FR2849673A1 - Barrel activator for internal combustion engine, has mobile container presenting two openings to selectively uncover zero, one, another and third orifices of body during rotation of mobile container - Google Patents
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Abstract
Description
ACTIONNEUR A BARILLET POUR MOTEUR REFROIDISSEMENT SEPAREBARREL ACTUATOR FOR SEPARATE COOLING MOTOR
L'invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne et plus 5 précisément un actionneur à barillet utilisable dans un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne à refroidissement séparé. The invention relates to the field of internal combustion engines and more specifically to a barrel actuator usable in a cooling circuit of an internal combustion engine with separate cooling.
Un moteur à combustion interne comprend habituellement un carter fermé par une culasse. Ces éléments sont refroidis pour permettre le fonctionnement du moteur. An internal combustion engine usually includes a housing closed by a cylinder head. These elements are cooled to allow engine operation.
EP-A-0 548 174 décrit un circuit de refroidissement dans lequel le fluide caloporteur 10 traverse d'abord le carter puis ensuite la culasse, avant de traverser un radiateur. Il a aussi été proposé d'utiliser des circuits distincts pour le refroidissement du carter et de la culasse, de sorte à pouvoir refroidir différemment ces deux éléments, suivant une technique appelée "split cooling" en langue anglaise, soit refroidissement séparé. EP-A-0 548 174 describes a cooling circuit in which the heat-transfer fluid 10 first crosses the casing and then the cylinder head, before passing through a radiator. It has also been proposed to use separate circuits for cooling the casing and the cylinder head, so as to be able to cool these two elements differently, according to a technique called "split cooling" in English, or separate cooling.
Ainsi, GB-A-2 245 703 propose un circuit avec un radiateur, un premier circuit de 15 refroidissement pour la culasse avec un court-circuit en parallèle au radiateur et un second circuit de refroidissement pour le carter. Ce document utilise des thermostats pour dériver vers le courtcircuit une partie du flux de fluide caloporteur issu de la culasse et du moteur. GB-A-2 286 039 propose un circuit de refroidissement dans lequel le fluide ayant traversé la culasse est sélectivement dirigé vers le carter, ou 20 vers un radiateur. Thus, GB-A-2 245 703 proposes a circuit with a radiator, a first cooling circuit for the cylinder head with a short circuit in parallel with the radiator and a second cooling circuit for the casing. This document uses thermostats to divert part of the heat transfer fluid flow from the cylinder head and the engine to the short circuit. GB-A-2 286 039 proposes a cooling circuit in which the fluid which has passed through the cylinder head is selectively directed towards the casing, or towards a radiator.
US-A-6 164 248 propose un dispositif de commande pour le circuit de refroidissement d'un moteur à explosion. Le dispositif de commande comprend un corps cylindrique avec une vanne montée à rotation dans le corps cylindrique. Trois orifices sont ménagés dans le corps cylindrique, à une même hauteur par rapport à 25 l'extrémité du corps. Le fluide arrive dans le dispositif par une extrémité du corps; en fonction de la position radiale de la vanne dans le corps, il sort du dispositif par une ou deux des trois ouvertures. Dans un exemple d'utilisation, le dispositif reçoit en entrée le fluide ayant traversé le moteur et le répartit entre un court-circuit vers la pompe, le radiateur et l'échangeur de chaleur. Dans un autre exemple d'utilisation, le 30 dispositif est monté côté aspiration de la pompe; le flux dans le dispositif est inverse et le fluide provenant du court-circuit, du radiateur ou de l'échangeur de chaleur est aspiré hors du dispositif par une extrémité du corps. US-A-6,164,248 provides a control device for the cooling circuit of an internal combustion engine. The control device comprises a cylindrical body with a valve mounted for rotation in the cylindrical body. Three orifices are provided in the cylindrical body, at the same height relative to the end of the body. The fluid arrives in the device through one end of the body; depending on the radial position of the valve in the body, it leaves the device through one or two of the three openings. In an example of use, the device receives as input the fluid having passed through the engine and distributes it between a short circuit to the pump, the radiator and the heat exchanger. In another example of use, the device is mounted on the suction side of the pump; the flow in the device is reverse and the fluid coming from the short circuit, the radiator or the heat exchanger is sucked out of the device by one end of the body.
20215.doc - 2 janvier 2003 - 15:01 - 1/12 Il existe donc un besoin d'une solution simple, qui permette de contrôler la circulation de fluide dans le circuit de refroidissement d'un moteur à explosion, en particulier dans le cas d'un refroidissement séparé du carter et de la culasse. 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 1/12 There is therefore a need for a simple solution, which makes it possible to control the circulation of fluid in the cooling circuit of an internal combustion engine, in particular in the in case of separate cooling of the housing and the cylinder head.
