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EP2156029A1 - Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de vehicule automobile - Google Patents

Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de vehicule automobile

Info

Publication number
EP2156029A1
EP2156029A1 EP08736481A EP08736481A EP2156029A1 EP 2156029 A1 EP2156029 A1 EP 2156029A1 EP 08736481 A EP08736481 A EP 08736481A EP 08736481 A EP08736481 A EP 08736481A EP 2156029 A1 EP2156029 A1 EP 2156029A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
module according
safety device
control valve
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08736481A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Vacca
Alain Farkh
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.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques 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 Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2156029A1 publication Critical patent/EP2156029A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • 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
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/16—Indicating devices; Other safety devices concerning coolant temperature
    • 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
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • 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
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Definitions

  • the invention relates to cooling circuits for motor vehicle engines.
  • It relates more particularly to a module for a cooling circuit of a motor vehicle engine, comprising at least one control valve for a circulation according to at least one so-called normal mode.
  • a cooling circuit of this type is traversed by a cooling fluid under the action of a pump and it comprises a control valve having an input adapted to be connected to the motor and a radiator output adapted to be connected to a radiator cooling (see in particular the French patent FR 2,850,726 of 31 January 2003).
  • the control valve comprises a clean rotary control member to take different angular positions to control the distribution of the fluid through several outputs which include a radiator output adapted to be connected to a cooling radiator, a heater output clean to be connected to a heater for heating the cabin of the vehicle, and a bypass outlet clean to be connected to a bypass bypassing the cooling radiator.
  • a control valve is usually controlled by an electric motor which controls the displacement of the adjustment member according to a chosen law.
  • the main purpose of the invention is to improve the safety of such a control valve in the event of a failure of external origin, due for example to the vehicle computer or to a control electronics, or of internal origin, due for example to an electric motor, a gearbox or a hydraulic stage.
  • the engine may be a heat engine, an electric motor, or a hybrid engine.
  • the rotary adjusting member can remain in a position closing the radiator output. This will cause an uncontrolled rise in temperature of the engine and, eventually, cause damage to it.
  • the addition of a return spring requires to choose a geared motor capable of permanently defeating the spring force. This has the effect of over-dimensioning the actuating motor of the valve and increasing the cost, the bulk.
  • the invention improves the situation.
  • a module for a cooling circuit of a motor vehicle engine comprising at least one control valve for a circulation according to at least one so-called normal mode.
  • said module further comprises a thermal safety device for said circuit, said thermal safety device being able to allow a circulation according to another so-called short-circuit mode in case of failure of the normal circulation mode.
  • the thermal safety device then authorizes circulation in a short-circuit mode.
  • This short circuit mode is primarily intended to prevent any risk of overheating the engine.
  • the safety device comprises a shutter means controlled by an element sensitive to the detected temperature of a fluid of cooling passing through said cooling circuit, said shut-off means being in a so-called closing position when the detected temperature is below a given threshold and brought into a so-called opening position when the detected temperature exceeds the given threshold, so directing at least a portion of the cooling fluid to a cooling radiator of said cooling circuit by short-circuiting the control valve.
  • said thermal safety device comprises an input adapted to be connected to a cooling fluid outlet of the engine, a valve outlet adapted to be connected to the input of the control valve and a bypass outlet specific to be connected to a bypass between the inlet and a radiator outlet of the control valve.
  • the thermal safety device is adapted to be integrated in a water outlet housing of the engine, adapted to be mounted on the engine.
  • the engine water outlet housing advantageously comprises a body delimiting a main passage extending between the inlet and the valve outlet and a pipe opening laterally into the main passage and delimiting a secondary passage in which the safety device is mounted. thermal.
  • the water outlet housing of the motor is adapted to be mounted directly on the motor and to directly receive the control valve.
  • the thermal safety device is adapted to be integrated in a separate equipment, suitable for being mounted between the motor and the control valve.
  • This separate equipment advantageously comprises a duct delimiting a main passage extending between the inlet and the valve outlet and a pipe opening laterally into the main passage and delimiting a secondary passage in which the thermal safety device is mounted.
  • the thermal safety device is integrated in the control valve.
  • control valve advantageously comprises a cylindrical body delimiting a cylindrical housing for a control member mounted for rotation about an axis, in which the inlet and the valve outlet of the thermal safety device are aligned coaxially with the cylindrical housing, and wherein the bypass outlet of the thermal safety device is formed by a pipe opening laterally into the cylindrical housing and housing the thermal safety device.
  • the radiator output of the control valve is advantageously formed by a pipe opening laterally into the cylindrical housing of the control valve.
  • the radiator outlet tubing and the bypass outlet tubing may open at respective locations offset in the axial direction of the control valve.
  • the radiator outlet tubing and the bypass outlet tubing may also terminate at respective locations offset in the radial direction of the control valve.
  • the location of the bypass outlet manifold is preferably outside the area of action of the control valve adjusting member.
  • said closure means is preferably a valve.
  • valve should be understood in the broad sense to mean any shutter element adapted to be placed in the closed position or the open position mentioned above.
  • the valve is connected to a thermostatic element capable of moving the valve from the closed position to the open position when the detected temperature exceeds the given threshold, a retaining member being provided to hold the valve in the open position and prevent it from returning to the closed position.
  • the valve comprises a flap pivotally mounted about an axis and retained in the closed position by a retractable abutment held in abutment position by a material retaining member. eutectic having a melting point corresponding to the given threshold and likely to come into a retracted position to release the valve, when the retaining member has reached its melting point.
  • the valve is connected to a shape memory alloy element capable of moving said valve from the closed position to the open position when the detected temperature exceeds the given threshold.
  • the shape memory alloy element may be, for example, a rod capable of elongating, or otherwise retracting, when the sensed temperature exceeds the given threshold.
  • It may still be a spring, in particular helical, able to elongate, or on the contrary to retract, when the detected temperature exceeds the given threshold.
  • the invention relates to a cooling circuit of a motor vehicle engine, which comprises a module as defined above.
  • FIG. 1 is a diagram of a cooling circuit of a vehicle engine comprising a module comprising a control valve and a thermal safety device according to the invention
  • FIGS. 2, 3 and 4 respectively represent three variant embodiments of the module of the invention.
  • FIG. 5 shows, in side view and partially in section, an engine water outlet housing incorporating a thermal safety device according to the invention, the water outlet housing being adapted to be mounted directly on the motor and to directly receive the control valve;
  • FIG. 6 is a sectional view of a separate equipment in which is integrated a thermal safety device according to the invention.
  • FIG. 7 is a partial sectional view of a control valve incorporating a thermal safety device according to the invention.
