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1500 Watts
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de 100 Watts
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300 Watts
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Molecule
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DES
(2)
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Chemical Role
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COOLANT
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519694A1
Family ID 8092905
Probable Assignee Valeo
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CIRCUIT HYDRAULIQUE ECONOMIQUE POUR LE REFROIDISSEMENT D'UN
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE
EN Title ECONOMICAL HYDRAULIC COOLING CIRCUIT FOR MOTOR VEHICLE ENGINE
- USES CONTINUOUSLY RUNNING ELECTRICALLY DRIVEN COOLANT PUMP AND
HIGHER POWER PUMP CONNECTED TO ENGINE THROUGH CLUTCH WHEN TEMP. IS
HIGH
Abstract
_________________________________________________________________
CIRCUIT HYDRAULIQUE ECONOMIQUE POUR LE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE.
LE CIRCUIT COMPORTE UNE POMPE PRIMAIRE P A FONCTIONNEMENT PERMANENT ET
DE PETITE PUISSANCE ET UNE POMPE SECONDAIRE S DE PLUS FORTE PUISSANCE
QUE LA POMPE PRIMAIRE P ET A FONCTIONNEMENT INTERMITTENT. LA POMPE
SECONDAIRE S EST MISE EN JEU EN REPONSE A UN ETAT D'AU MOINS UN
FACTEUR QUI REFLETE UN BESOIN DE REFROIDISSEMENT ACCRU, PAR EXEMPLE LA
TEMPERATURE EN UN POINT 24 DU MOTEUR M.
APPLICATIONS: REFROIDISSEMENT DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE DES
VEHICULES AUTOMOBILES.
The hydraulic cooling circuit for an internal combustion engine used
in a motor vehicle traverses the engine (M) and a heat exchanger (14)
and has a pumping system comprising a primary pump (P) which runs
continuously and a secondary pump (S) of higher power than the primary
pump and operating intermittently in response to engine temperature.
The primary pump is driven by an electric motor (18) and may be run at
constant speed in conjunction with a variable opening thermostat (13)
in the cooling circuit, or at a speed variable with engine
temperature. The secondary pump (S) is driven by the engine, through a
clutch (22) which is engaged when the engine temperature exceeds a
pre-set threshold.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte a un circuit hydraulique pour le
refroidissement d'un moteur a combustion interne de vehicule
automobile, ce circuit traversant ledit moteur et un echangeur
thermique et ayant des moyens de pompe.
En general, les moyens de pompe consistent en une pompe entrainee par
le moteur du vehicule a une vitesse proportionnelle a celle de ce
moteur. I1 en resulte une depense d'energie qui est parfois
inutilement elevee, par exemple lorsque le vehicule roule a grande
vitesse en regime etabli, en plaine ou en descente. Par ailleurs, le
refroidissement peut etre insuffisant lorsque le vehicule est a
l'arret et que le moteur tourne au ralenti, ce qui est
particulierement genant si cette circonstance se produit alors que le
moteur est tres chaud.
En outre, la pompe entrainee par le moteur a une vitesse qui est
independante de la temperature du moteur, ne permet, au mieux, de
maintenir la temperature du moteur qu'entre une limite inferieure, a
la sortie du moteur, et une limite superieure, a l'entree du moteur,
qui presentent entre elles un ecart important, par exemple de l'ordre
de 20 a 400C De ce fait, la temperature du moteur n'est pas fixee
d'une maniere precise, ce qui oblige a prevoir un refroidissement plus
fort donc moins economique, sans reelle utilite pour le moteur et meme
plutot defavorable a son rendement, uniquement pour eviter les risques
d'ebullition du liquide de refroidissement.
De plus, une telle imprecision de la temperature du moteur nuit a
l'obtention de conditions optima de reglage de la combustion et de
l'allumage du moteur.
On pourrait sans doute entrainer la pompe du circuit de
refroidissement par un moteur electrique dont la vitesse depend de la
temperature du circuit de refroidissement. Mais, si ce moteur
electrique est tel que le refroidissement soit assure dans tous les
cas, meme a pleine charge, sa puissance doit etre prevue tres
importante, de l'ordre d'un kilowatt, ce qui rend son prix de revient
prohibitif et les conditions de regulation difficiles.
La presente invention a pour objet un-circuit hydraulique pour le
refroidissement d'un moteur a combustion interne de vehicule
automobile, du type indique ci-dessus, qui est exempt de ces
inconvenients et dans lequel le moteur est re froidi dans
d'excellentes conditions et d'une maniere economique, en toutes
circonstances.
