EP4088014A1 - Dispositif de refroidissement pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de refroidissement pour véhicule automobile

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Publication number
EP4088014A1
EP4088014A1 EP20828296.2A EP20828296A EP4088014A1 EP 4088014 A1 EP4088014 A1 EP 4088014A1 EP 20828296 A EP20828296 A EP 20828296A EP 4088014 A1 EP4088014 A1 EP 4088014A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
air guide
cooling device
fixing
interface
Prior art date
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Application number
EP20828296.2A
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German (de)
English (en)
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EP4088014B1 (fr
Inventor
Serghei Soltoian
Aurore BRIALLART
Thibault DE BOCK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Renault SAS, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Renault SAS
Publication of EP4088014A1 publication Critical patent/EP4088014A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4088014B1 publication Critical patent/EP4088014B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/005—Controlling temperature of lubricant
    • F01M5/007—Thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/08—Arrangements of lubricant coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/185—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Definitions

  • TITLE Cooling device for a motor vehicle Technical field of the invention
  • the invention relates to a cooling device for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising such a cooling device.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a cooling device.
  • a cooling system generally comprises a circuit in which a heat transfer fluid circulates.
  • the heat transfer fluid heats up on contact with the components of the vehicle and cools by passing through a heat exchanger, also called a radiator.
  • the heat exchanger generally comprises a body provided with channels in which the heat transfer fluid circulates.
  • the heat exchanger is positioned so that an air flow passes through it.
  • the heat exchanger can be positioned at the front of the vehicle so as to receive an air flow when the vehicle is moving forward.
  • a vehicle can thus comprise a first heat exchanger for cooling oil used to lubricate and cool components of the vehicle, and a second heat exchanger for cooling water or at least a water-based heat transfer fluid.
  • These heat exchangers include interfaces for attachment to a frame of the vehicle.
  • Various pieces of equipment can then be attached to the heat exchangers by means of specific fixing interfaces.
  • an air guide is generally fixed around these two heat exchangers. The air guide makes it possible to channel the air flow so as to force the passage of air through the two heat exchangers.
  • These fastening interfaces are generally bulky and can limit the efficiency of each of the two heat exchangers.
  • the fixing interfaces can reduce the useful surface of a heat exchanger and therefore reduce an air flow that can pass through it.
  • these fixing interfaces generate excess weight and a significant bulk. They can also undergo significant stresses in the event of thermal expansion.
  • the aim of the invention is to provide a cooling device overcoming the above drawbacks and improving the cooling devices known from the prior art.
  • a first object of the invention is a cooling device making it possible to maximize the flow of air passed through the body of a heat exchanger.
  • a second object of the invention is a light and space-saving cooling device.
  • a third object of the invention is a cooling device that is easy to manufacture.
  • a fourth object of the invention is a solution for fixing a heat exchanger compatible with thermal expansions.
  • the invention relates to a cooling device for a motor vehicle comprising:
  • the first heat exchanger comprising:
  • a second fixing interface arranged along a second side of the body, the second side being opposite to the first side, the first heat exchanger being fixed to the air guide by the two fixing interfaces.
  • the first attachment interface may include a plastic material overmolded on the first side of the body, and / or the second attachment interface may include a plastic material overmolded on the second side of the body.
  • the first heat exchanger may include a first header box along the first side of the body and a second header box along the second side of the body, the first attachment interface being molded onto the first header box and / or the second attachment interface. being overmolded on the second manifold.
  • the cooling device may comprise a housing equipped with a thermostat, an inlet duct and an outlet duct, the cooling device comprising a means for positioning the housing relative to the air guide.
  • the first heat exchanger may comprise an inlet duct and an outlet duct, the inlet duct being positioned in a first slot arranged in a wall of the air guide, and / or the outlet duct being positioned in a second slot arranged in a wall of the air guide.
  • the cooling device may comprise a first sealing element made of flexible material, in particular rubber or foam, the first sealing element being arranged at the interface between the first slot and the inlet duct, and / or in it may comprise a second sealing element made of flexible material, in particular rubber or foam, the second sealing element being arranged at the interface between the second slot and the outlet duct.
  • the first heat exchanger may extend generally in a plane, the first heat exchanger being fixed in play to the air guide so as to be able to move parallel to said plane, and / or the first heat exchanger being fixed to the air guide so as to be immobilized perpendicular to said plane.
  • the air guide can include a central opening and the first heat exchanger can include a width substantially equal to the width of the central opening and a height strictly less than the height of the central opening.
  • the air guide can comprise a transverse bar delimiting two distinct openings of the air guide, each of the two openings being able to be traversed by an air flow, the two fixing interfaces of the first heat exchanger being fixed to the transverse bar.
  • the cooling device may include a second heat exchanger extending substantially parallel to the first heat exchanger, the air guide following the contour of the second heat exchanger.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a cooling device as defined above.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a cooling device as defined above, the manufacturing method comprising:
  • a step of positioning the first heat exchanger relative to the air guide the positioning of the first heat exchanger relative to the air guide being determined by positioning a housing of the first heat exchanger relative to the air guide, the housing being equipped with a thermostat and / or an inlet duct and / or an outlet duct, then
  • the manufacturing process can then include a step of fixing the air guide to a second heat exchanger.
  • FIG. 1 is a schematic view of a motor vehicle according to one embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a perspective and front isometric view of a cooling device according to one embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a perspective and rear isometric view of the cooling device.
  • Figure 4 is a perspective and exploded view of the cooling device.
  • Figure 5 is a rear view of part of the cooling device.
  • FIG. 6 is a perspective view of two slots provided in an air guide of the cooling device.
  • FIG. 7 is a perspective view of a first means for fixing a heat exchanger of the cooling device.
  • FIG. 8 is a perspective view of a second means for fixing the heat exchanger of the cooling device.
  • FIG. 9 is a perspective view of a fixing interface for the heat exchanger of the cooling device.
  • FIG. 10 is a perspective view of a support means integrated into the air guide of the cooling device
  • FIG. 11 is a perspective view of the support means, the support means being constrained in bending by a support against the heat exchanger of the cooling device.
  • FIG. 1 schematically illustrates a motor vehicle 1 equipped with a cooling system 2 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle 1 can be of any kind. In particular, it may for example be a private vehicle, a utility vehicle, a truck or a bus.
  • the cooling system 2 comprises a first circuit 3 and a second circuit 4, independent of the first circuit.
  • a heat transfer fluid circulates in a closed cycle in each of the two circuits 3 and 4.
  • the heat transfer fluid circulating in the first circuit is oil and the second coolant is water or a water-based coolant.
  • the heat transfer fluids could be different.
  • the first circuit comprises at least one member 5 capable of heating up during operation of the vehicle, a first heat exchanger 6 and a pump 7 capable of circulating the oil in the first circuit.
  • the second circuit comprises at least one member 8 capable of heating up during operation of the vehicle, a second heat exchanger 9 and a pump 10 capable of circulating water in the second circuit.
  • the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 9 form part of a cooling device 11 according to one embodiment of the invention.
  • the X axis denotes the longitudinal axis of the vehicle 1.
  • the X axis is oriented from the front to the rear of the vehicle, that is, in the direction of reverse.
  • the Y axis designates the transverse axis of the vehicle.
  • the Y axis is oriented from left to right, with left and right defined from the point of view of a driver of the vehicle 1.
  • the Z axis is the axis perpendicular to the X axis and the Y axis.
  • the Z axis is a vertical axis when the vehicle is resting on level ground.
  • the Z axis is oriented from bottom to top.
  • the X, Y and Z axes form an orthogonal coordinate system.
  • FIGS. 2 and 3 respectively illustrate, in front view and in rear view, the cooling device 11 according to one embodiment of the invention.
  • the second heat exchanger 9 is masked in these figures so as to make the first heat exchanger 6 clearly visible.
  • the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 9 both extend parallel to a plane perpendicular to the longitudinal axis X
  • the first heat exchanger 6 is positioned behind the second heat exchanger 9.
  • An air gap can separate the first heat exchanger 6 of the second heat exchanger 9.
  • the cooling device also comprises an air guide 12.
  • the air guide 12 comprises a frame 13 arranged around the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 9.
  • the frame 13 comprises a central opening 14 inside which are housed the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 9. More particularly the air guide 12 has a generally rectangular exterior shape. It extends generally in a plane perpendicular to the longitudinal axis X.
  • the air guide further comprises at least one transverse bar 15 extending parallel to the transverse axis Y. The transverse bar therefore passes through the 'central opening 14 and separates it into at least two secondary openings 14A, 14B.