  • Figure 8 shows the developed body and the sealing segment of a control valve incorporating a thermal safety device in an alternative embodiment
  • FIG. 9 schematically shows a valve connected to a thermostatic element
  • FIG. 10 is a partial sectional view of a valve body incorporating a valve in the form of a pivoting flap and retained in the closed position by a retaining member comprising a eutectic material;
  • FIG 11 is a perspective view of a valve in another embodiment;
  • FIG. 12 is a partial sectional view of a thermal safety device incorporating the valve of Figure 11;
  • FIG. 13 shows a partial sectional view of a valve body similar to that of Figure 10 wherein the valve is also formed in the form of a pivoting flap;
  • FIG. 14 is a perspective view of the valve of FIG. 13;
  • FIGS. 15A and 15B show a valve connected to a shape memory alloy element, here made in the form of a rod, respectively in the closed position and in the open position;
  • FIGS. 16A and 16B are views similar to FIGS. 15A and 15B in a variant embodiment
  • FIGS. 17A and 17B illustrate a valve connected to a shape memory alloy element, here made in the form of a spring, respectively in the closed position and in the open position;
  • Figures 18A and 18B are views similar to Figures 17A and 17B in an alternative embodiment.
  • FIG 1 shows a circuit 10 for cooling a motor vehicle engine 12, for example a heat engine, an electric motor or a hybrid engine.
  • the circuit 10 is traversed by a cooling fluid, typically water added with an antifreeze, which circulates under the action of a pump 14.
  • the circuit comprises a cooling radiator 16 in which the cooling fluid gives way. heat to a flow of air set in motion by the speed of the vehicle and / or by a motor-fan unit (not shown),
  • the circuit comprises a control valve 18 having an input 20 adapted to be connected to an output 22 of the motor, two other outputs 24 and 26 not described in detail and a radiator output 28 adapted to be connected to the cooling radiator 16.
  • the outlets 24 and 26 may be connected for example to a heater for heating the passenger compartment and a branch bypassing the radiator, in a manner known per se.
  • control valve 18 may comprise, for example, a rotary type control member for controlling the distribution of the cooling fluid between the outlets 24, 26 and 28 according to a chosen law, as taught for example by the aforementioned French patent.
  • the regulating member of the control valve is usually controlled by a stepping electric motor or a geared motor.
  • the control valve thus allows circulation according to at least one so-called normal mode.
  • the valve may remain stuck in a position which does not promote cooling of the engine.
  • the invention provides for this a module comprising the control valve 18 and a thermal safety device 30 adapted to allow circulation according to another so-called short-circuit mode in case of failure of the normal circulation mode.
  • the thermal safety device 30 is installed on a bypass 32 between the inlet 20 of the valve and the radiator outlet 28 of the valve.
  • the device 30 comprises a closure means, in the example a valve
  • the valve of the safety device 30 is automatically, irreversibly or reversibly brought into an open position, which opens the bypass 32.
  • the cooling fluid then passes through the bypass as shown by the arrows in broken lines.
  • the thermal safety device 30 is able to allow circulation according to a so-called short-circuit mode. in case of failure of the normal circulation mode.
  • the thermal safety device 30 is adapted to be integrated in a water outlet housing 34 of the engine, the housing being adapted to be mounted on the motor and having an inlet 36 specific to be connected to the output 22 of the motor, a valve output 38 adapted to be connected to the inlet 20 of the valve and a bypass outlet 40 adapted to be connected to the bypass 32.
  • the thermal safety device 30 is able to be integrated in a separate piece of equipment 42 able to be mounted between the motor 12 and the control valve 18 and comprising an inlet 44 capable of being connected to the output 22 of the motor, a valve output 46 adapted to be connected to the inlet 20 of the valve and a bypass outlet 48 adapted to be connected to the bypass 32.
  • the thermal safety device 30 is integrated in the control valve 18 and more particularly in a housing 50 attached to the control valve and comprising an inlet 52 adapted to be connected to the output 22 of the motor, a valve output 54 connected to the inlet 20 of the valve and a bypass outlet 56 adapted to be connected to the branch 32 .
  • FIGS. 2, 3 and 4 are functionally equivalent. They simply differ from each other by the integration mode of the thermal safety device 30 in the module.
  • this housing 34 comprises a body 58 delimiting a main passage 60 which extends between the inlet 36 and the valve outlet 38, and a pipe 62 opening laterally into the main passage 60 and delimiting a secondary passage 64 in which the safety device 30 is mounted.
  • the pipe 62 has an enlarged portion 66 for accommodating the safety device 30
  • the tubing 62 is advantageously formed in two parts which are connected at this enlarged part to allow the integration of the safety device 30.
  • the water outlet housing 34 is adapted to be mounted directly to the motor by a flange 68 and is adapted to directly receive the control valve 18 by means of a flange 70 of the valve.
  • control valve 18 comprises a cylindrical body 72 delimiting a cylindrical housing 74 of axis XX in which is mounted in rotation an adjusting member 76 in the form of a single cylindrical element, for example, hollow with a truncated wall 78.
  • adjusting member 76 in the form of a single cylindrical element, for example, hollow with a truncated wall 78.
  • the valve body laterally open several outlet pipes, only one of which is shown in FIG. 5, namely a tubing 80 which delimits the radiator output 28.
  • the adjusting member 76 can be brought selectively into different angular positions by means of an electric motor 82 such as a geared motor or a stepper motor which controls the movement of the regulating member through In the event of a malfunction, the safety device 30 is brought into the open position and passes the fluid directly through the tubing 62 as represented by the arrow in broken lines.
  • an electric motor 82 such as a geared motor or a stepper motor which controls the movement of the regulating member through
  • This equipment 42 includes a conduit 86 defining a main passage 88 extending between the inlet 44 and the valve outlet 46, and a pipe 90 opening laterally into the main passage and delimiting a secondary passage 92 in which the safety device 30 is mounted.
  • FIG. 7 illustrates in more detail the embodiment of FIG. 4.
  • the control valve 18 is substantially similar to that of FIG. 5. It comprises a cylindrical body 72 delimiting a cylindrical housing 74 for the adjustment member 76 rotatably mounted about an axis XX.
  • the body 72 of the valve comprises an axial extension 94 to form the inlet 52 and the outlet valve 54 of the safety device.
  • the inlet 52 and the valve outlet 54 are aligned coaxially with the cylindrical housing 74.
  • the bypass outlet 56 of the safety device is formed by a pipe 96 opening laterally into the cylindrical housing and housing the safety device 30.
  • the radiator output 28 of the control valve is formed by a pipe 80 opening laterally into the cylindrical housing of the control valve.
  • the radiator outlet tubing 80 and the bypass outlet tubing 96 open at respective locations offset in the axial direction of the control valve.
  • the pipes are capped by a manifold 98 which is assembled on the pipes 80 and 96 by locking in position the safety device 30.
