FR2597923A3

FR2597923A3 - Ensemble thermostatique pour le systeme de refroidissement d'un moteur thermique

Info

Publication number: FR2597923A3
Application number: FR8705537A
Authority: FR
Inventors: Franco Martinis
Original assignee: Gilardini SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1987-04-17
Publication date: 1987-10-30
Also published as: SE8701675L; IT8653329V0; IT207773Z2; GB2193307A; FR2597923B3; GB8707855D0; ES1002262U; DE8705290U1; BR8702234A; SE8701675D0; ES1002262Y; GB2193307B

Abstract

UN MOTEUR THERMIQUE 2 COMPORTE UN ENSEMBLE THERMOSTATIQUE 1 MONTE DANS UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT COMPRENANT UN PREMIER CIRCUIT 39 FORME DANS LA CULASSE 3 DU MOTEUR 2, UN SECOND CIRCUIT 45 FORME DANS LE BLOC-CYLINDRE 4, UNE POMPE DE CIRCULATION 5 ET UN RADIATEUR 6 ET COMPORTE UNE TIGE DEPLACABLE 8 QUI AGIT SUR DES DISQUES OBTURATEURS 17, 14, 21 POUR OUVRIR ET FERMER DES OUVERTURES 33, 37 QUI METTENT LES DIVERSES PARTIES DU SYSTEME EN COMMUNICATION. EN PARTICULIER, POUR UN INTERVALLE DE TEMPERATURE PREDETERMINE, L'ENSEMBLE THERMOSTATIQUE 1 PERMET UN ECOULEMENT LIMITE DU FLUIDE DE REFROIDISSEMENT ENTRE LE PREMIER CIRCUIT 39 ET LE RADIATEUR 6 PAR RAPPORT A CELUI PROVENANT DU SECOND CIRCUIT 45 DU BLOC-CYLINDRE 4. CE COURANT LIMITE EST OBTENU EN ETRANGLANT UNE OUVERTURE 37 QUI PLACE LE PREMIER CIRCUIT 39 EN COMMUNICATION AVEC LE RADIATEUR 6 AU MOYEN D'UN CORPS EN FORME DE COUPE MUNI D'UN DISQUE OBTURATEUR 14.

Description

1.

La présente invention concerne un ensemble thermopour le système de refroidissement d'un moteur thermi-

statique que.

Dans des systèmes de ce type, on connaît des soupapes 5 thermoBtatiques doubles qui permettent de maintenir la température de la culasse du moteur à une valeur inférieure à celle

du bloc-cylindre afin d'éviter les risques de détonation.

La présente invention a pour objet un ensemble thermostatique pour moteur thermique du type capable de maintenir une telle différence de température entre la culasse et le blocçylindre du moteur, qui sera plus efficace que ceux actuellement utilisés, avec une structure relativement simple et par

conséquent économique.

Selon la présente invention, on prévoit un ensemble 15 thermostatique pour moteur thermique, installé dans un système de refroidissement comprenant un premier circuit formé dans la culasse du moteur, un second circuit formé dans le 2. bloc-cylindre du moteur, les premier et second circuits communiquant par l'intermédiaire dudit ensemble, une pompe de circulation dans les premier et second circuits, et un radiateur monté entre l'ensemble thermostatique et la pompe,l'ensemble 5 comportant un premier moyen pouvant être mis en oeuvre pour réguler la communication entre le premier circuit et le radiateur, et le second moyen pouvant être mis en oeuvre pour réguler la communication entre le second circuit et le radiateur, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen supplémentaire pou10 vant être mis en oeuvre pour fermer la communication entre le

premier circuit et le radiateur dans diverses conditions d'ouvertures du premier moyen.

La présente invention sera bien comprise lors de la

description suivante faite en liaison avec les dessins ci15 joints dans lesquels:

La figure 1 est une vue en coupe de côté d'un ensemble thermostatique selon la présente invention; et Les figures 2, 3 et 4 sont des illustrations schématiques de trois positions différentes de fonctionnement de l'ensem20 ble thermostatique de la figure 1 installé dans un système de

refroidissement de moteur thermique.

