FR2478806A1 - Radiateur pour moteurs a combustion interne de vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

RADIATEUR POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULES AUTOMOBILES, CONSTITUE PAR UN FAISCEAU DE TUBES DISPOSE ENTRE DEUX BOITES A EAU ET PAR DES AILETTES DE REFROIDISSEMENT DISPOSEES SUR CES TUBES PARALLELEMENT ENTRE ELLES ET S'ETENDANT DANS LA DIRECTION DE LA MARCHE, AU MOINS UNE PARTIE DES AILETTES DE REFROIDISSEMENT 11, A LEUR EXTREMITE TOURNEE VERS L'AVANT EN CONSIDERANT LA DIRECTION DE LA MARCHE SONT ASSOCIES DES VOLETS 12 QUI SONT MAINTENUS PAR UNE FORCE DE RESSORT DANS UNE POSITION INITIALE LEGEREMENT INCLINEE PAR RAPPORT AUX PLANS RESPECTIFS 13 DES AILETTES DE REFROIDISSEMENT 11, ET QUI PEUVENT PIVOTER SOUS L'ACTION DE LA PRESSION DYNAMIQUE DEVANT LES COTES FRONTAUX RESPECTIFS DES AILETTES DE REFROIDISSEMENT. APPLICATION A LA VENTILATION OPTIMALE DES RADIATEURS DE VEHICULES AUTOMOBILES A TOUTES LES VITESSES ET AVEC UNE REDUCTION CONSIDERABLE DE LA CONSOMMATION DE CARBURANT, EN PARTICULIER AUX GRANDES VITESSES.

Description

a présente invention concerne un radiateur -our moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, constitué par un faisceau de tubes disposé entre deux boites à eau et par des ailettes de refroidissement disposées sur ces tubes, parallèlement entre elles et étendant dans la direction de la marche.

Des radiateurs de ce type sont connus et sont incorporrés sous cette forme de construction pra tiqucIent dans tous les véhicules automobiles au voisi- nage de la partie avant de la carrosserie du véhicule.

En outre, il est prévu dans la carrosserie des ouvertures d'entrée d'air pour le radiateur, ouverture qui sont dimensionnées suffisamment largement pour qu'au ralenti ou lors d'une marche à faible vitesse à pleine charge, l'air nécessaire au refroidissement puisse être refoulé par le ventilateur du radiateur ou par une soufflante électrique. Des radiateurs conçus de cette manière sont en conséquence, en règle générale, surdimensionnés aux vitesses de marche relativement élevées car, dans ce cas, le fort vent relatif assure un grand débit d'air de refroidisserent.

Vertes, il est connu de modifier la section d'entre devant le radiateur, au moyen de volets pivotants, ou encore à l'aide de constructions de volet disposées à la manière d'une jalousie, en fonction de la température de l'eau de refroidissement ou encore manuellement (modèle d'utilité allemand N 14 05 732 ou brevet allemand N 70 01 29). Toutefois, dans les deux cas, il est uniquement prévu d'adapter la puissance de refroidissement au dégagement de chaleur du moteur, tandis qu'on part essentiellement du fait qugune souf flante à grand rendement capable d'assurer le débit d'air de refroidissement nécessaire n'est pas présente.

On connaît bien entendu également des ra diateurs à soufflante associée (voir par exemple la demande de brevet allemand publiée avant examen N 24 39 033), dans lesquels la roue de la soufflante est disposée dans un boîtier de déflection d'air destiné à favoriser l'effet d'aspiration et de refoulement d'air de la soufflante au ralenti ou aux faibles vitesses de marche. Toutefois, comme ces boîtiers conduisent, aux vitesses de marche élevées, à des coefficients de trai- née indésirables, il est prévu, dans les types de construction connus, de disposer sur le boîtier des volets pivotants, qui, aux vitesses de marche relativement élevées, s'ouvrent automatiquement sous l'action de la pression dynamique et permettent ainsi un débit d'air accru.Dans ce cas également, on part donc du fait que la puissance de refroidissement doit devenir plus grande aux vitesses de marche plus élevées.

Toutefois, comble décrit précédemment, le dinensionnem.ent de la réalisation du radiateur s'effectue en règle générale d'après l'état de fonctionnement critique correspondant au ralenti ou aux vitesses de marche réduites à pleine charge car, dans ce cas également, un refroidissement suffisant de l'eau de refroi dissertent du moteur doit être assuré. Un agrandissement de l'ouverture d'entrée d'air n'est par conséquent pas nécessaire dans ces types de construction Si l'on part du fait que la pression dynamique créée aux vitesses de marche élevées assure également une augmentation des vitesses de passage de l'air de refroidissement.