Dans un mode de réalisation, l'invention propose donc un actionneur à barillet, 5 comprenant un corps, un orifice débouchant à l'intérieur du corps, un premier, un deuxième et un troisième orifice radiaux dans le corps, un barillet mobile en rotation à l'intérieur du corps et présentant au moins deux ouvertures adaptées à découvrir sélectivement zéro, un, deux ou trois des dits orifices au cours de la rotation du barillet. Dans un mode de réalisation, les premier, deuxième et troisième orifice sont disposés dans les plans différents le long de l'axe de rotation du barillet. In one embodiment, the invention therefore provides a barrel actuator, 5 comprising a body, an orifice opening into the interior of the body, a first, a second and a third radial orifice in the body, a barrel movable in rotation inside the body and having at least two openings adapted to selectively discover zero, one, two or three of said orifices during the rotation of the barrel. In one embodiment, the first, second and third orifice are arranged in the different planes along the axis of rotation of the barrel.
De préférence, l'orifice débouchant est disposé à une extrémité du corps. Preferably, the opening orifice is disposed at one end of the body.
On peut aussi prévoir un dispositif de commande de la position angulaire du barillet. Il est avantageux qu'un ressort sollicite le barillet vers une position dans 15 laquelle deux orifices sont découverts.L'invention propose encore un moteur à refroidissement séparé, présentant un circuit de refroidissement avec une pompe et un tel actionneur. One can also provide a device for controlling the angular position of the barrel. It is advantageous for a spring to urge the barrel towards a position in which two orifices are uncovered. The invention also provides a separate cooling motor, having a cooling circuit with a pump and such an actuator.
Dans un mode de réalisation, le moteur présente une culasse avec une sortie de fluide caloporteur reliée à l'orifice débouchant de l'actionneur et un carter avec une 20 sortie de fluide caloporteur reliée au premier orifice radial de l'actionneur. In one embodiment, the engine has a cylinder head with a heat transfer fluid outlet connected to the opening orifice of the actuator and a casing with a heat transfer fluid outlet connected to the first radial orifice of the actuator.
On peut encore prévoir un court-circuit reliant le deuxième orifice radial de l'actionneur à la pompe. It is also possible to provide a short circuit connecting the second radial orifice of the actuator to the pump.
Avantageusement, le moteur présente un radiateur relié d'une part au troisième orifice radial de l'actionneur et d'autre part à la pompe. Advantageously, the motor has a radiator connected on the one hand to the third radial orifice of the actuator and on the other hand to the pump.
Le moteur peut encore présenter au moins une dérivation entre la sortie de fluide caloporteur de la culasse et l'orifice débouchant. The engine may also have at least one bypass between the heat transfer fluid outlet from the cylinder head and the through orifice.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins qui montrent - figure 1, un schéma fonctionnel d'un circuit de refroidissement utilisant un actionneur selon l'invention; figure 2, un schéma de principe d'un actionneur selon un mode de réalisation de l'invention; 20215.doc - 2janvier 2003 - 15:01 - 2/12 figures 3 à 10, des vues en coupe suivant différents plans de l'actionneur, pour différentes positions de fonctionnement; - figure 11, un schéma en perspective d'un mode d'implantation de l'actionneur. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of example and with reference to the drawings which show - FIG. 1, a functional diagram of a cooling circuit using an actuator according to the invention; Figure 2, a block diagram of an actuator according to an embodiment of the invention; 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 2/12 Figures 3 to 10, sectional views along different planes of the actuator, for different operating positions; - Figure 11, a perspective diagram of an implantation mode of the actuator.
L'invention propose un actionneur à barillet, présentant un corps dans lequel un 5 barillet est mobile en rotation. L'actionneur présente un orifice de fluide à une extrémité et trois orifices radiaux, situés dans des plans différents par rapport à l'extrémité du corps. La rotation du barillet dans le corps permet de fermer les trois orifices radiaux et d'ouvrir un, deux ou les trois orifices radiaux. Le barillet est particulièrement adapté au contrôle de la circulation du fluide caloporteur dans un 10 circuit de refroidissement séparé; dans ce cas, le fluide provenant de la culasse arrive dans l'actionneur par l'orifice de fluide d'extrémité; le fluide provenant du carter arrive dans l'actionneur par un orifice radial; deux orifices radiaux sont reliés au radiateur et à un court-circuit. The invention provides a barrel actuator having a body in which a barrel is movable in rotation. The actuator has a fluid port at one end and three radial ports, located in different planes relative to the end of the body. The rotation of the barrel in the body makes it possible to close the three radial holes and to open one, two or the three radial holes. The barrel is particularly suitable for controlling the circulation of the heat transfer fluid in a separate cooling circuit; in this case, the fluid coming from the cylinder head arrives in the actuator through the end fluid orifice; the fluid coming from the casing arrives in the actuator through a radial orifice; two radial ports are connected to the radiator and to a short circuit.
