WO1997013059A1 - Thermostatic valve for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

A thermostatic valve for an internal combustion engine liquid coolant circuit comprising a housing (1) with a channel (3) extending therein between an inlet connectable to the outlet of the engine water chamber, and an outlet connectable to the main engine radiator. The channel (3) is provided with a thermostatic control device (5) controlling the flow of liquid, and a degassing branch (8) communicating with the channel downstream from the thermostatic device (5), relative to the liquid flow direction. The inlet (10) of the degassing branch (8) coacts with liquid pressurising means (12) to prevent air being sucked back out through said degassing branch (8).

Description

SOUPAPE THERMOSTATIQUE POUR MOTEUR COMBUSTION INTERNE THERMOSTATIC VALVE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
La présente invention se rapporte aux dispositifs de commande réglant la circulation d'un liquide en fonction de la température de ce dernier et plus particulièrement, a pour objet une soupape à commande thermostatique équipant le circuit de refroidissement par eau d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.The present invention relates to control devices regulating the circulation of a liquid as a function of the temperature of the latter and more particularly, relates to a thermostatic control valve fitted to the water cooling circuit of an internal combustion engine of motor vehicle.
Il est connu, comme cela est notamment divulgué dans les documents FR-A-2.046.260 et EP- 219.351, de placer une soupape commandée par un dispositif thermostatique dans le circuit de refroidissement par eau d'un moteur à combustion interne, entre la chambre d'eau et le radiateur, de façon & permettre une montée rapide en température du moteur. Tant que le moteur demeure froid, le thermostat reste fermé et l'eau ne circule alors qu'à travers la chambre d'eau du moteur et l'aérotherme de chauffage habitacle, puis lorsque le moteur atteint une température prédéterminée, le thermostat s'ouvre libérant le passage de l'eau vers le radiateur principal.It is known, as is notably disclosed in documents FR-A-2,046,260 and EP-219,351, to place a valve controlled by a thermostatic device in the water cooling circuit of an internal combustion engine, between the water chamber and the radiator, so as to allow a rapid rise in engine temperature. As long as the engine remains cold, the thermostat remains closed and water only circulates through the engine's water chamber and the passenger compartment heater air heater, then when the engine reaches a predetermined temperature, the thermostat opens releasing the passage of water to the main radiator.
Les dispositifs de réglage thermostatique connus se composent généralement d'un boîtier venant se connecter par une bride à l'orifice de sortie de la chambre d'eau du moteur ménagé sur la culasse de ce dernier. Ce boîtier présente par ailleurs au moins deux sorties, une première sortie destinée à être raccordée au circuit de 1'aérotherme de chauffage et une seconde sortie coopérant avec le dispositif de commande thermostatique destinée à être raccordée par une canalisation correspondante au radiateur principal.Known thermostatic adjustment devices generally consist of a housing which is connected by a flange to the outlet port of the engine water chamber provided on the breech of the latter. This housing also has at least two outputs, a first output intended to be connected to the circuit of the heating air heater and a second output cooperating with the thermostatic control device intended to be connected by a corresponding pipe to the main radiator.
Le dispositif thermostatique est classiquement porté par un support correspondant intégré ou non au boîtier et comporte classiquement un élément moteur utilisant par exemple une matière fusible thermodilatable, un organe de transmission et un élément obturateur rappelé élastiquement contre un siège correspondant porté par le support.The thermostatic device is conventionally carried by a corresponding support which may or may not be integrated into the housing and conventionally comprises a motor element using for example a thermodilatable fuse material, a transmission member and a shutter element resiliently biased against a corresponding seat carried by the support.
Lorsque la température du liquide baignant l'élément moteur atteint ou dépasse la température critique de la matière dilatable, cette dernière agit sur l'organe de transmission pour entraîner le déplacement de ce dernier et l'ouverture du clapet contre l'action antagoniste des moyens élastiques, le liquide peut alors librement s'écouler vers le radiateur principal.When the temperature of the liquid bathing the motor element reaches or exceeds the critical temperature of the expandable material, the latter acts on the transmission member to cause the displacement of the latter and the opening of the valve against the antagonistic action of the means elastic, the liquid can then flow freely to the main radiator.
