FR3051873A1

FR3051873A1 - Groupe motopropulseur d’un vehicule

Info

Publication number: FR3051873A1
Application number: FR1654609A
Authority: FR
Inventors: Ludovic Lefebvre
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2036-05-24
Also published as: WO2017203116A1; EP3464952A1; FR3051873B1

Abstract

L'invention concerne un groupe motopropulseur d'un véhicule. L'invention est caractérisée en ce que le système de régulation thermique du moteur comprend un dispositif thermostatique à clapet (9) logé dans le circuit du système de régulation thermique du moteur et agencé pour assurer la circulation permanente de fluide caloporteur dans ce circuit, et en ce qu'une sortie du dispositif thermostatique à clapet (9) est reliée à l'entrée du dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses, le clapet du dispositif thermostatique à clapet (9) pouvant évoluer entre une position fermée obturant la sortie du dispositif thermostatique à clapet (9) et une position ouverte permettant la circulation de fluide caloporteur vers l'entrée du dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses. L'invention trouve son application dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

" GROUPE MOTOPROPULSEUR D’UN VEHICULE " [0001] L’invention concerne un groupe motopropulseur d’un véhicule, notamment automobile.

[0002] L’invention s’applique en particulier, mais de manière non limitative, à un véhicule comprenant un moteur thermique et une boîte de vitesses.

[0003] Il est bien connu que les organes constituant la boîte de vitesses d’un véhicule baignent dans un liquide visqueux, typiquement de l’huile, de manière à assurer une lubrification optimale de ces organes lors de leurs mouvements les uns par rapport aux autres. A l’image de l’huile de lubrification du moteur thermique, il est connu d’adopter pour la boîte de vitesses une huile de lubrification dont la viscosité cinématique est optimisée notamment aux basses températures d’huile, afin de réduire les pertes par frottements au sein de la boîte de vitesses pour diminuer la consommation de carburant du véhicule. Cependant, une telle huile à basse viscosité cinématique a une tenue réduite aux températures élevées. Par ailleurs, plus la température de cette huile augmente, plus sa viscosité diminue, ce qui engendre une diminution de ses propriétés lubrificatrices. Cela peut à terme engendrer des dysfonctionnements de la boîte de vitesses.

[0004] Il est connu, notamment du document FR 2890430, un circuit de refroidissement de l’huile d’une boîte de vitesses d’un véhicule motorisé. Ce circuit de refroidissement est relié à une conduite du circuit de refroidissement du moteur thermique du véhicule. C’est donc le fluide caloporteur circulant dans le circuit de refroidissement du moteur qui permet de refroidir l’huile de la boîte de vitesses. Le circuit de refroidissement du moteur comprend en outre un radiateur destiné à refroidir le fluide caloporteur, et un dispositif thermostatique assurant la circulation du fluide caloporteur dans le radiateur uniquement lorsque la température du moteur dépasse une certaine valeur. Enfin, au niveau de la dérivation conduisant vers le circuit de refroidissement de l’huile de la boîte de vitesse, est intégré un répartiteur permettant de forcer le débit de fluide vers ce circuit de refroidissement.

[0005] Cependant, la solution présentée dans le document FR 2890430 présente l’inconvénient de systématiquement privilégier la régulation thermique de la boîte de vitesses, parfois au détriment du refroidissement correct du moteur. En effet, le répartiteur décrit dans ce document est de nature à restreindre la section du circuit de refroidissement avec la baisse de débit de fluide de refroidissement. Ainsi, le débit de fluide caloporteur dans le circuit lorsque le moteur fonctionne à bas régime sera toujours faible, quelle que soit la température du moteur et les besoins de refroidissement de ce dernier.

[0006] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l’art antérieur.

[0007] Pour atteindre ce but, le groupe motopropulseur selon l’invention comprend un moteur thermique, une boîte de vitesses, un système de régulation thermique du moteur par un fluide caloporteur apte à circuler dans un circuit de ce système de régulation thermique, ce dernier comportant en outre un échangeur thermique assurant l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air extérieur et un dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique pouvant évoluer entre une position ouverte pour assurer la circulation de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique et une position fermée pour empêcher la circulation de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique, le groupe motopropulseur comprenant en outre un dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses par le fluide caloporteur relié au circuit du système de régulation thermique du moteur de manière que la circulation de fluide caloporteur dans le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses soit assurée lorsque le dispositif thermostatique est en position ouverte, le système de régulation thermique du moteur comprenant un dispositif thermostatique à clapet logé dans le circuit du système de régulation thermique du moteur et agencé pour assurer la circulation permanente de fluide caloporteur dans ce circuit, une sortie du dispositif thermostatique à clapet étant reliée à l’entrée du dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses, le clapet du dispositif thermostatique à clapet pouvant évoluer entre une position fermée obturant la sortie du dispositif thermostatique à clapet et une position ouverte permettant la circulation de fluide caloporteur vers l’entrée du dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses.