La figure 1 montre un schéma fonctionnel d'un circuit de refroidissement 15 utilisant un actionneur selon l'invention. On a représenté schématiquement à la figure une pompe 2 assurant la circulation du fluide caloporteur; il peut s'agir par exemple d'une pompe de type centrifuge. Le côté refoulement de la pompe est relié à l'entrée de fluide du carter 4 et à l'entrée de fluide de la culasse 6. La sortie de fluide du carter est reliée à un orifice de l'actionneur 8. La sortie de fluide de la culasse est 20 reliée à un premier orifice radial de l'actionneur 8. Un piquage ou dérivation 10 entre la sortie de fluide de la culasse et le premier orifice radial de l'actionneur conduit vers d'une part vers un aérotherme 12 et d'autre part vers un dispositif de dégazage 14; on pourrait aussi ou alternativement prévoir un échangeur eau/huile ou un autre dispositif. La sortie de l'aérotherme 12 et la sortie du dispositif de dégazage 14 sont 25 reliées au côté d'aspiration de la pompe 2. Un deuxième orifice radial de l'actionneur est relié au côté d'aspiration de la pompe 2 par un conduit de court-circuit 16, qualifié simplement de court-circuit dans la suite. . La boucle fermée ainsi réalisée permet de préférence la montée en température du fluide circulant dans la pompe, le courtcircuit, le carter et/ou la culasse, ladite boucle étant alors nommé boucle froide. Figure 1 shows a block diagram of a cooling circuit 15 using an actuator according to the invention. There is shown schematically in the figure a pump 2 ensuring the circulation of the heat transfer fluid; it may for example be a centrifugal type pump. The discharge side of the pump is connected to the fluid inlet of the casing 4 and to the fluid inlet of the cylinder head 6. The fluid outlet of the casing is connected to an orifice of the actuator 8. The fluid outlet of the cylinder head is connected to a first radial orifice of the actuator 8. A connection or bypass 10 between the fluid outlet of the cylinder head and the first radial orifice of the actuator leads towards on the one hand towards an air heater 12 and on the other hand to a degassing device 14; one could also or alternatively provide a water / oil exchanger or another device. The outlet of the air heater 12 and the outlet of the degassing device 14 are connected to the suction side of the pump 2. A second radial orifice of the actuator is connected to the suction side of the pump 2 by a conduit short-circuit 16, hereinafter referred to simply as a short-circuit. . The closed loop thus produced preferably allows the rise in temperature of the fluid circulating in the pump, the short circuit, the casing and / or the cylinder head, said loop then being called cold loop.
Un troisième orifice radial de l'actionneur est relié à une entrée d'un radiateur 18. La sortie du radiateur est reliée au côté d'aspiration de la pompe. A third radial orifice of the actuator is connected to an inlet of a radiator 18. The outlet of the radiator is connected to the suction side of the pump.
Le fonctionnement du circuit de la figure 1 est décrit plus bas, en fonction de la position de l'actionneur 8. The operation of the circuit of FIG. 1 is described below, depending on the position of the actuator 8.
