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WO2015114225A1 - Reservoir pour liquide de refroidissement de moteur thermique et pour lubrifiant moteur et/ou de transmission, et circuit l'incorporant. - Google Patents

Reservoir pour liquide de refroidissement de moteur thermique et pour lubrifiant moteur et/ou de transmission, et circuit l'incorporant. Download PDF

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WO2015114225A1
WO2015114225A1 PCT/FR2014/050167 FR2014050167W WO2015114225A1 WO 2015114225 A1 WO2015114225 A1 WO 2015114225A1 FR 2014050167 W FR2014050167 W FR 2014050167W WO 2015114225 A1 WO2015114225 A1 WO 2015114225A1
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WO
WIPO (PCT)
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compartment
engine
tank
bulkhead
lubricant
Prior art date
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PCT/FR2014/050167
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English (en)
Inventor
Laurent Coldre
Benjamin Swoboda
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.)
Hutchinson SA
Original Assignee
Hutchinson SA
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 Hutchinson SA filed Critical Hutchinson SA
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Priority to EP14708927.0A priority patent/EP3099907A1/fr
Priority to US15/113,715 priority patent/US20170145897A1/en
Priority to KR1020167020282A priority patent/KR20160135703A/ko
Priority to CA2936474A priority patent/CA2936474A1/fr
Priority to PCT/FR2014/050167 priority patent/WO2015114225A1/fr
Priority to JP2016548077A priority patent/JP2017507272A/ja
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/18—Heater

Definitions

  • the present invention relates to a reservoir for storing a cooling liquid and an engine lubricant and / or transmission for a motor vehicle engine, as well as a circuit for cooling and thermal regulation of this engine. .
  • the invention applies generally to the control of the temperature of the coolant and the engine lubricant and / or transmission for all motor vehicles incorporating an internal combustion engine (particularly for land vehicles that can be automobiles , for example of the tourism or heavy goods vehicles, rail, sea or river), as well as hybrid vehicles incorporating in addition an electric motor or a storage battery, in particular for preheating the heat engine of a hybrid vehicle ( with starting on an electric motor, preheating the engine and then starting the engine), for preheating the passenger compartment or any other body or system of a vehicle (for example the battery or the electronic systems).
  • motor vehicles particularly for land vehicles that can be automobiles , for example of the tourism or heavy goods vehicles, rail, sea or river
  • hybrid vehicles incorporating in addition an electric motor or a storage battery, in particular for preheating the heat engine of a hybrid vehicle ( with starting on an electric motor, preheating the engine and then starting the engine), for preheating the passenger compartment or any other body or system of a vehicle (for example the battery or the electronic systems).
  • a major disadvantage of existing cooling and thermal control systems lies in the lack of means to simply and effectively control the temperature of the engine lubricant and transmission used for the heat engines or to heat these lubricants at the same time as the cooling liquid.
  • An object of the present invention is to provide a tank adapted to store a coolant of a heat engine of a motor vehicle within a cooling circuit and thermal control of the engine, which tank remedies this disadvantage including allowing to maintain the coolant and engine lubricants and / or transmission at a uniform temperature and preheat these fluids at one or more temperatures determined that the engine is hot or cold, the reservoir being delimited by a thermally insulating external wall having an inlet and an outlet for this liquid, the reservoir comprising inside the the wall of the heating means which are able to preheat the liquid for the cold start of the vehicle.
  • a tank according to the invention comprises a first compartment for the cooling liquid which is provided with said inlet and of said outlet, and at least one other compartment which is adapted to store a lubricant of the engine or a transmission lubricant. (ie another engine oil compartment and / or other separate transmission oil compartment) and which is separated from the first compartment by a bulkhead at a lower area of said first compartment, said first compartment and said at least one compartment another compartment each containing at least one local heating means as heating means.
  • bulkhead means in this description a partition perfectly sealed to the various fluids located on either side of this partition. Specifically, the bulkhead separating said at least one other compartment and said first compartment is sealed to the coolant and the lubricant of the engine or transmission.
  • said at least one local heating means comprises at least one phase change material (PCM), it being specified that this local heating means may vary from one compartment to another.
  • PCM phase change material
  • phase change material for example selected from hydrated or metal salts, paraffins and / or polyolefins are also usable.
  • this partitioned monoblock tank according to the invention in a cooling and thermal regulation circuit of the engine allows a satisfactory thermal regulation of the heating of the cooling liquid, the engine lubricant and / or the transmission lubricant when restarting the vehicle by this engine.
  • the coolant remains for a while at a relatively high temperature of about 70 to 90 ° C, so that the or each molten MCP releases heat into the engine. corresponding fluid, which is already relatively hot when restarting the engine.
  • the heating of the engine oil and / or the transmission oil allows optimized operation of the operation of the engine of the vehicle.