[0008] Selon une autre particularité, le système de régulation thermique du moteur comprend un boitier de sortie de fluide caloporteur du moteur dans lequel est logé le dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique et dont une première sortie est reliée à une extrémité d’un tube de circulation du fluide caloporteur, l’autre extrémité de ce tube étant reliée à une pompe comprise dans le système de régulation thermique du moteur et assurant la circulation du fluide caloporteur dans le circuit du système de régulation thermique du moteur.

[0009] Selon une autre particularité, le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses est relié en parallèle à une canalisation dont les extrémités sont respectivement reliées à la sortie du premier échangeur thermique et à une entrée du boîtier de sortie de fluide caloporteur, le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses étant susceptible de recevoir, au niveau de son entrée, du fluide caloporteur provenant à la fois de la sortie du premier échangeur thermique et de la sortie du dispositif thermostatique à clapet lorsque le clapet du dispositif thermostatique et le dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur sont en position ouverte, le dispositif de régulation thermique comprenant en outre un clapet anti-retour disposé entre l’entrée du dispositif de régulation thermique et la canalisation pour empêcher le reflux de fluide caloporteur dans le circuit du système de régulation thermique du moteur vers l’entrée du boîtier du sortie de fluide caloporteur.

[0010] Selon une autre particularité, qu’une deuxième canalisation en provenance de la sortie de la deuxième conduite du dispositif thermostatique forme avec une troisième canalisation d’entrée du dispositif de régulation thermique relié à la canalisation, un angle aigu forçant le fluide caloporteur en provenance de la deuxième conduite du dispositif thermostatique à circuler en totalité dans le dispositif de régulation thermique sans être reflué vers la canalisation.

[0011] Selon une autre particularité, le groupe motopropulseur comprend un deuxième échangeur thermique logé dans l’habitacle du véhicule et assurant l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air dans l’habitacle du véhicule, l’entrée et la sortie de ce deuxième échangeur thermique étant respectivement reliées à une deuxième sortie du boitier de sortie de fluide caloporteur du moteur et à un orifice d’entrée du tube de circulation du fluide caloporteur au travers du dispositif thermostatique à clapet.

[0012] Selon une autre particularité, le dispositif thermostatique à clapet comprend une première conduite dont l’entrée et la sortie sont respectivement reliées à la sortie du deuxième échangeur thermique et à l’orifice d’entrée du tube de circulation du fluide, ainsi qu’une seconde conduite en communication de fluide par son entrée avec la première conduite et dont la sortie est reliée à l’entrée du dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses, et en ce que le clapet du dispositif thermostatique est logé à l’interface entre la première conduite et la deuxième conduite de ce dernier et permet d’obturer ou d’ouvrir la sortie de la deuxième conduite du dispositif thermostatique en fonction de la température du fluide caloporteur circulant dans la première conduite.

[0013] Selon une autre particularité, le dispositif thermostatique à clapet comprend un actionneur électrique piloté par un calculateur du véhicule, pour permettre l’actionnement électrique du clapet du dispositif thermostatique mis en œuvre par une loi de commande enregistrée dans un espace mémoire du calculateur en fonction de la température du fluide caloporteur circulant respectivement dans la première conduite et dans le boitier de sortie de fluide caloporteur.

[0014] Selon une autre particularité, le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses comprend un serpentin tubulaire dont l’entrée et la sortie sont reliées au circuit du système de régulation thermique du moteur, et dont une partie est logée dans le carter de la boîte de vitesses et immergée dans l’huile de la boîte de vitesses pour permettre un échange de chaleur entre l’huile de la boîte de vitesses et le fluide caloporteur circulant dans le serpentin tubulaire.

[0015] Selon une autre particularité, la boîte de vitesses est une boîte de vitesses manuelle.

[0016] L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur tel que défini précédemment.

[0017] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue schématique d’un groupe motopropulseur de l’invention et de ses systèmes de régulation thermique respectivement du moteur et de la boîte de vitesses conformes à l’invention, et illustrant un premier mode de circulation de fluide caloporteur ; - La figure 2 représente le groupe motopropulseur de la figure 1, et illustrant un deuxième mode de circulation du fluide caloporteur ; - La figure 3 représente le groupe motopropulseur de la figure 1, et illustrant un troisième mode de circulation du fluide caloporteur ; - La figure 4 représente le groupe motopropulseur de la figure 1, et illustrant un quatrième mode de circulation du fluide caloporteur ; - La figure 5 représente une vue schématique du boitier de sortie de fluide caloporteur du moteur lorsque le fluide caloporteur ne circule pas dans un échangeur thermique du système de régulation thermique du moteur ; - La figure 6 représente une vue schématique du boitier de sortie de fluide caloporteur du moteur lorsque le fluide caloporteur circule dans l’échangeur thermique du système de régulation thermique du moteur ; - La figure 7 représente une vue schématique d’un dispositif à clapet dans une position empêchant la circulation de fluide vers le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses ; - La figure 8 représente une vue schématique du dispositif à clapet de la figure 7 dans une position permettant la circulation de fluide vers le dispositif de régulation thermique de la boîte de vitesses.

On décrit ci-après l’invention en se référant aux figures et appliquées à un véhicule, notamment automobile.

