EP2722517B2 - Module d'admission d'air sous forme d'un collecteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur - Google Patents

Module d'admission d'air sous forme d'un collecteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur Download PDF

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EP2722517B2
EP2722517B2 EP13306429.5A EP13306429A EP2722517B2 EP 2722517 B2 EP2722517 B2 EP 2722517B2 EP 13306429 A EP13306429 A EP 13306429A EP 2722517 B2 EP2722517 B2 EP 2722517B2
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EP
European Patent Office
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exchanger
intake manifold
profiled
cover
constituent parts
Prior art date
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EP2722517B1 (fr
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Benoît Ancel
Nicolas Becker
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Original Assignee
Sogefi Air and Cooling SAS
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Publication date
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine

Definitions

  • the present invention relates to the field of technical equipment of motor vehicles with internal combustion engine, more particularly the elements and components forming the intake line of the oxidizing gases of these engines.
  • the invention in this context, relates to an air intake module comprising an intake manifold incorporating a heat exchanger, and its manufacturing process.
  • a constant demand, or even a permanent constructive constraint, in the field of automobile manufacturing, is the saving of space, particularly under the hood and in the engine environment.
  • air intake modules are known in the form of an intake manifold integrating a heat exchanger.
  • the exchanger consists of several separate parts which are assembled in and with the collector to form the fluid circulation circuit of said exchanger. Some of these parts may also be constituent parts of the collector. This results in a complex construction, with a plurality of parts to be assembled and many sealing areas to manage.
  • air intake modules including a collector are also known or distributor incorporating a preassembled heat exchanger, forming a separate sealed circulation circuit.
  • the exchanger is introduced into the hollow body of the collector after completion of the latter.
  • the introduction is effected by an opening formed in the hollow body of the collector and which is sealed in a sealed manner, after assembly of the exchanger by a cover.
  • the cover can be integrated into the structure of the exchanger ( FR 2 645 209 ) or be a separate room ( WO 2008/061850 ).
  • the document WO 2009/027492 discloses a solution similar to that of the three aforementioned documents, namely the realization of the collector body with an opening by the introduction of an exchanger, then the establishment of said exchanger with a lid closing the aforementioned opening and serving as a support mounting at the exchanger. According to this document, it may furthermore be provided to use the exchanger as an internal structural reinforcement element for the collector by solidifying it with the opposite wall of the latter's body, assembling and assembling the exchanger by means of screws, some of which pass through the wall of the collector.
  • the document FR 2 908 833 proposes a unitary module of admission of gases integrating in a single structure a collector and a heat exchanger.
  • the collector comprises a reinforced hollow housing in which the exchanger is received and which is closed by a flat cover.
  • the exchanger forms the central structural element of the module and is housed in a housing, on which are reported the other component parts of the module, in particular the parts of the collector.
  • the present invention aims to overcome at least the main limitations set out above, preferably all.
  • the invention relates to an air intake module for an internal combustion engine, having the features of claim 1. Additional features and alternative embodiments emerge from claims 2 to 6.
  • the invention also relates to a method of manufacturing the aforementioned module.
  • FIGS. 1C and 2 in particular show an air intake module 1 for an internal combustion engine, consisting essentially of a manifold 2 or intake manifold integrating a heat exchanger 4 with tips 8 inlet and outlet fluid to one from its ends.
  • the hollow body 2 'of the collector 2 is composed of at least two parts or shells 3, 3' (preferably each formed in one piece) assembled together at their edges in contact, the collector body 2 comprising a 2 "profile volume for receiving a heat exchanger 4 of complementary shape.
  • This volume opens on the outside by a lateral opening 5 of the collector body 2 ', adapted for sliding introduction of said exchanger 4 and preferably arranged on a small side of the body 2 'of the collector (namely a side of the hollow body having an apparent surface much lower than that of the other sides).
  • This body 2 delimits the plenum or mixing / distribution chamber of the collector 2, comprises a feed opening 13 (possibly extended by a nozzle) and tubing or outlet conduits 13' opening into and connected to this body 2 ' possibly formed in one piece with him.
  • the pipes 13 ' may advantageously be interconnected by a fixing plate 13 "at their free ends.
  • the flow of air enters through the opening 13 passes through the plenum containing the exchanger 4 and is discharged through the pipes 13 '.
  • the module 1 is characterized in that the lateral opening 5 of the body 2 'of the collector 2 is closed by a cover 6 which has passage openings 7 for the end pieces 8
  • the heat exchanger 4 is mechanically connected to each of the constituent parts 3, 3 'and / or to at least two substantially planar wall portions 3, 3' of large dimensions. of the body 2 'of the collector 2, thus forming an internal structural element able to reinforce the mutual assembly of the constituent parts and to increase the resistance to deformation stresses to which the walls of said constituent parts 3, 3' or the portions may be subjected; large flat walls 3, 3 'above.
