FR2995630A1

FR2995630A1 - Internal combustion engine for car, has main circuit including hydraulic insulation unit for isolating radiator from main circuit during phases of transfer of cooling liquid between main circuit and storage unit

Info

Publication number: FR2995630A1
Application number: FR1258752A
Authority: FR
Inventors: Kokondji Vianney Atim; Robert Yu; Stephane Mary
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-03-21

Abstract

The engine has a main circuit (2) comprising a water jacket (4) for the internal combustion engine, and a radiator (6). An auxiliary circuit (3) is arranged with an insulated storage unit (15) and a pumping unit (16) for transferring part of a cooling liquid i.e. water-glycol mixture, of the main circuit towards the insulated storage unit in a reversible manner. The main circuit includes a hydraulic insulation unit for the radiator for isolating the radiator from the main circuit during phases of transfer of the cooling liquid between the main circuit and the storage unit. An independent claim is also included for a method of management of calories contained in a cooling liquid of an internal combustion engine.

Description

Moteur à combustion interne équipé d'un circuit de refroidissement par liquide, et procédé correspondant La présente invention concerne un circuit de refroidissement par liquide pour un moteur à combustion interne destiné notamment à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un circuit de refroidissement adapté pour permettre une montée rapide en température du moteur lors d'une phase de démarrage à froid et accélérer ainsi le réchauffement des parois des chambres de combustion, du lubrifiant ou encore de l'habitacle. Le fonctionnement d'un moteur à combustion interne refroidi par un liquide de refroidissement, peut se décomposer généralement en trois étapes ou phases : - une phase de démarrage à froid correspondant au fonctionnement du moteur lorsque la température du liquide de refroidissement n'a pas atteint une valeur suffisante, également appelée température nominale, de l'ordre de 90°C ; - une phase permanente correspondant au fonctionnement du moteur lorsque la température du liquide de refroidissement a atteint la température nominale, et - une phase d'arrêt correspondant à la période durant laquelle le moteur est arrêté. Il est connu de favoriser au démarrage le réchauffement d'un moteur à combustion interne à refroidissement par liquide de manière à réduire la période de fonctionnement à froid pendant laquelle la consommation en carburant et les émissions de polluants sont très élevées. En effet, tant que la température d'eau du moteur n'a pas atteint la température nominale, le carburant injecté tend à se condenser sur les parois des chambres de combustion et l'huile, pas encore assez fluide, ne permet pas de réduire significativement les frottements de l'équipage mobile. Pour remédier à ces inconvénients, des solutions ont été imaginées pour accélérer la montée en température du moteur après son démarrage ou pour préchauffer le liquide de refroidissement du moteur avant le démarrage de celui-ci. La solution la plus répandue consiste à limiter, au démarrage, la quantité de liquide de refroidissement à chauffer. Cela est obtenu notamment par l'introduction d'un thermostat en sortie de la chambre d'eau du moteur. Le thermostat interdit l'écoulement, et donc le refroidissement, du liquide de refroidissement dans le radiateur. Cet écoulement, et donc ce refroidissement, ne sera rendu possible qu'après la phase de montée en température du liquide de refroidissement (température supérieure à 85°C). Cependant, lors des démarrages à froid, la surconsommation engendrée par la montée en température du moteur représente encore jusqu'à 20% de la consommation du moteur à chaud. La demande de brevet français 2 914 960 décrit un autre exemple de dispositif permettant de réchauffer le moteur au démarrage. La montée en température est d'autant plus rapide que la température initiale du liquide de refroidissement et du moteur est élevée. Les demandes de brevet français 2 905 737, 2 938 304 et 2 740 172, 2 771 771 décrivent des dispositifs et procédés dans lesquels, lorsque le moteur est chaud, le liquide de refroidissement est transféré dans un réservoir de stockage adiabatique et avant le démarrage à froid du moteur, ce liquide de refroidissement est transféré à partir du réservoir de stockage vers le circuit de refroidissement du moteur. Ainsi, la totalité du circuit de refroidissement du moteur, c'est-à-dire la chambre d'eau du moteur, le radiateur de chauffage de l'habitacle (aérotherme) et le radiateur de refroidissement sont remplis du liquide de refroidissement chaud provenant du réservoir de stockage adiabatique. On obtient ainsi une accélération de la montée en température du moteur. Il existe ainsi deux façons pour stocker de l'eau de refroidissement de moteur. Une première façon, dite « sans vidange », ne vide pas le circuit de refroidissement, lors de l'arrêt du moteur : l'eau de refroidissement, qui est chaude, est aspirée par une pompe et envoyée vers le réservoir, et de l'eau froide, contenue initialement dans le réservoir, est chassée par l'eau de refroidissement et la remplace dans le circuit de refroidissement. Lors du démarrage à froid, l'eau de refroidissement chaude contenue dans le réservoir est chassée du réservoir par l'eau froide venant du circuit de refroidissement. Cette première façon est simple à mettre en oeuvre mais est moins efficace du fait que : a) dans le réservoir, la poussée du liquide chaud par le liquide froid crée inévitablement un mélange entre ces deux fluides à température différente ; b) ce même mélange existe aussi dans le moteur où le liquide froid est chassé par le liquide chaud, ce qui nuit à l'efficacité du système. Une deuxième façon, dite « avec vidange », vide partiellement le circuit de refroidissement lors de l'arrêt du moteur, et stocke le liquide de refroidissement, qui est chaud, dans un réservoir équipé d'une membrane ou dans un réservoir de type soufflet (phase de stockage). Le liquide de refroidissement est alors remplacé, à l'arrêt du moteur, par de l'air. Au démarrage du moteur, le liquide de refroidissement stocké est transféré du réservoir vers le moteur, et l'air contenu dans le circuit principal est chassé partiellement vers le réservoir de stockage (phase de déstockage). La phase de déstockage s'accompagne d'un mélange air-liquide dans le circuit de refroidissement. Ce mélange est la conséquence d'un circuit de refroidissement et d'une chambre d'eau du moteur relativement complexes. Dans la chambre d'eau du moteur, le remplissage non homogène est propice à la création de poches d'air. Dans le circuit de refroidissement, certains composants en parallèle se remplissent plus ou moins vite que d'autres en raison des différences de perte de charge. Cette seconde façon nécessite donc une purge rapide du circuit de refroidissement au démarrage du moteur, lorsque le liquide de refroidissement est réintroduit dans le circuit de refroidissement. Cette purge est indispensable pour garantir le bon fonctionnement du moteur.The present invention relates to a liquid cooling circuit for an internal combustion engine designed in particular to equip a motor vehicle. The invention more particularly relates to a cooling circuit adapted to allow a rapid rise in temperature of the engine during a cold start phase and thus accelerate the heating of the walls of the combustion chambers, the lubricant or the passenger compartment. The operation of an internal combustion engine cooled by a coolant can generally be broken down into three steps or phases: - a cold start phase corresponding to the operation of the engine when the coolant temperature has not reached a sufficient value, also called nominal temperature, of the order of 90 ° C; a permanent phase corresponding to the operation of the engine when the temperature of the coolant has reached the nominal temperature, and a stopping phase corresponding to the period during which the engine is stopped. It is known to promote at startup the warming of a liquid-cooled internal combustion engine so as to reduce the period of cold operation during which the fuel consumption and pollutant emissions are very high. Indeed, as the water temperature of the engine has not reached the nominal temperature, the fuel injected tends to condense on the walls of the combustion chambers and the oil, not yet fluid enough, does not reduce significantly the friction of the moving equipment. To overcome these drawbacks, solutions have been devised to accelerate the temperature rise of the engine after starting or to preheat the engine coolant before starting it. The most common solution is to limit, at startup, the amount of coolant to be heated. This is achieved in particular by the introduction of a thermostat at the outlet of the engine water chamber. The thermostat prevents the flow, and therefore the cooling, of the coolant in the radiator. This flow, and therefore this cooling, will be made possible only after the temperature rise phase of the coolant (temperature above 85 ° C). However, during cold starts, the over-consumption caused by the temperature rise of the engine still represents up to 20% of the consumption of the hot engine. French patent application 2 914 960 describes another example of a device for heating the engine at startup. The rise in temperature is even faster than the initial temperature of the coolant and the engine is high. French patent applications 2,905,737, 2,938,304 and 2,740,172, 2,771,771 describe devices and processes in which, when the engine is hot, the coolant is transferred to an adiabatic storage tank and before starting. When the engine is cold, this coolant is transferred from the storage tank to the engine cooling system. Thus, the entire cooling circuit of the engine, that is to say the engine water chamber, the heating radiator of the passenger compartment (heater) and the cooling radiator are filled with the hot coolant from of the adiabatic storage tank. This gives an acceleration of the engine temperature rise. There are two ways to store engine cooling water. A first way, called "without draining", does not empty the cooling circuit, when stopping the engine: the cooling water, which is hot, is sucked by a pump and sent to the tank, and the cold water, initially contained in the tank, is driven by the cooling water and replaces it in the cooling circuit. During the cold start, the hot cooling water contained in the tank is expelled from the tank by the cold water coming from the cooling circuit. This first method is simple to implement but is less effective because: a) in the tank, the thrust of the hot liquid by the cold liquid inevitably creates a mixture between these two fluids at different temperatures; b) the same mixture also exists in the engine where the cold liquid is driven by the hot liquid, which affects the efficiency of the system. A second way, called "with emptying", partially empties the cooling circuit when the engine is stopped, and stores the coolant, which is hot, in a tank equipped with a membrane or in a bellows-type tank (storage phase). The coolant is then replaced, at the engine stop, with air. At the start of the engine, the stored coolant is transferred from the tank to the engine, and the air in the main circuit is partially expelled to the storage tank (destocking phase). The destocking phase is accompanied by an air-liquid mixture in the cooling circuit. This mixture is the consequence of a relatively complex cooling circuit and engine water chamber. In the engine water chamber, inhomogeneous filling is conducive to the creation of air pockets. In the cooling circuit, some components in parallel fill more or less quickly than others due to differences in pressure drop. This second way therefore requires a rapid purge of the cooling circuit at the start of the engine, when the coolant is reintroduced into the cooling circuit. This purge is essential to ensure the proper operation of the engine.

