FR2716932A1 - Cooling system for an internal combustion engine of a motor vehicle. - Google Patents
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Abstract
Système de refroidissement par liquide pour moteur à combustion interne (2) équipant un véhicule automobile, comportant un circuit interne (12) traversant le bloc moteur (2), un échangeur de chaleur principal (4) du type liquide/air et une pompe (3) entraînant le liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de refroidissement dérivé (14) desservant un alternateur (9) entraîné par le moteur (2) par lequel le liquide de refroidissement introduit dans l'alternateur (9) est prélevé en sortie du circuit interne (12) du bloc moteur (2) et est refoulé à l'entrée dudit circuit interne (12).Liquid cooling system for an internal combustion engine (2) fitted to a motor vehicle, comprising an internal circuit (12) passing through the engine block (2), a main heat exchanger (4) of the liquid / air type and a pump ( 3) driving the liquid, characterized in that it comprises a derivative cooling circuit (14) serving an alternator (9) driven by the engine (2) by which the coolant introduced into the alternator (9) is removed at the output of the internal circuit (12) of the engine block (2) and is discharged at the input of said internal circuit (12).
Description
SYSTEME DE REFROIDISSEMENT POUR UN MOTEUR ACOOLING SYSTEM FOR A MOTOR WITH
COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE INTERNAL COMBUSTION OF MOTOR VEHICLE
La présente invention concerne un système de refroidissement pour un moteur à combustion The present invention relates to a cooling system for a combustion engine
interne équipant un véhicule automobile. internal fitted to a motor vehicle.
L'invention concerne plus particulièrement un système de refroidissement adapté pour permettre le refroidissement de l'alternateur entraîné par le moteur. Les alternateurs des moteurs à combustion interne sont généralement fixés sur un support monté sur la paroi du bloc moteur de façon à permettre l'entraînement de l'arbre du rotor par le vilebrequin par l'intermédiaire d'une simple courroie. Or, les alternateurs sont constitués de composants électriques qui ne fonctionnent plus de façon parfaitement fiable lorsque la température The invention relates more particularly to a cooling system adapted to allow the cooling of the alternator driven by the engine. The alternators of internal combustion engines are generally fixed on a support mounted on the wall of the engine block so as to allow the drive of the rotor shaft by the crankshaft by means of a simple belt. However, alternators are made up of electrical components which no longer function perfectly reliably when the temperature
ambiante devient trop élevée.room becomes too high.
Il en résulte que le dégagement de chaleur produit par l'alternateur en fonctionnement et par As a result, the heat generated by the alternator in operation and by
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l'environnement du moteur, engendre une augmentation de la température ambiante rendant nécessaire de prévoir un dispositif de the environment of the engine, generates an increase in the ambient temperature making it necessary to provide a device for
refroidissement de l'alternateur.alternator cooling.
La méthode la plus utilisée pour assurer un refroidissement correct d'un alternateur consiste en l'adjonction d'un ou plusieurs ventilateurs internes ou externes solidaires de l'arbre du rotor. Toutefois, cette méthode ne permet pas toujours un refroidissement suffisant en particulier pour les alternateurs de véhicule automobile dont les performances sont de plus en plus élevées dans un encombrement de plus en plus The most used method to ensure correct cooling of an alternator consists of adding one or more internal or external fans integral with the rotor shaft. However, this method does not always allow sufficient cooling, in particular for motor vehicle alternators, the performance of which is higher and higher in an increasingly large size.
réduit.reduced.
Une autre méthode qui permet d'obtenir un refroidissement plus efficace a été développée notamment dans le document FR-A-2.658.959. Elle consiste à ménager des canaux dans l'alternateur et à y faire circuler le liquide collecteur de calories utilisé pour refroidir le moteur. Le document JP-A-83557/1984 divulgue ainsi un système de refroidissement par liquide pour un moteur de véhicule automobile adapté pour permettre la circulation du liquide de refroidissement à Another method which makes it possible to obtain more efficient cooling has been developed in particular in document FR-A-2,658.959. It consists of creating channels in the alternator and circulating therein the calorie-collecting liquid used to cool the engine. Document JP-A-83557/1984 thus discloses a liquid cooling system for a motor vehicle engine adapted to allow the circulation of coolant to
l'intérieur de l'alternateur.inside the alternator.