  • a tank according to the invention may incorporate auxiliary means for heating or preheating the cooling liquid and possibly engine lubricant and / or lubricant which are other than said at least one phase-change material, these auxiliary means comprising, for example, electrical resistances directly housed in said first compartment for (pre) heating the cooling liquid and / or in the other compartment (s) to (pre) heat the engine lubricant and / or the lubricant of transmission.
  • said first compartment may extend at least partly in one direction. substantially vertical and said at least one other compartment may extend generally below said first compartment in a substantially horizontal direction.
  • the reservoir comprises two said other compartments which consist respectively of a first other compartment adapted to store said engine lubricant and a second other compartment adapted to store said transmission lubricant. , which each contain said at least one phase change material and which are separated from each other by another bulkhead.
  • said other bulkhead is sealed to both the transmission lubricant and the engine lubricant.
  • said first other compartment and / or said second other compartment can be separated from said first compartment by said watertight partition which is formed on a lower face of said first compartment, the reservoir being generally L-shaped or T-shaped. return.
  • said other watertight partition is substantially perpendicular to said first watertight partition.
  • said bulkhead and said other bulkhead may each be adapted to achieve thermal bridges so as to maintain the coolant, said engine lubricant and said transmission lubricant at at least a uniform temperature .
  • said bulkhead and said other watertight partition may have thermal permeabilities adapted to achieve these thermal bridges (ie which are obtained by the design and materials of the partitions) and / or heat pipes passing through these partitions (ie these thermal bridges are obtained by these heat pipes which allow the exchange of heat between compartments).
  • Compartment and said at least one other compartment may respectively be provided with support structures of said at least one phase-change material, these support structures being able to be integral with said outer wall and being compatible with said coolant and with said lubricant of the engine and / or said transmission lubricant.
  • said support structures may comprise hollow tubes with closed ends containing said at least one phase-change material.
  • the reservoir may further comprise means forming an expansion vessel and
  • said external wall of the reservoir may comprise two envelopes and a super thermal insulation airgel disposed between these envelopes and optionally combined with vacuum.
  • thermal insulation can be made between these two envelopes by vacuum, a single thermal insulator and / or a radiation-reflecting coating.
  • said outer wall may have at least partly a rounded cross section, for example circular, o conferring a geometry of revolution (e.g. cylindrical or spherical).
  • a circuit according to the invention for cooling and thermal regulation of a heat engine of a motor vehicle comprises
  • said first compartment can be located at the rear and on substantially the entire height of the engine.
  • said at least one other compartment may be located below and on at least a part of the length of the heat engine.
  • the fluids stored in the tank according to the invention can join their containment by gravity, moving members such as lifting pumps can be used if necessary to replace them elsewhere in their respective circuits.
  • the coolant stored in a tank of the invention and flowing in said cooling and thermal regulation circuit can also serve to cool an electric motor or a battery of accumulators fitted to a hybrid motor vehicle.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view in vertical section in a longitudinal plane of a motor vehicle extending from the rear to the front of its engine compartment, of a tank according to an example of the invention comprising a first compartment and two other contiguous compartments
  • FIG. 2 is a side (left) view of the engine compartment according to a variant of the invention as visible in FIG. 3,
  • FIG. 3 is a side and top perspective view of the front of the engine compartment of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a view from above of the engine compartment of FIG. 3,
  • FIG. 5 is a view of the rear of the engine compartment of FIG. 3,
  • FIG. 6 is a view from below of the engine compartment of FIG. 3,
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of a cooling and thermal regulation circuit, showing its operation when starting with a cold coolant tank
  • FIG. 8 is a schematic block diagram of the cooling circuit. according to FIG. 7, showing its operation when starting with this reservoir of coolant which is hot and operating at a temperature below 100 ° C.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram of the cooling circuit according to FIG. 7, showing its operation during a start with the coolant reservoir which is hot and operating at a temperature above 100 ° C., and
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of a cooling circuit according to the invention, showing its operation when starting with a tank of the invention which is cold and further the thermal regulation of the lubricant temperature of the engine provided by this tank.
  • the monoblock tank 1 illustrated in FIG. 1 is delimited by an outer wall 2 forming, in substantially vertical section, an inverted asymmetric T, with:
  • a first compartment 3 containing the engine engine coolant the vehicle having a 3i inlet and an outlet 3 2 for the liquid and provided with means of (pre) heating room 3a of the liquid, and
  • two other compartments 4 and 5 each having an inlet 4-i, 5i and an outlet 4 2 , 5 2 and which are respectively provided with means (pre) local heating 4a and 5a including a rear compartment 4 containing the engine oil and a front compartment 5 containing the transmission oil.
  • each inlet 4i, 5i is provided with a solenoid valve to transfer the corresponding oil to the compartment 4, 5 after stopping the engine, by gravity.
  • each outlet 4 2 , 5 2 is provided with means for reinjecting the oil concerned into the corresponding oil circuit, such as a lifting pump provided with hoses.
  • the first compartment 3 is sealed in a sealed horizontal partition 6 compartments 4 and 5, which are separated from each other by a vertical partition 7 waterproof.
