WO2006003336A1 - Systeme de refroidissement pour moteur de véhicule a circuit d'eau et circuit d'huile - Google Patents

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WO2006003336A1
WO2006003336A1 PCT/FR2005/050390 FR2005050390W WO2006003336A1 WO 2006003336 A1 WO2006003336 A1 WO 2006003336A1 FR 2005050390 W FR2005050390 W FR 2005050390W WO 2006003336 A1 WO2006003336 A1 WO 2006003336A1
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Guillaume Adam
Alfredo Dos Santos
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Renault S.A.S
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Definitions

  • Cooling system for vehicle engine with water circuit and oil circuit
  • the invention relates to cooling systems for a vehicle engine.
  • Such a system is known from EP-1 277 932, in the embodiment of FIG. 1.
  • This system comprises a module comprising an oil filter and an oil cooler.
  • the module is coupled to the oil circuit by being connected to an oil pump and to the engine crankcase.
  • the module is coupled to the water circuit so that it communicates with a water pump, a radiator and the cylinder block. Precisely, the water leaving the module is transmitted to the water pump, then sent from it into the cylinder block. At the outlet of the cylinder block, a fraction of the water passes through the radiator to join the module while another fraction enters the module without passing through the radiator.
  • This arrangement has the disadvantage that it is relatively bulky, complicated to implement and relatively unreliable due to the large number of interfaces.
  • An object of the invention is to make the system more compact, simpler to implement and more reliable.
  • a cooling system for a vehicle engine comprising: - a module comprising an oil cooler and a filter;
  • the system according to the invention may also have at least one of the following characteristics:
  • the module has a water inlet extending upstream of the cooler
  • the module has a water outlet extending downstream of the cooler
  • the duct extends upstream of the water outlet; - it includes a water pump extends year! downstream of the exit ⁇ 'B ⁇ I ⁇ ;
  • the modufe includes a huila filter relaxing downstream of the cooler
  • the module has an inlet Hufe relaxing upstream of at least one of the filter, and the refroid ⁇ ss ⁇ ur dratti conduit, and preferably the charges;
  • the module exhibiting a relaxing oil outlet downstream from at least one of the filter, the cooler and the oil duct, and preferably all three.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the water circuits and eight systems according to the preferred embodiment of the invention:
  • FIG. 2 is a diagram similar to FIG. 1 showing more precisely the spatial arrangement of the ducts
  • FIGS. 3 and 4 show two partial sectional views of a filtering and cooling module of the system of FIG. 1 illustrating respectively the circuit and the oil circuit;
  • FIG. 5 and 6 are views respectively illustrating the two main outer faces of the module of Figures 3 and 4.
  • This system 2 is a cooling system and a fiirfige for a motor vehicle engine
  • the system comprises a filtering and cooling module 4. This module is connected to a water circuit 6.
  • the system comprises : also a
  • the pump at 10 is intended to put water in the circuit
  • oil circuit Lo 8 radiator serves to cool: water in th water circuit!.
  • the module comprises a refrûldisseor of iiule 14 and an oil filter 16.
  • the oil cooler referred to cool the oil by means of the water flowing through Ie cool heart, L® filter howling is operable to purify oil that
  • the water circuit 6 comprises a single water conduit 20 connecting a
  • the module 4 Downstream of the water inlet 22, the module 4 comprises a terminating y ⁇ branch 24 which divides the flow of eay this conduit between on the one hand the oil refeeder 14 and ⁇ , water diversion duct 28 mounted parallel to the cooler
  • L @ module 4 comprises a branch 27 extend downstream of the cooler and the water flow from the cooler is mixed with the water debut from the bypass duct 26.
  • the set the reconstituted flow comes to a single output oau 28 modulates intêgrale ⁇ iert 4 and is transmitted to an input! pumped water from the water 10.
  • the conduit 25 dp bypass 26 has flow control means AAU: formed for example by a nozzle 30 disposed downstream cte i 'arn ⁇ nt end of the "armature and upstream of its end av ⁇ I.
  • the fraction of this flow passes through the oil cooler, while the fraction of the flow circumvents it by means of the bypass duct.
