FR2916479A1 - Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de vehicule automobile. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande (18) permettant une circulation selon au moins un mode dit normal. Ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique (30) pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique (30) étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal. Application aux véhicules automobiles.
Description
Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule
automobile
L'invention se rapporte aux circuits de refroidissement 5 pour les moteurs de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande 10 permettant une circulation selon au moins un mode dit normal.
Généralement un circuit de refroidissement de ce type est parcouru par un fluide de refroidissement sous l'action 15 d'une pompe et il comprend une vanne de commande ayant une entrée propre à être reliée au moteur et une sortie radiateur propre à être reliée à un radiateur de refroidissement (voir notamment le brevet français FR 2 850 726 du 31 janvier 2003). 20 Dans ce circuit de refroidissement connu, la vanne de commande comprend un organe de réglage rotatif propre à prendre différentes positions angulaires pour contrôler la distribution du fluide au travers de plusieurs sorties qui 25 comprennent une sortie radiateur propre à être reliée à un radiateur de refroidissement, une sortie aérotherme propre à être reliée à un aérotherme servant au chauffage de l'habitacle du véhicule, et une sortie de dérivation propre à être reliée à une dérivation contournant le radiateur de 30 refroidissement.
Une telle vanne de commande est habituellement pilotée par un moteur électrique qui contrôle le déplacement de l'organe de réglage en fonction d'une loi choisie.
L'invention a essentiellement pour but d'améliorer la sécurité d'une telle vanne de commande en cas d'une panne d'origine externe, due par exemple au calculateur du véhicule ou à une électronique de commande, ou d'origine interne, due par exemple à un moteur électrique, à un réducteur ou un étage hydraulique.
Il est en effet souhaitable, en pareil cas, d'assurer un mode de fonctionnement de sécurité.
Une solution consiste alors à diriger le fluide de refroidissement vers le radiateur de refroidissement pour éviter toute surchauffe et endommagement du moteur du véhicule, ce moteur pouvant être un moteur thermique, un moteur électrique, ou encore un moteur hybride.
Il est connu d'incorporer un ressort de rappel dans une vanne, afin de ramener l'organe de réglage rotatif dans une position de sécurité pour garantir l'ouverture de la voie correspondant à la sortie radiateur. Cependant, il est possible d'avoir une défaillance du ressort de rappel de la vanne.
Il en résulte que l'organe de réglage rotatif peut rester 30 dans une position obturant la sortie radiateur. Cela aura pour effet de provoquer une montée en température incontrôlée du moteur et, à terme, d'occasionner un endommagement de celui-ci.25 En outre, l'ajout d'un ressort de rappel oblige à choisir un moto-réducteur capable de vaincre en permanence l'effort du ressort. Cela a pour effet de sur-dimensionner le moteur d'actionnement de la vanne et d'augmenter le coût, l'encombrement.
L'invention a améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande permettant une circulation selon au moins un mode dit normal.
Conformément à l'invention ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal.
Ainsi, en cas de défaillance du mode de circulation normal, comme par exemple une surchauffe accidentelle pouvant être due à une défaillance de la vanne, le dispositif de sécurité thermique autorise alors une circulation selon un mode de court-circuit.
Ce mode de court-circuit est destiné avant tout à éviter tout risque de surchauffe du moteur. De manière avantageuse, le dispositif de sécurité comprenant un moyen d'obturation commandé par un élément sensible à la température détectée d'un fluide de30 refroidissement parcourant ledit circuit de refroidissement, ledit moyen d'obturation étant dans une position dite de fermeture lorsque la température détectée est inférieure à un seuil donné et étant amené dans une position dite d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, de manière à diriger au moins une partie du fluide de refroidissement vers un radiateur de refroidissement dudit circuit de refroidissement en court-circuitant la vanne de commande.
Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit dispositif de sécurité thermique comprend une entrée propre à être reliée à une sortie de fluide de refroidissement du moteur, une sortie vanne propre à être reliée à l'entrée de la vanne de commande et une sortie dérivation propre à être reliée à une dérivation entre l'entrée et une sortie radiateur de la vanne de commande.