  • This manifold 98 has an output 100 adapted to be connected to the radiator.
  • radiator outlet tubing 80 and the bypass outlet tubing 96 may open at respective locations offset in the radial direction of the control valve.
  • FIG. 8 shows a sealing segment 102 associated with a rotary control member of a control valve in the aforementioned case.
  • the developed 104 of the cylindrical valve body There is shown by a dashed rectangle the developed 104 of the cylindrical valve body.
  • the radiator output 28 of the control valve here has a square shape
  • the bypass outlet 56 here has a circular shape and they are angularly offset.
  • the corresponding tubings 80 and 96 (not shown) are offset angularly and not axially as in the case of Figure 7.
  • the safety device comprises a bypass outlet adapted to be connected to a shunt between the inlet and a radiator output of the control valve independent of the radiator output of the control valve.
  • the sealing segment 102 has a portion 106 of greater width which controls the radiator output 28 and the output 24 corresponding to the heater and the outlet 26 corresponding to the radiator bypass.
  • the sealing segment 102 also has a narrower portion 108 which permanently disengages the bypass outlet 56.
  • this outlet is in a dead zone, which is spared by the sealing segment 102, regardless of the angular position. of the regulator of the valve.
  • the location of the tubing 96 of the bypass outlet 56 is outside the area of action of the control member of the control valve.
  • the safety device 30 comprises a valve 110 made in the form of a plate which is connected to a thermostatic element 112, for example of the type with an expandable wax capable of moving the valve of the position. closure shown in phantom solid in the open position shown in broken lines.
  • a retaining member formed of a plurality of resilient tongues 114 is provided to hold the valve in the open position and prevent it from returning to the closed position.
  • the resilient tabs 116 have respective ends 116 which are spaced radially by the valve 110 in the closed position. When the valve is moved axially in its open position, the ends 116 of the tongues 114 can move radially inwards to retain the valve as shown in phantom in Figure 9. As a result, the valve remains maintained in the open position to favor the cooling of the engine.
  • FIG. 10 shows a water outlet housing 34 defining a main passage 60 axially aligned with the cylindrical housing 74 of a control valve 18.
  • the water outlet housing 34 also defines a passage secondary 64 in which is mounted a valve 152 of the safety device.
  • a base 120 On the body of the valve is reported a base 120 having a connector 122 fitted into the radiator outlet 28 of the valve and a connector 124 aligned with the secondary passage 64 of the valve body.
  • On the base 120 is mounted a housing 126 forming a tube 128 adapted to be connected to the cooling radiator and delimiting a chamber 130 adapted to be powered or not by the cooling fluid depending on whether the valve 152 is in the open position or in the closed position.
  • This chamber 130 communicates with the interior of the tubing 128.
  • the valve 152 of the safety member 30 is in the form of a flap pivotally mounted about an axis 154 and retained in the closed position by a retractable stopper 156, which is held in its abutment position by a member retainer 158 made of eutectic material. This retaining member is placed against a plate 160 integral with the abutment 156, and against which comes to rest a helical spring return 162.
  • the principle of operation of the retaining member is based on the use of a eutectic material, that is to say a phase-transforming material which can pass from a solid phase to a liquid phase to a liquid phase. very precise temperature depending on the composition of the material.
  • this eutectic material has a melting point which corresponds to the threshold given to release the valve when the detected temperature corresponds to this threshold.
  • the eutectic material 58 In the normal position, the eutectic material 58 is in the solid state and holds the stopper 156 in its extended position, against the restoring force exerted by the spring 162. The valve is held against the abutment 156 under the spring. effect of the pressure P of the fluid. On the other hand, as soon as the detected temperature exceeds the given threshold, the eutectic material melts and the stop comes to retract in the direction of the arrow F1, which makes it possible to release the valve which will pivot about its axis in the direction of the arrow
  • the valve 164 shown in FIGS. 11 and 12 is here a pivoting flap of rectangular shape and comprises two flanges 166 for delimiting a pivot axis.
  • the valve 164 is provided with a seal 168 at its periphery, as seen in FIG.
  • valve 170 is a generally circular pivoting flap provided with two flanges 172 defining an axis of rotation which extends substantially along the diameter of the flap.
  • the flap is provided with two flanges 172 similar to the flanges 166 of Figure 11. This flap is surrounded by a seal 174. The axis of the flap is secured to a torsion spring, not shown.
  • alloys of the tin-bismuth type For example, to obtain a melting point 130 ° C., it is possible to choose an alloy comprising 40% tin, 56% bismuth and 4% zinc, these percentages being expressed by weight. In such alloys, materials such as cadmium and lead are prohibited to avoid any pollution problem.
  • FIGS 15A and 15B show a valve 176 made in the form of a soft rubber-type seal adapted to cooperate with an opening 178 formed in a wall 179.
  • the valve 176 is mounted at the end of an element 180 made of shape memory alloy and here having the shape of a rod.
  • the other end of the element 180 bears on a fixed wall 182.
  • shape memory alloys are materials that can resume their original preset shape triggered by heating, this process being reversible and can be repeated several times.
  • shape memory alloys that can be used in the invention mention may be made by way of example of nitinol which is a nickel-titanium alloy material, copper-aluminum-nickel alloys and copper alloys -aluminium-zinc.
  • the element 180 is able to lengthen when the detected temperature exceeds the given threshold.
  • the valve 176 closes the opening 178 as shown in FIG. 15A, where the detected temperature exceeds the above threshold, the device is actuated and the element 180 extends so that the rubber seal passes through the opening 178 and is placed on the other side of the corresponding wall as shown Figure 15B.
  • This device offers the advantage of being reversible.
  • the valve returns to its normal position of closure.
  • Figures 16A and 16B show a variant in which the element 184 of shape memory alloy is a rod capable of retracting when the detected temperature exceeds the given threshold.
  • the valve 186 is a shutter provided with a seal 188 adapted to bear against the wall 179 in which the opening 178 is formed.
  • the element 184 retracts, which also causes the valve 186 and the seal 188 to move away from the wall 179 as shown in Figure 16B. The valve then moves to the open position.
  • valve 186 provided with a gasket 188, the presence of which is not essential, is urged in the closed position by a support spring 190, Furthermore, the valve 186 is connected to a shape memory alloy element 192 which is formed in the form of a spring, in the helical example, one end of which is fixed to the valve and the other end of which is fixed. on the bottom wall 182. In the closed position of FIG. 17A, the valve is biased against the wall 179 to close the opening 178.
  • the valve is plated in its closed position by a helical spring 190 similar to that of FIGS. 17B.
  • the valve 186 is connected to a shape memory alloy element 194 made in the form of a spring, in the helicoidal example, interposed between the wall 179 and the valve, unlike the preceding embodiment.