Selon ce document de l'art antérieur le système de refroidissement de l'alternateur est raccordé au collecteur d'entrée du liquide de refroidissement du bloc moteur. L'intégration de l'alternateur dans le système de refroidissement à la sortie de la pompe et en parallèle au bloc moteur rend l'équilibrage des débits difficile et According to this document of the prior art, the alternator cooling system is connected to the coolant inlet manifold of the engine block. The integration of the alternator in the cooling system at the pump outlet and in parallel with the engine block makes balancing the flow rates difficult and
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ne permet pas d'assurer un débit suffisant du liquide de refroidissement à travers l'alternateur et donc d'assurer un refroidissement satisfaisant does not ensure sufficient flow of coolant through the alternator and therefore ensures satisfactory cooling
de ce dernier.of the last.
Le but de la présente invention est d'améliorer encore l'efficacité d'un système de refroidissement par liquide pour moteur à combustion interne de véhicule automobile permettant de réaliser de façon simple le The object of the present invention is to further improve the efficiency of a liquid cooling system for an internal combustion engine of a motor vehicle making it possible to carry out in a simple manner the
refroidissement de l'alternateur.alternator cooling.
Le système de refroidissement par liquide pour moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile selon l'invention comporte un circuit interne traversant le bloc moteur, un échangeur de chaleur principal du type liquide/air The liquid cooling system for an internal combustion engine fitted to a motor vehicle according to the invention comprises an internal circuit passing through the engine block, a main heat exchanger of the liquid / air type.
et une pompe entrainant le liquide.and a pump driving the liquid.
Selon l'invention le système de refroidissement est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de refroidissement dérivé desservant un alternateur entraîné par le moteur par lequel le liquide de refroidissement introduit dans l'alternateur est prélevé en sortie du circuit interne du bloc moteur et est refoulé à l'entrée According to the invention, the cooling system is characterized in that it comprises a derivative cooling circuit serving an alternator driven by the engine by which the coolant introduced into the alternator is taken out of the internal circuit of the engine block and is turned back at the entrance
dudit circuit interne.of said internal circuit.
Selon une autre caractéristique du système de refroidissement objet de l'invention, le circuit de refroidissement dérivé comporte un échangeur secondaire liquide/air disposé en amont de l'alternateur. Selon une autre caractéristique du système According to another characteristic of the cooling system which is the subject of the invention, the derived cooling circuit comprises a secondary liquid / air exchanger disposed upstream of the alternator. According to another characteristic of the system
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de refroidissement objet de l'invention, la circulation à l'intérieur du circuit de refroidissement dérivé est pilotée par un thermostat. Selon une autre caractéristique du système de refroidissement objet de l'invention, le circuit dérivé de refroidissement de l'alternateur est raccordé d'une part, en amont dans le sens de l'écoulement du liquide de refroidissement, à la canalisation qui relie la sortie du circuit interne du bloc moteur à l'entrée de l'échangeur de chaleur principal, et d'autre part en aval, à la canalisation qui relie la sortie de l'échangeur de chaleur principal à l'entrée du circuit interne du cooling object of the invention, the circulation inside the derived cooling circuit is controlled by a thermostat. According to another characteristic of the cooling system which is the subject of the invention, the derivative cooling circuit of the alternator is connected on the one hand, upstream in the direction of the flow of the coolant, to the pipe which connects the output of the internal circuit of the engine block at the input of the main heat exchanger, and on the other hand downstream, to the pipe which connects the output of the main heat exchanger to the input of the internal circuit of the
bloc moteur.engine block.
Selon une autre caractéristique du système de refroidissement objet de l'invention, les caractéristiques structurelles de l'échangeur de chaleur principal et de l'échangeur secondaire sont adaptés en fonction des débits respectifs de According to another characteristic of the cooling system which is the subject of the invention, the structural characteristics of the main heat exchanger and of the secondary exchanger are adapted as a function of the respective flow rates of
liquide de refroidissement qui les traversent. coolant flowing through them.
