EP3486446A1 - Agencement de circuits de refroidissement d'un moteur - Google Patents

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EP3486446A1
EP3486446A1 EP18202464.6A EP18202464A EP3486446A1 EP 3486446 A1 EP3486446 A1 EP 3486446A1 EP 18202464 A EP18202464 A EP 18202464A EP 3486446 A1 EP3486446 A1 EP 3486446A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
arrangement
housing
cooling fluid
inlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18202464.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Millon
Jean-Louis Gratian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP3486446A1 publication Critical patent/EP3486446A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/027—Cooling cylinders and cylinder heads in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/02—Details using shape memory alloys

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement of cooling circuits of an engine.
  • the invention also relates to an engine comprising such an arrangement.
  • the invention finally relates to a vehicle comprising such a motor.
  • An internal combustion engine of a motor vehicle generally uses a liquid cooling circuit.
  • a liquid cooling circuit provides the components, in particular the cylinder or cylinder block and the cylinder head, with operation in an optimum temperature range. Indeed, it is preferable that these components work between a low threshold temperature and a high threshold temperature, with regard to problems of friction and / or operating gaps.
  • the object of the invention is to provide an arrangement of liquid cooling circuits of an internal combustion engine overcoming the above disadvantages and offering the possibility of managing the cooling of each component independently.
  • the solution offers a simple, economical and reliable arrangement.
  • the invention relates to an arrangement comprising at least two cooling circuits for the respective cooling of at least two distinct components of an engine, in particular an internal combustion type engine, the arrangement comprising a housing comprising at least two inputs for the respective returns of the at least two cooling circuits and at least one main outlet for supplying cooling fluid to the at least two cooling circuits, this at least one main outlet being arranged close to the at least two cooling circuits; minus two inputs on one and the same face of the housing, the housing comprising at least one valve per entry controlled for opening / closing to allow or not the circulation of the respective cooling fluid in the at least one of the two cooling circuits, in particular according to the temperature of said cooling fluid.
  • the at least two components may be a cylinder block and a cylinder head of an internal combustion engine.
  • Each inlet may be provided with a respective orifice through which cooling fluid is constantly escaping so that the cooling fluid is in contact with a respective shape-memory element, in particular an orifice of a section which can have a surface equivalent to the surface of a disc of diameter between 50 microns and 3 mm.
  • the shape memory element of the input of the cooling circuit of the cylinder head can cause opening / closing the valve of said input of the cooling circuit of the cylinder head, the memory element of the circuit input cooling of the cylinder block which can cause opening / closing the valve of said inlet of the cooling circuit of the cylinder block.
  • the shape memory element of the inlet of the cooling circuit of the cylinder head may cause its valve to open when a first temperature threshold of the cooling fluid of between 15 ° C and 35 ° is reached. C, especially 25 ° C.
  • the shape memory element of the inlet of the cooling circuit of the cylinder block may cause its valve to open when a second temperature threshold of the cooling fluid of between 70 ° C. and 90 is attained. ° C, especially 80 ° C.
  • the housing can be arranged on a coupling face, in particular a coupling face intended to receive a gearbox of an internal combustion engine.
  • the housing may include at least one secondary outlet for discharging coolant from the at least two cooling circuits from the housing.
  • the housing may comprise two secondary outlets for evacuating from the housing the cooling fluid having passed through the at least two inlets, respectively.
  • the invention also relates to an engine, in particular an internal combustion engine, comprising an arrangement as defined above.
  • the invention also relates to a vehicle, particularly a motor vehicle, or a boat or a motorcycle, comprising a motor as defined above.
  • a motor 10 comprises components 110, 120 which should be cooled.
  • a first circuit 111 for cooling the first component 110 and a second circuit 121 for cooling the second component 120 are then provided.
  • An arrangement 100 comprises in particular these two cooling circuits 111, 121 and a housing 150 disposed on a face F of the motor 10. These two circuits 111, 121 form part of a general cooling circuit 130.
  • the housing 150 preferably comprises two inputs 151, 152 for the respective returns of the two cooling circuits 111, 121 and a main output 153 for supplying cooling fluid to the two cooling circuits 111, 121.
  • the main output 153 is arranged near the two inputs 151, 152 on the same face 159 of the housing 150. This face 159 of the housing 150 is arranged so as to be opposite the face F of the motor 10.
  • the housing 150 comprises a valve 161, 162 by inlet 151, 152.
  • These valves 161, 162 are controlled opening / closing to allow or not the circulation of respective cooling fluid in the two circuits 111, 121 cooling, for example depending on the temperature of the coolant, as will be detailed later.
  • the motor 10 is of the internal combustion type.
  • Such an engine is generally provided with a facade or mating face, opposite a facade or distribution face with respect to the presence of a chain or timing belt.
