FR3066151B1 - Procede de regulation d’une temperature d’huile de boite de vitesses par piquage sur conduite de radiateur - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un procédé de régulation d'une température d'une huile de lubrification dans un échangeur de chaleur (6) de boîte de vitesses raccordé fluidiquement à un circuit de refroidissement d'un moteur thermique (14) pour une circulation de fluide caloporteur froid en provenance d'un radiateur (2). L'échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses est alimenté sélectivement en fluides chaud et froid, le fluide chaud provenant du moteur (14) via un circuit d'échange de chaleur avec au moins un élément associé au moteur thermique (14) et alimentant seul l'échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses tant que la température de fluide vers le radiateur (2) est inférieure à une première température et le fluide froid alimentant majoritairement l'échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses dès que la température de fluide est supérieure à la première température.

Description

PROCEDE DE REGULATION D’UNE TEMPERATURE D’HUILE DE BOITE DE VITESSES PAR PIQUAGE SUR CONDUITE DE RADIATEUR

[0001] L’invention porte sur un procédé de régulation d’une température d’un échangeur de chaleur d’huile de boîte de vitesses alimenté par du fluide caloporteur circulant dans un circuit de refroidissement d’un moteur thermique de véhicule automobile, l’échangeur de chaleur étant piqué sur une conduite partant d’un radiateur et en direction d’un boîtier de sortie pour la circulation du fluide caloporteur en vue de refroidir l’huile de lubrification de la boîte de vitesses.

[0002] En plus de son action de refroidissement en conditions normales de roulage du véhicule par circulation du fluide de refroidissement dans la portion du circuit de refroidissement interne au moteur thermique du véhicule automobile, le circuit de refroidissement selon l’invention, avec des conduites d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur, permet aussi de favoriser de manière optimale la montée en température de la boîte de vitesses par l’alimentation de l’échangeur de chaleur avec un fluide caloporteur chaud puis de la refroidir par l’alimentation de l’échangeur de chaleur avec un fluide caloporteur froid.

[0003] Il est en effet important de chauffer ou de laisser chauffer de manière optimale l’huile de lubrification d’une boîte de vitesses afin d’atteindre le plus rapidement possible son point de rendement maximum. Inversement, plus tard, il est nécessaire de refroidir correctement l’huile de lubrification dès que sa température est montée trop haut.

[0004] Un circuit de fluide de refroidissement classique comprend un boîtier de sortie de fluide de refroidissement plus connu sous l’abréviation de BSE, le fluide de refroidissement étant fréquemment de l’eau pouvant comprendre des additifs. Ce boîtier de sortie est muni de plusieurs entrées et de plusieurs sorties, correspondant à des boucles respectives de circulation de fluide faisant partie du circuit.

[0005] Il convient de refroidir l’huile de lubrification de la boîte de vitesses quand cette huile est trop chaude mais il convient aussi de réchauffer l’huile de lubrification au démarrage du véhicule quand l’huile est trop froide et pas assez visqueuse pour assurer une bonne lubrification. Ceci ne doit pas avantageusement se faire au détriment du chauffage de l’habitacle lors du démarrage du véhicule automobile quand la température extérieure est froide, le chauffage de l’habitacle étant prioritaire.

[0006] Il est connu d’assurer le refroidissement de la boîte de vitesses par circulation de fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur thermique, ceci par une dérivation du circuit de fluide caloporteur en sortie du radiateur.

[0007] Le premier avantage de cette solution est que l’on profite du fluide caloporteur froid sortant du radiateur pour refroidir la boîte de vitesses. Le second avantage est qu’il n’a pas d’impact négatif pour la prestation thermique de l’habitacle lors de la montée en température puisqu’il n’y a pas de circulation de fluide caloporteur en thermostat fermé.

[0008] Les inconvénients de cette solution sont qu’il est impossible d’optimiser la montée en température de la boîte de vitesses lors de la montée en température du fluide caloporteur du moteur. D’une part, il n’y a pas de débit en thermostat fermé et d’autre part, si le thermostat est peu ouvert, ce qui est le cas sur les cycles peu chargés, le débit de fluide caloporteur dans la boîte de vitesses est très faible et donc il y a peu d’échange de chaleur.

[0009] Il a aussi été proposé une architecture de circuit de fluide caloporteur avec un débit permanent dans la boîte de vitesses, ce qui correspond à un débit de fluide en thermostat fermé.

[0010] Cette solution présente l’avantage d’avoir un débit permanent dans l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses et suffisamment élevé pour favoriser les échanges thermiques dans la boîte de vitesses automatique. L’inconvénient de cette solution est qu’elle pénalise la montée en température du fluide caloporteur du moteur ce qui produit deux conséquences.