Selon une autre caractéristique du système de refroidissement objet de l'invention, l'échangeur de chaleur principal et l'échangeur secondaire sont disposés en deux endroits distincts According to another characteristic of the cooling system object of the invention, the main heat exchanger and the secondary exchanger are arranged in two separate places
du compartiment moteur.of the engine compartment.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la The objects, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the
description donnée ci-après d'un mode de description given below of a mode of
réalisation de l'invention appliqués à un moteur à combustion interne, ce mode de réalisation étant embodiment of the invention applied to an internal combustion engine, this embodiment being
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donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 représente schématiquement un système de refroidissement selon l'invention. La figure 1 présente donc un système de refroidissement, repéré par la référence 1 sur le dessin, par liquide (généralement de l'eau given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing, in which: - Figure 1 schematically shows a cooling system according to the invention. Figure 1 therefore shows a cooling system, identified by the reference 1 in the drawing, by liquid (generally water
additionnée d'un antigel et d'un produit anti- added with antifreeze and anti-freeze
corrosion) plus particulièrement destiné au refroidissement d'un moteur à combustion interne 2 par exemple du type multicylindre équipant un véhicule automobile. Seuls les éléments nécessaires corrosion) more particularly intended for cooling an internal combustion engine 2, for example of the multi-cylinder type fitted to a motor vehicle. Only the necessary elements
à la compréhension de l'invention ont été figurés. to the understanding of the invention have been figured.
Le système de refroidissement par liquide présenté comporte classiquement un circuit interne 12 (encore appelées chambres d'eau) traversant le bloc moteur 2 pour refroidir les chambres de combustion. Le liquide de refroidissement est refroidi par un balayage d'air dans un radiateur constitué par un échangeur de chaleur principal 4 liquide/air. Le liquide est entraîné par une pompe 3 placée immédiatement en amont du circuit interne 12 du moteur 2. La canalisation 10 reliant la sortie du circuit interne 12 à l'échangeur principal 4 comporte un thermostat 5 qui définit un branchement de by-pass 13 desservant un aérotherme 6 pour le chauffage de l'habitat et un vase d'expansion 7. Une canalisation 11 assure le retour du liquide de l'échangeur principal 4 à l'entrée du The liquid cooling system presented conventionally comprises an internal circuit 12 (also called water chambers) passing through the engine block 2 to cool the combustion chambers. The coolant is cooled by an air sweep in a radiator constituted by a main liquid / air heat exchanger 4. The liquid is driven by a pump 3 placed immediately upstream of the internal circuit 12 of the engine 2. The pipe 10 connecting the outlet of the internal circuit 12 to the main exchanger 4 includes a thermostat 5 which defines a bypass connection 13 serving an air heater 6 for heating the home and an expansion tank 7. A pipe 11 ensures the return of the liquid from the main exchanger 4 at the inlet of the
circuit interne 12.internal circuit 12.
Le système de refroidissement comprend de The cooling system includes
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plus un circuit de refroidissement dérivé 14 comportant un échangeur secondaire liquide/air 8 et l'alternateur 9. Suivant la réalisation de l'invention, le liquide de refroidissement introduit dans l'alternateur est prélevé en sortie du circuit interne 12 du moteur 2 et est refoulé à plus a derivative cooling circuit 14 comprising a secondary liquid / air exchanger 8 and the alternator 9. According to the embodiment of the invention, the cooling liquid introduced into the alternator is taken at the outlet of the internal circuit 12 of the engine 2 and is turned back to
l'entrée de ce dernier.the entrance to the latter.
A cet effet, le circuit 14 de refroidissement de l'alternateur 9 est raccordé d'une part, en amont dans le sens de l'écoulement du liquide de refroidissement, à la canalisation 10 qui relie la sortie du circuit interne 12 du bloc moteur 2 à l'entrée de l'échangeur de chaleur principal 4, la connexion pouvant être réalisée avant (Cf figure 1) ou après le thermostat 5, et d'autre part en aval, à la canalisation 11 qui relie la sortie de l'échangeur de chaleur principal 4 à l'entrée du circuit interne 12 du bloc moteur For this purpose, the cooling circuit 14 of the alternator 9 is connected on the one hand, upstream in the direction of the flow of the coolant, to the pipe 10 which connects the outlet of the internal circuit 12 of the engine block 2 at the inlet of the main heat exchanger 4, the connection being able to be made before (cf. FIG. 1) or after the thermostat 5, and on the other hand downstream, to the pipe 11 which connects the outlet of the main heat exchanger 4 at the inlet of the internal circuit 12 of the engine block
2.2.
