CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT

Rôle et composition

Tout moteur à combustion en fonctionnement produit de l’énergie qui se répartit de la façon suivante :

- une partie de cette énergie est mécanique et permet l’entraînement du moteur,

- une partie est thermique sous forme de gaz d’échappement qu’on évacue, sous forme de réchauffement

du liquide de refroidissement qu’on utilise partiellement pour le chauffage de l’habitacle. Mais cette

chaleur du liquide doit être éliminée afin d’assurer une température de fonctionnement du moteur

correcte.

Pour y parvenir, on utilise un système de refroidissement par liquide.

Un liquide de refroidissement circule dans (ou autour) des éléments à refroidir. Ce liquide réchauffé au

contact des parties chaudes du moteur est envoyé rapidement grâce à une pompe, dans un radiateur où il se

refroidit et revient dans le moteur.

Le circuit de refroidissement, qui doit être parfaitement étanche pour assurer un parfait fonctionnement, est

donc principalement composé :

- du bloc moteur et de la culasse,

- d’un radiateur et de son ventilateur,

- de capteurs de température (thermostat, thermocontact),

- d’une pompe à eau,

- d’un vase d’expansion,

- de Durit,

- de vis de purge (si le véhicule en est équipé),

- d’un aérotherme,

- d’une quantité de liquide de refroidissement,

- et divers autres éléments suivants les évolutions...

Avec l’apparition des calculateurs moteurs est apparu le système GCTE (Gestion Centralisée de Température

d’Eau). Ce système exploite les informations fournies par un capteur de température unique placé sur le bloc

moteur. Ce capteur par l’intermédiaire du calculateur d’injection permet de faire fonctionner le GMV en

petite ou grande vitesse, ainsi que le voyant d’alerte température d’eau placé sur le tableau de bord. Lors de

la prise en charge d’un véhicule présentant une panne, il convient de déterminer si ce véhicule est équipé ou

non de ce système. Il suffit pour cela de s’assurer de la présence du thermocontact au bas du radiateur. Sa

présence signifie l’absence de GCTE.

Le circuit de refroidissement est équipé d’une soupape qui protège le système de la surpression. La couleur de

cette soupape vous indiquera sa valeur de tarage (en bar) :

Lors du diagnostic sur un véhicule présentant une panne, vous serez amené à mettre le circuit de

refroidissement sous pression. La pression à appliquer est de 0,1 bar en-dessous de la pression de tarage. Si,

avec cette pression, vous n’arrivez toujours pas à détecter de fuite, retirer cette soupape afin de pouvoir

atteindre une pression de 2 bars en montant par paliers successifs.

                   Couleur                                                Valeur de tarage

               de la soupape                                                 (en bar)

                  Blanche                                                          0,8

                  Marron                                                          1,2

                   Bleu                                                              1,6

I:Le circuit de refroidissement

Objectifs du cours

Rendre l’élève capable de :

                                         Ø Citer les éléments constitutifs d’un circuit de refroidissement.

                                         Ø Citer les fonctions des éléments constitutifs d’un circuit de refroidissement.

1. Fonction du circuit de refroidissement

Le fonctionnement du moteur à combustion interne dégage de la chaleur.

Ceci est dû essentiellement à :

                                             - La combustion des gaz dans le cylindre

                                             - Aux frottements mécaniques des pièces

L'élévation de température du moteur a pour effet :

                                             - De dilater les pièces

                                             - De modifier les propriétés des matériaux

                                             - D'altérer le lubrifiant

                                             - De modifier les conditions de carburation

Le circuit de refroidissement a généralement 3 fonctions :

                                             - Evacuer les calories

                                             - Réguler la température de fonctionnement du moteur

                                             - Assurer le chauffage de l'habitacle

Le circuit de refroidissement peut aussi être utilisé pour réchauffer le circuit

de carburant.

2. Répartition des flux énergétiques au sein d'un moteur thermique

Le moteur brûle du carburant dans les cylindres afin de transformer l’énergie

thermique en mouvement. Mais l’énergie thermique provenant du carburant

n’est pas entièrement transformée en puissance, environ 35 % seulement de

l’énergie du carburant est effectivement utilisée, 45 % de cette énergie

environ étant perdue dans les gaz d’échappement ou gaspillée et 21 % est

absorbée par le moteur directement. Les calories absorbées par le moteur

doivent être, d’une manière ou d’une autre, évacuées à l’air libre, sinon, il y

aurait échauffement et risque de grippage du moteur. Un circuit de

refroidissement est donc agencé à l’intérieur du moteur afin d’en assurer le

refroidissement et d’empêcher son échauffement.