[0011] D’une part, les frottements du moteur augmentent, même s’ils sont au final plus que compensés par les gains sur les frottements de la boîte de vitesses. D’autre part, il s’ensuit une pénalité sur la prestation thermique de l’habitacle puisque le fluide caloporteur du moteur passant dans l’aérotherme est plus froid.

[0012] La figure 1 montre un ensemble d’un moteur 14 thermique et de son circuit de refroidissement comportant un boîtier 1 de sortie d’un fluide caloporteur comportant des premières conduites de sortie 40 et d’entrée 81 de fluide débouchant respectivement dans le moteur 14 et dans le boîtier 1 en provenance du moteur 14 en passant par au moins un échangeur de chaleur 7, 8 du fluide caloporteur avec au moins un élément associé au moteur 14. Dans cet état de la technique, il existe deux échangeurs de chaleur 7, 8 sur cette première conduite d’entrée 81 ou sur une dérivation de cette première conduite de d’entrée 81 qui débouche dans le boîtier 1. Il existe aussi un passage direct entre le moteur 14 et le boîtier 1 avec un retour direct du fluide de refroidissement du moteur 14 au boîtier 1.

[0013] Le circuit de refroidissement comprend aussi des deuxièmes conduites de sortie 20 et d’entrée 21 débouchant respectivement dans un radiateur 2 et dans le boîtier 1 en provenance du radiateur 2. De plus, accessoirement, le radiateur 2 peut présenter une conduite annexe de sortie de fluide du radiateur 2 le reliant au moteur 14, via une boîte de dégazage 5. De manière classique, une pompe 4 fait circuler le fluide de refroidissement dans le moteur 14. La pompe 4 se trouve sur la première conduite de sortie 40 de fluide débouchant respectivement dans le moteur 14 en provenance du boîtier 1. La pompe 4 peut aussi être raccordée à la conduite annexe de sortie provenant du radiateur 2.

[0014] Il est aussi prévu un circuit d’alimentation en fluide 11,12 pour un échangeur de chaleur 6 d’une boîte de vitesses qui est monté en dérivation d’une portion de la deuxième conduite d’entrée 21 vers le boîtier 1. Dans cet état de la technique, le circuit d’alimentation en fluide 11, 12 pour un échangeur de chaleur 6 d’une boîte de vitesses présente un piquage d’entrée et un piquage de sortie sur la deuxième conduite d’entrée 21 vers le boîtier 1 en provenance du radiateur 2.

[0015] Le circuit de refroidissement présente en général un aérotherme 3 relié par une troisième conduite de sortie 30 en provenance du boîtier 1 vers l’aérotherme 3 de fluide caloporteur et une troisième conduite d’entrée 31 en provenance de l’aérotherme 3 vers la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 vers le moteur thermique 14.

[0016] Le boîtier 1 comprend deux enceintes 9, 10. La première enceinte 9 porte une sortie débouchant dans la troisième conduite de sortie 30 vers l’aérotherme 3 et une sortie débouchant dans la deuxième conduite de sortie 20 vers le radiateur 2. Pour le passage de fluide précédemment mentionné entre le moteur 14 et le boîtier 1, la première enceinte 9 du boîtier 1 comporte une entrée directement connectée au moteur 14 pour recevoir du fluide sortant du moteur, cette entrée étant visible mais non référencée à la figure 1.

[0017] La deuxième enceinte 10 du boîtier 1 comporte une sortie débouchant dans la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 vers le moteur thermique 14 et deux entrées dont l’une reçoit la deuxième conduite d’entrée 21 provenant du radiateur 2 et l’autre reçoit une extrémité aval de la première conduite d’entrée 81 de fluide débouchant dans le boîtier 1 en provenance du moteur 14 en passant par au moins un échangeur de chaleur 7, 8 du fluide caloporteur avec au moins un élément associé au moteur 14.

[0018] La première enceinte 9 peut comprendre un thermostat 13 obturant ou ouvrant au moins partiellement une sortie du boîtier 1 vers le radiateur 2. La deuxième enceinte 10 peut comprendre un clapet auxiliaire de pression disposé entre, d’une part, le ou les passages entre les deux enceintes 9, 10 et, d’autre part, l’entrée du boîtier 1 pour la circulation de fluide en provenance du radiateur 2 et la sortie du boîtier 1 pour la circulation de fluide en direction de la portion d’entrée du circuit interne au moteur 14 par la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 vers le moteur 14.

[0019] Dans cet état de la technique, le refroidissement de la boîte de vitesses s’effectue par une dérivation sur la conduite d’entrée 21 en direction du boîtier 1 et en sortie du radiateur 2. Le premier avantage de cette solution est que l’on profite du fluide de refroidissement froid sortant du radiateur 2 pour refroidir la boîte de vitesses. Le deuxième avantage est qu’il n’a pas d’impact négatif pour la prestation thermique dans un habitacle du véhicule automobile par l’aérotherme 3 lors de la montée en température puisqu’il n’y a pas de circulation de fluide en thermostat fermé.