Suivant l'invention, ce circuit est caracterise en ce que les moyens
de pompe comportent, d'une part, une pompe primaire a fonctionnement
permanent et, d'autre part, une pompe secondaire de plus forte
puissance que la pompe primaire et a. fonctionnement intermittent,
ladite pompe secondaire etant mise en jeu en reponse a un etat d'au
moins un facteur qui reflete un besoin de refroidissement accru.
La pompe primaire a fonctionnement permanent est prevue avec une tres
petite puissance, par exemple de l'ordre de 100 Watts. Elle est
avantageusement entrainee par un petit moteur electrique dont la
puissance est comparable a celle d'un moteur d'essuie-glace. Ce moteur
peut etre preau a vitesse constante, et, dans ce cas, le circuit
comporte avantageusement une vanne thermostatique qui presente une
ouverture d'autant plus grande que la temperature du circuit est plus
forte.
Le moteur electrique pour l'entrainement de la pompe primaire a
fonctionnement permanent peut egalement etre prevu dans de bonnes
conditions en raison de sa faible puissance avec ane vitesse variable
en fonction d'un ou plusieurs facteurs predetermines, par exemple en
fonction de la temperature du moteur.
La pompe secondaire dont la puissance est plus forte que celle de la
pompe primaire est avantageusement prevue entrainee par le moteur du
vehicule, ceci par l'intermediaire d'un embrayage qui est engage
lorsque la temperature du moteur du vehicule depasse un seuil
predetermine.
Ainsi, lorsque les conditions de charge ne sont pas severes, le
refroidissement est assure seulement par la petite pompe primaire a
fonctionnement permanent et ce n'est que lorsque les conditions de
charge deviennent plus difficiles que la pompe secondaire a
fonctionnement intermittent intervient en superposant son action a
celle de la petite pompe primaire.
Pour fixer les idees la puissance de la pompe secondaire a
fonctionnement intermittent peut etre de l'ordre de trois a quinze
fois la puissance de la pompe primaire et par exemple avoir une
puissance d'environ 300 Watts a 1500 Watts.
Il resulte de la disposition selon l'invention d'abord une economie
importante d'energie. Mais, de plus, les conditions de refroidissement
du moteur restent excellentes, meme lorsque le vehicule est a l'arret
et que le moteur tourne au ralenti alors qu'il a ete porte a une
temperature elevee. En effet, la pompe a fonctionnement permanent
assure alors le refroidissement necessaire dans de bonnes conditions.
En outre, l'agencement suivant l'invention a pour resultat de
permettre un refroidissement regule dans des conditions favorables ou
la difference des temperatures a l'entre et a la sortie du moteur est
reduite et est de l'ordre de quelques degres seulement Par consequent,
la temperature du moteur peut etre fixee d'une maniere precise Ceci
permet de prevoir cette temperature avec une valeur relativement
elevee, par exemple 1050qui est favorable au rendement du moteur et
permet un refroidissement moins intensif donc economique, sans risque
d'ebullition du liquide de refroidissement, tandis que les conditions
de reglage de la combustion et de l'allumage du moteur sont
considerablement ameliorees.
Dans une forme d'execution, la pompe primaire et la pompe secondaire
sont montees en parallele dans le circuit.
Dans ce cas, la pompe secondaire est avantageusement dotee d' un
clapet anti-retour. En variante, la pompe primaire et la pompe
secondaire sont montees en serie dans le circuit.
De preference, le circuit comporte, en derivation avec le moteur du
vehicule et les pompes, une branche de chauffage de l'habitacle du
vehicule et egalement une branche, a debit reduit, pour le rechauffage
du carburateur du moteur du vehicule.
Des formes d'execution de l'invention sont ci-apres decrites, a titre
d'exemple, en reference aux dessins annexes dans lesquels la figure 1
est un schema d'un circuit hydraulique suivant l'invention pour le
refroidissement d'un moteur a combustion interne de vehicule
automobile, la pompe primaire et la pompe secondaire etant montees en
parallele; la figure 2 est une vue d'un clapet anti-retour associe a
la pompe secondaire, en position quverte; la figure 3 est une vue
analogue a la figure 2, mais dans laquelle le clapet anti-retour est
en position fermee; les figures 4, 5 et 6 sont des schemas analogues a
celui de la figure 1 mais concernent trois variantes, respectivement.
