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Dispositif pour réchauffer les machines motrices à combustion avec refroidissement par liquide, en particulier pour véhicules autonobiles.
Cette invention a pour objet un dispositif pour réchauf- fer ou maintenir chaudes les installations de force comportant des machines motrices à combustion interne avec refroidissement par liquide, en particulier pour véhicules automobiles, à l'aide d'un moteur adjonctif à combustion interne.
Conformément à l'invention, ce moteur adjonctif à com- bustion interne entraîne une pompe qui, en vue du réchauffement, donne naissance sous un fort étranglement à un circuit du fluide refroidisseur à travers les espaces de refroidissement ou de réfrigération de la machine motrice à combustion interne. cet agencement présente cet avantage que le fluide refroidisseur s'échauffe dans une mesure notable grâce à l'étranglement. le courant ce fluide refroidisseur réchauffé est envoyé à travers la chemise de refroidissement du moteur adjonctif où ce fluide absorbe une nouvelle quantité de chaleur et cède au cours de son
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trajet à travers la machine motrice de la chaleur qui sert à réchauffer les organes de cette machine.
Les dimensions de la pompe et l'amplitude de l'étran- glement sont calculées suivant l'invention de telle sorte que toute la puissance du moteur adjonctif soit abeorbée par la pompe.
Comme fluide refroidisseur, on peut utiliser de l'eau ou de l'huile.
Comme la puissance mécanique cédée par le moteur ad- jonctif ainsi qu'en second lieu la chaleur prélevée à son fluide de refroidissement sont utilisées pour réchauffer la machine mo- trice à combustion, celle-ci est amenée en peu de temps même par froid vif à la température qui est nécessaire à la mise en marche. Le moteur adjonctif à combustion interne peut aussi ser- vir à actionner d'autres dispositifs faisant partie de l'instal- lation de force motrice comme par exemple une pompe à combustible ou un élément analogue .
La machine motrice à combustion interne peut, à titre d'exemple, être mise en marche à l'aide d'un démarreur électrique qui peut être construit selon des dimensions normales en liaison a.vec le dispositif de réchauffement que prévoit l'invention. Le moteur adjonctif à combustion interne qui sert au réchauffement peut toutefois être maintenu, le cas/échéant, assez gros pour que la mise en marche de la machine motrice puisse être assurée également par lui. Ce qui importe cependant, c'est que la puis- sance mécanique du moteur adjonctif soit bien utilisée pour le réchauffement.
Si l'on utilise de l'eau comme fluide refroidisseur, il suffit d'un simple étra.nglement en aval de la pompe selon une section convenablement calculée. Celle-ci est établie rationnel- lement de telle sorte qu'elle limite la pression maximum et par là même le nombre de tours maximum du moteur.
La pression cédée par la pompe est relativement grande par rapport aux résistances
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se manifestant dans la machine motrice, de façon à être à peine influencée par celles-ci
Si l'addition d'un produit anti-gel doit être évitée et qu'on évacue l'eau de refroidissement de la machine motrice à combustion interne pendant le réchauffement, celui-ci peut s'accomplir de façon simple suivant l'invention par l'intermédiai- re du système de lubrification à huile. En pareil cas, l'étran- glement que prévoit l'invention est produit par un organe de com- mande placé sous l'effet réactif de la pression qui est déterminée par cet organe.
Il est possible ainsi, indépendamment de la viscosité de l'huile, de régler en permanence le même degré de pression apte à correspondre alors à la puissance maximum du moteur .
Ce moteur à combustion interne peut être étudié de façon spéciale pour assurer une plus grande tra.nsmission de chaleur au fluide refroidisseur. C'est ainsi par exemple que des ailettes peuvent être disposées dans l'espace de refroidissement pour augmen- ter cette cession ou transmission de chaleur et que des canaux conducteurs du fluide refroidisseur ou de leurs équivalents peu- vent être aménagés .
Quand, en vue d'accélérer encore le processus de ré- chauffement, on fait également intervenir les gaz d'échappement du moteur adjonctif pour réchauffer la machine motrice à combustion interne ou d'autres parties de l'installation de force motrice, on peut faire circuler ces gaz d'échappement dans des chemises réchauf- feuses spéciales entourant directement les parties de l'installation de force motrice (radiateur à eau, refroidisseur à huile, changement de vitesse, commande hydraulique, réservoir à combustible, batterie d'accumulateurs électriques ou autres) ou encore faire écouler le fluide refroidisseur, refoulé par la pompe actionnée par le moteur,
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à travers des enveloppes engainant le conduit d'échappement.. de façon que ce fluide absorbe de la chaleur.
Des moyens de ces deux genres peuvent aussi être conjugués.
Dans les dessins annexés sont représentés schéma- tiquement des réalisations possibles du dispositif, objet de l'invention.
