Système de refroidissement du moteur

Le système de refroidissement sert à maintenir la température de fonctionnement du moteur.

La chaleur générée dans le moteur est absorbée par le liquide de refroidissement qui circule dans les canaux du bloc-cylindres et de la culasse. Cette chaleur est ensuite prélevée au liquide de refroidissement par l'air lorsque celui-ci traverse le radiateur.

Schéma du système de refroidissement du moteur GAZelle Next
Fig. 1. Schéma du système de refroidissement : 1 — bouchon du vase d'expansion ; 2, 3 — durites de dégazage du vase d'expansion ; 4 — durite de sortie du radiateur (vers la pompe à liquide) ; 5 — pompe à eau ; 6 — ventilateur avec viscocoupleur ; 7 — radiateur ; 8 — thermostat ; 9 — robinet de vidange du radiateur ; 10 — durite d'entrée du radiateur (depuis le thermostat) ; 11 — conduite d'alimentation du liquide vers l'échangeur de la recirculation des gaz d'échappement ; 12 — conduite de retour du liquide depuis l'échangeur EGR ; 13 — échangeur EGR ; 14, 15, 18, 19, 21, 22, 26 — durites ; 16 — pompe électrique du préchauffeur ; 17 — préchauffeur ; 20 — robinet de commande du chauffage ; 23 — chauffage ; 24 — moteur ; 25 — conduite du chauffage ; 27 — durite du vase d'expansion vers la pompe à eau ; 28 — vase d'expansion ; 29 — capteur de niveau de liquide de refroidissement.

Le liquide de refroidissement entre dans la pompe à eau, située sous le couvercle des pignons de distribution avant et créant la pression dans le système, puis pénètre dans les orifices de la partie supérieure du bloc-cylindres et du joint de culasse. Ces orifices sont réalisés autour de chaque cylindre et entre les cylindres.

Flux de liquide de refroidissement dans le bloc et la culasse
Fig. 2. Flux de liquide de refroidissement : 1 — flux depuis le radiateur ; 2 — tubulure d'entrée de la pompe à eau ; 3 — pompe du système de refroidissement ; 4 — flux de la pompe vers le bloc-cylindres ; 5 — réchauffeur de liquide de refroidissement ; 6 — flux autour des chemises de cylindres ; 7 — flux du bloc vers la culasse ; 8 — flux de la culasse vers le corps du thermostat ; 9 — thermostat fermé, canal de dérivation ouvert ; 10 — dérivation du liquide vers la pompe à eau ; 11 — thermostat ouvert, canal de dérivation fermé ; 12 — retour du liquide vers le radiateur ; 13 — flux du refroidisseur d'huile vers la conduite d'admission principale ; 14 — refroidisseur d'huile ; 15 — passage du liquide dans le refroidisseur d'huile ; 16 — flux de la pompe vers le refroidisseur d'huile.

Le liquide de refroidissement pénètre dans la culasse, en contournant le pontet des soupapes et les emplacements des injecteurs. Il passe ensuite vers les canaux d'échappement de la culasse par les points de raccordement aux équipements et vers le corps du thermostat.

Circuit de refroidissement de la recirculation des gaz d'échappement
Fig. 3. Circuit de recirculation : 1 — corps du thermostat ; 2 — flux du module de couvercle avant vers le refroidisseur EGR ; 3 — flux à travers le refroidisseur EGR ; 4 — vers la vanne EGR ; 5 — vanne EGR ; 6 — conduite de vidange depuis la vanne EGR ; 7 — conduite de vidange depuis le refroidisseur EGR vers le corps du thermostat ; 8 — pompe du système de refroidissement ; 9 — tubulure de dérivation ; 10 — bouchon de purge d'air du refroidisseur EGR.

Tant que le moteur n'a pas atteint la température d'ouverture du thermostat, le liquide de refroidissement est amené par la conduite de dérivation à l'entrée de la pompe à eau. Dès que le moteur atteint la température d'ouverture, le thermostat s'ouvre et le liquide commence à traverser le radiateur. Le canal de dérivation vers la pompe à eau est alors fermé. Le thermostat maintient la température dans la plage de 82 à 95 °C.

Principaux éléments du système de refroidissement

Radiateur

Radiateur à faisceau tubulaire et à ailettes
Fig. 4. Radiateur à faisceau tubulaire et à ailettes avec boîtes en matériau polymère.

Le radiateur possède un faisceau tubulaire et à ailettes et des boîtes en matériau polymère. Dans la boîte droite se trouve un orifice avec bouchon pour la vidange du liquide.

Bouchon de vidange dans la boîte droite du radiateur
Fig. 5. Orifice de vidange avec bouchon dans la boîte droite du radiateur.