  • a single sealing zone is to be managed (between the opening 5 and the lid 6) during manufacture.
  • the cover 6 may comprise, at the passage openings 7, specific sealing means (for example compression seals, cooperating structures on the exchanger 4 and on the cover 6, ...) around the end pieces 8 passing through said openings 7, these sealing zones not being affected by the assembly and assembly operations of the module 1 (not shown).
  • Cooperating means 9, 10 ensuring the mechanical bonding between the exchanger 4 and the constituent parts 3, 3 'or the wall portions 3, 3' of the collector 2, and preferably extending over the entire extension length of said exchanger 4 and said receiving volume 2 ", form obstacles to the flow of gases, preferably substantially sealed, for example by mutual imbrication of complementary or conjugate forms (formation of baffles), the exchanger 4 being disposed substantially transversely to the circulating gas flow in the collector 2 and dividing the internal volume of the latter into two compartments.
  • the cooperating means 9, 10 thus perform a dual function, namely to join the exchanger 4 with the collector 2 inside the latter and to channel the flow of gas flowing in the collector 2 through the exchanger 4 .
  • said exchanger 4 can contribute optimally to the structural reinforcement of the collector 2, said exchanger 4 comprises a support armature 11 on and / or in which are mounted the functional elements 4 'of the exchanger 4 traversed by the cooling fluid , the connecting means 10 of the exchanger 4 being part of or being formed or reported on said armature 11 or some of said functional elements 4 ', for example in the form of blades of duct fins or the like.
  • the armature 11 advantageously has a structure capable of withstanding the compressive and tensile stresses, preferably in the different preferred stressing directions of the parts or portions 3, 3 ', depending on the orientation of the exchanger 4 mounted in the collector 2.
  • the walls of the constituent parts 3, 3 'or large wall portions 3, 3' have, on their internal faces, first formations or moldings 9 profiled in the form of grooves, ribs, wings, rails or the like defining, at least partially, the profiled volume 2 "and in that the exchanger 4 comprises, at its outer faces extending along its profiled extension direction DP, second formations or moldings 10 profiled, continuous or not, of complementary or conjugate shapes with respect to the first formations or moldings 9, the first and second formations or moldings 9, 10 coming into mutual engagement cooperating to provide a mechanical connection with the ability to slide in the direction of DP profile extension of the exchanger 4 and with locking in position in a plane perpendicular to this direction.
  • the mechanical connection between the exchanger 4 and the collector 2 is automatically established during the engagement of the first city in the second city, without requiring additional fixing or assembly operation.
  • the profiled formations 10 of the exchanger 4, constituting the means for bonding the latter, consist of lateral wings, for example in the form of side edges of upper and lower plates 11 'forming part of the support frame 11, and the profiled formations 9 of the parts or portions of walls 3, 3 'of the body 2' of the collector 2, constituting the bonding means of the latter, consist of grooves provided on or in the walls of said constituent parts or wall portions 3, 3 ', and / or wings 9' laterally guiding the exchanger 4.
  • the grooves 9 may, for example, be formed between the walls of the parts 3, 3 'and profiled flanges 9' formed therefrom and having an L-shaped or hook-shaped section.
  • an exchanger 4 of square or rectangular section four wings or grooves 9, 9 'can be provided to cooperate with the four longitudinal edges 10 of the exchanger 4 for its guidance and maintenance (Only the two wings 9 'located on the side of the collector body 4' adjacent to the inlet opening 13 are shown on the figures 2 and 3 ).
  • the securing means 9, 10 between the exchanger 4 and the collector 2 are made during the manufacture of the parts 3, 3 'and the exchanger 4 and no separate means of fixing and assembly is necessary when assembling and assembling module 1.
  • the cooperating means 9 and 10 advantageously provide a mounting by hooking, with locking in a plane perpendicular to the direction DP of the exchanger 4 in the body 2 '.
  • the inner faces of the cover 6 and the wall portion 12 may comprise formations having a configuration adapted to the reception or cooperation of the ends or longitudinal end portions of the exchanger 4 (optionally in resilient materials).
  • the assembly plane of the cover 6 with the edge 5 'of the lateral opening 5 can be inclined relative to the direction DE of profiled extension of the receiving volume 2 "of the exchanger 4, corresponding to the sliding mounting direction of said exchanger 4.
  • edges 5 'and 6' of complementary shapes, respectively of the lateral opening 5 of the hollow body 2 'and of the cover 6, may possibly not be situated in a single inclined plane, but in at least two different planes of which the at least one is inclined or perpendicular to the direction DE and at least one other is parallel or contains this direction (in the mounted state of the cover).