  • the face F facing the face 159 of the housing 150 corresponds to the coupling face, often connected to a clutch and / or a gearbox.
  • the components to be cooled are, for example, a cylinder head 120 and a cylinder block 110 or cylinder 110, in the case of a single-cylinder type engine.
  • an element 182 for example with a shape memory, at the inlet 152 of the housing 150 communicating with the circuit 121 for cooling the cylinder head 120 opens and / or closes the valve 162.
  • the inputs 151, 152 are preferably arranged close to one another and on the same face 159 of the housing 150, it is preferable that each is open and / or closed independently of the other.
  • the valves 161, 162 are controlled independently of one another in opening and / or closing.
  • valves 161, 162 are preferably articulated around axes perpendicular or substantially perpendicular to the axes A1, A2 of the inputs 151, 152, or else perpendicular or substantially perpendicular to the direction of the flow of the cooling fluid leaving the outlets 113, 123 of the circuits 111, 121.
  • the inlets 151, 152 are preferably each provided with a respective orifice 191, 192 through which the cooling fluid constantly escapes. In this case, two "leaks" of coolant are created.
  • the orifice 191 provides a permanent contact between the cooling fluid leaving the circuit 111 of the cylinder block 110 and the element 181.
  • the orifice 192 offers meanwhile a permanent contact between the cooling fluid leaving the circuit 121 of the cylinder head 120 and the element 182.
  • Each orifice 191, 192 may for example be a duct allowing cooling fluid to be extracted from the main flow leaving the outlet 113 of the first circuit 111, respectively via the outlet 123 of the second circuit 121, to reach each inlet 151, 152 each at each element 181, 182.
  • Each orifice 191, 192 or conduit may extend obliquely with respect to each axis A1, A2 of each input 151, 152.
  • the section of each orifice 191, 192 is preferably circular but may be of another form compatible with the mode of obtaining the housing 150.
  • the section of each orifice 191, 192 has a calibrated surface or area for example equivalent to that of a disk of diameter between 50 ⁇ m and 3.0 mm.
  • These sections may be of identical or substantially identical shape and therefore have the same surface or substantially the same surface.
  • different sections of the orifices 191, 192 can compensate for this difference and make it possible to obtain as many leakage of coolant on the element 181 that on the element 182.
  • these orifices 191, 192 may have a section of different shape and / or have a different surface section.
  • each element 181, 182 due to its contact with the cooling fluid, that is why the surface of each section of the orifices 191, 192 is for example specifically calibrated.
  • the elements 181, 182, for example of the shape memory spring type are not necessarily identical. Their section may be different and / or their length and / or their length of winding if necessary.
  • Each element 181, 182 may be a simple blade that is more or less twisted, or a torsion spring with a number of turns or a spiral spring that winds and unwinds, depending on their temperature .
  • these elements 181, 182 are preferably shape memory, that is to say that their shape follows the evolution of their temperature, both when their temperature increases than when their temperature decreases.
  • the element 181, 182 may be arranged in such a way that it constitutes a return element in the closed position, or in the open position, the valve 161, 162 corresponding, always depending on its temperature.
  • the element 182 of the inlet 152 of the cooling circuit 121 of the cylinder head 120 causes its valve 162 to open when a first temperature threshold of the cooling fluid in contact with the cylinder is reached.
  • This first temperature threshold is for example between 15 ° C and 35 ° C, for example of the order of 25 ° C.
  • the element 181 of the inlet 151 of the cooling circuit 111 of the cylinder block 110 causes its valve 161 to open when a second temperature threshold of the cooling fluid in contact with the engine is reached.
  • This second temperature threshold is for example between 70 ° C and 90 ° C, for example of the order of 80 ° C.
  • the rest position of the valves 161, 162 that is to say in case of cold engine and / or temperature of the cooling fluid in contact with the element 181 lower than the first temperature threshold, is the closed position.
  • the rest position of the valves 161, 162 corresponds to the closing of the inputs 151, 152.
  • the first temperature threshold reached by the element 182 deforms and controls the opening of the valve 162 of the inlet 152. opening of the valve 162 then allows the free circulation of the cooling fluid within the cylinder head 120.
  • the second temperature threshold reached by the element 181 it deforms and controls the opening of the valve 161 of the inlet 151 This opening of the valve 161 then allows the free circulation of the cooling fluid within the cylinder block 110.
  • the housing 150 may comprise a secondary outlet 154 intended to evacuate from the housing 150 the cooling fluid coming from both the cooling circuits 111, 121 when the valves 161, 162 are open.
  • the housing 150 may furthermore comprise further secondary outlets 154, 155, for example two, intended to evacuate from the casing 150 the cooling fluid having passed through the two inlets 151, 152. respectively.
  • figures 2 and 3 the secondary outlet (s) 154, 155 are not necessarily opposite to the face 159 of the casing 150.