  • the local (pre) heating means 3a, 4a, 5a they each comprise, for example, a phase change material (s) (MCP) 3a, 4a, 5a possibly combined with other means of (pre) auxiliary heating such as electrical resistors.
  • MCPs 3a, 4a, 5a are advantageously supported by hollow tubes 3b, 4b, 5b with closed ends secured to the inner face of the wall 2 in each of the three sealed compartments 3, 4 and 5 (these tubes receiving the MCP are not shown only partially in the diagram of Figure 1).
  • the tank 1 comprises in this example of Figure 1 an expansion and degassing vessel 8 which overcomes the upper compartment 3 and which is separated from the latter by a partition 9.
  • the tank V according to the invention has its outer wall 2 'which has a substantially L-shaped (or asymmetrical inverted T) shape, as can be seen in FIG. 2 with, at the rear of the engine compartment, the first compartment 3 'containing the coolant which extends globally vertically from a vase expansion and degassing 8 'to the compartment 4' containing the engine oil (this expansion vessel 8 'is separated from the compartment 3' by a partition 9 ').
  • This compartment 4 ' is separated from the compartment 3' by a horizontal partition 6 'sealed and extends generally horizontally from rear to front to the front compartment 5' containing the transmission oil from which it is separated by another bulkhead 7 'substantially vertical.
  • the tank 1, 1 ' may have a variable shape other than those illustrated in FIGS. 1 to 6, the essential being that it is adapted to the architecture of the engine by being directly integrated with the available space in the engine compartment.
  • FIGS. 7 to 10 show the main elements, members and loops of a fluid cooling and thermal regulation circuit according to the example of the invention of FIG. 10, in which, at each of these four figures, the loop in function is marked with dashes and the elements are identified as follows:
  • Storage tank 1a of the single coolant also forming expansion vessel 8;
  • Heat engine 10 Thermostatic housing 11;
  • Oil pump 13 connected to the engine 10 ( Figure 10);
  • Turbocharger 14 connected to the engine 10;
  • Buckle 18 associated with an electric motor 19, with a radiator 20, an inverter 21, an "STT" 22 and a pump 23.
  • FIG. 8 which illustrates the closed loop B2 in function when the vehicle is started with the reservoir 1a for storing the only coolant which is hot but at an operating temperature of less than 100 ° C.
  • this loop B2 relates to the tank 1a in addition to the heat engine 10 and the thermostatic housing 11.
  • FIG. 9 which illustrates the closed loop B3 in function when the vehicle is started with the reservoir 1a for storing the only coolant that is hot and at an operating temperature of more than 100 ° C.
  • this loop B3 relates to the radiator 17 of the engine 10 in addition to the tank 1a, the engine 10 and the housing 11.
  • FIG. 10 which illustrates the closed loop B4 in function when the vehicle is started up with the reservoir 1 "according to the invention, with coolant and engine oil which is cold, it can be seen that this loop B4 relates to the compartment 4 of the engine oil in addition to the engine 10 and thermostatic housing 11 which were only concerned in Figure 7.
  • the engine management o hot / cold engine is managed by the system on the vehicle, subsystems such as solenoid valves or pumps. circulation / transfer to circulate or not the coolant.

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Abstract

La présente invention concerne un réservoir de stockage d'un liquide de refroidissement et d'un lubrifiant du moteur et/ou de transmission pour un moteur thermique de véhicule à moteur, ainsi qu'un circuit pour le refroidissement et la régulation thermique de ce moteur. Ce réservoir (1 ) est délimité par une paroi externe (2) thermiquement isolante comportant une entrée (3i) et une sortie (32) pour ce liquide, et il comprend à l'intérieur de la paroi des moyens de chauffage (3a) qui sont aptes à préchauffer ce liquide en vue du démarrage à froid du véhicule. Selon l'invention, le réservoir comprend un premier compartiment (3) pour ce liquide qui est pourvu de ladite entrée et de ladite sortie, et au moins un autre compartiment (4, 5) qui est adapté pour stocker un lubrifiant du moteur ou de transmission et qui est séparé du premier compartiment par une cloison étanche (6) en une zone inférieure du premier compartiment, ces compartiments contenant chacun au moins un moyen de chauffage local (3a, 4a, 5a) à titre de moyens de chauffage.

Description

RESERVOIR POUR LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT DE MOTEUR THERMIQUE ET POUR LUBRIFIANT MOTEUR ET/OU DE TRANSMISSION, ET CIRCUIT L'INCORPORANT. La présente invention concerne un réservoir de stockage d'un liquide de refroidissement et d'un lubrifiant du moteur et/ou de transmission pour un moteur thermique de véhicule à moteur, ainsi qu'un circuit pour le refroidissement et la régulation thermique de ce moteur. L'invention s'applique d'une manière générale au contrôle de la température du liquide de refroidissement et du lubrifiant moteur et/ou de transmission pour tous véhicules à moteur incorporant un moteur thermique à combustion interne (notamment pour des véhicules terrestres pouvant être automobiles, par exemple de type tourisme ou poids-lourd, ferroviaires, maritimes ou fluviaux), ainsi qu'à des véhicules hybrides incorporant en outre un moteur électrique ou une batterie d'accumulateurs notamment pour le préchauffage du moteur thermique d'un véhicule hybride (avec démarrage sur moteur électrique, préchauffage du moteur thermique puis démarrage du moteur thermique), pour le préchauffage de l'habitacle ou de tout autre organe ou système d'un véhicule (par exemple la batterie ou les systèmes électroniques).