Les problèmes résultant de la présence d'air dans le circuit de refroidissement sont de deux natures. D'un point de vue hydraulique, la vidange du radiateur de refroidissement implique un dégazage en deux temps : au démarrage et après l'ouverture du thermostat. De plus, le deuxième dégazage est plus délicat à réaliser en raison de la température élevée du liquide de refroidissement, du débit élevé, d'un écoulement diphasique air-liquide plus dispersé (présence de microbulles et/ou mousse). D'un point de vue thermique, les solutions actuelles ne permettent pas de faire bénéficier pleinement le moteur de l'apport thermique du liquide stocké. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier l'invention a pour objet un dispositif permettant de réduire le volume d'air résiduel présent dans le circuit de refroidissement lors d'une phase de démarrage à froid du moteur, et l'accélération plus importante de la montée en température du moteur. Selon un aspect, il est proposé un moteur à combustion interne équipé d'un circuit de refroidissement par liquide comprenant : - un circuit principal comportant la chambre d'eau du moteur, et un radiateur, et - un circuit auxiliaire comportant des moyens de stockage calorifugés et des moyens de pompage pour transférer, de manière réversible, une partie du liquide de refroidissement du circuit principal vers les moyens de stockage calorifugés.The problems resulting from the presence of air in the cooling circuit are of two kinds. From a hydraulic point of view, the emptying of the cooling radiator involves degassing in two stages: at startup and after opening the thermostat. In addition, the second degassing is more difficult to achieve because of the high temperature of the coolant, the high flow, a two-phase air-liquid flow more dispersed (presence of microbubbles and / or foam). From a thermal point of view, the current solutions do not make it possible to fully benefit the engine of the thermal input of the stored liquid. The present invention aims to solve the technical problems mentioned above. In particular, the subject of the invention is a device making it possible to reduce the volume of residual air present in the cooling circuit during a cold start phase of the engine, and the greater acceleration of the temperature rise of the engine. . According to one aspect, there is provided an internal combustion engine equipped with a liquid cooling circuit comprising: - a main circuit comprising the engine water chamber, and a radiator, and - an auxiliary circuit comprising storage means insulated and pumping means for reversibly transferring a portion of the main circuit coolant to the lagged storage means.