20215.doc - 2 janvier 2003 - 15.01 - 3/12 La figure 2 montre un schéma de principe d'un actionneur 8 selon un mode de réalisation de l'invention. L'actionneur 8 présente un corps 20, de forme cylindrique de révolution. A l'intérieur du corps 20, un barillet 22 est monté à rotation. La forme du barillet apparaît plus clairement de la description ci-dessous en référence aux 5 figures 3 et suivantes; la position angulaire du barillet 22 par rapport au corps 20, autour de l'axe 24 commun au corps et du barillet, est contrôlé par un dispositif connu en soi, comme un moteur électrique à courant continu ou tout autre dispositif adapté à contrôler la rotation du barillet. Ce dispositif n'est pas représenté sur le schéma de principe de la figure 2. Il peut commander la position angulaire du barillet 10 en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur, comme la charge, le transitoire de charge, le régime, la température du fluide caloporteur ou le taux d'EGR. L'actionneur présente un orifice 26 de fluide, qui dans l'exemple est disposé au voisinage d'une extrémité du cylindre. L'orifice 26 est ouvert quelle que soit la 15 position du barillet à l'intérieur du corps; il est avantageux que l'orifice soit disposé à l'extrémité du corps, dans la mesure o cette implantation permet de limiter la longueur totale de l'actionneur. Il reste possible, par exemple en fonction de la position des conduites reliées aux orifices de l'actionneur, de disposer le premier orifice sur la paroi du corps 20. 20215.doc - January 2, 2003 - 15.01 - 3/12 Figure 2 shows a block diagram of an actuator 8 according to an embodiment of the invention. The actuator 8 has a body 20, of cylindrical shape of revolution. Inside the body 20, a barrel 22 is rotatably mounted. The shape of the barrel appears more clearly from the description below with reference to FIGS. 3 and following; the angular position of the barrel 22 relative to the body 20, about the axis 24 common to the body and the barrel, is controlled by a device known per se, such as a direct current electric motor or any other device suitable for controlling the rotation of the barrel. This device is not shown in the block diagram of FIG. 2. It can control the angular position of the barrel 10 as a function of the operating parameters of the engine, such as the load, the load transient, the speed, the temperature of the heat transfer fluid or the EGR rate. The actuator has a fluid orifice 26, which in the example is arranged in the vicinity of one end of the cylinder. The orifice 26 is open whatever the position of the barrel inside the body; it is advantageous that the orifice is disposed at the end of the body, insofar as this implantation makes it possible to limit the total length of the actuator. It remains possible, for example as a function of the position of the pipes connected to the orifices of the actuator, to place the first orifice on the wall of the body 20.
L'actionneur présente en outre trois orifices radiaux, visibles sur la figure par les sections de conduites reliées aux orifices. Ces orifices plus précisément les axes de ces orifices - sont situés dans des plans différents le long de l'axe 24 de l'actionneur. Dans l'exemple de la figure, P'actionneur présente un premier orifice radial 28 dans la partie inférieure de l'actionneur, au voisinage de l'orifice 26 25 d'extrémité. L'actionneur présente en outre deux orifices radiaux 30 et 32, qui sont situés dans un plan différent, dans la partie supérieure du corps 20, à l'extrémité opposée à l'orifice 26. Cette implantation des deuxième et troisième orifice radiaux 30 et 32 est avantageuse du point de vue de la circulation de fluide, dans la mesure o les orifices 26 et 28 sont utilisées pour l'entrée de fluide dans l'actionneur, alors 30 que les orifices 30 et 32 sont utilisés pour la sortie du fluide. En outre, cette implantation permet de concevoir le barillet pour ouvrir séparément chacun des trois orifices radiaux. The actuator also has three radial orifices, visible in the figure by the sections of pipes connected to the orifices. These orifices more precisely the axes of these orifices - are located in different planes along the axis 24 of the actuator. In the example of the figure, the actuator has a first radial orifice 28 in the lower part of the actuator, in the vicinity of the end orifice 26. The actuator also has two radial holes 30 and 32, which are located in a different plane, in the upper part of the body 20, at the end opposite to the hole 26. This layout of the second and third radial holes 30 and 32 is advantageous from the point of view of fluid circulation, insofar as the orifices 26 and 28 are used for the entry of fluid into the actuator, while the orifices 30 and 32 are used for the outlet of the fluid . In addition, this layout makes it possible to design the barrel to open each of the three radial orifices separately.
20215.doc - 2 janvier 2003 - 15:01 - 4/12 Dans le montage de la figure 1, l'orifice 26 d'extrémité est relié à la sortie de la culasse 4, le premier orifice radial 28 est relié à la sortie du carter 6, le deuxième orifice radial 30 est relié au court- circuit 16 et le troisième orifice radial est relié au radiateur. Les figures 3 à 10 montrent des vues en coupe de l'actionneur de la figure 2, dans différentes positions du barillet à l'intérieur du corps. Les figures présentant un numéro impair sont des vues en coupe dans le plan AA de la figure 2, c'est-à-dire dans le plan des deuxième et troisième orifices radiaux. Les figures présentant un numéro pair sont des vues en coupe dans le plan BB de la figure 2, c'est-à-dire dans 10 le plan du premier orifice radial. 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 4/12 In the assembly of FIG. 1, the end orifice 26 is connected to the outlet of the cylinder head 4, the first radial orifice 28 is connected to the outlet of the casing 6, the second radial orifice 30 is connected to the short circuit 16 and the third radial orifice is connected to the radiator. Figures 3 to 10 show sectional views of the actuator of Figure 2, in different positions of the barrel inside the body. The figures with an odd number are sectional views in the plane AA of Figure 2, that is to say in the plane of the second and third radial orifices. The figures having an even number are sectional views in the plane BB of FIG. 2, that is to say in the plane of the first radial orifice.