  • the housing 150 comprises a main output 153 and two inputs 151, 152 connected to the general cooling circuit 130 including in particular the circuits 111, 121.
  • This housing 150 by centralizing the output 153 and the two inputs 151, 152 connected to the cooling circuit 111, 121 provides an implementation of a simplified control of multiple flows of the fluid in the general cooling circuit 130.
  • the main output 153 and the inputs 151, 152 are for example embedded in the coupling face F.
  • the coolant enters the outlet 153 of the housing 150 to be routed to the pump 200 for subsequent circulation to the circuits 111, 121, via two respective inlets 212, 222 as schematically illustrated in FIG. figure 2 .
  • the direction of circulation of the cooling fluid is represented in particular by the arrows present on the Figures 5a, 5b , representing the cooling cores of both the cylinder block and the cylinder head.
  • the valves 161, 162 are not an open minimum, the cooling fluid can not circulate within the circuits 111, 121. This fluid is then discharged through the outlets 113, 123 opening into the housing 150, respectively to level of its entries 151, 152.
  • the second embodiment illustrated in particular on figures 3 and the Figures 6a, 6b illustrating the cooling cores of the cylinder block and the cylinder head, does not require an input between the pump 200 and the circuit 111 dedicated to the cylinder block 110.
  • the pump 200 delivers cooling fluid only to the 222 input communicating with the input 122 of the circuit 121 of the cylinder head 120.
  • a junction 115 between the two circuits 111, 121 is then provided and allows the transfer of cooling fluid from the circuit 121 dedicated to the cooling of the cylinder head to the circuit 111 when the first temperature threshold of the element 182 is reached in contact with the cooling fluid via the orifice 192, the valve 162 is open.
  • the fluid then flows in the circuit 121 of the cylinder head 120 to its outlet 123 joining the inlet 152 of the housing.
  • the valve 161 being closed, the fluid does not circulate in the circuit 111 of the cylinder block 110 despite the junction 115.
  • the valve 161 is open allowing the circulation of the cooling fluid within the circuit 111 of the cylinder block 110.
  • the two circuits 111, 121 are covered by the coolant through the junction 115.
  • the cooling of the components such as the cylinder block 110 and / or the cylinder head 120 by the coolant is specifically managed, independently of the 'other. Optimization of the friction of the engine is then possible, in particular by calibrating the area of the orifices 191, 192 as well as the first temperature threshold and the second temperature threshold.
  • a single casing 150 makes it possible to manage these two circuits 111, 121 of cooling, which makes the solution simple and economical.
  • the housing 150 is easy to assemble since only one face of the motor 10, the coupling face F, is used for its installation, as shown in FIG. figure 7 .
  • flaps or flaps are preferably controlled by a shape memory element responsive to temperature variations, they can be controlled by electric actuators, electromechanical, or be driven by vacuum.
  • the valves can also be piston valve type with the same control modes.
  • valves or equivalents can equip the output or outputs of the housing rather than equipping the inputs of the housing.
  • valves can equip not only the inputs but also the output or outputs of the housing. Obviously, such adaptations may need to take into account the possible dissipation of heat of the fluid related to the possible distance between the inputs and the or the outputs of the housing.
  • the invention is particularly well suited to an internal combustion engine having a coupling face F. It relates to an arrangement comprising at least two cooling circuits and a housing. It also relates to an engine, in particular an internal combustion engine, comprising such an arrangement. It also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, a motorcycle or a boat comprising such an arrangement and / or such an engine.

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Abstract

L'invention porte sur un agencement (100) comprenant au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement pour le refroidissement respectif d'au moins deux composants (110, 120) distincts d'un moteur (10), caractérisé en ce que l'agencement (100) comprend un boîtier (150) comprenant au moins deux entrées (151, 152) pour les retours respectifs des au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement et au moins une sortie principale (153) pour alimenter en fluide de refroidissement les au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement, cette au moins une sortie principale (153) étant agencée à proximité des au moins deux entrées (151, 152) sur une même face (159) du boîtier (150), le boîtier (150) comprenant au moins un clapet (161, 162) par entrée (151, 152) piloté en ouverture/fermeture pour autoriser ou non la circulation en fluide de refroidissement respective dans l'au moins un des deux circuits (111, 121) de refroidissement.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention concerne un agencement de circuits de refroidissement d'un moteur. L'invention concerne aussi un moteur comprenant un tel agencement. L'invention concerne enfin un véhicule comprenant un tel moteur.
    • État de la technique
  • Un moteur à combustion interne de véhicule automobile utilise généralement un circuit de refroidissement liquide. Un tel circuit de refroidissement liquide assure aux composants, en particulier le cylindre ou bloc-cylindres et la culasse, un fonctionnement dans une plage optimale de température. En effet, il est préférable que ces composants travaillent entre une température seuil basse et une température seuil haute, eu égard à des problématiques de frottements et/ou de jeux de fonctionnement.