Le circuit principal comprend également des moyens d'isolation hydraulique du radiateur, aptes à isoler le radiateur du circuit principal pendant les phases de transfert du liquide de refroidissement entre circuit principal et les moyens de stockage calorifugés.The main circuit also comprises means for hydraulic isolation of the radiator, able to isolate the radiator from the main circuit during the phases of transfer of the coolant between the main circuit and the insulated storage means.

Ainsi, grâce aux moyens d'isolation hydraulique, il est possible d'obtenir une vidange ciblée de la chambre d'eau du moteur, d'un vase de purge et éventuellement d'un aérotherme. Le radiateur de refroidissement est ainsi exclu du processus de vidange, ce qui permet de réduire le volume résiduel d'air présent dans le circuit principal lors de la phase de démarrage à froid du moteur et donc de faciliter la purge du circuit principal. Cela permet également d'accélérer la montée en température du moteur lors du démarrage, en limitant les pertes thermiques dans le radiateur. Enfin, un tel dispositif évite le deuxième temps de purge nécessaire lors de l'ouverture du thermostat du radiateur. Par ailleurs, en l'absence de vidange du radiateur, la phase de déstockage conduit à la formation, dans le circuit principal, d'un écoulement diphasique à poches ou à grosses bulles d'air, qui se prête plus facilement au processus de séparation, notamment avec un vase de purge. On obtient ainsi, globalement, une température moyenne de liquide de refroidissement plus élevée au démarrage. Préférentiellement, les moyens d'isolation hydraulique comprennent une vanne montée sur une conduite reliant la sortie de la chambre d'eau du moteur et l'entrée du radiateur. Selon un mode de réalisation, le circuit principal comprend un vase de purge et une conduite reliant une sortie du radiateur et une entrée du vase de purge, et les moyens d'isolation hydraulique comprennent une vanne montée sur la conduite reliant une sortie du radiateur et une entrée du vase de purge. Préférentiellement, le circuit auxiliaire est monté sur le circuit principal entre l'entrée ou la sortie de la chambre d'eau du moteur, et l'entrée du vase de purge. Il est ainsi possible d'obtenir une vidange du vase de purge, ce qui permet de disposer d'un volume de liquide de refroidissement chaud stocké plus important. Les calories stockées pendant la phase d'arrêt du moteur sont donc plus importantes, et permettent d'obtenir une montée en température du moteur plus rapide lors du démarrage suivant.Thus, thanks to the hydraulic isolation means, it is possible to obtain a targeted emptying of the engine water chamber, a purge vessel and possibly a heater. The cooling radiator is thus excluded from the emptying process, which makes it possible to reduce the residual volume of air present in the main circuit during the cold start phase of the engine and thus to facilitate the purging of the main circuit. This also makes it possible to accelerate the temperature rise of the engine during start-up, by limiting the thermal losses in the radiator. Finally, such a device avoids the second purge time required when opening the radiator thermostat. Moreover, in the absence of emptying the radiator, the destocking phase leads to the formation, in the main circuit, of a two-phase flow with pockets or large air bubbles, which lends itself more easily to the separation process. , especially with a purge vase. This gives, overall, a higher average coolant temperature at startup. Preferably, the hydraulic isolation means comprise a valve mounted on a pipe connecting the outlet of the engine water chamber and the inlet of the radiator. According to one embodiment, the main circuit comprises a purge vessel and a pipe connecting an outlet of the radiator and an inlet of the purge vessel, and the hydraulic isolation means comprise a valve mounted on the pipe connecting an outlet of the radiator and an entry of the purge vessel. Preferably, the auxiliary circuit is mounted on the main circuit between the inlet or the outlet of the water chamber of the engine, and the inlet of the purge vessel. It is thus possible to obtain an emptying of the purge vessel, which makes it possible to have a larger volume of hot coolant stored. The calories stored during the stopping phase of the engine are therefore more important, and allow to obtain a temperature rise of the engine faster during the next start.

