FR2958604A1

FR2958604A1 - Circuit de chauffage de liquide lave-vitre

Info

Publication number: FR2958604A1
Application number: FR1052641A
Authority: FR
Inventors: Gilles Barron
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-14

Abstract

L'invention concerne un circuit de chauffage disposé principalement au niveau du tuyau de distribution de liquide lave-vitre d'un véhicule à moteur permettant son chauffage par transfert de chaleur depuis le circuit de refroidissement du véhicule automobile par le biais d'un fluide de chauffage intermédiaire circulant en boucle dans ledit circuit.

Description

Circuit de chauffage de liquide lave-vitre

L'invention concerne un dispositif de chauffage de liquide de lave-vitre, notamment pour véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un circuit de chauffage du tuyau de distribution du liquide lave-vitre. Il est connu de chauffer le liquide lave-vitre avant de le projeter sur des surfaces vitrées dans le but d'améliorer l'efficacité lors de leur nettoyage. Les surfaces vitrées auxquelles il est ici fait allusion sont, par exemple, les pare-brise, les lunettes arrière ou les projecteurs de véhicules. Par ailleurs, il est connu que la projection d'un liquide lave- vitre chaud permet d'aider au dégivrage des surfaces vitrées par temps froid. De nombreux systèmes de chauffage du liquide lave-vitre sont connus de l'art antérieur. Un premier système consiste à placer une résistance électrique dans le réservoir du liquide lave-vitre, ce qui présente différents inconvénients. En effet, cela revient d'une part à chauffer l'intégralité du liquide lave-vitre contenu dans le réservoir alors que seule une petite quantité de ce liquide est prélevée en vue de sa projection. Et d'autre part, il a été constaté que par temps froid, il souvent impossible d'utiliser le dispositif de projection de lave-vitre parce que le liquide lave-vitre a gelé dans le tuyau l'acheminant aux gicleurs et dans les gicleurs eux-mêmes. En effet, même le liquide vendu comme sous l'appellation « antigel » a tendance à geler par grand froid.

C'est pourquoi, il a été développé des dispositifs de chauffage placés le long du tuyau de distribution du liquide lave-vitre, entre le réservoir et les gicleurs. Par exemple, le document FR2605273 propose de chauffer le liquide lave-vitre en le faisant circuler dans une canalisation hélicoïdale disposée autour d'un tube véhiculant un fluide chaud comme par exemple un tube de circulation du liquide de refroidissement. Néanmoins, ce système ne permet pas de chauffer le liquide sur la totalité du tuyau de distribution, allant du réservoir aux gicleurs. Les portions du conduit non chauffées et les gicleurs restent donc susceptibles de geler. Le document FR2922843 propose d'utiliser une canalisation de distribution du liquide lave-vitre dotée d'une résistance chauffante permettant à la fois de réchauffer le liquide lave-vitre qui le traverse et éventuellement de le dégeler. Toutefois rien n'est prévu pour les gicleurs.

Le document DE102005058512 décrit un dispositif de chauffage de liquide lave-vitre par l'eau du circuit de refroidissement du moteur du véhicule. A cet effet, le tuyau de distribution comprend trois cavités. Une de ces cavités reçoit le liquide lave-vitre et les deux autres sont parcourues par l'eau chaude en provenance du circuit de refroidissement. Pour ce faire, l'eau du circuit de refroidissement du véhicule est détournée pour passer dans le dispositif de chauffage. L'eau chaude est mise en circulation jusqu'au niveau des gicleurs permettant donc de les réchauffer également en cas de gel. Néanmoins, un tel système implique de modifier structurellement le circuit de refroidissement pour pouvoir détourner une partie de son liquide. Par ailleurs, il présente une certaine inertie au démarrage qui nuit à la possibilité d'emploi de lave-vitre chaud pour aider au dégivrage des surfaces vitrées au moment du démarrage du véhicule. Enfin, en cas de dommage sur le tuyau de distribution, si une des parois se perce par exemple, il y a soit un risque de pollution du liquide de refroidissement par le liquide lave vitre, soit un risque de fuite au niveau du circuit de refroidissement ce qui peut provoquer des dommages importants sur le moteur du véhicule. L'invention a pour objectif de pallier les problèmes rencontrés par l'art antérieur en proposant un nouveau dispositif de chauffage de liquide lave-vitre qui minimise les risques d'endommagement du circuit de refroidissement.

