FR2860833A1 - Cooling circuit for internal combustion engine of motor vehicle, has unit managing coolant flow, and three distinct passages including respective inlets and outlets to permit independent circulation of coolant through each passage - Google Patents
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Abstract
Description
Circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne constitué d'auCooling circuit of an internal combustion engine consisting of
moins trois passages de refroidissement. minus three cooling passages.
L'invention se rapporte à un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne. The invention relates to a cooling circuit of an internal combustion engine.
L'invention concerne plus particulièrement un circuit de refroidissement pour un moteur constitué d'au moins trois passages de refroidissement, les passages étant distincts et destinés à la circulation d'un caloporteur. The invention relates more particularly to a cooling circuit for an engine consisting of at least three cooling passages, the passages being separate and intended for the circulation of a coolant.
Le document DE4222801 enseigne un dispositif de refroidissement d'un moteur à combustion interne. Le moteur comprend une culasse et un carter cylindre, une particularité technique résidant essentiellement en ce que la culasse comprend deux passages dédiés à une circulation d'un caloporteur. Le premier passage disposé en partie haute de la culasse comprend à chacune de ces extrémités, une arrivée et une sortie utiles à l'écoulement du fluide. Le second passage, disposé en partie basse, communique avec un passage situé dans le carter cylindre, de sorte que le moteur comprend deux passages distincts de refroidissement. Document DE4222801 teaches a cooling device of an internal combustion engine. The engine comprises a cylinder head and a cylinder block, a technical feature essentially resides in that the cylinder head comprises two passages dedicated to a circulation of a coolant. The first passage disposed in the upper part of the cylinder head comprises at each of these ends, an inlet and an outlet useful for the flow of the fluid. The second passage, arranged in the lower part, communicates with a passage located in the cylinder block, so that the engine comprises two separate cooling passages.
II est ainsi connu qu'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne puisse comprendre deux passages distincts, dédiés au refroidissement du moteur. De préférence, le premier passage est destiné au refroidissement de la partie haute de la culasse, telle la partie proche des conduits d'échappement, le second passage étant pour sa part destiné au refroidissement du carter cylindre et de la partie basse de la culasse. La partie basse de la culasse est sensiblement la partie proche de la tablature. It is thus known that a cooling circuit of an internal combustion engine may comprise two separate passages, dedicated to the cooling of the engine. Preferably, the first passage is intended for cooling the upper part of the cylinder head, such as the part near the exhaust ducts, the second passage being for its part intended for cooling the cylinder block and the lower part of the cylinder head. The lower part of the breech is essentially the close part of the tablature.
De manière avantageuse, ce type de circuit de refroidissement permet une montée en température rapide du carter cylindre de sorte à réduire de façon très significative les frottements des segments des pistons sur les chemises. Ainsi, pendant la phase de montée en température du moteur, la circulation d'eau au travers du second passage est interrompue. Seule perdure la circulation d'eau au travers du premier passage de la culasse de sorte que la circulation du fluide caloporteur au travers du premier passage puis au travers d'un aérotherme puisse réchauffer rapidement l'habitacle du véhicule. Advantageously, this type of cooling circuit allows a rapid temperature rise of the cylinder block so as to significantly reduce the friction of the piston rings on the shirts. Thus, during the engine warm-up phase, the flow of water through the second passage is interrupted. Only the circulation of water continues through the first passage of the cylinder head so that the circulation of the coolant through the first passage and then through a heater can quickly warm up the passenger compartment of the vehicle.
La demanderesse a constaté que l'échange thermique entre la partie haute de la culasse et le fluide caloporteur circulant dans le premier passage génère une réduction de la température des gaz d'échappement. En effet, le premier passage disposé en partie haute se trouve adjacent aux conduits d'échappement au travers desquels circulent les gaz chauds sortant de la chambre de combustion. Il semble ainsi antagoniste de pouvoir satisfaire à la fois un chauffage rapide de l'habitacle et une montée en température rapide des gaz circulant au travers des conduits d'échappement. The applicant has found that the heat exchange between the upper part of the cylinder head and the coolant flowing in the first passage generates a reduction in the temperature of the exhaust gas. Indeed, the first passage disposed in the upper part is adjacent to the exhaust ducts through which circulate the hot gases exiting the combustion chamber. It thus seems antagonistic to be able to satisfy both rapid heating of the passenger compartment and a rapid rise in temperature of the gases flowing through the exhaust ducts.
