FR2880652A1 - Circuit de refroidissement d'un moteur thermique sur un vehicule - Google Patents

Circuit de refroidissement d'un moteur thermique sur un vehicule Download PDF

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Abstract

Un circuit de refroidissement d'un moteur thermique (10), dans lequel circule un fluide de refroidissement, comporte :- un radiateur principal (11) pour refroidir le liquide de refroidissement,- un radiateur de gaz recyclés (12) pour refroidir des gaz d'échappement recyclés,- une pompe (13) pour faire circuler le fluide, une sortie de la pompe (131) étant reliée à une entrée du moteur (100), une entrée de la pompe (130) étant reliée à une sortie du radiateur de gaz recyclés (121),- une vanne de sélection (14) dont une première sortie (141) est reliée à une entrée du radiateur de gaz recyclés (120) et à la sortie du radiateur principal (111), une deuxième sortie (142) est connectée à une entrée du radiateur principal (110), et une entrée (140) est reliée à la sortie du moteur (101).

Description

Circuit de refroidissement d'un moteur thermique sur
un véhicule.
L'invention concerne un circuit de refroidissement d'un moteur thermique sur un véhicule.
Un moteur thermique dégage une quantité de chaleur lors de son fonctionnement. Un véhicule à moteur thermique comporte ainsi un radiateur principal refroidi par une circulation d'air. Un fluide de refroidissement circule dans le moteur, puis d'une sortie du moteur vers une entrée du radiateur principal, dans le radiateur, puis retourne vers une entrée du moteur en passant par une pompe qui fait circuler le liquide de refroidissement. Le circuit de refroidissement permet donc d'évacuer la quantité de chaleur excédante du moteur.
Le document WO 2004/22940 montre un circuit de refroidissement dans lequel il est proposé de refroidir des gaz d'échappement recyclés. Pour cela, un radiateur de gaz d'échappement recyclés (Exhaust Gas Recirculation, EGR) est alimenté par le fluide de refroidissement par une entrée, une sortie de radiateur de gaz recyclés étant connectée à l'entrée de la pompe. Une vanne mélangeuse comporte deux entrées, une première entrée étant connectée à la sortie du moteur, tandis que la deuxième entrée est connectée à la sortie du radiateur principal. La vanne comporte en outre une sortie qui alimente le radiateur de gaz recyclés. Par ailleurs, le circuit de refroidissement comporte une ligne de court-circuit montée en parallèle avec le radiateur principal. Une deuxième vanne reçoit en entrée d'une part la ligne de court-circuit, et d'autre part la sortie du radiateur principal.
Ainsi, lorsque le moteur démarre à froid, le liquide de refroidissement passe dans la ligne de court-circuit, et dans le radiateur de gaz recyclés en provenance de la sortie du moteur, garantissant ainsi une montée en température très rapide. Lors du fonctionnement à température stabilisée, la vanne mélangeuse met en communication la sortie du radiateur principal et l'entrée du radiateur de gaz recyclés, permettant ainsi un refroidissement maximal des gaz recyclés. Ce refroidissement des gaz recyclés permet de limiter la quantité de polluants générés par le moteur.
L'invention a pour objectif de proposer un circuit de refroidissement permettant une montée rapide en température du moteur et un refroidissement maximal des gaz recyclés en minimisant le nombre d'organes.
Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, circuit dans lequel circule un fluide de refroidissement, le circuit comportant un radiateur principal pour refroidir le liquide de refroidissement, un radiateur de gaz recyclés pour refroidir des gaz d'échappement recyclés et une pompe pour faire circuler le fluide. Une sortie de la pompe est reliée à une entrée du moteur, une entrée de la pompe étant reliée à une sortie du radiateur de gaz recyclés. Le circuit comporte une vanne de sélection dont une première sortie est reliée à une entrée du radiateur de gaz recyclés, et une entrée est reliée à la sortie du moteur. Une deuxième sortie de la vanne de sélection est connectée à une entrée du radiateur principal et la première sortie de la vanne de sélection est reliée en outre à la sortie du radiateur principal.
Dans le cas où la vanne de sélection oriente totalement le fluide vers le radiateur de gaz recyclés, le radiateur principal est hors circuit.
Aucune calorie n'est donc perdue dans cette phase qui convient au démarrage du moteur à froid.
Dans le cas où la vanne oriente totalement le fluide vers le radiateur principal, le radiateur de gaz recyclés est alimenté par le fluide de refroidissement sortant du radiateur principal, c'est-à-dire à la température la plus basse dans le cycle de circulation du fluide. L'efficacité du radiateur de gaz recyclés est alors maximale et la température des gaz recyclés avant l'admission est la plus basse possible, ce qui permet au moteur de générer le moins de polluants possible. Ces fonctions sont obtenues avec l'utilisation d'une seule vanne.
Dans un premier mode de réalisation, la vanne de sélection oriente le liquide vers la première sortie lorsque la température du fluide est inférieure à un premier seuil prédéterminé, et vers la deuxième sortie lorsque la température est supérieure au premier seuil.
La vanne de sélection fonctionne en tout ou 30 rien. Elle peut fonctionner de manière automatique, en fonction de la température du fluide qui la traverse. Elle peut aussi être une électrovanne commandée par un circuit mesurant la température du fluide, et prenant éventuellement en compte d'autres paramètres. Le premier seuil est par exemple de 70 C.
Dans un deuxième mode de réalisation, la vanne de sélection oriente le liquide vers la première sortie lorsque la température du fluide est inférieure à un premier seuil prédéterminé, vers la deuxième sortie lorsque la température est supérieure à un deuxième seuil supérieur au premier seuil et vers les deux sorties lorsque la température du fluide est entre le premier et le deuxième seuil.
