-1- La présente invention concerne un dispositif optimisant la régulation de la température d'un moteur thermique à refroidissement liquide de cyclomoteur. Autant le développement de la régulation de la température moteur, dans le domaine de l'automobile, a été sujet de nombreux procédés brevetés, autant le secteur des cyclomoteurs est pauvre à ce niveau, malgré de réels besoins. Il est souvent question d'adaptations de procédés issus de l'automobile. Le refroidissement des cyclomoteurs à refroidissement liquide est traditionnellement assuré par un fluide caloporteur mis en mouvement par une pompe centrifuge, cela afin de transporter les calories du moteur à dissiper vers un radiateur. Le radiateur est traversé par un flux d'air issu du déplacement du véhicule. A l'arrêt, ce flux d'air peut, dans certains cas, être généré par un groupe moto-ventilateur. Ce procédé n'a guère évolué depuis qu'il a été décrit. Le brevet suivant, FR 2 533 260 (Honda Motor) de 1983, en fait une description. Les brevets FR 2 532 904, FR 2 532 892 et FR 2 532 903 (Honda Motor) en sont des variantes avec un positionnement du radiateur différent (moins utilisés). La régulation des systèmes usuels comporte simplement un calorstat qui permet de restreindre la circulation du fluide réfrigérant lorsque le moteur n'est pas à la température adéquate de fonctionnement. Le calorstat, mis en série avec le radiateur et une pompe centrifuge, permet de réguler de façon satisfaisante la montée en température des moteurs de cyclomoteurs. Cependant, les moteurs de petite cylindrée sont très sensibles aux augmentations de température, aboutissants dans de nombreux cas, au phénomène de serrage du moteur. Ce serrage, résultant de la dilatation du piston sous l'effet d'une température moteur excessive, peut être provoqué par des disfonctionnements récurrents. Voici une liste non exhaustive d'exemples de disfonctionnements récurrents: problème de pompe à huile, réservoir d'huile vide (des cyclomoteurs ne possèdent pas de voyant d'huile), mauvais dosage d'huile dans le cas d'un graissage non séparé, sous dimensionnement du système de refroidissement (notamment lorsque des pièces sont changées, ou lorsque le moteur est modifié, cela afin d'augmenter la puissance), mauvais choix de l'indice thermique de la bougie, calorstat bloqué en position fermé (pas de filtre à résidus monté sur le circuit de refroidissement), ou encore lors de longs trajets (particulièrement en été) avec d'importants dénivelés... Un dispositif tel qu'un groupe moto-ventilateur, permettant d'augmenter le coefficient de convection du radiateur ne permet pas de remplir la fonction souhaitée car la baisse de température du liquide caloporteur qu'il engendre n'est pas suffisante pour l'utilisation souhaitée. De plus, Pour les véhicules possédants déjà un groupe moto-ventilateur, une augmentation de la vitesse de rotation de celui-ci ne convient pas non plus. The present invention relates to a device optimizing the regulation of the temperature of a moped liquid-cooled heat engine. As much as the development of motor temperature regulation in the automotive sector has been subject to numerous patented processes, the moped sector is poor at this level, despite real needs. It is often question of adaptations of processes resulting from the automobile. The cooling of liquid-cooled mopeds is traditionally provided by a heat transfer fluid moved by a centrifugal pump, in order to transport the calories of the engine to be dissipated to a radiator. The radiator is traversed by a flow of air from the movement of the vehicle. When stopped, this flow of air can, in some cases, be generated by a motor-fan unit. This process has not changed much since it was described. The following patent FR 2 533 260 (Honda Motor) of 1983, makes a description. Patents FR 2 532 904, FR 2 532 892 and FR 2 532 903 (Honda Motor) are variants with a different radiator positioning (less used). The regulation of the usual systems simply comprises a calorstat which makes it possible to restrict the circulation of the refrigerant fluid when the engine is not at the adequate operating temperature. The calorstat, placed in series with the radiator and a centrifugal pump, makes it possible to regulate satisfactorily the rise in temperature of the moped engines. However, small displacement engines are very sensitive to temperature increases, which in many cases lead to engine tightening. This tightening, resulting from the expansion of the piston under the effect of excessive engine temperature, can be caused by recurrent malfunctions. Here is a non-exhaustive list of examples of recurrent malfunctions: oil pump problem, empty oil tank (mopeds do not have an oil sight glass), incorrect oil dosage in the case of unseparated lubrication , undersizing of the cooling system (especially when parts are changed, or when the engine is modified, in order to increase the power), bad choice of the thermal index of the candle, calorstat blocked in closed position (no residue filter mounted on the cooling circuit), or on long journeys (particularly in summer) with significant differences in altitude ... A device such as a motor-fan unit, allowing to increase the convection coefficient of the radiator does not fulfill the desired function because the temperature drop of the coolant it generates is not sufficient for the desired use. In addition, for vehicles already possessing a motor-fan unit, an increase in the speed of rotation thereof is not suitable either.