[0018] Le groupe motopropulseur du véhicule automobile comprend un moteur thermique 1, relié à une boîte de vitesses 2 et destiné à entraîner au moins un train de roues du véhicule. On définit les termes avant et arrière du véhicule par rapport au sens de déplacement du véhicule adoptant sa vitesse de croisière. En outre, la boîte de vitesses 2 est de préférence manuelle.

[0019] De manière à réguler la température du moteur thermique 1, le groupe motopropulseur comprend un système de régulation thermique du moteur 1 par un fluide caloporteur circulant dans un circuit de ce système de régulation thermique, une portion de ce circuit parcourant le moteur 1 de sorte que le fluide caloporteur puisse réguler la température du moteur. Le système de régulation thermique comprend également un premier échangeur thermique 3 relié au circuit précité et destiné à assurer l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air extérieur, ainsi qu’une pompe hydraulique P assurant la circulation de fluide caloporteur dans le circuit, et assurant un débit de fluide d’autant plus important que le régime moteur est élevé. Pour simplifier, le terme « radiateur >> sera employé dans la suite de la description pour définir cet échangeur thermique 3.

[0020] Le système de régulation thermique du moteur 1 comprend également un boîtier de sortie de fluide caloporteur 18 comprenant une première entrée 19 débouchant dans une chambre destinée à récolter le fluide caloporteur en circulation sortant du moteur thermique 1.

[0021] Le boîtier comprend en outre un premier conduit 20 dont une des extrémités fait office de première sortie 21 de fluide caloporteur du boîtier 18. Cette première sortie 21 est reliée à une extrémité d’un tube de circulation du fluide caloporteur 14 externe au moteur 1, l’autre extrémité du tube de circulation de fluide caloporteur 14 étant reliée à la pompe P. En outre, la chambre du boîtier de sortie de fluide caloporteur 18 débouche dans un deuxième conduit 22 de fluide caloporteur qui débouche dans le premier conduit 20 et est agencé pour acheminer le fluide caloporteur sortant de la chambre vers la première sortie 21 du boîtier 18.

[0022] Une deuxième sortie 23 du boîtier de sortie de fluide caloporteur 18 est reliée à l’entrée d’un deuxième échangeur thermique A logé dans l’habitacle du véhicule et destiné à assurer l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air de l’habitacle. La sortie du deuxième échangeur thermique A est quant à elle reliée à un orifice d’entrée 17 du tube de circulation du fluide caloporteur 14. Tant que la pompe P est en état de fonctionnement, le fluide caloporteur circule en continu dans le circuit. Ce deuxième échangeur thermique A sera nommé dans la suite de la description « aérotherme >>.

[0023] Une troisième sortie 24 du boîtier de sortie de fluide caloporteur est reliée à l’entrée 3e du radiateur 3 pour permettre la circulation de fluide caloporteur dans le radiateur 3. La sortie de fluide caloporteur 3s du radiateur 3 est quant à elle reliée à l’autre extrémité 25 du premier conduit 21, de manière à acheminer le fluide caloporteur provenant du radiateur 3 vers la première sortie 21 du boîtier 18.

[0024] Enfin, le boîtier de sortie de fluide caloporteur 18 comprend une dernière sortie vers le vase d’expansion du véhicule (non représenté). Ce vase d’expansion, dont la structure et la fonction sont bien connues de l’homme du métier, ne sera pas décrit davantage ici.

[0025] Afin de contrôler le débit de fluide circulant dans le radiateur 3, le boîtier de sortie de fluide caloporteur 18 comprend un dispositif thermostatique de contrôle de débit de fluide caloporteur 4 dans le radiateur 3. Ce dispositif thermostatique 4, logé dans la chambre du boîtier de sortie de fluide 18, comprend un axe 26 solidaire perpendiculairement d’une paroi fixe 27 de la chambre du boitier et un organe thermosensible 28 à deux clapets opposés 30, 31 coulissants le long de l’axe 26 entre une position dans laquelle le premier clapet 30 obture le deuxième conduit 22 et une position dans laquelle le deuxième clapet 31 obture la troisième sortie 24 vers le radiateur 3. En outre, le dispositif thermostatique 4 comprend un étrier 32 dont les branches sont solidaires de la paroi 27 de la chambre du boitier et dont l’âme 33 comprend un orifice guidant le mouvement de coulissement de l’organe thermosensible 28.

[0026] L’organe thermosensible 28 à clapets comprend un réservoir rempli d’une cire 29 dans lequel plonge une extrémité de l’axe 26 du dispositif thermostatique 18. Lorsque la température du fluide caloporteur est basse, par exemple au démarrage du moteur 1, ce dernier étant encore froid, la cire 29 de l’organe thermosensible 28 est solide et le deuxième clapet 31 obture la troisième sortie 24 du boitier de sortie de fluide caloporteur 18. Le fluide caloporteur, mis en circulation par l’intermédiaire de la pompe P, circule dans le moteur 1 en circuit fermé, c’est-à-dire qu’il circule dans le moteur en sortie de pompe P, ressort du moteur 1 vers la chambre du boitier de sortie de fluide caloporteur 18, emprunte la deuxième sortie 23 du boîtier 18 vers l’aérotherme A et le deuxième conduit 22 vers la première sortie 21 du boitier 18 pour être acheminé vers la pompe P par l’intermédiaire du tube de circulation de fluide 14. Cette circulation en circuit fermé permet de réchauffer rapidement le moteur 1 et le fluide caloporteur et d’assurer si nécessaire le chauffage de l’habitacle par l’aérotherme A.