Vase d'expansion

Un vase d'expansion est installé pour compenser le volume de liquide de refroidissement en fonction de la température. Des repères de niveau sont tracés sur le corps du vase. Le bouchon du vase est équipé d'une soupape de surpression qui maintient une pression excessive dans le système, permettant le début de l'ébullition du liquide jusqu'à 120 °C.

Vase d'expansion avec repères de niveau
Fig. 6. Vase d'expansion avec repères de niveau de liquide.
Bouchon du vase d'expansion avec soupape de surpression
Fig. 7. Bouchon du vase d'expansion avec soupape de surpression.

Pompe à eau

La pompe à eau est installée sur le couvercle avant du bloc-cylindres et entraînée par la courroie des agrégats de distribution.

Pompe à eau sur le couvercle avant du bloc-cylindres
Fig. 8. Pompe à eau sur le couvercle avant du bloc-cylindres.

Thermostat

Le thermostat est installé dans un corps fixé au bloc-cylindres. Il est fermé jusqu'à 82 °C et s'ouvre à 95 °C.

Corps du thermostat sur le bloc-cylindres
Fig. 9. Thermostat dans son corps sur le bloc-cylindres.

Ventilateur avec viscocoupleur

Le ventilateur à hélice en plastique est monté sur le couvercle avant du viscocoupleur et fixé par quatre boulons. Le couplage fluide-friction (viscocoupleur) est installé sur un support et fixé par une douille filetée.

Ventilateur à hélice en plastique sur viscocoupleur
Fig. 10. Ventilateur à hélice en plastique.
Couplage fluide-friction du ventilateur sur support
Fig. 11. Couplage fluide-friction (viscocoupleur) sur support.

Le couplage fluide-friction permet de faire varier la vitesse du ventilateur en fonction de la température du flux d'air traversant le radiateur. À basse température, la vitesse est minimale ; elle augmente avec la température. Le rotor n'est pas rigidement lié au corps sur lequel est monté le ventilateur ; le couple est transmis par le frottement interne du fluide. La vitesse varie par transfert de fluide dans les cavités internes du couplage, en fonction de l'ouverture ou de la fermeture des canaux internes, régulée par le déplacement d'une soupape à lamelle. Selon la température, la position de la soupape change sous l'action d'un ressort bimétallique situé à l'extérieur, à l'avant du couplage.

Ressort bimétallique du viscocoupleur
Fig. 12. Ressort bimétallique à l'avant du couplage.

La vitesse du ventilateur monté sur le corps du viscocoupleur augmente avec la température de l'air et devient égale à la vitesse du vilebrequin. Une défaillance du couplage fluide-friction peut provoquer une surchauffe du moteur, notamment en conditions difficiles ou dans les embouteillages.

Pour contrôler le couplage moteur arrêté, vérifiez la liberté de rotation du ventilateur, l'absence de jeu axial et radial important, ainsi que l'absence de traces d'huile. En présence d'huile, le couplage doit être remplacé. Sur moteur chaud (capot fermé), réglez le régime du vilebrequin à environ 3000 min⁻¹. L'hélice tourne alors lentement grâce au couple résiduel. À une température du liquide de 80–85 °C, le couplage doit s'engager et la vitesse du ventilateur augmenter nettement (généralement perceptible par le bruit).

Préchauffeur-réchauffeur

Le préchauffeur-réchauffeur est installé dans la cavité droite du pare-chocs avant (sur les véhicules en finition « Confort-2 »). En raison des particularités du moteur diesel, lors d'un fonctionnement prolongé au ralenti (surtout par temps froid), la température du liquide descend progressivement sous la norme, ce qui réduit notamment l'efficacité du chauffage. Le réchauffeur élimine cet inconvénient et fait aussi office de préchauffeur. L'appareil fonctionne au gazole, alimenté depuis le réservoir par une pompe doseuse.

Préchauffeur dans la cavité droite du pare-chocs avant
Fig. 13. Préchauffeur-réchauffeur (pare-chocs avant déposé).

La pompe doseuse est installée sur la face interne du châssis et reliée au réservoir et à la chambre de combustion par des conduites plastiques spéciales.

Pompe doseuse de carburant sur le châssis
Fig. 14. Pompe doseuse sur la face interne du châssis.

Contrôle de l'étanchéité des raccords du système de refroidissement

Vérifiez la présence de liquide dans le vase d'expansion, les durites d'entrée et de sortie du radiateur, les fixations des durites à la pompe à eau, au thermostat, au robinet de chauffage, aux tubulures de retour du chauffage, d'alimentation de l'échangeur EGR et du chauffage.