Par ailleurs, certains thermomètres adaptés aux cyclomoteurs donnent une indication lorsque la température de fonctionnement critique du moteur est -2- dépassée, mais bien souvent, des dommages irréversibles sont déjà apparus sur le groupe moteur (traces de grippage sur le piston, amorce de serrage...). Cela peut être dû à la précision de la mesure ou encore à la position où est installé le capteur dans le circuit de refroidissement. S'il n'est pas logé dans la culasse, une position trop éloignée du bloc moteur donnera une indication de température peu représentative. Utilisé seul, ce dispositif donne une indication sur la température du moteur mais ne permet pas de se prémunir contre les risques de serrage. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Le principe de ce dispositif de régulation est d'ajouter au circuit de refroidissement d'origine, un radiateur supplémentaire dont l'utilisation va être asservie par la température du moteur. En effet, un capteur de température va transmettre à tout instant, un signal correspondant à la température de fonctionnement du moteur à un circuit électronique de commande. Avant que la température du moteur atteigne une valeur critique, elle va dépasser une consigne, le circuit électronique va alors commander l'ouverture d'une électrovanne. Le liquide de refroidissement va ainsi pouvoir circuler dans deux radiateurs (dit d'origine et de contrôle). Sous l'effet du second radiateur, la température du fluide caloporteur va ainsi se stabiliser puis décroitre jusqu'à ce qu'elle redescende en dessous d'une seconde consigne, ce qui va refermer l'électrovanne. De surcroît, un dispositif visuel permet de signaler un disfonctionnement du moteur lorsque celui-ci dépasse sa plage normale de fonctionnement en température. C'est-à-dire lorsque le signal issu de la sonde de température dépasse une consigne. Le déclenchement de ce dispositif visuel est, au même titre que l'électrovanne, commandé par le circuit électronique. Ainsi, le dispositif selon l'invention associe les deux fonctionnalités suivantes: premièrement, grâce au dispositif visuel, une alerte utilisateur d'un disfonctionnement moteur et deuxièmement, une augmentation de la puissance de refroidissement pour permettre de dissiper les pointes de température du moteur. Surchauffe qui aurait pu causer son serrage si la puissance de refroidissement n'avait pas augmenté de manière significative. Un aspect important du dispositif est qu'il permet d'une manière simple de garantir, si besoin est, une puissance de refroidissement supplémentaire (grâce au radiateur de contrôle) ce que les procédés de régulation usuels ne peuvent fournir. Selon des modes particuliers de réalisation: Le radiateur de contrôle peut se positionner, sur le circuit de refroidissement, en série ou en parallèle du radiateur d'origine selon les besoins de l'application. -3- Le radiateur de contrôle est un échangeur thermique air/liquide connu de l'homme de l'art. Le capteur de température peut être de type thermistance (positive ou négative) ou bien de type thermocouple. Moreover, some thermometers adapted to mopeds give an indication when the critical operating temperature of the engine is exceeded, but very often, irreversible damage has already occurred on the power unit (traces of seizing on the piston, primer tightening ...). This may be due to the accuracy of the measurement or the position where the sensor is installed in the cooling circuit. If it is not housed in the cylinder head, a position too far from the engine block will give an indication of temperature unrepresentative. Used alone, this device gives an indication of the engine temperature but does not protect against the risk of tightening. The device according to the invention overcomes these disadvantages. The principle of this control device is to add to the original cooling circuit, an additional radiator whose use will be enslaved by the engine temperature. Indeed, a temperature sensor will transmit at any time, a signal corresponding to the operating temperature of the engine to an electronic control circuit. Before the engine temperature reaches a critical value, it will exceed a setpoint, the electronic circuit will then control the opening of a solenoid valve. The coolant will be able to circulate in two radiators (called origin and control). Under the effect of the second radiator, the temperature of the coolant will thus stabilize and then decrease until it drops below a second setpoint, which will close the solenoid valve. In addition, a visual device can signal a malfunction of the engine when it exceeds its normal range of temperature operation. That is, when the signal from the temperature probe exceeds a setpoint. The triggering of this visual device is, in the same way as the solenoid valve, controlled by the electronic circuit. Thus, the device according to the invention combines the two following functionalities: firstly, thanks to the visual device, a user alert of an engine malfunction and secondly, an increase in the cooling power to enable the engine temperature peaks to be dissipated. Overheating that could have caused its clamping if the cooling power had not increased significantly. An important aspect of the device is that it allows a simple way to guarantee, if necessary, an additional cooling power (thanks to the control radiator) what the usual control methods can not provide. According to particular embodiments: The control radiator can be positioned on the cooling circuit, in series or in parallel with the original radiator according to the needs of the application. The control radiator is an air / liquid heat exchanger known to those skilled in the art. The temperature sensor may be thermistor type (positive or negative) or thermocouple type.