Dans une première variante de réalisation, le dispositif de sécurité thermique est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau du moteur, propre à être monté sur le moteur.
Le boîtier de sortie d'eau du moteur comprend avantageusement un corps délimitant un passage principal s'étendant entre l'entrée et la sortie vanne et une tubulure débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique.
De préférence, le boîtier de sortie d'eau du moteur est propre à être monté directement sur le moteur et à recevoir directement la vanne de commande.
Dans une deuxième variante de réalisation, le dispositif de sécurité thermique est apte à être intégré dans un équipement séparé, propre à être monté entre le moteur et la vanne de commande.
Cet équipement séparé comprend avantageusement un conduit délimitant un passage principal s'étendant entre l'entrée et la sortie vanne et une tubulure débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique.
Dans une troisième variante de réalisation, le dispositif 15 de sécurité thermique est intégré dans la vanne de commande.
Dans cette troisième variante, la vanne de commande comprend avantageusement un corps cylindrique délimitant un 20 logement cylindrique pour un organe de réglage monté en rotation autour d'un axe, dans lequel l'entrée et la sortie vanne du dispositif de sécurité thermique sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique, et dans lequel la sortie dérivation du dispositif de sécurité thermique 25 est formée par une tubulure débouchant latéralement dans le logement cylindrique et logeant le dispositif de sécurité thermique.
La sortie radiateur de la vanne de commande est 30 avantageusement formée par une tubulure débouchant latéralement dans le logement cylindrique de la vanne de commande.
La tubulure de sortie radiateur et la tubulure de sortie dérivation peuvent déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande.
La tubulure de sortie radiateur et la tubulure de sortie dérivation peuvent aussi déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande.
Dans ce dernier cas, l'emplacement de la tubulure de sortie dérivation se trouve de préférence en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande.
Dans le module de l'invention, ledit moyen d'obturation est 15 de préférence un clapet.
Le terme clapet doit être compris au sens large comme désignant tout élément obturateur propre à être placé dans la position de fermeture ou la position d'ouverture 20 mentionnées précédemment.
Dans un premier exemple de réalisation, le clapet est relié à un élément thermostatique propre à déplacer le clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque 25 la température détectée dépasse le seuil donné, un organe de retenue étant prévu pour maintenir le clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture.
30 Dans un deuxième exemple de réalisation, le clapet comprend un volet monté pivotant autour d'un axe et retenu en position de fermeture par une butée escamotable maintenue en position de butée par un organe de retenue en matériau eutectique présentant un point de fusion correspondant au seuil donné et susceptible de venir dans une position escamotée pour libérer le clapet, lorsque l'organe de retenue a atteint son point de fusion.
Dans un troisième exemple de réalisation, le clapet est relié à un élément en alliage à mémoire de forme, propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
L'élément en alliage à mémoire de forme peut être, par exemple, une tige capable de s'allonger, ou contraire de se rétracter, lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Il peut s'agir encore d'un ressort, en particulier hélicoïdal, capable de s'allonger, ou au contraire de se rétracter, lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, lequel comprend un module tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit et en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule comprenant un module comportant une 30 vanne de commande et un dispositif de sécurité thermique selon l'invention
- les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement trois 5 variantes de réalisation du module de l'invention ;
- la figure 5 représente, en vue de côté et partiellement en coupe, un boîtier de sortie d'eau de moteur intégrant un dispositif de sécurité thermique selon l'invention, le 10 boîtier de sortie d'eau étant propre à être monté directement sur le moteur et à recevoir directement la vanne de commande
- la figure 6 est une vue en coupe d'un équipement séparé 15 dans lequel est intégré un dispositif de sécurité thermique selon l'invention