Niveau de liquide dans le vase d'expansion
Fig. 15. Contrôle de la présence de liquide dans le vase d'expansion.
Durite d'entrée du radiateur
Fig. 16. Contrôle de la durite d'entrée du radiateur.
Durite de sortie du radiateur
Fig. 17. Contrôle de la durite de sortie du radiateur.
Fixations des durites à la pompe à eau
Fig. 18. Examen des fixations des durites à la pompe à eau.
Fixations des durites au thermostat
Fig. 19. Examen des fixations des durites au thermostat.
Fixations des durites au robinet de chauffage
Fig. 20. Examen des fixations des durites au robinet de chauffage.
Tubulures de retour du chauffage
Fig. 21. Contrôle des fixations des durites aux tubulures de retour du chauffage.
Alimentation en liquide de l'échangeur EGR
Fig. 22. Contrôle de l'alimentation en liquide de l'échangeur EGR.
Alimentation en liquide du chauffage
Fig. 23. Contrôle de l'alimentation en liquide du chauffage.

En cas de fuite, déposez la durite. La cause est généralement la corrosion de la surface d'étanchéité des tubulures. Nettoyez la surface et appliquez un mastic avant de remonter la durite.

Nettoyage de la surface d'étanchéité de la tubulure
Fig. 24. Nettoyage de la surface d'étanchéité avant montage de la durite.

Pannes possibles du système de refroidissement

Matériaux utilisés : radiateur — faisceau tubulaire et à ailettes en aluminium avec boîtes en polymère ; durites — caoutchouc résistant à l'huile avec tresse de renfort ; joints — caoutchouc thermorésistant ; liquide de refroidissement — antigel à base d'éthylène-glycol avec additifs (concentration contrôlée).

Fuites de liquide de refroidissement

Fuites externes de liquide de refroidissement

Assurez-vous de l'absence de fuites au niveau des durites, robinets de vidange, collecteur d'eau, tubes de liaison, bouchons de compensation et bouchons filetés, raccords, conduites d'alimentation et de retour, ventilation du circuit EGR, conduites du turbocompresseur, conduites de la vanne EGR, refroidisseur et vanne EGR, élément d'échange du radiateur, joints du compresseur et de la culasse, refroidisseur d'huile, joint de la pompe à eau et pièces fournies par l'équipementier raccordées au circuit. Si nécessaire, effectuez une mise en pression.

Bouchon du vase d'expansion inadapté ou taré trop bas

Contrôlez le bouchon ou remplacez-le.

Déformation, obstruction ou défaut d'étanchéité d'une durite

Contrôlez les durites.

Conduites d'alimentation ou d'évacuation d'air obstruées ou mal posées

Vérifiez le tracé des conduites et l'absence d'obstruction.

Entrée d'air dans le circuit

Assurez-vous de l'absence d'air ou de produits de combustion dans le circuit.

Surchauffe progressive ou soudaine du liquide

Codes de défaut électroniques actifs ou nombreux codes passifs

Relevez les codes et effectuez le diagnostic avec le kit INSITE.

Housse d'hivernage ou tablier avant du radiateur fermé

Ouvrez la housse ou le tablier avant.

Ailettes du radiateur endommagées ou obstruées

Contrôlez les ailettes.

Niveau de liquide trop bas

Contrôlez le niveau et l'absence de fuites.

Concentration d'antigel hors norme

Contrôlez la concentration ; ajoutez de l'antigel ou de l'eau.

Capot de ventilateur ou déflecteurs endommagés ou absents

Contrôlez le capot et les déflecteurs.

Courroie du ventilateur endommagée ou détendue

Contrôlez la courroie ; remplacez-la si nécessaire.

Entraînement ou commande du ventilateur défaillant

Contrôlez l'entraînement et la commande.

Indicateur ou capteur de température défaillant

Contrôlez l'indicateur et le capteur ; réparez ou remplacez si nécessaire.

Soupape du bouchon de vase mal fonctionnante

Contrôlez ou remplacez le bouchon.

Thermostat inadapté ou défaillant

Vérifiez la conformité et le fonctionnement du thermostat.

Saleté, tartre ou dépôts dans le circuit

Nettoyez le circuit.

Liquide pollué par de l'huile

Recherchez une fuite d'huile dans le circuit, remplacez le liquide.

Pompe à eau défaillante

Contrôlez la pression dans le bloc ; remplacez la pompe si nécessaire.

Température du liquide inférieure à la norme

Thermostat inadapté ou défaillant

Vérifiez le thermostat au catalogue et son fonctionnement.

Entraînement ou commande du ventilateur défaillant

Contrôlez l'entraînement et la commande.

Moteur tournant trop longtemps au ralenti

Ne laissez pas le moteur tourner au ralenti trop longtemps.

Liquide de refroidissement dans l'huile

Refroidisseur d'huile défaillant

Contrôlez le refroidisseur d'huile.

Fuites internes de liquide

Effectuez une mise en pression et recherchez les fuites internes.

Joint de culasse non étanche

Contrôlez le joint de culasse.

Fissures ou porosités dans la culasse

Effectuez une mise en pression de la culasse.

Fissures ou porosités dans le bloc-cylindres

Contrôlez le bloc-cylindres.