Préférentiellement, le dispositif comprend également un thermostat monté entre la sortie de la chambre d'eau du moteur et l'entrée du radiateur et apte à commander l'alimentation en liquide de refroidissement du radiateur en fonction de la température du liquide de refroidissement. Le thermostat permet de contrôler la circulation du liquide de refroidissement dans le radiateur, notamment en fonction de la température de ce dernier. Il est alors possible de limiter les pertes thermiques pendant les phases de montée en température du moteur. L'invention concerne également, selon un autre aspect, un procédé de gestion des calories contenues dans le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, le liquide de refroidissement circulant dans un circuit principal comportant la chambre d'eau du moteur et un radiateur. Le procédé comporte : - une phase d'arrêt du moteur durant laquelle au moins une partie du liquide de refroidissement contenu dans le circuit principal, notamment la chambre d'eau du moteur, est stockée de manière adiabatique, et - une phase de démarrage du moteur durant laquelle le circuit principal, notamment la chambre d'eau du moteur, est rempli avec au moins une partie du liquide de refroidissement stocké pendant la phase d'arrêt du moteur. Selon le procédé, pendant la phase d'arrêt du moteur, le radiateur est isolé hydrauliquement du circuit principal avant le stockage adiabatique, de manière à y laisser le liquide de refroidissement présent. Préférentiellement, le radiateur est isolé hydrauliquement du circuit principal en fermant un moyen d'isolation hydraulique monté sur une conduite reliant la sortie de la chambre d'eau du moteur et l'entrée du radiateur.Preferably, the device also comprises a thermostat mounted between the outlet of the water chamber of the engine and the inlet of the radiator and adapted to control the supply of coolant of the radiator as a function of the temperature of the coolant. The thermostat makes it possible to control the circulation of the coolant in the radiator, in particular as a function of the temperature of the latter. It is then possible to limit the thermal losses during the phases of temperature rise of the engine. According to another aspect, the invention also relates to a method for managing the calories contained in the cooling fluid of an internal combustion engine, the cooling liquid circulating in a main circuit comprising the engine water chamber and a radiator. The method comprises: - a stopping phase of the engine during which at least a portion of the cooling liquid contained in the main circuit, in particular the engine water chamber, is stored adiabatically, and - a starting phase of the engine during which the main circuit, including the engine water chamber, is filled with at least a portion of the coolant stored during the stopping phase of the engine. According to the method, during the stopping phase of the engine, the radiator is hydraulically isolated from the main circuit before the adiabatic storage, so as to leave the coolant present. Preferably, the radiator is hydraulically isolated from the main circuit by closing a hydraulic isolation means mounted on a pipe connecting the outlet of the engine water chamber and the inlet of the radiator.

Selon un mode de mise en oeuvre, le circuit principal comprend un vase de purge et une conduite reliant une sortie du radiateur et une entrée du vase de purge, et le radiateur est isolé hydrauliquement du circuit principal en fermant un moyen d'isolation hydraulique monté sur la conduite reliant une sortie du radiateur et une entrée du vase de purge. Selon un mode de mise en oeuvre, pendant la phase d'arrêt du moteur, au moins une partie du liquide de refroidissement contenu dans le vase de purge est également stocké de manière adiabatique, et dans lequel, pendant la phase de démarrage du moteur, le vase de purge est rempli avec au moins une partie du liquide de refroidissement stocké pendant la phase d'arrêt du moteur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de trois modes de réalisation de l'invention nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'un moteur équipé d'un circuit de refroidissement par liquide selon un premier mode de réalisation, la figure 2 représente une vue schématique d'un moteur équipé d'un circuit de refroidissement par liquide selon un deuxième mode de réalisation, et la figure 3 représente une vue schématique d'un moteur équipé d'un circuit de refroidissement par liquide selon un troisième mode de réalisation. La figure 1 représente de manière schématique, un premier mode de réalisation d'un moteur à combustion interne équipé d'un circuit de refroidissement 1. Le circuit de refroidissement 1 permet de faire circuler un liquide de refroidissement, par exemple un mélange eau-glycol, dans différents échangeurs thermiques afin de gérer les calories fournies ou nécessaires aux différentes parties du véhicule. Le circuit de refroidissement 1 comporte un circuit principal 2 et un circuit auxiliaire 3 pour le stockage et déstockage du liquide de refroidissement.According to one embodiment, the main circuit comprises a purge vessel and a pipe connecting an outlet of the radiator and an inlet of the purge vessel, and the radiator is hydraulically isolated from the main circuit by closing a mounted hydraulic isolation means on the pipe connecting a radiator outlet and an inlet of the purge vessel. According to one embodiment, during the stopping phase of the engine, at least a portion of the coolant contained in the purge vessel is also stored adiabatically, and in which, during the starting phase of the engine, the purge vessel is filled with at least a portion of the coolant stored during the stopping phase of the engine. Other advantages and characteristics of the invention will appear on examining the detailed description of three embodiments of the invention which are in no way limitative, and the attached drawings, in which: FIG. 1 represents a schematic view of an engine equipped with a liquid cooling circuit according to a first embodiment, FIG. 2 represents a schematic view of an engine equipped with a liquid cooling circuit according to a second embodiment, and FIG. schematic of an engine equipped with a liquid cooling circuit according to a third embodiment. FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an internal combustion engine equipped with a cooling circuit 1. The cooling circuit 1 makes it possible to circulate a cooling liquid, for example a water-glycol mixture. , in different heat exchangers to manage the calories provided or needed for different parts of the vehicle. The cooling circuit 1 comprises a main circuit 2 and an auxiliary circuit 3 for storing and retrieving the coolant.