- la figure 7 est une vue partielle en coupe d'une vanne de commande intégrant un dispositif de sécurité thermique 20 selon l'invention
- la figure 8 représente le développé du corps et du segment d'étanchéité d'une vanne de commande intégrant un dispositif de sécurité thermique dans une variante de 25 réalisation ;
- la figure 9 représente schématiquement un clapet relié à un élément thermostatique
30 - la figure 10 est une vue partielle en coupe d'un corps de vanne intégrant un clapet réalisé sous la forme d'un volet pivotant et retenu en position de fermeture par un organe de retenue comprenant un matériau eutectique ; - la figure 11 est une vue en perspective d'un clapet dans une autre forme de réalisation ; - la figure 1.2 est une vue partielle en coupe d'un dispositif de sécurité thermique intégrant le clapet de la figure 11 ;
- la figure 13 montre en vue partielle en coupe un corps de vanne analogue à celui de la figure 10 dans lequel le clapet est également réalisé sous la forme d'un volet pivotant ;
- la figure 14 est une vue en perspective du clapet de la 15 figure 13 ;
- les figures 15A et 15B représentent un clapet relié à un élément en alliage à mémoire de forme, réalisé ici sous la forme d'une tige, respectivement en position de fermeture 20 et en position d'ouverture ;
- les figures 16A et 16B sont des vues analogues aux figures 15A et 15B dans une variante de réalisation ;
25 - les figures 17A et 17B illustrent un clapet relié à un élément en alliage à mémoire de forme, réalisé ici sous la forme d'un ressort, respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture ; et
30 - les figures 18A et 18B sont des vues analogues aux figures 17A et 17B dans une variante de réalisation.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un circuit 10 pour le refroidissement d'un moteur 12 de véhicule automobile, par exemple un moteur thermique, un moteur électrique ou un moteur hybride. Le circuit 10 est parcouru par un fluide de refroidissement, typiquement de l'eau additionnée d'un antigel, qui circule sous l'action d'une pompe 14. Le circuit comprend un radiateur de refroidissement 16 dans lequel le fluide de refroidissement cède de la chaleur à un flux d'air mis en mouvement par la vitesse du véhicule et/ou par un groupe moto-ventilateur (non représenté).
Le circuit comprend une vanne de commande 18 ayant une entrée 20 propre à être reliée à une sortie 22 du moteur, deux autres sorties 24 et 26 non décrites en détail et une sortie radiateur 28 propre à être reliée au radiateur de refroidissement 16.
Les sorties 24 et 26 peuvent être reliées par exemple à un aérotherme pour le chauffage de l'habitacle et à une conduite de dérivation contournant le radiateur, de manière en soi connue.
Dans un circuit de ce type, la vanne de commande 18 peut comprendre, par exemple, un organe de réglage du type rotatif permettant de contrôler la distribution du fluide de refroidissement entre les sorties 24, 26 et 28 en fonction d'une loi choisie, comme enseigné par exemple par le brevet français précité. L'organe de réglage de la vanne de commande est habituellement commandé par un moteur électrique pas-à-pas ou par un moto-réducteur. La vanne de commande permet ainsi une circulation selon au moins un mode dit normal.
Comme mentionné précédemment, en cas de disfonctionnement de la vanne ou de ses moyens de commande, la vanne peut rester bloquée dans une position qui ne favorise pas le refroidissement du moteur.
Or, pour des raisons de sécurité, il faut en ce cas privilégier le refroidissement du moteur, donc faire passer le fluide de refroidissement dans le radiateur de refroidissement, pour éviter toute surchauffe et donc tout endommagement du moteur.
L'invention prévoit pour cela un module comportant la vanne de commande 18 ainsi qu'un dispositif de sécurité thermique 30 apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal. Le dispositif de sécurité thermique 30 est installé sur une dérivation 32 entre l'entrée 20 de la vanne et la sortie radiateur 28 de la vanne. Le dispositif 30 comprend un moyen d'obturation, dans l'exemple un clapet (non représenté), qui se trouve normalement dans une position de fermeture, qui ferme la dérivation 32, lorsque la température du fluide de refroidissement, telle que détectée, est inférieure à un seuil donné (par exemple de 120 C). En ce cas, le fluide de refroidissement passe de la sortie 22 du moteur vers l'entrée 20 de la vanne et est ensuite réparti entre les voies correspondant aux sorties 24, 26 et 28, comme montré par les flèches en traits pleins.