  • a first secondary opening 14A is arranged above a second secondary opening 14B along the Z axis.
  • the air guide conforms to the shape of the second heat exchanger, that is to say that the second heat exchanger occupies substantially the entire central opening 14.
  • the transverse bar 15 is positioned just below the first heat exchanger 6.
  • the first heat exchanger could be positioned at the bottom of the air guide 12 and occupy the secondary opening 14B.
  • the air guide 12 could comprise two transverse bars and the first heat exchanger would then be positioned halfway up the air guide, between these two transverse bars.
  • the air guide delimits the outer contour of the cooling device 11. It also makes it possible to protect the two heat exchangers 6 and 9 laterally.
  • the air guide makes it possible to guide an air flow towards the two heat exchangers by preventing the air to escape to the sides. In other words, it makes it possible to channel the air flow so as to force the passage of air through the two heat exchangers 6 and 9.
  • the air guide comprises walls which extend parallel to the longitudinal axis X.
  • the length of the air guide along the longitudinal axis X may be of the order of magnitude of the length of the superposition of the two heat exchangers 6 and 9 along the longitudinal axis X.
  • the length of the air guide can also be greater than the superposition of the two heat exchangers 6 and 9 along the longitudinal axis X, because it is often intended to guide the air from an air inlet which is at the front of the vehicle .
  • the first radiator or heat exchanger in our case, is housed in the air guide in order to avoid leaks on the sides after the passage of its bundle, the air guide arriving at the level of the bundle of the second radiator or heat exchanger to be crossed by air. It is not necessary to extend the air guide along the longitudinal axis X substantially beyond the level of the bundle of the second exchanger.
  • the thickness of the walls constituting the air guide may be of the order of a few millimeters.
  • the air passage section can be maximized.
  • a compromise can be made at the level of the bar consisting of ribbing it so as to create interstices allowing as much air as possible to pass along the longitudinal axis X.
  • the air guide can be made of plastic material of the mono or bi-material type.
  • the air guide can be a one-piece element, for example obtained by plastic injection. As a variant, it could for example be made of sheet metal or any other material comprising characteristics of equivalent mass and / or rigidity.
  • the first heat exchanger 6 is also clearly visible in FIG. 4 in which the second heat exchanger 9 is still hidden.
  • the first heat exchanger 6 comprises a body 16 capable of being traversed by an air flow, a first fixing interface 17, a second fixing interface 18, and a housing 19.
  • the housing 19 is equipped with a thermostat 20, an inlet duct 21 and an outlet duct 22.
  • the body 16 is a part of the heat exchanger intended to be cooled by an air flow. It can be provided with channels in which the oil circulates.
  • the body 16 has a generally rectangular shape extending perpendicularly to the longitudinal axis X.
  • the body 16 therefore comprises four sides, two sides of which extend parallel to the transverse axis Y and two sides extend parallel to the body. axis Z.
  • the dimension of the body 16 in the plane perpendicular to the longitudinal axis X may be substantially equal to the dimension of the secondary opening 14A. In other words, the body 16 occupies substantially the entire width of the opening 14A of the air guide.
  • the body 16 can be equipped with fins and / or a honeycomb structure and / or any other structure making it possible to increase a heat exchange surface with the air circulating along the body 16.
  • the housing 19 is attached to the body 16 and rigidly fixed thereto.
  • the housing 19 is positioned next to the first fixing interface 17. It may have a generally parallelepipedal shape.
  • the housing 19 contains the thermostat 20, that is to say a valve whose flow of fluid passing through it can be adjusted as a function of a temperature. The thermostat therefore makes it possible to regulate the quantity of oil circulating inside the body 16. Internal conduits to the first heat exchanger therefore make it possible to connect the box 19 to the body 16.
  • the inlet duct 21 extends from the housing 19 substantially parallel to the transverse axis Y.
  • the outlet duct 22 also extends from the housing 19, substantially parallel to the Z axis.
  • the inlet duct and the outlet duct are in the form of a generally cylindrical tube.
  • the orientation of these two ducts could be reversed, i.e. the inlet duct would extend substantially parallel to the Z axis and the outlet duct would extend substantially parallel to the Z axis. transverse axis Y.
  • the inlet duct and the outlet duct therefore preferably extend in directions perpendicular to each other. These directions are both perpendicular to the longitudinal axis X.
  • the two conduits 21, 22 could each extend in any other direction.
  • Body 16 and housing 19 can be made of metal and rigidly secured together.
  • the body 16 and the housing 19 can be generally undeformable compared to a plastic material.
  • the housing 19 comprising the thermostat 20 may be the most rigid part of the first heat exchanger.
  • the two fixing interfaces 17, 18 connect the first heat exchanger 6 to the air guide 12.
  • the two fixing interfaces 17, 18 can be fixed to an upper edge of the frame 13 of the air guide 12 and to the air guide 12. transverse bar 15.
  • the first heat exchanger is therefore fixed directly to the air guide 12 by means of its two fixing interfaces 17, 18.
  • the first heat exchanger 6 is not fixed directly to the second heat exchanger 9.
  • the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 9 are not in contact with each other.
  • the two fixing interfaces 17, 18 are respectively arranged along two opposite sides of the body.
  • the two opposite sides of the body on which the fixing interfaces 17, 18 are arranged are sides extending parallel to the Z axis.
  • the heat exchanger may include two manifolds extending parallel to the Z axis on either side. of the body 16.
  • the manifolds are buffer volumes in which the heat transfer fluid can be stored before circulating through the channels arranged in the body 16.
  • the two fixing interfaces 17, 18 can cover these manifolds and extend over the entire height of the body 16.
  • the term “opposite sides” is preferably understood to mean two parallel sides. More preferably, the opposite sides are not adjacent.
  • the first heat exchanger is fixed exclusively by the first and second interfaces.
  • the two fixing interfaces 17, 18 are made of plastic.
  • the use of plastic gives the fixing interfaces a certain flexibility which can be useful to compensate for thermal expansions and / or dispersions associated with the manufacture of elements of the cooling device.
  • the fixing interfaces are overmolded on the two opposite sides of the body, in particular overmolded respectively on the two manifold boxes of the body.
  • the fixing interfaces could be in the form of half-shells fixed together, in particular clipped together around the two opposite sides of the body.
  • the fixing interfaces 17, 18 are produced directly with the manifolds in the sense that they respectively come from the material of one of the manifolds of the first heat exchanger 6, which is then produced by molding of 'a plastic material.
  • the fixing interfaces are held firmly to the body 16.
  • the fixing interfaces do not cover the housing 19. They do not cover the useful surface of the body 16 either, that is to say the surface of the body 16 extending perpendicularly to the longitudinal axis X and intended to receive an air flow.
  • the fixing interfaces do not reduce not the useful surface of the body 16. They do not reduce the useful surface of a body of the second heat exchanger 9 either.
  • the fixing interfaces 17, 18 can be at least globally identical or symmetrical. They each comprise a first fixing means 23 and a second fixing means 24.
  • the first fixing means 23 is arranged at the top of each fixing interface 17, 18 and it cooperates with the upper edge 25 of the frame 13 of the guide. air 12.
  • the second fixing means 24 is arranged at the bottom of each fixing interface 17, 18 and it cooperates with the transverse bar 15 of the air guide 12.
  • the fixing means 23, 24 are produced by holes capable of cooperating with fixing screws 26.
  • these fixing means could be produced, for example, with clips.
  • the second heat exchanger 9, not shown, can also include a body extending perpendicularly to the longitudinal axis and capable of being traversed by an air flow. This body can then extend over the entire surface of the main opening 14.
  • the useful surface of the body of the second heat exchanger that is to say the surface of the body of the second heat exchanger which receives an air flow. (the area perpendicular to the longitudinal axis X) is larger than the useful area of the body of the first heat exchanger.
  • all of the air flow passing through the body of the first heat exchanger has first passed through the body of the second heat exchanger.
  • part of the air flow passing through the body of the second heat exchanger does not pass through the body of the first heat exchanger.
  • FIG. 5 illustrates in more detail a particular feature of the cooling device, in particular the interface between the housing 19 and the air guide 12.
  • the air guide 12 comprises a first chamber 27 in which the inlet duct is arranged. 21, and a second chamber 28 in which the outlet duct 22.
  • the two chambers are integrated into the frame 13 of the air guide 12, in particular at the level of an upper part of a lateral edge of the frame. In particular, they are arranged in a lateral edge of the air guide facing the first heat exchanger 6.
  • the first chamber 27 comprises walls 29 substantially parallel to the longitudinal axis X.