3. Les différents circuits de refroidissement

Les moteurs sont en principe refroidis par air ou par liquide. La plupart des

moteurs automobiles sont refroidis par liquide.

                              · Le refroidissement par air

Ce système nécessite des carénages, déflecteurs, volets, etc…

                              · Le refroidissement par eau

Un circuit de refroidissement liquide est plus compliqué, et donc plus

onéreux qu’un circuit de refroidissement à air. Cependant, un circuit de

refroidissement liquide présente de nombreux avantages. Un moteur

ainsi refroidi est plus silencieux, car les chambres de combustion sont

entourées par le liquide de refroidissement (eau plus divers additifs,

par exemple antigel) qui fait office d’écran antibruit.

                            - Par thermosiphon

L'eau s'échauffe au contact des

cylindres puis circule vers le

réservoir supérieur du radiateur.

Cette eau chaude est remplacée par

de l'eau froide de la partie

inférieure du radiateur.

Ce système n'existe plus seul mais

se retrouve dans tous les circuits de

refroidissement actuels.

                             - Par thermosiphon accéléré par pompe

La pompe à eau peut être

fixée sur la culasse ou le bloc

moteur. Elle est située

généralement à la sortie de

l'eau froide

moteur

Flux d'air dû

au

déplacement

du véhicule

4. Les différents éléments

Un circuit de refroidissement liquide se compose de :

- passages d’eau, circuit bloc moteur et culasse

- une pompe à eau

- un thermostat (ou calorstat)

- le vase d'expansion et sa soupape de sécurité

- un radiateur de refroidissement

- un radiateur de chauffage

- un ventilateur de refroidissement

- durites en caoutchouc.

· le thermostat ou calorstat

Le rôle du thermostat est de permettre au liquide de refroidissement

d'atteindre rapidement la température idéale pour le bon

fonctionnement du moteur et de s'y maintenir.

Le thermostat à cire utilise les propriétés de dilatation d'une matière

composée de cire, de pétrole et de poudre de cuivre. Ces matériaux ont

une bonne conductibilité thermique. Cette matière, enfermée dans une

capsule augmente de volume en devenant pâteuse quand la température

augmente. Elle se contracte en se solidifiant.

· le radiateur de refroidissement

Le radiateur refroidit le liquide de refroidissement qui a été chauffé

dans les passages d’eau du bloc moteur. Le radiateur se compose d’une

boîte à eau supérieure, d’une boite à eau inférieure, et entre ces deux

boîtes à eau, d’un faisceau de tubes. Le liquide de refroidissement

arrive dans la boîte à eau supérieure par la durite supérieure, cette

boite à eau supérieure comporte également un bouchon qui permet de

faire l’appoint du liquide de refroidissement. Cette boîte à eau est

également reliée, par une tuyauterie souple, à un vase d’expansion où

le liquide de refroidissement en excédent est récupéré. La boîte à eau

inférieure comporte une sortie et un bouchon de vidange.

Le faisceau de radiateur se compose d’un grand nombre de tubes à

l’intérieur desquels s’écoule le liquide de refroidissement entre la boite

à eau supérieure et la boîte eau inférieure. Entre ces tubes est disposé

un ailetage, les calories sont transmises par le liquide de

refroidissement à cet ailetage, lui-même refroidi par le passage de l’air

que provoque l’action du ventilateur et le déplacement du véhicule.

· le vase d'expansion et sa soupape de sécurité

Le rôle du vase d'expansion (réservoir de trop plein) est de compenser

les variations de volume du liquide de refroidissement et de permettre

la mise sous pression du circuit.

Le vase d’expansion est relié au radiateur par la tuyauterie de tropplein

ou intégré au radiateur ou encore intégré dans le circuit.

la soupape de securite 

la vase d'expention

Le rôle de la soupape de sécurité est de permettre au liquide de

refroidissement d'atteindre une température supérieure à 100°c sans

ébullition.

Le bouchon étanche comporte un clapet de tarage et un clapet de

dépression. A mesure que la température augmente et que le volume du

liquide de refroidissement augmente, il y a également montée de la

pression. Lorsque cette pression dépasse une valeur déterminée (0,8 à

l,4 bars), le clapet de tarage s’ouvre, permettant ainsi à la pression

excédentaire de s’échapper par la tuyauterie de trop-plein.

Après arrêt du moteur, la température du liquide de refroidissement

diminue. Le clapet à dépression s’ouvre alors, permettant l’arrivée

d’air pour éliminer la dépression dans le radiateur. En conséquence, le

liquide de refroidissement présent dans le radiateur est à la pression

atmosphérique lorsque le moteur a entièrement refroidi.