[0020] Les inconvénients de cette solution sont qu’il est impossible d’optimiser la montée en température de la boîte de vitesses lors de la montée en température de fluide quittant le moteur. D’une part, il n’y a pas de débit en thermostat fermé et d’autre part, si le thermostat est peu ouvert, ce qui est le cas sur les cycles peu chargés, le débit de fluide dans l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses est très faible et il y a donc peu d’échange de chaleur.

[0021] Dans un autre état de la technique, il est proposé une architecture de circuit de fluide de refroidissement avec un débit permanent dans l’échangeur de la boîte de vitesses, c’est-à-dire un débit en thermostat fermé. Cette solution a l’avantage d’avoir un débit permanent dans l’échangeur de la boîte de vitesses qui est suffisamment élevé pour favoriser les échanges thermiques.

[0022] L’inconvénient de ce système est qu’il pénalise la montée en température de fluide dans le moteur ce qui a deux conséquences. D’une part, les frottements du moteur augmentent, même s’ils sont au final plus que compensés par les gains sur les frottements dans la boîte de vitesses. D’autre part, il s’ensuit une pénalité sur la prestation thermique de l’habitacle puisque le fluide caloporteur du moteur passant dans l’aérotherme est plus froid.

[0023] Le document FR-A-3 005 609 décrit un circuit de refroidissement optimisant la montée en température d’une boîte de vitesses. L’ensemble groupe motopropulseur et circuit de refroidissement, décrit dans ce document, comprend au moins un moteur thermique et une boîte de vitesse accouplée audit moteur avec un circuit de refroidissement commun à l’ensemble comprenant une branche principale destinée à faire circuler un fluide caloporteur à travers un échangeur de chaleur disposé à l'intérieur du moteur, de manière à pouvoir refroidir ledit moteur.

[0024] Au moins une première branche dérivée, dite branche de boîte de vitesses, est montée en dérivation aux bornes d'un premier tronçon de ladite branche principale de manière à pouvoir alimenter, avec le fluide caloporteur, un échangeur de boîte de vitesses distinct de l'échangeur moteur et destiné à permettre un échange de chaleur entre ledit fluide caloporteur et la boîte de vitesses.

[0025] Le circuit de refroidissement comprend une vanne pilotée réglant le débit du fluide. Cette vanne prend en compte la température du moteur et de la boîte de vitesses afin d’ajuster au mieux le débit du fluide. Avec une telle vanne pilotée, il n’est cependant pas possible de piloter de manière optimale la régulation de température de la boîte de vitesses. De plus, cette vanne est pilotée électriquement, ce qui accroît le coût de l’ensemble circuit de refroidissement et moteur.

[0026] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de gérer de manière optimale la thermique, aussi bien en réchauffement qu’en refroidissement, d’une boîte de vitesses associée à un moteur thermique et refroidie par le même circuit de refroidissement tout en assurant un chauffage effectif de la boîte de vitesses lors d’un démarrage du véhicule automobile équipé du moteur thermique quand le fluide caloporteur est encore relativement froid.

[0027] A cet effet, la présente invention concerne un procédé de régulation d’une température d’une huile de lubrification dans un échangeur de chaleur de boîte de vitesses raccordé fluidiquement à un circuit de refroidissement d’un moteur thermique pour une circulation de fluide caloporteur froid en provenance d’un radiateur, caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses est alimenté sélectivement en fluides chaud et froid, le fluide chaud provenant du moteur via un circuit d’échange de chaleur avec au moins un élément associé au moteur thermique et alimentant seul l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses tant que la température de fluide vers le radiateur est inférieure à une première température et le fluide froid alimentant majoritairement l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses dès que la température de fluide est supérieure à la première température.

[0028] Les pertes d’un moteur sont liées à la viscosité de l’huile. La viscosité et donc les pertes par frottement diminuent avec l’augmentation de la température d'huile au-dessus d’une valeur minimale. Une boîte de vitesses automatique ou DCT possède un circuit d'huile souvent refroidi par le fluide caloporteur du circuit de refroidissement. En phase de montée en température, l'augmentation de la température d'huile de la boîte de vitesses automatique est lente à cause du grand volume d'huile dans la boîte de vitesses. L'invention permet de diminuer les pertes par frottement de la boîte de vitesses automatique en permettant une montée en température rapide tout en optimisant son refroidissement lorsque son huile de lubrification est chaude.

[0029] Avantageusement, la première température se trouve dans une plage de température entre 70°C et 115°C.

[0030] Avantageusement, quand le fluide froid alimente majoritairement l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses, le fluide froid est mélangé avec du fluide chaud en provenance du moteur dans une proportion d’au moins 2/3 de fluide froid pour 1/3 de fluide chaud.