Le circuit principal 2 comprend la chambre d'eau 4 du moteur, qui est ménagée autour des chambres de combustion, à travers le bloc-cylindres et la culasse. Le circuit principal 2 comprend également, en parallèle de la chambre d'eau 4 du moteur, un aérotherme 5 pour le chauffage de l'habitacle, un radiateur de refroidissement 6 avec un thermostat 7 capable de shunter le radiateur de refroidissement 6 pendant la phase de montée en température du moteur, et un vase de purge 8 situé en partie haute du circuit principal 2. Le circuit principal 2 comprend par ailleurs une pompe de circulation 9 située en partie basse du circuit, en l'occurrence à l'entrée de la chambre 4 d'eau du moteur. La pompe de circulation 9 est entraînée par l'arbre moteur et assure dès le démarrage du moteur, une circulation permanente en boucle fermée du liquide de refroidissement dans le circuit principal 2, à travers la chambre d'eau 4 du moteur, de l'aérotherme 5 et, selon la position du thermostat 7, du radiateur de refroidissement 6. Plus précisément, une conduite de distribution 10 est montée entre la sortie de la chambre d'eau 4 du moteur, l'entrée du radiateur de refroidissement 6 et l'entrée de l'aérotherme 5, et une conduite de collecte 11 est montée entre la sortie du radiateur de refroidissement 6, la sortie de l'aérotherme 5, la sortie du vase de purge 8 et l'entrée de la chambre d'eau 4 (ou de la pompe de circulation 9). La conduite de distribution 10 permet d'acheminer le liquide de refroidissement sortant de la chambre d'eau 4 du moteur vers l'aérotherme pour chauffer l'habitacle ou vers le radiateur 6 pour dissiper dans l'atmosphère les calories transférées par le moteur au liquide de refroidissement. La conduite de distribution 10 comprend également le thermostat 7 monté en amont du radiateur de refroidissement 6 et permettant de couper l'alimentation en liquide de refroidissement du radiateur de refroidissement 6, notamment lors des phases de montée en température du moteur durant lesquelles les calories du liquide de refroidissement sont conservées jusqu'à ce que le moteur atteigne la température de fonctionnement voulue. Afin de purger l'air contenu dans le circuit principal 2, un dispositif de dégazage 12 est monté sur la conduite de distribution 10, en amont de l'aérotherme 5. Le dispositif de dégazage 12 comprend une entrée montée sur la conduite 10 en aval de la chambre d'eau 4, une sortie phase liquide montée sur la conduite 10 en amont de l'aérotherme 5, et une sortie diphasique montée sur une conduite 13, en amont de l'entrée du vase de purge 8. Le dispositif de dégazage 12 permet de séparer le flux de liquide de refroidissement sortant de la chambre d'eau 4 du moteur, en un flux contenant essentiellement une phase liquide et un flux contenant une phase liquide et une phase gazeuse. Le flux contenant la phase gazeuse et la phase liquide est alors acheminé par la conduite 13 vers le vase de purge 8 afin de séparer les deux phases, la phase gazeuse étant stocké dans le vase de purge et la phase liquide étant réutilisée dans le circuit principal 2. Le circuit principal 2 peut également comprendre une conduite 14 piquée en partie haute du radiateur de refroidissement 6 et acheminant un écoulement diphasique vers l'entrée du vase de purge 8, afin de séparer la phase gazeuse contenue dans le liquide de refroidissement du radiateur 6. Le circuit de refroidissement 1 comprend également le circuit auxiliaire 3. Le circuit auxiliaire 3 comprend des moyens de stockage calorifugés 15 et des moyens de pompages 16 permettant de transférer, de manière réversible, une partie du liquide de refroidissement du circuit principal 2 vers les moyens de stockage calorifugés 15. Les moyens de pompage 16 comprennent une pompe 17 et deux vannes trois voies 18, 19, et permettent de faire circuler le liquide de refroidissement vers les moyens de stockage 15 ou vers le circuit principal 2. Les moyens de pompages 16 sont montés sur une conduite 20 piquée, à une extrémité, en sortie de la chambre d'eau 4 du circuit principal 2 et reliée, par son autre extrémité, à un premier orifice d'entrée et de sortie des moyens de stockage calorifugés 15. Le circuit auxiliaire 3 comprend également une conduite 21 reliant un deuxième orifice d'entrée et de sortie des moyens de stockage calorifugés 15 à l'entrée du vase de purge 8. Une vanne d'arrêt 22 est montée sur la conduite 21. Afin d'isoler hydrauliquement le radiateur de refroidissement 6 pendant les phases de stockage/déstockage, le circuit principal 2 comprend également des moyens d'isolation hydraulique. Les moyens d'isolation hydraulique comprennent ainsi une vanne d'arrêt 23 montée sur la conduite de distribution 10, entre le thermostat 7 et l'entrée du radiateur 6, ainsi qu'une vanne d'arrêt 24 montée sur la conduite 14, entre le radiateur 6 et le vase de purge 8. Enfin, une vanne d'arrêt 25 est montée sur la conduite 13, entre le dispositif de dégazage 12 et le vase de purge 8. En phase permanente du moteur, le circuit de refroidissement 1 fonctionne comme sur un véhicule classique. Le circuit auxiliaire 3 est coupé du circuit principal 2 grâce à la vanne 22 qui est en position fermée, et aux vannes 18 et 19 qui empêchent la circulation du liquide de refroidissement entre les moyens de stockage calorifugés 15 et le circuit principal 2. De plus, le moteur fonctionnant à sa température nominale, le thermostat 7 et la vanne 23 sont ouverts et permettent la circulation du liquide de refroidissement à travers le radiateur 6. De même, la vanne d'arrêt 24 est également ouverte afin de permettre le dégazage de l'air contenu dans le radiateur en régime stationnaire. En cas d'arrêt du moteur, au moins une partie du liquide de refroidissement contenu dans la chambre d'eau 4 du moteur, dans le vase de purge 8 et éventuellement dans l'aérotherme 5 est transféré dans les moyens de stockage calorifugés 15 de façon à conserver les calories qu'il contient. Par contre, le liquide de refroidissement contenu dans le radiateur 6 n'est pas transféré, afin de faciliter l'opération de déstockage lors du redémarrage du moteur. A cet effet, les vannes 23 et 24 sont fermées afin d'isoler le radiateur 6, les vannes 22 et 25 sont ouvertes et les vannes 18 et 19 des moyens de pompages 16 sont actionnées de manière à permettre l'aspiration, par la pompe 17, du liquide de refroidissement (chaud) du circuit principal 2 vers les moyens de stockage calorifugés 15. L'arrivée du liquide de refroidissement dans les moyens de stockage calorifugés 15 chasse l'air qui y était présent vers le circuit principal 2, via la conduite 21. L'air chassé des moyens de stockage calorifugés 15 est acheminé vers le vase de purge 8 où se trouve déjà stocké l'air présent dans le circuit principal 2 lors de l'arrêt du moteur : il n'y a donc pas formation d'un mélange diphasique. De plus, cela permet de stocker une plus grande quantité de liquide de refroidissement puisque le liquide de refroidissement contenu dans le vase de purge 8 est également stocké dans les moyens 15.The main circuit 2 comprises the water chamber 4 of the engine, which is formed around the combustion chambers, through the cylinder block and the cylinder head. The main circuit 2 also comprises, in parallel with the water chamber 4 of the engine, a heater 5 for heating the passenger compartment, a cooling radiator 6 with a thermostat 7 capable of shunting the cooling radiator 6 during the phase engine temperature rise, and a bleed tank 8 located in the upper part of the main circuit 2. The main circuit 2 further comprises a circulation pump 9 located in the lower part of the circuit, in this case at the entrance of the chamber 4 of engine water. The circulation pump 9 is driven by the motor shaft and ensures, as soon as the engine is started, a continuous closed-loop circulation of the coolant in the main circuit 2, through the water chamber 4 of the engine, the heater 5 and, depending on the position of the thermostat 7, the cooling radiator 6. More specifically, a distribution pipe 10 is mounted between the outlet of the water chamber 4 of the engine, the inlet of the cooling radiator 6 and the the inlet of the heater 5, and a collection duct 11 is mounted between the outlet of the cooling radiator 6, the outlet of the heater 5, the outlet of the purge vessel 8 and the inlet of the water chamber 4 (or circulation pump 9). The distribution pipe 10 makes it possible to convey the coolant leaving the water chamber 4 of the engine to the heater for heating the cabin or to the radiator 6 to dissipate into the atmosphere the calories transferred by the engine to the engine. cooling liquid. The distribution pipe 10 also comprises the thermostat 7 mounted upstream of the cooling radiator 6 and making it possible to cut off the supply of coolant liquid to the cooling radiator 6, in particular during the phases of temperature rise of the engine during which the calories of the coolant are retained until the engine reaches the desired operating temperature. In order to purge the air contained in the main circuit 2, a degassing device 12 is mounted on the distribution pipe 10, upstream of the heater 5. The degassing device 12 comprises an inlet mounted on the pipe 10 downstream of the water chamber 4, a liquid phase output mounted on the pipe 10 upstream of the heater 5, and a two-phase output mounted on a pipe 13, upstream of the inlet of the bleed tank 8. The device degassing 12 makes it possible to separate the stream of cooling liquid leaving the water chamber 4 of the engine, into a stream containing essentially a liquid phase and a stream containing a liquid phase and a gaseous phase. The flow containing the gaseous phase and the liquid phase is then conveyed via line 13 to the purge vessel 8 in order to separate the two phases, the gaseous phase being stored in the purge vessel and the liquid phase being reused in the main circuit. 2. The main circuit 2 may also comprise a pipe 14 stitched at the top of the cooling radiator 6 and conveying a two-phase flow to the inlet of the bleed tank 8, in order to separate the gas phase contained in the coolant of the radiator 6. The cooling circuit 1 also comprises the auxiliary circuit 3. The auxiliary circuit 3 comprises insulated storage means 15 and pumping means 16 for reversibly transferring a portion of the cooling liquid from the main circuit 2 to the insulated storage means 15. The pumping means 16 comprise a pump 17 and two three-way valves 18, 19, and The pumping means 16 are mounted on a pipe 20 stitched at one end, at the outlet of the water chamber 4 of the main circuit, to circulate the coolant towards the storage means 15 or to the main circuit 2. 2 and connected, at its other end, to a first inlet and outlet orifice of the heat-insulated storage means 15. The auxiliary circuit 3 also comprises a pipe 21 connecting a second inlet and outlet orifice of the heat-insulated storage means. 15 to the inlet of the purge vessel 8. A stop valve 22 is mounted on the pipe 21. In order to hydraulically isolate the cooling radiator 6 during the storage / retrieval phases, the main circuit 2 also comprises means hydraulic insulation. The hydraulic isolation means thus comprise a stop valve 23 mounted on the distribution pipe 10, between the thermostat 7 and the inlet of the radiator 6, and a stop valve 24 mounted on the pipe 14, between the radiator 6 and the bleed tank 8. Finally, a stop valve 25 is mounted on the pipe 13, between the degassing device 12 and the bleed tank 8. In the permanent phase of the engine, the cooling circuit 1 operates like on a classic vehicle. The auxiliary circuit 3 is cut off from the main circuit 2 thanks to the valve 22 which is in the closed position, and to the valves 18 and 19 which prevent the circulation of the cooling liquid between the insulated storage means 15 and the main circuit 2. Moreover , the engine operating at its nominal temperature, the thermostat 7 and the valve 23 are open and allow the circulation of the coolant through the radiator 6. Similarly, the stop valve 24 is also open to allow the degassing of the air contained in the stationary radiator. In case of stopping the engine, at least a part of the coolant contained in the water chamber 4 of the engine, in the bleed tank 8 and possibly in the heater 5 is transferred to the insulated storage means 15 of the engine. to keep the calories it contains. On the other hand, the coolant contained in the radiator 6 is not transferred, in order to facilitate the destocking operation when the engine is restarted. For this purpose, the valves 23 and 24 are closed in order to isolate the radiator 6, the valves 22 and 25 are open and the valves 18 and 19 of the pumping means 16 are actuated so as to allow the suction, by the pump 17, coolant (hot) of the main circuit 2 to the insulated storage means 15. The arrival of the cooling liquid in the insulated storage means 15 flushes the air that was present to the main circuit 2, via 21. The air driven off the insulated storage means 15 is conveyed to the bleed tank 8 where the air present in the main circuit 2 is already stored when the engine is stopped: there is therefore no no formation of a diphasic mixture. In addition, this makes it possible to store a larger quantity of coolant since the coolant contained in the purge vessel 8 is also stored in the means 15.