La vanne de sélection fonctionne de manière progressive. Lorsque la température du fluide monte, au-delà du premier seuil, le fluide s'écoule de plus en plus vers la deuxième sortie et de moins en moins vers la première sortie. Ainsi, le fluide qui arrive au radiateur de gaz recyclés est le mélange de fluide venant de la première sortie, non refroidi, et de fluide provenant de la deuxième sortie, refroidi par le passage dans le radiateur principal. Ainsi, lors de la montée en température du fluide arrivant à la vanne, la température du fluide arrivant au radiateur de gaz recyclés évolue progressivement.
De manière particulière, le circuit comporte en outre un radiateur d'huile et une deuxième vanne reliés en série entre la sortie du radiateur principal et l'entrée de la pompe. Grâce à la deuxième vanne, la température de l'huile peut monter plus rapidement en coupant la circulation du fluide de refroidissement dans le radiateur d'huile. Dès que la température de l'huile est supérieure à un troisième seuil, par exemple 135 C, la deuxième vanne s'ouvre pour maintenir l'huile à ce niveau de température et limiter son échauffement.
Préférentiellement, le circuit comporte en outre un aérotherme relié entre la sortie du moteur et l'entrée de la pompe. L'aérotherme est utilisé en général pour le chauffage de l'habitacle du véhicule. Il est alimenté par le fluide à sa plus haute température, pour un maximum d'efficacité.
Selon un perfectionnement, une vanne de court-circuit est montée en parallèle avec l'aérotherme. Ainsi, en ouvrant la vanne de court- circuit, on annule le débit du fluide dans l'aérotherme. On peut ainsi limiter la quantité de chaleur évacuée dans l'aérotherme, en particulier au démarrage à froid du moteur, pour obtenir une montée en température rapide du fluide et du moteur.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit 25 de refroidissement conforme à l'invention dans un premier mode de fonctionnement; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 dans un deuxième mode de fonctionnement; la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 30 dans un troisième mode de fonctionnement.
Le circuit de refroidissement conforme à l'invention, montré sur les figures 1 à 3, comporte des tubulures reliant des organes d'un véhicule. Sur les figures, les tubulures sont représentées par des traits continus ou discontinus reliant les représentations figuratives des organes. D'une manière générale, les tubulures sont connectées sur des entrées ou des sorties desdits organes. Un liquide de refroidissement est destiné à circuler dans le circuit de refroidissement, de manière classique, dans le but de maintenir un moteur thermique 10 à une température de fonctionnement dans une plage optimale.
Le circuit de refroidissement 1 du moteur thermique 10 comporte un radiateur principal 11 pour refroidir le liquide de refroidissement, un radiateur de gaz recyclés 12 pour refroidir des gaz d'échappement recyclés, une pompe 13 pour faire circuler le fluide, un aérotherme 17 pour chauffer un air de climatisation de l'habitacle du véhicule, et un radiateur d'huile 15. Une sortie de la pompe 131 est reliée à une entrée 100 du moteur, et une entrée 130 de la pompe est reliée à une sortie 121 du radiateur de gaz recyclés.
Une vanne de sélection 14 comporte une entrée 140 reliée à la sortie 111 du moteur, une première sortie 141 reliée à une entrée 120 du radiateur de gaz recyclés 12 et à la sortie 111 du radiateur principal 11, et une deuxième sortie 142 connectée à une entrée 110 du radiateur principal 11. Le radiateur d'huile 15 est relié, en série avec une deuxième vanne 16, entre la sortie 111 du radiateur principal 11 et l'entrée 130 de la pompe 13. L'aérotherme 17 est relié entre la sortie 101 du moteur et l'entrée 130 de la pompe 13.
Le radiateur principal 11 est équipé de ventilateurs 19 dont le fonctionnement augmente la capacité d'échange thermique, quand ceci est nécessaire.
Dans un premier mode de fonctionnement, illustré par la figure 1, la vanne de sélection 14 oriente le liquide de refroidissement en provenance du moteur 10 vers la première sortie 141. Ce mode de fonctionnement est commandé lorsque la température du fluide est inférieure à un premier seuil Si prédéterminé, par exemple entre 65 C et 80 C, de préférence 70 C. Dans ce cas, le liquide de refroidissement sortant du moteur 10 est orienté directement vers le radiateur de gaz recyclés 12. Le fluide de refroidissement ne circule pas dans les tubulures représentées par des traits en tirets des figures.
Dans un deuxième mode de fonctionnement, illustré par la figure 2, la vanne de sélection 14 oriente le liquide de refroidissement en provenance du moteur 10 vers la deuxième sortie 142 lorsque la température est supérieure au premier seuil S1. Dans ce cas, le liquide de refroidissement sortant du moteur 10 est orienté vers le radiateur principal 11.
Dans un troisième mode de fonctionnement, illustré par la figure 3, la vanne 16 en série avec le radiateur d'huile 15 est ouverte et permet la circulation d'une partie du liquide de refroidissement en provenance du radiateur principal 11 dans le radiateur d'huile 15 pour le refroidissement de l'huile du moteur. La commande de la deuxième vanne 16 est réalisée par la mesure de la température de l'huile et par la comparaison de la mesure avec un seuil prédéterminé, par exemple à 135 C, ou éventuellement en fonction de la température du fluide de refroidissement.
Dans une variante, la deuxième vanne de sélection 14 commute progressivement, de manière à orienter le liquide vers la première sortie 141 lorsque la température du fluide est inférieure au premier seuil S1 prédéterminé, vers la deuxième sortie 142 lorsque la température est supérieure à un deuxième seuil S2 supérieur au premier seuil et vers les deux sorties 141, 142 lorsque la température du fluide est entre le premier S1 et le deuxième seuil S2. Dans ce dernier cas, le liquide de refroidissement qui parvient au radiateur de gaz recyclés 12 provient d'une part directement de la vanne de sélection 14 et d'autre part du radiateur principal 11.
Selon un perfectionnement, une vanne de court-circuit 18 est montée en série avec l'aérotherme 17.