En cas d'anomalie de fonctionnement se traduisant par une élévation de la température, c'est-à-dire lorsque la température détectée dépasse le seuil précité, le clapet du dispositif de sécurité 30 est amené automatiquement, de manière irréversible ou réversible, dans une position d'ouverture, qui ouvre la dérivation 32. Le fluide de refroidissement passe alors par la dérivation comme représenté par les flèches en traits interrompus. Ainsi, au moins une partie du fluide de refroidissement est dirigée vers le radiateur de refroidissement 16 en court-circuitant la vanne de commande 18. Ainsi, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à autoriser une circulation selon un mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal.
Dans la variante de réalisation de la figure 2, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau 34 du moteur, ce boîtier étant propre à être monté sur le moteur et comprenant une entrée 36 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 38 propre à être reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 40 propre à être reliée à la dérivation 32.
Dans la variante de réalisation de la figure 3, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à être intégré dans un équipement séparé 42 propre à être monté entre le moteur 12 et la vanne de commande 18 et comprenant une entrée 44 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 46 propre à être reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 48 propre à être reliée à la dérivation 32.
Dans la variante de réalisation de la figure 4, le dispositif de sécurité thermique 30 est intégré dans la vanne de commande 18 et plus particulièrement dans un boîtier 50 rapporté sur la vanne de commande et comprenant une entrée 52 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 54 reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 56 propre à être reliée à la dérivation 32.
Les variantes des figures 2, 3 et 4 sont fonctionnellement équivalentes. Elles diffèrent simplement entre elles par le mode d'intégration du dispositif de sécurité thermique 30 dans le module.
On se réfère maintenant à la figure 5 qui représente de manière plus détaillée le boîtier de sortie d'eau 34 correspondant à la figure 2. Ce boîtier 34 comprend un corps 58 délimitant un passage principal 60 qui s'étend entre l'entrée 36 et la sortie vanne 38, ainsi qu'une tubulure 62 débouchant latéralement dans le passage principal 60 et délimitant un passage secondaire 64 dans lequel est monté le dispositif de sécurité 30. La tubulure 62 comporte une partie élargie 66 pour loger le dispositif de sécurité 30. La tubulure 62 est avantageusement formée en deux parties qui se raccordent au niveau de cette partie élargie pour permettre l'intégration du dispositif de sécurité 30.
Dans cette forme de réalisation, le boîtier de sortie d'eau 34 est propre à être monté directement sur le moteur grâce à une bride 68 et est propre à recevoir directement la vanne de commande 18 au moyen d'une bride 70 de la vanne. Comme on le voit sur la figure 5, la vanne de commande 18 comprend un corps cylindrique 72 délimitant un logement cylindrique 74 d'axe XX dans lequel est monté en rotation30 un organe de réglage 76 ayant la forme d'un élément cylindrique creux avec une paroi tronquée 78. Dans le corps de vanne débouchent latéralement plusieurs tubulures de sortie dont une seule est représentée sur la figure 5, à savoir une tubulure 80 qui délimite la sortie radiateur 28.
L'organe de réglage 76 peut être amené sélectivement dans différentes positions angulaires au moyen d'un moteur électrique 82 tel qu'un moto-réducteur ou un moteur pas-à- pas qui contrôle le déplacement de l'organe de réglage au travers d'un mécanisme réducteur 84. En cas d'anomalie de fonctionnement, le dispositif de sécurité 30 est amené en position d'ouverture et fait passer directement le fluide par la tubulure 62 comme représenté par la flèche en traits interrompus.
On se réfère maintenant à la figure 6 qui illustre de manière plus détaillée l'équipement séparé 42 de la figure 3. Cet équipement 42 comprend un conduit 86 délimitant un passage principal 88 s'étendant entre l'entrée 44 et la sortie vanne 46, et une tubulure 90 débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire 92 dans lequel est monté le dispositif de sécurité 30.