Il est également connu de munir le circuit de refroidissement d'un circuit de dégazage débouchant dans le Vase d'expansion afin de purger toutes les bulles d'air ayant pu pénétrer dans le circuit de refroidissement. Le circuit de dégazage qui opère une circulation permanente de l'eau dans le vase d'expansion est, de préférence, connecté au circuit de refroidissement en aval de la soupape thermostatique pour réduire la quantité d'eau circulée lors du fonctionnement à froid du moteur et donc accélérer la montée en température de celle-ci. Le point de piquage d'entrée du circuit de dégazage qui doit être connecté dans un point haut du circuit de refroidissement, est souvent pour des raisons de simplicité de réalisation intégré directement sur le boîtier de la soupape thermostatique en aval du clapet sur d'embout de raccordement de la canalisation alimentant le radiateur.It is also known to provide the cooling circuit with a degassing circuit opening into the expansion tank in order to purge any air bubbles that may have entered the cooling circuit. The degassing circuit which operates a permanent circulation of water in the expansion tank is preferably connected to the cooling circuit downstream of the thermostatic valve to reduce the amount of water circulated during cold engine operation and therefore accelerate the temperature rise thereof. The entry point of the degassing circuit, which must be connected at a high point of the cooling circuit, is often for reasons of simplicity of construction integrated directly on the housing of the thermostatic valve downstream of the valve on the nozzle. connecting the pipe supplying the radiator.
Il est toutefois apparu avec de tels montages que l'écoulement de l'eau, notamment lors des faibles ouvertures de la soupape thermostatique, provoquait en aval du clapet un phénomène de réaspiration de l'air contenu dans le vase d'expansion par effet venturi, phénomène particulièrement gênant en terme notamment de bruyance.However, it has appeared with such arrangements that the flow of water, in particular during small openings of the thermostatic valve, causes downstream of the valve a phenomenon of re-aspiration of the air contained in the expansion vessel by venturi effect. , a particularly troublesome phenomenon, particularly in terms of noise.
La présente invention a donc pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant une soupape thermostatique perfectionnée intégrant un piquage de dégazage qui soit exempt de phénomène de réaspiration d'air et qui soit simple et économique à réaliser.The object of the present invention is therefore to remedy this drawback by proposing an improved thermostatic valve incorporating a degassing connection which is free of the air re-suction phenomenon and which is simple and economical to produce.
La soupape thermostatique selon l' invention est destinée à équiper un circuit de refroidissement par liquide de moteur à combustion interne, elle est du type comportant un boîtier à 1' intérieur duquel est ménagé un passage entre un orifice d'entrée destiné à venir se connecter à l'orifice de sortie de la chambre d'eau du moteur, et un orifice de sortie destiné à être raccordé au radiateur principal du moteur, ce passage étant muni d'un dispositif de commande thermostatique contrôlant la circulation du liquide et d'un piquage de dégazage débouchant en aval du dispositif thermostatique dans le sens de l'écoulement du liquide.The thermostatic valve according to the invention is intended to equip a liquid cooling circuit of an internal combustion engine, it is of the type comprising a housing 1 inside which is formed a passage between an inlet orifice intended to be connected to the outlet of the engine water chamber, and an outlet intended to be connected to the main engine radiator, this passage being fitted with a thermostatic control device controlling the circulation of the liquid and a degassing connection leading downstream of the thermostatic device in the direction of the flow of the liquid.
Selon l'invention, la soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide de moteur à combustion interne est caractérisée en ce que l'orifice d'entrée du piquage de dégazage coopère avec des moyens de mise en pression du liquide empêchant tout phénomène de réaspiration d'air.According to the invention, the thermostatic valve for an internal combustion engine liquid cooling circuit is characterized in that the inlet opening of the degassing nozzle cooperates with means for pressurizing the liquid preventing any phenomenon of re-aspiration. 'air.
Selon une autre caractéristique de la soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide objet de l'invention, ces moyens de mise en pression du liquide au droit de l'orifice d'entrée du piquage de dégazage sont directement portés par le boîtier.According to another characteristic of the thermostatic valve for liquid cooling circuit object of the invention, these means for pressurizing the liquid in line with the inlet port of the degassing nozzle are directly carried by the housing.