[0031] L’invention concerne aussi un ensemble d’un moteur thermique et de son circuit de refroidissement comportant un boîtier de sortie d’un fluide caloporteur comportant des premières conduites de sortie et d’entrée de fluide débouchant respectivement dans le moteur et dans le boîtier en provenance du moteur par au moins un échangeur de chaleur du fluide caloporteur avec au moins un élément associé au moteur et des deuxièmes conduites de sortie et d’entrée débouchant respectivement dans un radiateur et dans le boîtier en provenance du radiateur, un circuit d’alimentation en fluide pour un échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses étant monté en dérivation d’une portion de la deuxième conduite d’entrée vers le boîtier en partant d’un piquage d’entrée, l’ensemble mettant en oeuvre un tel procédé, caractérisé en ce que la première conduite d’entrée de fluide en provenance du moteur débouche dans le circuit d’alimentation en fluide en amont de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses, un premier thermostat étant intégré dans la deuxième conduite de sortie interrompant une circulation du fluide vers le radiateur en dessous de la première température prédéterminée.

[0032] L'invention consiste à récupérer le fluide caloporteur d’un élément associé au moteur qui chauffe plus vite que la boîte de vitesses afin de chauffer l'huile de la boîte de vitesses pour diminuer les pertes par frottement de la boîte de vitesses. Lorsque le premier thermostat principal est fermé, l’eau tiède du moteur passe dans l’échangeur de la boîte de vitesses afin de chauffer l’huile de la boîte de vitesses et ainsi réduire les pertes par frottement. Lorsque le moteur est chaud, le premier thermostat ouvre la deuxième conduite de sortie vers le radiateur. Ainsi, on peut refroidir l’huile de lubrification de la boîte de vitesses en profitant du fluide refroidi sortant du radiateur qui est alors le fluide le plus froid du circuit de refroidissement.

[0033] Lorsque le moteur et la boîte de vitesses sont chauds, le système permet de refroidir correctement la boîte de vitesses en utilisant le fluide caloporteur froid sortant du radiateur. Quand la boîte de vitesses est froide, le premier thermostat ferme la circulation entre le boîtier de service et le radiateur et le fluide caloporteur qui pénètre dans le circuit d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses est un fluide chaud provenant du moteur via son élément associé avec un échangeur de chaleur sur la première conduite d’entrée de fluide provenant du moteur. Cette première conduite d’entrée débouche en amont de l’échangeur de chaleur dans le circuit d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses et son flux de fluide chaud concourt au réchauffement de l’huile de lubrification de la boîte de vitesses.

[0034] Dans l’état de la technique représenté par le document FR-A-3 005 609, il est utilisé du fluide chaud sortant du moteur lorsqu’un thermostat est fermé et du fluide froid sortant du radiateur lorsqu’un thermostat est ouvert. Néanmoins, la position du thermostat et donc de la restriction sur le débit de fluide génère une perte de charge qui fait chuter le débit principal du moteur. De plus, le point de piquage sur le circuit de refroidissement n’est pas le même que dans la présente invention.

[0035] Selon la présente invention, il n’y a pas de restriction sur le débit principal sortant du boîtier et il est utilisé simplement le débit de fluide sortant de l’échangeur de l’élément associé au moteur pour alimenter l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses en fluide chaud ou tiède lorsque le thermostat est fermé. On conserve ainsi l’avantage conféré par l’ensemble selon l’état de la technique sans apporter de chute de débit dans le circuit.

[0036] Dans la présente invention, il existe une différence de pression naturelle entre les entrées et les sorties de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses, ce qui permet d’avoir du débit dans l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses sans pénaliser le débit total du circuit de refroidissement.

[0037] Avantageusement, l’élément associé au moteur est un circuit d’huile de lubrification du moteur et/ou une turbine, l’échangeur de chaleur de la turbine étant monté en dérivation d’une branche principale de la première conduite d’entrée de fluide débouchant respectivement dans le boîtier en provenance du moteur.

[0038] Avantageusement, le circuit d’alimentation en fluide pour l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses intègre un clapet anti-retour en amont d’un débouché de la première conduite d’entrée de fluide en provenance du moteur dans ledit circuit, le clapet anti-retour empêchant une circulation du fluide de la première conduite d’entrée de fluide en provenance du moteur dans le circuit d’alimentation en fluide pour l’échangeur de chaleur en direction opposée à l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses. Le circuit d’alimentation en fluide pour l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses possède un clapet anti-retour afin que le fluide chaud ne puisse pas dériver l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses lors des phases de réchauffement de l’huile de lubrification de la boîte de vitesses.

[0039] Dans ce mode de réalisation optionnelle, le clapet de la présente invention n’a pas la même fonction que le clapet décrit dans le document FR-A-3 005 609. Dans ce dernier document, le clapet dans le boîtier sert à calibrer le débit qui passe dans le circuit d’alimentation en fluide pour l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses. Ceci s’effectue au détriment du débit global.