Comme cela est illustré dans les figures 2 à 4, un ensemble thermostatique, représenté dans ses grandes lignes par la référence 1, est monté dans un système de refroidissement de type connu dans un moteur thermique 2, représenté schématiquement par sa culasse 3 et son bloccylindre 4. Le système comporte également une pompe de circulation 5, un radiateur 6 et un élément chauffant 7 pour l'intérieur du véhicule. L'ensemble thermostatique 1 comporte une tige 8, dont l'extrémité est en saillie sur une ampoule 28 contenant un mélange de cires sensibles à la chaleur de manière à présenter extérieurement une longueur qui varie avec la valeur de la température du fluide circulant sur l'ampoule 28. La tige 8 agit sur des disques obturateurs de soupape qui, en fonction de la longueur de la tige 8 même, ouvrent et ferment des orifices plaçant différents 3. circuits du système de refroidissement en communication, comme

cela sera décrit en détail ci-après.

En liaison avec la figure 1, la tige 8 comporte une extrémité extérieure 11 s'engageant dans un trou axial borgne ménagé dans une première extrémité d'un arbre 12 comportant un rebord extérieur 9 et, à sa seconde extrémité, supporte un corps 13 en forme de coupe inversée sur la tige 12, et ayant à la base d'une paroi cylindrique de côté 15 un bord extérieur

qui constitue un premier disque 14 d'obturateur de soupape.

L'extrémité intérieure de la coupe 13 forme une base d'extrémité pour un ressort en spirale 16 disposé autour de l'arbre 12 et dont l'action consiste à comprimer un second disque annulaire 17 d'obturateur de soupape coulissant le long de l'arbre 12 dans la direction de la tige 8. Sur l'extrémité supérieure de la 15 coupe 13 est disposé un disque 21 obturateur de soupape qui agit sur une extrémité d'un ressort en spirale 18. L'extrémité 11 de la tige 8, le corps 13 et les disques 17 et 21 sont montés à l'intérieur d'un corps cylindrique creux 22 dans lequel est formé, intégralement, un élément cylindrique 24 en forme de coupe 20 qui définit une chambre cylindrique intérieure 23. L'élément 24 a une paroi de base 25 et une paroi latérale 26. La paroi de base 25 présente un trou axial traversant 27, en contact avec une partie d'une ampoule 28 à l'intérieur duquel la tige 8 peut coulisser. Près de la paroi d'extremité 25, un raccord25 union 31 s'étend radialement à partir de la paroi 26, et traverse radialement le corps 22 de manière à mettre une première partie 23a de la chambre 23 en communication hydraulique avec la sortie d'un circuit de refroidissement 45 formé dans le bloc-cylindre 4 (figure 2). Un second raccord-union 32 s'étend 30 radialement à partir de la paroi latérale 26 proche de l'extrémité libre de cette paroi, traverse radialement le corps 22 et place une seconde partie 23b de la chambre 23 en communication hydraulique avec l'entrée du radiateur 6 (figure 2). Les parties 23a et 23b ont le même axe et sont séparées par une ouver35 ture 33 ménagée à l'intérieur de l'élément 24 entre des zones 4. de cet élément à partir desquelles les raccords-unions 31 et 32 s'étendent. Pour certaines positions de fonctionnement prises par la tige 8 (comme on le décrira en détail ci-dessous), l'ouverture 33 est fermée par le disque obturateur 17 qui fer5 me la communication hydraulique entre les deux parties 23a et 23b de la chambre 23 et par conséquent entre les raccordsunions 31 et 32. Entre l'intérieur du corps 22 et l'extérieur de l'élément 24, une chambre 34 est définie dont l'ouverture d'entrée 35 est représentée par l'extrémité ouverte du corps 22 10 par l'intermédiaire de laquelle l'ampoule 28 s'étend. Près de l'extrémité opposée du corps 22, un troisième raccord-union 36 est relié radialement à sa paroi, ce qui met la chambre 34 en communication avec l'entrée de l'élément chauffant 7 (figure 2). L'extrémité libre de l'élément 24 définit par consé15 quent une ouverture 37 entre la partie 23b de la chambre 23 et la chambre 34. Dans une position prise par la tige 8 (comme cela sera décrit ci-dessous avec davantage de détails), l'ouverture 37 est fermée par le disque obturateur 21 comprimé dans la direction de cette ouverture 37 par le ressort 18 qui, à son autre extrémité, est comprimée par une plaque de couverture 38 fixée à l'extrémité du corps 22 à l'opposé de l'ouverture 35. Le disque obturateur 14 reste à l'intérieur de la partie 23b de la chambre 23 pour certaines positions prises par la tige 8, alors que pour d'autres positions il peut en25 trer dans la chambre 34 car son diamètre est inférieur à celui de l'ouverture 37. On remarquera que ce disque obturateur 21

comporte une partie de base 40 de diamètre plus petit qui passe par l'ouverture 37 et est connecté à la face supérieure extérieure du corps 13 en forme de coupe.