On connaît par les documents US-A-6 102 103 et US-B2-8
191 618 de réchauffer le liquide de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule automobile, en vue du démarrage à froid du véhicule, au moyen d'un réservoir à paroi externe thermiquement isolante rempli de matériaux à changement de phase (MCP) au contact d'un échangeur thermique à tubes munis d'ailettes.
Un inconvénient majeur des circuits de refroidissement et de régulation thermique existants réside dans l'absence de moyens permettant de contrôler de manière simple et efficace la température du lubrifiant moteur et de transmission utilisés pour les moteurs thermiques ou de réchauffer ces lubrifiants en même temps que le liquide de refroidissement.
Un but de la présente invention est de proposer un réservoir adapté pour stocker un liquide de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule à moteur au sein d'un circuit de refroidissement et de régulation thermique du moteur, réservoir qui remédie notamment à cet inconvénient en permettant notamment de maintenir le liquide de refroidissement et les lubrifiants moteur et/ou de transmission à une température homogène et de préchauffer ces fluides à une ou des température(s) déterminée(s) que le moteur soit chaud ou froid, le réservoir étant délimité par une paroi externe thermiquement isolante comportant une entrée et une sortie pour ce liquide, le réservoir comprenant à l'intérieur de la paroi des moyens de chauffage qui sont aptes à préchauffer ce liquide en vue du démarrage à froid du véhicule.
A cet effet, un réservoir selon l'invention comprend un premier compartiment pour le liquide de refroidissement qui est pourvu de ladite entrée et de ladite sortie, et au moins un autre compartiment qui est adapté pour stocker un lubrifiant du moteur ou un lubrifiant de transmission (i.e. un autre compartiment pour l'huile moteur et/ou un autre compartiment distinct pour l'huile de transmission) et qui est séparé du premier compartiment par une cloison étanche en une zone inférieure dudit premier compartiment, ledit premier compartiment et ledit au moins un autre compartiment contenant chacun au moins un moyen de chauffage local à titre de moyens de chauffage.
Par « cloison étanche », on entend dans la présente description une cloison parfaitement étanche aux divers fluides situés de part et d'autre de cette cloison. Concrètement, la cloison étanche séparant ledit au moins un autre compartiment et ledit premier compartiment est étanche au liquide de refroidissement et au lubrifiant du moteur ou de transmission.
Selon un exemple avantageux de réalisation de l'invention, ledit au moins un moyen de chauffage local comprend au moins un matériau à changement de phase (MCP), étant précisé que ce moyen de chauffage local peut varier d'un compartiment à un autre.
On notera toutefois que d'autres moyens de chauffage local sont utilisables en variante ou en plus des MCP, comme par exemple par voie chimique et/ou par des matériaux réfractaires, à titre non limitatif. A titre de matériau(x) à changement de phase utilisable(s) dans un réservoir selon l'invention, on peut citer à titre exemplatif et nullement limitatif des acide gras, tel que l'acide stéarique, étant précisé que l'on peut utiliser un mélange de plusieurs acides gras saturés et/ou insaturés comprenant par exemple de l'acide stéarique. On notera toutefois que des MCP par exemple choisis parmi des sels hydratés ou métalliques, des paraffines et/ou des polyoléfines sont également utilisables.
On notera que l'inclusion de ce réservoir monobloc cloisonné selon l'invention dans un circuit de refroidissement et de régulation thermique du moteur permet une régulation thermique satisfaisante du réchauffement du liquide de refroidissement, du lubrifiant du moteur et/ou du lubrifiant de transmission lors du redémarrage du véhicule par ce moteur thermique. En effet, après que le moteur thermique a été arrêté, le liquide de refroidissement reste pendant un certain temps à une température relativement élevée d'environ 70 à 90° C, ce qui fait que le ou chaque MCP fondu libère de la chaleur dans le fluide correspondant, lequel est ainsi déjà relativement chaud lorsqu'on redémarre le moteur thermique. Il en résulte notamment une réduction des émissions de gaz carbonique à l'échappement et de la surconsommation de carburant, en comparaison de ce que l'on observe avec un moteur froid. De la même manière, le réchauffement de l'huile moteur et/ou de l'huile de transmission permet un fonctionnement optimisé du fonctionnement du moteur thermique du véhicule.