[0040] Dans le mode optionnel de la présente invention, le clapet sert à empêcher le fluide caloporteur chaud issu de la première conduite d’entrée en provenance du moteur d’aller dans le mauvais sens dans le circuit d’alimentation en fluide pour l’échangeur de chaleur et donc de contourner l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses.

[0041] Le fait de prévoir un clapet anti-retour favorise ainsi la chauffe de l’huile de lubrification de la boîte de vitesses quand le premier thermostat présent dans la deuxième conduite de sortie vers le radiateur ferme cette deuxième conduite de sortie. Le clapet est avantageusement piloté par la pression et il n’y a pas de pilotage électrique. C’est juste un équilibre de pression entre la pression dans chacune des branches en amont et aval du clapet et la tare du ressort du clapet qui lui permet de remplir son rôle.

[0042] Avantageusement, le circuit de refroidissement présente un aérotherme relié par une troisième conduite de sortie en provenance du boîtier vers l’aérotherme de fluide caloporteur et une troisième conduite d’entrée en provenance de l’aérotherme vers la première conduite de sortie du boîtier vers le moteur thermique, une pompe étant présente dans la première conduite de sortie du boîtier et faisant circuler le fluide caloporteur vers et dans le moteur, un deuxième thermostat étant présent dans la troisième conduite de sortie vers l’aérotherme. Le deuxième thermostat bloque la circulation de fluide caloporteur vers l’aérotherme quand le chauffage de l’habitacle n’est pas jugé prioritaire afin de consacrer toutes les calories du fluide caloporteur au moteur, à au moins un élément associé au moteur et à la boîte de vitesses pour les réchauffer le plus vite possible.

[0043] Avantageusement, le boîtier comprend deux enceintes, la première enceinte portant une sortie débouchant dans la troisième conduite de sortie vers l’aérotherme et une sortie débouchant dans la deuxième conduite de sortie vers le radiateur, le deuxième thermostat limitant un débit dans la troisième conduite de sortie pour une augmentation d’un débit dans la deuxième conduite de sortie vers le radiateur, la première enceinte du boîtier comportant une entrée directement connectée au moteur pour recevoir du fluide sortant du moteur. Le deuxième thermostat sert à privilégier un débit vers le radiateur plutôt qu’un débit vers l’aérotherme à partir du boîtier.

[0044] Avantageusement, la deuxième enceinte du boîtier comporte une sortie débouchant dans la première conduite de sortie du boîtier vers le moteur thermique et deux entrées dont l’une reçoit la deuxième conduite d’entrée provenant du radiateur et l’autre reçoit une extrémité aval du circuit d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses, les première et deuxième enceintes du boîtier communiquant par un passage interne.

[0045] Comparé à l’état de la technique illustré à la figure 1, le circuit d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses débouche directement dans le boîtier et ne retourne pas par la deuxième conduite d’entrée dans le boîtier. La première conduite d’entrée en provenance du moteur ne débouche plus directement dans le boîtier, comme montré à la figure 1, mais le fait par l’intermédiaire du circuit d’alimentation en fluide de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses comme montré à la figure 2.

[0046] La présente invention s’applique aussi à un véhicule automobile comportant un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble d’un moteur thermique et de son circuit de refroidissement tel que précédemment décrit.

[0047] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d’un ensemble moteur avec un moteur thermique et son circuit de refroidissement selon l’état de la technique, le circuit de refroidissement effectuant aussi la régulation thermique de l’échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses, aussi bien pour une montée en température de l’huile de lubrification de la boîte que pour son refroidissement par des piquages sur une conduite de fluide caloporteur provenant du radiateur et en direction du boîtier, - la figure 2 est une représentation schématique d’un ensemble moteur avec un moteur thermique et son circuit de refroidissement selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de refroidissement effectuant aussi la régulation thermique de l’échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses, aussi bien pour une montée en température de l’huile de lubrification de la boîte que pour son refroidissement par un piquage d’entrée d’un circuit d’alimentation en fluide pour un échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses sur une deuxième conduite d’entrée provenant du radiateur en direction du boîtier de sortie, le circuit comportant un débouché de la première conduite d’entrée de fluide en provenance du moteur dans le circuit d’alimentation en fluide en amont de l’échangeur de chaleur de la boîte de vitesses.

[0048] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité. Les figures 1 et 2 représentent par exemple les mêmes éléments différemment.

[0049] Dans ce qui va suivre, amont et aval sont à prendre dans le sens de la circulation du fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement. Entrée et sortie sont à prendre par rapport au boîtier de sortie d’un fluide caloporteur du circuit de refroidissement, une conduite d’entrée débouchant dans le boîtier de service et une conduite de sortie partant du boîtier de service.