Selon une autre caractéristique de la soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide objet de l'invention, ces moyens de mise en pression du liquide au droit de l'orifice d'entrée du piquage de dégazage sont constitués par une paroi interne du boîtier de forme adaptée s'étendant en saillie à l'intérieur du passage derrière l'orifice d'entrée du piquage de dégazage dans le sens de l'écoulement du liquide.According to another characteristic of the thermostatic valve for liquid cooling circuit object of the invention, these means for pressurizing the liquid in line with the inlet opening of the degassing nozzle are constituted by an internal wall of the housing suitable form extending projecting inside the passage behind the inlet port of the degassing nozzle in the direction of flow of the liquid.
Selon une autre caractéristique de la soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide objet de l'invention, le passage pour le liquide de refroidissement s•étend à travers le corps du boîtier et un embout de raccordement entre lesquels est placé le dispositif de commande thermostatique contrôlant la circulation du liquide, cet embout de raccordement portant le piquage de dégazage et la paroi de mise en pression du liquide.According to another characteristic of the thermostatic valve for liquid cooling circuit object of the invention, the coolant passage • extends through the housing body and a connection nozzle between which is placed the thermostatic control device controlling the circulation of the liquid, this connection nozzle carrying the degassing nozzle and the setting wall in liquid pressure.
Selon une autre caractéristique de la soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide objet de l'invention, la paroi de mise en pression de l'orifice d'entrée du piquage de dégazage est conformée de façon à présenter une surface frontale au droit de l'orifice d'entrée du piquage de dégazage définie par une hauteur comprise entre deux et quatre fois le diamètre de cet orifice et une largeur comprise entre trois et huit fois ce diamètre.According to another characteristic of the thermostatic valve for liquid cooling circuit object of the invention, the pressurizing wall of the inlet port of the degassing nozzle is shaped so as to present a front surface in line with the 'degassing inlet inlet defined by a height between two and four times the diameter of this orifice and a width between three and eight times this diameter.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, ce mode étant présenté à titre d'exemple non limitatif en se référant au dessin annexé, dans lequel :The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention, this mode being presented by way of nonlimiting example with reference to the drawing annexed, in which:
la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'un boîtier de soupape thermosensible selon la présente invention.Figure 1 is a partial schematic view in cross section of a heat sensitive valve housing according to the present invention.
En se reportant à la figure 1 où seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés, on voit un boîtier de sonde thermosensible référencé 1 destiné à équiper le circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne.Referring to FIG. 1 where only the elements necessary for the understanding of the invention have been represented, we can see a heat-sensitive probe housing referenced 1 intended for equip the cooling circuit with an internal combustion engine.
Ce boîtier 1 comprend un corps creux 2 à 1'intérieur duquel est ménagé au moins un passage 3 pour l'eau de refroidissement entre une extrémité d'entrée non figurée destinée à venir se connecter à l'orifice de sortie de la chambre d'eau du moteur ménagé dans la culasse de ce dernier et une extrémité de sortie munie d'un embout de raccordement tubulaire 4 qui dans l'exemple figuré se trouve être une pièce rapportée. Cette extrémité de sortie est connectée à l'orifice d'entrée du radiateur principal du circuit de refroidissement par l'intermédiaire d'une canalisation ou durit correspondante également non figurée.This housing 1 comprises a hollow body 2 inside which is formed at least one passage 3 for the cooling water between an inlet end (not shown) intended to be connected to the outlet orifice of the chamber. engine water formed in the cylinder head thereof and an outlet end provided with a tubular connection end piece 4 which in the illustrated example is found to be an attached part. This outlet end is connected to the inlet port of the main radiator of the cooling circuit by means of a corresponding pipe or hose also not shown.
Ce passage 3 est muni d'un dispositif de commande thermostatique 5 qui n'autorise la circulation de l'eau en direction du radiateur principal du moteur que lorsque celle-ci a atteint une certaine température. Ce dispositif 5 de type connu utilise par exemple un thermo-poussoir à cire logé à l'intérieur du passage 3 par l'intermédiaire d'un élément de support 6 intégré ou non au boîtier 2.This passage 3 is provided with a thermostatic control device 5 which authorizes the circulation of water towards the main radiator of the engine only when the latter has reached a certain temperature. This device 5 of known type uses for example a wax thermo-pusher housed inside the passage 3 by means of a support element 6 integrated or not in the housing 2.