  • edges 5 'and 6' comprise formations promoting the mechanical locking between the body 2 'and the cover 6 (ribs / grooves) or the assembly by welding (vibration, mirror or other).
  • the assembly geometry is advantageously designed to withstand stresses in different directions at the lid 6.
  • the exchanger 4 on the one hand, and the cover 6 and the wall portion 12 of the body 2 'of the collector 2 opposite to the lateral opening 5, on the other hand, may comprise pairs of mutually cooperating means of sealing, for example of the type [rib / groove], [seal / bearing surface] or the like, ensuring the peripheral seal around the exchanger 4 in these two areas.
  • the subject of the invention is also, as is partially apparent from Figures 1A to 1C , a method of manufacturing a module 1 as described above.
  • This method is characterized in that it consists in producing, on the one hand, the body 2 'of the collector 2 and, on the other hand, the heat exchanger 4, said body 2' and the exchanger 4 comprising cooperating means 9, 10 for ensuring a mechanical bonding between the exchanger 4 and the constituent parts or walls 3, 3 'of the body 2' and to form obstacles to the flow of gases, to set up said exchanger 4 in the 2 "profile volume, by sliding engagement through the lateral opening 5 and along the cooperating bonding means 9, 10, to provide and assemble a cover 6 on the exchanger 4 by threading it on the end pieces 8 d inlet and outlet and, finally, to secure said cover 6 with the edge 5 'of the side opening 5 so as to close the latter sealingly.
  • the profiled bonding means 9 of the body 2 'delimit between them a profiled volume extending in the extension of the opening 5 and in the direction DP, whose section substantially corresponds to that of the exchanger 4, preferably of parallelepiped shape elongate. These means 9 are configured and arranged for mechanical cooperation adjusted with the complementary bonding means 10 of the exchanger 4 (while permitting the sliding according to DP).
  • the constituent parts 3, 3 'of the body 2' of the collector 2, as well as the cover 6, are made of a thermoplastic material, possibly loaded, the assembly of said parts 3, 3 between them and the fixing of the lid 6 on the lateral opening 5 being preferably made by vibration welding.

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Description

  • La présente invention concerne le domaine des équipements techniques des véhicules automobiles à moteur à combustion interne, plus particulièrement les éléments et composants formant la ligne d'admission des gaz comburants de ces moteurs.
  • L'invention a, dans ce contexte, pour objet un module d'admission d'air comprenant un collecteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur, ainsi que son procédé de fabrication.
  • De très nombreuses réalisations de collecteurs d'admission sont connues dans l'état de la technique. Il en est de même pour les échangeurs de chaleur, en particulier ceux destinés à refroidir les gaz EGR avant leur mélange avec l'air frais, en vue de l'injection du mélange gazeux résultant dans les cylindres.
  • Une demande constante, voire une contrainte constructive permanente, dans le domaine de la fabrication automobile, est le gain de place en particulier sous le capot et dans l'environnement du moteur.
  • Dans le cadre de cette problématique générale, une tendance forte vise l'intégration de plusieurs fonctions complémentaires, associées et/ou consécutives dans un même module ou une même unité structurel(le).
  • Ainsi, il a été proposé de combiner les fonctions "collecteur d'admission" et "échangeur de chaleur" dans un même module et différentes solutions de réalisation de ce type de module unitaire et multifonctionnel ont déjà été divulguées.
  • Par les documents DE 4 202 077 , US 4 476 842 et US 2011/0088663 notamment, on connaît des modules d'admission d'air sous la forme d'un collecteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur.
  • Dans ces réalisations antérieures, l'échangeur est constitué de plusieurs parties séparées qui sont assemblées dans et avec le collecteur pour former le circuit de circulation de fluide dudit échangeur. Certaines de ces parties peuvent également constituer des parties constitutives du collecteur. Il en résulte une construction complexe, avec une pluralité de parties à assembler et de nombreuses zones d'étanchéité à gérer.
  • Par les documents FR 2 645 209 et WO 2008/061850 , on connaît également des modules d'admission d'air comprenant un collecteur ou répartiteur incorporant un échangeur de chaleur préassemblé, formant un circuit de circulation étanche séparé.
  • Dans ces solutions antérieures connues, l'échangeur est introduit dans le corps creux du collecteur après réalisation de ce dernier. L'introduction s'effectue par une ouverture ménagée dans le corps creux du collecteur et qui est obturée de manière étanche, après montage de l'échangeur par un couvercle. De ce fait, seule une zone d'étanchéité est à gérer et le corps du collecteur conserve sensiblement son intégrité structurelle.