  • the second chamber comprises walls 30 substantially parallel to the longitudinal axis X.
  • the two chambers 27, 28 are positioned side by side.
  • a wall 31 is common to both the first chamber and the second chamber.
  • the first chamber 27 and the second chamber 28 respectively isolate the inlet duct 21 and the outlet duct 22 of the housing 19.
  • the walls 29, 30, 31 form ribs and thus participate in the overall rigidity of the guide d. 'air 12.
  • the air guide includes a first slot 32 through which the inlet duct passes.
  • This slot 32 is arranged in one of the walls 29 forming the first chamber, in particular a wall extending perpendicularly to the axis in which the inlet duct extends.
  • the air guide comprises a second slot 33 through which the outlet duct passes.
  • This second slot 33 is arranged in one of the walls 30 forming the second chamber, in particular a wall extending perpendicularly to the axis in which the outlet duct extends.
  • the first slot 32 and the second slot 33 are also clearly visible in FIG. 6. They may have a generally identical shape.
  • the two slots 32, 33 can open towards the rear of the air guide.
  • the two slots may have a generally keyhole shape.
  • the inlet duct and the outlet duct are positioned at the bottom of their respective slot, in the wider portions 35.
  • the sealing device further comprises a first sealing element 36 made of flexible and / or elastic material, arranged at the interface between the first slot and the inlet duct.
  • the sealing device comprises a second sealing element 37 made of flexible material, arranged at the interface between the second slot and the outlet duct.
  • the first sealing element and / or the second sealing element can be made, for example, of rubber or foam. They are flexible enough to deform and allow the inlet and outlet conduits to pass along the narrow portions 34 of each slot when assembling the first heat exchanger to the air guide.
  • the sealing elements make it possible to fill a gap existing between the edges of each slot 32, 33 and the respective conduits. They therefore prevent an air flow from escaping through the slots 32, 33. The air flow thus remains concentrated towards the housing 19 and the body 16.
  • the slots 32, 33 could not be. fitted with sealing elements 36, 37 if air leakage through the slits is acceptable.
  • the inlet duct 21 When the inlet duct 21 is in place in the first slot 32, it can only slightly move parallel to the Z axis thanks to the elasticity of the first sealing element 36.
  • the positioning of the inlet duct 21 in the first slot 32 does not by itself define the position of the first heat exchanger 6 relative to the air guide 12 along the Z axis.
  • the position of the first heat exchanger 6 along the Z axis can be defined by resting the body of the thermostat, in particular on the axis of the screw in the upper left part.
  • the outlet duct 22 when the outlet duct 22 is in place in the second slot 33, it can only slightly move parallel to the transverse axis Y thanks to the elasticity of the second sealing element 37.
  • the positioning of the duct outlet 22 in the second slot 33 does not by itself therefore define the position of the first heat exchanger 6 relative to the air guide 12 along the transverse axis Y.
  • the position of the first heat exchanger 6 along the Y axis can be defined by pressing the body of the thermostat.
  • the position along the transverse axis Y can be limited on the other side by the blank of the elastic clip in the upper part of the thermostat.
  • the two slots 32, 33 do not constitute a means of positioning the housing, but serve for the extraction of the inlet and outlet ducts towards the air chambers external to the air guide.
  • the two slots 32, 33 do not prevent a translational movement of the first heat exchanger 6 relative to the air guide 12 along the longitudinal axis X.
  • the reaction force of the narrow portions 34 on the ducts 21 and 22 generates an increase in the force necessary to engage or disengage the first heat exchanger 6 against the air guide 12.
  • the position of the first heat exchanger with respect to the air guide along the longitudinal axis X is defined by the cooperation of the fixing means 23, 24 with the frame of the air guide and the fixing screws 26.
  • FIG. 7 and 8 illustrate in more detail the interface between the air guide and the fixing means 23, 24.
  • the fixing means 23, 24 are made by oblong holes 38.
  • the oblong holes 38 have the shape of an oval oriented parallel to the transverse axis Y. They are positioned substantially opposite a circular hole 39 provided in the air guide 12.
  • the use of such oblong holes therefore allows the fixing interfaces 17, 18 to move relative to the air guide parallel to the transverse axis Y. This makes it possible to compensate for a certain dispersion resulting from the manufacture of the components of the cooling device and / or the relative movements linked to the thermal expansion of components of the cooling device.
  • the height of the oblong holes 38 in the lower part along the Z axis can also be greater than the diameter of the circular holes 39 to similarly allow a relative displacement between the heat exchanger 6 and the air guide 12 along the Z axis.
  • the height along the Z axis of the Y axis oblong hole positioned at the bottom of the fixing interfaces 17 and 18 is greater to the diameter of the circular hole 39 in the air guide.
  • the thickness and / or the rigidity of the plastic materials forming the air guide (in particular the walls supporting the slots 32, 33) and the fixing interfaces 17, 18 can also give the first heat exchanger a certain mobility with respect to the air guide.
  • the oblong holes are arranged in upper and lower appendages 40 of each attachment interface 17, 18. These appendages may have a generally rectangular shape extending perpendicular to the longitudinal axis X.
  • the upper appendage 40 of the attachment interface. fixing 18, or even also the upper appendix 40 of the fixing interface 17, can be surmounted by a flange 41 able to bear vertically on an edge of the air guide in order to support the weight of the body 16 and to ensure a positioning along the Z axis.
  • the fixing screws 26 do not support the weight of the body 16 or of the housing 19 but only serve for the longitudinal fixing of the first heat exchanger.
  • the rim 41 can help position the first heat exchanger 6 relative to the air guide 12 during their assembly.
  • the fixing screws 26 are screws suitable for soft materials such as plastic.
  • the fixing screws 26 may include a pointed end and large threads to fit well into the plastic material forming the air guide.
  • the first heat exchanger is therefore fixed to the air guide without a degree of freedom relative to the longitudinal axis X.
  • FIGS 5, 10 and 11 illustrate another feature of the cooling device according to an embodiment of the invention.
  • the air guide further comprises a resilient support means 42 exerting a downwardly oriented force on the housing 19 so that the left side of the air guide serves as a reference for stopping the cooler in its Y-shaped movement, especially to the right.
  • the support means may be in the form of a flexible tongue, or blade, made of the same material as that forming the air guide 12.
  • the support means 42 exerts a force on the housing 19 which contributes to its good resistance against the air guide 12 without, however, preventing any relative movement between the air guide and the first heat exchanger 6.
  • other equivalent support means could be used to generate a stress on the first heat exchanger parallel to the transverse axis Y or parallel to the longitudinal axis X.
  • an air guide 12 This can for example be manufactured by plastic injection.
  • a first heat exchanger heat exchanger and a second heat exchanger To manufacture the first heat exchanger, the housing 19 can be assembled to the body 16 and then the two side edges of the body 16 can be overmolded to form the two fixing interfaces.
  • the two side edges of the body 16 could be previously overmolded to form the two fixing interfaces and then the body 16 can be assembled to the housing 19.
  • the first heat exchanger 6 can be positioned relative to the air guide 12. The first heat exchanger is inserted parallel to the longitudinal axis X in the air guide 12.
  • the correct positioning of the first heat exchanger relative to the air guide is obtained by positioning the housing 19 of the first heat exchanger relative to the guide d 'air.
  • the housing 19 forms the most rigid part of the first heat exchanger, it is preferable to first fix the position of the housing 19 and then of the body 16 because the body 16 can more easily deform slightly to adjust its position relative to the guide. air 12.
  • the correct positioning of the housing 19 relative to the air guide can be obtained when the inlet ducts 21 and the outlet duct 22 are positioned respectively in the wider portions 35 of the slots 32 and 33.
  • This positioning of the housing 19 can be obtained when pressing in Y on the sides of the thermostat and in Z resting at the bottom of the thermostat, so that this positioning is immobilized while waiting for the screws, by the elastic blade located in the upper part against the body thermostat. It is essential that there is no transmitted force or friction in the conduits, because they are fixed by aluminum - aluminum welding to the housing and their thickness generally does not exceed one millimeter. The presence of the thermostat, a massive piece of aluminum, made it possible to avoid placing the constraints of fixing on the screws with soft materials.
  • the fixing screws 26 be screwed through the oblong holes 38 of the fixing interfaces 17, 18 and through the holes circulars 39 of the air guide 12, which will have the effect of freezing the position of the first heat exchanger along the longitudinal axis X, but also along the vertical axis Z in the upper part on the left side, or even along the vertical axis Z in the upper part on the right side, being fitted with a force-taking lug so that the screws only work along the longitudinal axis X.