Par conséquent, la technique employée dans les moteurs munis de deux passages de refroidissement, telle que décrite dans le brevet DE4222801, ne permet pas, lors de la phase de montée en température du moteur, de concilier à la fois une réduction optimale de la pollution générée par le fonctionnement du moteur et une montée rapide de la température de l'habitacle du véhicule. En effet, le système de dépollution disposé en aval des conduits d'échappement de la culasse fonctionne généralement de manière optimale avec une température élevée des gaz d'échappement. La circulation du fluide caloporteur dans la partie haute de la culasse réduit alors l'efficacité du système de dépollution. Therefore, the technique used in the engines provided with two cooling passages, as described in the patent DE4222801, does not allow, during the temperature rise phase of the engine, to reconcile both an optimal reduction of pollution generated by the operation of the engine and a rapid rise in the temperature of the passenger compartment of the vehicle. Indeed, the pollution control system disposed downstream of the exhaust ducts of the cylinder head generally operates optimally with a high temperature of the exhaust gas. The circulation of the heat transfer fluid in the upper part of the cylinder head then reduces the efficiency of the pollution control system.
Une solution simple consisterait à annuler la circulation du caloporteur dans le premier passage de la culasse, engendrant de la sorte une absence de la montée en température du caloporteur. Le caloporteur présent dans l'aérotherme dédié au chauffage de l'habitacle n'étant pas porteur d'énergie calorifique, le chauffage de l'habitacle ne peut pas alors se faire par récupération de l'énergie thermique produite par le moteur. Il serait alors nécessaire d'adjoindre au système de chauffage traditionnel un dispositif de chauffage coûteux, tel un chauffage électrique ou une pompe à chaleur. A simple solution would be to cancel the circulation of the coolant in the first passage of the cylinder head, thus generating an absence of the rise in temperature of the coolant. The coolant present in the heater for the heating of the passenger compartment is not carrying heat energy, the heating of the passenger compartment can not then be done by recovering the thermal energy produced by the engine. It would then be necessary to add to the conventional heating system an expensive heating device, such as an electric heater or a heat pump.
Une autre solution serait de récupérer l'énergie thermique au travers du carter cylindre. Il est connu que le coefficient d'adhérence entre les segments des pistons et les chemises évolue avec le changement de température du carter cylindre de sorte à atteindre des valeurs élevées lorsque le moteur n'a pas atteint sa température nominale de fonctionnement. Il n'est donc pas envisageable de récupérer l'énergie thermique contenue dans le carter cylindre de sorte à ne pas réduire la vitesse de montée en température du moteur. Par conséquent, durant la phase de montée en température du moteur, la circulation du caloporteur au travers du passage de refroidissement du carter cylindre doit de préférence rester interrompue. Another solution would be to recover thermal energy through the cylinder block. It is known that the coefficient of adhesion between the piston rings and the jackets changes with the temperature change of the cylinder block so as to reach high values when the engine has not reached its nominal operating temperature. It is therefore not possible to recover the thermal energy contained in the cylinder block so as not to reduce the speed of temperature rise of the engine. Therefore, during the engine warm-up phase, the circulation of the coolant through the cooling passage of the cylinder block should preferably remain interrupted.
Un but de la présente invention est de proposer un circuit de refroidissement pour un moteur à combustion interne comportant au moins une culasse, un carter cylindre, le circuit comprenant des moyens d'échanges thermiques, un moyen d'entraînement d'un caloporteur et au moins un moyen de gestion de l'écoulement du caloporteur au travers de la culasse, du carter cylindre ou des moyens d'échange thermique, palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. An object of the present invention is to provide a cooling circuit for an internal combustion engine comprising at least one cylinder head, a cylinder block, the circuit comprising heat exchange means, a means for driving a coolant and the less a means for managing the flow of the coolant through the cylinder head, the cylinder block or heat exchange means, overcoming all or part of the disadvantages of the prior art noted above.
La présente invention a trait à un circuit de refroidissement caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement au moins trois passages indépendants dédiés au refroidissement du moteur, les premier et second passages étant disposés dans la culasse, le troisième passage étant disposé dans le carter cylindre, les passages étant distincts et comprenant au moins une arrivée et une sortie de sorte à pouvoir permettre une circulation indépendante du fluide caloporteur au travers de chacun des passages de la culasse et du carter cylindre. The present invention relates to a cooling circuit characterized in that it comprises essentially at least three independent passages dedicated to the cooling of the engine, the first and second passages being arranged in the cylinder head, the third passage being arranged in the cylinder block, the passages being distinct and comprising at least one inlet and one outlet so as to allow independent circulation of the heat transfer fluid through each of the passages of the cylinder head and the cylinder block.
Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens de gestion de l'écoulement du caloporteur agissent de manière indépendante sur chacun des premier, second et troisième passages de refroidissement du moteur, les premier et second passages de refroidissement étant disposés parallèlement l'un à l'autre dans la culasse, - le premier passage est un noyau de fluide de refroidissement disposé proche des conduits d'échappement de la culasse du moteur pour récupérer l'énergie thermique en provenance des gaz sortant de la chambre de combustion, le second passage est pour sa part un noyau de fluide de refroidissement disposé proche de la base de la culasse du moteur pour récupérer l'énergie thermique produite par la combustion et dissipée par conduction thermique au niveau de la base, - les moyens de gestion de l'écoulement du fluide sont reliés aux arrivées et aux sorties permettant de la sorte au caloporteur de circuler dans au moins un des passages de la culasse et/ou du carter cylindre mis en série ou en parallèle, le sens d'écoulement du fluide de refroidissement pouvant être opposé dans au moins deux des passages de refroidissement du moteur, l'écoulement du fluide s'effectue uniquement par le second passage de la culasse de sorte à récupérer l'énergie thermique au niveau de la base de la culasse pour chauffer un habitacle d'un véhicule, et à permettre une montée rapide en température d'un système de dépollution relié aux conduits d'échappement et du carter cylindre, - les moyens de gestion de l'écoulement du fluide caloporteur permettent une circulation du fluide au travers d'au moins un échangeur thermique et/ou une branche de dérivation, un moyen de relevé de la température du caloporteur étant de préférence disposé en sortie d'un passage traversant la culasse, tel le second passage, de sorte à piloter les moyens de gestion de l'écoulement du caloporteur, - le moyen de relevé de température pilote les moyens de gestion de l'écoulement du caloporteur suivant au moins deux consignes Ti et T2 de température, le moyen de relevé de température pouvant ainsi piloter les moyens de gestion de l'écoulement du caloporteur suivant trois consignes Ti, T2 et T3 de température, la consigne Ti étant inférieure à la consigne T2, la consigne T2 étant inférieure à la consigne T3, - le moyen de gestion de l'écoulement du caloporteur comporte au moins cinq ouvertures, le sens d'écoulement du caloporteur définissant la nature des ouvertures de sorte à être soit une sortie, soit une entrée. Furthermore, the invention may comprise one or more of the following features: the means for managing the flow of the coolant act independently on each of the first, second and third cooling passages of the engine, the first and second cooling passages being arranged parallel to each other in the cylinder head, - the first passage is a cooling fluid core disposed near the exhaust ducts of the engine cylinder head to recover the thermal energy from the gases leaving the combustion chamber, the second passage is for its part a cooling fluid core disposed near the base of the engine cylinder head to recover the thermal energy produced by the combustion and dissipated by thermal conduction at the base the means for managing the flow of the fluid are connected to the inlets and outlets thereby enabling the circulating coolant to in at least one of the cylinder head and / or cylinder block passages in series or in parallel, the direction of flow of the coolant being opposable in at least two of the engine cooling passages, the flow of the fluid is performed only by the second passage of the cylinder head so as to recover the heat energy at the base of the cylinder head to heat a passenger compartment of a vehicle, and to allow a rapid rise in temperature of a system of depollution connected to the exhaust ducts and the cylinder block, the means for managing the flow of the heat transfer fluid allow a circulation of the fluid through at least one heat exchanger and / or a bypass branch, a reading means the temperature of the coolant being preferably disposed at the outlet of a passage passing through the cylinder head, such as the second passage, so as to control the means for managing the flow of the coolant, Temperature sensing yen controls the coolant flow management means according to at least two temperature setpoints Ti and T2, the temperature sensing means being able to control the coolant flow management means according to three set points Ti , T2 and T3 of temperature, the setpoint Ti being lower than the setpoint T2, the setpoint T2 being lower than the setpoint T3, - the coolant flow management means comprises at least five openings, the direction of flow of the coolant defining the nature of the openings so as to be either an outlet or an inlet.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après faite en référence aux figures dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation simplifiée d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'une culasse d'un moteur à combustion interne disposé dans le circuit de refroidissement de la figure 1, - la figure 3 représente une vue en coupe suivant l'axe A-A de la culasse de la figure 2. Other features and advantages will appear on reading the following description with reference to the figures in which: - Figure 1 is a simplified representation of a cooling circuit of an internal combustion engine, according to the invention FIG. 2 represents a longitudinal sectional view of a cylinder head of an internal combustion engine disposed in the cooling circuit of FIG. 1; FIG. 3 represents a sectional view along the axis AA of the cylinder head; of Figure 2.
Les moteurs à combustion interne, notamment disposés sur les véhicules automobiles, coopèrent traditionnellement avec un circuit de refroidissement, de préférence hydraulique. Les principales fonctions réalisées par un tel circuit sont la récupération et le transfert de l'énergie thermique. Il est ainsi de tradition de disposé un dispositif visant à récupérer l'énergie thermique issue du fonctionnement d'un moteur à combustion pour fournir l'énergie thermique utile au chauffage d'un habitacle d'un véhicule automobile. Internal combustion engines, in particular arranged on motor vehicles, traditionally cooperate with a cooling circuit, preferably hydraulic. The main functions performed by such a circuit are the recovery and transfer of thermal energy. It is thus traditionally disposed of a device for recovering thermal energy from the operation of a combustion engine to provide the thermal energy useful for heating a passenger compartment of a motor vehicle.