Lorsque la phase de stockage est terminée, les vannes 22, 18 et 19 sont actionnées de manière à isoler le circuit auxiliaire 3 du circuit principal 2, comme lors de la phase permanente du moteur. Pendant la phase de démarrage à froid du moteur, les vannes 22 et 25 sont ouvertes et les vannes 18 et 19 des moyens de pompages 16 sont actionnées de manière à permettre le transfert, par la pompe 17, du liquide de refroidissement (chaud) des moyens de stockage 15 vers le circuit principal 2. L'arrivée du liquide de refroidissement dans le circuit principal 2 remplit la chambre d'eau 4 du moteur, puis le vase de purge 8 et l'aérotherme 5, et chasse l'air qui y était présent vers les moyens de stockage 15, via la conduite 21. L'ouverture de la vanne 23 permet également d'améliorer le remplissage de la chambre d'eau 4 du moteur en permettant à l'air piégé du côté opposé à l'entrée du liquide de refroidissement, de retourner vers les moyens de stockage 15 via le vase de purge 8. Le déstockage du liquide de refroidissement par le haut de la chambre d'eau 4 du moteur conduit à une sortie rapide du liquide de refroidissement au niveau de la pompe 9, avant d'avoir complètement rempli la chambre d'eau 4. Des poches d'air subsistent ainsi dans la chambre d'eau 4, qui tendent à remonter vers la partie supérieure de la chambre d'eau 4 et qui sont ensuite dirigées par la conduite 13 vers le vase de purge 8. A la fin du déstockage, la vanne 22 est fermée, la vanne 24 est ouverte et les vannes 18 et 19 sont actionnées de manière à isoler le circuit auxiliaire 3 du circuit principal 2, comme lors du fonctionnement stationnaire du moteur. Le mode de réalisation illustré sur la figure 1 permet notamment d'améliorer la phase de déstockage grâce à un volume d'air résiduel réduit et à un préchauffage privilégié de la chambre d'eau 4.When the storage phase is over, the valves 22, 18 and 19 are actuated so as to isolate the auxiliary circuit 3 of the main circuit 2, as in the permanent phase of the engine. During the cold start phase of the engine, the valves 22 and 25 are open and the valves 18 and 19 of the pumping means 16 are actuated so as to allow the transfer, by the pump 17, of the coolant (hot) of the storage means 15 to the main circuit 2. The arrival of the coolant in the main circuit 2 fills the water chamber 4 of the engine, then the purge vessel 8 and the heater 5, and flushes the air which there was present to the storage means 15, via the pipe 21. The opening of the valve 23 also improves the filling of the water chamber 4 of the engine by allowing air trapped on the opposite side to the coolant inlet, return to the storage means 15 via the bleed tank 8. The removal of the coolant from the top of the water chamber 4 of the engine leads to a rapid exit of the coolant at level of the pump 9, before having compl The pockets of air thus remain in the water chamber 4, which tend to rise towards the upper part of the water chamber 4 and which are then directed by the pipe 13 towards the water chamber 4. purge vessel 8. At the end of the destocking, the valve 22 is closed, the valve 24 is open and the valves 18 and 19 are actuated so as to isolate the auxiliary circuit 3 of the main circuit 2, as during stationary operation of the engine . The embodiment illustrated in FIG. 1 notably makes it possible to improve the destocking phase thanks to a reduced volume of residual air and to a privileged preheating of the water chamber 4.