On notera également qu'un réservoir selon l'invention peut incorporer des moyens auxiliaires de chauffage ou de préchauffage du liquide de refroidissement et éventuellement du lubrifiant moteur et/ou du lubrifiant qui sont autres que ledit au moins un matériau à changement de phase, ces moyens auxiliaires comprenant par exemple des résistances électriques directement logées dans ledit premier compartiment pour (pré)chauffer le liquide de refroidissement et/ou dans l'autre ou les autres compartiment(s) pour (pré)chauffer le lubrifiant moteur et/ou le lubrifiant de transmission.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit premier compartiment peut s'étendre au moins en partie selon une direction sensiblement verticale et ledit au moins un autre compartiment peut s'étendre globalement en dessous dudit premier compartiment selon une direction sensiblement horizontale.
Selon un mode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, le réservoir comprend deux dits autres compartiments qui sont respectivement constitués d'un premier autre compartiment adapté pour stocker ledit lubrifiant du moteur et d'un second autre compartiment adapté pour stocker ledit lubrifiant de transmission, qui contiennent chacun ledit au moins un matériau à changement de phase et qui sont séparés l'un de l'autre par une autre cloison étanche.
Comme expliqué ci-dessus en référence à ladite cloison étanche, ladite autre cloison étanche est étanche à la fois au lubrifiant de transmission et au lubrifiant du moteur.
On notera que l'intégration d'un réservoir selon l'invention au compartiment moteur permet de conserver la quantité de fluides (i.e. lubrifiant du moteur et lubrifiant de transmission) à un volume quasi constant, par rapport à un compartiment moteur non équipé de ce réservoir de l'invention.
Encore plus avantageusement, ledit premier autre compartiment et/ou ledit second autre compartiment peuvent être séparés dudit premier compartiment par ladite cloison étanche qui est formée en une face inférieure dudit premier compartiment, le réservoir pouvant présenter globalement une forme de L ou une forme de T retourné.
De préférence, ladite autre cloison étanche est sensiblement perpendiculaire à ladite première cloison étanche.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite cloison étanche et ladite autre cloison étanche peuvent être chacune adaptées pour réaliser des ponts thermiques de sorte à maintenir le liquide de refroidissement, ledit lubrifiant du moteur et ledit lubrifiant de transmission à au moins une température homogène.
Avantageusement, ladite cloison étanche et ladite autre cloison étanche peuvent présenter des perméabilités thermiques adaptées pour réaliser ces ponts thermiques (i.e. lesquels sont obtenus par la conception et les matériaux des cloisons) et/ou des caloducs traversant ces cloisons (i.e. ces ponts thermiques sont obtenus par ces caloducs qui permettent l'échange de chaleur entre compartiments).
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit premier
5 compartiment et ledit au moins un autre compartiment peuvent être respectivement pourvus de structures de support dudit au moins un matériau à changement de phase, ces structures de support pouvant être solidaires de ladite paroi externe et étant compatibles avec ledit liquide de refroidissement et avec ledit lubrifiant du moteur et/ou ledit lubrifiant de transmission.
o Avantageusement, lesdites structures de support peuvent comprendre des tubes creux à extrémités fermées contenant ledit au moins un matériau à changement de phase.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir peut comprendre en outre des moyens formant vase d'expansion et de
5 dégazage qui sont situés en une zone supérieure du réservoir formée au- dessus dudit premier compartiment.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite paroi externe du réservoir peut comprendre deux enveloppes et un aérogel super isolant thermique disposé entre ces enveloppes et optionnellement combiné à o du vide.
En variante de cet aérogel, on notera que l'isolation thermique peut être réalisée entre ces deux enveloppes par du vide, un isolant thermique simple et/ou un revêtement réfléchissant les rayonnements.
On notera toutefois que d'autres structures de paroi externe 5 super isolantes peuvent être utilisées, pour que le liquide de refroidissement, le lubrifiant du moteur et éventuellement le lubrifiant de transmission soient parfaitement isolés thermiquement de l'environnement extérieur au réservoir.
Avantageusement, ladite paroi externe peut présenter au moins en partie une section transversale arrondie, par exemple circulaire, lui o conférant une géométrie de révolution (e.g. cylindrique ou sphérique).
On notera que cette géométrie particulière du réservoir de l'invention permet avantageusement de lui conférer une résistance satisfaisante aux pressions négatives résultant d'une aspiration ou mise sous vide.
Un circuit selon l'invention pour le refroidissement et la régulation thermique d'un moteur thermique d'un véhicule à moteur comprend
5 essentiellement le moteur thermique, un boîtier thermostatique relié à un système de chauffage, un réservoir de liquide de refroidissement relié par une boucle à ce moteur et à ce boîtier et un radiateur de ce moteur, et le circuit est caractérisé en ce que ce réservoir est tel que défini ci-dessus.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit premier o compartiment peut être localisé à l'arrière et sur sensiblement toute la hauteur du moteur thermique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit au moins un autre compartiment peut être localisé en dessous et sur au moins une partie de la longueur du moteur thermique.