  • Ainsi, lors d'un démarrage à froid du moteur, ces composants ne sont généralement pas refroidis immédiatement par le fluide de refroidissement puisqu'il convient d'attendre l'atteinte de la température seuil basse. Des vannes à une voie ou multivoies sont donc implantées sur le circuit de refroidissement liquide afin de faire circuler le liquide ou fluide de refroidissement dans le circuit uniquement à partir de l'atteinte de la température seuil basse. Evidemment, une fois la montée en température effectuée et a fortiori, en cas de fonctionnement à pleine charge du moteur générant davantage de chaleur, les vannes sont ouvertes afin d'offrir un maximum de circulation au fluide de refroidissement et par conséquent un maximum de refroidissement. Les composants tels que le bloc-cylindres et la culasse ne dépassent alors pas la température seuil haute.
  • De telles vannes de circuit de refroidissement liquide sont complexes, onéreuses et rendent compliqué le circuit de refroidissement du moteur. De plus, elles sont difficiles à installer.
    • Objet de l'invention
  • Le but de l'invention est de fournir un agencement de circuits de refroidissement liquide d'un moteur à combustion interne remédiant aux inconvénients ci-dessus et offrant la possibilité de gérer le refroidissement de chaque composant indépendamment. En particulier, la solution propose un agencement simple, économique et fiable.
  • Pour atteindre cet objectif, l'invention porte sur un agencement comprenant au moins deux circuits de refroidissement pour le refroidissement respectif d'au moins deux composants distincts d'un moteur, notamment d'un moteur de type à combustion interne, l'agencement comprenant un boîtier comprenant au moins deux entrées pour les retours respectifs des au moins deux circuits de refroidissement et au moins une sortie principale pour alimenter en fluide de refroidissement les au moins deux circuits de refroidissement, cette au moins une sortie principale étant agencée à proximité des au moins deux entrées sur une même face du boîtier, le boîtier comprenant au moins un clapet par entrée piloté en ouverture/fermeture pour autoriser ou non la circulation en fluide de refroidissement respective dans l'au moins un des deux circuits de refroidissement, notamment en fonction de la température dudit fluide de refroidissement.
  • Les au moins deux composants peuvent être un bloc-cylindres et une culasse d'un moteur à combustion interne.
  • Chaque entrée peut être dotée d'un orifice respectif par lequel s'échappe constamment du fluide de refroidissement de sorte à ce que le fluide de refroidissement soit au contact d'un élément à mémoire de forme respectif, notamment un orifice d'une section pouvant avoir une surface équivalente à la surface d'un disque de diamètre compris entre 50 µm et 3 mm.
  • L'élément à mémoire de forme de l'entrée du circuit de refroidissement de la culasse peut entraîner en ouverture/fermeture le clapet de ladite entrée du circuit de refroidissement de la culasse, l'élément à mémoire de forme de l'entrée du circuit de refroidissement du bloc-cylindres pouvant entraîner en ouverture/fermeture le clapet de ladite entrée du circuit de refroidissement du bloc-cylindres.
  • L'élément à mémoire de forme de l'entrée du circuit de refroidissement de la culasse peut entraîner l'ouverture de son clapet lors de l'atteinte d'un premier seuil de température du fluide de refroidissement compris entre 15°C et 35°C, notamment 25°C.
  • L'élément à mémoire de forme de l'entrée du circuit de refroidissement du bloc-cylindres peut entraîner l'ouverture de son clapet lors de l'atteinte d'un deuxième seuil de température du fluide de refroidissement compris entre 70°C et 90°C, notamment 80°C.
  • Le boîtier peut être disposé sur une façade d'accouplement, notamment une façade d'accouplement destinée à recevoir une boîte de vitesses d'un moteur à combustion interne.
  • Le boîtier peut comprendre au moins une sortie secondaire destinée à évacuer du boîtier le fluide de refroidissement provenant des au moins deux circuits de refroidissement.
  • Le boîtier peut comprendre deux sorties secondaires destinées à évacuer du boîtier le fluide de refroidissement ayant traversé respectivement les au moins deux entrées.
  • L'invention porte encore sur un moteur, notamment un moteur à combustion interne, comprenant un agencement tel que défini précédemment.
  • L'invention porte encore sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, ou une embarcation ou une motocyclette, comprenant un moteur tel que défini précédemment.
    • Description sommaire des dessins
  • Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de deux modes de réalisation de l'invention faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
    • La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un moteur à combustion interne selon les modes de réalisation de l'invention.