  • of oil from the oil pump 11 enters into an input of single oil 32 modyte 4 It then reaches a branch 34 extending ⁇ n $ val of this task.
  • a fraction of this flow pgr a first branch 42 of Terri bra ⁇ cliarnert and reaches the ⁇ ? oil filter 16, the complementary fraction of this flow is sent into an oil duct 36, then to the eThuite cooler 14, leaving the cooler ur.
  • this complementary fraction enters a second oil inlet of the oil filter.
  • the two fractions of this flow are combined inside the oil title and come out in the form of a single flow through a filter outlet.
  • the module 4 is thus connected to the other system members by only four pipes that put in communication respectively ⁇ ⁇ with the radiator the water pump, the pomf "oil and the housing.
  • all the flow of sau from the engine passes through module 4, i & il ensures distribution of water and oil in Téchang core 14 ⁇ al thee oil filter 18 in a minimum space requirement and no external stitching.
  • the module 4 is attached to the cylinder cylinder 12 of the engine . interface of the module with the casing cy ⁇ ndre, one recovers the .j dèbi oil coming from Is pump to liai the. This oil is filtered and partially cooled before emerging to the main engine ramp by the same interface. As an see, the flow of water and oil s® cross at self! modute and this, for efficiency closed heat exchanges.
  • H ⁇ v ⁇ jrrtlûri encompasses filter functions and Huite ";) rafr ⁇ idisseir oil on a carrier which acts as iuyao made of water to transfer the flow rate: the water to the radiator water pompa housing in a minimal footprint and without external bypass.
  • the oil filter is M of the rechargeable type, it is arranged in a housing integrated in the support. A plastic cover removably closes it in order to make the cartridge accessible for its replacement.
  • the oil is a standard POE type oil.
  • the cooler has a specific interface adapts itself to the mountings of the support. The interface is designed to be able to pass through its flow and scream on both sides with a tight fit suitable for two fluids.
  • the module 4 also makes it possible to avoid pressure drops on the water and hut circuits.
  • the cooler 14 extends downstream of the radiator B into the water circuit.
  • the oil circuit comprises an oil bypass conduit causing a fraction of the flow from the ictement in the oil filter without passing through is what has been described above, and d # indêpe ⁇ dam ⁇ i ⁇ nt ⁇ different, characteristics presented £> $ rf®s us about the circuit configuration of water, especially EI ⁇ d participate ⁇ ridarn ment milk that extends refra ⁇ dîsseur ⁇ not downstream of the radiator in the wall.

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Abstract

Le système de nefroidissement pour moteur de véhicule comprend: - un module (4) comprenant un refroidisseur d'huile (14) et un filtre (16) ; - un radiateur (8) ; et - un circuit d'eau (6). Le refroidisseur (14) s'étend en aval du radiateur (8) dans le circuit d'eau (6).

Description

Système de refroidissement pour moteur de véhicule à circuit d'eau et circuit d'huile
L'invention concerne les systèmes de refroidissement pour moteur de véhicule.
On connaît un tel système du document EP-1 277 932, dans le mode de réalisation de la figure 1. Ce système comporte un module comprenant un filtre à huile et un refroidisseur d'huile. Le module est couplé au circuit d'huile en étant relié à une pompe à huile et au carter cylindre du moteur. Par ailleurs, le module est couplé au circuit d'eau de sorte qu'il communique avec une pompe à eau, un radiateur et le carter cylindre. Précisément, l'eau sortant du module est transmise à la pompe à eau, puis envoyée à partir de celle-ci dans le carter cylindre. En sortie du carter cylindre, une fraction de l'eau passe à travers le radiateur pour rejoindre le module tandis qu'une autre fraction entre dans le module sans passer par le radiateur. Cet agencement a pour inconvénient qu'il est relativement encombrant, compliqué à mettre en place et relativement peu fiable en raison du grand nombre d'interfaces.
Un but de l'invention est de rendre le système plus compact, plus simple à mettre en oeuvre et plus fiable.