Les figures 3 et 4 montrent la position du barillet 20 utilisée au démarrage du moteur. On reconnaît sur la figure 3 le corps 20, le barillet 22 et les deuxième et troisième orifices 30 et 32. La figure 4 montre le corps 20, le barillet 22 et le premier orifice radial 28. Comme le montre la figure 4, le barillet est pourvu, dans le plan BB 15 du premier orifice radial, d'une première ouverture 34; cette ouverture est adaptée à découvrir partiellement ou complètement le premier orifice radial 28; dans la suite la position du barillet est repérée par l'angle orienté ca entre le diamètre passant le centre du premier orifice radial et le rayon passant par le centre de cette ouverture 34, angle représenté sur la figure avec une valeur de 0 . Figures 3 and 4 show the position of the barrel 20 used when starting the engine. We recognize in Figure 3 the body 20, the barrel 22 and the second and third orifices 30 and 32. Figure 4 shows the body 20, the barrel 22 and the first radial orifice 28. As shown in Figure 4, the barrel is provided, in the plane BB 15 of the first radial orifice, with a first opening 34; this opening is adapted to partially or completely discover the first radial orifice 28; in the following, the position of the barrel is identified by the angle oriented ca between the diameter passing through the center of the first radial orifice and the radius passing through the center of this opening 34, angle shown in the figure with a value of 0.
Dans le plan BB des deuxième et troisième orifice radiaux, comme le montre la figure 3, le barillet est pourvu d'une deuxième ouverture 36; cette ouverture est adaptée à découvrir partiellement ou complètement le deuxième orifice radial 30 et/ou le troisième orifice radial. Comme le montre la comparaison des figures 3 et 4, les premières et deuxième ouvertures 34 et 36 sont opposées l'une à l'autre; on 25 comprend que le décalage entre les plans AA et BB le long de l'axe 24 permet de choisir indépendamment les positions relatives des orifices et des ouvertures dans chaque plan, en fonction des besoins. In the plane BB of the second and third radial orifices, as shown in FIG. 3, the barrel is provided with a second opening 36; this opening is suitable for partially or completely discovering the second radial orifice 30 and / or the third radial orifice. As shown in the comparison of FIGS. 3 and 4, the first and second openings 34 and 36 are opposite to each other; it will be understood that the offset between the planes AA and BB along the axis 24 makes it possible to independently choose the relative positions of the orifices and openings in each plane, as required.
Dans la position représentée aux figures 3 et 4, pour une valeur de l'angle a de 00, les trois orifices radiaux sont fermés. Cette position est utile au démarrage du 30 moteur. En effet, dans cette phase de réchauffement du moteur, l'objectif est de réchauffer aussi vite que possible le moteur. En conséquence, le débit dans le carter est nul; le débit dans le radiateur est aussi nul, de sorte à éviter autant que possible le refroidissement du moteur. Le débit du court-circuit est nul dans l'exemple; il 20215.doc - 2 janvier 2003 - 15:01 - 5/12 pourrait aussi être simplement fortement réduit, dans la mesure o la perte de chaleur correspondante n'est pas importante. Le fluide caloporteur circule donc à travers la culasse et l'aérotherme ou le dispositif de dégazage puis la pompe. Cette circulation a l'avantage de permettre un échange de chaleur vers l'aérotherme, donc un 5 réchauffement rapide de l'habitacle. A cette position, un des avantages d'une pompe centrifuge et non volumétrique est qu'elle supporte bien les pertes de charge relevées lorsque les trois ouvertures radiales de l'actionneur sont fermées. In the position shown in FIGS. 3 and 4, for a value of the angle a of 00, the three radial holes are closed. This position is useful when starting the engine. In fact, in this phase of warming up the engine, the objective is to warm up the engine as quickly as possible. Consequently, the flow in the casing is zero; the flow in the radiator is also zero, so as to avoid as much as possible the cooling of the engine. The short circuit flow is zero in the example; il 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 5/12 could also be simply greatly reduced, insofar as the corresponding heat loss is not significant. The heat transfer fluid therefore flows through the cylinder head and the air heater or the degassing device and then the pump. This circulation has the advantage of allowing a heat exchange towards the air heater, therefore a rapid heating of the passenger compartment. At this position, one of the advantages of a centrifugal and non-volumetric pump is that it withstands the pressure drops noted when the three radial openings of the actuator are closed.