    • La figure 2 représente une vue de face d'un moteur à combustion interne selon un premier mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 3 représente une vue de face d'un moteur à combustion interne selon un second mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 4 représente une vue de détail en coupe d'un boîtier selon les modes de réalisation de l'invention.
    • Les figures 5a et 5b représentent des vues en perspective d'un noyau de refroidissement d'un moteur à combustion interne selon le premier mode de réalisation de l'invention.
    • Les figures 6a et 6b représentent des vues en perspective d'un noyau de refroidissement d'un moteur à combustion interne selon le second mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 7 représente une vue de côté d'un moteur à combustion interne selon les modes de réalisation de l'invention.
    Description des modes préférés de l'invention
  • Comme illustré sur les figures 1, 2 et 3, un moteur 10 comprend des composants 110, 120 qu'il convient de refroidir. Un premier circuit 111 de refroidissement du premier composant 110 ainsi qu'un deuxième circuit 121 de refroidissement du deuxième composant 120 sont alors prévus. Un agencement 100 comprend en particulier ces deux circuits 111, 121 de refroidissement et un boîtier 150 disposé sur une face F du moteur 10. Ces deux circuits 111, 121 font partie d'un circuit de refroidissement général 130.
  • Le boîtier 150 comprend de préférence deux entrées 151, 152 pour les retours respectifs des deux circuits 111, 121 de refroidissement et une sortie principale 153 pour alimenter en fluide de refroidissement les deux circuits 111, 121 de refroidissement. De préférence, la sortie principale 153 est agencée à proximité des deux entrées 151, 152 sur une même face 159 du boîtier 150. Cette face 159 du boîtier 150 est agencée de manière à se retrouver en vis-à-vis de la face F du moteur 10.
  • De préférence, le boîtier 150 comprend un clapet 161, 162 par entrée 151, 152. Ces clapets 161, 162 sont pilotés en ouverture/fermeture pour autoriser ou non la circulation en fluide de refroidissement respective dans les deux circuits 111, 121 de refroidissement, par exemple en fonction de la température du fluide de refroidissement, comme cela sera détaillé par la suite.
  • Dans les deux modes de réalisation illustrés sur les figures, le moteur 10 est de type à combustion interne. Un tel moteur est généralement doté d'une façade ou face d'accouplement, opposée à une façade ou face de distribution eu égard à la présence d'une chaîne ou courroie de distribution. Ainsi, dans le cas d'un moteur à combustion interne, la face F en vis-à-vis de la face 159 du boîtier 150, correspond à la face d'accouplement, souvent reliée à un embrayage et/ou une boîte de vitesses. Les composants à refroidir sont par exemple une culasse 120 et un bloc-cylindres 110 ou cylindre 110, en cas de moteur de type monocylindre.
  • De préférence, comme illustré sur la figure 4, un élément 182, par exemple à mémoire de forme, au niveau de l'entrée 152 du boîtier 150 communicant avec le circuit 121 de refroidissement de la culasse 120 entraîne en ouverture et/ou en fermeture le clapet 162. Un élément 181, par exemple à mémoire de forme, au niveau de l'entrée 151 du boîtier 150 communicant avec le circuit 111 de refroidissement du bloc-cylindres 110 entraîne en ouverture et/ou en fermeture le clapet 161. En effet, bien que les entrées 151, 152 soient de préférence disposées à proximité l'une de l'autre et sur une même face 159 du boîtier 150, il est préférable que chacune soit ouverte et/ou fermée indépendamment de l'autre. Ainsi, les clapets 161, 162 sont commandés indépendamment l'un de l'autre en ouverture et/ou en fermeture. Ces clapets 161, 162 sont de préférence articulés autour d'axes perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires aux axes A1, A2 des entrées 151, 152, ou encore perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la direction du flux du fluide de refroidissement sortant des sorties 113, 123 des circuits 111, 121.
  • Pour ce faire, les entrées 151, 152 sont de préférence dotées chacune d'un orifice 191, 192 respectif par lequel s'échappe constamment du fluide de refroidissement. Dans ce cas, deux « fuites » de fluide de refroidissement sont créées. Ainsi, l'orifice 191 offre un contact permanent entre le fluide de refroidissement sortant du circuit 111 du bloc-cylindres 110 et l'élément 181. L'orifice 192 offre quant à lui un contact permanent entre le fluide de refroidissement sortant du circuit 121 de la culasse 120 et l'élément 182. Ces contacts entre le fluide de refroidissement et les éléments 181, 182 sont continus, quelle que soit la position des clapets 161, 162 c'est-à-dire peu importe que les clapets 161, 162 soient ouverts, fermés ou encore dans des positions intermédiaires.