A cet effet, on prévoit selon l'invention un système de refroidissement pour moteur de véhicule comprenant: - un module comprenant un refroidisseur d'huile et un filtre ;
- un radiateur ; et
- un circuit d'eau, dans lequel le refroidisseur s'étend en aval du radiateur dans le circuit d'eau. Le système selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes :
- le module présente une entrée d'eau s'étendant en amont du refroidisseur ;
- le module présente une sortie d'eau s'étendant en aval du refroidisseur ;
- il comprend un conduit d'eau monté en parallèle au refroidisseur pour en former une dérivation ; - le conduit s'étend en aval de l'entrée d'eau ;
- le conduit s'étend en amont de la sortie d'eau ; - il comprend une pompe à eau s' étend an! en aval de la sortie Û'B^IΛ ;
- il comprend des moyaπ§ de réglage tfun débit d'eau dans le conduit ;
- le modufe comprend un filtre è huila détendant en aval du refroidisse ur ;
- il comprend un conduit d'huile monté en parallèle au refroid is-seyr pour en !5 former une dérivation ;
- il comprend des moyens de réglage d'un débit d'huite d^ns le conduit d'huile ;
- le module? présente une entrée d'hufe détendant en amont de l'un au moins parmi le filtre, le refroidïssβur et le conduit drhuile, et de préférence les frais ;
: o et
- le module présente y no sortie d'huile détendant en aval de l'un au moins parmi le filtre, te refroldisseur et le conduit d'huile, et de préférence les trois.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivant© d'un mode préfère de réalisation donné i
- = titre d'exemple non limitatif erj référence aux dessins annexés sur iesc
- la figure 1 est un schéma illustrant les circuits d'eau et d'huit* système selon te mode préfère de réalisation de l'invention :
- là figore 2 est on schéma analogue â la figure 1 montrant plus précisément l'agencement spatial des conduits ;
? c - les figures 3 et 4 snπt deux vues en coupe partial!® d'un module de filtrage et de refroidissement du système de la figure 1 illustrant respectivement le circuit cfoiay ôt le circuit d'huile : et
- les figures 5 et 6 sont des vues illustrant respectivement les deux faces externes principales du module des figures 3 et 4.
7 ;•• On H illustré aux figuras 1 à 6 un mode préféré de réalisation du système selon ! 'invention. Ce système 2 est un système de refroidissement et UΌ fiirfige pour moteur de véhicule automobile^
Le système comprend un module de filtrage et de refroidissement 4, Ce module est relié à un circuit d'eau 6. Le système comprend: également un
3 D radiateur B et une pompe à ^g u 1 û. le est par ailleurs relié à un circuit rf huile 9. Le système îent relié au circuit d'huîle une pompe à huste 1 1 » Le carter 12 est relié au circuit 9.
La pomp^ à «au 10 vise à mettre en càrculatiαri l'eau dans le circuit
.-. rf^au. De même, la pompe à huîte 11 visa à mettre en circulation l'huile dans
Se circuit d'huile, Lo radiateur 8 a pour fonction de refroidir l:eau dans !e circuit d'eau. Le module comprend un refrûldisseor d'iiule 14 et un filtre à huile 16. La refrôidisseur d'huile vîse à refroidir l'huile au moyen de l'eau qui traverse Ie refroidisse ur, L® filtre â hurle a pour fonction de purifier l'huile qui
IC le traversa On a seulement il lustré à la figure 1 le détail de l'agencement des conduits associés au module 4, L'agencement des autres conduits associés en partîQufer aux pompes, au radiateur et au esrter n'a pas été illustré, 11 ES! d'un type connu ΘO SU! et ne sera pas décrit en détail ici.
Le circuit tf eau 6 comprend un unique conduit d'eau 20 reliant une
1 = sortie d'eau dy radiateur S à y ne entrée d'eau 22 du module 4.
En aval de l'entrée d'eau 22, le module 4 comprend un
Figure imgf000005_0001
aboutissant â yπ embranchement 24 qui divise te débit d'eay ce conduit entre d'une part te refωîdisseur d'huile 14 et Φ,
Figure imgf000005_0002
conduit de dérivation d'eau 28 monte ers parallèle par rapport au refroidisseur
2 L"! d'huile, L@ module 4 comprend un embranchement 27 s'étendent en aval du refrαidi&seur et auquel te débit d'eau provenant du refroidiaseur est mélangé au débet d'eau provenant du conduit de dérivation 26. L'ensemble du débit ainsi reconstitué arrive à une sortie d'oau unique 28 du modula 4 et est intêgraleπiert transmis à une entrée d!eau de la pompa à eau 10.