De préférence, le fluide circulant dans le circuit de refroidissement est un caloporteur, tel de l'eau. Ainsi, la circulation du caloporteur dans les organes mécaniques, tels les passages contenus dans le moteur, ou dans des échangeurs thermiques, tels des radiateurs ou des aérothermes, génère des échanges thermiques. Preferably, the fluid flowing in the cooling circuit is a coolant, such as water. Thus, the circulation of the coolant in the mechanical organs, such as the passages contained in the engine, or in heat exchangers, such as radiators or fan heaters, generates heat exchanges.
Ces échanges sont nécessaires et servent généralement pour le refroidissement 30 des organes mécaniques. L'un des organes mécaniques d'un véhicule est le moteur, lequel est sensiblement composé d'une culasse et d'un carter cylindre. These exchanges are necessary and are generally used for the cooling of the mechanical members. One of the mechanical parts of a vehicle is the engine, which is substantially composed of a cylinder head and a cylinder block.
Le circuit de refroidissement de la figure 1 est un exemple non limitatif, donné à titre d'exemple afin d'illustrer l'invention. The cooling circuit of Figure 1 is a non-limiting example, given by way of example to illustrate the invention.
Le circuit de la figure 1 représente de façon schématique les éléments d'un moteur à combustion interne, lesdits éléments étant une culasse 1 et un carter cylindre 6 de préférence destinés à être refroidis par un caloporteur. The circuit of Figure 1 schematically shows the elements of an internal combustion engine, said elements being a cylinder head 1 and a cylinder block 6 preferably intended to be cooled by a coolant.
Afin de permettre la circulation du caloporteur, le circuit de la figure 1 comprend un moyen 15 d'entraînement du caloporteur, des moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du fluide, des moyens 13 et 14 d'échanges thermiques ainsi que des canalisations 17 liant entre eux chacun des différents moyens 10, 11, 12, 13, 14 et 15 et les éléments 1 et 6 du moteur mentionnés ci-dessus. In order to allow the circulation of the coolant, the circuit of FIG. 1 comprises means 15 for driving the coolant, means 10, 11 and 12 for managing the flow of the fluid, means 13 and 14 for heat exchange as well as that ducts 17 linking together each of the various means 10, 11, 12, 13, 14 and 15 and the elements 1 and 6 of the motor mentioned above.
Avec un tel circuit, le caloporteur est ainsi apte à circuler au travers de la culasse 10 1 et du carter cylindre 6 du moteur, mais aussi au travers des moyens d'échange thermique 13 et 14 ou au travers des dérivations 16 et 18. With such a circuit, the coolant is thus able to flow through the cylinder head 10 1 and the cylinder block 6 of the engine, but also through the heat exchange means 13 and 14 or through the branches 16 and 18.
L'écoulement du caloporteur est géré par les moyens 10, 11 et 12 qui offrent une multiplicité de circulations possibles. The flow of the coolant is managed by the means 10, 11 and 12 which provide a multiplicity of possible flows.
Les moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur sont de préférence des thermostats du type simple ou double effet avec ou sans clapet de décharge, des électrovannes, des thermostats pilotés ou des actionneurs à barillet comportant plusieurs entrées et sorties par exemples. Dans les modes de réalisation décrits ultérieurement pour exemple, les moyens 10, 11, 12 sont des actionneurs comportant plusieurs ouvertures de sorte à permettre une communication entre au moins deux ouvertures. Ainsi, les moyens 10 et 12 de gestion de l'écoulement comportent six ouvertures respectivement 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f et 12a, 12b, 12c, 12e, 12f. Le moyen 11 de gestion de l'écoulement comporte quant à lui de préférence cinq ouvertures, sensiblement les ouvertures 11 a, 11 b, 11 c, 11 d et 11 e. The means 10, 11 and 12 for managing the flow of the coolant are preferably thermostats of the single or double-acting type with or without a discharge valve, solenoid valves, piloted thermostats or actuators with a plurality of inlets and outlets by examples. In the embodiments described later for example, the means 10, 11, 12 are actuators having a plurality of openings so as to allow communication between at least two openings. Thus, the flow management means 10 and 12 comprise six openings respectively 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f and 12a, 12b, 12c, 12e, 12f. The means 11 for managing the flow preferably comprises five openings, substantially the openings 11a, 11b, 11c, 11d and 11e.
En fonction de l'écoulement du caloporteur dans le circuit de refroidissement, la 25 nature d'une ouverture peut être soit une entrée, soit une sortie. Depending on the coolant flow in the cooling circuit, the nature of an opening may be either an inlet or an outlet.
Les fonctions assurées par chacun des moyens 10, 11 et 12 de gestion peuvent être réalisées par une électrovanne et un thermostat ou par toute autre association. The functions provided by each of the means 10, 11 and 12 of management can be performed by a solenoid valve and a thermostat or by any other association.