A cet effet, l'invention a pour objet un circuit de chauffage du liquide lave-vitre d'un véhicule à moteur comprenant un système de refroidissement du moteur avec un vase d'expansion, ledit circuit de chauffage comprenant un conduit destiné à être maintenu contre le tuyau de distribution de liquide lave-vitre et à être parcouru par un fluide de chauffage de telle sorte à chauffer le liquide lave-vitre par transfert de chaleur remarquable en ce que ledit circuit de chauffage est hydrauliquement indépendant du système de refroidissement du moteur. De préférence, ledit conduit est conçu pour passer dans ou contre le vase d'expansion de manière à chauffer le fluide de chauffage. De manière alternative, l'invention a pour objet un circuit de chauffage du liquide lave- vitre d'un véhicule à moteur comprenant un système de refroidissement du moteur avec un vase d'expansion, ledit circuit de chauffage comprenant un conduit destiné à être maintenu contre le tuyau de distribution de liquide lave-vitre et à être parcouru par un fluide de chauffage de telle sorte à chauffer le liquide lave-vitre par transfert de chaleur remarquable en ce que ledit conduit est conçu pour passer dans ou contre le vase d'expansion de manière à chauffer le fluide de chauffage.

Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention, le circuit comprend en outre une pompe de circulation distincte du système de refroidissement du moteur. De façon optionnelle, le circuit comprend le vase d'expansion moulé de sorte à présenter dans sa paroi une voie de circulation du fluide de chauffage. Avantageusement, le fluide de chauffage est un liquide antigel apte à rester liquide à des températures allant jusqu'à û 15°C, et de préférence jusqu'à û 40°C. Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention le circuit de chauffage comprend en outre un réservoir de fluide de chauffage communiquant avec le conduit et doté d'une résistance électrique permettant d'en réchauffer le contenu. De manière optionnelle, la pompe comporte en outre des capteurs permettant de mesurer la température du fluide de chauffage. De préférence, la pompe comporte en outre des moyens pour actionner la résistance électrique si la température du fluide de chauffage est en-dessous d'une valeur seuil prédéterminée. Selon une autre mise en oeuvre préférée de l'invention, le conduit et le tuyau de distribution de lave-vitre sont formés par une canalisation présentant trois cavités, une cavité recevant le liquide lave-vitre et deux cavités recevant le fluide de chauffage. De préférence, le conduit du dispositif de chauffage se prolonge pour passer dans le corps du gicleur de liquide lave-vitre. Par exemple, le conduit peut former une boucle dans le corps du gicleur. De manière optionnelle, le circuit selon l'invention alimente au moins deux gicleurs de lave-vitre et comprend en amont desdits gicleurs au moins un connecteur en forme de T comprenant trois cavités. L'invention concerne également un vase d'expansion pour utilisation dans le circuit de chauffage tel que défini ci-dessus et remarquable en ce qu'il est moulé de sorte à présenter dans sa paroi une voie de circulation du fluide de chauffage.30 L'invention concerne un connecteur en forme de T pour utilisation dans le circuit de chauffage selon l'invention et remarquable en ce qu'il présente trois cavités L'invention concerne également un gicleur pour utilisation dans le circuit tel que défini ci-dessus remarquable en ce qu'il comprend un conduit formant une boucle pouvant former une portion du conduit du circuit de chauffage selon l'invention. L'invention concerne enfin un système d'essuyage pour pare-brise remarquable en ce qu'il comprend un circuit de chauffage selon l'invention. On aura bien compris à la lecture de cette définition que l'invention consiste réaliser un circuit de chauffage permettant un transfert de chaleur vers le liquide lave-vitre au moyen d'un fluide de chauffage intermédiaire n'ayant aucune autre fonction dans le moteur et dont on peut choisir les propriétés en toute liberté (et notamment son point de congélation). En