Le capteur de température peut être positionné soit dans la culasse du bloc moteur soit dans une des tuyauteries flexibles du circuit de refroidissement ou soit dans le radiateur d'origine. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux cyclomoteurs à refroidissement liquide (scooters et mécaboite) dont on souhaite optimiser le refroidissement et minimiser les risques de serrage du moteur. Le dispositif conforme à l'invention est aussi susceptible d'application pour la régulation en température des moteurs de cylindrée supérieure tels que ceux des petites motos (la catégorie des « 125cc »), des karts, quads et buggys à refroidissement liquide. The temperature sensor can be positioned either in the cylinder head of the engine block or in one of the flexible pipes of the cooling circuit or in the original radiator. The device according to the invention is particularly suitable for mopeds with liquid cooling (scooters and mécaboite) which one wishes to optimize cooling and minimize the risk of tightening the engine. The device according to the invention is also capable of application for the temperature regulation of higher displacement engines such as those of small motorcycles (the category of "125cc"), go-karts, quads and buggies with liquid cooling.
Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 schématise le dispositif de l'invention monté en série du circuit de refroidissement d'origine. La figure 2 schématise une variante du dispositif de l'invention, celui-ci monté en parallèle du circuit de refroidissement d'origine. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 schematizes the device of the invention mounted in series of the original cooling circuit. FIG. 2 schematizes a variant of the device of the invention, which is mounted in parallel with the original cooling circuit.
Exemple conforme à l'invention en référence à ces dessins: application sur un cyclomoteur à refroidissement liquide Une thermistance négative montée dans une tige filetée de diamètre 3/8 (7) vient se viser dans la culasse du bloc moteur (8). La résistance de cette thermistance (7) va décroitre lorsque la température du moteur va augmenter. Ce capteur (7) est relié au circuit électronique (5) via une connexion filaire. Le boitier de commande (non illustré) peut être réalisé par injection plastique, ses aspects fonctionnels sont son étanchéité, sa robustesse, ainsi que sa taille compacte. Ce boitier renferme le circuit électronique de commande (5) qu'il protège des agressions extérieures. Il doit être percé de plusieurs trous permettant d'établir les connexions filaires avec le capteur de température (7), l'électrovanne (10), le dispositif visuel (13) ainsi que pour son alimentation. Ces trous doivent être munis d'un dispositif en plastique souple qui une fois les fils de connexions installés, rend le boitier étanche. L'indicateur visuel de dépassement de la plage de température de fonctionnement du moteur est ici de type LED (13). Elle est soudée sur le circuit électronique (5), son extrémité dépasse du boitier via un orifice de la sorte qu'elle soit visible par l'utilisateur. La présente LED (13) est commandée par le circuit électronique (5). -4- La conception du circuit électronique (5) dépend des choix technologiques en ce qui concerne le capteur (7) et les actionneurs (10). Il renferme cependant des fonctions telles que l'amplification du signal de la thermistance (7), la comparaison à une valeur consigne qui va engendrer la commande de la LED (13) et la commande de l'électrovanne (10) via une maille de puissance. Le circuit de commande (5) ne renferme pas de singularités méconnues de l'homme de l'art. L'alimentation du circuit électronique se fait via la batterie 12v (14) du cyclomoteur. Example according to the invention with reference to these drawings: application on a moped with liquid cooling A negative thermistor mounted in a threaded rod of diameter 3/8 (7) is to be aimed in the cylinder head of the engine block (8). The resistance of this thermistor (7) will decrease as the temperature of the motor increases. This sensor (7) is connected to the electronic circuit (5) via a wire connection. The control box (not shown) can be made by plastic injection, its functional aspects are its sealing, its robustness, as well as its compact size. This box encloses the electronic control circuit (5) that protects against external aggressions. It must be pierced with several holes to establish the wired connections with the temperature sensor (7), the solenoid valve (10), the visual device (13) and for its power supply. These holes must be equipped with a flexible plastic device that once the wiring connections installed, makes the case waterproof. The visual indicator for exceeding the operating temperature range of the motor is here of LED type (13). It is welded to the electronic circuit (5), its end protrudes from the housing via an orifice so that it is visible to the user. This LED (13) is controlled by the electronic circuit (5). The design of the electronic circuit (5) depends on the technological choices with regard to the sensor (7) and the actuators (10). However, it contains functions such as the amplification of the signal of the thermistor (7), the comparison with a setpoint value which will generate the control of the LED (13) and the control of the solenoid valve (10) via a mesh of power. The control circuit (5) does not contain singularities unknown to those skilled in the art. The power supply of the electronic circuit is via the 12v battery (14) of the moped.