  • Le couvercle peut être intégré à la structure de l'échangeur ( FR 2 645 209 ) ou être une pièce séparée ( WO 2008/061850 ).
  • Le document WO 2009/027492 divulgue une solution similaire à celle des trois documents précités, à savoir la réalisation du corps du collecteur avec une ouverture par l'introduction d'un échangeur, puis la mise en place dudit échangeur avec un couvercle obturant l'ouverture précitée et servant de support de montage à l'échangeur. Selon ce document, il peut, en outre, être prévu d'utiliser l'échangeur comme élément interne de renfort structurel pour le collecteur en le solidarisant avec la paroi opposée du corps de ce dernier, l'assemblage et le montage de l'échangeur s'effectuant par l'intermédiaire de vis, dont certaines traversent la paroi du collecteur.
  • Par les documents EP 0 343 565 et FR 2 936 572 , on connaît une construction de répartiteur d'admission ou similaire dans laquelle l'échangeur est monté dans le boîtier d'un module en deux parties avant assemblage (par vis) de ses deux parties constitutives. L'échangeur est maintenu en position dans le boîtier par blocage dans un emplacement de réception de forme complémentaire.
  • Le document FR 2 908 833 propose un module unitaire d'admission des gaz intégrant en une seule structure un collecteur et un échangeur de chaleur. Dans une première variante, le collecteur comporte un boîtier creux renforcé dans lequel est reçu l'échangeur et qui est fermé par un couvercle plat. Dans une seconde variante, l'échangeur forme l'élément structurel central du module et est logé dans un boîtier, sur lequel sont rapportées les autres parties constitutives du module, en particulier les parties du collecteur.
  • Par le document WO 2010/146063 , on connaît un collecteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur dont la construction est relativement similaire à celle de la première variante du document précité ( FR 2 908 833 ), à savoir un boîtier creux recevant l'échangeur et fermé par un couvercle plat formant une partie substantielle (un grand côté) du corps du collecteur (assemblage par vis).
  • Les différentes solutions connues indiquées ci-dessus présentent toutes une ou plusieurs des limitations suivantes :
    • complexification des opérations de montage/assemblage du corps du collecteur du fait de l'intégration simultanée de l'échangeur ;
    • gestion de plusieurs zones d'étanchéité ou d'une zone d'étanchéité de grande dimension ;
    • modification importante du procédé de fabrication du collecteur ;
    • mise en oeuvre de pièces séparées d'assemblage/de fixation (par exemple des vis) ;
    • assemblage/fixation à travers la paroi d'enceinte du collecteur ou module ;
    • pas de garantie de positionnement précis et fiable de l'échangeur dans le collecteur ;
    • absence de liaison rigide entre le collecteur et l'échangeur ou absence de liaison rigide maintenue sur la durée (application de vibrations, déformation du boîtier) ;
    • fragilisation de la structure du collecteur du fait de la présence ou des contraintes de montage de l'échangeur ;
    • absence de canalisation du flux d'air à travers l'échangeur.
  • La présente invention a pour but de pallier au moins les principales limitations exposées ci-dessus, préférentiellement toutes.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un module d'admission d'air pour moteur à combustion interne, présentant les caractéristiques de la revendication 1. Des caractéristiques supplémentaires et des variantes de réalisation ressortent des revendications 2 à 6.
  • Enfin, l'invention porte également sur un procédé de fabrication du module précité.
  • L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
    • Les figures 1A à 1C sont des représentations en perspective illustrant trois étapes consécutives du procédé de fabrication d'un module selon l'invention ;
    • La figure 2 est une vue en perspective selon un autre angle et en partie découpée du module représenté figure 1C ;
    • La figure 3 est une vue de détail à une autre échelle de la partie découpée représentée figure 2, et,
    • Les figures 4A et 4B sont des représentations schématiques partielles représentant d'autres variantes constructives du couvercle et de l'ouverture latérale du corps du collecteur représentés figures 1A à 1C.
  • Les figures 1C et 2 notamment montrent un module 1 d'admission d'air pour moteur à combustion interne, essentiellement constitué par un collecteur 2 ou répartiteur d'admission intégrant un échangeur de chaleur 4 avec des embouts 8 d'entrée et de sortie de fluide à l'une de ses extrémités.
  • Le corps creux 2' du collecteur 2 est composé d'au moins deux parties ou coques 3, 3' (préférentiellement formées chacune d'un seul tenant) assemblées entre elles au niveau de leurs bords en contact, le corps du collecteur 2 comprenant un volume profilé 2" pour la réception d'un échangeur de chaleur 4 de forme complémentaire. Ce volume débouche sur l'extérieur par une ouverture latérale 5 du corps de collecteur 2', adaptée pour une introduction par coulissement dudit échangeur 4 et préférentiellement ménagée sur un petit côté du corps 2' du collecteur (à savoir un côté du corps creux présentant une surface apparente nettement inférieure à celle des autres côtés).