[0050] La figure 1 a déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande de brevet. Des références seront prises de cette figure 1 dans ce qui suit pour désigner des éléments pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention bien que ces éléments ne soient pas essentiels pour la mise en oeuvre de l’invention, par exemple en ce qui concerne la conduite annexe reliant le radiateur au moteur en comportant une boîte de dégazage. Les flèches de circulation de fluide montrées à la figure 1 sont aussi extrapolables à la figure 2.

[0051] En se référant aux figures 1 et 2, la présente invention concerne un procédé de régulation d’une température d’une huile de lubrification de boîte de vitesses dans un échangeur de chaleur 6 associé à la boîte de vitesses. L’échangeur de chaleur 6 fait partie d’un circuit de refroidissement d’un moteur thermique 14 en étant raccordé fluidiquement au reste du circuit de refroidissement.

[0052] Une circulation de fluide caloporteur chaud en provenance du moteur 14 s’effectue via un circuit d’échange de chaleur 7, 8 avec au moins un élément associé au moteur thermique 14 vers le boîtier 1 de service du circuit de refroidissement. Une circulation de fluide caloporteur froid s’effectue dans le circuit de refroidissement en provenance d’un radiateur 2 vers le boîtier 1. Accessoirement, comme non représenté à la figure 2 mais déjà décrit en regard de la figure 1, le radiateur 2 peut présenter une conduite annexe de sortie de fluide du radiateur 2 le reliant au moteur 14, via une boîte de dégazage 5.

[0053] L’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses est alimenté sélectivement en fluides chaud et froid. Le fluide chaud provient du moteur via le circuit d’échange de chaleur avec au moins un élément associé au moteur thermique et alimente seul l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses tant que la température de fluide vers le radiateur 2 est inférieure à une première température. Le fluide froid alimente majoritairement l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses dès que la température de fluide est supérieure à la première température.

[0054] Ce qui est important c’est que le chauffage soit arrêté dès que l’huile de lubrification a atteint une température de fonctionnement optimale. Cette température d’huile peut correspondre à une température de fluide caloporteur en prenant en compte une durée de chauffage connue par expérience.

[0055] C’est de préférence un mélange de fluide froid provenant du radiateur 2 avec du fluide chaud provenant de la première conduite d’entrée 15 vers le boîtier 1 en provenance du radiateur 2 qui est alors utilisé, le mélange de fluide étant de température suffisamment basse pour effectuer un refroidissement de l’huile de lubrification de la boîte de vitesses alors chaude. La première température se situant dans une plage de température entre 70 et 115°C.

[0056] Ainsi, quand le fluide froid alimente majoritairement l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses, le fluide froid est mélangé avec du fluide chaud en provenance du moteur 14 par la première conduite d’entrée 15 dans le boîtier 1 dans une proportion d’au moins 2/3 de fluide froid pour 1/3 de fluide chaud.

[0057] En se référant plus particulièrement à la figure 2, l’invention concerne aussi un ensemble d’un moteur 14 thermique et de son circuit de refroidissement. Classiquement, le circuit de refroidissement comporte un boîtier 1 de sortie d’un fluide caloporteur et des premières conduites de sortie 40 et d’entrée 15 de fluide débouchant respectivement dans le moteur 14 et dans le boîtier 1 en provenance du moteur 14. La première conduite d’entrée 15 vers le boîtier 1 passe par au moins un échangeur de chaleur 7, 8 du fluide caloporteur avec au moins un élément associé au moteur 14.

[0058] A la figure 2, il est montré un échangeur de chaleur fluide avec huile de lubrification 7 du moteur. Il est aussi montré un échangeur de chaleur 8 pour un turbocompresseur monté dans une branche 15a en dérivation d’une branche principale de la première conduite d’entrée 15. L’échangeur de chaleur 8 de turbocompresseur peut effectuer aussi un échange de chaleur avec un autre élément associé au moteur thermique 14.

[0059] Le circuit de refroidissement comprend des deuxièmes conduites de sortie 20 et d’entrée 21 débouchant respectivement dans un radiateur 2 et dans le boîtier 1 en provenance du radiateur 2 afin d’effectuer une boucle reliant le boîtier 1 avec le radiateur 2.

[0060] Il est aussi prévu un circuit d’alimentation en fluide 11,12 pour un échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses montée en dérivation d’une portion de la deuxième conduite d’entrée 21 vers le boîtier 1 en partant d’un piquage d’entrée.

[0061] L’ensemble du moteur 14 et du circuit de refroidissement met en oeuvre le procédé précédemment décrit avec la première conduite d’entrée 15 de fluide en provenance du moteur 14 débouchant dans le circuit d’alimentation en fluide 11, 12 en amont de l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses. Ainsi, du fluide chaud en provenance du moteur 14 peut réchauffer une huile de lubrification de la boîte de vitesses lors d’un démarrage du véhicule automobile équipé du moteur thermique 14 quand cette huile est froide.