particulier, l'invention consiste à réaliser un circuit de chauffage hydrauliquement indépendant du système de refroidissement du moteur. L'invention consiste à utiliser un fluide de chauffage ne risquant pas de se figer sous l'action du froid, même lorsque le froid est intense, allant jusqu'à - 40°C par exemple. L'invention consiste à utiliser un fluide de chauffage qui va servir d'intermédiaire dans le transfert de chaleur entre le liquide du circuit de refroidissement et le liquide lave-vitre. Ainsi, l'invention consiste à effectuer un chauffage du liquide lave vitre par le biais d'un double transfert de chaleur depuis le circuit de refroidissement du moteur. L'invention consiste à utiliser un fluide de chauffage qui ne présente pas de risque de pollution pour le circuit de refroidissement en cas de percement du conduit le recevant. L'invention consiste également à minimiser le risque de fuite sur le circuit de refroidissement en cas de percement du conduit du circuit de chauffage qui est un circuit fermé et indépendant du circuit de refroidissement. Enfin, l'invention consiste à limiter l'inertie d'un chauffage du liquide lave-vitre par le circuit de refroidissement lors du démarrage du véhicule en limitant le volume de fluide de chauffage à réchauffer d'une part, et en fournissant des moyens complémentaires de chauffage d'autre part. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suite donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de chauffage selon l'invention. - Les figures 2a et 2b sont des coupes de canalisations pouvant être utilisées selon l'invention On se référera en premier lieu à la figure 1 représentant un schéma du circuit de chauffage (1) selon l'invention. Comme on peut le voir le liquide lave-vitre (3) est prélevé dans son réservoir (5) et acheminé par le biais d'une pompe (7) au travers d'un tuyau de distribution (9) en direction des gicleurs (11) afin d'être projeté sur le pare-brise du véhicule. Lorsqu'il y a au moins deux gicleurs, le tuyau (9) est divisé en deux au niveau d'un connecteur en forme de T (13). Il est précisé ici que la destination finale du liquide lave-vitre ne saurait être limitative quant à la portée de l'invention qui trouve son application aussi bien dans les dispositifs de lavage du pare-brise avant que de la lunette arrière ou encore des projecteurs ou des phares.

Selon l'invention un conduit (15) de chauffage est placé contre le tuyau de distribution (9) du liquide lave-vitre (3). Le conduit est disposé de telle sorte à être placé deux fois contre le tuyau (9) de distribution. De cette façon le tuyau de distribution (9) est en contact avec deux portions ou tronçons du conduit (15). Dans la première portion du conduit (15) placée contre le tuyau (9), ou conduit « aller » le fluide de chauffage (17) va circuler dans le même sens que le liquide lave-vitre (3). Dans la seconde portion du conduit (15) placée contre le tuyau (9), ou conduit « retour », le fluide de chauffage (17) va circuler dans le sens inverse du liquide lave-vitre (3). Cette disposition permet de bénéficier d'un double chauffage dudit tuyau de distribution (9) par le conduit de chauffage (15). On aura compris que le fluide de chauffage (17) circule en boucle dans le circuit de chauffage (1) et donc dans le conduit (15). Avantageusement, le fluide de chauffage (17) est un liquide antigel. Ce liquide doit être choisi de façon à rester liquide à des températures où le liquide lave vitre est déjà gelé. De préférence, le liquide antigel utilisé selon l'invention reste liquide à des températures allant jusqu'à - 15°C et de préférence jusqu'à des températures allant jusqu'à - 40°C. Il peut comprendre de l'éthylène glycol, du glycérol, du méthanol, de l'isopropanol ou un mélange de différents produits. L'homme du métier choisira sans peine la composition du liquide antigel de chauffage utilisé en fonction des caractéristiques souhaitées. Si l'emploi d'un liquide antigel constitue la mise en oeuvre préféré de l'invention, l'homme du métier pourra prendre en considération l'emploi d'autres fluides comme par exemple des gaz.