[0027] Une fois que le fluide caloporteur atteint une certaine valeur Tmin de température, la cire 29 de l’organe thermosensible 28 commence à fondre et à se dilater. Cela provoque le déplacement de l’organe thermosensible 28 relativement à l’axe 26 du dispositif thermostatique 18 à une position intermédiaire d’ouverture des deux clapets 30, 31 (position intermédiaire d’ouverture non représentée). Ce déplacement s’effectue à l’encontre d’un moyen de rappel 34, par exemple un ressort dont les extrémités sont en appui respectivement entre le deuxième clapet 31 destiné à obturer la troisième sortie 24 du boitier 18 et l’âme 33 de l’étrier 32. Dans ces conditions, le fluide caloporteur peut circuler à la fois vers le deuxième conduit 22 menant à la première sortie 21 du boitier 18 et vers le radiateur 3 via la troisième sortie 24 du boitier 18.

[0028] La répartition du fluide caloporteur vers l’une ou l’autre des première 21 et troisième 24 sorties dépend de la position de l’organe thermosensible 28 à clapets 30, 31. Plus la température du fluide caloporteur augmente, plus la cire 29 se liquéfie et se dilate. et plus l’organe thermosensible 28 coulisse vers l’obturation du deuxième conduit 22 par le premier clapet 30, favorisant la circulation de fluide caloporteur vers le radiateur 3 et le refroidissement de ce fluide. Une fois un seuil Tmax de température atteint ou dépassé, T^ax étant supérieur à Τ^,η, le premier clapet 30 obture complètement le deuxième conduit 22 et tout le fluide caloporteur sort du boitier 18 vers le radiateur 3 et l’aèrotherme A. En particulier, le débit de fluide caloporteur dirigé dans le boîtier 18 vers le deuxième conduit 22 et la première sortie 21 par la position alors prise, lorsque la température du fluide caloporteur est inférieure à Τ^,η, par l’organe thermosensible 28 dont le clapet 31 est alors fermé et le clapet 30 est alors ouvert, est dirigé, lorsque la température du fluide caloporteur est supérieure à T^ax, vers la troisième sortie 24 par la position alors prise par l’organe thermosensible 28 dont le clapet 30 est alors fermé et le clapet 31 est alors ouvert. A l’inverse, plus la température du fluide caloporteur diminue depuis T^ax jusqu’à Tmin, plus la cire 29 se solidifie et se rétracte, plus l’organe thermosensible 28 coulisse vers l’obturation par le deuxième clapet 31 de la troisième sortie 24 du boitier 18, par l’intermédiaire de l’action du ressort de rappel 34, favorisant la circulation de fluide caloporteur vers le deuxième conduit 22 et la première sortie 21 du boîtier 18.

[0029] Ainsi, entre deux positions extrêmes de l’organe thermosensible 28 à clapets 30, 31 obturant respectivement la troisième sortie 24 du boitier 18 lorsque la température du fluide caloporteur est inférieure à Τ^,η, et le deuxième conduit 22 lorsque la température du fluide caloporteur est supérieure à T^ax, l’organe thermosensible 28 à clapets 30, 31 peut occuper une pluralité de positions intermédiaires lorsque la température du fluide caloporteur est comprise entre Tmin et T^ax, positions dans lesquelles le fluide caloporteur circule à la fois dans le deuxième conduit 22 vers la sortie 21 du boitier 18 et dans la troisième sortie 24 et le radiateur 3, selon une répartition de débit de fluide dépendant de la température du fluide caloporteur telle que décrite ci-dessus.

[0030] Le groupe motopropulseur comprend également un dispositif de régulation thermique 5 de la boîte de vitesses 2 par le fluide caloporteur. Ce dispositif de régulation thermique 5 comprend de préférence un serpentin tubulaire dans lequel le fluide caloporteur peut circuler. Une partie 6 de ce serpentin 5 est logée dans le carter de la boîte de vitesses 2 et immergée dans l’huile de la boîte de vitesses 2 pour permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur circulant dans le serpentin 5 et l’huile de la boîte de vitesses. De manière optionnelle, la partie du serpentin 6 baignant dans l’huile de la boîte de vitesses 2 comprend une pluralité d’ailettes pour augmenter la surface de contact entre la partie 6 du serpentin tubulaire 5 logée dans le carter de la boîte de vitesses 2 et l’huile de la boîte de vitesses 2 afin d’améliorer les échanges thermiques entre le fluide caloporteur circulant dans le serpentin 5 et l’huile de la boîte de vitesse 2.