  • Ce corps 2' délimite avantageusement le plénum ou chambre de mélange / distribution du collecteur 2, comporte une ouverture d'alimentation 13 (éventuellement prolongée par un embout) et des tubulures ou conduits de sortie 13' débouchant dans et reliées à ce corps 2', éventuellement formées d'un seul tenant avec lui. Les tubulures 13' peuvent avantageusement être reliées entre elles par une platine de fixation 13" au niveau de leurs extrémités libres.
  • Le flux d'air entre par l'ouverture 13, traverse le plénum contenant l'échangeur 4 et est évacué par les tubulures 13'.
  • Conformément à l'invention, le module 1 est caractérisé en ce que l'ouverture latérale 5 du corps 2' du collecteur 2 est obturée par un couvercle 6 qui comporte des ouvertures de passages 7 pour les embouts 8 d'entrée et de sortie de l'échangeur 4. De plus, l'échangeur 4 est relié mécaniquement à chacune des parties constitutives 3, 3' et/ou à au moins deux portions de parois 3, 3' sensiblement planes de grande dimension du corps 2' du collecteur 2, en formant ainsi un élément structurel interne apte à renforcer l'assemblage mutuel des parties constitutives et à augmenter la résistance aux contraintes de déformation auxquelles peuvent être soumises les parois desdites parties constitutives 3, 3' ou les portions de parois planes de grande dimension 3, 3' précitées.
  • Grâce à ces différentes dispositions, il est possible de fournir un collecteur 2 intégrant un échangeur 4 sans porter sensiblement atteinte à l'intégrité structurelle du collecteur, sans modifier sensiblement son procédé de fabrication, en contribuant au renforcement de la rigidité structurelle du collecteur et en assurant un calage précis et un maintien solide dudit échangeur 4.
  • En outre, une unique zone d'étanchéité, de faible dimension, est à gérer (entre l'ouverture 5 et le couvercle 6) lors de la fabrication. Le couvercle 6 pourra comporter, au niveau des ouvertures de passage 7, des moyens spécifiques d'étanchéité (par exemple des joints de compression, des structures coopérantes sur l'échangeur 4 et sur le couvercle 6, ...) autour des embouts 8 traversant lesdites ouvertures 7, ces zones d'étanchéité n'étant pas affectées par les opérations de montage et d'assemblage du module 1 (non représentés).
  • Des moyens coopérants 9, 10 assurant le liaisonnement mécanique entre l'échangeur 4 et les parties constitutives 3, 3' ou les portions de paroi 3, 3' du collecteur 2, et s'étendant préférentiellement sur toute la longueur d'extension dudit échangeur 4 et dudit volume de réception 2", forment des obstacles à la circulation des gaz, avantageusement sensiblement étanche, par exemple par imbrication mutuelle de formes complémentaires ou conjuguées (formation de chicanes), l'échangeur 4 étant disposé sensiblement transversalement au flux gazeux circulant dans le collecteur 2 et divisant le volume intérieur de ce dernier en deux compartiments.
  • Les moyens coopérants 9, 10 réalisent ainsi une double fonction, à savoir de solidarisation de l'échangeur 4 avec le collecteur 2 à l'intérieur de ce dernier et de canalisation du flux de gaz circulant dans le collecteur 2 à travers l'échangeur 4.
  • Afin que l'échangeur 4 puisse contribuer de manière optimale au renforcement structurel du collecteur 2, ledit échangeur 4 comprend une armature support 11 sur et/ou dans laquelle sont montés les éléments fonctionnels 4' de l'échangeur 4 parcourus par le fluide de refroidissement, les moyens de liaisonnement 10 de l'échangeur 4 faisant partie de ou étant formés ou rapportés sur ladite armature 11 ou certains desdits éléments fonctionnels 4', par exemple sous forme de lames d'ailettes de conduit ou analogue.
  • L'armature 11 présente avantageusement une structure apte à résister aux contraintes de compression et de traction, préférentiellement dans les différentes directions de sollicitation privilégiées des parties ou portions 3, 3', ce en fonction de l'orientation de l'échangeur 4 monté dans le collecteur 2.
  • Les liaisons mécaniques établies à travers le corps de l'échangeur 4, et le cas échéant à travers l'armature 11, du fait de la répartition spatiale des différents couples de moyens 9, 10 coopérants, peuvent, en fonction des contraintes et des sollicitations, agir pour le renforcement structurel du module 1 en traction et/ou en compression.