Lorsque le moteur se réchauffe, le barillet 22 pivote autour de l'axe 24 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme représenté aux figures 5 et 6. Dans la 10 position du barillet représentée à ces figures, pour un angle a de l'ordre de 90 , le premier orifice radial 28 est fermé, tout comme le troisième orifice radial 32; en revanche, l'ouverture 36 découvre en partie le second orifice radial, de sorte à permettre une sortie au moins partielle du fluide caloporteur vers ce second orifice radial. On comprend que la position de début d'ouverture du second orifice radial ne 15 dépend pas de l'ouverture du premier orifice radial, dans l'autre plan. Il est ainsi possible d'ouvrir le second orifice alors que le premier reste fermé. When the engine warms up, the barrel 22 pivots about the axis 24 anticlockwise, as shown in FIGS. 5 and 6. In the position of the barrel shown in these figures, for an angle a of the order of 90, the first radial port 28 is closed, just like the third radial port 32; on the other hand, the opening 36 partially uncovers the second radial orifice, so as to allow at least partial exit of the heat transfer fluid towards this second radial orifice. It will be understood that the position in which the second radial opening begins to open does not depend on the opening of the first radial opening, in the other plane. It is thus possible to open the second orifice while the first remains closed.
Dans l'exemple de circuit de la figure 1, ce mouvement du barillet conduit à augmenter progressivement le débit dans le court-circuit 16, tandis que le débit à travers le carter reste nul. On évite donc un échauffement trop important de la 20 culasse, en répartissant la chaleur par la circulation du fluide; toutefois, la circulation de fluide dans le carter est nulle, ce qui favorise le réchauffement du moteur. La vitesse à laquelle le débit dans le court-circuit augmente dépend de la géométrie du second orifice radial et de l'ouverture du barillet, ainsi que de la vitesse de rotation du barillet. Le mouvement de rotation du barillet se poursuit et l'on parvient à la position représentée aux figures 7 et 8, dans l'exemple d'un angle oc de l'ordre de 150 . Dans cette position du barillet, le premier orifice radial 28 commence à être découvert par la première ouverture du barillet, de sorte à permettre un flux de fluide caloporteur à travers le carter. Le deuxième orifice radial 30 du corps est complètement ouvert. 30 Dans cette position, le fluide caloporteur circule à travers le carter et la culasse et est envoyé par l'actionneur vers le court-circuit. Le flux vers le radiateur est toujours nul. In the example of the circuit of FIG. 1, this movement of the barrel leads to gradually increasing the flow in the short circuit 16, while the flow through the casing remains zero. Too much heating of the cylinder head is therefore avoided, by distributing the heat by the circulation of the fluid; however, the circulation of fluid in the casing is zero, which promotes the warming of the engine. The speed at which the flow in the short circuit increases depends on the geometry of the second radial orifice and the opening of the barrel, as well as on the speed of rotation of the barrel. The barrel rotational movement continues and the position shown in FIGS. 7 and 8 is reached, in the example an angle oc of the order of 150. In this position of the barrel, the first radial orifice 28 begins to be discovered by the first opening of the barrel, so as to allow a flow of heat transfer fluid through the casing. The second radial opening 30 of the body is completely open. In this position, the heat transfer fluid circulates through the casing and the cylinder head and is sent by the actuator to the short circuit. The flow to the radiator is always zero.
Ceci conduit à un équilibrage des températures du fluide à travers le carter et la culasse, sans pour autant que le fluide ne soit refroidi dans le radiateur. This leads to a balancing of the temperatures of the fluid through the casing and the cylinder head, without, however, the fluid being cooled in the radiator.
20215.doc - 2 janvier 2003 - 15:01 - 6112 Dans l'exemple des figures, le premier orifice radial - fluide caloporteur en provenance du carter s'ouvre sensiblement lorsque le débit est maximal à travers le court-circuit. On comprend toutefois que cette concidence temporelle n'est pas obligatoire: de fait, l'ouverture du premier orifice pourrait se produire plus tôt ou 5 plus tard, en fonction de la position relative des première et deuxième ouvertures 34 et 36 sur le barillet et de la position relative sur le corps des premier et deuxième orifices. La position relative des ouvertures et des orifices peut varier librement, du fait qu'ils sont situés sur des plans différents. Il est donc possible de régler à volonté le début du débit de fluide à travers le carter, par rapport à l'instant d'ouverture 10 maximale du deuxième orifice radial vers le court-circuit. 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 6112 In the example of the figures, the first radial orifice - heat transfer fluid coming from the casing opens substantially when the flow is maximum through the short circuit. It is understood, however, that this temporal coincidence is not compulsory: in fact, the opening of the first orifice could occur earlier or 5 later, depending on the relative position of the first and second openings 34 and 36 on the barrel and of the relative position on the body of the first and second orifices. The relative position of the openings and orifices can vary freely, since they are located on different planes. It is therefore possible to adjust at will the start of the flow of fluid through the casing, relative to the instant of maximum opening 10 of the second radial orifice towards the short circuit.