[0031] Le serpentin 5 est relié au circuit du système de régulation thermique du moteur 1. En particulier, le serpentin 5 est relié en parallèle à une canalisation 35 dont les extrémités sont respectivement reliées à la sortie 3s du radiateur 3 et à l’extrémité d’entrée 25 du premier conduit 21 du boitier de sortie de fluide caloporteur 18. De la sorte, le fluide caloporteur peut à la fois circuler de la sortie 3s du radiateur 3 vers le premier conduit 21 du boitier de sortie de fluide caloporteur 18, et de la sortie 3s du radiateur 3 vers l’entrée du serpentin 5.

[0032] Le raccordement du serpentin 5 à la canalisation 35 se fait par l’intermédiaire d’un distributeur de fluide caloporteur connu, non représenté en figures 1 à 4 et de géométrie interne optimisée hydrauliquement de sorte que la réduction du débit de fluide caloporteur dans la canalisation 35 due à ce distributeur de fluide caloporteur soit minime (moins de 4% du débit réalisé lorsque le distributeur et le serpentin 5 sont absents) tout en assurant un débit minimal requis à travers le serpentin 5.

[0033] En outre, un clapet anti-retour 36 est disposé entre l’entrée du serpentin 5 et la canalisation 35 pour empêcher tout reflux de fluide caloporteur du serpentin 5 vers la canalisation 35.

[0034] Selon l’invention, le système de régulation thermique du moteur 1 comprend un dispositif thermostatique à clapet mobile 9 logé dans le circuit du système de régulation thermique du moteur 1 et positionné entre l’aérotherme A et le tube de circulation de fluide caloporteur 14, en étant également relié à l’entrée du serpentin tubulaire 5. Le dispositif thermostatique à clapet mobile 9 est destiné à contrôler la répartition de fluide caloporteur entre le circuit du système de régulation thermique du moteur 1 et le serpentin tubulaire 5 en fonction de la température du fluide caloporteur.

[0035] Le dispositif thermostatique à clapet 9 est constitué d’un bloc, et comprend une première conduite 15 dont l’entrée et la sortie sont respectivement reliées à la sortie de l’aérotherme A et à l’orifice d’entrée 17 du tube de circulation de fluide caloporteur 14. Cette première conduite 15 demeure toujours ouverte de sorte que la circulation de fluide caloporteur de l’aérotherme A vers le tube de circulation de fluide soit toujours assurée, tant que la pompe P est en marche.

[0036] Le dispositif thermostatique à clapet 9 comprend en outre une deuxième conduite 16 en communication de fluide avec la première conduite 15 et dont la sortie 9s est reliée à rentrée du serpentin tubulaire 5 en aval du clapet anti-retour 36 par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur. De cette manière, le fluide caloporteur provenant de la sortie 9s de la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique à clapet 9 ne refoule pas dans la canalisation 35.

[0037] En alternative au clapet anti-retour 36, la canalisation en provenance de la sortie 9s de la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique 9 forme avec la canalisation d’entrée du serpentin 5 relié à la canalisation 35, un angle aigu forçant le fluide caloporteur en provenance de la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique 9 à circuler en totalité dans le serpentin 5 sans être reflué vers la canalisation 35.

[0038] Le clapet du dispositif thermostatique 9 est logé à l’interface entre la première conduite 15 et la deuxième conduite 16 de ce dernier et peut évoluer entre une position fermée obturant la sortie 9s de la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique 9 et une position ouverte permettant la circulation de fluide caloporteur depuis la sortie 9s vers l’entrée du serpentin tubulaire 5. Comme cela sera décrit ci-après, la position ouverte ou fermée du clapet du dispositif thermostatique 9 dépend de la température du fluide caloporteur, notamment dans la première conduite 15 du dispositif thermostatique à clapet 9.

[0039] Le dispositif thermostatique à clapet 9 comprend un élément thermosensible 10, logé dans la première conduite 15 en étant solidaire de la face interne de la première conduite 15, de manière que l’élément thermosensible 10 soit constamment soumis à un débit de fluide caloporteur. L’élément thermosensible 10 est implanté au sein de la première conduite 15 en amont d’une paroi annulaire interne transversale 16a dans la deuxième conduite 16, relativement à la circulation du fluide caloporteur depuis la première conduite 15 vers la deuxième conduite 16. L’élément thermosensible 10 est ainsi constamment soumis à un débit de fluide caloporteur et la réduction de la section de passage au fluide caloporteur à travers la première conduite 15 en provenance de l’aérotherme A vers l’orifice d’entrée 17 du tube de circulation de fluide caloporteur 14, ainsi que la réduction de la section de passage au fluide caloporteur depuis la première conduite 15 vers la deuxième conduite 16 et sa sortie 9s vers l’entrée du serpentin 5 sont minimisées. L’élément thermosensible 10 est ainsi irrigué par le fluide caloporteur du circuit du système de régulation thermique du moteur thermique 1 en sortie de l’aérotherme A.

