaire (2 ; 6). 8. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portion intermédiaire (24) comprend un embout de retour du liquide 20 (25) du second circuit de refroidissement. 9. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la portion intermédiaire (24 ; 64) entoure un dispositif de contrôle (7, 71) de sens d'écoulement du liquide de manière à autoriser 25 uniquement l'écoulement du fluide vers un embout d'extrémité aval (27 ; 67) du conduit tubulaire (2 ; 6). 10. Système de distribution (1) de liquide selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2 ; 6) comprend un embout d'arrivée (26 ; 66) connecté avec 30 la rampe de refroidissement (16) du moteur, disposé en aval 15 du dispositif de contrôle (7, 71) de sens d'écoulement du liquide. 11. Système de distribution (1) de liquide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2 ; 6) comprend un embout d'extrémité aval (27 ; 67) selon le sens d'écoulement du liquide dans ledit conduit tubulaire, ledit embout d'extrémité aval (27 ; 67) débouchant dans le premier circuit d'écoulement (11). 12. Système de distribution (1) de liquide selon la 10 revendication 11, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2) comprend un capteur de température (5) disposé au niveau de l'embout d'extrémité aval (27). 13. Système de distribution de liquide selon l'une des revendications 11 à 12, caractérisé en ce qu'une pompe de 15 circulation (8) est disposée en amont de l'embout d'extrémité aval (27 ; 67). 14. Système de distribution (1) de liquide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit tubulaire (2 ; 6) traverse une pompe de 20 circulation de liquide (8). 15. Moteur thermique caractérisé en ce qu'il comprend un système de distribution (1) de liquide selon l'une des revendications précédentes. 16. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il 25 comprend un moteur thermique selon la revendication précédente.