Claims (1)

  1. 9 REVENDICATIONS
    1. Circuit de refroidissement d'un moteur thermique (10), circuit dans lequel circule un fluide de refroidissement, le circuit (1) comportant un radiateur principal (11) pour refroidir le liquide de refroidissement, - un radiateur de gaz recyclés (12) pour refroidir des gaz d'échappement recyclés, - une pompe (13) pour faire circuler le fluide, une sortie de la pompe (131) étant reliée à une entrée du moteur (100), une entrée de la pompe (130) étant reliée à une sortie du radiateur de gaz recyclés (121), une vanne de sélection (14) dont une première sortie (141) est reliée à une entrée du radiateur de gaz recyclés (120), et une entrée (140) est reliée à la sortie du moteur (101) , caractérisé en ce que: - une deuxième sortie {142) de la vanne de sélection (14) est connectée à une entrée du radiateur principal (110), la première sortie (141) de la vanne de sélection est reliée en outre à la sortie du radiateur principal (111).
    2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel la vanne de sélection (14) oriente le liquide vers la première sortie (141) lorsque la température du fluide est inférieure à un premier seuil prédéterminé (S1), et vers la deuxième sortie (142) lorsque la température est supérieure au premier seuil (S1).
    3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel le premier seuil (Si) est de 70 C.
    4. Circuit selon la revendication 1, dans lequel la vanne de sélection (14) oriente le liquide vers la première sortie (141) lorsque la température du fluide est inférieure à un premier seuil prédéterminé (Si), vers la deuxième sortie (142) lorsque la température est supérieure à un deuxième seuil (S2) supérieur au premier seuil et vers les deux sorties (141, 142) lorsque la température du fluide est entre le premier (Si) et le deuxième seuil (S2).
    5. Circuit de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le circuit (1) comporte en outre un radiateur d'huile (15) et une vanne {16) reliés en série entre la sortie du radiateur principal (111) et l'entrée de la pompe (130).
    6. Circuit selon la revendication 5, dans lequel la deuxième vanne (16) s'ouvre lorsque la température de l'huile est supérieure à un troisième seuil.
    7. Circuit selon la revendication 6, dans 25 lequel le troisième seuil est de 135 C.
    8. Circuit de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le circuit (1) comporte en outre un aérotherme (17) relié entre la sortie du moteur (101) et l'entrée de la pompe (130).
    9. Circuit de refroidissement selon la revendication 8, dans lequel une vanne de court-circuit (18) est montée en série avec l'aérotherme (17).
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