Selon l'invention, le circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne comprend avantageusement au moins deux passages destinés à la circulation du caloporteur dans la culasse 1, et au moins un passage destiné à la circulation du caloporteur dans le carter cylindre 6. According to the invention, the cooling circuit of an internal combustion engine advantageously comprises at least two passages intended for the circulation of the coolant in the cylinder head 1, and at least one passage intended for the circulation of the coolant in the cylinder block 6.
La culasse 1 de l'invention est plus amplement détaillée ci-après, en référence aux figures 2 et 3. The yoke 1 of the invention is more fully detailed below, with reference to FIGS. 2 and 3.
De préférence, chacun des deux passages 2 et 3 traverse la culasse 1 de part en part de sorte à comporter respectivement une arrivée 2a ou 3a distincte, ainsi qu'une sortie 2b ou 3b distincte. Preferably, each of the two passages 2 and 3 crosses the cylinder head 1 from one side to the other so as to respectively comprise a separate inlet 2a or 3a, and a separate outlet 2b or 3b.
Telle que représentée, la culasse 1 comprend une base 4, généralement connue sous la dénomination de tablature. Cette base 4 coopère avec le carter cylindre 6 de façon indirecte. En effet, un joint de culasse (non représenté) est de préférence disposé entre la culasse 1 et le carter cylindre. As shown, the yoke 1 comprises a base 4, generally known as tablature. This base 4 cooperates with the cylinder block 6 indirectly. Indeed, a cylinder head gasket (not shown) is preferably disposed between the cylinder head 1 and the cylinder block.
Selon l'invention, le circuit de refroidissement prévoit que les passages 2 et 3 de la culasse 1 ne communiquent pas avec l'un des passages de refroidissement disposé dans le carter cylindre. Ainsi, chacun des passages de refroidissement du moteur permet une circulation indépendante du caloporteur en son sein. According to the invention, the cooling circuit provides that the passages 2 and 3 of the cylinder head 1 do not communicate with one of the cooling passages disposed in the cylinder block. Thus, each of the cooling passages of the engine allows an independent circulation of the coolant within it.
Dans le mode de réalisation de la culasse 1 des figures 2 et 3, les passages de refroidissement 2 et 3 de la culasse sont parallèles l'un à l'autre. In the embodiment of the cylinder head 1 of Figures 2 and 3, the cooling passages 2 and 3 of the cylinder head are parallel to each other.
Le premier passage 2 est ainsi de préférence situé proche des conduits 15 d'échappement 5 de la culasse, tandis que le second passage 3 est au plus proche de la base 4 de la culasse 1, donc de la tablature. The first passage 2 is thus preferably located close to the exhaust ducts 5 of the cylinder head, while the second passage 3 is as close as possible to the base 4 of the cylinder head 1, hence to the tablature.
Les conduits 5 d'échappement permettent une circulation des gaz des chambres de combustion vers un collecteur d'échappement et un système de dépollution (non représentés). The exhaust ducts 5 allow a flow of gases from the combustion chambers to an exhaust manifold and a pollution control system (not shown).
La récupération de l'énergie thermique des gaz d'échappement est nécessaire pour fiabiliser le dispositif de dépollution traditionnellement disposé sur une ligne d'échappement (non représentée) en sortie du moteur. The recovery of the thermal energy of the exhaust gas is necessary to make reliable the pollution control device traditionally arranged on an exhaust line (not shown) at the output of the engine.
De façon avantageuse, la température des gaz d'échappement est régulée par les moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur au travers du premier passage 2 de la culasse 1, de sorte à rendre optimal le fonctionnement du dispositif de dépollution tout en le préservant d'une quelconque détérioration principalement due à une température des gaz trop élevée. Advantageously, the temperature of the exhaust gas is regulated by the means 10, 11 and 12 for managing the coolant flow through the first passage 2 of the cylinder head 1, so as to optimize the operation of the decontamination while preserving it from any deterioration mainly due to a gas temperature too high.
Le second passage 3 est avantageusement disposé au plus proche de la base 4 de la culasse 1, soit de la tablature, de sorte à récupérer une énergie thermique emmagasinée par la base 4. Il est en effet connu l'élévation thermique rapide de cette partie de la culasse notamment après que le moteur ait été mis en fonctionnement. La récupération de cette énergie thermique est ainsi effectuée, par l'intermédiaire de la circulation du caloporteur au travers du second passage 3 disposé proche de la tablature. The second passage 3 is advantageously located as close as possible to the base 4 of the yoke 1, that is to say the tablature, so as to recover a thermal energy stored by the base 4. It is in fact known the rapid thermal rise of this part. of the cylinder head especially after the engine has been put into operation. The recovery of this thermal energy is thus performed by means of the circulation of the coolant through the second passage 3 disposed close to the tablature.
Selon l'invention, le circuit de refroidissement de la figure 1 permet aisément d'orienter de manière totalement indépendante le caloporteur au travers d'au moins un passage de refroidissement du moteur, qu'il s'agisse du premier, du second ou du troisième passage de refroidissement. According to the invention, the cooling circuit of FIG. 1 makes it possible to orient completely independently the coolant through at least one cooling passage of the engine, whether it be the first, the second or the third cooling passage.