La figure 1 représente un pareil dispositif desservi par de l'eau et comportant un petit moteur adjonctif à combustion interne, une pompe actionnée par lui, un poste d'étranglement et une canalisation permettant un circuit à travers la machine motrice à combustion.
La figure 2 représente un organe de commande d'un dispositif suivant l'invention, cet organe de commande subissant la réaction de la pression.
La figure 3 représente une machine motrice à combus- tion interne équipée d'un dispositif de réchauffement conforme à l'invention et utilisant l'huile de graissage de cette machine.
Dans la figure 1, 1 désigne une machine motrice à combustion interne, 2 le radiateur à eau appartenant à cette machine, 3 le conduit qui relie ce radiateur 2 à une pompe 4, 5 une tubulure faisant communiquer les chemises des cylindres de la machine motrice 1 et le radiateur 2, 6 un conduit reliant la pompe à eau 4 et les chemises des cylindres de la machine motrice. 7 désigne un petit moteur à combustion interne pourvu d'une chemise de refroidissement 8, d'une pipe d'échappement 9 et d'une gaine refroidisseuse 10 entourant cette pipe 9. Le vilbrequin 11 du moteur 7 actionne une pompe à engrenage 12 à laquelle de l'eau provenant du conduit 3 est amenée par un con- duit de branchement 13. Dans la tubulure de refoulement de la pompe 12 est ménagé un orifice étranglé 15.
Après avoir franchi cet orifice, l'eau passe dans une tubulure 14 et gagne la chemise de refroidissement 8 pour revenir par une autre tubulure 16 dans
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le conduit 3.
Pour réchauffer ou maintenir chaud la machine motri- ce 1 à combustion interne, on met en marche le moteur adjonctif 7, de façon à faire fonctionner la pompe 12. L'eau de refroidisse- ment qui lui arrive par le conduit 13 est ainsi refoulée à tra- vers l'orifice étranglé 15. Comme la pompe 12 est capable de refouler une quantité d'eau bien plus grande que celle qui peut franchir cet orifice 15, l'eau qui est refoulée par la pompe 12 s'échauffe fortement. Cette eau parvient par la tubulure 14 dans la chemise de refroidissement 8 du moteur 7 et dans la gaine de refroidissement 10 de la pipe d'échappement 9 pour gagner ensuite par la tubulure 16 le conduit 3 en amont de la pompe 4.
Au cours de son passage à travers les espaces 8 et 10, cette eau s'est échauffée encore davantage et cède maintenant au cours de son passage à travers la pompe 4, le conduit 6 et la chemise de refroidissement des cylindres de la machine motrice 1 de la chaleur à ces divers organes. Traversant le radiateur 2 ou éventuellement un conduit environnant de type connu prévu autour de ce radiateur l'eau revient dans le conduit 3 et par le con- duit de branchement 13 dans la pompe 12. Les conduits 13 et 16 peuvent être commandés par des vannes de barrage .
Dans la figure 2, 21 désigne un conduit d'adduction aboutissant à une pompe à huile 22 actionnée par un petit moteur à combustion interne de façon analogue à la pompe 12 représentée en figure 1. Dans la tubulure de refoulement 23 de la pompe 22 est monté un tiroir 24 sur lequel agit un petit ressort 25 et qui supporte à son extrémité supérieure un disque ou piston 26 guidé dans un alésage 27. 28 désigne un orifice d'écoulement., 29 un canal partant d'un espace 30 situé en aval de la pompe à huile 22 et aboutissant dans l'alésage 31 qui guide le tiroir. 32 désigne un canal qui réunit le conduit 33 conduisant l'huile refoulée sous
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pression à la machine motrice à l'espace situé au-dessus du dis- que 26.
Enfin 34 désigne un orifice d'écoulement, et 35, 36 sont les bords de travail ou de distribution du tiroir 24.
La pression engendrée par la pompe 22 agit contre la surface inférieure au tiroir 24 avec une force plus ou moins grande selon le nombre de tours que fait la pompe. Une ouverture déterminée est ménagée ainsi à la hauteur du bord de distribu- tion 35 du tiroir 24, ce qui donne lieu à une pression correspon- dante dans le conduit 33. Lorsque le nombre de tours augmente, le tiroir 24 est légèrement soulevé, de sorte que son bord! de distribution 35 ménage à la hauteur du canal 29 une plus grande ouverture pour le passage de l'huile. La pression d"huile aug- mente donc dans le conduit 33.