[0040] Le clapet mobile comprend une tige 11 coaxiale à la deuxième conduite 16 et est apte à coulisser dans l’élément thermosensible 10, une extrémité de la tige 11 plongeant dans l’élément thermosensible 10 et l’autre extrémité de la tige 11 comprenant une soupape 12 destinée à obturer ou ouvrir la deuxième conduite 16.La soupape 12 dépend de la position de la tige 11 dans l’élément thermosensible 10, qui elle-même dépend de la température du fluide caloporteur en provenance de l’aérotherme A.

[0041] De manière préférentielle, la soupape 12 a la forme d’un disque, solidaire de l’extrémité de la tige 11 du clapet mobile et positionné coaxialement à cette tige 11. L’élément thermosensible 10 est rempli de cire dont l’état solide ou liquide change en fonction de la température du fluide caloporteur en provenance de l’aérotherme A. Un ressort de rappel 13 de la soupape en forme de disque 12 à sa position de fermeture de la deuxième conduite 16 est logé dans cette deuxième conduite 16 en étant monté précontraint entre le disque 12 et un épaulement annulaire interne de la deuxième conduite 16.

[0042] Le fonctionnement du dispositif thermostatique à clapet 9 va maintenant être décrit.

[0043] A la manière du dispositif thermostatique 4 logé dans le boitier 18 et décrit ci-dessus, la tige 11 du dispositif thermostatique à clapet 9 logé dans la première conduite 15 est mobile relativement à l’élément thermosensible 10 en fonction de l’état liquide ou solide de la cire contenue au sein de l’élément thermosensible 10.

[0044] Comme représenté aux figures 1 et 7, tant que la température du fluide caloporteur circulant dans la première conduite 15 du dispositif thermostatique à clapet 9 est inférieure à une valeur donnée Tq inférieure à Tmin, la cire de l’élément thermosensible 10 du dispositif thermostatique à clapet 9 est solide, et le disque 12 est en butée sous l’action du ressort de rappel 13 contre la paroi annulaire interne transversale 16a de la deuxième conduite 16. Le diamètre de l’orifice de la paroi annulaire interne 16a étant inférieur au diamètre du disque 12, ce dernier obture la sortie de la deuxième conduite 16 et empêche la circulation de fluide caloporteur vers le serpentin 5. A ce stade, le moteur 1 est froid et a besoin de monter en température. En effet, Tq est inférieure à Τ^,η, ce qui signifie, en référence à la figure 5, que le deuxième clapet 31 de l’organe thermosensible à clapets 28 du dispositif thermostatique 4 logé dans le boîtier 18 obture la troisième sortie 24 du boîtier de sortie de fluide caloporteur 18. Ainsi, le fluide caloporteur ne circule ni dans le radiateur 3 ni dans le serpentin tubulaire 5, que ce soit en provenance du radiateur 3 par la canalisation 35 ou en provenance de la sortie de l’aérotherme A par la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique à clapet 9, pour accélérer la montée en température du moteur.

[0045] Comme représenté aux figures 2 et 8, dès que la température du fluide caloporteur circulant dans la première conduite 15 du dispositif thermostatique à clapet 9 dépasse la valeur To tout en restant inférieure à Tmin dans le boitier de sortie de fluide 18, ce qui signifie que le moteur 1 augmente en température et que du fluide caloporteur peut être utilisé pour réchauffer la boite de vitesse 2, la cire de l’élément thermosensible 10 commence à fondre et à se dilater, provoquant le coulissement de la tige 11 du clapet mobile dans la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique à clapet 9. Ce coulissement se fait à l’encontre du ressort de rappel 13 du dispositif thermostatique à clapet 9. Le disque 12 s’éloigne alors de l’orifice central de la paroi annulaire 16a, permettant la circulation de fluide caloporteur de la sortie 9s de la deuxième conduite 16 du dispositif thermostatique à clapet 9 vers le serpentin tubulaire 5 pour réchauffer la boite de vitesses 2.

[0046] Comme représenté aux figures 3 et 6, dès que la température du fluide caloporteur dépasse la valeur Τ^,η au niveau du boitier de sortie de fluide caloporteur 18, ce qui signifie que le moteur 1 et la boite de vitesses 2 nécessitent un refroidissement, le deuxième clapet 31 de l’organe thermosensible à clapets 28 s’éloigne de la troisième sortie 24 du boitier de sortie de fluide caloporteur 18. Ainsi, le fluide caloporteur circule au sein du boîtier 18 à la fois vers le deuxième conduit 22 menant à la première sortie 21 et vers le radiateur 3 via la troisième sortie 24 du boitier 18. Le dispositif thermostatique à clapet 9 occupe la même configuration que celle détaillée en figure 8. Le fluide caloporteur froid provenant de la sortie 3s du radiateur et le fluide chaud provenant de la sortie 9s du dispositif thermostatique à clapet 9 arrivent à l’entrée du serpentin tubulaire 5 et parcourt ce dernier. Le mélange est néanmoins suffisamment froid pour assurer le refroidissement de la boite de vitesses 2.