  • the air guide 12 can be fixed on the second heat exchanger 9.
  • the second heat exchanger can be assembled to the body by means of filtration, in particular via filter pads in the upper and lower part of this exchanger.
  • the assembly of the cooling device 11 can optionally be completed by fixing other peripherals, for example a fan, against one of the heat exchangers 6, 9 and / or against the air guide 12.
  • the first heat exchanger could not include the box 19.
  • the inlet and outlet conduits would then be arranged directly on one of the two manifold boxes. In this case, it is the manifold carrying the inlet and outlet duct which would position the air guide.
  • the cooling device is preferably attached to the body using filter pads at the top and bottom.
  • the air flow generated by the movement of the vehicle 1 successively passes through the first heat exchanger 6 then the second heat exchanger 9, or vice versa.
  • the air cools in a limited way the body 19 which is a massive body in machined aluminum so as to receive all the components making it possible to open and close the circulation of the liquid through the bundle 16. If thermal expansions are produced on all of the coolers 6 and 9, the relative positions of the exchangers thermals 6, 9 and of the air guide can vary without creating mechanical stress in these components.
  • the efficiency of the first heat exchanger is optimal because its fixing interfaces do not reduce its useful surface.
  • the air flow is guided towards the body of each of the heat exchangers which makes it possible to effectively cool the heat transfer fluids circulating inside these bodies.

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Abstract

Dispositif de refroidissement (11) pour un véhicule (1) automobile, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier échangeur thermique (6) et - un guide d'air (12) comprenant un cadre (13) entourant le premier échangeur thermique (6), le premier échangeur thermique (6) comprenant : - un corps (16) apte à être traversé par un flux d'air et - une première interface de fixation (17) agencée le long d'un premier côté du corps (16), - une deuxième interface de fixation (18) agencée le long d'un deuxième côté du corps (16), le deuxième coté étant opposé au premier côté, le premier échangeur thermique (6) étant fixé au guide d'air (12) par les deux interfaces de fixation (17, 18).

Description

TITRE : Dispositif de refroidissement pour véhicule automobile Domaine Technique de l'invention
L’invention concerne un dispositif de refroidissement pour un véhicule automobile. L’invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de refroidissement. L’invention porte encore sur un procédé de fabrication d'un tel dispositif de refroidissement.
Etat de la technique antérieure
Les véhicules automobiles sont équipés de systèmes de refroidissement permettant de refroidir différents organes du véhicule, notamment permettant de refroidir un moteur à combustion du véhicule. Un système de refroidissement comprend généralement un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur. Le fluide caloporteur s'échauffe au contact des organes du véhicule et se refroidit en passant à travers un échangeur thermique, également dénommé radiateur. L'échangeur thermique comprend généralement un corps pourvu de canaux dans lesquels circule le fluide caloporteur. L'échangeur thermique est positionné de sorte à être traversé par un flux d'air. Notamment, l'échangeur thermique peut être positionné à l'avant du véhicule de sorte à recevoir un flux d'air lorsque le véhicule avance.
Un véhicule peut ainsi comprendre un premier échangeur thermique pour refroidir de l'huile servant à lubrifier et refroidir des organes du véhicule, et un deuxième échangeur thermique pour refroidir de l'eau ou tout au moins un fluide caloporteur à base d'eau. Ces échangeurs thermiques comprennent des interfaces de fixation à un bâti du véhicule. Différents équipements peuvent ensuite être fixés sur les échangeurs thermiques au moyen d'interfaces de fixation spécifiques. Notamment, il est connu de fixer le premier échangeur thermique sur le deuxième échangeur thermique, derrière celui-ci. Un même flux d'air traverse donc successivement le deuxième échangeur thermique puis le premier échangeur thermique. De plus, un guide d'air est généralement fixé autour de ces deux échangeurs thermiques. Le guide d'air permet de canaliser le flux d'air de sorte à forcer le passage de l'air aux travers des deux échangeurs thermiques. Ces différentes fixations requièrent des interfaces de fixation spécifiques. Ces interfaces de fixations sont généralement encombrantes et peuvent limiter l'efficacité de chacun des deux échangeurs thermiques. En particulier, les interfaces de fixation peuvent réduire la surface utile d'un échangeur thermique et donc réduire un débit d'air pouvant le traverser. De plus, ces interfaces de fixation génèrent un surpoids et un encombrement important. Elles peuvent également subir des contraintes importantes en cas de dilatation thermique.
Présentation de l'invention
Le but de l’invention est de fournir un dispositif de refroidissement remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les dispositifs de refroidissement connus de l’art antérieur.
Plus précisément, un premier objet de l’invention est un dispositif de refroidissement permettant de maximiser le flux d'air traversé par le corps d'un échangeur thermique.
Un second objet de l’invention est un dispositif de refroidissement léger et peu encombrant.
Un troisième objet de l'invention est un dispositif de refroidissement facile à fabriquer.
Un quatrième objet de l'invention est une solution de fixation d'un échangeur thermique compatible avec des dilatations thermiques. Résumé de l'invention
L'invention se rapporte à un dispositif de refroidissement pour un véhicule automobile comprenant :
- un premier échangeur thermique et - un guide d'air comprenant un cadre entourant le premier échangeur thermique, le premier échangeur thermique comprenant :
- un corps apte à être traversé par un flux d'air et
- une première interface de fixation agencée le long d'un premier côté du corps,
- une deuxième interface de fixation agencée le long d'un deuxième côté du corps, le deuxième coté étant opposé au premier côté, le premier échangeur thermique étant fixé au guide d'air par les deux interfaces de fixation.
La première interface de fixation peut comprendre un matériau plastique surmoulé sur le premier côté du corps, et/ou la deuxième interface de fixation peut comprendre un matériau plastique surmoulé sur le deuxième côté du corps.
Le premier échangeur thermique peut comprendre une première boîte collectrice le long du premier côté du corps et une deuxième boîte collectrice le long du deuxième côté du corps, la première interface de fixation étant surmoulée sur la première boîte collectrice et/ou la deuxième interface de fixation étant surmoulée sur la deuxième boîte collectrice.
Le dispositif de refroidissement peut comprendre un boîtier équipé d'un thermostat, d'un conduit d'entrée et d'un conduit de sortie, le dispositif de refroidissement comprenant un moyen de positionnement du boîtier par rapport au guide d'air. Le premier échangeur thermique peut comprendre un conduit d'entrée et un conduit de sortie, le conduit d'entrée étant positionné dans une première fente agencée dans une paroi du guide d'air, et/ou le conduit de sortie étant positionné dans une deuxième fente agencée dans une paroi du guide d'air.
Le dispositif de refroidissement peut comprendre un premier élément d'étanchéité en matériau souple, notamment en caoutchouc ou en mousse, le premier élément d'étanchéité étant agencé à l'interface entre la première fente et le conduit d'entrée, et/ou en il peut comprendre un deuxième élément d'étanchéité en matériau souple, notamment en caoutchouc ou en mousse, le deuxième élément d'étanchéité étant agencé à l'interface entre la deuxième fente et le conduit de sortie.
Le premier échangeur thermique peut s'étendre globalement dans un plan, le premier échangeur thermique étant fixé en jeu au guide d'air de sorte à pouvoir se déplacer parallèlement audit plan, et/ou le premier échangeur thermique étant fixé au guide d'air de sorte à être immobilisé perpendiculairement audit plan.
Le guide d'air peut comprendre une ouverture centrale et le premier échangeur thermique peut comprendre une largeur sensiblement égale à la largeur de l'ouverture centrale et une hauteur strictement inférieure à la hauteur de l'ouverture centrale.
Le guide d'air peut comprendre un barreau transversal délimitant deux ouvertures distinctes du guide d'air, chacune des deux ouvertures étant apte à être traversée par un flux d'air, les deux interfaces de fixation du premier échangeur thermique étant fixée au barreau transversal. Le dispositif de refroidissement peut comprendre un deuxième échangeur thermique s'étendant sensiblement parallèlement au premier échangeur thermique, le guide d'air épousant le contour du deuxième échangeur thermique.
L'invention se rapporte également à un véhicule automobile comprenant un dispositif de refroidissement tel que défini précédemment.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un dispositif de refroidissement tel que défini précédemment, le procédé de fabrication comprenant :
- une étape de positionnement du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air, le positionnement du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air étant déterminé en positionnant un boîtier du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air, le boîtier étant équipé d'un thermostat et/ou d'un conduit d'entrée et/ou d'un conduit de sortie, puis
- une étape de fixation du premier échangeur thermique au guide d'air au moyen des deux interfaces de fixation.