Cette pression agit par le canal 32 contre la face supérieure du piston 26, repousee quelque peu le tiroir 24 vers le bas par suite de l'accroissement de pression et réduit ainsi l'ouverture de passage à la hauteur du bord de distribution 35 de ce tiroir. Dès que la pression agissant sur la face terminale inférieure du tiroir 24 s'équilibre avec la pression agissant contre la face supérieure du piston 26 (additionnée de la force du ressort 25) l'ouverture de passage à la hauteur du bord de distribution 35 du tiroir est ajustée à la valeur alors existante du nombre de tours que fait la pompe.
Quand par ailleurs le nombre de tours que fait la pompe 22 s'abaisse, la pression qui s'exerce contre la face infé- rieure du tiroir 24 diminue. Ce tiroir descend quelque peu; son bord de distribution 35 réduit ainsi la section de passage de l' huile sous pression qui sort du canal 29 ou même l'obture, tandis qu'une petite ouverture de sortie s'ouvre à la hauteur du bord de distribution 36 du tiroir, ce qui permet à une petite quantité d'huile de s'y écouler. La pression régnant dans le conduit 33 et par suite sur le disque 26 diminue de façon correspondante.
Le tiroir 24 est donc aussitôt légèrement repoussé vers le haut,
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de sorte que son bord de distribution 36 referme la section de passage et que son bord de distribution 35 ajuste la section de passage appropriée au nombre de tours plus faible que fait alors la pompe 22 et qui correspond à l'équilibre entre les pressions se manifestant entre l'espace situé au-dessous du tiroir 24 et l'espace situé au-dessus du disque 26 .
C'est ainsi qu'indépendamment du degré de viscosité de l'huile employée, la section de passage et par conséquent le degré de pression sont constamment réglés automatiquement à la valeur exactement nécessaire au réchauffement et au refoulement de cette huile.
Dans la figure 3, 1 désigne ici encore la machine motrice à combustion interne, 2 le radiateur servant à refroidir son eau de circulation, 4 la pompe à eau de réfrigération pourvue d'un conduit de refoulement 6.7 désigne le moteur à combustion interne qui est adjoint à cette machine pour le réchauffement ou la conservation de la chaleur.
Dans cet exemple, ce moteur 7 co- opère avec le système parcouru par l'huile de graissage. 40 désigne un échangeur de chaleur associé à la machine motrice 1 et comportant une chambre d'eau raccordée à un conduit 41 venant du radiateur 2 et à un conduit 42 venant de la pompe 4 entraînant l'eau de réfrigération. 43 désigne un conduit d'huile aboutis- sant à l'échangeur de chaleur 40 et provenant de la pompe à huile de graissage (non représentée) logée dans la machine mo- trice 1.44 désigne un autre conduit réunissant l'échangeur de chaleur 40 à l'intérieur de la machine, c'est-à-dire aux endroits à lubrifier. 45 désigne un autre conduit faisant communiquer la partie inférieure du carter de la machine motrice 1 à une pom- pe 46 actionnée par le moteur 7.
47 désigne un coffret renfer- mant un organe de commande analogue à celui que montre la figure 2, et relié par une tubulure 48 de refoulement d'huile sous pression
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à la chemise de refroidissement du moteur ad jonctif 7. Ce dernier est relié, en outre, par un conduit 49 à l'échangeur ' chaleur 40. Dans le conduit 43 et en amont de son raccorde- ment avec l'échangeur de chaleur 40 est monté une soupape de retenue 50 présentant une percée 51. Une autre soupape de retenue peut être montée dans le conduit 49 .
L'huile puisée par le conduit 45 dans la partie inférieure du carter de la machine motrice 1 est propulsée par l'action de la pompe 46 commandée par le moteur 7 et suivant un réglage de pression opéré par un or- gane de commande tel que celui représenté en figure 2 au coffret 47 et refoulée par la tubulure 48 dans la chemise de refroidissement du moteur 7 et amenée de là à l'échangeur de chaleur 40 par le conduit 49. L'huile réchauffée cède de sa chaleur pendant son parcours à travers l'échangeur de chaleur 40, le conduit 44, les canaux à huile aménagés à l'intérieur de la machine motrice 1 et lorsqu'elle s'échappe aux endroits de lubrification aux organes correspondants de la machine 1 et s'écoule vers la masse d'huile formant puisard qui se trouve à la partie inférieure de cette machine.
Grce à l'action de la soupape de retenue 5 0, on est sér, d'une part, qu'une quantité d'huile suffisante parvient dans le conduit 44 et, d'autre part, qu'une partie de l'huile peut en passant à travers la percée 51 gagner la pompe à huile de la machine motrice 1, et réchauffer par là même cette machine et les organes reliés à elle.
Comme on le voit, il est possible gr$ce à la réalisation du dispositif, objet de l'invention,que montre la figure 3 de réchauffer ou maintenir chaudes pendant un temps prolongé faisant suite à leur mise à l'arrt des ma- chines motrices à combustion interne dont on a fait écouler l'eau de réfrigération.