Il est également envisageable d'orienter le caloporteur au travers d'au moins deux passages, l'un pouvant avantageusement être disposé à la suite de l'autre dans le sens de l'écoulement du caloporteur, de sorte que cette circulation successive du caloporteur au travers d'au moins deux passages puisse être qualifiée de circulation en série. It is also conceivable to direct the coolant through at least two passages, one of which can advantageously be disposed after the other in the direction of the flow of the coolant, so that this successive circulation of the coolant through at least two passages can be described as series circulation.
Il est également envisageable d'orienter le fluide au travers d'au moins deux passages de refroidissement, chacun des passages étant alors disposé en parallèle l'un à l'autre. It is also conceivable to orient the fluid through at least two cooling passages, each of the passages then being arranged in parallel with each other.
Les moyens de gestion 10, 11 et 12 de l'écoulement du caloporteur permettent même une circulation du type inversée au travers d'au moins deux passages, tels les premier et second passages 2 et 3 de la culasse 1. En effet, une liaison de type série des deux passages 2 et 3 permet une circulation du caloporteur de l'arrivée 2a à la sortie 2b du premier passage 2, et une circulation de la sortie 3b à l'arrivée 3a du second passage, de sorte à créer un flux inversé du caloporteur entre ces deux premier et second passages 2et3. The means 10, 11 and 12 of the coolant flow even allow an inverted type of circulation through at least two passages, such as the first and second passages 2 and 3 of the cylinder head 1. In fact, a connection of series type of the two passages 2 and 3 allows a circulation of the coolant from the inlet 2a to the outlet 2b of the first passage 2, and a circulation of the outlet 3b to the arrival 3a of the second passage, so as to create a flow inverted coolant between these two first and second passages 2et3.
Un tel circuit de refroidissement est avantageux en ce qu'il comporte des moyens de gestion de l'écoulement aptes à commander différentes circulations du caloporteur. Such a cooling circuit is advantageous in that it comprises flow management means capable of controlling different circulations of the coolant.
Le circuit de l'invention va à présent être décrit dans deux modes de réalisation, chacun détaillant ainsi des commandes affectant les moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. The circuit of the invention will now be described in two embodiments, each thus detailing commands affecting the means 10, 11 and 12 for managing the coolant flow.
Ainsi, dans un premier mode de réalisation du circuit de refroidissement, un moyen de relevé de la température (non représenté) est disposé de préférence en sortie du moteur, par exemple au niveau du moyen 11 de gestion de l'écoulement du caloporteur. Un moyen de relevé de la température pilote les moyens de gestion 10, 11 et 12 de l'écoulement du caloporteur suivant deux consignes Ti et T2 de température, de sorte à permettre: - soit une circulation du caloporteur uniquement au travers du second passage 3 du moteur, de sorte à récupérer l'énergie thermique dissipée au niveau de la tablature, le caloporteur circulant ensuite de manière simultanée au travers de l'aérotherme 14 et de la dérivation 16 tant que la température relevée en sortie de la pompe 15 n'atteint pas une première consigne Ti de température. Une telle circulation du caloporteur est possible par les communications entre l'entrée 10a et la sortie 10c, entre l'entrée 11 b et la sortie 11 d et entre l'entrée 12a et les sorties 12c et 12d des moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. Thus, in a first embodiment of the cooling circuit, a temperature sensing means (not shown) is preferably disposed at the output of the engine, for example at the means 11 for managing the flow of the coolant. Temperature sensing means controls the means 10, 11 and 12 of the coolant flow along two setpoints Ti and T2 temperature, so as to allow: - either a circulation of the coolant only through the second passage 3 of the engine, so as to recover the thermal energy dissipated at the tablature, the coolant then circulating simultaneously through the heater 14 and the bypass 16 as the temperature at the output of the pump 15 does not. does not reach a first temperature set point Ti. Such a circulation of the coolant is possible by the communications between the inlet 10a and the outlet 10c, between the inlet 11b and the outlet 11d and between the inlet 12a and the outlets 12c and 12d of the means 10, 11 and 12 management of coolant flow.
- soit une circulation du caloporteur uniquement au travers du second passage 3 du moteur, de sorte à récupérer l'énergie thermique dissipée au niveau de la tablature 4, le caloporteur circulant ensuite de manière simultanée au travers de l'aérotherme 14 et du radiateur 13 tant que la température en sortie de la pompe 15 est comprise entre la première consigne T1 et une seconde consigne T2 de température. Une telle circulation du caloporteur est rendue possible par les communications entre l'entrée 10a et la sortie 10c, entre l'entrée 11 b et la sortie 11 d et entre l'entrée 12a et les sorties 12b et 12d des moyens 10,11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. or a circulation of the coolant only through the second passage 3 of the engine, so as to recover the thermal energy dissipated at the tablature 4, the coolant then circulating simultaneously through the heater 14 and the radiator 13 as the temperature at the outlet of the pump 15 is between the first setpoint T1 and a second setpoint T2 temperature. Such a circulation of the coolant is made possible by the communications between the input 10a and the output 10c, between the input 11b and the output 11d and between the input 12a and the outputs 12b and 12d means 10,11 and 12 of coolant flow management.
