BE1014087A3 - Systeme de refroidissement pour un engin. - Google Patents
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Abstract
La présente invention fournit un système de refroidissement dans lequel chaque ensemble d'essieu (14,16) présente un système de refroidissement en plus du système classque (18) de refroidissement du moteur. Tous les systèmes de refroidissement (18,40,58) communiquent avec un échangeur de chaleur commun (30). Une pompe (46) est prévue pour faire circuler à travers l'échangeur de chaleur (30) l'huile provenant des ensembles d'essieu (14,16) ainsi que le fluide de refroidissement provenant du moteur (12), pour réduire la température de l'un des fluides. Deux capteurs (78,80) sont en contact avec le moteur (12) et les essieux (14,16) pour actionner de manière sélective un organe d'embrayage (76) en vue de fournir un engagement d'entraînement de la pompe (46) par le moteur (12) en réponse à la situation dans laquelle l'un ou l'autre composant atteint une température présélectionnée.
Description
DESCRIPTION SYSTEME DE REFROIDISSEMENT POUR UN ENGIN Domaine technique Cette invention concerne un système de refroidissement, et plus particulièrement un système de refroidissement qui, en fonction du mode de fonctionnement de l'engin, réduit la température de l'huile dans un ensemble d'essieu ou la température du fluide de refroidissement du moteur. Arrière-plan de la technique Dans le fonctionnement d'un engin de construction, il est assez habituel que l' engin passe par plusieurs modes de travail différents. Dans une chargeuse à roues, par exemple, différentes tâches comprennent le chargement des camions, le chargement et le transport et d'autres tâches plus spécialisées. Par exemple au cours des opérations de transport et de chargement de camions, il y a abondance de déplacements de l'engin, dans lesquels l'engin atteint des vitesses relativement élevées lorsqu'il transporte une charge d'un emplacement à un autre. Le freinage appliqué est intense tant sur l'essieu avant que sur l'essieu arrière, parce qu'il doit amener l'engin à s'arrêter après qu'il a atteint ces vitesses élevées. Cela entraîne fréquemment que les freins et l'huile présente à l'intérieur des logements d'essieu dans lesquels les freins sont situés, s'échauffent à des températures excessives. Dans d'autres cas tels que le chargement d'un camion ou dans des cas où l'on utilise les outils de manière intense sans beaucoup de déplacements de l'engin, on n'utilise pas beaucoup les freins et la température des essieux n'est pas préoccupante. Cependant, dans ces situations, il serait très bénéfique de renforcer le système de refroidissement du moteur pour garantir que la température du moteur ne devienne pas excessive. Dans les deux cas présentés ci-dessus, la chaleur est un sous-produit des différents modes de fonctionnement, et on sait qu'elle provoque une usure excessive et éventuellement la défaillance prématurée de différents composants. En ce qui concerne la chaleur excessive dans le moteur, on connaît plusieurs remèdes habituels qui fonctionnent assez bien. Ils comprennent une augmentation de la capacité du système de refroidissement ou des fluides supplémentaires de refroidissement dans le système de refroidissement typique. En ce qui concerne l'accumulation de chaleur que l'on rencontre dans les ensembles d'essieu, on a également utilisé plusieurs procédés pour diminuer la chaleur. Typiquement, on utilise l'un ou l'autre type de système pour faire circuler l'huile à l'intérieur des boîtiers d'essieu et la faire passer par un refroidisseur air-huile, ou pour mettre un fluide de refroidissement en circulation à travers l'huile présente dans le logement d'essieu. On sait que ces systèmes travaillent avec un succès limité et, dans la plupart des cas, ils sont de nature relativement complexe et nécessitent de nombreux composants supplémentaires pour obtenir les résultats souhaités. De plus, ces systèmes fonctionnent en permanence et leurs capacités d'adaptation sont extrêmement limitées. La présente invention vise à surmonter un ou plusieurs des problèmes exposés ci-dessus. Divulgation de l'invention Dans un aspect de la présente invention, on fournit un système de refroidissement pour un engin. Le système de refroidissement comporte un moteur qui est associé à l'engin et un premier système de refroidissement qui est adapté pour refroidir le fluide de refroidissement mis en circulation à l'intérieur du moteur. Un échangeur de chaleur est disposé dans le premier système de refroidissement et est traversé par le fluide de refroidissement du moteur. Au moins un ensemble d'essieu est monté sur l'engin, et un