  • Comme le montrent plus particulièrement les figures 2 et 3 des dessins annexés, il est prévu que les parois des parties constitutives 3, 3' ou portions de parois 3, 3' de grande dimension comportent, sur leurs faces internes, des premières formations ou moulures 9 profilées sous la forme de rainures, nervures, ailes, rails ou analogues définissant entre elles, au moins partiellement, le volume profilé 2" et en ce que l'échangeur 4 comporte, au niveau de ses faces externes s'étendant selon sa direction d'extension profilée DP, des secondes formations ou moulures 10 profilées, continues ou non, de formes complémentaires ou conjuguées par rapport aux premières formations ou moulures 9, les premières et secondes formations ou moulures 9, 10 venant en engagement mutuel coopérant pour fournir une liaison mécanique avec faculté de coulissement dans la direction d'extension profilé DP de l'échangeur 4 et avec blocage en position dans un plan perpendiculaire à cette direction.
  • Ainsi, la liaison mécanique entre l'échangeur 4 et le collecteur 2 s'établit automatiquement lors de l'engagement du premier cité dans le second cité, sans nécessiter d'opération de fixation ou d'assemblage supplémentaire.
  • Les formations profilées 10 de l'échangeur 4, constituant les moyens de liaisonnement de ce dernier, consistent en des ailes latérales, par exemple sous forme de bords latéraux de plaques 11' supérieures et inférieures faisant partie de l'armature support 11, et les formations profilées 9 des parties ou portions de parois 3, 3' du corps 2' du collecteur 2, constituant les moyens de liaisonnement de ce dernier, consistent en des rainures ménagées sur ou dans les parois desdites parties constitutives ou portions de paroi 3, 3', et/ou en des ailes 9' guidant latéralement l'échangeur 4.
  • Les rainures 9 peuvent, par exemple, être formées entre les parois des parties 3, 3' et des ailes profilées 9' formées depuis ces dernières et présentant une section en L ou en crochet.
  • A titre d'exemple de réalisation pour un échangeur 4 à section carré ou rectangulaire, quatre ailes ou rainures 9, 9' peuvent être prévues pour coopérer avec les quatre arêtes longitudinales 10 de l'échangeur 4 en vue de son guidage et de son maintien (seules les deux ailes 9' situées du côté du corps du collecteur 4' attenant à l'ouverture d'entrée 13 sont représentées sur les figures 2 et 3).
  • Ainsi, les moyens de solidarisation 9, 10 entre l'échangeur 4 et le collecteur 2 sont réalisés lors de la fabrication des parties 3, 3' et de l'échangeur 4 et aucun moyen séparé de fixation et d'assemblage n'est nécessaire lors du montage et de l'assemblage du module 1.
  • Les moyens coopérants 9 et 10 assurent avantageusement un montage par accrochage, avec blocage dans un plan perpendiculaire à la direction DP de l'échangeur 4 dans le corps 2'.
  • Ce type de montage reliant mécaniquement entre elles les différentes portions de paroi 3, 3' du corps 2' portant les moyens 9 à travers l'échangeur 4, permet d'augmenter la résistance à la dilatation dudit corps 2' et, éventuellement, en fonction de la constitution dudit moyen 9, 10, également la résistance à la compression dudit corps 2'.
  • Afin de réaliser le blocage de l'échangeur 4 dans la direction d'extension DE du volume profilé 2", il peut être prévu, selon une caractéristique de l'invention ressortant notamment de la figure 2, que l'échangeur 4 vienne en butée, directement ou indirectement, contre une portion de paroi 12 du corps 2' du collecteur 2 opposée à l'ouverture latérale 5 et que le couvercle 6 verrouille le montage de l'échangeur 4 dans le volume profilé de réception 2".
  • A cet effet, les faces internes du couvercle 6 et de la portion de paroi 12 peuvent comporter des formations présentant une configuration adaptée à la réception ou à la coopération des extrémités ou des parties d'extrémités longitudinales de l'échangeur 4 (éventuellement en des matériaux résilients).
  • Comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le plan d'assemblage du couvercle 6 avec le bord 5' de l'ouverture latérale 5 peut être incliné par rapport à la direction DE d'extension profilée du volume de réception 2" de l'échangeur 4, correspondant à la direction de montage par coulissement dudit échangeur 4.
  • En variante, et comme le montrent les figures 4A et 4B, les bords 5' et 6' de formes complémentaires, respectivement de l'ouverture latérale 5 du corps creux 2' et du couvercle 6, peuvent éventuellement ne pas être situés dans un plan unique incliné, mais dans au moins deux plans différents dont l'un au moins est incliné ou perpendiculaire par rapport à la direction DE et dont au moins un autre est parallèle ou contient cette direction (à l'état monté du couvercle).