- soit une circulation en simultanée du caloporteur dans les premier et second passages 2 et 3, le premier passage 2 étant en série avec le troisième passage de sorte que les premier et troisième passages soient en parallèles avec le second passage 3, le caloporteur circulant ensuite de manière simultanée au travers de l'aérotherme 14 et du radiateur 13 tant que la température relevée en sortie de la pompe 15 est supérieure à la seconde consigne T2 de température. Une telle circulation du caloporteur est rendue possible par les communications entre l'entrée 10a et les sorties 10b et 10c, entre l'entrée 10d et la sortie 10e, entre l'entrée 11 b et la sortie 11 d, entre l'entrée 11 a et la sortie 11 c, et entre les entrées 12a et 12e et les sorties 12b et 12d des moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. or a simultaneous circulation of the coolant in the first and second passages 2 and 3, the first passage 2 being in series with the third passage so that the first and third passages are in parallel with the second passage 3, the coolant circulating thereafter simultaneously through the heater 14 and the radiator 13 as the temperature at the output of the pump 15 is greater than the second setpoint T2 temperature. Such a circulation of the coolant is made possible by the communications between the input 10a and the outputs 10b and 10c, between the input 10d and the output 10e, between the input 11b and the output 11d, between the input 11 a and the outlet 11c, and between the inputs 12a and 12e and the outlets 12b and 12d means 10, 11 and 12 for managing the coolant flow.
Dans une variante au premier mode de réalisation présenté ci-dessus, le moyen de relevé de température pilote les moyens de gestion 10, 11 et 12 de l'écoulement du caloporteur suivant trois consignes T1, T2 et T3 de température, de sorte à permettre: - soit une circulation du caloporteur uniquement au travers du second passage 3 du moteur, de sorte à récupérer l'énergie thermique dissipée au niveau de la tablature 4, le caloporteur circulant ensuite de manière simultanée au travers de l'aérotherme 14 et de la dérivation 16 tant que la température relevée en sortie de la pompe 15 n'a pas atteint une première consigne T1 de température. La circulation précédemment décrite est obtenue par la communication entre l'entrée 10a et la sortie 10c du moyen 10 de gestion de l'écoulement, par la communication entre l'entrée 11 b et la sortie 11d du moyen 11 de gestion de l'écoulement, et par la communication entre l'entrée 12a et les sorties 12c et 12d du moyen 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. In a variant of the first embodiment presented above, the temperature reading means controls the means 10, 11 and 12 of the coolant flow according to three setpoints T1, T2 and T3 of temperature, so as to allow : - either a circulation of the coolant only through the second passage 3 of the engine, so as to recover the thermal energy dissipated at tablature 4, the coolant then circulating simultaneously through the heater 14 and the derivation 16 as the temperature measured at the output of the pump 15 has not reached a first set point T1 of temperature. The previously described circulation is obtained by the communication between the inlet 10a and the outlet 10c of the flow management means 10, by the communication between the inlet 11b and the outlet 11d of the flow management means 11. and by the communication between the inlet 12a and the outlets 12c and 12d of the means 12 for managing the coolant flow.
- soit une circulation du caloporteur au travers d'une première boucle contenant le premier passage 2, le second passage 3 et le moyen 15 d'entraînement du caloporteur alors positionnés en série, et une seconde boucle comportant le second passage 3, l'aérotherme 14 et le moyen d'entraînement 15 tant que la température mesurée en sortie de la pompe 15 est comprise entre les deux consignes de température T1 et T2. Une telle circulation nécessite les communications entre l'entrée 10a et la sortie 10c et entre l'entréelOb et la sortie 10f, la communication entre l'entrée 11b et les sortiesl la et 11d, et la communication entre l'entrée 12a et la sortie 12d respectivement des moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. or a circulation of the coolant through a first loop containing the first passage 2, the second passage 3 and the means 15 for driving the coolant then positioned in series, and a second loop comprising the second passage 3, the heater 14 and the drive means 15 as the temperature measured at the output of the pump 15 is between the two temperature setpoints T1 and T2. Such a circulation requires the communications between the input 10a and the output 10c and between the input Ob and the output 10f, the communication between the input 11b and the outputs 11a and 11d, and the communication between the input 12a and the output 12d respectively 10, 11 and 12 means for managing the coolant flow.