deuxième système de refroidissement est prévu pour mettre en circulation l'huile à travers l'ensemble d'essieu et l'échangeur de chaleur. Une pompe est disposée dans le deuxième système de refroidissement, pour mettre sélectivement l'huile en circulation dans ce dernier, et elle est adaptée pour être entraînée par le moteur. Un organe d'embrayage est disposé entre la pompe et le moteur pour engager sélectivement l'entraînement de la pompe par le moteur. Un premier capteur adapté pour être en contact avec le moteur détecte la température de ce dernier. Le premier capteur est relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage pour engager l'embrayage lorsque la température du moteur atteint une valeur présélectionnée. Un deuxième capteur adapté pour être en contact avec l'essieu détecte la température de ce dernier. Le deuxième capteur est relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage pour engager l'embrayage lorsque la température de l'essieu atteint une valeur présélectionnée. Dans un autre aspect de la présente invention, on fournit une amélioration pour un engin qui comporte un moteur, deux essieux qui sont reliés à entraînement au moteur pour fournir la force motrice à l'engin et un système de refroidissement pour abaisser la température de fonctionnement du moteur. L'amélioration comporte un échangeur de chaleur qui est disposé dans le système de refroidissement du moteur et un deuxième système de refroidissement qui fait circuler l'huile à travers l'un des ensembles d'essieu et l'échangeur de chaleur. Un troisième système de refroidissement est prévu pour faire circuler l'huile entre l'autre ensemble d'essieu et l'échangeur de chaleur. Un moyen est prévu pour faire circuler de manière sélective l'huile dans les essieux respectifs et à travers l'échangeur de chaleur. Un moyen de détection de la température est également compris dans le moteur et dans chacun des ensembles d'essieu. Le moyen de détection active le moyen de mise en circulation en réponse à une situation dans laquelle la température dans le moteur ou dans les essieux atteint une valeur présélectionnée. Avec un système de refroidissement tel que celui décrit ci-dessus, deux capteurs sont associés à l'un des ensembles d'essieu ou aux deux ensembles ainsi qu'au fluide de refroidissement du moteur situé dans le système de refroidissement du moteur. Lorsque la température de l'un de ces composants atteint une valeur prédéterminée, une pompe est activée pour faire circuler le fluide présent dans l'ensemble d'essieu à travers l'échangeur de chaleur disposé dans le système de refroidissement du moteur. Si la température de l'huile d'essieu est excessive, le fluide de refroidissement du moteur réduit la température de l'huile d'essieu lorsque cette dernière traverse l'échangeur de chaleur. Inversement, si la température du fluide de refroidissement du moteur est trop élevée, l'huile d'essieu plus froide réduira sa température lorsqu'elle est mise en circulation à travers l'échangeur de chaleur. Etant ainsi agencé, le système de refroidissement répond au mode de fonctionnement de l'engin pour fournir le refroidissement requis. Brève description des dessins Le dessin est un diagramme schématique du système de refroidissement d'un engin qui incorpore les principes de la présente invention. Meilleur mode de réalisation de l'invention Si l'on se réfère maintenant au dessin, on y voit représenté un système de refroidissement 10 pour un engin. L'engin (non représenté) comporte un moteur 12 qui est relié à entraînement à deux ensembles d'essieu 14 et 16 d'une manière classique qui n'est pas représentée ici. Le moteur est également de configuration classique et comporte un système de refroidissement interne de conception classique. Le système 18 de refroidissement du moteur comporte de manière classique un radiateur 20 qui est relié au moteur 12 respectivement par un flexible supérieur et un flexible inférieur de radiateur 22 et 24 et qui fournit le refroidissement du fluide de refroidissement du moteur. Un conduit 26 par lequel le fluide de refroidissement du moteur est mis en circulation est ajouté au système de refroidissement du moteur, et on voit qu'il quitte le moteur par un orifice de sortie 28 et qu'il fait communiquer le fluide avec un échangeur de chaleur 30. Un autre conduit 32 renvoie le fluide de refroidissement du moteur, qui quitte l'échangeur de chaleur 30 vers le bloc-moteur où il retourne dans le système de refroidissement du moteur par un orifice d'entrée 34. L'échangeur de chaleur 30 est mis en communication avec les conduits 26 et 32 d'une manière telle que le fluide de refroidissement du moteur y est