25 Le conduit dp dérivation 26 présente des moyens de réglage du débit d'âau: formés par exemple par un ajutage 30 disposé en aval cte i 'extrémité arnσnt du «induit et en amont de son extrémité a v^I.
On voit donc que iintêgralitè du débit d'eau provenant du radiateur 8 pénètre dans le module 4 par rentrée 22 et en sort par la sortie 28. Une
}.ù fraction de ce débit traverse le refroid isseur d'huile tandis que la fraction CQmplêrπcïπîsiirTô le contourne grâce -au conduit do dérivation. d'huile provenant de la pompe à huile 11 pénètre en
Figure imgf000006_0001
une entrée d'huile unique 32 du modyte 4, II parvient alors à un embranchement 34 s' étendant ^n $ val de cette entrée. Une fraction de ce débit
Figure imgf000006_0002
pgr une première branche 42 de Terri braπcliarnert et parvient au ï? filtre à huile 16, La fraction complémentaire de ce débit est envoyée dans un conduit d'huile 36, puis au refroidïsseur eThuite 14, En sortie du refroidisse ur. cette fraction complémentaire pénètre- dans une deuxième entrée d'huile du filtre à huila. Les deux fractions de ce débit sont réunies à intérieur du titre à huile et sortent sous la formes d'un débit unique par une sortie tiThiite du filtre
I D à huile, puis par une sortie d'huilo unique 40 cfy modyle 4. Ce débit est alors intégralement transmis au carter cylindre 12. Des moyens cte réglage du détort d'huile sont prévus dans le conduit 42 qui constitue une dérivation à l'égard du refroidisseur d'huîfë, Ces moyens de réglage sont formés par exempte par un ajutage 44»
: 5 On voit dono que l'intégralité du débit provenant
Figure imgf000006_0003
11 pénètre par l'entrée d'huile 32. Une fraction de ce dans le filtre à huile diroctemerf , tandis qye la fractioi
Figure imgf000006_0004
tout d'abord dans le !"efrσidis.swr d'hyiβ pour pénétrer ensuite dans le îitfcre à huile. L'ensemble du débit sort du filtre à huite, puis du module 4 pour
2 ;> pénétrer dans Ie carter.
L©s mêmes éléments ont été Illustrés à la figure 2 Io u jours de façon schématique mais dans une configuration qui si elle reproduit les mêmes connexions, est dans sem agencement spatial plus proche de la configuration illustrée aux figures 3 et 4 qui illustrent le module 4,
2 h Sur les figures 2 à 6, on observe que le modyle 4 Incorpore donc, outre le filtre à huile 18 ^t le reftOïdtssβur d'huile 14, tes ajutages 44 et 30 ainsi qus tes embranchements 34, 24 et 27.
Le module 4 est donc relié aux autres organes du système par seulement quatre conduits quf le mettent en communication respectivement ï θ avec le radiateur la pompe à eau, la pomf» à huile et le carter. Dans ce système, tout le débit d'sau provenant do moteur traverse te module 4, i&queil assure la répartition d'eau et d'huile dans Téchang^ur 14 al te filtre à huile 18 dans un encombrement minimal et sans piquage extérieur.
Le module 4 est fixé dîrwterπeπt sur le oârter cylindre 12 du moteur Au niveau de i! interface du module avec le carter cyϋndre, on récupère te .j dêbi d'huile venant de Is pompe à liai le. Celle huile est filtrée et partiellement refroidie avant d® ressortir vers la rampe principale moteur par cette même interface. Comme an le voit, les flux d'eau et d'huile s® croisent au self! du modute et ce, pour l'efficacité clos échanges thermiques.
Ert d'autres ternies, Hπvεjrrtlûri regroupe les fonctions filtre à huite et " ;) rafrαidisseir d'huile sur un support qui fait office de iuyao d'eau pour assurer le transfert du débit d:eau du radiateur vers la pompa à eau du carter dans un encombrement minimal et sans dérivation externe.