Dans l'exemple figuré, l'élément de support forme une pièce rapportée qui est positionnée entre le corps 2 du boîtier et l'embout 4 de raccordement avec interposition d'un joint d'étanchéité. Le thermo-poussoir déplace alors classiquement un volet obturateur non figuré de portée généralement conique hors d'un siège 7 correspondant ménagé sur l'élément de support 6. Le déplacement du volet s'effectue contre l'action antagoniste d'un ressort de rappel et de la pression de l'eau qui tendent à rappeler le volet sur son siège 7.In the example shown, the support element forms an insert which is positioned between the body 2 of the housing and the connection piece 4 with the interposition of a seal. The thermo-pusher then conventionally moves an obturator shutter, not shown, of generally conical scope, out of a corresponding seat 7 formed on the support element 6. The movement of the shutter takes place against the opposing action of a return spring and the water pressure which tend to return the flap to its seat 7.
L'embout de raccordement 4 reçoit par ailleurs un piquage de dégazage 8 destiné à purger l'eau du circuit de refroidissement des éventuelles bulles d'air qu'elle contient en dirigeant un débit prédéterminé d'eau vers le vase d'expansion non figuré. L'embout 4 intègre dans sa partie supérieure un trou épaulé 9 débouchant dans le passage 3 par un orifice 10 disposé au voisinage du siège 7 et en aval de ce dernier dans le sens de l'écoulement de l'eau. Dans le trou 9 est placé un ajutage rapporté 11 destiné à limiter le débit passant dans le vase d'expansion sur lequel vient se fixer la durit assurant la liaison entre le piquage et le vase d'expansion.The connection nozzle 4 also receives a degassing nozzle 8 intended to purge the water of the cooling circuit of any air bubbles which it contains by directing a predetermined flow of water towards the expansion tank not shown. . The end piece 4 incorporates in its upper part a shouldered hole 9 opening into the passage 3 through an orifice 10 disposed in the vicinity of the seat 7 and downstream of the latter in the direction of the flow of the water. In the hole 9 is placed an attached nozzle 11 intended to limit the flow rate passing through the expansion tank on which the hose is fixed ensuring the connection between the nozzle and the expansion tank.
Pour supprimer la zone dépressionnaire susceptible d'entrainer la réaspiration de l'air du vase d'expansion qui est générée au droit de l'orifice d'entrée 10 du piquage de dégazage 8 lors de l'ouverture du volet obturateur, du fait alors d'une vitesse d'eau importante générant un effet venturi, l'embout 4 intègre au voisinage de l'orifice 10 et en aval de ce dernier un muret 12 formé par une excroissance de la paroi interne de l'embout 4 s'étendant en saillie radiale à 1 • intérieur du passage ménagé pour la circulation de l'eau. La présence de ce muret 12 entraîne une mise en pression de l'écoulement d'eau lors de l'ouverture du volet obturateur du dispositif thermostatique 5 directement en amont du muret 12 et donc au droit de l'orifice 10. La forme et les dimensions du muret 12 sont bien évidemment déterminées en fonction des caractéristiques propres à chaque circuit de refroidissement de manière à obtenir la mise en pression souhaitée au droit de l'orifice d'entrée 10 du piquage de dégazage sans pour autant réduire de façon significative le débit d'eau vers le radiateur principal. De préférence, on pourra conformer le muret 12 de façon à ce que sa surface frontale présente au droit de l'orifice d'entrée 10 du piquage de dégazage 8, une hauteur comprise entre deux et quatre fois le diamètre de cet orifice 10 et une largeur comprise entre trois et huit fois ce diamètre.To remove the low pressure area likely to cause the air to be sucked back from the expansion tank which is generated in line with the inlet orifice 10 of the degassing nozzle 8 when the shutter is opened, thereby thereby at a high water speed generating a venturi effect, the end piece 4 integrates in the vicinity of the orifice 10 and downstream of the latter a low wall 12 formed by a protrusion of the internal wall of the end piece 4 extending radially projecting 1 • inside the passage for water circulation. The presence of this low wall 12 causes the water flow to be pressurized when the shutter flap of the thermostatic device 5 is opened directly upstream of the low wall 12 and therefore in line with the orifice 10. The shape and dimensions of the wall 12 are obviously determined as a function of the characteristics specific to each cooling circuit so as to obtain the desired pressurization at the level of the inlet orifice 10 of the degassing nozzle without reducing the significantly the water flow to the main radiator. Preferably, the wall 12 can be shaped so that its front surface has, at the level of the inlet orifice 10 of the degassing nozzle 8, a height of between two and four times the diameter of this orifice 10 and a width between three and eight times this diameter.