En utilisation, l'ensemble thermnnostatique i prend

trois positions différentes selon la valeur de la température du liquide circulant au-dessus de l'ampoule 28. La figure 2 représente schématiquement le courant du fluide de refroidissement lorsque l'ampoule 28 se trouve à une température inf-

rieure à 71 C par exemple. Dans ces conditions, la tige 8 5. prend la position la plus contractée qui, au moyen des disques obturateurs 17 et 21 et sous l'effet des ressorts 16 et 18, provoque la fermeture des ouvertures 33 et 37. Le fluide de refroidissement provenant du refoulement de la pompe 5 5 circule par conséquent dans un circuit de refroidissement 39 formé dans la culasse 3, en sort et passe sur l'ampoule 28, entre partiellement par l'intermédiaire de l'ouverture 35 dans la chambre 34 dont il sort en passant par le raccord-union 36 pour se diriger vers une conduite 44 conduisant à l'elément 10 chauffant 7. Une autre partie du fluide provenant de la culasse 3 arrive d'une façon connue à un conduit 41 qui est placé de manière à chauffer le collecteur d'induction du moteur 2 et qui vient jusqu'à une conduite 42 à la sortie de l'élément chauffant 7. A partir de la conduite 42, le fluide est introduit 15 dans une conduite 43 à la sortie du radiateur 6, puis s'écoule vers l'admission de la pompe 5. Une autre partie du fluide provenant de la culasse 3 s'écoule vers une entrée du circuit de refroidissement 45 formée dans le bloc-cylindre 4; ce fluide ne traverse pas le bloc-cylindre 4 étant donné que, à la tempéra20 ture indiquée ci- dessus, la tige 8 maintient l'ouverture 33 fermée, d'o la fermeture de la communication entre les deux parties 23a et 23b de la chambre 23. De fait, comme la partie 23a de la chambre 23 communique hydrauliquement via le raccordunion 31 avec la sortie du circuit de refroidissement 45 du 25 bloc-cylindre 4, le fluide ne circule pas dans ce circuit

, car la sortie est fermée par le disque obturateur 17.

Malgré cela, une quantité limitée du fluide sort du circuit 45 via un petit conduit 46 pour s'écouler vers l'admission de la pompe 5. Dans ce cas, la seule partie du moteur 2 sensible30 ment affectée par le refroidissement est la culasse 3 qui est par conséquent maintenue à une température inférieure à

celle régnant dans le bloc-cylindre 4.

La figure 3 illustre la circulation du fluide de refroidissement lorsque l'ampoule 28 se trouve à une tempéra35 ture plus élevée, située entre 71 C et 85 C par exemple. A 6. ces températures, la tige 8 est en saillie sur l'ampoule 28 et ouvre l'ouverture 37, ce qui met la chambre 34 en communication avec la partie 23b de la chambre 23 à partir de laquelle s'étend le raccord-union 32. L'extension que subit la ti5 ge 8 surmonte l'action du ressort 18 de sorte que la tige 8, avec le corps 13, provoque la translation du disque obturateur 21 dans la direction du couvercle 38. Le corps 13, dans ce cas, reste au niveau de l'ouverture 37 et étant donné sa configuration extérieure, provoque l'étranglement de l'ouverture 38, 10 ce qui permet le passage d'un courant limité de fluide de refroidissement entre la chambre 34 et la partie 23b de la chambre 23. L'ouverture 33 reste ainsi fermée par le disque obturateur 17 sous l'effet du ressort 16. Le fluide de refroidissement suit de nouveau tous les trajets déjà décrits en 15 liaison avec la figure 2. Cependant, dans ce cas, une partie du fluide qui entre dans la chambre 34, limitée à cause de l'étranglement de l'ouverture 37, entre dans la partie 23b de la chambre 23 dont il sort via le raccord-union 32 dans la direction

d'une conduite 47 allant jusqu'au radiateur 6.

La figure 4 illustre les trajets du fluide de refroidissement lorsque l'ampoule 28 est à une température encore

plus grande, par exemple à une température supérieure à 85 C.