Le fluide de chauffage (17) va chauffer et éventuellement dégeler le liquide lave-vitre (3) qui est contenu dans le tuyau de distribution (9) par transfert de chaleur. Pour ce faire les deux portions du conduit (15) de circulation du fluide de chauffage sont disposées parallèlement au tuyau de distribution (9) du liquide lave-vitre (3) et maintenus contre lui de telle sorte à optimiser au maximum le transfert de chaleur. Ceci peut être par exemple obtenu en enfermant le tuyau de distribution (9) et les deux portions du conduit de chauffage (15) au sein d'une même gaine. De manière préférentielle, l'invention propose d'utiliser, sur la portion chauffée du tuyau de distribution (9) du liquide lave-vitre (3) allant idéalement du réservoir de liquide lave-vitre (3) aux gicleurs (11), une canalisation (19) présentant trois canaux. Un tel dispositif permet à la fois un gain de place et l'assurance d'un contact indirect prolongé et optimal entre le liquide de lave-vitre (3) et le fluide de chauffage (17). La figure 2a présente une vue en coupe d'une telle canalisation (19) selon l'invention. Le canal (21) est destiné à recevoir le liquide lave-vitre (3) et les canaux (23, 25) sont destinés à recevoir le fluide de chauffage (17). La figure 2b présente une vue en coupe d'une autre canalisation (19) selon l'invention dans laquelle la disposition et la forme des canaux (21, 23, 25) permet d'optimiser le transfert de chaleur depuis le fluide de chauffage (17) vers le liquide de lave-vitre (3). Comme on peut le voir aisément, le canal de distribution (21) occupe ici une position centrale qui permet aux canaux de chauffage (23, 25) de le circonscrire.