[0062] De plus, un premier thermostat 22 est intégré dans la deuxième conduite de sortie 20 du boîtier 1 vers le radiateur 2. Ce premier thermostat 22 interrompt une circulation du fluide vers le radiateur 2 en dessous de la première température prédéterminée. Il n’y a donc alors pas de fluide froid en provenance du radiateur 2 par la deuxième conduite de sortie 20 qui passe dans le circuit d’alimentation en fluide 11, 12 en amont de l’échangeur de chaleur 6 par le piquage d’entrée quand le premier thermostat 22 interrompt la circulation du fluide.

[0063] Dans un mode de réalisation optionnelle de la présente invention, le circuit d’alimentation en fluide 11, 12 pour l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses comprend deux branches, une branche 11 en amont de l’échangeur de chaleur 6 s’étendant du piquage d’entrée sur la deuxième conduite d’entrée 21 vers l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses et une branche 12 en aval de l’échangeur de chaleur 6 s’étendant de l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses à une entrée dans le boîtier 1.

[0064] Il s’ensuit que la première conduite d’entrée 15 de fluide en provenance du moteur débouche dans le boîtier 1 par l’intermédiaire du circuit d’alimentation en fluide 11, 12 pour l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses et non plus directement dans le boîtier 1 comme le montrait l’état de la technique à la figure 1.

[0065] Le circuit d’alimentation en fluide 11,12 pour l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses peut intégrer un clapet anti-retour 23 en amont d’un débouché de la première conduite d’entrée 15 de fluide en provenance du moteur dans ledit circuit, donc sur la branche amont 11 de ce circuit d’alimentation en fluide 11, 12 par rapport à l’échangeur de chaleur 6. Le clapet anti-retour 23 a pour but d’empêcher une circulation du fluide de la première conduite d’entrée 15 de fluide en provenance du moteur dans le circuit d’alimentation en fluide 11,12 pour l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses en direction opposée à l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses.

[0066] Dans le mode optionnel de la présente invention, le clapet anti-retour 23 sert à empêcher le fluide caloporteur chaud issu de la première conduite d’entrée 15 en provenance du moteur d’aller dans le mauvais sens dans le circuit d’alimentation en fluide 11,12 pour l’échangeur de chaleur et donc de contourner l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses.

[0067] Le clapet anti-retour 23 est avantageusement piloté par la pression et comprend un ressort. Il y a équilibre des pressions de chaque côté du clapet anti-retour 23 de par une tare prédéterminée du ressort, ceci avantageusement sans pilotage électrique du clapet anti-retour 23, ce qui simplifie son fonctionnement et diminue son coût.

[0068] Le circuit de refroidissement peut présenter un aérotherme 3 relié par une troisième conduite de sortie 30 en provenance du boîtier 1 vers l’aérotherme 3 de fluide caloporteur. Une troisième conduite d’entrée 31 en provenance de l’aérotherme 3 débouche dans la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 vers le moteur thermique 14. Un deuxième thermostat 24 peut être présent dans la troisième conduite de sortie 30 vers l’aérotherme 3.

[0069] Pour la circulation du fluide dans le circuit de refroidissement et principalement en direction du moteur 14, une pompe 4 présente dans la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 fait circuler le fluide caloporteur vers et dans le moteur 14.

[0070] Dans un mode de réalisation préférentielle du boîtier 1, le boîtier 1 peut comprendre deux enceintes 9, 10. La première enceinte 9 peut porter une sortie débouchant dans la troisième conduite de sortie 30 vers l’aérotherme 3 et une sortie débouchant dans la deuxième conduite de sortie 20 vers le radiateur 2.

[0071] Le deuxième thermostat 24 peut limiter un débit dans la troisième conduite de sortie 30 afin d’augmenter le débit dans la deuxième conduite de sortie 20 vers le radiateur 2, ceci principalement quand il n’y a pas de besoin ou un besoin réduit de chauffage de l’habitacle du véhicule automobile. La première enceinte 9 du boîtier 1 peut comporter aussi une entrée directement connectée au moteur 14 pour recevoir du fluide sortant du moteur, le boîtier 1 étant de préférence adjacent au moteur 14.

[0072] La deuxième enceinte 10 du boîtier 1 peut comporter une sortie débouchant dans la première conduite de sortie 40 du boîtier 1 vers le moteur thermique 14. La deuxième enceinte 10 du boîtier 1 peut aussi comporter deux entrées dont l’une reçoit la deuxième conduite d’entrée 21 provenant du radiateur 2 et l’autre reçoit une extrémité aval du circuit d’alimentation en fluide 11, 12 de l’échangeur de chaleur 6 de la boîte de vitesses. Les première et deuxième enceintes 9, 10 du boîtier 1 peuvent communiquer par un passage interne non illustré à la figure 2 mais visible sans référence à la figure 1.

[0073] La présente invention s’applique aussi à un véhicule automobile comportant un ensemble d’un moteur 14 thermique et de son circuit de refroidissement tel que précédemment décrit.

