Organes refroidis par le liquide de refroidissement
Plan de l'article :
Dans un moteur thermique, le liquide de refroidissement ne sert plus uniquement à réguler la température du bloc moteur. Il est également utilisé pour refroidir d’autres organes qui sont de plus en plus soumis à la chaleur en raison du rendement accru des moteurs (mais aussi de la qualité en baisse des organes qui nécessitent de plus en plus d'être ménagés et refroidis), garantissant ainsi leur bon fonctionnement et leur longévité. Voici un tour d’horizon des principaux éléments pouvant être refroidis par ce circuit.
Le bloc moteur et la culasse
Le circuit de refroidissement principal concerne évidemment le moteur lui-même. Le liquide circule à travers des conduits internes au niveau du bloc et de la culasse afin d’évacuer la chaleur produite par la combustion. Il empêche ainsi toute surchauffe et garantit un fonctionnement optimal du moteur. Sur certains moteurs modernes, la culasse est refroidie de manière indépendante que le reste du bloc ...
Huile moteur
Certains moteurs disposent d’un échangeur eau/huile pour maintenir l’huile moteur à une température idéale. Ce dispositif est souvent fixé à la base du filtre à huile et utilise le liquide de refroidissement pour stabiliser la température de l’huile moteur, évitant ainsi une viscosité excessive à froid et une surchauffe à chaud.
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Huile de boîte
Sur les véhicules équipés de boîtes automatiques (de plus en plus répandues), un échangeur thermique eau/huile est utilisé pour refroidir l’huile de transmission (de la même manière qu'avec l'huile moteur comme vu précédemment). Cet échangeur est souvent fixé sur la boîte et connecté au circuit de liquide de refroidissement du moteur. Il permet de maintenir l’huile de transmission à une température stable, évitant ainsi toute surchauffe qui pourrait altérer la lubrification et accélérer l’usure des composants internes.
Le refroidisseur de vanne EGR
Les systèmes de recirculation des gaz d’échappement (EGR) modernes sont souvent équipés d’un refroidisseur traversé par le liquide de refroidissement. Ce dispositif permet d’abaisser la température des gaz réinjectés dans l’admission (car vous vous doutez bien qu'ils sont brûlants et qu'il faut éviter de les réinjecter ainsi), limitant ainsi la formation d’oxydes d’azote (NOx). Le refroidisseur EGR est généralement un échangeur eau/gaz, avec des ailettes internes favorisant le transfert thermique.
Refroidissement turbo
Les moteurs suralimentés utilisent parfois (c'est rare) le liquide de refroidissement pour réguler la température du turbo. Certains turbos disposent en effet d’un circuit de refroidissement spécifique intégré, empêchant une montée excessive en température de l’ensemble. Cela améliore la durabilité des roulements et évite la dégradation prématurée de l’huile moteur dans cette zone très chaude. Notez donc que tous les turbos ont un refroidissement et une lubrification par de l'huile moteur (qui circule à travers le palier central du turbo), mais que certains ont en plus un refroidissement liquide.
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Voici des canalisations qui abreuvent le turbo en huile et éventuellement aussi en eau
Toutefois, c'est surtout côté admission (= intercooler / image du haut) que les turbos ont un système de refroidissement accolé, ce n'est donc pas le turbo qui est refroidi en lui-même mais l'air qu'il vient de compresser à destination de l'admission. C'est ce que l'on appelle intercooler, et il s'agit soit d'un échangeur air/air soit d'un échangeur air/eau.
Voitures hybrides
Sur les véhicules hybrides, le liquide de refroidissement est aussi utilisé pour maintenir la température des batteries et moteurs électriques à un niveau optimal, sans oublier l'électronique de puissance. Certaines architectures incluent un échangeur entre le circuit de refroidissement du moteur thermique et celui des batteries, afin d’harmoniser la température entre les différents éléments.
A lire : le refroidissement d'une voiture électrique
Liste complète
Moteur et ses composants internes
- Bloc moteur (refroidissement des chemises autour des cylindres)
- Culasse (évacuation de la chaleur de la combustion)
- Soupapes d’échappement (sur certains moteurs performants)
- Pistons (jets d’huile refroidie par eau sur certains moteurs)
- Chemises humides (présentes sur certains moteurs lourds ou sportifs, le liquide circule directement autour)
Systèmes annexes du moteur
- Turbo (palier central refroidi et lubrifié par l'huile [elle-même refroidie par l'eau via un échangeur) pour éviter la cokéfaction d’huile, il y a parfois un refroidissement par eau sur le turbo en supplément)
- Intercooler à eau (refroidissement de l’air de suralimentation pour améliorer le rendement)
- Collecteur d’échappement (dans certaines architectures compactes pour limiter la chaleur sous le capot)
- Système de recirculation des gaz d’échappement (EGR) (le refroidisseur EGR réduit la température des gaz pour limiter les NOx)
- Catalyseur avec échangeur thermique (utilisé pour accélérer la montée en température du moteur)
Transmission
- Boîte de vitesses automatique (échangeur thermique huile-eau pour éviter la surchauffe)
- Boîte de vitesses robotisée (double embrayage ou simple embrayage) (certaines ont un refroidissement liquide)
- Différentiel arrière refroidi par eau (sur certaines sportives et supercars)
Composants des véhicules hybrides et électriques
- Batterie haute tension (liquide-glycol dans les packs de batteries thermorégulés)
- Moteur électrique (les moteurs électriques ont un circuit de refroidissement liquide pour limiter la chauffe)
- Onduleur du moteur électrique (essentiel pour convertir le courant et éviter la surchauffe)
- Convertisseur DC-DC (peut être refroidi par liquide dans certains cas)
- Chargeur embarqué (OBC – On Board Charger) (refroidi par liquide pour gérer la charge des véhicules électriques)
- Système de gestion thermique des batteries (intégrant un échangeur entre la batterie et le liquide de refroidissement)
Systèmes de refroidissement et de climatisation
- Échangeur thermique pour chauffage d’habitacle (utilise la chaleur du moteur pour chauffer l’intérieur)
- Compresseur de climatisation électrique refroidi par liquide (présent sur certains hybrides et électriques)
Véhicules hautes performances
- Refroidissement des freins (rare mais présent sur certaines voitures de course)
- Système de refroidissement de l’huile moteur via échangeur eau/huile (présent sur certaines sportives)
- Échangeur thermique entre transmission et circuit d'eau (sur certaines supercars pour maintenir la température de la boîte)
- Refroidissement liquide des moyeux de roue (rare, utilisé sur certains prototypes de course pour éviter la surchauffe des roulements)
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