A cette température, la tige 28 est encore plus en saillie et au moyen du rebord 9 de l'arbre 12 déplace le disque obtura25 teur 17 à l'encontre de l'action du ressort 16 ouvrant l'ouverture 33. Dans ce cas, le corps 13 est poussé dans la chambre 34 mais provoque toujours un certain étranglement de l'ouverture 37. Le fluide de refroidissement suit tous les trajets déjà décrits en liaison avec la figure 3. En outre, le fluide 30 traverse la totalité du circuit de refroidissement 45 du bloc-cylindre 4 dont il sort pour entrer dans la partie 23a de la chambre 23 à partir de laquelle, par l'intermédiaire de l'ouverture 33, il entre dans la partie 23b. Comme l'ouverture 37 est soumise à un certain étranglement, une quantité de 3b fluide la traverse qui est plus petite que celle passant par

9:79, 23

7. l'ouverture 33. A partir de la partie 23b de la chambre 23, le fluide provenant des deux ouvertures 33 et 37 passe alors

dans le raccord-union 32 dans la direction du radiateur 6.

Dans le stade décrit en liaison avec la figure 2, la circula5 tion du fluide de refroidissement dans le radiateur 6 est empêchée pour permettre au moteur 2 d'atteindre rapidement la température de marche. En effet, on sait qu'une température

excessivement basse pour les parois des cylindres est dommageable pour le fonctionnement et la durée de vie d'un moteur 2, 10 en ce sens qu'elle provoque une combustion de faible rendement.

Cela se produit avant tout lors du démarrage du moteur 2 ou

dans le cas de températures ambiantes particulièrement basses.

Au stade décrit en liaison avec la figure 3, une quantité limitée de fluide sortant de la culasse 3 peut traver15 ser le radiateur 6 d'une façon telle que cela apporte une contribution au refroidissement de la culasse 3 elle-même. Comme le volume de fluide qui peut traverser la culasse 3 dans la direction du radiateur 6 doit être relativement petite, il est par conséquent nécessaire d'effectuer un étranglement (obtenu 20 au moyen du corps 13). Le même étranglement est également effectif dans le cas de l'ouverture 33 car le volume du fluide qui doit traverser la culasse 3 dans la direction du radiateur 3 est inférieure à celle qui doit circuler à travers le

bloc-cylindre 4.

D'après la description précédente, les principaux

avantages de la présente invention apparaîtront.

En particulier l'ensemble thermostatique I est modifié, par rapport aux thermostats courants, d'une façon telle qu'il y a un courant plus petit de fluide entre la culasse 3 30 et le radiateur 6 qu'à partir du bloccylindre 4.

Enfin, on notera que l'ensemble thermostatique 1 a

une construction simple et par conséquent son coLt de fabrication est faible.

La présente invention n'est pas Limite aux exemi35 ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au 259: 8.

contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

9.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Ensemble thermostatique (1) pour moteur thermique (2), installé dans un système de refroidissement comprenant un premier circuit (39) formé dans la culasse (3) du moteur (2), un second circuit (45) formé dans le bloc-cylindre (4) du moteur (2), les premier (39) et second (45) circuits étant en communication par l'intermédiaire dudit ensemble, une pompe de circulation (5) pour mettre en circulation le fluide à travers les premier et second circuits (39, 45) et un radiateur 10 (6) monté entre l'ensemble thermostatique (1) et la pompe (5), l'ensemble (1) comprenant un premier moyen (21) pouvant être mis en oeuvre pour réguler la communication entre le premier circuit (39) et le radiateur (6), et le second moyen (17) pouvant être mis en oeuvre pour réguler la communication entre 15 le second circuit (45) et le radiateur (6), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen supplémentaire (14) pouvant être mis en oeuvre pour fermer la communication (37) entre le premier

circuit (39) et le radiateur (6) dans diverses conditions d'ouverture du premier moyen (21).