De telles canalisations (19) sont avantageusement réalisées en matières plastiques. Elles peuvent par exemple être réalisées par extrusion de caoutchouc ou de polymères thermoplastiques. L'homme du métier choisira sans difficulté la composition du matériau constitutif de la canalisation (19) en fonction des caractéristiques mécaniques recherchées. Les canaux (21, 23, 25) peuvent présenter la même section. Toutefois l'homme du métier pourra choisir à ce que les canaux présentent des sections différentes à condition bien entendu que les deux canaux de circulation (23, 25) du fluide de chauffage (17) présentent une section identique. La canalisation (19) présente deux extrémités : une extrémité dite d'entrée qui est celle par laquelle va entrer le liquide de lave-vitre (3) et une entrée dite de sortie qui est celle par laquelle va sortir le liquide lave-vitre (3). Un connecteur (27) assure au niveau de l'extrémité d'entrée la liaison avec le réservoir (3) comprenant le liquide lave-vitre et la liaison avec la boucle (29) du conduit (15) du circuit de chauffage. Avantageusement, c'est au niveau de cette boucle (29) que se situe la pompe (31) permettant au fluide de chauffage (17) de circuler à l'intérieur du circuit (1). C'est également dans cette boucle (29) que va être chauffé le fluide de chauffage (17). En effet, on aura compris sans peine que, selon l'invention, le fluide de chauffage (17) est chauffé avant son entrée dans la canalisation (19). Dans un premier mode de réalisation, le fluide de chauffage (17) est chauffé par passage de la portion du conduit (15) formant la boucle (29) dans ou contre le vase d'expansion (37) du système de refroidissement du moteur (non représenté). De manière avantageuse et afin d'éviter tout risque de pollution du liquide de refroidissement (39) du système de refroidissement qui pourrait résulter d'un éventuel perçage du conduit (15) formant la boucle (29), le vase d'expansion (37) est moulé de sorte à présenter une voie de circulation du fluide de chauffage (17) intégré dans sa paroi. Par ailleurs, l'homme du métier pourra avoir avantage à choisir un fluide de chauffage (17) ne risquant pas d'endommager les caractéristiques du liquide de refroidissement s'il venait à y être mélangé. C'est par exemple le cas lorsque le fluide de chauffage (17) est un liquide antigel de composition similaire à celui déjà présent dans le circuit de refroidissement. Le fluide de chauffage (17) est ainsi chauffé par transfert de chaleur. Cette façon de faire est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet de récupérer l'énergie du circuit de refroidissement. Dans un second mode de réalisation de l'invention, qui est celui représenté à la figure 1, on adoptera un système de chauffage mixte combinant à la fois un chauffage d'appoint électrique avec un chauffage par transfert de chaleur. Ainsi on aura avantage à équiper la pompe (31) d'un système de capteurs de chaleur (non représentés) permettant de déterminer la température du fluide de chauffage (17). La pompe (31) est également équipée de moyens (41) permettant d'actionner la résistance électrique (35) située au niveau du réservoir (33) du fluide de chauffage (17) lorsque la température dudit fluide se situe au dessous d'une valeur seuil prédéterminée. On aura compris que le réservoir (33) est agencé de telle sorte que le conduit (15) débouche sur lui et en repart. De la sorte le fluide de chauffage (17) chauffé au sein du réservoir (33) est directement mis en circulation dans le circuit, et le fluide (17) contenu dans le conduit (15) traverse le réservoir (33) et peut y être chauffé. Cette valeur seuil de la température du fluide de chauffage (17) est à définir par l'homme du métier. Evidemment, elle sera située au dessus du point de congélation du liquide lave-vitre (3) de sorte à pouvoir le dégeler au besoin. Une fois que la valeur seuil est atteinte, la résistance électrique (35) est déconnectée et le chauffage du fluide (17) de chauffage par transfert de chaleur depuis le vase d'expansion (37) prend le relai. Lorsque le fluide de chauffage (17) est chauffé par transfert de chaleur du fait de son passage dans la paroi du vase d'expansion (37), la pompe (31) peut être amenée à le faire circuler plus ou moins rapidement dans le circuit de chauffage afin de régler la température désirée sur le liquide lave-vitre (3). De préférence, la canalisation (19) achemine le liquide lave-vitre (3) jusqu'au niveau des gicleurs (11). Lorsqu'il y a deux gicleurs (11) la canalisation (19) sera connectée à un connecteur en T (13) qui, selon l'invention, présente trois canaux. Ce connecteur séparera les fluides (3, 17) en deux flux qui seront chacun dirigés vers un gicleur (11) au moyen d'une autre canalisation (19) à trois cavités. L'homme du métier adaptera sans peine le circuit de chauffage selon l'invention à une configuration présentant plus de deux gicleurs. Il est possible dans une mise en oeuvre de l'invention d'assurer la connexion entre les canaux de circulation du fluide de chauffage (23, 25) au niveau d'un connecteur de fin (non représenté) situé en amont du gicleur (11). Néanmoins, et de préférence, on réalisera cette connexion au niveau du gicleur (11) lui-même. Ceci offre plusieurs avantages, d'une part celui de chauffer le gicleur (11) et d'éviter donc son obstruction par le gel. D'autre part, celui d'optimiser encore le chauffage du liquide lave vitre (3) et de minimiser les pertes de chaleurs puisqu'il sera chauffé jusqu'au bout. Et enfin ceci offre l'avantage d'économiser les pièces puisque le gicleur (11) va assurer à la fois le rôle de gicleur et le rôle d'embout de connexion. Le conduit (15) se prolonge donc dans les corps des gicleurs (11), et forme en leur sein une boucle (43). Lorsque les gicleurs sont montés en série, la boucle (43) est formée dans le corps du dernier gicleur. Il est par exemple également possible de coupler le dispositif de chauffage du tuyau de distribution (9) du liquide lave-vitre (3) à un système de réchauffement du réservoir (5) de liquide lave-vitre (3) permettant de dégeler ledit liquide au sein du réservoir (5) au besoin. On voit bien comment le circuit (1) selon l'invention offre une liberté accrue à l'homme du métier dans le réglage des paramètres du chauffage. Cette liberté se retrouve par exemple au niveau du choix du fluide de chauffage (17) et donc de ces propriétés, comme au niveau de la température ou de la vitesse de circulation dudit fluide. On aura compris que le circuit selon l'invention permet de récupérer la chaleur du circuit de refroidissement du moteur pour chauffer le liquide lave-vitre (3) en minimisant les risques encourus par le circuit de refroidissement. En effet, un éventuel percement du conduit entre le conduit (15) en direction du liquide de refroidissement ne générera pas de fuite du circuit de refroidissement puisque le circuit de chauffage (1) est un circuit fermé. De même, un éventuel percement entre le tuyau de distribution (9) et le conduit (15) du liquide de chauffage ne conduirait pas à une pollution du liquide de refroidissement du moteur.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant seulement à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée.