5 Les fluides stockés dans le réservoir selon l'invention peuvent rejoindre leur confinement par gravité, des organes de mise en mouvement tels que des pompes de relevage pouvant être utilisés le cas échéant pour les replacer ailleurs dans leurs circuits respectifs.
Comme indiqué dans le préambule de la présente description, o on notera que le liquide de refroidissement stocké dans un réservoir de l'invention et circulant dans ledit circuit de refroidissement et de régulation thermique peut en outre servir à refroidir un moteur électrique ou une batterie d'accumulateurs équipant un véhicule à moteur hybride.
D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente
5 invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en référence avec les dessins joints, parmi lesquels :
la figure 1 est une vue schématique en section verticale dans o un plan longitudinal d'un véhicule automobile s'étendant de l'arrière à l'avant de son compartiment moteur, d'un réservoir selon un exemple de l'invention comprenant un premier compartiment et deux autres compartiments contigus, la figure 2 est une vue latérale (de gauche) du compartiment moteur selon une variante de l'invention telle que visible à la figure 3,
la figure 3 est une vue en perspective latérale et de dessus de l'avant du compartiment moteur de la figure 2,
la figure 4 est une vue de dessus du compartiment moteur de la figure 3,
la figure 5 est une vue de l'arrière du compartiment moteur de la figure 3,
la figure 6 est une vue de dessous du compartiment moteur de la figure 3,
la figure 7 est un diagramme à blocs schématique d'un circuit de refroidissement et de régulation thermique, montrant son fonctionnement lors d'un démarrage avec un réservoir de liquide de refroidissement froid, la figure 8 est un diagramme à blocs schématique du circuit de refroidissement selon la figure 7, montrant son fonctionnement lors d'un démarrage avec ce réservoir de liquide de refroidissement qui est chaud et en fonctionnement à une température inférieure à 100° C,
la figure 9 est un diagramme à blocs schématique du circuit de refroidissement selon la figure 7, montrant son fonctionnement lors d'un démarrage avec le réservoir de liquide de refroidissement qui est chaud et en fonctionnement à une température supérieure à 100° C, et
la figure 10 est un diagramme à blocs schématique d'un circuit de refroidissement selon l'invention, montrant son fonctionnement lors d'un démarrage avec un réservoir de l'invention qui est froid et en outre la régulation thermique de la température du lubrifiant du moteur procurée par ce réservoir.
Le réservoir 1 monobloc illustré à la figure 1 est délimité par une paroi externe 2 formant sensiblement en section verticale un T asymétrique inversé, avec :
- dans sa partie verticale formant le jambage du T et située à l'arrière du compartiment moteur à l'intérieur du capot du véhicule, un premier compartiment 3 contenant le liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule, présentant une entrée 3i et une sortie 32 pour le liquide et muni de moyens de (pré)chauffage local 3a de ce liquide, et
- dans sa partie horizontale formant le sommet retourné du T et s'étendant de l'arrière à l'avant du compartiment moteur, deux autres compartiments 4 et 5 qui présentent chacun une entrée 4-i , 5i et une sortie 42, 52 et qui sont respectivement munis de moyens de (pré)chauffage local 4a et 5a dont un compartiment arrière 4 contenant l'huile moteur et un compartiment avant 5 contenant l'huile de transmission.
Optionnellement, chaque entrée 4i , 5i est pourvue d'une électrovanne pour transférer l'huile correspondante vers le compartiment 4, 5 après l'arrêt du moteur, par gravité. Egalement à titre optionnel, chaque sortie 42, 52 est pourvue de moyens de réinjection de l'huile concernée dans le circuit d'huile correspondant, tels qu'une pompe de relevage munie de durites.
Selon l'invention, le premier compartiment 3 est séparé de manière étanche par une cloison horizontale 6 étanche des compartiments 4 et 5, lesquels sont séparés l'un de l'autre par une cloison verticale 7 étanche. Quant aux moyens de (pré)chauffage local 3a, 4a, 5a, ils comprennent chacun par exemple un ou des matériau(x) à changement de phase (MCP) 3a, 4a, 5a éventuellement combinés à d'autres moyens de (pré)chauffage auxiliaires tels que des résistances électriques. Ces MCP 3a, 4a, 5a sont avantageusement supportés par des tubes creux 3b, 4b, 5b à extrémités fermées solidaires de la face interne de la paroi 2 dans chacun des trois compartiments étanches 3, 4 et 5 (ces tubes recevant les MCP ne sont montrés que partiellement au schéma de la figure 1 ).
De plus, le réservoir 1 comprend dans cet exemple de la figure 1 un vase d'expansion et de dégazage 8 qui surmonte le compartiment supérieur 3 et qui est séparé de ce dernier par une cloison 9.
