LE CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT

1 - ROLE Un moteur en fonctionnement dégage de la chaleur due : - au frottement des pièces en mouvement. - à la combustion des gaz dans le cylindre. Il en résulte par conséquent : - une dilatation des pièces (diminution des jeux). - la modification des propriétés des matériaux. - l’altération du lubrifiant. Le circuit de refroidissement a donc pour rôle : - de transférer la chaleur provoquée par le moteur - de permettre au moteur d’atteindre rapidement sa température de fonctionnement (90°c environ) - de réguler la température de fonctionnement - de ne pas dépasser une température maximale

2 - PRINCIPE Thermostat Ventilateur Pompe à eau Bouchon de sécurité Vase d’expansion Bloc moteur

EXERCICE : Identifiez dans la liste le nom de l’élément associé à la fonction Énergie mécanique Air ambiant Énergie électrique Énergie thermique variable Communique la chaleur au liquide Permettre le passage du liquide Accélérer l’air Ventilateur Énergie thermique excédentaire Parois culasse cylindre Accélérer le liquide Canalisations Réguler la circulation Pompe à eau Échanger calories/air Thermostat Énergie thermique contrôlée Radiateur Circuit de refroidissement

3 - LES DIFFERENTS ELEMENTS DU CIRCUIT LES CHAMBRES D’EAU Ce sont des volumes autour d’éléments chauds (chemises, chambres de combustion…) dans lesquels circulent le liquide de refroidissement

LE RADIATEUR Il permet d’évacuer la chaleur du liquide de refroidissement grâce au courant d’air en contact avec le métal. L’efficacité du radiateur est d’autant plus grande que : C’est pour cela que les éléments refroidis par air sont doté d’ailettes, ce qui augmente la surface à refroidir. - la différence de température entre l’extérieur (air ambiant) et l’intérieur (liquide de refroidissement) est importante. - la surface de contact avec le courant d’air est importante. Retour Arrivée

LA VENTILATION Elle force le courant d’air au travers du radiateur et de tous les organes. Le moto ventilateur est commandé par un thermo contact qui l’enclenche à 95°c environ. Thermo contact Moto ventilateur

LA POMPE A EAU Sans pompe, la vitesse d’écoulement du liquide serait de . Le liquide serait longtemps en contact avec les zones chaudes et monterait très haut en température, ce qui pourrait provoquer Ainsi, la pompe force le débit et permet une vitesse d’écoulement supérieure à 15 cm/s sa vaporisation (et donc des bulles de gaz dans le circuit) et sa dégradation rapide. 1 m/s. Il s’agit le plus souvent d’une pompe centrifuge entraînée par courroie. Elle comporte en carter circulaire à l’intérieur duquel tourne une roue à ailettes. Sous l’effet de la force centrifuge, le liquide est chassé à la périphérie de la roue, créant ainsi une dépression à l’entrée de la pompe. L’axe de la roue est excentrée pour faciliter l’évacuation du liquide vers la sortie. Cette disposition pourra permettre de plus une légère circulation du liquide par thermosiphon après arrêt du moteur ou en cas de panne.

Exemple d’étanchéité sur une pompe à eau Poulie d’entraînement Carter de pompe Bague d’étanchéité Ressort Joint en caoutchouc

LE THERMOSTAT C’est un clapet qui autorise ou interdit le passage du liquide dans le radiateur. Tige de poussée Capsule de cire Clapet Durite Trou de fuite pour éviter la formation d’une poche d’air Ressort

A froid : Tant que la température du liquide est faible, la cire est rétractée. Le ressort repousse le clapet qui est maintenu fermé. Il n’ y a pas de circulation vers le radiateur.

A chaud : Le liquide a atteint la température de fonctionnement (en général écrite sur le thermostat), la cire se dilate. La tige de poussée est déplacée et entraîne l’ouverture du clapet. Le liquide peut circuler vers le radiateur.

Inconvénient : Pendant la phase de réchauffement, le liquide dans la culasse se réchauffe plus vite que le reste, il y a des différences de température entre le haut et le bas moteur, les éléments vont se dilater d’une valeur différente et peuvent provoquer des tensions mécaniques.