La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'un moteur à combustion interne équipé d'un circuit de refroidissement 1. Les références de la figure 2 identiques à celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments. Sur la figure 2, les moyens de pompages 16 sont montés sur une conduite 26 piquée, à une extrémité, en entrée de la chambre d'eau 4 du circuit principal 2, par exemple sur la conduite de collecte 11, en amont de la pompe 9. Les phases de stockage, déstockage et de fonctionnement du moteur sont similaires à celles du premier mode de réalisation. Cependant, le circuit de refroidissement selon le deuxième mode de réalisation permet une montée en température du moteur plus rapide et permet de réaliser la phase de déstockage après le démarrage du moteur. En effet, le moteur peut démarrer partiellement rempli de liquide de refroidissement, liquide provenant essentiellement de l'aérotherme, ce qui permet une montée en température plus rapide du moteur. Durant ce démarrage avant déstockage, les vannes 22 et 25 sont fermées, et les vannes 18 et 19 sont actionnées de manière à isoler le circuit auxiliaire 3 du circuit principal 2, comme lors du fonctionnement stationnaire du moteur.FIG. 2 illustrates a second embodiment of an internal combustion engine equipped with a cooling circuit 1. The references of FIG. 2 identical to those of FIG. 1 denote the same elements. In FIG. 2, the pumping means 16 are mounted on a pipe 26 stitched at one end, at the inlet of the water chamber 4 of the main circuit 2, for example on the collection pipe 11, upstream of the pump 9. The phases of storage, retrieval and operation of the engine are similar to those of the first embodiment. However, the cooling circuit according to the second embodiment makes it possible to increase the temperature of the engine faster and makes it possible to carry out the destocking phase after starting the engine. Indeed, the engine can start partially filled with coolant, liquid mainly from the heater, which allows a faster temperature rise of the engine. During this start before destocking, the valves 22 and 25 are closed, and the valves 18 and 19 are actuated so as to isolate the auxiliary circuit 3 of the main circuit 2, as during stationary operation of the engine.