  • shape memory element 194 is able to elongate when the detected temperature exceeds the given threshold.
  • the element 194 elongates which causes the displacement of the valve 186 in the opening direction as seen in Figure 18B.
  • the invention finds particular application to the cooling circuits of motor vehicle engines, in particular thermal engines, but also electric motors or hybrid engines.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande (18) permettant une circulation selon au moins un mode dit normal. Ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique (30) pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique (30) étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal. Application aux véhicules automobiles.

Description

Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile
L'invention se rapporte aux circuits de refroidissement pour les moteurs de véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande permettant une circulation selon au moins un mode dit normal .
Généralement un circuit de refroidissement de ce type est parcouru par un fluide de refroidissement sous l'action d'une pompe et il comprend une Vanne de commande ayant une entrée propre à être reliée au moteur et une sortie radiateur propre à être reliée à un radiateur de refroidissement (voir notamment le brevet français FR 2 850 726 du 31 janvier 2003) .
Dans ce circuit de refroidissement connu, la vanne de commande comprend un organe de réglage rotatif propre à prendre différentes positions angulaires pour contrôler la distribution du fluide au travers de plusieurs sorties qui comprennent une sortie radiateur propre à être reliée à un radiateur de refroidissement, une sortie aérotherme propre à être reliée à un aérotherme servant au chauffage de l'habitacle du véhicule, et une sortie de dérivation propre à être reliée à une dérivation contournant le radiateur de refroidissement. Une telle vanne de commande est habituellement pilotée par un moteur électrique qui contrôle le déplacement de l'organe de réglage en fonction d'une loi choisie.
L'invention a essentiellement pour but d'améliorer la sécurité d'une telle vanne de commande en cas d'une panne d'origine externe, due par exemple au calculateur du véhicule ou à une électronique de commande, ou d'origine interne, due par exemple à un moteur électrique, à un réducteur ou un étage hydraulique.
Il est en effet souhaitable, en pareil cas, d'assurer un mode de fonctionnement de sécurité.
Une solution consiste alors à diriger le fluide de refroidissement vers le radiateur de refroidissement pour éviter toute surchauffe et endommagement du moteur du véhicule, ce moteur pouvant être un moteur thermique, un moteur électrique, ou encore un moteur hybride.
II est connu d'incorporer un ressort de rappel dans une vanne, afin de ramener l'organe de réglage rotatif dans une position de sécurité pour garantir l'ouverture de la voie correspondant à la sortie radiateur.
Cependant, il est possible d'avoir une défaillance du ressort de rappel de la vanne.
Il en résulte que l'organe de réglage rotatif peut rester dans une position obturant la sortie radiateur. Cela aura pour effet de provoquer une montée en température incontrôlée du moteur et, à terme, d'occasionner un endommagement de celui-ci. En outre, l'ajout d'un ressort de rappel oblige à choisir un moto-réducteur capable de vaincre en permanence l'effort du ressort. Cela a pour effet de sur-dimensionner le moteur d'actionnement de la vanne et d'augmenter le coût, l ' encombrement .
L'invention a améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande permettant une circulation selon au moins un mode dit normal.
Conformément à l'invention ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court- circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal.
Ainsi, en cas de défaillance du mode de circulation normal, comme par exemple une surchauffe accidentelle pouvant être due à une défaillance de la vanne, le dispositif de sécurité thermique autorise alors une circulation selon un mode de court-circuit.
Ce mode de court-circuit est destiné avant tout à éviter tout risque de surchauffe du moteur.
De manière avantageuse, le dispositif de sécurité comprenant un moyen d'obturation commandé par un élément sensible à la température détectée d'un fluide de refroidissement parcourant ledit circuit de refroidissement, ledit moyen d'obturation étant dans une position dite de fermeture lorsque la température détectée est inférieure à un seuil donné et étant amené dans une position dite d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, de manière à diriger au moins une partie du fluide de refroidissement vers un radiateur de refroidissement dudit circuit de refroidissement en court- circuitant la vanne de commande.
Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit dispositif de sécurité thermique comprend une entrée propre à être reliée à une sortie de fluide de refroidissement du moteur, une sortie vanne propre à être reliée à l'entrée de la vanne de commande et une sortie dérivation propre à être reliée à une dérivation entre l'entrée et une sortie radiateur de la vanne de commande.
Dans une première variante de réalisation, le dispositif de sécurité thermique est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau du moteur, propre à être, monté sur le moteur.
Le boîtier de sortie d'eau du moteur comprend avantageusement un corps délimitant un passage principal s 'étendant entre l'entrée et la sortie vanne et une tubulure débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique.
De préférence, le boîtier de sortie d'eau du moteur est propre à être monté directement sur le moteur et à recevoir directement la vanne de commande. Dans une deuxième variante de réalisation, le dispositif de sécurité thermique est apte à être intégré dans un équipement séparé, propre à être monté entre le moteur et la vanne de commande.
Cet équipement séparé comprend avantageusement un conduit délimitant un passage principal s ' étendant entre l'entrée et la sortie vanne et une tubulure débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique .
Dans une troisième variante de réalisation, le dispositif de sécurité thermique est intégré dans la vanne de commande .
Dans cette troisième variante, la vanne de commande comprend avantageusement un corps cylindrique délimitant un logement cylindrique pour un organe de réglage monté en rotation autour d'un axe, dans lequel l'entrée et la sortie vanne du dispositif de sécurité thermique sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique, et dans lequel la sortie dérivation du dispositif de sécurité thermique est formée par une tubulure débouchant latéralement dans le logement cylindrique et logeant le dispositif de sécurité thermique .
La sortie radiateur de la vanne de commande est avantageusement formée par une tubulure débouchant latéralement dans le logement cylindrique de la vanne de commande . La tubulure de sortie radiateur et la tubulure de sortie dérivation peuvent déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande.
La tubulure de sortie radiateur et la tubulure de sortie dérivation peuvent aussi déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande .
Dans ce dernier cas, l'emplacement de la tubulure de sortie dérivation se trouve de préférence en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande.
Dans le module de l'invention, ledit moyen d'obturation est de préférence un clapet.
Le terme « clapet » doit être compris au sens large comme désignant tout élément obturateur propre à être placé dans la position de fermeture ou la position d'ouverture mentionnées précédemment.
Dans un premier exemple de réalisation, le clapet est relié à un élément thermostatique propre à déplacer le clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, un organe de retenue étant prévu pour maintenir le clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture.
Dans un deuxième exemple de réalisation, le clapet comprend un volet monté pivotant autour d'un axe et retenu en position de fermeture par une butée escamotable maintenue en position de butée par un organe de retenue en matériau eutectique présentant un point de fusion correspondant au seuil donné et susceptible de venir dans une position escamotée pour libérer le clapet, lorsque l'organe de retenue a atteint son point de fusion.