2 - Ensemble thermostatique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps sensiblement cylindrique en forme de coupe (22) ayant une ouverture d'entrée (35) communiquant avec une partie du premier circuit (39); - une portion en forme de coupe (24) à l'intérieur du corps (22) définissant une première chambre intérieure cylindrique (23) subdivisée en une première partie (23a) et une seconde partie (23b) séparées par une ouverture (33) qui peut être fermée par le second moyen (17), un premier raccord-union 30 (31) s'étendant à partir de la première partie (23a) pour la mettre en communication avec une sortie du second circuit (45), et un second raccord-union (32) s'étendant à partir de la seconde partie (23b) pour la mettre en communication hydraulique avec une entrée du radiateur (6); - une seconde chambre (34) étant définie à l'intérieur 10. 15

25 30 35

du corps (22) entre celui-ci et la surface extérieure de ladite portion (24), la seconde partie (23b) de la première chambre (23) présentant une ouverture (37) pour communication avec la seconde chambre (34), qui peut être fermée par le premier moyen (21);

- une ampoule (28) en matériau sensible à la température étant logée dans le fond de la portion en forme de coupe (24) et s'étendant à travers la première ouverture (35), une tige (8) étant en saillie sur l'ampoule (28) et s'étendant jusque dans l'intérieur de la première partie (23a) de la première chambre (23), la tige (8) pouvant être mise en oeuvre pour agir sur le premier moyen (21), un second moyen (17) et un moyen supplémentaire (14) à l'encontre de l'action d'un moyen élastique de sollicitation (18, 16).

3 - Ensemble thermostatique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen supplémentaire (14) comprend un corps en forme de coupe (13) disposé à l'intérieur de la première chambre (23) et pouvant coulisser, parallèlement à l'axe de la tige (8) et sous l'effet de celleci, entre une première position dans laquelle il se trouve à l'intérieur de la seconde partie (23b) avec le premier moyen (21) qui ferme l'ouverture associée (37), et des positions ultérieures dans lesquelles il est en correspondance avec l'ouverture (37) ouverte par le premier moyen (21) et dans lesquelles il provoque un étranglement pour le fluide entrant dans la seconde partie (23b) de la première chambre (23) en provenant de la seconde chambre (34).

4 - Ensemble thermostatique (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier moyen comprend un premier disque obturateur (21) monté dans la seconde chambre (34) et comprimé par le premier moyen de ressort (18) sur l'ouverture contrôlée (37), le premier disque obturateur (21) pouvant se déplacer parallèlement à lui-même pour ouvrir l'ouverture (37) sous l'effet de la tige (8) et en même temps que le corps en forme de coupe (13) avec lequel il est en contact, et en ce 11.

que le second moyen comprend un second disque obturateur (17) monté à l'intérieur de la seconde partie (23b) de la chambre cylindrique intérieure (23) et comprimé par un second moyen de ressort (16), qui appuie contre l'intérieur du corps en 5 forme de coupe (13), sur l'ouverture contrôlée (33), le second disque obturateur (17) pouvant coulisser parallèlement à l'axe de la tige (8) pour ouvrir l'ouverture (33) sous l'effet de celle-ci.

- Ensemble thermostatique (1) selon la revendi10 cation 4, caractérisé en ce qu'une partie annulaire qui constitue un troisième disque obturateur (14) en regard du second

disque obturateur (17) s'étend radialement à partir du bord libre du corps en forme de coupe (13).

6 - Ensemble thermostatique (1) selon la revendica15 tion 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que la tige (8) comporte une extrémité (11) en contact avec une première extrémité d'un arbre (12) passant à travers le second disque obturateur (17), et en ce qu'à une seconde extrémité elle supporte le corps en forme de coupe (13) alors que la première extrémité a un rebord (16) pouvant être mis en oeuvre pour venir en contact avec le second disque obturateur (17) et le déplacer après que la tige (8) ait déjà effectué le déplacement

du premier disque obturateur (21) et du corps en forme de coupe (13) pour ouvrir l'ouverture contrôlée (37).

7 - Ensemble thermostatique selon l'une quelconque

des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une plaque de

couverture (18) sur laquelle agit le premier moyen de ressort (18) est montée à une extrémité axiale du corps (12) opposée

à l'ouverture d'entrée (35).

8 - Ensemble thermostatique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la

seconde chambre (34) est en communication avec un troisième raccord-union (36) pour communiquer avec des circuits extérieurs supplémentaires (41, 7) .

9 - Système de refroidissement pour moteur

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12. thermique (2) comprenant un premier circuit (39) formé dans sa culasse (3), un second circuit (45) formé dans son bloccylindre (4), les premier et second circuits (39, 45) communiquant avec un ensemble thermostatique (1), une pompe de circu5 lation (5), et un radiateur (6) monté entre l'ensemble thermostatique (1) et la pompe (5), caractérisé en ce que l'ensemble thermostatique (1) est du type tel qu'il est revendiqué dans

au moins l'une des revendications précédentes.