Le filtra à huile est M du type rechargeable, Ii est disposé dans un logement intégré au support Un couvercle en matière plastique en assure la : 5 fermeture de façon amovible afin de rendre la cartouche accessible pour son remplace ment. l'huile est une huile standard de type POE. le refroidisse ur a une interface spécifique s'adapt&nt -aux fixations du support. L'interface est conçue pâtir faire transiter Ses débite d'^au et d'hurlé de part et d'autre avec 2 ;j une êtanchéié adaptée aox deux fluides.
Compte tenu de sa conception, le module 4 permet en outre d'éviter les pertes de charge sur les circuits d'eau et d'huîte.
Bien entendu, on pourra .apporter à ['invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de cfïik>ci.
2 L. Copinrre on l'a vu ci-dessus, le retroidisseur 14 s'étend en aval du radiateur B dans te circuit d'eau.
En l'absence de cette caractéristique, on pourra prévoir qu'un débit d'^su provenant du radiateur S demeuré divisé au sein du môdufe 4 par rem branchement 24, et ce même ë un autre débit d'eau pénètre dans le ?, 0 module 4 par une autre entrée d'eau. A ilnvorse, #π présence de c&tle caractéristique, on pourra prévoir que rem branche ment 24 s'étend lions du module 4,
Par &ii!êuf$? on pourra prévoir que le circuit d'huile comprend un conduit de dérivation d'huile amenant un® fraction du débit provenant de la ictement dans le filtre à huile sans passer par te
Figure imgf000008_0001
a ce qui a été décrit ci-dessus, et ce indêpeπdamπiθnt d#§ différentes, caractéristiques présentées £>rf®s$us concernant la configuration du circuit d'eau, eî en particulier Èπd épβridarn ment du lait que le refraïdîsseur s'étend© nu pas en aval du radiateu r dans le ci rouit fi 'CM U .

Claims

REVENDICATIONS
1. Système ds refroidissement pour moteur de vêlîcAJii
- un module (4) comprenant un reffoidtsseur d'huHe (14) et un filtre (16) ;
- un radiateur (S) ; et
- un circuit d'eau (6), caractérisé en ce que le r^froidisseur {14} s'étend en aval du radoteur (B) dans te circuit û'aau (6).
2. Système seton la revendication précédente, caractérisé en ce que le module (4) présente une entrée d'eau (22) s' étendant en amont du r^froidisseur ("
5 3. Système selon l'une quelconque des revendications préoédenleε caractérisé en ce que le module {4) présenta une sortie d'eau {2S) s'étendant en aval du refroidisseur (14),
4. Système selon Tune quelconque des revendications précédentes ϋ caractérisé en ce qu'il comprend un conduit d'eau (26) monté en parallèle a refroidisseur {14) pour en former une dérivation,
5. Système selon las revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l; conduit (26) s'étend en aval de l'entrée d'eau (22).
6. System© selon les revendications 3 ^l 4, caractérisé en œ que I conduit (26) s' étend en g muni de la sortie d'eau
7, Système selon, l'une quelconque des revendications 3 ou B, 0 caractérisé en ce qu'il comprend une pompe à eau (10} s'ètendant en aval
8, Sf&tèmû selon furie quelconque des revendications 4 à ?, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30) de réglage d'un débit d'eau dans Is conduit (26},
9. Système saiort l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ie module (4) comprend un filtre â huile (16) «'étendant en avai du n&froidisssur (14).
I Li If]. Système selon l'une quelconque des rφvarcdfca! précédentes, caractérisé en m qull comprend un conduit dîiufe (42} monté en parallèle au refro§diBseur {14) pour ©π former y ne dérivation.
11. Système selon la revé .5 comprend des moyens {44) de tê\ d'huile (42).
12. Système selon tes revendications 9 et 10f caraclêrisê en c^ que le module {4} présente une entrée d'huîte (32) s'étend a nt en amont de l'un au I O moins parmi le Mm (16), Io •idisseur (14) et te préférence les trois.
13. Système selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que te module (4) présente y no sortie eThyfe (40) s'étendant en aval de l'un au moins parmi te filtre (16), le refroidisseur (14) et le conduit d'huile (42), et de srence les trois.
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