  • Chaque orifice 191, 192 peut par exemple être un conduit permettant à du fluide de refroidissement de s'extraire du flux principal sortant par la sortie 113 du premier circuit 111, respectivement par la sortie 123 du deuxième circuit 121, pour rejoindre chaque entrée 151, 152 respective au niveau de chaque élément 181, 182. Chaque orifice 191, 192 ou conduit peut s'étendre obliquement par rapport à chaque axe A1, A2 de chaque entrée 151, 152. La section de chaque orifice 191, 192 est de préférence circulaire mais peut être d'une autre forme compatible avec le mode d'obtention du boîtier 150. La section de chaque orifice 191, 192 a une surface ou aire calibrée par exemple équivalente à celle d'un disque de diamètre compris entre 50 µm et 3,0 mm. Ces sections peuvent être de forme identique ou sensiblement identique et par conséquent avoir une même surface ou sensiblement une même surface. Au contraire, en cas de débits de fluide de refroidissement provenant du circuit 111 et du circuit 121 différents, ou de besoins différents pour les éléments activés thermiquement, des sections différentes des orifices 191, 192 peuvent compenser cette différence et permettre d'obtenir autant de fuite de fluide de refroidissement sur l'élément 181 que sur l'élément 182. Toutefois, ces orifices 191, 192 peuvent avoir une section de forme différente et/ou avoir une section de surface différente. Ainsi, il est envisageable que l'un des éléments 181, 182 soit volontairement davantage alimenté en fluide de refroidissement par rapport à l'autre, même en cas de débits de fluide de refroidissement provenant du circuit 111 et du circuit 121 sensiblement identiques.
  • En effet, il n'est pas obligatoirement recherché une même réaction de chaque élément 181, 182 due à son contact avec le fluide de refroidissement, c'est pourquoi la surface de chaque section des orifices 191, 192 est par exemple spécifiquement calibrée. De plus les éléments 181, 182, par exemple de type ressort à mémoire de forme, ne sont pas forcément identiques. Leur section peut être différente et/ou leur longueur et/ou leur longueur d'enroulement le cas échéant. Chaque élément 181, 182 peut être une simple lame qui se tord plus ou moins, ou un ressort de torsion doté d'un certain nombre de spires ou encore un ressort à spirale qui s'enroule et se déroule, ceci en fonction de leur température. Comme évoqué précédemment, ces éléments 181, 182 sont de préférence à mémoire de forme, c'est-à-dire que leur forme suit l'évolution de leur température, aussi bien quand leur température croît que quand leur température décroît. Alternativement, l'élément 181, 182 peut être disposé de manière à ce qu'il constitue un élément de rappel en position fermée, ou en position ouverte, du clapet 161, 162 correspondant, toujours en fonction de sa température.
  • De préférence, l'élément 182 de l'entrée 152 du circuit 121 de refroidissement de la culasse 120 entraîne l'ouverture de son clapet 162 lors de l'atteinte d'un premier seuil de température du fluide de refroidissement au contact de l'élément 182. Ce premier seuil de température est par exemple compris entre 15°C et 35°C, par exemple de l'ordre de 25°C. De préférence, l'élément 181 de l'entrée 151 du circuit 111 de refroidissement du bloc-cylindres 110 entraîne l'ouverture de son clapet 161 lors de l'atteinte d'un deuxième seuil de température du fluide de refroidissement au contact de l'élément 181. Ce deuxième seuil de température est par exemple compris entre 70°C et 90°C, par exemple de l'ordre de 80°C. En effet, il est préférable de laisser davantage le fluide de refroidissement provenant du bloc-cylindres 110 monter en température, c'est-à-dire laisser monter en température le bloc-cylindres 110 avant de le refroidir, en particulier pour des problématiques de jeux de fonctionnement.
  • A noter que la position de repos des clapets 161, 162, c'est-à-dire en cas de moteur froid et/ou de température du fluide de refroidissement au contact de l'élément 181 inférieure au premier seuil de température, est la position fermée. Autrement dit, la position de repos des clapets 161, 162 correspond à la fermeture des entrées 151, 152. La fermeture de ces entrées 151, 152, et par conséquent des sorties 113, 123 des circuits 111, 121, empêche la circulation du fluide de refroidissement au sein des circuits 111, 121.
  • Une fois le premier seuil de température atteint par l'élément 182, il se déforme et commande l'ouverture du clapet 162 de l'entrée 152. Cette ouverture du clapet 162 autorise alors la circulation libre du fluide de refroidissement au sein de la culasse 120. Une fois le deuxième seuil de température atteint par l'élément 181, il se déforme et commande l'ouverture du clapet 161 de l'entrée 151. Cette ouverture du clapet 161 autorise alors la circulation libre du fluide refroidissement au sein du bloc-cylindres 110.