Le procédé de fabrication peut comprendre ensuite une étape de fixation du guide air sur un deuxième échangeur thermique.
Présentation des figures
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue isométrique en perspective et de devant d'un dispositif de refroidissement selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue isométrique en perspective et de derrière du dispositif de refroidissement.
La figure 4 est une vue en perspective et en éclaté du dispositif de refroidissement.
La figure 5 est une vue de derrière d'une partie du dispositif de refroidissement.
La figure 6 est une vue en perspective de deux fentes aménagée dans un guide d'air du dispositif de refroidissement.
La figure 7 est une vue en perspective d'un premier moyen de fixation d'un échangeur thermique du dispositif de refroidissement.
La figure 8 est une vue en perspective d'un deuxième moyen de fixation de l'échangeur thermique du dispositif de refroidissement.
La figure 9 est une vue en perspective d'une interface de fixation de l'échangeur thermique du dispositif de refroidissement.
La figure 10 est une vue en perspective d'un moyen d'appui intégré au guide d'air du dispositif de refroidissement
La figure 11 est une vue en perspective du moyen d'appui, le moyen d'appui étant contraint en flexion par un appui contre l'échangeur thermique du dispositif de refroidissement.
Description détaillée
La figure 1 illustre schématiquement un véhicule 1 automobile équipé d’un système de refroidissement 2 selon un mode de réalisation de l'invention. Le véhicule 1 peut être de toute nature. Notamment, il peut être par exemple un véhicule particulier, un véhicule utilitaire, un camion ou un bus. Le système de refroidissement 2 comprend un premier circuit 3 et un deuxième circuit 4, indépendant du premier circuit. Un fluide caloporteur circule en cycle fermé dans chacun des deux circuits 3 et 4. Selon le mode de réalisation décrit, le fluide caloporteur circulant dans le premier circuit est de l'huile et le deuxième fluide caloporteur est de l'eau ou un fluide caloporteur à base d'eau. En variante, les fluides caloporteurs pourraient être différents. Le premier circuit comprend au moins un organe 5 susceptible de s'échauffer lors du fonctionnement du véhicule, un premier échangeur thermique 6 et une pompe 7 apte à mettre en circulation l'huile dans le premier circuit. De même, le deuxième circuit comprend au moins un organe 8 susceptible de s'échauffer lors du fonctionnement du véhicule, un deuxième échangeur thermique 9 et une pompe 10 apte à mettre en circulation l'eau dans le deuxième circuit. Le premier échangeur thermique 6 et le deuxième échangeur thermique 9 font partie d'un dispositif de refroidissement 11 selon un mode de réalisation de l'invention.
Dans ce document, l’axe X désigne l’axe longitudinal du véhicule 1. En marche avant et en ligne droite, le véhicule progresse de l’arrière vers l’avant selon une direction parallèle à son axe longitudinal. L’axe X est orienté de l’avant vers l’arrière du véhicule, c’est-à-dire dans le sens de la marche arrière. L’axe Y désigne l’axe transversal du véhicule. L’axe Y est orienté de la gauche vers la droite, la gauche et la droite étant définies selon le point de vue d’un conducteur du véhicule 1 . L’axe Z désigne l’axe perpendiculaire à l’axe X et à l’axe Y. L’axe Z est un axe vertical lorsque le véhicule repose sur un sol horizontal. L’axe Z est orienté de bas en haut. Les axes X, Y et Z forment un repère orthogonal.
Les figures 2 et 3 illustrent respectivement en vue de devant et en vue de derrière le dispositif de refroidissement 11 selon un mode de réalisation de l'invention. Le deuxième échangeur thermique 9 est masqué sur ces figures de manière à rendre bien visible le premier échangeur thermique 6. Le premier échangeur thermique 6 et le deuxième échangeur thermique 9 s'étendent tous les deux parallèlement à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Le premier échangeur thermique 6 est positionné derrière le deuxième échangeur thermique 9. Une lame d'air peut séparer le premier échangeur thermique 6 du deuxième échangeur thermique 9. Lorsque le véhicule 1 progresse vers l'avant, le flux d'air engendré par son déplacement traverse d'abord le deuxième échangeur thermique 9 puis le premier échangeur thermique 6.
Outre les deux échangeurs thermiques 6 et 9, le dispositif de refroidissement comprend aussi un guide d'air 12. Le guide d'air 12 comprend un cadre 13 agencé autour du premier échangeur thermique 6 et du deuxième échangeur thermique 9. Le cadre 13 comprend une ouverture centrale 14 à l'intérieur de laquelle sont logés le premier échangeur thermique 6 et le deuxième échangeur thermique 9. Plus particulièrement le guide d'air 12 à une forme extérieure globalement rectangulaire. Il s'étend globalement dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Le guide d'air comprend en outre au moins un barreau transversal 15 s'étendant parallèlement à l'axe transversal Y. Le barreau transversal passe donc au travers de l'ouverture centrale 14 et sépare celle-ci en au moins deux ouvertures secondaires 14A, 14B. Une première ouverture secondaire 14A est agencée au-dessus d'une deuxième ouverture secondaire 14B suivant l'axe Z. Le guide d'air épouse la forme du deuxième échangeur thermique, c’est-à-dire que le deuxième échangeur thermique occupe sensiblement toute l'ouverture centrale 14. Le premier échangeur thermique 6, de plus petite hauteur que le deuxième échangeur thermique 9 suivant l'axe Z, occupe l'ouverture secondaire 14A. Le barreau transversal 15 est positionné juste en dessous du premier échangeur thermique 6. En variante, le premier échangeur thermique pourrait être positionné en bas du guide d'air 12 et occuper l'ouverture secondaire 14B. Selon une autre variante, le guide d'air 12 pourrait comprendre deux barreaux transversaux et le premier échangeur thermique serait alors positionné à mi-hauteur du guide d'air, entre ces deux barreaux transversaux. Le guide d'air délimite le contour extérieur du dispositif de refroidissement 11. Il permet également de protéger latéralement les deux échangeurs thermiques 6 et 9. Le guide d'air permet de guider un flux d'air vers les deux échangeurs thermiques en empêchant l'air de s'échapper sur les côtés. Autrement dit, il permet de canaliser le flux d'air de sorte à forcer le passage de l'air aux travers des deux échangeurs thermiques 6 et 9. A cet effet, le guide d'air comprend des parois qui s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal X. La longueur du guide d'air selon l'axe longitudinal X peut être de l'ordre de grandeur de la longueur de la superposition des deux échangeurs thermiques 6 et 9 selon l'axe longitudinal X. La longueur du guide air peut aussi être supérieure à la superposition des deux échangeurs thermiques 6 et 9 selon l’axe longitudinal X, car souvent il est destiné à guider l’air à partir d’une entrée d’air qui est à l’avant du véhicule. Le premier radiateur ou échangeur thermique, dans notre cas de figure, est logé dans le guide air afin d’éviter des fuites sur les côtés après le passage de son faisceau, le guide air arrivant au niveau du faisceau du deuxième radiateur ou échangeur thermique à être traversé par l’air. Il n'est pas nécessaire de rallonger le guide d'air selon l’axe longitudinal X sensiblement au-delà du niveau du faisceau du deuxième échangeur.
L'épaisseur des parois constituant le guide d'air peut être de l'ordre de quelques millimètres. Ainsi, on peut maximiser la section de passage d’air. Un compromis peut être fait au niveau du barreau consistant à le nervurer de façon à créer des interstices laissant passer le plus possible d’air suivant l'axe longitudinal X. Ceci permet aussi d'alléger le guide d'air. Avantageusement le guide d'air peut être fabriqué en matériau plastique de type mono ou bi-matière. Le guide d'air peut être un élément monobloc, par exemple obtenu par injection plastique. En variante, il pourrait par exemple être fabriqué en tôle ou en tout autre matériau comprenant des caractéristiques de masse et/ou de rigidité équivalente. Le premier échangeur thermique 6 est également bien visible sur la figure 4 dans laquelle le deuxième échangeur thermique 9 est encore masqué. Le premier échangeur thermique 6 comprend un corps 16 apte à être traversé par un flux d'air, une première interface de fixation 17, une deuxième interface de fixation 18, et un boîtier 19. Le boîtier 19 est équipé d'un thermostat 20, d'un conduit d'entrée 21 et d'un conduit de sortie 22.