On se referera d'abord aux figures 1 a 3, qui concernent un circuit
hydraulique de refroidissement d'un moteur a combustion interne de
vehicule automobile. On voit a la figure 1, en M le moteur a
combustion interne du vehicule automobile et en C le carburateur de ce
moteur. Le circuit hydraulique de refroidissement du moteur M comporte
un conduit 10 qui entre en 11 dans le moteur M et qui sort de ce
moteur M en 12. Le conduit 10 comporte, a l'aval de la sortie 12, une
vanne thermostatique 13. Cette vanne thermostatique 13 est sensible a
la temperature du liquide de refroidissement dans le conduit 10 et a
une ouverture qui est d'autant plus grande que cette temperature est
elle-meme plus forte.
A l'aval de la vanne thermostatique 13, le conduit 10 comporte un
echangeur thermique tel qu'un radiateur 14 qui est expose a l'air
exterieur et qui est egalement associe a un ventilateur 15.
A l'aval du radiateur 14, le conduit 10 comporte deux pompes P et S
montees en parallele.
La pompe P est une pompe primaire a fonctionnement permanent et de
faible puissance par exemple de l'ordre de 100
Watts, tandis que la pompe S est une pompe secondaire a fonctionnement
intermittent et a plus forte puissance par exemple de l'ordre de 300 a
1500 Watts. La pompe secondaire S est associee a un clapet anti-retour
16 qui empeche le liquide issu de la pompe primaire P de refluer vers
la pompe S. Les deux pompes P et S alimentent en parallele l'entree 11
du moteur M.
On voit plus en detail aux figures 2 et 3 le clapet 16 qui comporte
une membrane 17 adaptee a se soulever (figure 2) lorsque le liquide
est refoule de la pompe S vers l'entree 11 et qui se referme (figure
3) pour empecher le liquide refoule de la pompe P de remonter vers la
pompe S.
La pompe P est entrainee en rotation par un moteur electrique. 18 qui,
dans l'exemple de la figure 1, est a vitesse constante.
La pompe secondaire S est entrainee mecaniquement par le moteur M par
l'intermediaire d'une transmission a poulies 19 et 20 et courroie 21,
ainsi que par l'intermediaire d'un embrayage 22.
Cet embrayage 22 est engage lorsque la temperature du moteur M depasse
un seuil predetermine, par exemple 1050C. A cet effet, l'embrayage 22
est asservi a une commande 23 qui est elle-meme sensible a la
temperature en un point de detection 24 convenablement choisi en un
emplacement du moteur situe pres de la culasse ou peuvent apparaitre
des points chauds.
Le circuit hydraulique de refroidissement du moteur M comporte
egalement, en derivation avec le moteur M et les pompes P et S, d'une
part une branche 25 de chauffage de 1' habitacle du vehicule, et
d'autre part une branche 26, a debit reduit, pour le rechauffage du
carburateur C du moteur M.
La branche 25 comporte un bouton 27 de reglage du debit a la
disposition de l'usager et egalement un radiateur 28 associe a un
ventilateur 29. La branche 26 de rechauffage du carburateur C comporte
un etranglement ou orifice calibre 30 qui permet de faire passer dans
la branche 26 un debit permanent et tres reduit.
Lorsque les conditions de refroidissement du moteur sont favorables,
par exemple lorsque le vehicule roule a grande vitesse en plaine, la
temperature du moteur M au point 24 est en dessous du seuil
predetermine de 1050C, et l'embrayage 22 est desengage. Seule la pompe
primaire P a fonctionnement permanent intervient pour faire circuler
le liquide dans le conduit de refroidissement 10.
Lorsque les conditions de charge sont plus difficiles, par exemple
lorsque le vehicule monte une longue rampe, la temperature du moteur M
au point 24 augmente au-dessus du seuil de 1050C, ce qui a pour effet
d'engager l'embrayage 22.
Des lors, la pompe secondaire S est mise en marche et superpose son
action a celle de la pompe primaire P. On assure ainsi un
refroidissement accru du moteur M.
Lorsque le vehicule est a l'arret, avec le moteur au ralenti, un
refroidissement efficace du moteur est assure par la pompe primaire P
qui fonctionne d'une maniere permanente.
On appreciera que la disposition selon l'invention est economique du
double point de vue du prix de l'installation et de la depense
d'energie. Les conditions de refroidissement sont excellentes en
toutes circonstances, ceci avec une difference de temperatures
avantageusement reduite, par exemple de l'ordre de quelques degres
seulement entre l'entree 11 et la sortie 12 du circuit de
refroidissement dans le moteur M. Par consequent, la temperature du
moteur peut etre fixee d'une maniere precise. Ceci permet de prevoir
cette temperature avec une valeur relativement elevee, par exemple
1050C, qui est favorable au rendement du moteur et permet un
refroidissement moins intensif donc economique, sans risque
d'ebullition du liquide de refroidissement, tandis que les conditions
de reglage de la combustion et de l'allumage du moteur sont
considerablement ameliorees.