La figure 7 illustre de manière plus détaillée le mode de réalisation de la figure 4. La vanne de commande 18 est sensiblement analogue à celle de la figure 5. Elle comprend un corps cylindrique 72 délimitant un logement cylindrique 74 pour l'organe de réglage 76 monté en rotation autour d'un axe XX. Le corps 72 de la vanne comprend un prolongement axial 94 pour former l'entrée 52 et la sortie vanne 54 du dispositif de sécurité. L'entrée 52 et la sortie vanne 54 sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique 74. La sortie dérivation 56 du dispositif de sécurité est formée par une tubulure 96 débouchant latéralement dans le logement cylindrique et logeant le dispositif de sécurité 30.
Comme dans le cas de la figure 5, la sortie radiateur 28 de la vanne de commande est formée par une tubulure 80 débouchant latéralement dans le logement cylindrique de la vanne de commande. La tubulure 80 de sortie radiateur et la tubulure 96 de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande. Les tubulures sont coiffées par un collecteur 98 qui est assemblé sur les tubulures 80 et 96 en bloquant en position le dispositif de sécurité 30. Ce collecteur 98 comporte une sortie 100 propre à être reliée au radiateur.
En variante, la tubulure 80 de sortie radiateur et la tubulure 96 de sortie dérivation peuvent déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande.
On a représenté sur la figure 8 un segment d'étanchéité 102 associé à un organe de réglage rotatif d'une vanne de commande dans le cas précité. On a représenté par un rectangle en traits interrompus le développé 104 du corps de vanne cylindrique. On voit que la sortie radiateur 28 de la vanne de commande a ici une forme carrée, tandis que la sortie dérivation 56 a ici une forme circulaire et qu'elles sont décalées angulairement. Cela signifie que les tubulures correspondantes 80 et 96 (non représentées) sont décalées angulairement et non pas axialement comme dans le cas de la figure 7. On constate en outre que le segment d'étanchéité 102 comporte une partie 106 de plus grande largeur qui contrôle la sortie radiateur 28 ainsi que la sortie 24 correspondant à l'aérotherme et à la sortie 26 correspondant à la dérivation du radiateur. Le segment d'étanchéité 102 comporte également une partie 108 plus étroite qui dégage en permanence la sortie dérivation 56. Ainsi, cette sortie se trouve dans une zone morte, qui est épargnée par le segment d'étanchéité 102, quelle que soit la position angulaire de l'organe de réglage de la vanne. Il en résulte que l'emplacement de la tubulure 96 de la sortie dérivation 56 se trouve en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande.
On va maintenant décrire plus en détail différents modes de réalisation du dispositif de sécurité 30, et plus 20 particulièrement. de son clapet.
Dans la forme de réalisation de la figure 9, le dispositif de sécurité 30 comprend un clapet 110 réalisé sous la forme d'un plateau qui est relié à un élément thermostatique 112 25 par exemple du type à cire dilatable propre à déplacer le clapet de la position de fermeture représentée en traits pleins à la position d'ouverture représentée en traits interrompus. Un organe de retenue formé de plusieurs languettes élastiques 114 est prévu pour maintenir le 30 clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture. Les languettes élastiques 116 ont des extrémités respectives 116 qui sont écartées radialement par le clapet 110 en position de fermeture. Lorsque le clapet est déplacé axialement dans sa position d'ouverture, les extrémités 116 des languettes 114 peuvent se déplacer radialement vers l'intérieur pour retenir le clapet comme représenté en traits interrompus sur la figure 9. Il en résulte que le clapet reste maintenu dans la position d'ouverture pour privilégier le refroidissement du moteur.