mis en circulation par une pompe 36 entraînée par le moteur. Le premier ensemble d'essieu 14 est de configuration classique et présente un ensemble de différentiel, et deux arbres d'essieu qui partant de chaque partie d'extrémité de cet ensemble pour entraîner deux roues de manière classique. Plusieurs ensembles de frein sont reliés aux arbres d'essieu pour donner à la machine ses capacités de freinage, également de manière classique. Tous ces composants sont logés dans un logement commun d'essieu 38 et ne sont pas représentés individuellement. Le premier ensemble d'essieu 14 comporte un deuxième système de refroidissement représenté généralement par 40. Le deuxième système de refroidissement comporte un conduit 42 qui part d'un orifice de sortie 44 situé dans une partie inférieure du logement d'essieu 38 et conduit l'huile présente dans le logement d'essieu vers une pompe 46. Un autre conduit 48 conduit l'huile provenant de la pompe 46 vers l'échangeur de chaleur 30. L'huile est renvoyée de l'échangeur de chaleur vers le logement d'essieu par des conduits 50 et 52, et elle pénètre dans le logement d'essieu par deux orifices d'entrée 54 et 56. Le deuxième ensemble d'essieu 16 est essentiellement identique au premier ensemble d'essieu 14. Le deuxième ensemble d'essieu comporte un troisième système de refroidissement qui est globalement désigné par la référence numérique 58. Le troisième système de refroidissement comporte un conduit 60 qui part d'un orifice de sortie 62 situé dans une partie inférieure du logement d'essieu 64 et conduit l'huile située dans le logement d'essieu vers la pompe 46. Un autre conduit 66 conduit l'huile provenant de la pompe 46 vers l'échangeur de chaleur 30. L'huile est renvoyée vers l'essieu par les conduits 68 et 70 et pénètre dans l'essieu par deux orifices d'entrée 72 et 74. Il convient de noter que bien que l'huile provenant des deux ensembles d'essieu 14 et 16 soit entraînée par une pompe 46 commune à travers un échangeur de chaleur 30 commun, chaque système est maintenu séparé l'un de l'autre de manière à éliminer le risque d'une contamination croisée entre les deux systèmes. La pompe 46 est entraînée par un organe électrique d'embrayage 76. L'organe d'embrayage 76 est pour sa part activé par l'un des deux capteurs 78 et 80. Le premier capteur 78 est relié au moteur 12 par une sonde (non représentée) qui est disposée dans une jaquette d'eau du moteur pour détecter la température du fluide de refroidissement du moteur. La sonde est reliée au capteur 78 par un fil 82. Lorsque le fluide de refroidissement du moteur atteint une température présélectionnée, le capteur délivre à l'embrayage électrique 76 un signal d'entraînement de la pompe 46. Le deuxième capteur 80 est également un capteur de type à sonde qui est relié au premier essieu 14 et qui détecte la température de l'huile dans l'ensemble d'essieu. La sonde est reliée au capteur par un fil 84. Lorsque l'huile atteint une température présélectionnée, le deuxième capteur délivre à l'embrayage électrique un signal d'entraînement de la pompe. Il faut comprendre que l'un quelconque des capteurs peut actionner la pompe en réponse à la température du fluide de refroidissement du moteur ou à celle de l'huile d'essieu, et qu'ils agissent de manière entièrement indépendante l'un de l'autre. Possibilités d'application industrielle Lorsqu'un engin de chantier tel qu'une chargeuse à roues est en fonctionnement, il est habituel que l'engin travaille dans l'un parmi plusieurs modes possibles. Dans un mode habituel, on peut utiliser la machine pour charger un camion, pour des travaux de comblement ou pour une autre opération dans laquelle il n'y a pas beaucoup de déplacements de l'engin mais où le moteur est fortement sollicité pour actionner les différents outils. Dans ce mode de fonctionnement, la température du fluide de refroidissement du moteur est susceptible de s'élever avec le temps. Au cas où elle atteint une température présélectionnée, qui dans la présente application est d'environ 98 [deg.]C, le premier capteur sera activé et l'embrayage électrique 76 sera actionné pour fournir à la pompe 46 un entraînement par le moteur 12. La pompe fera alors circuler à travers l'échangeur de chaleur 30 l'huile provenant des boîtiers d'essieu 38 et 64. Comme l'engin travaille dans un mode dans lequel il n'y a pas beaucoup de déplacements et donc pas beaucoup de freinage, l'huile dans chaque boîtier d'essieu est beaucoup plus froide que le fluide de refroidissement du moteur. Comme tant le fluide de refroidissement du moteur que l'huile provenant des ensembles d'essieu sont mis en circulation dans le même échangeur de chaleur, la