- soit une circulation du caloporteur au travers d'une première boucle contenant le premier passage 2, le second passage 3, le radiateur 13 de refroidissement et le moyen 15 d'entraînement du caloporteur, et une seconde boucle comportant le second passage 3, l'aérotherme 14 et le moyen d'entraînement 15 tant que la température mesurée en sortie du moyen d'entraînement 15 est comprise entre les deux consignes de température T2 et T3. Dans cet agencement des différents éléments, chacun est de préférence positionné en série avec un autre. Une telle circulation est le résultat des communications entre l'entrée 10a et la sortiel Oc, entre l'entrée 10b et la sortie 10e, entre l'entrée 11 b et les sorties 11 a et 11 d, entre l'entrée 12e et la sortie 12b et entre l'entrée 12a et la sortie 12d des moyens 10, 1l et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. or a circulation of the coolant through a first loop containing the first passage 2, the second passage 3, the radiator 13 for cooling and the means for driving the coolant, and a second loop comprising the second passage 3, The heater 14 and the drive means 15 as long as the temperature measured at the output of the drive means 15 is between the two temperature sets T2 and T3. In this arrangement of the different elements, each is preferably positioned in series with another. Such a circulation is the result of the communications between the input 10a and the output terminal Oc, between the input 10b and the output 10e, between the input 11b and the outputs 11a and 11d, between the input 12e and the 12b outlet and between the inlet 12a and the outlet 12d means 10, 11 and 12 of the management of the coolant flow.
- soit une circulation en simultanée du caloporteur au travers d'une première boucle contenant le premier passage 2, le second passage 3, le passage de refroidissement du carter cylindre 6, le radiateur 13 de refroidissement du caloporteur et le moyen 15 d'entraînement du caloporteur, et une seconde boucle comportant le second passage 3, l'aérotherme 14 et le moyen d'entraînement 15 tant que la température mesurée en sortie du moyen d'entraînement 15 est supérieure à la consigne T3. Dans cet agencement des différents éléments présents dans les deux boucles précédemment citées, chacun est de préférence positionnés en série avec un autre. La circulation du caloporteur mentionnée ci-dessus est obtenue par les communications entre l'entrée 10a et la sortie 10c, entre l'entrée 10b et la sortie 10d, entre l'entrée 1 1 b et les sorties 1 1 a et 1 1 d, entre l'entrée l l c et la sortie 11e, entre l'entrée 12a et la sortie 12d et entre l'entrée 12f et la sortiel2b des moyens 10, 11 et 12 de gestion de l'écoulement du caloporteur. or a simultaneous circulation of the coolant through a first loop containing the first passage 2, the second passage 3, the cooling passage of the cylinder block 6, the cooling radiator 13 of the coolant and the drive means 15. coolant, and a second loop comprising the second passage 3, the heater 14 and the drive means 15 as the temperature measured at the output of the drive means 15 is greater than the set T3. In this arrangement of the various elements present in the two loops previously mentioned, each is preferably positioned in series with another. The circulation of the coolant mentioned above is obtained by the communications between the input 10a and the output 10c, between the input 10b and the output 10d, between the input 1 1b and the outputs 1 1a and 1 1 d , between the inlet 11c and the outlet 11e, between the inlet 12a and the outlet 12d and between the inlet 12f and the outletelb of means 10, 11 and 12 for managing the flow of the coolant.
Dans les deux modes de réalisation précédemment décrits, la consigne T1 est inférieure à la consigne T2, de même que la consigne T2 est inférieure à la consigne T3. In the two embodiments described above, the setpoint T1 is lower than the setpoint T2, just as the setpoint T2 is lower than the setpoint T3.
Avec le circuit de refroidissement de l'invention, il est ainsi possible de gérer la circulation du caloporteur afin d'augmenter les échanges thermiques tout en prenant en compte diverses contraintes, telles les conditions de fonctionnement d'un dispositif de dépollution, les nécessités en énergie thermique pour chauffer un habitacle d'un véhicule tout en optimisant la montée en température d'un moteur à combustion interne. With the cooling circuit of the invention, it is thus possible to manage the circulation of the coolant to increase heat exchange while taking into account various constraints, such as the operating conditions of a pollution control device, the needs in thermal energy for heating a cabin of a vehicle while optimizing the temperature rise of an internal combustion engine.
Ainsi, le circuit de refroidissement de l'invention propose une solution au problème soulevé par la demanderesse. En effet, un tel circuit permet durant une phase de montée en température du moteur de chauffer l'habitacle du véhicule sans pour autant diminuer la température des gaz d'échappement, de sorte à rendre plus optimal le fonctionnement du dispositif de dépollution disposé en ligne d'échappement d'un véhicule automobile par exemple. Thus, the cooling circuit of the invention proposes a solution to the problem raised by the applicant. Indeed, such a circuit makes it possible during a phase of temperature rise of the engine to heat the cabin of the vehicle without decreasing the temperature of the exhaust gas, so as to make the operation of the pollution control device disposed in line more optimal. exhaust system of a motor vehicle for example.
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