On se réfère maintenant à la figure 10 qui montre un boîtier de sortie d'eau 34 délimitant un passage principal 60 aligné axialement avec le logement cylindrique 74 d'une vanne de commande 18. Le boîtier de sortie d'eau 34 délimite également un passage secondaire 64 dans lequel est monté un clapet 152 du dispositif de sécurité. Sur le corps de la vanne est rapportée une embase 120 comportant un raccord 122 emboîté dans la sortie radiateur 28 de la vanne et un raccord 124 aligné avec le passage secondaire 64 du corps de vanne. Sur l'embase 120 est monté un boîtier 126 formant une tubulure 128 propre à être reliée au radiateur de refroidissement et délimitant une chambre 130 propre à être alimentée ou non par le fluide de refroidissement selon que le clapet 152 est en position d'ouverture ou en position de fermeture. Cette chambre 130 communique avec l'intérieur de la tubulure 128.
Le clapet 152 de l'organe de sécurité 30 est réalisé sous la forme d'un volet monté pivotant autour d'un axe 154 et retenu en position de fermeture par une butée escamotable 156, laquelle est maintenue dans sa position de butée par un organe de retenue 158 en matériau eutectique. Cet organe de retenue vient se placer contre un plateau 160 solidaire de la butée 156, et contre lequel vient prendre appui un ressort hélicoïdal de rappel 162.
Le principe de fonctionnement de l'organe de retenue repose sur l'utilisation d'un matériau eutectique, c'est-à-dire d'un matériau à transformation de phase qui peut passer d'une phase solide à une phase liquide à une température très précise dépendant de la composition du matériau. Autrement dit, ce matériau eutectique présente un point de fusion qui correspond au seuil donné pour libérer le clapet lorsque la température détectée correspond à ce seuil.
Dans la position normale, le matériau eutectique 58 est à l'état solide et maintient la butée 156 dans sa position sortie, à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort 162. Le clapet est maintenu contre la butée 156 sous l'effet de la pression P du fluide. Par contre, dès que la température détectée dépasse le seuil donné, le matériau eutectique fond et la butée vient s'escamoter dans le sens de la flèche F1, ce qui permet de libérer le clapet qui va pivoter autour de son axe dans le sens de la flèche F2 sous l'effet de la pression P du fluide. Le fluide peut alors gagner le radiateur en contournant la vanne de commande.
Le clapet 164 représenté aux figures 11 et 12 est ici un volet pivotant de forme rectangulaire et comporte deux brides 166 pour délimiter un axe de pivotement. Le clapet 164 est muni d'un joint d'étanchéité 168 à sa périphérie, comme on le voit sur la figure 12.
Dans la variante de réalisation des figures 13 et 14, le clapet 170 est un volet pivotant de forme générale circulaire muni de deux brides 172 définissant un axe de rotation qui s'étend sensiblement suivant le diamètre du volet. Là aussi, le volet est muni de deux brides 172 analogues aux brides 166 de la figure 11. Ce volet est entouré d'un joint d'étanchéité 174. L'axe du volet est solidaire d'un ressort de torsion, non représenté. Dans le cas où un matériau eutectique est utilisé pour former un organe de retenue, il est possible de choisir de façon très précise la composition de ce matériau pour obtenir le point: de fusion choisi. 10 On préfère tout particulièrement utiliser des alliages du type étain-bismuth. Par exemple, pour obtenir un point de fusion 130 C, il est possible de choisir un alliage comprenant 40% d'étain, 56% de bismuth et 4 % de zinc, ces 15 pourcentages étant exprimés en poids. Dans de tels alliages, des matériaux tels que le cadmium et le plomb sont prohibés pour éviter tout problème de pollution.
On se réfère maintenant aux figures 15A et 15B qui montrent 20 un clapet 176 réalisé sous la forme d'un joint souple du type caoutchouc propre à coopérer avec une ouverture 178 aménagée dans une paroi 179. Le clapet 176est monté à l'extrémité d'un élément 180 réalisé en alliage à mémoire de forme et ayant ici la forme d'une tige. L'autre 25 extrémité de l'élément 180 prend appui sur une paroi fixe 182.