température du fluide de refroidissement du moteur est abaissée. Lorsque la température du fluide de refroidissement du moteur atteint environ 95 [deg.]C, le premier capteur 78 envoie à l'embrayage un signal de désengagement de l'entraînement de la pompe par le moteur. Dans d'autres modes de fonctionnement tels que le chargement et le transport, l'engin est utilisé pour transporter du matériau d'un site à un autre. Pendant ce déplacement, l'engin est typiquement utilisé dans ses plages supérieures de vitesse. Lorsque la destination souhaitée est atteinte, il faut une importante capacité de freinage pour ralentir et arrêter l'engin. Cela provoque évidemment un échauffement de l'huile présente dans les logements respectifs d'essieu 38 et 64 par les ensembles de frein qui y sont également logés. Lorsque la température de l'huile atteint un niveau prédéterminé, qui dans le présent cas est d'environ 65 [deg.]C, le deuxième capteur 80 est activé, ce qui provoque l'engagement de l'embrayage électrique 76. Ainsi qu'on l'a présenté plus haut, l'embrayage engagera à son tour l'entraînement de la pompe 46 par le moteur 12 pour faire circuler à travers l'échangeur de chaleur 30 l'huile provenant de chaque ensemble d'essieu 14 et 16. Comme, pendant ce mode de fonctionnement, le fluide de refroidissement du moteur est plus froid que l'huile d'essieu, la température de l'huile d'essieu est abaissée lorsqu'elle est mise en circulation à travers l'échangeur de chaleur. Lorsque l'huile d'essieu atteint une température d'environ 57 [deg.]C, l'entraînement de la pompe 46 est désengagé par l'embrayage 76. Avec ce système de refroidissement, on réduit considérablement l'usure excessive et la défaillance prématurée éventuelle de différents composants de l'engin en fournissant une capacité supplémentaire de refroidissement tant au moteur qu'aux ensembles d'essieu. En outre, le refroidissement supplémentaire peut être obtenu automatiquement en fonction du mode de fonctionnement dans lequel l'engin est engagé. D'autres aspects, objets et avantages de cette invention ressortiront de l'examen des dessins, de la divulgation et des revendications annexées.
Claims (14)
1. Système de refroidissement (10) pour un engin, comportant :
un moteur (12) associé fonctionnellement à l'engin;
un premier système de refroidissement (18) adapté pour faire circuler à travers le moteur (12) le fluide de refroidissement du moteur;
un échangeur de chaleur (30) disposé dans le premier système de refroidissement (18) de telle sorte que le fluide de refroidissement du moteur le traverse;
au moins un ensemble d'essieu (14) monté sur l'engin;
un deuxième système de refroidissement (40) adapté pour faire circuler l'huile à travers l'ensemble d'essieu
(14) et à travers l'échangeur de chaleur (30);
une pompe (46) disposée dans le deuxième système de refroidissement (40) pour faire circuler l'huile de manière sélective, ladite pompe (46) étant adaptée pour être entraînée par le moteur (12);
un organe d'embrayage (76) disposé entre la pompe
(46) et le moteur (12) pour engager sélectivement l'entraînement de la pompe (46) par le moteur (12);
un premier capteur (78) adapté pour être en contact avec le moteur (12) en vue de détecter la température de ce dernier et relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage (76) pour engager l'embrayage (76) lorsque la température du moteur atteint une valeur prédéterminée; et
un deuxième capteur (80) adapté pour être en contact avec l'essieu (14) en vue de détecter la température de ce dernier et relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage (76) pour engager l'embrayage lorsque la température de l'essieu atteint une valeur présélectionnée.
2. Système de refroidissement (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un deuxième ensemble d'essieu (16) est monté sur l'engin, ledit deuxième essieu étant mis en communication avec un troisième système de refroidissement (58) qui est adapté pour faire circuler l'huile à travers le deuxième ensemble d'essieu (16).
3. Système de refroidissement (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le troisième système de refroidissement (58) comporte une pompe (46) servant à faire circuler l'huile à travers l'échangeur de chaleur (30), ladite pompe (46) étant engagée fonctionnellement sur le moteur (12) et l'organe d'embrayage (76).
4. Système de refroidissement (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'huile du troisième système de refroidissement (58) est mise en circulation à travers l'échangeur de chaleur (30) d'une manière telle qu'elle n'est pas en communication avec l'huile du deuxième système de refroidissement (40).