[0047] Lorsque la température du fluide caloporteur dans la première conduite 15 diminue, la cire de l’élément thermosensible 10 se solidifie et se rétracte. Le ressort de rappel 13 provoque alors le coulissement de la tige 11 du clapet du dispositif thermostatique 9 dans la direction inverse à celle de l’écoulement du fluide caloporteur dans la deuxième conduite 16, provoquant le rapprochement du disque 12 de l’orifice central de la paroi annulaire jusqu’à l’obturation de la sortie 9s.

[0048] Enfin, le dispositif thermostatique à clapet 9 comprend un actionneur électrique 37 piloté par un calculateur du véhicule et permettant l’actionnement du clapet du dispositif thermostatique 9. L’actionnement de ce clapet est mis en œuvre par une loi de commande enregistrée dans un espace mémoire du calculateur, en fonction notamment de la température du fluide caloporteur circulant respectivement dans la première conduite 15 et dans le boitier de sortie de fluide 18.

[0049] En variante, la température du fluide caloporteur circulant en sortie de l’aérotherme A dans la première conduite 15 est estimée à partir du régime de rotation du moteur thermique 1 et de données d’entrée connues de la fonction régulant le confort thermique de l’habitacle, telles que la température ambiante extérieure, la vitesse de rotation du pulseur d’air dans l’habitacle, la position des volets de distribution d’air à travers le groupe de climatisation du véhicule (encore appelé groupe HVAC - de l’anglais Heating, Ventilation and Air-Conditioning - par l’homme du métier : alimentation en air extérieur, recyclage total ou partiel de l’air dans l’habitacle), les températures d’air en entrée et en sortie de l’aérotherme A et la température de consigne de l’air dans l’habitacle.

[0050] En effet, dans certaines situations comme représenté à la figure 4, notamment lorsque la température du fluide caloporteur parcourant le moteur 1 est supérieure à une température donnée, et que l’aérotherme A ne refroidit pas ou peu le fluide caloporteur, la température du fluide caloporteur en sortie de l’aérotherme A et parcourant la première conduite 15 est telle que le mélange de fluide caloporteur, provenant respectivement de la sortie 3s du radiateur et de la sortie 9s du dispositif thermostatique à clapet 9 et circulant dans le serpentin tubulaire 5, ne permet plus le refroidissement de la boite de vitesses 2. Le calculateur commande alors l’actionnement électrique du clapet du dispositif thermostatique 9 pour fermer la deuxième conduite 16 et empêcher l’arrivée de fluide caloporteur depuis la sortie 9s du dispositif thermostatique à clapet 9 vers l’entrée du serpentin tubulaire 5.

[0051] Le fluide caloporteur circulant dans le serpentin 5 ne provient alors que de la sortie 3s du radiateur et est par conséquent suffisamment froid pour refroidir la boite de vitesses 2. Par exemple, l’actionneur électrique 37 et l’élément thermosensible 10 constituent un thermostat piloté électriquement, connu de l’homme du métier : axe 11 ou organe 37 chauffant électriquement, ce dernier étant alors implanté au sein de l’élément thermosensible 10.

[0052] L’intégration d’un dispositif thermostatique à clapet 9 dans le circuit du système de régulation thermique par fluide caloporteur du moteur 1, entre la sortie de l’aérotherme A et l’orifice d’entrée 17 du tube de circulation de fluide caloporteur 14, permet, tant que le moteur 1 et la pompe hydraulique P sont en marche, d’assurer une circulation continue de fluide caloporteur dans le moteur 1, tout en assurant une circulation de fluide caloporteur dans le serpentin 5 au juste nécessaire pour réguler thermiquement la boîte de vitesses 2 sans interférer avec les cycles de chauffage et de refroidissement du moteur 1 par le fluide caloporteur, ce qui se traduit par une température du fluide caloporteur en sortie de l’aérotherme A dépassant la valeur seuil Tq.

[0053] La configuration telle que décrite n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment et représenté sur les figures. Elle n’a été donnée qu’à titre d’exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. En particulier, on pourrait imaginer une intégration du dispositif thermostatique à clapet 9 à un autre endroit dans le circuit du système de régulation thermique du moteur 1, notamment entre la deuxième sortie 23 du boitier de sortie de fluide caloporteur 18 et l’entrée de l’aérotherme, ou encore au sein du tube de circulation de fluide 14 entre la première sortie 21 du boîtier de sortie de fluide 18 et l’orifice d’entrée 17, dans ce cas en rassemblant en un même boîtier distributeur de fluide caloporteur le dispositif thermostatique à clapet 9 et la dérivation sur la canalisation 35 en entrée et en sortie du serpentin tubulaire 5.