Le mouvement de rotation du barillet peut se poursuivre pour atteindre des valeurs d'angle de l'ordre de 200 , comme représenté aux figures 9 et 10. Dans cette position, le premier orifice radial 28 est entièrement découvert par la première ouverture 34: le deuxième orifice radial 30 est partiellement fermé et le troisième 15 orifice radial 32 est partiellement découvert par la deuxième ouverture 36. The rotary movement of the barrel can continue to reach angle values of the order of 200, as shown in FIGS. 9 and 10. In this position, the first radial orifice 28 is entirely exposed by the first opening 34: the second radial opening 30 is partially closed and the third radial opening 32 is partially exposed by the second opening 36.
Dans cette position, le fluide caloporteur provenant du carter s'écoule librement vers l'actionneur. Le fluide caloporteur provenant du carter et de la culasse s'écoule en partie vers le court-circuit et en partie vers le radiateur; on comprend qu'une valeur d'angle légèrement supérieure à celle représentée sur la figure conduit à 20 couper le flux vers le courtcircuit au seul profit du flux vers le radiateur; ceci correspond à un fonctionnement du moteur de la figure 1 lorsqu'il est chaud, le fluide caloporteur circulant alors à travers la culasse ou le carter, puis à travers le radiateur. In this position, the heat transfer fluid from the housing flows freely towards the actuator. The heat transfer fluid coming from the casing and the cylinder head flows partly towards the short-circuit and partly towards the radiator; it is understood that an angle value slightly greater than that shown in the figure leads to cutting off the flow to the short circuit for the sole benefit of the flow to the radiator; this corresponds to an operation of the engine of FIG. 1 when it is hot, the heat transfer fluid then circulating through the cylinder head or the casing, then through the radiator.
Il est ainsi possible de contrôler par un choix judicieux de la position relative du troisième orifice radial et de la taille de la deuxième ouverture la répartition du fluide 25 caloporteur entre le court-circuit et le radiateur. Avantageusement, la forme de la deuxième ouverture et les positions des deuxième et troisième orifices radiaux sont telles que la deuxième ouverture 36 permet - de découvrir entièrement le deuxième orifice radial 30 - de découvrir le troisième orifice radial 32, ou - de découvrir partiellement le deuxième et le troisième orifice radial. It is thus possible to control, by a judicious choice of the relative position of the third radial orifice and the size of the second opening, the distribution of the heat transfer fluid between the short-circuit and the radiator. Advantageously, the shape of the second opening and the positions of the second and third radial orifices are such that the second opening 36 allows - to fully discover the second radial orifice 30 - to discover the third radial orifice 32, or - to partially discover the second and the third radial opening.
Cette solution permet de répartir à volonté le fluide caloporteur provenant du carter et de la culasse entre le court-circuit et le radiateur. Cette répartition peut être effectuée indépendamment de l'ouverture ou de la fermeture du premier orifice 20215.doc - 2 janvier 2003 - 15:01 - 7/12 radial, qui se trouve dans un plan différent; il est toutefois avantageux que le premier orifice radial soit découvert lorsque les deuxième ou troisième orifices radiaux sont découverts. Ainsi, l'actionneur de la figure 2 permet de contrôler, avec une seule 5 commande, l'écoulement du fluide caloporteur vers les différents éléments du circuit. This solution makes it possible to distribute the heat transfer fluid coming from the casing and the cylinder head at will between the short-circuit and the radiator. This distribution can be carried out independently of the opening or closing of the first orifice 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 7/12 radial, which is in a different plane; it is however advantageous that the first radial orifice is discovered when the second or third radial orifices are discovered. Thus, the actuator of FIG. 2 makes it possible to control, with a single command, the flow of the heat transfer fluid towards the various elements of the circuit.