Dans la variante des figures 2 à 6, le réservoir V selon l'invention a sa paroi externe 2' qui présente plutôt sensiblement une forme de L (ou de T inversé asymétrique), comme visible à la figure 2 avec, à l'arrière du compartiment moteur, le premier compartiment 3' contenant le liquide de refroidissement qui s'étend globalement verticalement à partir d'un vase d'expansion et de dégazage 8' jusqu'au compartiment 4' contenant l'huile moteur (ce vase d'expansion 8' est séparé du compartiment 3' par une cloison 9'). Ce compartiment 4' est séparé du compartiment 3' par une cloison horizontale 6' étanche et s'étend globalement horizontalement d'arrière en avant jusqu'au compartiment avant 5' contenant l'huile de transmission dont il est séparé par une autre cloison étanche 7' sensiblement verticale.
On notera que la transmission (comprenant la boîte de vitesses) n'est pas visible sur le compartiment moteur des figures 2 à 6 pour des raisons de clarté, mais que cette transmission se trouve en réalité dans le prolongement du moteur 10 au-dessus du compartiment 5'.
En référence à l'exemple de la figure 1 et à la variante selon l'invention des figures 2 à 6, l'ensemble des cloisons 6, 7, 9 ou 6', 7', 9' que comprend le réservoir 1 , V sont adaptées pour ménager des ponts thermiques (voir les flèches à deux pointes de la figure 1 ) de part et d'autre de ces cloisons 6, 7, 9 ou 6', 7', 9' afin de maintenir le liquide de refroidissement et les huiles moteur et de transmission à une température homogène.
On notera que le réservoir 1 , 1 ' selon l'invention peut présenter une forme variable autre que celles illustrées aux figures 1 à 6, l'essentiel étant qu'il soit adapté à l'architecture du moteur en étant directement intégré à l'espace disponible dans le compartiment moteur.
On a représenté aux figures 7 à 10 les principaux éléments, organes et boucles d'un circuit de refroidissement et de régulation thermique de fluides selon l'exemple de l'invention de la figure 10, dans lequel à chacune de ces quatre figures la boucle en fonction est repérée par des tirets et les éléments sont identifiés comme suit :
Réservoir de stockage 1a du seul liquide de refroidissement formant également vase d'expansion 8 ;
Réservoir de stockage 1 " selon l'invention du liquide de refroidissement avec vase d'expansion 8 et compartiment 4 pour l'huile du moteur (figure 10) ;
Bouchon de sécurité 8a (1 ,4 105 Pa) ;
Moteur thermique 10 ; Boîtier thermostatique 11 ;
Pompe 12 reliée au moteur 10 pour ce liquide ;
Pompe à huile 13 reliée au moteur 10 (figure 10) ;
Turbocompresseur 14 relié au moteur 10 ;
5 - Système de chauffage 15 relié au boîtier 11 ;
Dégazage 16 ;
Radiateur 17 du moteur 10 relié au boîtier 11 ; et
Boucle 18 associée à un moteur électrique 19, avec un radiateur 20, un onduleur 21 , un « STT » 22 et une pompe 23.
o A la figure 7 qui illustre la boucle fermée B1 en fonction lors du démarrage du véhicule avec le réservoir 1a de stockage du seul liquide de refroidissement à l'état froid, on voit que cette boucle B1 est limitée au moteur thermique 0 et au boîtier thermostatique 11.
A la figure 8 qui illustre la boucle fermée B2 en fonction lors 5 du démarrage du véhicule avec le réservoir 1a de stockage du seul liquide de refroidissement qui est chaud mais à une température de fonctionnement de moins de 100° C, on voit que cette boucle B2 concerne le réservoir 1a en plus du moteur thermique 10 et du boîtier thermostatique 11.
A la figure 9 qui illustre la boucle fermée B3 en fonction lors o du démarrage du véhicule avec le réservoir 1a de stockage du seul liquide de refroidissement qui est chaud et à une température de fonctionnement de plus de 100° C, on voit que cette boucle B3 concerne le radiateur 17 du moteur 10 en plus du réservoir 1a, du moteur thermique 10 et du boîtier 11.
A la figure 10 qui illustre la boucle fermée B4 en fonction lors 5 du démarrage du véhicule avec le réservoir 1 " selon l'invention du liquide de refroidissement et de l'huile moteur qui est froid, on voit que cette boucle B4 concerne le compartiment 4 de l'huile moteur en plus du moteur thermique 10 et du boîtier thermostatique 11 qui étaient uniquement concernés à la figure 7.
On notera enfin d'une manière générale que la gestion moteur o chaud / moteur froid est gérée par le système embarqué sur le véhicule, des sous-systèmes tels que des électrovannes ou des pompes de circulation/transfert permettant de faire circuler ou non le liquide de refroidissement.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Réservoir (1 , 1 ', 1") adapté pour stocker un liquide de refroidissement d'un moteur thermique (10) d'un véhicule à moteur au sein d'un circuit de refroidissement et de régulation thermique du moteur, le réservoir étant délimité par une paroi externe (2, 2') thermiquement isolante comportant une entrée (3 et une sortie (32) pour ce liquide, le réservoir comprenant à l'intérieur de la paroi des moyens de chauffage (3a) qui sont aptes à préchauffer ce liquide en vue du démarrage à froid du véhicule, caractérisé en ce que le réservoir comprend un premier compartiment (3, 3') pour le liquide de refroidissement qui est pourvu de ladite entrée et de ladite sortie, et au moins un autre compartiment (4 ou 4', 5 ou 5') qui est adapté pour stocker un lubrifiant du moteur ou un lubrifiant de transmission et qui est séparé du premier compartiment par une cloison étanche (6, 6') en une zone inférieure dudit premier compartiment, ledit premier compartiment et ledit au moins un autre compartiment contenant chacun au moins un moyen de chauffage local (3a, 4a, 5a) à titre de moyens de chauffage.