[0074] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de régulation d’une température d’une huile de lubrification dans un échangeur de chaleur (6) de boîte de vitesses raccordé fluidiquement à un circuit de refroidissement d’un moteur thermique (14) pour une circulation de fluide caloporteur froid en provenance d’un radiateur (2), caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses est alimenté sélectivement en fluides chaud et froid, le fluide chaud provenant du moteur (14) via un circuit d’échange de chaleur avec au moins un élément associé au moteur thermique (14) et alimentant seul l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses tant que la température de fluide vers le radiateur (2) est inférieure à une première température et le fluide froid alimentant majoritairement l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses dès que la température de fluide est supérieure à la première température.
2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la première température se situant dans une plage de température entre 70 et 115°C.
3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand le fluide froid alimente majoritairement l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses, le fluide froid est mélangé avec du fluide chaud en provenance du moteur (14) dans une proportion d’au moins 2/3 de fluide froid pour 1/3 de fluide chaud.
4. 4. Ensemble d’un moteur (14) thermique et de son circuit de refroidissement comportant un boîtier (1) de sortie d’un fluide caloporteur comportant des premières conduites de sortie (40) et d’entrée (15) de fluide débouchant respectivement dans le moteur (14) et dans le boîtier (1) en provenance du moteur (14) par au moins un échangeur de chaleur (7, 8) du fluide caloporteur avec au moins un élément associé au moteur (14) et des deuxièmes conduites de sortie (20) et d’entrée (21) débouchant respectivement dans un radiateur (2) et dans le boîtier (1) en provenance du radiateur (2), un circuit d’alimentation en fluide (11, 12) pour un échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses étant monté en dérivation d’une portion de la deuxième conduite d’entrée (21) vers le boîtier (1) en partant d’un piquage d’entrée, l’ensemble mettant en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première conduite d’entrée (15) de fluide en provenance du moteur débouche dans le circuit d’alimentation (11, 12) en fluide en amont de l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses, un premier thermostat (22) étant intégré dans la deuxième conduite de sortie (20) interrompant une circulation du fluide vers le radiateur (2) en dessous de la première température prédéterminée.
5. 5. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l’élément associé au moteur (14) est un circuit d’huile de lubrification du moteur et/ou une turbine, l’échangeur de chaleur de la turbine (8) étant monté en dérivation d’une branche principale de la première conduite d’entrée (15) de fluide débouchant respectivement dans le boîtier (1) en provenance du moteur (14).
6. 6. Ensemble selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel le circuit d’alimentation (11, 12) en fluide pour l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses intègre un clapet anti-retour (23) en amont d’un débouché de la première conduite d’entrée (15) de fluide en provenance du moteur dans ledit circuit (11, 12), le clapet anti-retour (23) empêchant une circulation du fluide de la première conduite d’entrée (15) de fluide en provenance du moteur dans le circuit d’alimentation (11, 12) en fluide pour l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses en direction opposée à l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses.
7. 7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le circuit de refroidissement présente un aérotherme (3) relié par une troisième conduite de sortie (30) en provenance du boîtier (1) vers l’aérotherme (3) de fluide caloporteur et une troisième conduite d’entrée (31) en provenance de l’aérotherme (31) vers la première conduite de sortie (40) du boîtier (1) vers le moteur thermique (14), une pompe (4) étant présente dans la première conduite de sortie (40) du boîtier (1) et faisant circuler le fluide caloporteur vers et dans le moteur (14), un deuxième thermostat (24) étant présent dans la troisième conduite de sortie (30) vers l’aérotherme (3).
8. 8. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le boîtier (1) comprend deux enceintes (9, 10), la première enceinte (9) portant une sortie débouchant dans la troisième conduite de sortie (30) vers l’aérotherme (3) et une sortie débouchant dans la deuxième conduite de sortie (20) vers le radiateur (2), le deuxième thermostat (24) limitant un débit dans la troisième conduite de sortie (30) pour une augmentation d’un débit dans la deuxième conduite de sortie (20) vers le radiateur (2), la première enceinte (9) du boîtier (1) comportant une entrée directement connectée au moteur (14) pour recevoir du fluide sortant du moteur.
9. 9. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième enceinte (10) du boîtier (1) comporte une sortie débouchant dans la première conduite de sortie (40) du boîtier (1) vers le moteur thermique (14) et deux entrées dont l’une reçoit la deuxième conduite d’entrée (21) provenant du radiateur (2) et l’autre reçoit une extrémité aval du circuit d’alimentation (11, 12) en fluide de l’échangeur de chaleur (6) de la boîte de vitesses, les première et deuxième enceintes (9, 10) du boîtier (1) communiquant par un passage interne.
10. 10. Véhicule automobile avec un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble d’un moteur (14) thermique et de son circuit de refroidissement selon l’une quelconque des revendications 4 à 9.