Dans un troisième exemple de réalisation, le clapet est relié à un élément en alliage à mémoire de forme, propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
L'élément en alliage à mémoire de forme peut être, par exemple, une tige capable de s'allonger, ou contraire de se rétracter, lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Il peut s'agir encore d'un ressort, en particulier hélicoïdal, capable de s'allonger, ou au contraire de se rétracter, lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, lequel comprend un module tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit et en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule comprenant un module comportant une vanne de commande et un dispositif de sécurité thermique selon l'invention ;
- les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement trois variantes de réalisation du module de l'invention ;
- la figure 5 représente, en vue de côté et partiellement en coupe, un boîtier de sortie d'eau de moteur intégrant un dispositif de sécurité thermique selon l'invention, le boîtier de sortie d'eau étant propre à être monté directement sur le moteur et à recevoir directement la vanne de commande ;
- la figure 6 est une vue en coupe d'un équipement séparé dans lequel est intégré un dispositif de sécurité thermique selon l'invention ;
- la figure 7 est une vue partielle en coupe d'une vanne de commande intégrant un dispositif de sécurité thermique selon l'invention ;
la figure 8 représente le développé du corps et du segment d'étanchéité d'une vanne de commande intégrant un dispositif de sécurité thermique dans une variante de réalisation ;
- la figure 9 représente schématiquement un clapet relié à un élément thermostatique ;
- la figure 10 est une vue partielle en coupe d'un corps de vanne intégrant un clapet réalisé sous la forme d'un volet pivotant et retenu en position de fermeture par un organe de retenue comprenant un matériau eutectique ; - la figure 11 est une vue en perspective d'un clapet dans une autre forme de réalisation ;
- la figure 12 est une vue partielle en coupe d'un dispositif de sécurité thermique intégrant le clapet de la figure 11 ;
- la figure 13 montre en vue partielle en coupe un corps de vanne analogue à celui de la figure 10 dans lequel le clapet est également réalisé sous la forme d'un volet pivotant ;
- la figure 14 est une vue en perspective du clapet de la figure 13 ;
- les figures 15A et 15B représentent un clapet relié à un élément en alliage à mémoire de forme, réalisé ici sous la forme d'une tige, respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture ;
- les figures 16A et 16B sont des vues analogues aux figures 15A et 15B dans une.variante de réalisation ;
- les figures 17A et 17B illustrent un clapet relié à un élément en alliage à mémoire de forme, réalisé ici sous la forme d'un ressort, respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture ; et
- les figures 18A et 18B sont des vues analogues aux figures 17A et 17B dans une variante de réalisation. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un circuit 10 pour le refroidissement d'un moteur 12 de véhicule automobile, par exemple un moteur thermique, un moteur électrique ou un moteur hybride. Le circuit 10 est parcouru par un fluide de refroidissement, typiquement de l'eau additionnée d'un antigel, qui circule sous l'action d'une pompe 14. Le circuit comprend un radiateur de refroidissement 16 dans lequel le fluide de refroidissement cède de la chaleur à un flux d'air mis en mouvement par la vitesse du véhicule et/ou par un groupe moto-ventilateur (non représenté) ,
Le circuit comprend une vanne de commande 18 ayant une entrée 20 propre à être reliée à une sortie 22 du moteur, deux autres sorties 24 et 26 non décrites en détail et une sortie radiateur 28 propre à être reliée au radiateur de refroidissement 16.
Les sorties 24 et 26 peuvent être reliées par exemple à un aérotherme pour le chauffage de l'habitacle et à une conduite de dérivation contournant le radiateur, de manière en soi connue.
Dans un circuit de ce type, la vanne de commande 18 peut comprendre, par exemple, un organe de réglage du type rotatif permettant de contrôler la distribution du fluide de refroidissement entre les sorties 24, 26 et 28 en fonction d'une loi choisie, comme enseigné par exemple par le brevet français précité. L'organe de réglage de la vanne de commande est habituellement commandé par un moteur électrique pas-à-pas ou par un moto-réducteur. La vanne de commande permet ainsi une circulation selon au moins un mode dit normal. Comme mentionné précédemment, en cas de disfonctionnement de la vanne ou de ses moyens de commande, la vanne peut rester bloquée dans une position qui ne favorise pas le refroidissement du moteur.
Or, pour des raisons de sécurité, il faut en ce cas privilégier le refroidissement du moteur, donc faire passer le fluide de refroidissement dans le radiateur de refroidissement, pour éviter toute surchauffe et donc tout endomrnagement du moteur.
L'invention prévoit pour cela un module comportant la vanne de commande 18 ainsi qu'un dispositif de sécurité thermique 30 apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal. Le dispositif de sécurité thermique 30 est installé sur une dérivation 32 entre l'entrée 20 de la vanne et la sortie radiateur 28 de la vanne. Le dispositif 30 comprend un moyen d'obturation, dans l'exemple un clapet
(non représenté) , qui se trouve normalement dans une position de fermeture, qui ferme la dérivation 32, lorsque la température du fluide de refroidissement, telle que détectée, est inférieure à un seuil donné (par exemple de 1200C) . En ce cas, le fluide de refroidissement passe de la sortie 22 du moteur vers l'entrée 20 de la vanne et est ensuite réparti entre les voies correspondant aux sorties 24, 26 et 28, comme montré par les flèches en traits pleins .
En cas d'anomalie de fonctionnement se traduisant par une élévation de la température, c'est-à-dire lorsque la température détectée dépasse le seuil précité, le clapet du dispositif de sécurité 30 est amené automatiquement, de manière irréversible ou réversible, dans une position d'ouverture, qui ouvre la dérivation 32. Le fluide de refroidissement passe alors par la dérivation comme représenté par les flèches en traits interrompus. Ainsi, au moins une partie du fluide de refroidissement est dirigée vers le radiateur de refroidissement 16 en court-circuitant la vanne de commande 18. Ainsi, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à autoriser une circulation selon un mode dit de court-circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal.
Dans la variante de réalisation de la figure 2, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau 34 du moteur, ce boîtier étant propre à être monté sur le moteur et comprenant une entrée 36 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 38 propre à être reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 40 propre à être reliée à la dérivation 32.
Dans la variante de réalisation de la figure 3, le dispositif de sécurité thermique 30 est apte à être intégré dans un équipement séparé 42 propre à être monté entre le moteur 12 et la vanne de commande 18 et comprenant une entrée 44 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 46 propre à être reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 48 propre à être reliée à la dérivation 32.