Claims

REVENDICATIONS

1. Groupe motopropulseur d’un véhicule, notamment automobile, comprenant un moteur thermique (1), une boîte de vitesses (2), un système de régulation thermique du moteur par un fluide caloporteur apte à circuler dans un circuit de ce système de régulation thermique, ce dernier comportant en outre un échangeur thermique (3) assurant l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air extérieur et un dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur (4) dans l’échangeur thermique (3) pouvant évoluer entre une position ouverte pour assurer la circulation de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique (3) et une position fermée pour empêcher la circulation de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique (3), le groupe motopropulseur comprenant en outre un dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) par le fluide caloporteur relié au circuit du système de régulation thermique du moteur (1) de manière que la circulation de fluide caloporteur dans le dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) soit assurée lorsque le dispositif thermostatique (4) est en position ouverte, caractérisé en ce que le système de régulation thermique du moteur (1) comprend un dispositif thermostatique à clapet (9) logé dans le circuit du système de régulation thermique du moteur (1) et agencé pour assurer la circulation permanente de fluide caloporteur dans ce circuit, et en ce qu’une sortie du dispositif thermostatique à clapet (9) est reliée à l’entrée du dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2), le clapet du dispositif thermostatique à clapet (9) pouvant évoluer entre une position fermée obturant la sortie (9s) du dispositif thermostatique à clapet (9) et une position ouverte permettant la circulation de fluide caloporteur vers l’entrée du dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2).
2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de régulation thermique du moteur (1) comprend un boitier de sortie de fluide caloporteur (18) du moteur dans lequel est logé le dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur (4) dans l’échangeur thermique (3) et dont une première sortie (21) est reliée à une extrémité d’un tube de circulation du fluide caloporteur (14), l’autre extrémité de ce tube (14) étant reliée à une pompe (P) comprise dans le système de régulation thermique du moteur (1) et assurant la circulation du fluide caloporteur dans le circuit du système de régulation thermique du moteur (1 ).
3. Groupe motopropulseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) est relié en parallèle à une canalisation (35) dont les extrémités sont respectivement reliées à la sortie (3s) du premier échangeur thermique (3) et à une entrée (25) du boitier de sortie de fluide caloporteur (18), le dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) étant susceptible de recevoir, au niveau de son entrée, du fluide caloporteur provenant à la fois de la sortie (3s) du premier échangeur thermique (3) et de la sortie (9s) du dispositif thermostatique à clapet (9) lorsque le clapet du dispositif thermostatique (9) et le dispositif thermostatique de contrôle du débit de fluide caloporteur (4) sont en position ouverte, le dispositif de régulation thermique (5) comprenant en outre un clapet anti-retour (36) disposé entre rentrée du dispositif de régulation thermique (5) et la canalisation (35) pour empêcher le reflux de fluide caloporteur dans le circuit du système de régulation thermique du moteur (1) vers rentrée (25) du boîtier de sortie de fluide caloporteur (18).
4. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’une deuxième canalisation en provenance de la sortie (9s) de la deuxième conduite (16) du dispositif thermostatique (9) forme avec une troisième canalisation d’entrée du dispositif de régulation thermique (5) relié à la canalisation (35), un angle aigu forçant le fluide caloporteur en provenance de la deuxième conduite (16) du dispositif thermostatique (9) à circuler en totalité dans le dispositif de régulation thermique (5) sans être reflué vers la canalisation (35).
5. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un deuxième échangeur thermique (A) logé dans l’habitacle du véhicule et assurant l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air dans l’habitacle du véhicule, l’entrée et la sortie de ce deuxième échangeur thermique (A) étant respectivement reliées à une deuxième sortie (23) du boitier de sortie de fluide caloporteur (18) du moteur (1) et à un orifice d’entrée (17) du tube de circulation du fluide caloporteur (14) au travers du dispositif thermostatique à clapet (9).
6. Groupe motopropulseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif thermostatique à clapet (9) comprend une première conduite (15) dont l’entrée et la sortie sont respectivement reliées à la sortie du deuxième échangeur thermique (A) et à l’orifice d’entrée (17) du tube de circulation du fluide (14), ainsi qu’une seconde conduite (16) en communication de fluide par son entrée avec la première conduite (15) et dont la sortie (9s) est reliée à l’entrée du dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) , et en ce que le clapet du dispositif thermostatique (9) est logé à l’interface entre la première conduite (15) et la deuxième conduite (16) de ce dernier et permet d’obturer ou d’ouvrir la sortie de la deuxième conduite (16) du dispositif thermostatique (9) en fonction de la température du fluide caloporteur circulant dans la première conduite (15) .
7. Groupe motopropulseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif thermostatique à clapet (9) comprend un actionneur électrique (37) piloté par un calculateur du véhicule, pour permettre l’actionnement électrique du clapet du dispositif thermostatique (9) mis en œuvre par une loi de commande enregistrée dans un espace mémoire du calculateur en fonction de la température du fluide caloporteur circulant respectivement dans la première conduite (15) et dans le boitier de sortie de fluide caloporteur (18).
8. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermique (5) de la boîte de vitesses (2) comprend un serpentin tubulaire dont l’entrée et la sortie sont reliées au circuit du système de régulation thermique du moteur (1), et dont une partie (6) est logée dans le carter de la boîte de vitesses (2) et immergée dans l’huile de la boîte de vitesses (2) pour permettre un échange de chaleur entre l’huile de la boîte de vitesses (2) et le fluide caloporteur circulant dans le serpentin tubulaire (5).
9. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la boîte de vitesses (2) est une boîte de vitesses manuelle.
10. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.