  • Evidemment, le boîtier 150 peut comprend une sortie secondaire 154 destinée à évacuer du boîtier 150 le fluide de refroidissement provenant à la fois des circuits 111, 121 de refroidissement lorsque les clapets 161, 162 sont ouverts. Le boîtier 150 peut en outre comprendre davantage de sorties secondaires 154, 155, par exemple deux, destinées à évacuer du boîtier 150 le fluide de refroidissement ayant traversé respectivement les deux entrées 151, 152. Contrairement à ce qui est représenté schématiquement sur les figures 2 et 3, la ou les sorties secondaires 154, 155 ne sont pas obligatoirement à l'opposé de la face 159 du boîtier 150.
  • Ainsi, le boîtier 150 comprend une sortie principale 153 et deux entrées 151, 152 reliées au circuit de refroidissement général 130 comportant en particulier les circuits 111, 121. Ce boîtier 150, en centralisant la sortie 153 et les deux entrées 151, 152 reliées aux circuits 111, 121 de refroidissement offre une mise oeuvre d'un pilotage simplifié de circulations multiples du fluide dans le circuit de refroidissement général 130. La sortie principale 153 et les entrées 151, 152 sont par exemple noyées dans la face d'accouplement F. Dans cette configuration, le fluide de refroidissement pénètre dans la sortie 153 du boîtier 150 afin d'être acheminé vers la pompe 200 pour être ensuite mis en circulation dans les circuits 111, 121, via deux entrées respectives 212, 222 comme illustré schématiquement sur la figure 2. Le sens de circulation du fluide de refroidissement est représenté notamment par les flèches présentes sur les figures 5a, 5b, représentant les noyaux de refroidissement à la fois du bloc-cylindres et de la culasse. Evidemment, si les clapets 161, 162 ne sont pas un minimum ouverts, le fluide de refroidissement ne peut pas circuler au sein des circuits 111, 121. Ce fluide est ensuite évacué par les sorties 113, 123 débouchant dans le boîtier 150, respectivement au niveau de ses entrées 151, 152.
  • Le second mode de réalisation illustré en particulier sur les figures 3 et les figures 6a, 6b illustrant les noyaux de refroidissement du bloc-cylindres et de la culasse, ne requiert pas d'entrée entre la pompe 200 et le circuit 111 dédié au bloc-cylindres 110. En effet, la pompe 200 refoule du fluide de refroidissement uniquement vers l'entrée 222 communiquant avec l'entrée 122 du circuit 121 de la culasse 120. Une jonction 115 entre les deux circuits 111, 121 est alors prévue et permet de transférer du fluide de refroidissement depuis le circuit 121 dédié au refroidissement de la culasse vers le circuit 111 dédié au refroidissement du bloc-cylindres 110. Dès l'atteinte du premier seuil de température de l'élément 182 au contact du fluide de refroidissement via l'orifice 192, le clapet 162 est ouvert. Le fluide circule alors dans le circuit 121 de la culasse 120 jusqu'à sa sortie 123 rejoignant l'entrée 152 du boîtier. Tant que le deuxième seuil de température n'est pas atteint, le clapet 161 étant fermé, le fluide ne circule pas dans le circuit 111 du bloc-cylindres 110 malgré la jonction 115. Dès l'atteinte du deuxième seuil de température de l'élément 181 au contact du fluide de refroidissement, le clapet 161 est ouvert autorisant la circulation du fluide de refroidissement au sein du circuit 111 du bloc-cylindres 110. Ainsi, à partir du deuxième seuil de température, les deux circuits 111, 121 sont parcourus par le fluide de refroidissement grâce à la jonction 115.
  • En conséquence, dans le premier mode de réalisation comme dans le deuxième mode de réalisation, les refroidissements des composants comme le bloc-cylindres 110 et/ou la culasse 120 par le fluide de refroidissement sont gérés de façon spécifique, indépendamment l'un de l'autre. L'optimisation des frottements du moteur est alors possible, en particulier en calibrant l'aire des orifices 191, 192 ainsi que le premier seuil de température et le deuxième seuil de température. Un seul boîtier 150 permet de gérer ces deux circuits 111, 121 de refroidissement ce qui rend la solution simple et économique. De plus, le boîtier 150 est aisé à monter puisqu'une seule face du moteur 10, la face d'accouplement F, est utilisée pour son installation, comme illustré sur la figure 7.
  • Bien que les clapets ou volets soient de préférence pilotés par un élément à mémoire de forme réagissant aux variations de température, ils peuvent être pilotés par des actionneurs électriques, électromécaniques, ou encore être pilotés par le vide. Les clapets peuvent aussi être de type clapet à piston avec les mêmes modes de pilotage.
  • En remarque, la solution atteint donc l'objet recherché de simplifier le circuit de refroidissement d'un moteur, en particulier d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, et présente les avantages complémentaires suivants:
    • Elle est économique.
    • Elle peut être appliquée à tous moteurs dotés d'un système bielle manivelle tels que moteurs Diesel, essence à allumage commandé, GPL, ou encore hydrogène.