La figure 3 illustre un troisième mode de réalisation d'un moteur à combustion interne équipé d'un circuit de refroidissement 1. Les références de la figure 3 identiques à celles de la figure 2 désignent les mêmes éléments. Sur la figure 3, le circuit de refroidissement est dépourvu de dispositif de dégazage 12, ainsi que de la conduite 14 reliant le radiateur 6 au vase de purge 8. Enfin, il n'y a pas non plus de vanne 25 sur la conduite 13, ni de vanne 24. L'entrée du vase de purge 8 communique donc directement avec la sortie de la chambre d'eau 4 du moteur via la conduite 13 qui constitue la principale branche de dégazage du circuit principal 2. On obtient ainsi un mode de réalisation particulièrement simple à mettre en oeuvre. Ainsi, grâce à l'isolation hydraulique du radiateur de refroidissement du circuit principal pendant les phases de stockage et déstockage, les modes de réalisation décrits précédemment permettent de valoriser, au démarrage, les calories contenues dans le liquide de refroidissement à l'arrêt du véhicule, tout en limitant la quantité d'air présent dans le circuit principal et la durée de purge.FIG. 3 illustrates a third embodiment of an internal combustion engine equipped with a cooling circuit 1. The references of FIG. 3 identical to those of FIG. 2 denote the same elements. In FIG. 3, the cooling circuit is devoid of degassing device 12, as well as of line 14 connecting radiator 6 to purge vessel 8. Finally, there is also no valve 25 on line 13 The inlet of the bleed tank 8 thus communicates directly with the outlet of the water chamber 4 of the engine via the pipe 13 which constitutes the main degassing branch of the main circuit 2. This gives a embodiment particularly simple to implement. Thus, by virtue of the hydraulic insulation of the main circuit cooling radiator during the storage and retrieval phases, the embodiments described above make it possible to value, at start-up, the calories contained in the coolant when the vehicle is stopped. while limiting the amount of air in the main circuit and the purge time.

Claims

REVENDICATIONS1. Internal combustion engine equipped with a liquid cooling circuit (1) comprising: - a main circuit (2) comprising the water chamber (4) of the engine and a radiator (6), and - an auxiliary circuit (3) ) comprising heat-insulated storage means (15) and pumping means (16) for reversibly transferring a portion of the main circuit coolant (2) to the heat-insulating storage means (15), characterized in that that the main circuit (2) also comprises means of hydraulic isolation of the radiator (6) able to isolate the radiator from the main circuit (2) during phases of transfer of the coolant between the main circuit (2) and the means insulated storage (15).

2. Device according to claim 1 wherein the hydraulic isolation means comprises a valve (23) mounted on a pipe connecting the outlet of the water chamber (4) of the engine and the inlet of the radiator (6).

3. Device according to claim 1 or 2 wherein the main circuit (2) also comprises a purge vessel (8) and a pipe (14) connecting an outlet of the radiator (6) and an inlet of the purge vessel (8). and wherein the hydraulic isolation means comprises a valve (24) mounted on the pipe (14) connecting the radiator outlet (6) and the inlet of the bleed vessel (8).

4. Device according to claim 3 wherein the auxiliary circuit (3) is mounted on the main circuit (2) between the inlet or the outlet of the water chamber (4) of the engine, and the inlet of the vessel of purge (8).

5. Device according to one of the preceding claims also comprising a thermostat (7) mounted between the outlet of the water chamber (4) of the engine and the inlet of the radiator (6) and able tocommander the liquid supply of the radiator cooling as a function of coolant temperature.

6. Method for managing the calories contained in the coolant of an internal combustion engine, the coolant circulating in a main circuit (2) comprising the water chamber (4) of the engine and a radiator (6) the method comprising: - a stopping phase of the engine during which at least a part of the cooling liquid contained in the main circuit (2) is stored adiabatically, and - a starting phase of the engine during which the main circuit (2) is filled with at least a portion of the coolant stored during the stopping phase of the engine, characterized in that, during the stopping phase of the engine, the radiator (6) is hydraulically isolated from the main circuit ( 2) before adiabatic storage.

7. The method of claim 6 wherein the radiator (6) is hydraulically isolated from the main circuit (2) by closing a hydraulic isolation means (23) mounted on a pipe connecting the outlet of the water chamber (4). the engine and the radiator inlet (6).

The method of claim 6 or 7 wherein the main circuit (2) further comprises a purge vessel (8) and a conduit (14) connecting an outlet of the radiator (6) to an inlet of the purge vessel (8). , and wherein the radiator (6) is hydraulically isolated from the main circuit (2) by closing a hydraulic isolation means (24) mounted on the pipe (14) connecting an outlet of the radiator (6) and an inlet of the purge (8).

9. The method of claim 8 wherein, during the stopping phase of the engine, at least a portion of the coolant contained in the purge vessel (8) is also stored adiabatically, and wherein during the phase engine, the purge vessel (8) is filled with at least a portion of the coolant stored during the stopping phase of the engine.