Le corps 16 est une partie de l'échangeur thermique destinée à être refroidie par un flux d'air. Il peut être pourvu de canaux dans lesquels circule l'huile. Le corps 16 a une forme globalement rectangulaire s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal X. Le corps 16 comprend donc quatre côtés, dont deux cotés s'étendent parallèlement à l'axe transversal Y et deux côtés s'étendent parallèlement à l'axe Z. La dimension du corps 16 dans le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X peut être sensiblement égale à la dimension de l'ouverture secondaire 14A. Autrement dit, le corps 16 occupe sensiblement toute la largeur de l'ouverture 14A du guide d'air. Le corps 16 peut être équipé d'ailettes et/ou d'une structure alvéolée et/ou de toute autre structure permettant d'augmenter une surface d'échange thermique avec l'air circulant le long du corps 16.
Le boîtier 19 est accolé au corps 16 et rigidement fixé à celui-ci. Le boîtier 19 est positionné à côté de la première interface de fixation 17. Il peut avoir une forme globalement parallélépipédique. Le boîtier 19 renferme le thermostat 20, c’est-à-dire une vanne dont le débit de fluide la traversant peut être ajusté en fonction d'une température. Le thermostat permet donc de réguler la quantité d'huile circulant à l'intérieur du corps 16. Des conduits internes au premier échangeur thermique permettent donc de relier le boîtier 19 au corps 16. Le conduit d'entrée 21 s'étend depuis le boîtier 19 sensiblement parallèlement à l'axe transversal Y. Le conduit de sortie 22 s'étend également depuis le boîtier 19, sensiblement parallèlement à l'axe Z. Le conduit d'entrée et le conduit de sortie se présentent sous la forme d'un tube globalement cylindrique. En variante, l'orientation de ces deux conduits pourrait être inversée, c’est-à-dire que le conduit d'entrée s'étendrait sensiblement parallèlement à l'axe Z et le conduit de sortie s'étendrait sensiblement parallèlement à l'axe transversal Y. Le conduit d'entrée et le conduit de sortie s'étendent donc de préférence dans des directions perpendiculaires entre elles. Ces directions sont toutes les deux perpendiculaires à l'axe longitudinal X. En variante, les deux conduits 21 , 22 pourraient s'étendre chacun selon toute autre direction.
Le corps 16 et le boîtier 19 peuvent être fabriqués en métal et rigidement fixés ensemble. Le corps 16 et le boîtier 19 peuvent être globalement indéformables comparativement à un matériau plastique. Notamment le boîtier 19 comprenant le thermostat 20 peut être la partie la plus rigide du premier échangeur thermique.
Les deux interfaces de fixation 17, 18 relient le premier échangeur thermique 6 au guide d'air 12. En particulier, les deux interfaces de fixation 17, 18 peuvent être fixées à un bord supérieur du cadre 13 du guide d'air 12 et au barreau transversal 15. Le premier échangeur thermique est donc fixé directement au guide d'air 12 par l'intermédiaire de ses deux interfaces de fixation 17, 18. Notamment le premier échangeur thermique 6 n'est pas fixé directement au deuxième échangeur thermique 9. Le premier échangeur thermique 6 et le deuxième échangeur thermique 9 ne sont pas en contact entre eux.
Les deux interfaces de fixation 17, 18 sont agencées respectivement le long de deux côtés opposés du corps. Les deux côtés opposés du corps sur lesquels sont agencés les interfaces de fixation 17, 18 sont des côtés s'étendant parallèlement à l'axe Z. Notamment, l'échangeur thermique peut comprendre deux boîtes collectrices s'étendant parallèlement à l'axe Z de part et d'autre du corps 16. Les boîtes collectrices sont des volumes tampons dans lequel peut être stocké le fluide caloporteur avant de circuler au travers des canaux agencés dans le corps 16. Les deux interfaces de fixation 17, 18 peuvent recouvrir ces boîtes collectrices et s'étendre sur toute la hauteur du corps 16. Par « côtés opposés », on entend de préférence deux côtés parallèles. De préférence encore, les côtés opposés ne sont pas adjacents. De préférence, le premier échangeur thermique est fixé exclusivement par les première et deuxième interfaces.
Les deux interfaces de fixation 17, 18 sont constituées de plastique. L'utilisation de plastique confère aux interfaces de fixation une certaine flexibilité qui peut être utile pour compenser des dilatations thermiques et/ou des dispersions liées à la fabrication d'éléments du dispositif de refroidissement. Avantageusement, les interfaces de fixation sont surmoulées sur les deux côtés opposés du corps, notamment surmoulées respectivement sur les deux boîtes collectrices du corps. En variante, les interfaces de fixations pourraient se présenter sous la forme de demi coquilles fixées entre elles, notamment clippées entre elles autour des deux côtés opposés du corps. Selon une autre variante de réalisation, les interfaces de fixation 17, 18 sont réalisées directement avec les boîtes collectrices en ce sens qu’elles viennent respectivement de matière d’une des boîtes collectrices du premier échangeur thermique 6, qui est alors réalisée par moulage d’une matière plastique. Dans tous les cas, les interfaces de fixation sont retenues fermement au corps 16. En remarque, les interfaces de fixation ne recouvrent pas le boîtier 19. Elles ne recouvrent pas non plus la surface utile du corps 16, c'est-à-dire la surface du corps 16 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal X et destinée à recevoir un flux d'air. Ainsi les interfaces de fixation ne réduisent pas la surface utile du corps 16. Elles ne réduisent pas non plus la surface utile d'un corps du deuxième échangeur thermique 9.
Les interfaces de fixation 17, 18 peuvent être au moins globalement identiques ou symétriques. Elles comprennent chacune un premier moyen de fixation 23 et un deuxième moyen de fixation 24. Le premier moyen de fixation 23 est agencé en haut de chaque interface de fixation 17, 18 et il coopère avec le bord supérieur 25 du cadre 13 du guide d'air 12. Le deuxième moyen de fixation 24 est agencé en bas de chaque interface de fixation 17, 18 et il coopère avec le barreau transversal 15 du guide d'air 12. Selon le mode de réalisation qui est présenté les moyens de fixation 23, 24 sont réalisés par des trous aptes à coopérer avec des vis de fixation 26. En variante, ces moyens de fixation pourraient être réalisés par exemple avec des clips.
Le deuxième échangeur thermique 9, non représenté, peut comprendre également un corps s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal et apte à être traversé par un flux d'air. Ce corps peut s'étendre alors sur toute la surface de l'ouverture principale 14. La surface utile du corps du deuxième échangeur thermique, c’est-à-dire la surface du corps du deuxième échangeur thermique qui reçoit un flux d'air (la surface perpendiculaire à l'axe longitudinal X), est plus importante que la surface utile du corps du premier échangeur thermique. Ainsi la totalité du flux d'air traversant le corps du premier échangeur thermique est passée au préalable au travers du corps du deuxième échangeur thermique. En revanche, une partie du flux d'air traversant le corps du deuxième échangeur thermique ne traverse pas le corps du premier échangeur thermique. Le deuxième échangeur thermique 9 peut être également fixé au guide d'air 12. La figure 5 illustre plus en détail une particularité du dispositif de refroidissement, notamment l'interface entre le boîtier 19 et le guide d'air 12. Le guide d'air 12 comprend une première chambre 27 dans laquelle est agencée le conduit d'entrée 21 , et une deuxième chambre 28 dans laquelle est agencée le conduit de sortie 22. Les deux chambres sont intégrées au cadre 13 du guide d'air 12, notamment au niveau d'une partie supérieure d'un bord latéral du cadre. Notamment, elles sont agencées dans un bord latéral du guide d'air en vis-à-vis du premier échangeur thermique 6. La première chambre 27 comprend des parois 29 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X. De même, la deuxième chambre comprend des parois 30 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X.
Les deux chambres 27, 28 sont positionnées côte-à-côte. Une paroi 31 est commune à la fois à la première chambre et à la deuxième chambre. La première chambre 27 et la deuxième chambre 28 isolent respectivement le conduit d'entrée 21 et le conduit de sortie 22 du boîtier 19. De plus, les parois 29, 30, 31 forment des nervures et participent ainsi à la rigidité globale du guide d'air 12.