  • Dans les différentes variantes précitées, les bords 5' et 6' comportent des formations favorisant le blocage mécanique entre le corps 2' et le couvercle 6 (nervures / rainures) ou encore l'assemblage par soudure (vibrations, miroir ou autre).
  • En tout état de cause, la géométrie d'assemblage est avantageusement conçue pour permettre de résister à des sollicitations selon différentes directions au niveau du couvercle 6.
  • En vue d'obtenir une étanchéité périphérique continue entre l'échangeur 4 et le collecteur 2, l'échangeur 4, d'une part, et le couvercle 6 et la portion de paroi 12 du corps 2' du collecteur 2 opposée à l'ouverture latérale 5, d'autre part, peuvent comporter des couples de moyens mutuellement coopérants d'étanchéification, par exemple du type [nervure/rainure], [joint/surface d'appui] ou analogue, assurant l'étanchéité périphérique autour de l'échangeur 4 dans ces deux zones.
  • Ainsi, le flux d'air, entrant par l'ouverture 13 et destiné à être distribué entre les tubulures 13' en sortie, est forcé de traverser en totalité l'échangeur 4 (canalisation du flux à travers ce dernier), d'où une efficacité augmentée en termes de refroidissement du flux circulant dans cet échangeur 4.
  • L'invention a également pour objet, comme cela ressort partiellement des figures 1A à 1C, un procédé de fabrication d'un module 1 tel que décrit ci-dessus.
  • Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer, d'une part, le corps 2' du collecteur 2 et, d'autre part, l'échangeur de chaleur 4, ledit corps 2' et l'échangeur 4 comportant des moyens coopérants 9, 10 destinés à assurer un liaisonnement mécanique entre l'échangeur 4 et les parties ou parois constitutives 3, 3' du corps 2' et à former des obstacles à la circulation des gaz, à mettre en place ledit échangeur 4 dans le volume profilé 2", par emboîtement par coulissement à travers l'ouverture latérale 5 et le long des moyens de liaisonnement coopérants 9, 10, à fournir et à monter un couvercle 6 sur l'échangeur 4 en l'enfilant sur les embouts 8 d'entrée et de sortie et, enfin, à solidariser ledit couvercle 6 avec le bord 5' de l'ouverture latérale 5 de manière à obturer cette dernière de manière étanche.
  • Les moyens profilés de liaisonnement 9 du corps 2' délimitent entre eux un volume profilé s'étendant dans le prolongement de l'ouverture 5 et dans la direction DP, dont la section correspond sensiblement à celle de l'échangeur 4, préférentiellement de forme parallélépipédique allongée. Ces moyens 9 sont configurés et disposés pour une coopération mécanique ajustée avec les moyens de liaisonnement complémentaires 10 de l'échangeur 4 (tout en autorisant le coulissement selon DP).
  • En accord avec une caractéristique supplémentaire de l'invention, les parties constitutives 3, 3' du corps 2' du collecteur 2, ainsi que le couvercle 6, sont réalisés en un matériau thermoplastique, éventuellement chargé, l'assemblage desdites parties 3, 3' entre elles et la fixation du couvercle 6 sur l'ouverture latérale 5 étant préférentiellement réalisés par soudure par vibration.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (7)

  1. Module d'admission d'air pour moteur à combustion interne, essentiellement constitué par un collecteur ou répartiteur d'admission (2) intégrant un échangeur de chaleur (4) avec des embouts (8) d'entrée et de sortie de fluide à l'une de ses extrémités,
    le corps creux (2') du collecteur étant composé d'au moins deux parties ou coques (3, 3') assemblées entre elles au niveau de leurs bords en contact, et comprenant un volume profilé (2") pour la réception d'un échangeur de chaleur de forme complémentaire, ledit volume débouchant sur l'extérieur par une ouverture latérale (5) du corps de collecteur (2') adaptée pour une introduction par coulissement dudit échangeur et préférentiellement ménagée sur un petit côté du corps du collecteur,
    l'échangeur (4) étant en outre relié à chacune des parties constitutives (3, 3') et/ou à au moins deux portions de parois (3, 3') sensiblement planes de grande dimension du corps (2') du collecteur (2), en formant ainsi un élément structurel interne apte à renforcer l'assemblage mutuel des parties constitutives et à augmenter la résistance aux contraintes de déformation auxquelles peuvent être soumises les parois desdites parties constitutives (3, 3') ou les portions de parois planes de grande dimension (3, 3') précitées,
    module (1) caractérisé en ce que l'ouverture latérale (5) du corps (2') du collecteur (2) est obturée par un couvercle (6) qui comporte des ouvertures de passages (7) pour les embouts (8) d'entrée et de sortie de l'échangeur (4), en ce que l'échangeur (4) est relié mécaniquement à chacune des parties constitutives et/ou portions de parois (3, 3') et en ce que des moyens coopérants (9, 10) assurant le liaisonnement mécanique entre l'échangeur (4) et les parties constitutives (3, 3') ou les portions de paroi (3, 3') du collecteur (2) forment des obstacles à la circulation des gaz, l'échangeur (4) étant disposé sensiblement transversalement au flux gazeux circulant dans le collecteur (2) et divisant le volume intérieur de ce dernier en deux compartiments,