Dans la variante de réalisation de la figure 4, le dispositif de sécurité thermique 30 est intégré dans la vanne de commande 18 et plus particulièrement dans un boîtier 50 rapporté sur la vanne de commande et comprenant une entrée 52 propre à être reliée à la sortie 22 du moteur, une sortie vanne 54 reliée à l'entrée 20 de la vanne et une sortie dérivation 56 propre à être reliée à la dérivation 32.
Les variantes des figures 2, 3 et 4 sont fonctionnellement équivalentes. Elles diffèrent simplement entre elles par le mode d'intégration du dispositif de sécurité thermique 30 dans le module.
On se réfère maintenant à la figure 5 qui représente de manière plus détaillée le boîtier de sortie d'eau 34 correspondant à la figure 2 , Ce boîtier 34 comprend un corps 58 délimitant un passage principal 60 qui s'étend entre l'entrée 36 et la sortie vanne 38, ainsi qu'une tubulure 62 débouchant latéralement dans le passage principal 60 et délimitant un passage secondaire 64 dans lequel est monté le dispositif de sécurité 30. La tubulure 62 comporte une partie élargie 66 pour, loger le dispositif de sécurité 30. La tubulure 62 est avantageusement formée en deux parties qui se raccordent au niveau de cette partie élargie pour permettre l'intégration du dispositif de sécurité 30.
Dans cette forme de réalisation, le boîtier de sortie d'eau 34 est propre à être monté directement sur le moteur grâce à une bride 68 et est propre à recevoir directement la vanne de commande 18 au moyen d'une bride 70 de la vanne.
Comme on le voit sur la figure 5, la vanne de commande 18 comprend un corps cylindrique 72 délimitant un logement cylindrique 74 d'axe XX dans lequel est monté en rotation un organe de réglage 76 ayant la forme d'un unique élément cylindrique, par exemple, creux avec une paroi tronquée 78. Dans le corps de vanne débouchent latéralement plusieurs tubulures de sortie dont une seule est représentée sur la figure 5, à savoir une tubulure 80 qui délimite la sortie radiateur 28.
L'organe de réglage 76 peut être amené sélectivement dans différentes positions angulaires au moyen d'un moteur électrique 82 tel qu'un moto-réducteur ou un moteur pas-à- pas qui contrôle le déplacement de l'organe de réglage au travers d'un mécanisme réducteur 84. En cas d'anomalie de fonctionnement, le dispositif de sécurité 30 est amené en position d'ouverture et fait passer directement le fluide par la tubulure 62 comme représenté par la flèche en traits interrompus .
On se réfère maintenant à la figure 6 qui illustre de manière plus détaillée l'équipement séparé 42 de la figure 3. Cet équipement 42 comprend un conduit 86 délimitant un passage principal 88 s 'étendant entre l'entrée 44 et la sortie vanne 46, et une tubulure 90 débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire 92 dans lequel est monté le dispositif de sécurité 30.
La figure 7 illustre de manière plus détaillée le mode de réalisation de la figure 4. La vanne de commande 18 est sensiblement analogue à celle de la figure 5. Elle comprend un corps cylindrique 72 délimitant un logement cylindrique 74 pour l'organe de réglage 76 monté en rotation autour d'un axe XX. Le corps 72 de la vanne comprend un prolongement axial 94 pour former l'entrée 52 et la sortie vanne 54 du dispositif de sécurité. L'entrée 52 et la sortie vanne 54 sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique 74. La sortie dérivation 56 du dispositif de sécurité est formée par une tubulure 96 débouchant latéralement dans le logement cylindrique et logeant le dispositif de sécurité 30.
Comme dans le cas de la figure 5, la sortie radiateur 28 de la vanne de commande est formée par une tubulure 80 débouchant latéralement dans le logement cylindrique de la vanne de commande. La tubulure 80 de sortie radiateur et la tubulure 96 de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande. Les tubulures sont coiffées par un collecteur 98 qui est assemblé sur les tubulures 80 et 96 en bloquant en position le dispositif de sécurité 30. Ce collecteur 98 comporte une sortie 100 propre à être reliée au radiateur.
En variante, la tubulure 80 de sortie radiateur et la tubulure 96 de sortie dérivation peuvent déboucher en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande .
On a représenté sur la figure 8 un segment d'étanchéité 102 associé à un organe de réglage rotatif d'une vanne de commande dans le cas précité. On a représenté par un rectangle en traits interrompus le développé 104 du corps de vanne cylindrique. On voit que la sortie radiateur 28 de la vanne de commande a ici une forme carrée, tandis que la sortie dérivation 56 a ici une forme circulaire et qu'elles sont décalées angulairement . Cela signifie que les tubulures correspondantes 80 et 96 (non représentées) sont décalées angulairement et non pas axialement comme dans le cas de la figure 7.
On remarquera que dans tous les modes de réalisation proposés par la présente invention, le dispositif de sécurité comporte une sortie dérivation propre à être reliée à une dérivation entre l'entrée et une sortie radiateur de la vanne de commande indépendante de la sortie radiateur de la vanne de commande .
On constate en outre que le segment d'étanchéité 102 comporte une partie 106 de plus grande largeur qui contrôle la sortie radiateur 28 ainsi que la sortie 24 correspondant à l'aérotherme et à la sortie 26 correspondant à la dérivation du radiateur. Le segment d'étanchéité 102 comporte également une partie 108 plus étroite qui dégage en permanence la sortie dérivation 56. Ainsi, cette sortie se trouve dans une zone morte, qui est épargnée par le segment d'étanchéité 102, quelle que soit la position angulaire de l'organe de réglage de la vanne. Il en résulte que l'emplacement de la tubulure 96 de la sortie dérivation 56 se trouve en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande .
On va maintenant décrire plus en détail différents modes de réalisation du dispositif de sécurité 30, et plus particulièrement de son clapet.
Dans la forme de réalisation de la figure 9, le dispositif de sécurité 30 comprend un clapet 110 réalisé sous la forme d'un plateau qui est relié à un élément thermostatique 112 par exemple du type à cire dilatable propre à déplacer le clapet de la position de fermeture représentée en traits pleins à la position d'ouverture représentée en traits interrompus . Un organe de retenue formé de plusieurs languettes élastiques 114 est prévu pour maintenir le clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture. Les languettes élastiques 116 ont des extrémités respectives 116 qui sont écartées radialement par le clapet 110 en position de fermeture. Lorsque le clapet est déplacé axialement dans sa position d'ouverture, les extrémités 116 des languettes 114 peuvent se déplacer radialement vers l'intérieur pour retenir le clapet comme représenté en traits interrompus sur la figure 9. Il en résulte que le clapet reste maintenu dans la position d'ouverture pour privilégier le refroidissement du moteur.