    • Elle peut équiper, outre les véhicules automobiles, des bateaux, des motocyclettes, des groupes électrogènes ou générateurs.
  • Bien qu'il ait été privilégié de décrire le fonctionnement pour refroidir un bloc-cylindres et une culasse, d'autres composants du moteur peuvent être refroidis, le boîtier 150 pouvant être équipé de davantage d'entrées et/ou de davantage de sorties. Alternativement, des clapets ou équivalents peuvent équiper la ou les sorties du boîtier plutôt que d'équiper les entrées du boîtier. Dans une autre variante, des clapets peuvent équiper non seulement les entrées mais également la ou les sorties du boîtier. Evidemment, de telles adaptations peuvent nécessiter de prendre en compte l'éventuelle dissipation de chaleur du fluide liée à l'éventuelle distance entre les entrées et la ou les sorties du boîtier.
  • L'invention est particulièrement bien adaptée à un moteur à combustion interne doté d'une face d'accouplement F. Elle porte sur un agencement comprenant au moins deux circuits de refroidissement et un boîtier. Elle porte également sur un moteur, notamment un moteur à combustion interne, comprenant un tel agencement. Elle porte également sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, une motocyclette ou une embarcation comprenant un tel agencement et/ou un tel moteur.

Claims (11)

  1. Agencement (100) comprenant au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement pour le refroidissement respectif d'au moins deux composants (110, 120) distincts d'un moteur (10), notamment d'un moteur de type à combustion interne, caractérisé en ce que l'agencement (100) comprend un boîtier (150) comprenant au moins deux entrées (151, 152) pour les retours respectifs des au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement et au moins une sortie principale (153) pour alimenter en fluide de refroidissement les au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement, cette au moins une sortie principale (153) étant agencée à proximité des au moins deux entrées (151, 152) sur une même face (159) du boîtier (150), le boîtier (150) comprenant au moins un clapet (161, 162) par entrée (151, 152) piloté en ouverture/fermeture pour autoriser ou non la circulation en fluide de refroidissement respective dans l'au moins un des deux circuits (111, 121) de refroidissement, notamment en fonction de la température dudit fluide de refroidissement.
  2. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les au moins deux composants sont un bloc-cylindres (110) et une culasse (120) d'un moteur à combustion interne (10).
  3. Agencement (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque entrée (151, 152) est dotée d'un orifice (191, 192) respectif par lequel s'échappe constamment du fluide de refroidissement de sorte à ce que le fluide de refroidissement soit au contact d'un élément (181,182) à mémoire de forme respectif, notamment un orifice (191, 192) d'une section ayant une surface équivalente à la surface d'un disque de diamètre compris entre 50 µm et 3 mm.
  4. Agencement (100) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément (182) à mémoire de forme de l'entrée (152) du circuit de refroidissement de la culasse (120) entraîne en ouverture/fermeture le clapet (162) de ladite entrée (152) du circuit de refroidissement de la culasse (120), l'élément (181) à mémoire de forme de l'entrée (151) du circuit de refroidissement du bloc-cylindres (110) entraînant en ouverture/fermeture le clapet (161) de ladite entrée (151) du circuit de refroidissement du bloc-cylindres (110).
  5. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément (182) à mémoire de forme de l'entrée (152) du circuit de refroidissement de la culasse (120) entraîne l'ouverture de son clapet (162) lors de l'atteinte d'un premier seuil de température du fluide de refroidissement compris entre 15°C et 35°C, notamment 25°C.
  6. Agencement (100) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément (181) à mémoire de forme de l'entrée (151) du circuit de refroidissement du bloc-cylindres (110) entraîne l'ouverture de son clapet (161) lors de l'atteinte d'un deuxième seuil de température du fluide de refroidissement compris entre 70°C et 90°C, notamment 80°C.
  7. Agencement (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (150) est disposé sur une façade d'accouplement (F), notamment une façade d'accouplement (F) destinée à recevoir une boîte de vitesses d'un moteur à combustion interne (10).
  8. Agencement (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (150) comprend au moins une sortie secondaire (154) destinée à évacuer du boîtier (150) le fluide de refroidissement provenant des au moins deux circuits (111, 121) de refroidissement.
  9. Agencement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boîtier (150) comprend deux sorties secondaires (154, 155) destinées à évacuer du boîtier (150) le fluide de refroidissement ayant traversé respectivement les au moins deux entrées (151, 152).
  10. Moteur (10), notamment moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement (100) selon l'une des revendications 1 à 9.
  11. Véhicule, notamment véhicule automobile, ou embarcation ou motocyclette, caractérisé(e) en ce qu'il(elle) comprend un moteur (10) selon la revendication précédente.
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