II est préférable que l'électrovanne (10) ait un diamètre de passage identique à celui du circuit de refroidissement d'origine (3). De plus, elle doit pouvoir fonctionner sur toute la plage de température de fonctionnement du moteur, ainsi qu'à la pression du circuit de refroidissement, ce qui influe sur son dimensionnement. It is preferable that the solenoid valve (10) has a passage diameter identical to that of the original cooling circuit (3). In addition, it must be able to operate over the entire operating temperature range of the engine, as well as the pressure of the cooling circuit, which affects its dimensioning.
Le radiateur de contrôle (2) peut être de la même dimension que le radiateur d'origine (1). Il doit pouvoir se fixer sur le cadre du cyclomoteur à un emplacement où le débit d'air frais est optimal. L'ensemble du dispositif est mis en place selon la figure 2, grâce par exemple, à des tuyaux flexibles en silicone (12). Ces flexibles (12) doivent résister à des températures comprises dans la plage de fonctionnement du moteur. Il est préférable qu'ils soient de diamètre intérieur identique au diamètre des tuyauteries du circuit d'origine (3). La connexion du circuit de contrôle (4) sur le circuit d'origine (3) peut se faire via des raccords en « Y » (11). Les tuyaux flexibles (12) sont maintenus sur les différents organes (raccords, électrovannes, radiateurs) par des colliers de serrage à oreilles. La pompe centrifuge d'origine (6) est conservée dans les deux configurations (figure 1 et figure 2). La consigne d'ouverture de l'électrovanne (10) est choisie de la sorte que, lorsque la température croit dangereusement, la température du moteur reste dans la plage de fonctionnement autorisée, et cela malgré l'inertie du système thermique. Cette température consigne sera donc sensiblement inférieure à la température critique. La consigne de fermeture doit répondre au même critère lorsque la température décroit. Ces consignes peuvent être réglables par l'utilisateur selon sa configuration moteur grâce à des potentiomètres rotatifs linéaires. Ces potentiomètres (non représentés) sont soudés sur le circuit électronique. Leurs extrémités dépassent du boitier de protection. Ils sont ajustables grâce à un petit tournevis plat. Une graduation en température imprimée sur le boitier, autour des trous des potentiomètres permet à l'utilisateur de choisir les températures de consignes. -5- Par ailleurs, le dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 1, possède deux électrovannes (10) capables de contrôler totalement l'écoulement dans le circuit. De ce fait, on peut dans cette configuration, supprimer le calorstat (9) du circuit et n'ouvrir l'électrovanne (10) située sur la branche du circuit d'origine (3) uniquement lorsque le moteur est à température. La fonction du calorstat (9) qui était de réguler la montée en température du moteur est remplie par l'électrovanne (10). Ainsi, dans cette configuration, une cause de disfonctionnement fréquente du circuit de refroidissement est écartée. The control radiator (2) can be of the same size as the original radiator (1). It must be able to attach to the moped frame at a location where the fresh air flow is optimal. The entire device is set up according to Figure 2, for example, with flexible silicone hoses (12). These hoses (12) must withstand temperatures within the operating range of the engine. It is preferable that they are of internal diameter identical to the diameter of the pipes of the original circuit (3). The connection of the control circuit (4) to the original circuit (3) can be via "Y" connectors (11). The hoses (12) are held on the various members (fittings, solenoid valves, radiators) by clamps with ears. The original centrifugal pump (6) is retained in both configurations (Figure 1 and Figure 2). The opening setpoint of the solenoid valve (10) is chosen so that, when the temperature increases dangerously, the engine temperature remains within the allowed operating range, despite the inertia of the thermal system. This set temperature will therefore be substantially lower than the critical temperature. The closing instruction must meet the same criterion when the temperature decreases. These setpoints can be adjusted by the user according to his motor configuration by means of linear rotary potentiometers. These potentiometers (not shown) are soldered on the electronic circuit. Their ends protrude from the protective case. They are adjustable thanks to a small flat screwdriver. A temperature scale printed on the case, around the potentiometer holes allows the user to choose the setpoint temperatures. Furthermore, the device according to the invention shown in FIG. 1 has two solenoid valves (10) capable of completely controlling the flow in the circuit. Therefore, in this configuration, it is possible to remove the heat sink (9) from the circuit and to open the solenoid valve (10) situated on the branch of the original circuit (3) only when the engine is at temperature. The function of the calorstat (9) which was to regulate the temperature rise of the motor is fulfilled by the solenoid valve (10). Thus, in this configuration, a cause of frequent malfunction of the cooling circuit is discarded.