On se réfère maintenant à la figure 10 qui montre un boîtier de sortie d'eau 34 délimitant un passage principal 60 aligné axialement avec le logement cylindrique 74 d'une vanne de commande 18. Le boîtier de sortie d'eau 34 délimite également un passage secondaire 64 dans lequel est monté un clapet 152 du dispositif de sécurité. Sur le corps de la vanne est rapportée une embase 120 comportant un raccord 122 emboîté dans la sortie radiateur 28 de la vanne et un raccord 124 aligné avec le passage secondaire 64 du corps de vanne. Sur l'embase 120 est monté un boîtier 126 formant une tubulure 128 propre à être reliée au radiateur de refroidissement et délimitant une chambre 130 propre à être alimentée ou non par le fluide de refroidissement selon que le clapet 152 est en position d'ouverture ou en position de fermeture. Cette chambre 130 communique avec l'intérieur de la tubulure 128. Le clapet 152 de l'organe de sécurité 30 est réalisé sous la forme d'un volet monté pivotant autour d'un axe 154 et retenu en position de fermeture par une butée escamotable 156, laquelle est maintenue dans sa position de butée par un organe de retenue 158 en matériau eutectique. Cet organe de retenue vient se placer contre un plateau 160 solidaire de la butée 156, et contre lequel vient prendre appui un ressort hélicoïdal de rappel 162.
Le principe de fonctionnement de l'organe de retenue repose sur l'utilisation d'un matériau eutectique, c'est-à-dire d'un matériau à transformation de phase qui peut passer d'une phase solide à une phase liquide à une température très précise dépendant de la composition du matériau. Autrement dit, ce matériau eutectique présente un point de fusion qui correspond au seuil donné pour libérer le clapet lorsque la température détectée correspond à ce seuil.
Dans la position normale, le matériau eutectique 58 est à l'état solide et maintient la butée 156 dans sa position sortie, à l' encontre de la force de rappel exercée par le ressort 162. Le clapet est maintenu contre la butée 156 sous l'effet de la pression P du fluide. Par contre, dès que la température détectée dépasse le seuil donné, le matériau eutectique fond et la butée vient s'escamoter dans le sens de la flèche Fl, ce qui permet de libérer le clapet qui va pivoter autour de son axe dans le sens de la flèche
F2 sous l'effet de la pression P du fluide. Le fluide peut alors gagner le radiateur en contournant la vanne de commande .
Le clapet 164 représenté aux figures 11 et 12 est ici un volet pivotant de forme rectangulaire et comporte deux brides 166 pour délimiter un axe de pivotement. Le clapet 164 est muni d'un joint d'étanchéité 168 à sa périphérie, comme on le voit sur la figure 12.
Dans la variante de réalisation des figures 13 et 14, le clapet 170 est un volet pivotant de forme générale circulaire muni de deux brides 172 définissant un axe de rotation qui s'étend sensiblement suivant le diamètre du volet. Là aussi, le volet est muni de deux brides 172 analogues aux brides 166 de la figure 11. Ce volet est entouré d'un joint d'étanchéité 174. L'axe du volet est solidaire d'un ressort de torsion, non représenté.
Dans le cas où un matériau eutectique est utilisé pour former un organe de retenue, il est possible de choisir de façon très précise la composition de ce matériau pour obtenir le point de fusion choisi.
On préfère tout particulièrement utiliser des alliages du type étain-bismuth. Par exemple, pour obtenir un point de fusion 1300C, il est possible de choisir un alliage comprenant 40% d'étain, 56% de bismuth et 4 % de zinc, ces pourcentages étant exprimés en poids. Dans de tels alliages, des matériaux tels que le cadmium et le plomb sont prohibés pour éviter tout problème de pollution.
On se réfère maintenant aux figures 15A et 15B qui montrent un clapet 176 réalisé sous la forme d'un joint souple du type caoutchouc propre à coopérer avec une ouverture 178 aménagée dans une paroi 179. Le clapet 176 est monté à l'extrémité d'un élément 180 réalisé en alliage à mémoire de forme et ayant ici la forme d'une tige. L'autre extrémité de l'élément 180 prend appui sur une paroi fixe 182.
On sait que les ' alliages à mémoire de forme sont des matériaux capables de reprendre leur forme initialement prédéfinie déclenchée par un échauffement, ce processus étant réversible et pouvant être répété à plusieurs reprises. Comme alliages à mémoire de forme pouvant être utilisée dans l'invention, on peut mentionner à titre d'exemple le nitinol qui est un matériau à base d'alliage nickel-titane, des alliages de cuivre-aluminium-nickel et des alliages de cuivre-aluminium-zinc .
Dans l'exemple des figures 15A et 15B, l'élément 180 est capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
Ainsi, lorsque la température détectée est inférieure au seuil donné, c'est-à-dire inférieur au seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, le clapet 176 vient fermer l'ouverture 178 comme montré sur la figure 15A, Lorsque la température détectée dépasse le seuil de déclenchement précité, le dispositif est actionné et l'élément 180 s'allonge si bien que le joint en caoutchouc traverse l'ouverture 178 et vient se placer de l'autre côté de la paroi correspondante comme le montre la figure 15B. Ce dispositif offre l'avantage d'être réversible. Ainsi, lorsque la température chute en dessous du seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, le clapet revient dans sa position normale de fermeture.
Les figures 16A et 16B représentent une variante dans laquelle l'élément 184 en alliage à mémoire de forme est une tige capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné. Ici, le clapet 186 est un obturateur muni d'un joint d'étanchéité 188 apte à venir en appui contre la paroi 179 dans laquelle est formée l'ouverture 178.
Lorsque la température dépasse le seuil donné, c'est-à-dire le seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme, l'élément 184 se rétracte, ce qui provoque aussi 1 ' éloignement du clapet 186 et du joint 188 de la paroi 179 comme le montre la figure 16B. Le clapet passe alors en position d'ouverture.
Dans la forme de réalisation des figures 17A et 17B, le clapet 186 muni d'un joint d'étanchéité 188, dont la présence n'est d'ailleurs pas indispensable, est sollicité en position de fermeture par un ressort d'appui 190, Par ailleurs, le clapet 186 est relié à un élément 192 en alliage à mémoire de forme qui est réalisé sous la forme d'un ressort, dans l'exemple hélicoïdal, dont une extrémité est fixée au clapet et dont l'autre extrémité est fixée sur la paroi de fond 182. Dans la position de fermeture de la figure 17A, le clapet est sollicité en appui contre la paroi 179 pour fermer l'ouverture 178.
Lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, c'est-à-dire le seuil de déclenchement de l'élément 192, ce dernier se rétracte pour dégager l'ouverture 178 comme on le voit sur la figure 17B.