On sait que les alliages à mémoire de forme sont des matériaux capables de reprendre leur forme initialement 30 prédéfinie déclenchée par un échauffement, ce processus étant réversible et pouvant être répété à plusieurs reprises. Comme alliages à mémoire de forme pouvant être utilisée dans l'invention, on peut mentionner à titre5 d'exemple le nitinol qui est un matériau à base d'alliage nickel-titane, des alliages de cuivre-aluminium-nickel et des alliages de cuivre-aluminium-zinc.
Dans l'exemple des figures 15A et 15B, l'élément 180 est capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Ainsi, lorsque la température détectée est inférieure au seuil donné, c'est-à-dire inférieur au seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, le clapet 176 vient fermer l'ouverture 178 comme montré sur la figure 15A. Lorsque la température détectée dépasse le seuil de déclenchement précité, le dispositif est actionné et l'élément 180 s'allonge si bien que le joint en caoutchouc traverse l'ouverture 178 et vient se placer de l'autre côté de la paroi correspondante comme le montre la figure 15B. Ce dispositif offre l'avantage d'être réversible. Ainsi, lorsque la température chute en dessous du seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, le clapet revient dans sa position normale de fermeture.
Les figures 16A et 16B représentent une variante dans laquelle l'élément 184 en alliage à mémoire de forme est une tige capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné. Ici, le clapet 186 est un obturateur muni d'un joint d'étanchéité 188 apte à venir en appui contre la paroi 179 dans laquelle est formée l'ouverture 178.
Lorsque la température dépasse le seuil donné, c'est-à-dire le seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, l'élément 184 se rétracte, ce qui provoque aussi l'éloignement du clapet 186 et du joint 188 de la paroi 179 comme le montre la figure 16B. Le clapet passe alors en position d'ouverture.
Dans la forme de réalisation des figures 17A et 17B, le clapet 186 muni d'un joint d'étanchéité 188, dont la présence n'est d'ailleurs pas indispensable, est sollicité en position de fermeture par un ressort d'appui 190. Par ailleurs, le clapet 186 est relié à un élément 192 en alliage à mémoire de forme qui est réalisé sous la forme d'un ressort, dans l'exemple hélicoïdal, dont une extrémité est fixée au clapet et dont l'autre extrémité est fixée sur la paroi de fond 182. Dans la position de fermeture de la figure 17A, le clapet est sollicité en appui contre la paroi 179 pour fermer l'ouverture 178.
Lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, c'est-à-dire le seuil de déclenchement de l'élément 192, ce dernier se rétracte pour dégager l'ouverture 178 comme on le voit sur la figure 17B.
Dans la forme de réalisation des figures 18A et 18B, le clapet est plaqué dans sa position de fermeture par un ressort hélicoïdal 190 analogue à celui des figures 17A et 17B. Le clapet 186 est relié à un élément 194 en alliage à mémoire de forme réalisé sous la forme d'un ressort, dans l'exemple hélicoïdal, interposé entre la paroi 179 et le clapet. A la différence de la forme de réalisation précédente, l'élément 194 à mémoire de forme est capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné. Ainsi, en cas de dépassement de ce seuil, l'élément 194 s'allonge ce qui provoque le déplacement du clapet 186 dans le sens de l'ouverture comme on le voit sur la figure 18B.
Il est possible bien entendu de concevoir d'autres éléments en alliage à mémoire de forme pour commander le déplacement du clapet dans le sens de l'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil mentionné précédemment qui correspond au seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme utilisé.
L'invention trouve une application particulière aux circuits de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles, en particulier de moteurs thermiques, mais aussi de moteurs électriques ou de moteurs hybrides.
Claims (23)
1. Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande (18) permettant une circulation selon au moins un mode dit normal, caractérisé en ce que ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique (30) pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique (30) étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court- circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal.
2. Module selon la revendication 1, dans lequel ledit dispositif de sécurité thermique {30) comprend une entrée (36 ; 44 ; 52) propre à être reliée à une sortie de fluide de refroidissement du moteur, une sortie vanne (38 ; 46 ; 54) propre à être reliée à l'entrée (20) de la vanne de commande (18) et une sortie dérivation (40 ; 48 ; 56) propre à être reliée à une dérivation (32) entre l'entrée (20) et une sortie radiateur (28) de la vanne de commande (18).
3. Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de sécurité comprenant un moyen d'obturation {110 ; 152 ; 164 ; 170 ; 176 ; 186) commandé par un élément sensible à la température détectée d'un fluide de refroidissement parcourant ledit circuit de refroidissement, ledit moyen d'obturation étant dans une position dite de fermeture lorsque la température détectée est inférieure à un seuil donné et étant amené dans une position dite d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, de manière à diriger au moins une partie du fluide de 23refroidissement vers un radiateur de refroidissement (16) dudit circuit de refroidissement en court-circuitant la vanne de commande (18).
4. Module selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen d'obturation est un clapet.
5. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet (110) est relié à un élément thermostatique (112) propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, un organe de retenue (114) étant prévu pour maintenir le clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture.
6. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet comprend un volet (152 ; 164 ; 170) monté pivotant autour d'un axe et retenu en position de fermeture par une butée escamotable (156) maintenue en position de butée par un organe de retenue en matériau eutectique présentant un point de fusion correspondant au seuil donné et susceptible de venir dans une position escamotée pour libérer le clapet, lorsque l'organe de retenue a atteint son point de fusion.
7. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet (176 ; 186) est relié à un élément (180 ; 184 ; 192 ; 194) en alliage à mémoire de forme, propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
8. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est une tige (180) capable des'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
9. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est une tige (184) capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
10. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est un ressort (194), en particulier hélicoïdal, capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
11. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est un ressort (192), en particulier hélicoïdal, capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
12. Module selon l'une des revendications 2 à 11, dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau (34) du moteur, propre à être monté sur le moteur (12).
13. Module selon la revendication 12, le rattachement de la revendication 12 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel le boîtier de sortie d'eau (34) du moteur comprend un corps (58) délimitant un passage principal (60) s'étendant entre l'entrée (36) et la sortie vanne (38) et une tubulure (62) débouchant latéralement dans le passage principal (60) et délimitant un passage secondaire (64) dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique.
14. Module selon l'une des revendications 12 et 13, dans lequel le boîtier de sortie d'eau (34) du moteur est propre à être monté directement sur le moteur (12) et à recevoir directement la vanne de commande (18).
15. Module selon l'une des revendications 2 à 11, dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est apte à être intégré dans un équipement séparé (42), propre à être monté entre le moteur (12) et la vanne de commande (18).
16. Module selon la revendication 15, le rattachement de la revendication 15 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel l'équipement séparé (42) comprend un conduit (86) délimitant un passage principal (88) s'étendant entre l'entrée (44) et la sortie vanne (46) et une tubulure (90) débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire (92) dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique (30).
17. Module selon l'une des revendications 2 à 11, dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est intégré dans la vanne de commande {18).
18. Module selon la revendication 17, le rattachement de la revendication 17 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel la vanne de commande (18) comprend un corps cylindrique (72) délimitant un logement cylindrique (74) pour un organe de réglage (76) monté en rotation autour d'un axe (XX), dans lequel l'entrée (52) et la sortie vanne (54) du dispositif de sécuritéthermique sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique (74), et dans lequel la sortie dérivation (56) du dispositif de sécurité thermique (30) est formée par une tubulure (96) débouchant latéralement dans le logement cylindrique (74) et logeant le dispositif de sécurité thermique (30).
19. Module selon la revendication 18, dans lequel la sortie radiateur (28) de la vanne de commande (18) est formée par une tubulure (80) débouchant latéralement dans le logement cylindrique (74) de la vanne de commande (18).
20. Module selon la revendication 19, dans lequel la tubulure (80) de sortie radiateur et la tubulure (96) de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande (18).
21. Module selon la revendication 19, dans lequel la tubulure (80) de sortie radiateur et la tubulure (96) de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande.
22. Module selon la revendication 21, dans lequel l'emplacement de la tubulure (96) de sortie dérivation se trouve en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande.
23. Circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule 30 automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un module selon l'une des revendications 1 à 22.
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