Claims

REVENDICATIONS1 û Circuit de chauffage (1) du liquide lave-vitre (3) d'un véhicule à moteur comprenant un système de refroidissement du moteur avec un vase d'expansion (37), ledit circuit de chauffage comprenant un conduit (15) destiné à être maintenu contre le tuyau de distribution (9) de liquide lave-vitre (3) et à être parcouru par un fluide de chauffage (17) de telle sorte à chauffer le liquide lave-vitre (3) par transfert de chaleur caractérisé en ce que ledit circuit de chauffage (1) est hydrauliquement indépendant du système de refroidissement du moteur. 2 û Circuit (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit conduit (15) est conçu pour passer dans ou contre le vase d'expansion (37) de manière à chauffer le fluide de chauffage (17). 3 û Circuit (1) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (31) de circulation distincte du système de refroidissement du moteur. 4 û Circuit (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend le vase d'expansion (37) moulé de sorte à présenter dans sa paroi une voie de circulation du fluide de chauffage (17). 5 û Circuit (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le fluide de chauffage (17) est un liquide antigel apte à rester liquide à des températures allant jusqu'à û 15°C, et de préférence jusqu'à û 40°C. 6 û Circuit (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réservoir (33) de fluide de chauffage (17) communiquant avec le conduit (15) et doté d'une résistance électrique (35) permettant d'en réchauffer le contenu. 30 7 û Circuit (1) selon la revendication 6 caractérisé en ce que la pompe (31) comporte en outre des capteurs permettant de mesurer la température du fluide de chauffage (17).258 - Circuit (1) selon la revendication 7 caractérisé en ce que la pompe (31) comporte en outre des moyens (41) pour actionner la résistance électrique (35) si la température du fluide de chauffage (17) est en-dessous d'une valeur seuil prédéterminée. 9 û Circuit selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le conduit (15) et le tuyau de distribution (9) de lave-vitre sont formés par une canalisation (19) présentant trois cavités (21, 23, 25), une cavité (21) recevant le liquide lave-vitre (3) et deux cavités (23, 25) recevant le fluide de chauffage (17). 10 û Circuit selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le conduit (15) se prolonge pour passer dans le corps du gicleur (11) de liquide lave-vitre. 11 û Circuit selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le conduit (15) 15 forme une boucle (43) dans le corps du gicleur (11). 12 û Circuit selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il alimente au moins deux gicleurs (11) de lave-vitre et qu'il comprend en amont desdits gicleurs (11) au moins un connecteur (13) en forme de T comprenant trois cavités. 13 - Vase d'expansion (37) pour utilisation dans le circuit (1) selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il est moulé de sorte à présenter dans sa paroi une voie de circulation du fluide de chauffage (17). 25 14 û Connecteur (13) en forme de T pour utilisation dans le circuit (1) selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il présente trois cavités 15 û Gicleur (11) pour utilisation dans le circuit (1) selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il comprend un conduit formant une boucle (43) pouvant former 30 une portion du conduit (15) de chauffage. 10 2016 û Système d'essuyage pour pare-brise caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (1) de chauffage selon l'une des revendications 1 à 12.