Dans la forme de réalisation des figures 18A et 18B, le clapet est plaqué dans sa position de fermeture par un ressort hélicoïdal 190 analogue à celui des figures 17A et 17B. Le clapet 186 est relié à un élément 194 en alliage à mémoire de forme réalisé sous la forme d'un ressort, dans l'exemple hélicoïdal, interposé entre la paroi 179 et le clapet, A la différence de la forme de réalisation précédente, l'élément 194 à mémoire de forme est capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné. Ainsi, en cas de dépassement de ce seuil, l'élément 194 s'allonge ce qui provoque le déplacement du clapet 186 dans le sens de l'ouverture comme on le voit sur la figure 18B.
Il est possible bien entendu de concevoir d'autres éléments en alliage à mémoire de forme pour commander le déplacement du clapet dans le sens de l'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil mentionné précédemment qui correspond au seuil de déclenchement de l'alliage à mémoire de forme utilisé.
L'invention trouve une - application particulière aux circuits de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles, en particulier de moteurs thermiques, mais aussi de moteurs électriques ou de moteurs hybrides.

Claims

Revendications
1. Module pour un circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, comportant au moins une vanne de commande (18) permettant une circulation selon au moins un mode dit normal,
caractérisé en ce que ledit module comporte en outre un dispositif de sécurité thermique (30) pour ledit circuit, ledit dispositif de sécurité thermique (30) étant apte à autoriser une circulation selon un autre mode dit de court- circuit en cas de défaillance du mode de circulation normal .
2. Module selon la revendication 1, dans lequel ledit dispositif de sécurité thermique (30) comprend une entrée (36 ; 44 ; 52) propre à être reliée à une sortie de fluide de refroidissement du moteur, une sortie vanne (38 ; 46 ; 54) propre à être reliée à l'entrée (20) de la vanne de commande (18) et une sortie dérivation (40 ; 48 ; 56) propre à être reliée à une dérivation (32) entre l'entrée (20) et une sortie radiateur (28) de la vanne de commande (18) .
3. Module selon la revendication 1 ou 2 , dans lequel le dispositif de sécurité comprenant un moyen d'obturation (110 ; 152 ; 164 ; 170 ; 176 ; 186) commandé par un élément sensible à la température détectée d'un fluide de refroidissement parcourant ledit circuit de refroidissement, ledit moyen d'obturation étant dans une position dite de fermeture lorsque la température détectée est inférieure à un seuil donné et étant amené dans une position dite d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, de manière à diriger au moins une partie du fluide de refroidissement vers un radiateur de refroidissement (16) dudit circuit de refroidissement en court-circuitant la vanne de commande (18) .
4. Module selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen d'obturation est un clapet.
5. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet (110) est relié à un élément thermostatique (112) propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné, un organe de retenue (114) étant prévu pour maintenir le clapet dans la position d'ouverture et l'empêcher de retourner à la position de fermeture.
6. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet comprend un volet (152 ; 164 ; 170) monté pivotant autour d'un axe et retenu en position de fermeture par une butée escamotable (156) maintenue en position de butée par un organe de retenue en matériau eutectique présentant un point de fusion correspondant au seuil donné et susceptible de venir dans une position escamotée pour libérer le clapet, lorsque l'organe de retenue a atteint son point de fusion.
7. Module selon la revendication 4, dans lequel le clapet (176 ; 186) est relié à un élément (180 ; 184 ; 192 ; 194} en alliage à mémoire de forme, propre à déplacer ledit clapet de la position de fermeture à la position d'ouverture lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
8. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est une tige (180) capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné .
9. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est une tige (184) capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
10. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est un ressort (194) , en particulier hélicoïdal, capable de s'allonger lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
11. Module selon la revendication 7, dans lequel l'élément en alliage à mémoire de forme est un ressort (192), en particulier hélicoïdal, capable de se rétracter lorsque la température détectée dépasse le seuil donné.
12. Module selon l'une des revendications 2 à 11, dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est apte à être intégré dans un boîtier de sortie d'eau (34) du moteur, propre à être monté sur le moteur (12) .
13. Module selon la revendication 12, le rattachement de la revendication 12 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel le boîtier de sortie d'eau (34) du moteur comprend un corps (58) délimitant un passage principal (60) s 'étendant entre l'entrée (36) et la sortie vanne (38) et une tubulure (62) débouchant latéralement dans le passage principal (60) et délimitant un passage secondaire (64) dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique.
14. Module selon l'une des revendications 12 et 13, dans lequel le boîtier de sortie d'eau (34) du moteur est propre à être monté directement sur le moteur (12) et à recevoir directement la vanne de commande (18) .
15. Module selon l'une des revendications 2 à 11, dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est apte à être intégré dans un équipement séparé (42), propre à être monté entre le moteur (12) et la vanne de commande (18) .
16. Module selon la revendication 15, le rattachement de la revendication 15 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel l'équipement séparé (42) comprend un conduit (86} délimitant un passage principal (88) s ' étendant entre l'entrée (44) et la sortie vanne (46) et une tubulure (90) débouchant latéralement dans le passage principal et délimitant un passage secondaire (92) dans lequel est monté le dispositif de sécurité thermique (30) .
17. Module selon l'une des revendications 2 à 11,- dans lequel le dispositif de sécurité thermique (30) est intégré dans la vanne de commande (18) .
18. Module selon la revendication 17, le rattachement de la revendication 17 à la revendication 3 étant prise dans son rattachement à la revendication 2, dans lequel la vanne de commande (18) comprend un corps cylindrique (72) délimitant un logement cylindrique (74) pour un organe de réglage (76) monté en rotation autour d'un axe (XX) , dans lequel l'entrée (52) et la sortie vanne (54) du dispositif de sécurité thermique sont alignées coaxialement avec le logement cylindrique (74) , et dans lequel la sortie dérivation (56) du dispositif de sécurité thermique (30) est formée par une tubulure (96) débouchant latéralement dans le logement cylindrique (74) et logeant le dispositif de sécurité thermique (30) .
19. Module selon la revendication 18, dans lequel la sortie radiateur (28) de la vanne de commande (18) est formée par une tubulure (80) débouchant latéralement dans le logement cylindrique (74) de la vanne de commande (18) .
20. Module selon la revendication 19, dans lequel la tubulure (80) de sortie radiateur et la tubulure (96) de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction axiale de la vanne de commande (18) .
21. Module selon la revendication 19, dans lequel la tubulure (80) de sortie radiateur et la tubulure (96) de sortie dérivation débouchent en des emplacements respectifs décalés dans la direction radiale de la vanne de commande.
22. Module selon la revendication 21, dans lequel l'emplacement de la tubulure (96) de sortie dérivation se trouve en dehors de la zone d'action de l'organe de réglage de la vanne de commande .
23. Circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un module selon l'une des revendications 1 à 22.
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