La connexion du circuit dérivé 14 destiné au refroidissement de l'alternateur 9, à la sortie du circuit interne 12 du moteur 2, permet d'accroître sensiblement le débit de liquide à travers l'alternateur 9 quel que soit le point de fonctionnement du moteur, et donc d'améliorer l'élimination des calories en comparaison des systèmes connus dans lesquels le circuit dérivé est alimenté en amont du circuit interne 12 du moteur 2. La température plus élevée du liquide en sortie de moteur 2 est largement atténuée par l'échangeur de température secondaire 8 disposé en amont de The connection of the branch circuit 14 intended for the cooling of the alternator 9, at the outlet of the internal circuit 12 of the engine 2, makes it possible to appreciably increase the flow of liquid through the alternator 9 whatever the operating point of the engine. , and therefore to improve the elimination of calories in comparison with known systems in which the derived circuit is supplied upstream of the internal circuit 12 of the motor 2. The higher temperature of the liquid leaving the motor 2 is largely attenuated by the secondary temperature exchanger 8 disposed upstream of
l'alternateur 9.the alternator 9.
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Par ailleurs, dans les systèmes de l'art antérieur, la quantité de chaleur supplémentaire transmis au liquide de refroidissement par l'alternateur 9 nécessite d'augmenter la puissance évacuable par l'échangeur principal 4. La solution adoptée conformément à la présente invention d'utiliser un échangeur secondaire 8 disposé dans le circuit dérivé dans lequel ne circule qu'une partie du débit global permet de réduire les surfaces d'échanges nécessaires, de plus cet échangeur secondaire peut être géographiquement dissocié de l'échangeur principal, ce qui permet d'optimiser l'implantation du système de refroidissement dans le compartiment moteur du véhicule automobile. La séparation des échangeurs de chaleur 4 et 8 permet également d'utiliser pour chacun d'eux des solutions techniques offrant des caractéristiques d'échanges thermiques différentes Furthermore, in the systems of the prior art, the amount of additional heat transmitted to the coolant by the alternator 9 requires increasing the power which can be removed by the main exchanger 4. The solution adopted in accordance with the present invention d '' using a secondary exchanger 8 disposed in the branch circuit in which only a part of the overall flow circulates makes it possible to reduce the necessary exchange surfaces, moreover this secondary exchanger can be geographically dissociated from the main exchanger, which allows optimize the installation of the cooling system in the engine compartment of the motor vehicle. The separation of the heat exchangers 4 and 8 also makes it possible to use for each of them technical solutions offering different heat exchange characteristics.
(formes des ailettes, des faisceaux, etc.). (shapes of fins, beams, etc.).
Le fonctionnement d'un tel système est le suivant. Quand le moteur est froid, le thermostat 5 est fermé et le liquide ne circule pas dans l'échangeur principal 4 mais seulement dans le circuit dérivé 14 et dans le circuit de by-pass 13 desservant l'aérotherme 6. Quand le moteur s'échauffe le thermostat s'ouvre permettant alors au liquide de circuler tout à la fois dans l'échangeur principal 4, dans l'aérotherme 6, et dans le circuit dérivé 14 desservant The operation of such a system is as follows. When the engine is cold, the thermostat 5 is closed and the liquid does not circulate in the main exchanger 4 but only in the branch circuit 14 and in the by-pass circuit 13 serving the air heater 6. When the engine heats up the thermostat opens, allowing the liquid to circulate at the same time in the main exchanger 4, in the air heater 6, and in the branch circuit 14 serving
l'alternateur 9.the alternator 9.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated
qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. which was only given as an example.
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Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, il est possible de commander la circulation du liquide de refroidissement dans le circuit dérivé en fonction de la température du liquide en utilisant un thermostat spécifique ou en connectant l'entrée du circuit dérivé à la canalisation de sortie du liquide qui relie le bloc moteur 2 à l'échangeur de chaleur principal 4, ou On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit. Thus, it is possible to control the circulation of the coolant in the bypass circuit depending on the temperature of the liquid by using a specific thermostat or by connecting the input of the bypass circuit to the liquid outlet pipe which connects the engine block 2 to the main heat exchanger 4, or
après le thermostat 5.after thermostat 5.
Ainsi, il est possible en lieu et place d'un circuit dérivé spécifique au refroidissement de l'alternateur 9 tel que représenté à la figure 1, de modifier le circuit de by-pass de l'aérotherme pour y inclure les chambres d'eau de l'alternateur 9 et l'échangeur de chaleur secondaire 8 qui sont alors disposés en série avec Thus, it is possible in place of a derivative circuit specific to the cooling of the alternator 9 as shown in FIG. 1, to modify the bypass circuit of the air heater to include the water chambers of the alternator 9 and the secondary heat exchanger 8 which are then arranged in series with
l'aérotherme 6.the air heater 6.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20131129 |