2) Réservoir (1 , 1 ', 1") selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit au moins un moyen de chauffage local (3a, 4a, 5a) comprend au moins un matériau à changement de phase (3a, 4a, 5a).
3) Réservoir (1 , 1 ', 1") selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit premier compartiment (3, 3') s'étend au moins en partie selon une direction sensiblement verticale et en ce que ledit au moins un autre compartiment (4 ou 4', 5 ou 5') s'étend globalement en dessous dudit premier compartiment selon une direction sensiblement horizontale.
4) Réservoir (1 , l') selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir comprend deux dits autres compartiments
(4 ou 4' et 5 ou 5') qui sont respectivement constitués d'un premier autre compartiment (4 ou 4') adapté pour stocker ledit lubrifiant du moteur et d'un second autre compartiment (5 ou 5') adapté pour stocker ledit lubrifiant de transmission, qui contiennent chacun ledit au moins un matériau à changement de phase (4a et 5a) et qui sont séparés l'un de l'autre par une autre cloison étanche (7 ou 7').
5) Réservoir (1 , l') selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier autre compartiment (4 ou 4') et/ou ledit second autre compartiment (5 ou 5') sont séparés dudit premier compartiment (3 ou 3') par ladite cloison étanche (6 ou 6') qui est formée en une face inférieure dudit premier compartiment, le réservoir présentant globalement une forme de L ou une forme de T retourné.
6) Réservoir (1 , 1 ') selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite autre cloison étanche (7 ou 7') est sensiblement perpendiculaire à ladite première cloison étanche (6 ou 6').
7) Réservoir (1 , 1 ') selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite cloison étanche (6 ou 6') et ladite autre cloison étanche (7 ou 7') sont chacune adaptées pour réaliser des ponts thermiques de sorte à maintenir le liquide de refroidissement, ledit lubrifiant du moteur et ledit lubrifiant de transmission à au moins une température homogène.
8) Réservoir (1 , l') selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite cloison étanche (6 ou 6') et ladite autre cloison étanche (7 ou 7') présentent des perméabilités thermiques adaptées pour réaliser ces ponts thermiques et/ou des caloducs traversant ces cloisons.
9) Réservoir (1 , l') selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier compartiment (3 ou 3') et ledit au moins un autre compartiment (4 ou 4', 5 ou 5') sont respectivement pourvus de structures de support (3b, 4b, 5b) dudit au moins un matériau à changement de phase (3a, 4a, 5a), ces structures de support étant solidaires de ladite paroi externe (2, 2') et étant compatibles avec ledit liquide de refroidissement et avec ledit lubrifiant du moteur et/ou avec ledit lubrifiant de transmission.
10) Réservoir (1 , l') selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites structures de support comprennent des tubes creux (3b, 4b,
5b) à extrémités fermées contenant ledit au moins un matériau à changement de phase (3a, 4a, 5a).
11 ) Réservoir (1 , l', 1") selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir comprend en outre des moyens formant vase d'expansion et de dégazage (8, 8') qui sont situés en une zone supérieure du réservoir formée au-dessus dudit premier compartiment (3, 3'). 12) Réservoir (1 , l') selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi externe (2, 2') du réservoir comprend deux enveloppes et un aérogel super isolant thermique disposé entre ces enveloppes. 13) Réservoir (1 , l') selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi externe (2, 2') présente au moins en partie une section transversale arrondie, par exemple circulaire, lui conférant une géométrie de révolution. 14) Circuit pour le refroidissement et la régulation thermique d'un moteur thermique (10) d'un véhicule à moteur, le circuit comprenant essentiellement le moteur thermique, un boîtier thermostatique (11 ) relié à un système de chauffage (15), un réservoir de liquide de refroidissement (1 , l', 1 ") relié par une boucle (B4) à ce moteur et à ce boîtier et un radiateur (17) de ce moteur, caractérisé en ce que ce réservoir est tel que défini à l'une des revendications précédentes. 15) Circuit selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit premier compartiment (3, 3') est localisé à l'arrière et sur sensiblement toute la hauteur du moteur thermique (10). 16) Circuit selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit au moins un autre compartiment (4 ou 4', 5 ou 5') est localisé en dessous et sur au moins une partie de la longueur du moteur thermique (10).
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