Le passage de la position des figures 7 et 8 à celle des figures 9 et 10, ou inversement permet de réguler la température du fluide caloporteur, en modifiant la proportion de fluide circulant à travers le radiateur par rapport à celle circulant à travers le courtcircuit. On peut adapter l'actionneur en fonction des paramètres de fonctionnement 10 du moteur: comme expliqué plus haut, on peut choisir l'instant d'ouverture du premier orifice radial relié à la sortie de fluide du carter, par rapport à l'instant d'ouverture du deuxième orifice radial relié au court-circuit. The transition from the position of FIGS. 7 and 8 to that of FIGS. 9 and 10, or vice versa makes it possible to regulate the temperature of the heat-transfer fluid, by modifying the proportion of fluid circulating through the radiator compared to that circulating through the short circuit. The actuator can be adapted as a function of the operating parameters of the engine: as explained above, the instant of opening of the first radial orifice connected to the fluid outlet of the casing can be chosen, relative to the instant d opening of the second radial orifice connected to the short circuit.
Le barillet peut aussi être muni d'un ressort, le sollicitant vers une position dans laquelle les premier et troisième orifices sont découverts par les ouvertures dans le 15 barillet. Le ressort est par exemple un ressort de torsion monté entre le barillet et le corps, adapté à ramener le barillet dans cette position. Ceci permet d'assurer, en cas de défaillance dans les moyens de contrôle de position du barillet, que l'actionneur permet la circulation du fluide à travers le carter, la culasse et le radiateur. De la sorte, le moteur est protégé contre toute surchauffe, même si l'actionneur ne 20 fonctionne pas. The barrel can also be provided with a spring, urging it towards a position in which the first and third orifices are exposed by the openings in the barrel. The spring is for example a torsion spring mounted between the barrel and the body, adapted to bring the barrel back into this position. This ensures, in case of failure in the barrel position control means, that the actuator allows the circulation of the fluid through the casing, the cylinder head and the radiator. In this way, the motor is protected against overheating, even if the actuator does not work.
La figure 11 est une vue en perspective d'un exemple d'intégration organique de l'actionneur décrit plus haut. On a représenté à la figure l'actionneur, l'arrivée 38 de fluide caloporteur en provenance de la culasse, l'arrivée 40 de fluide caloporteur en provenance du carter, l'actionneur 8, la sortie 42 de fluide caloporteur vers le 25 courtcircuit, la sortie 44 de fluide caloporteur vers le radiateur. La figure montre encore les dérivations 46, 48 et 50 vers l'aérotherme, le dispositif de dégazage et un échangeur eau/huile; apparaît aussi sur la figure une sonde 52 de température de fluide caloporteur, qui mesure la température du fluide provenant de la culasse. La figure ne montre pas le moteur d'actionnement du barillet. FIG. 11 is a perspective view of an example of organic integration of the actuator described above. The actuator is shown in the figure, the inlet 38 for heat transfer fluid coming from the cylinder head, the inlet 40 for heat transfer fluid coming from the casing, the actuator 8, the outlet 42 for heat transfer fluid towards the short-circuit , the outlet 44 of heat transfer fluid to the radiator. The figure also shows the branches 46, 48 and 50 to the air heater, the degassing device and a water / oil exchanger; Also shown in the figure is a heat transfer fluid temperature probe 52, which measures the temperature of the fluid coming from the cylinder head. The figure does not show the cylinder actuation motor.
La figure 1 1 montre qu'il est possible d'intégrer l'actionneur de l'invention dans un moteur; la forme cylindrique de l'actionneur comme l'implantation axiale et radiale des orifices permet une implantation compacte. Figure 1 1 shows that it is possible to integrate the actuator of the invention in a motor; the cylindrical shape of the actuator as the axial and radial implantation of the orifices allows a compact implantation.
20215.doc - 2janvier 2003 - 15:01 - 8/12 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation donnés plus haut. Le corps de l'actionneur n'est pas nécessairement cylindrique, dès lors qu'il présente une ouverture intérieure cylindrique permettant la rotation du barillet. On peut aussi utiliser l'actionneur de la figure 2 dans d'autres contextes que celui du 5 circuit de refroidissement de la figure 1. On peut aussi augmenter le nombre d'ouvertures, ou donner aux ouvertures des formes différentes de celles représentées sur les figures. 20215.doc - January 2, 2003 - 3:01 pm - 8/12 Of course, the invention is not limited to the embodiments given above. The actuator body is not necessarily cylindrical, since it has a cylindrical interior opening allowing the barrel to rotate. It is also possible to use the actuator of FIG. 2 in contexts other than that of the cooling circuit of FIG. 1. One can also increase the number of openings, or give the openings shapes different from those represented on the FIGS.
20215doc-2 janvier2003- 15:01 -9/1220215doc-January 2, 2003 - 3:01 p.m. - 9/12
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100930 |