    en ce que l'échangeur (4) comprend une armature support (11) sur et/ou dans laquelle sont montés les éléments fonctionnels (4') de l'échangeur (4) parcourus par le fluide de refroidissement, les moyens de liaisonnement (10) de l'échangeur (4) faisant partie de ou étant formés ou rapportés sur ladite armature (11) ou certains desdits éléments fonctionnels (4'),
    en ce que les parois des parties constitutives (3, 3') ou portions de parois (3, 3') de grande dimension comportent, sur leurs faces internes, des premières formations ou moulures (9) profilées sous la forme de rainures, nervures, ailes, rails ou analogues définissant entre elles, au moins partiellement, le volume profilé (2") et en ce que l'échangeur (4) comporte, au niveau de ses faces externes s'étendant selon sa direction d'extension profilée (DP), des secondes formations ou moulures (10) profilées, continues ou non, de formes complémentaires ou conjuguées par rapport aux premières formations ou moulures (9), les premières et secondes formations ou moulures (9, 10) venant en engagement mutuel coopérant pour fournir une liaison mécanique avec faculté de coulissement dans la direction d'extension profilé (DP) de l'échangeur (4) et avec blocage en position dans un plan perpendiculaire à cette direction,
    en ce que les formations profilées (10) de l'échangeur (4), constituant les moyens de liaisonnement de ce dernier, consistent en des ailes latérales, par exemple sous forme de bords latéraux de plaques (11') supérieures et inférieures faisant partie de l'armature support (11), et en ce que les formations profilées (9) des parties ou portions de parois (3, 3') du corps (2') du collecteur (2), constituant les moyens de liaisonnement de ce dernier, consistent en des rainures ménagées sur ou dans les parois desdites parties constitutives ou portions de paroi (3, 3').
  2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens coopérants (9, 10) s'étendent sur toute la longueur d'extension dudit échangeur (4) et dudit volume de réception (2") et forment des obstacles à la circulation des gaz sensiblement étanches, par exemple par imbrication mutuelle de formes complémentaires ou conjuguées,
  3. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'échangeur (4) vient en butée, directement ou indirectement, contre une portion de paroi (12) du corps (2') du collecteur (2) opposée à l'ouverture latérale (5) et en ce que le couvercle (6) verrouille le montage de l'échangeur (4) dans le volume profilé de réception (2").
  4. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plan d'assemblage du couvercle (6) avec le bord (5') de l'ouverture latérale (5) est incliné par rapport à la direction (DE) d'extension profilée du volume de réception (2") de l'échangeur (4), correspondant à la direction de montage par coulissement dudit échangeur (4).
  5. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur (4), d'une part, et le couvercle (6) et la portion de paroi (12) du corps (2') du collecteur (2) opposée à l'ouverture latérale (5), d'autre part, comportent des couples de moyens mutuellement coopérants d'étanchéification, par exemple du type nervure/rainure, joint/surface d'appui ou analogue, assurant l'étanchéité périphérique autour de l'échangeur (4) dans ces deux zones.
  6. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parties constitutives (3, 3') du corps (2') du collecteur (2), ainsi que le couvercle (6), sont réalisés en un matériau thermoplastique, éventuellement chargé, l'assemblage desdites parties (3, 3') entre elles et la fixation du couvercle (6) sur l'ouverture latérale (5) étant préférentiellement réalisés par soudure par vibration.
  7. Procédé de fabrication d'un module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer, d'une part, le corps (2') du collecteur (2) et, d'autre part, l'échangeur de chaleur (4), ledit corps (2') et l'échangeur (4) comportant des moyens coopérants (9, 10) destinés à assurer un liaisonnement mécanique entre l'échangeur (4) et les parties ou parois constitutives (3, 3') du corps (2') et à former des obstacles à la circulation des gaz, à mettre en place ledit échangeur (4) dans le volume profilé (2"), par emboîtement par coulissement à travers l'ouverture latérale (5) et le long des moyens de liaisonnement coopérants (9, 10), à fournir et à monter un couvercle (6) sur l'échangeur (4) en l'enfilant sur les embouts (8) d'entrée et de sortie et, enfin, à solidariser ledit couvercle (6) avec le bord (5') de l'ouverture latérale (5) de manière à obturer cette dernière de manière étanche.
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