Le guide d'air comprend une première fente 32 au travers de laquelle passe le conduit d'entrée. Cette fente 32 est agencée dans l'une des parois 29 formant la première chambre, notamment une paroi s'étendant perpendiculairement à l'axe dans lequel s'étend le conduit d'entrée. De même, le guide d'air comprend une deuxième fente 33 au travers de laquelle passe le conduit de sortie. Cette deuxième fente 33 est agencée dans l'une des parois 30 formant la deuxième chambre, notamment une paroi s'étendant perpendiculairement à l'axe dans lequel s'étend le conduit de sortie. La première fente 32 et la deuxième fente 33 sont également bien visibles sur la figure 6. Elles peuvent avoir une forme globalement identique. Les deux fentes 32, 33 peuvent déboucher vers l'arrière du guide d'air. Les deux fentes peuvent avoir une forme globalement en trou de serrure. Elles comprennent une portion étroite 34, débouchant vers l'arrière, et une portion plus large 35 au fond de la fente. Lorsque le premier échangeur thermique 6 est fixé au guide d'air 12, le conduit d'entrée et le conduit de sortie sont positionnés au fond de leur fente respective, dans les portions plus larges 35.
Le dispositif d'étanchéité comprend en outre un premier élément d'étanchéité 36 en matériau souple et/ou élastique, agencé à l'interface entre la première fente et le conduit d'entrée. De même, le dispositif d'étanchéité comprend un deuxième élément d'étanchéité 37 en matériau souple, agencé à l'interface entre la deuxième fente et le conduit de sortie. Le premier élément d'étanchéité et/ou le deuxième élément d'étanchéité peuvent être fabriqués par exemple en caoutchouc ou en mousse. Ils sont suffisamment souples pour se déformer et laisser passer les conduits d'entrée et de sortie le long des portions étroite 34 de chaque fente lors de l'assemblage du premier échangeur thermique au guide d'air. Les éléments d'étanchéité permettent de combler un jeu existant entre les bords de chaque fente 32, 33 et les conduits respectifs. Ils empêchent donc un flux d'air de s'échapper en passant par les fentes 32, 33. Le flux d'air demeure ainsi concentré vers le boîtier 19 et le corps 16. En variante, les fentes 32, 33 pourraient ne pas être équipées des éléments d'étanchéité 36, 37 si des fuites d'air au travers des fentes sont acceptables.
Lorsque le conduit d'entrée 21 est en place dans la première fente 32, il ne peut que faiblement bouger parallèlement à l'axe Z grâce à l'élasticité du premier élément d'étanchéité 36. Le positionnement du conduit d'entrée 21 dans la première fente 32 ne définit pas à lui seul la position du premier échangeur thermique 6 par rapport au guide d'air 12 suivant l'axe Z. La position du premier échangeur thermique 6 selon l'axe Z peut être définie par un appui du corps du thermostat, notamment sur l’axe de la vis en partie gauche supérieure. De même, lorsque le conduit de sortie 22 est en place dans la deuxième fente 33, il ne peut que faiblement, bouger parallèlement à l'axe transversal Y grâce à l'élasticité du deuxième élément d'étanchéité 37. Le positionnement du conduit de sortie 22 dans la deuxième fente 33 ne définit pas à lui seul donc la position du premier échangeur thermique 6 par rapport au guide d'air 12 suivant l'axe transversal Y. La position du premier échangeur thermique 6 selon l'axe Y peut être définie par un appui du corps du thermostat. La position suivant l'axe transversal Y peut être limitée de l’autre côté par le flan du clip élastique en partie haute du thermostat. Ainsi, les deux fentes 32, 33 ne constituent pas un moyen de positionnement du boîtier, mais servent à l’extraction des conduits d'entrée et de sortie vers les chambres d’air externes au guide air. Lorsque des dilatations se produisent sous l'effet de fortes températures, des déplacements relatifs entre l'échangeur thermique et le guide d'air sont possibles sans engendrer de contraintes mécaniques dans l'un ou l'autre de ces éléments, grâce aux trous de fixation oblongs pour l’ensemble des fixations par vis gauche et droite.
Par ailleurs, les deux fentes 32, 33 n'empêchent pas un mouvement de translation du premier échangeur thermique 6 par rapport au guide d'air 12 suivant l'axe longitudinal X. L'effort de réaction des portions étroites 34 sur les conduits 21 et 22 engendre une augmentation de l'effort nécessaire pour engager ou désengager le premier échangeur thermique 6 contre le guide d'air 12. La position du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air suivant l'axe longitudinal X est définie par la coopération des moyens de fixation 23, 24 avec le cadre du guide d'air et les vis de fixation 26.
Les figures 7 et 8 illustrent plus en détail l'interface entre le guide d'air et les moyens de fixation 23, 24. Selon le mode de réalisation présenté, les moyens de fixation 23, 24 sont réalisés par des trous oblongs 38. Les trous oblongs 38 ont la forme d'un ovale orienté parallèlement à l'axe transversal Y. Ils sont positionnés sensiblement en vis-à-vis d'un trou circulaire 39 prévue dans le guide d'air 12. L'utilisation de tels trous oblongs permet donc aux interfaces de fixation 17, 18 de se déplacer relativement au guide d'air parallèlement à l'axe transversal Y. Cela permet de compenser une certaine dispersion issue de la fabrication des composants du dispositif de refroidissement et/ou des déplacements relatifs liés à la dilatation thermique de composants du dispositif de refroidissement. Avantageusement, comme visible sur la figure 8, la hauteur des trous oblongs 38 en partie basse suivant l'axe Z peut également être supérieure au diamètre des trous circulaires 39 pour autoriser de la même manière un déplacement relatif entre l'échangeur thermique 6 et le guide d'air 12 suivant l'axe Z. En particulier, comme cela est bien visible sur la figure 8, la hauteur suivant l'axe Z du trou oblong d’axe Y positionné en bas des interfaces de fixation 17 et 18 est supérieure au diamètre du trou circulaire 39 dans le guide d'air. Cet artifice permet d'absorber les dispersions de fabrication et les allongements dus aux phénomènes de dilatation thermique. Le premier échangeur thermique 6 peut donc être fixé au guide d'air 12 avec un certain jeu parallèlement aux axes Y et Z. En remarque, l'épaisseur et/ou la rigidité des matériaux plastiques formant le guide d'air (notamment les parois supportant les fentes 32, 33) et les interfaces de fixation 17, 18 peuvent également conférer une certaine mobilité du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air. Les trous oblongs sont agencés dans des appendices 40 supérieurs et inférieurs de chaque interface de fixation 17, 18. Ces appendices peuvent avoir une forme globalement rectangulaire s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal X. L'appendice 40 supérieur de l'interface de fixation 18, voire également l'appendice 40 supérieur de l'interface de fixation 17, peut être surmonté d'un rebord 41 apte à prendre appui verticalement sur un bord du guide d'air afin de supporter le poids du corps 16 et à assurer un positionnement suivant l'axe Z. Ainsi, les vis de fixation 26 ne supportent pas le poids du corps 16 ni du boîtier 19 mais servent uniquement à la fixation longitudinale du premier échangeur thermique. De plus le rebord 41 peut aider à positionner le premier échangeur thermique 6 par rapport au guide d'air 12 lors de leur assemblage.
Avantageusement, les vis de fixation 26 sont des vis adaptées pour des matériaux tendres tels que du plastique. Comme visible sur la figure 9, les vis de fixation 26 peuvent comprendre une extrémité pointue et de larges filets pour bien s'enfoncer dans le matériau plastique formant le guide d'air. Le premier échangeur thermique est donc fixé au guide d'air sans degré de liberté relativement à l'axe longitudinal X.
Les figures 5, 10 et 11 illustrent une autre particularité du dispositif de refroidissement selon un mode de réalisation de l'invention. Le guide d'air comprend en outre un moyen d'appui 42 élastique exerçant un effort orienté vers le bas sur le boîtier 19 de sorte que le côté gauche du guide d’air sert de référence pour arrêter le refroidisseur dans son mouvement en Y, notamment vers la droite. Le moyen d'appui peut se présenter sous la forme d'une languette, ou lame, flexible, fabriquée dans le même matériau que celui formant le guide d'air 12. Le moyen d'appui 42 exerce un effort sur le boîtier 19 qui participe à sa bonne tenue contre le guide d'air 12 sans toutefois empêcher tout déplacement relatif entre le guide d'air et le premier échangeur thermique 6. En variante ou en complément, d'autres moyens d'appui équivalents pourraient être utilisés pour générer une contrainte sur le premier échangeur thermique parallèlement à l'axe transversal Y ou parallèlement à l'axe longitudinal X.