5. Système de refroidissement (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (30) est un échangeur de chaleur huile-eau.
6. Système de refroidissement (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un radiateur (20) est disposé. dans le premier système de refroidissement
(18), ledit radiateur (20) étant adapté pour fonctionner comme échangeur de chaleur air-eau.
7. Système de refroidissement (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'essieu (14) comporte plusieurs éléments de frein qui sont placés en communication avec le deuxième système de refroidissement (40).
8. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier capteur (78) détecte la température du fluide de refroidissement du moteur dans le premier système de refroidissement (18) et le deuxième capteur (80) détecte la température de l'huile dans le deuxième système de refroidissement (40).
9. Dans un engin présentant un moteur (12), deux essieux (14, 16) reliés à entraînement au moteur (12) pour fournir de la force motrice à l'engin et un système de refroidissement (18) servant à réduire la température de fonctionnement du moteur (12), le perfectionnement comportant :
un échangeur de chaleur (30) disposé dans le système de refroidissement (18) du moteur;
un deuxième système de refroidissement (40) servant à faire circuler l'huile à travers l'un des ensembles d'essieu (14, 16) et l'échangeur de chaleur (30);
un troisième système de refroidissement (58) servant à faire circuler l'huile à travers l'autre des ensembles d'essieu (14, 16) et l'échangeur de chaleur (30);
un moyen pour faire circuler de manière sélective l'huile dans les essieux (14, 16) respectifs et à travers l'échangeur de chaleur (30); et
un moyen (78, 80) pour détecter la température dans le moteur (12) et chacun des ensembles d'essieu (14, 16) et pour activer le moyen de mise en circulation en réponse à la situation dans laquelle la température dans le moteur (12) ou dans l'un des essieux (14, 16) atteint une valeur présélectionnée.
10. Perfectionnement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième (40) et le troisième
(58) système de refroidissement sont des systèmes distincts qui ne communiquent pas l'un avec l'autre.
11. Perfectionnement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de mise en circulation comporte en outre :
une pompe (46) servant à faire circuler l'huile à travers les ensembles d'essieu (14, 16) respectifs, ladite pompe (46) étant reliée à entraînement au moteur
(12) .
12. Perfectionnement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un organe d'embrayage (76) est interposé entre la pompe (46) et le moteur (12) pour faire engager sélectivement la pompe (46) par le moteur
(12) .
13. Perfectionnement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de détection (78, 80) comporte un premier capteur (78) qui est adapté pour être en contact avec le moteur (12) en vue de détecter la température de ce dernier, ledit premier capteur (78) étant relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage (76) pour engager sélectivement l'organe d'embrayage (76) en vue de fournir un engagement d'entraînement de la pompe
(46) par le moteur (12) en réponse à une situation dans laquelle la température du moteur (12) atteint une valeur présélectionnée.
14. Perfectionnement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de détection (78, 80) comporte un deuxième capteur (80) qui est adapté pour être en contact avec au moins l'un (14) des essieux pour détecter la température de ce dernier, ledit deuxième capteur (80) étant relié fonctionnellement à l'organe d'embrayage (76) pour fournir un engagement d'entraînement de la pompe (46) par le moteur (12) en réponse à une situation dans laquelle la température dudit essieu (14) atteint une valeur présélectionnée.
15. Perfectionnement selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen de détection (78, 80) agit dans une première situation dans laquelle le premier capteur (78) engage l'organe d'embrayage (76) et la pompe
(46) fait circuler à travers l'échangeur de chaleur (30) l'huile provenant de l'intérieur de l'essieu (14) en vue de réduire la température du fluide de refroidissement du moteur situé dans le système de refroidissement du moteur, et dans une deuxième situation dans laquelle le deuxième capteur (80) engage l'organe d'embrayage (76) et la pompe (46) fait circuler à travers l'échangeur de chaleur (30) l'huile provenant de l'intérieur de l'essieu
(14) en vue de réduire la température de l'huile d'essieu.
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| US5125368A (en) * | 1990-06-04 | 1992-06-30 | Constantine Tzavaras | Apparatus for protecting the transmission of a vehicle |
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1999
- 1999-02-01 JP JP02345699A patent/JP4285819B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-12 BR BR9900714A patent/BR9900714A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-03-17 BE BE9900185A patent/BE1014087A3/fr not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9900714A (pt) | 2000-02-29 |
| JP4285819B2 (ja) | 2009-06-24 |
| JPH11343849A (ja) | 1999-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20120331 |