En variante (figure 4) la disposition est analogue a celle qui vient
d'etre decrite en reference aux figures 1 a 3 mais la vanne
thermostatique 13 est supprimee et la pompe primaire P, au lieu d'etre
entrainee par un moteur electrique a vitesse constante, est entrainee
par un moteur 18' a vitesse variable d'autant plus elevee que la
temperature du moteur M est elle-meme plus elevee. A cet effet, le
moteur electrique a vitesse variable 18' est asservi a une commande 31
qui est sensible, comme la commande 23 de l'embrayage, au point 24 du
moteur situe pres de la culasse.
Le fonctionnement est analogue a celui qui a ete prece damnent decrit.
On se referera maintenant a la figure 5 ou la disposition est toujours
analogue a celles qui ont ete decrites precedemment, mais la pompe
primaire P au lieu d'etre entrainee par un moteur electrique 18 ou
18', est entrainee mecaniquement a partir du moteur M du vehicule par
l'intermediaire d' un variateur 32 a courroie 33. Ce variateur 30 est
avantageusement asservi a une commande 34 qui est sensible a la
temperature au point 24 du moteur M de telle sorte que la vitesse de
la pompe primaire P soit rendue d'autant plus elevee que la
temperature au point 24 est elle-meme plus elevee.
Le fonctionnement est toujours analogue a ceux qui ont ete
precederrpnent decrits.
On se referera maintenant a la figure 6 ou la disposition est toujours
analogue a celles qui ont ete precedemment decrites, mais dans
laquelle la pompe primaire P et la pompe
S sont montees, non pas en parallele, mais en serie dans le conduit
10. Dans ce cas, le clapet anti-retour 16 est supprime.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1) Circuit hydraulique pour le refroidissement d'un moteur(M)a
combustion interne de vehicule automobile, ce circuit traversant ledit
moteur M et un echangeur thermique (14) et ayant des moyens de pompe,
circuit caracterise en ce que lesdits moyens de pompe comportent,
d'une part, une pompe primaire (P) a fonctionnement permanent et,
d'autre part, une pompe secondaire (S) de plus forte puissance que la
pompe primaire et a fonctionnement intermittent, ladite pompe
secondaire (S) etant mise en jeu en reponse a un etat d'au moins un
facteur (24) qui reflete un besoin de refroidissement accru.
2) Circuit suivant la revendication 1, caracterise en ce que la pompe
primaire (P) a fonctionnement permanent est entrainee par un moteur
electrique (18, 18').
3) Circuit suivant la revendication 2, caracterise en ce que le moteur
electrique (18) d'entrainement de la pompe primaire est a vitesse
constante, tandis que le circuit de refroidissement (10) comporte une
vanne thermostatique (13) dont l'ouverture est d'autant plus grande
que la temperature du circuit est plus forte
4) Circuit suivant la revendication 2, caracterise en ce que le moteur
electrique (18') d'entrainement de la pompe primaire est a vitesse
variable d'autant plus elevee que la temperature du moteur du vehicule
est plus elevee.
5) Circuit suivant la revendication 1, caracterise en ce que la pompe
primaire (P)- a fonctionnement permanent est entrainee par le moteur
du vehicule par l'intermediaire d'un variateur de vitesse (32) qui
entraine la pompe primaire (P) d'autant plus vite que la temperature
du moteur du vehicule est plus elevee.
6) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5,
caracterise en ce que la pompe secondaire (S) a fonctionnement
intermittent est entrainee par le moteur (M) du vehicule par
l'intermediaire d'un embrayage (22) qui est engage lorsque la
temperature du moteur du vehicule depasse un seuil predetermine.
7) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6,
caracterise en ce que la puissance de la pompe secon daire (S) a
fonctionnement intermittent est comprise entre trois et quinze fois la
puissance de la pompe primaire (P) a fonctionnement permanent.
8) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 a 7,
caracterise en ce que la pompe primaire (P) et la pompe secondaire (S)
sont montees en parallele dans le circuit.
9) Circuit suivant la revendication 8, caracterise en ce que la pompe
secondaire (S) est dotee d'un clapet antiretour (16).
10) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 a 7,
caracterise en ce que la pompe primaire (P) et la pompe secondaire (S)
sont montees en serie dans le circuit (10).
11) Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 a 10,
caracterise en ce qu'il comporte, en derivation avec le moteur (M) du
vehicule et les pompes (P, S) une branche (25) de chauffage de
l'habitacle du vehicule et une branche (26), a debit reduit, pour
rechauffage d'un carburateur (C) du moteur (M) du vehicule.
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