LE THERMOSTAT DOUBLE EFFET Tout en interdisant un passage de l’eau par le radiateur, il permet une circulation d’eau entre le carter cylindres et la culasse, ce qui accélère la mise en température de l’eau. C = Culasse R = Radiateur P = Pompe A = Réchauffeur Admission Clapet inférieur Clapet supérieur A froid : La cire est rétractée. Le clapet supérieur est fermé interdisant le passage de l’eau vers le radiateur. Le clapet inférieur est ouvert l’eau venant de la culasse (et du réchauffage du collecteur d’admission) peut aller vers la pompe et repartir vers le moteur, il y a circulation d’eau.

A chaud : La cire est dilatée. Le clapet supérieur est ouvert et le clapet inférieur est fermé. L ‘eau venant de la culasse est obligée de passer par le radiateur tandis qu’il n’y a plus de circulation dans le réchauffage du collecteur d’admission

LE CIRCUIT SOUS PRESSION Le liquide de refroidissement entre en ébullition à 109°C à la pression atmosphérique. Le passage à l’état gazeux du liquide peut provoquer des dégâts mécaniques sur le moteur (voir exercice d’atelier : purge d’un circuit) A quelle température le liquide se vaporise si la pression du circuit augmente de 0.5b? A 120°c environ Le fait d’augmenter la pression du circuit de refroidissement permet : de travailler le liquide à des températures de plus de 100°c sans problème de vaporisation et donc de maintenir la température du moteur à sa valeur optimale de fonctionnement.

Principe de fonctionnement Le liquide est froid. Le radiateur est plein, le vase est à son niveau maximum. Au dessus du liquide, l’air se trouve à la pression atmosphérique Démarrage du moteur Vase d’expansion

Le volume au dessus du liquide diminue, la pression du circuit augmente Moteur en fonctionnement La température du liquide augmente et se dilate (il prend de l’expansion). Le niveau dans le vase augmente, l’air est mis sous pression

Arrêt du moteur Le refroidissement du liquide entraîne une diminution de son volume. L’air qui était sous pression repousse le liquide. Le volume au dessus du niveau augmente, la pression du circuit diminue. Inconvénient : Pendant la mise en température du moteur, la pression du circuit augmente, mais il ne faudrait pas qu’elle soit trop importante sous peine d’éclater les durites. Il faut donc limiter la pression du circuit.

LA SOUPAPE DE SECURTITE Elle permet de limiter la pression dans le circuit de refroidissement Soupape de sécurité Clapet de dépression Corps de soupape Clapet de pression Vase Joint d’étanchéité Ressort du clapet de dépression (tarage 0.05b) Ressort du clapet de pression (tarage de 0.8 à 1.2b) Bouchon

Le liquide chauffe Il augmente de volume. Une partie de l’eau du radiateur vient remplir le vase. La pression de l’air comprise dans le vase au-dessus de l’eau augmente. A partir d’une certaine pression (0.8 à 1.2 bars) le clapet de pression s’ouvre pour stabiliser la pression dans le vase à la valeur maxi.

Le liquide refroidit Son volume diminue, et une partie de l’eau quitte le vase pour retourner au radiateur. La pression de l’air chute dans le vase et si elle devient trop faible, il se crée une dépression. Le petit clapet s’ouvre, laissant entrer dans le vase une certaine quantité d’air nécessaire pour obtenir une pression mini.

LE LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT Il a pour fonction de refroidir les éléments du moteur soumis aux fortes températures. Il doit : Supporter les très basses températures pour éviter de se transformer en glace. - Supporter les températures élevées. - Éviter de corroder les matériaux constituants le circuit. Nature du liquide : Eau + Éthylène glycol Additifs Inhibiteurs pour éviter la décomposition du mélange à forte température et pour neutraliser les effets corrosifs des sels contenus dans l’eau. Il ne faut pas mélanger les liquides de refroidissement entre eux, ils ne sont pas miscibles

1. Radiateur 2. Sonde du ventilateur électrique 3. Pompe à eau 4 1. Radiateur 2. Sonde du ventilateur électrique 3. Pompe à eau 4. Soupape thermostatique 5. Culasse 6. Lampe témoin de niveau mini du liquide 7. Jauge à liquide 8. Réservoir d'expansion 9. Bouchon du réservoir d'expansion 10. Sonde de température du liquide de refroidissement 11. Sonde pour lampe témoin de température maxi du liquide de refroidissement 12. Robinet de chauffage 13. Radiateur de chauffage 14. Indicateur de température du liquide de refroidissement 15. Lampe témoin de température du liquide de refroidissement. VIDEO CIRCUIT COMPLET