Pour la fabrication du dispositif de refroidissement 11 , on peut tout d'abord fabriquer un guide d'air 12. Celui-ci peut être par exemple fabriqué par injection plastique. Parallèlement, on peut fabriquer un premier échangeur thermique et un deuxième échangeur thermique. Pour fabriquer le premier échangeur thermique on peut assembler le boîtier 19 au corps 16 puis surmouler les deux bords latéraux du corps 16 pour former les deux interfaces de fixation. En variante, on pourrait préalablement surmouler les deux bords latéraux du corps 16 pour former les deux interfaces de fixation puis assembler le corps 16 au boîtier 19. Ensuite, on peut positionner le premier échangeur thermique 6 par rapport au guide d'air 12. Le premier échangeur thermique est inséré parallèlement à l'axe longitudinal X dans le guide d'air 12. Le bon positionnement du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air est obtenu en positionnant le boîtier 19 du premier échangeur thermique par rapport au guide d'air. Le boîtier 19 formant la partie du premier échangeur thermique la plus rigide, il est préférable de figer tout d'abord la position du boîtier 19 puis du corps 16 car le corps 16 pourra plus facilement se déformer légèrement pour ajuster sa position par rapport au guide d'air 12. Le bon positionnement du boîtier 19 par rapport au guide d'air peut être obtenu lorsque les conduits d'entrée 21 et le conduit de sortie 22 sont positionnés respectivement dans les portions plus larges 35 des fentes 32 et 33. Ce positionnement du boîtier 19 peut être obtenu lors des appuis en Y sur les flancs du thermostat et en Z en appui en bas du thermostat, de sorte que ce positionnement est immobilisé en attendant les vis, par la lame élastique située en partie haute contre le corps du thermostat. Il est primordial qu’il n’y ait pas d’effort transmis ou de frottement dans les conduits, car ils sont fixés par soudure aluminium - aluminium au boîtier et que leur épaisseur n’excède en général pas un millimètre. La présence du thermostat, pièce massive en aluminium a permis de ne pas faire porter d’avantage les contraintes de fixation sur les vis à matériaux tendres. Ensuite seulement, on peut visser les vis de fixation 26 au travers des trous oblongs 38 des interfaces de fixation 17, 18 et au travers des trous circulaires 39 du guide d'air 12, ce qui aura pour effet de figer la position du premier échangeur thermique suivant l'axe longitudinal X, mais aussi suivant l’axe vertical Z en partie haute côté gauche, voire suivant l’axe vertical Z en partie haute côté droit, en étant équipé d’un ergot de reprise d’effort de façon à ne faire travailler les vis que suivant l’axe longitudinal X.
Une fois que le premier échangeur thermique 6 est fixé au guide d'air 12, on peut fixer le guide air 12 sur le deuxième échangeur thermique 9. Avantageusement, le deuxième échangeur thermique peut être assemblé à la caisse par un moyen de filtration, notamment via des plots filtrants en partie haute et basse de cet échangeur. On peut éventuellement compléter le montage du dispositif de refroidissement 11 par la fixation d'autres périphériques, par exemple un ventilateur, contre un des échangeurs thermiques 6, 9 et/ou contre le guide d'air 12.
Selon une variante de réalisation, le premier échangeur thermique pourrait ne pas comprendre le boîtier 19. Les conduits d'entrée et de sorties seraient alors agencés directement sur l'une des deux boites collectrices. Dans ce cas, c'est la boîte collectrice portant le conduit d'entrée et de sortie qui positionnerait le guide d'air. Le dispositif de refroidissement est préférentiellement fixé à la caisse à l’aide par des plots filtrants en partie haute et basse.
Lorsque le dispositif de refroidissement 11 fonctionne, le flux d'air généré par le déplacement du véhicule 1 traverse successivement le premier échangeur thermique 6 puis le deuxième échangeur thermique 9, ou inversement. L'air refroidit de façon limitée le corps 19 qui est un corps massif en aluminium usinée de façon à recevoir l’ensemble des composants permettant d’ouvrir et fermer la circulation du liquide à travers du faisceau 16. Si des dilatations thermiques sont produisent sur l’ensemble des refroidisseurs 6 et 9, les positions relatives des échangeurs thermiques 6, 9 et du guide d'air peuvent varier sans créer de contrainte mécanique dans ces composants. L'efficacité du premier échangeur thermique est optimale car ses interfaces de fixation ne réduisent pas sa surface utile. Le flux d'air est guidé vers le corps de chacun des échangeurs thermiques ce qui permet de refroidir efficacement les fluides caloporteurs circulant à l'intérieur de ces corps.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de refroidissement (11) pour un véhicule (1) automobile, caractérisé en ce qu’il comprend : - un premier échangeur thermique (6) et
- un guide d'air (12) comprenant un cadre (13) entourant le premier échangeur thermique (6), le premier échangeur thermique (6) comprenant :
- un corps (16) apte à être traversé par un flux d'air et - une première interface de fixation (17) agencée le long d'un premier côté du corps (16),
- une deuxième interface de fixation (18) agencée le long d'un deuxième côté du corps (16), le deuxième coté étant opposé au premier côté, le premier échangeur thermique (6) étant fixé au guide d'air (12) par les deux interfaces de fixation (17, 18).
2. Dispositif de refroidissement (11 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première interface de fixation (17) comprend un matériau plastique surmoulé sur le premier côté du corps (16), et/ou en ce que la deuxième interface de fixation (18) comprend un matériau plastique surmoulé sur le deuxième côté du corps (16).
3. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier échangeur thermique
(6) comprend une première boîte collectrice le long du premier côté du corps (16) et une deuxième boîte collectrice le long du deuxième côté du corps (16), la première interface de fixation (17) étant surmoulée sur la première boîte collectrice et/ou la deuxième interface de fixation (18) étant surmoulée sur la deuxième boîte collectrice.
4. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (19) équipé d'un thermostat (20), d'un conduit d'entrée (21) et d'un conduit de sortie (22), le dispositif de refroidissement (11) comprenant un moyen de positionnement du boîtier (19) par rapport au guide d'air (12).
5. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier échangeur thermique
(6) comprend un conduit d'entrée (21) et un conduit de sortie (22), le conduit d'entrée (21) étant positionné dans une première fente (32) agencée dans une paroi du guide d'air (12), et/ou le conduit de sortie (22) étant positionné dans une deuxième fente (3) agencée dans une paroi du guide d'air (12).
Dispositif de refroidissement (11 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément d'étanchéité (36) en matériau souple, notamment en caoutchouc ou en mousse, le premier élément d'étanchéité (36) étant agencé à l'interface entre la première fente (32) et le conduit d'entrée (21), et/ou en ce qu'il comprend un deuxième élément d'étanchéité (37) en matériau souple, notamment en caoutchouc ou en mousse, le deuxième élément d'étanchéité étant agencé à l'interface entre la deuxième fente (33) et le conduit de sortie (22).
7. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier échangeur thermique (6) s'étend globalement dans un plan, le premier échangeur thermique (6) étant fixé en jeu au guide d'air (12) de sorte à pouvoir se déplacer parallèlement audit plan, et/ou le premier échangeur thermique (6) étant fixé au guide d'air (12) de sorte à être immobilisé perpendiculairement audit plan.
8. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- le guide d'air (12) comprend une ouverture centrale (14) et le premier échangeur thermique (6) comprend une largeur sensiblement égale à la largeur de l'ouverture centrale (14) et une hauteur strictement inférieure à la hauteur de l'ouverture centrale (14), et/ou caractérisé en ce que :
- le guide d'air comprend un barreau transversal (15) délimitant deux ouvertures (14A, 14B) distinctes du guide d'air, chacune des deux ouvertures étant apte à être traversée par un flux d'air, les deux interfaces de fixation (17, 18) du premier échangeur thermique (6) étant fixée au barreau transversal (15).
9. Dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un deuxième échangeur thermique (9) s'étendant sensiblement parallèlement au premier échangeur thermique (6), le guide d'air (12) épousant le contour du deuxième échangeur thermique (9).
10. Véhicule (1) automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications précédentes.
11. Procédé de fabrication d'un dispositif de refroidissement (11) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de positionnement du premier échangeur thermique (6) par rapport au guide d'air (12), le positionnement du premier échangeur thermique (6) par rapport au guide d'air (12) étant déterminé en positionnant un boîtier (19) du premier échangeur thermique (6) par rapport au guide d'air (12), le boîtier (19) étant équipé d'un thermostat (20) et/ou d'un conduit d'entrée (21 ) et/ou d'un conduit de sortie (22), puis
- une étape de fixation du premier échangeur thermique (6) au guide d'air (12) au moyen des deux interfaces de fixation (17, 18).
12. Procédé de fabrication d'un dispositif de refroidissement (11 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend ensuite une étape de fixation du guide air (12) sur un deuxième échangeur thermique (9).
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