Par ailleurs, cette forme tient compte également des moyens mis en oeuvre pour réaliser le boîtier 1 et notamment l'embout de raccordement 4. Ainsi pour obtenir une forme facilement demoulable il est possible de prolonger axialement le muret jusqu'à l'extrémité de sortie de l'embout 4.Furthermore, this shape also takes into account the means used to produce the housing 1 and in particular the connection end piece 4. Thus to obtain an easily demoldable shape it is possible to extend the wall axially up to the outlet end tip 4.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these are carried out according to the spirit.

Claims

REVENDICATIONS
[1] Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide de moteur à combustion interne du type comportant un boîtier (1) à l'intérieur duquel est ménagé un passage (3) entre un orifice d'entrée destiné à venir se connecter à l'orifice de sortie de la chambre d'eau du moteur, et un orifice de sortie destiné à être raccordé au radiateur principal du moteur, ledit passage (3) étant muni d'un dispositif de commande thermostatique (5) contrôlant la circulation du liquide et d'un piquage de dégazage (8) débouchant en aval dudit dispositif thermostatique (5) dans le sens de l'écoulement du liquide, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) coopère avec des moyens de mise en pression (12) du liquide empêchant tout phénomène de réaspiration d'air à travers ledit piquage de dégazage (8) .[1] Thermostatic valve for liquid cooling circuit of an internal combustion engine of the type comprising a housing (1) inside which is a passage (3) between an inlet orifice intended to be connected to the outlet port of the engine water chamber, and an outlet port intended to be connected to the main engine radiator, said passage (3) being provided with a thermostatic control device (5) controlling the circulation of the liquid and a degassing nozzle (8) opening downstream of said thermostatic device (5) in the direction of flow of the liquid, characterized in that the inlet orifice (10) of the degassing nozzle (8) cooperates with means for pressurizing (12) the liquid preventing any phenomenon of air re-suction through said degassing connection (8).
[2] Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de mise en pression (12) du liquide au droit de l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) sont portés par le boîtier (1) .[2] Thermostatic valve for liquid cooling circuit according to claim 1, characterized in that the means for pressurizing (12) the liquid in line with the inlet orifice (10) of the degassing nozzle (8) are carried by the housing (1).
[3] Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide selon la revendication 2 , caractérisée en ce que les moyens de mise en pression du liquide au droit de l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) sont constitués par une paroi interne (12) dudit boîtier (1) de forme adaptée s'étendant en saillie à l'intérieur du passage (3) derrière l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) dans le sens de l'écoulement du liquide.[3] Thermostatic valve for liquid cooling circuit according to claim 2, characterized in that the means for setting pressure of the liquid in line with the inlet orifice (10) of the degassing nozzle (8) are constituted by an internal wall (12) of said housing (1) of suitable shape projecting inside the passage (3) behind the inlet opening (10) of the degassing nozzle (8) in the direction of flow of the liquid.
[4] Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide selon la revendication[4] Thermostatic valve for liquid cooling circuit according to claim
3, caractérisée en ce que ledit passage (3) pour le liquide de refroidissement s'étend à travers le corps (2) dudit boîtier (1) et un embout de raccordement (4) entre lesquels est placé le dispositif de commande thermostatique (5) contrôlant la circulation du liquide, ledit embout de raccordement (4) portant le piquage de dégazage3, characterized in that said passage (3) for the coolant extends through the body (2) of said housing (1) and a connection piece (4) between which is placed the thermostatic control device (5 ) controlling the circulation of the liquid, said connection end piece (4) carrying the degassing nozzle
(8) et la paroi (12) de mise en pression du liquide au droit de l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) .(8) and the wall (12) for pressurizing the liquid in line with the inlet orifice (10) of the degassing nozzle (8).
[5] Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement par liquide selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisée en ce que ladite paroi (12) est conformée de façon à présenter une surface frontale au droit de l'orifice d'entrée (10) du piquage de dégazage (8) définie par une hauteur comprise entre deux et quatre fois le diamètre dudit orifice (10) et une largeur comprise entre trois et huit fois ledit diamètre. [5] Thermostatic valve for liquid cooling circuit according to any one of claims 3 to 4, characterized in that said wall (12) is shaped so as to have a front surface in line with the inlet orifice ( 10) of the degassing nozzle (8) defined by a height between two and four times the diameter of said orifice (10) and a width between three and eight times said diameter.
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