On s'efforce en outre, à l'époque actuelle, lors de la conception des véhicules automobiles, de ré- duire dans toute la mesure du possible, la ccnsommaticn de carburant ce qui peut etre assuré notamment par une réduction du coefficient de traînée de la carrosserie qui a pour conséquence que, notamment, aux vitesses de marche relativement élevées, on consomme moins de car burant.

En partant de la considération selon laquelle le coefficent de traînée peut également être abaissé en réduisant pour des ouvertures d'entrée d'air re@tant constantes, la quantité d'air qui traverse le radiateur car ainsi, les conditions de ventilation sur le côté avant de la carrosserie varient, l'invent- tion a nour objet d'agencer un radiateur de telle ma nière qu'aux vitesses de marche relativement élevées, la quantité d'air s 'écoulant à travers le radiateur soit réduite, de façon que le coefficient de traitée puisse être abaissé.

L'invention est en outre également basée sur le fait qu'à cet effet, le coefficient de traînée du dispositif de refroidissement aux vitesses de marche re nativement élevées peut être augmenté pour les raisons mentionnées ci-dessus sans qu'il en résulte un risque pour que seule une puissance de refroidissement insuffisante soit disponible, et l'invention réside en ce qu'en partant de ces considérations, à au moins une partie des ailettes de refroidissement, à l'extrémité tournée vers l'avant en considérant la direction de la marche, sont associés des volets qui sont maintenus par une force de ressort dans une position initiale légèrement inclinée par rapport aux plans des ailettes de refroidissement et qui peuvent pivoter sous l'action de la pression dy- namique devant le côté frontal des ailettes de refroi dissement.

Avec cet agencement, un dispositif influen- çant la ventilation est monté immédiatement devant le radiateur, dispositif qui se ferme automatiquement à partir d'une vitesse de marche déterminée, de manière à réduire la quantité d'air passant à travers le dispositif de refroidissement, moyennant quoi les conditions de ventilation de la carrosserie sont également modifiées de telle manière que le coefficient de traînée du véhicule est abaissé. Par conséquent, bien qu'on dispose d'une puissance de refroidissement suffisante, la consommation de carburant aux vitesses de marche élevées peut être réduite.

Dans les radiateurs à ailettes de refroidissement en matériau au moins en partie élastique, il est très avantageux que les volets soient fabriqués dans le même matériau que les ailettes de refroidissement et soient liés en partie intégrante à celles-ci par l'intermédiaire d'entretoises, notamment saillantes, de plus faible résistance a' la flexion. Cette conception présente des avantages au point de vue technique de fabrication car, simultanément à la fabrication du faisceau de tubes du radiateur, on peut également fier les volets de pression dynamique.Il est alors avantageux que les entretoises soient disposées entre deux bords de renforcement en forme de moulure car, alors, un axe de pivotement défini peut être réalisé pour les volets, ce qui, autrement, n'aurait été possible que par l'utilisation de charnières, ou analogues, relativement couteuses. Les entretoises elles-memes, qui jouent le rôle de charnières, peuvent être munies d'une manière simple de découpures sous la forme de poinçonnage de type rectangulaire, circulaire, ou oblong, qui affaiblissent la section droite dans cette zone de telle manière qu' après la réalisation de cette disposition, le mouvement de pivotement des volets soit déclenché à partir d'une vitesse de marche désirée. Bien entendu, il n'est pas nécessaire que toutes les ailettes de refroidissement soient munies de volets pivotants. Selon la grandeur des volets pivotants, l'espace subsistant entre les ailettes de refroidissement à volet pivotant peut être obturé. Enfin, afin que les volets, dans cette forme d'exécution, restent rigides en eux-mêmes et effectuent des mouvements de pivotement définis, les bords extrêmes libres des volets peuvent être réalisés sous la forme de nervures de renforcement repliées.

Bien entendu, il est également possible de fabriquer les volets en un matériau élastique et de les disposer sur les bords d'attaque des ailettes de refroidissement, moyennant quoi celles-ci peuvent être fabriquées en choisissant leur matCoeiau d'après les conditions de transmission de chaleur. Par exemple, les volets peuvent être fabriqués en acier à ressorts ou encorde en matière plastique plastique cu en caoutchouc.

Toutefois, si les volets eux-mêmes sont fabriqués en matière plastique ou en caoutchouc, alors il est santa- gueux de les insérer dans les espaces intermédiaires sur les bords a attaque de deux ailettes de refroidissement adjacente, tandis qu'ici également, une partie seulement des espaces intermédiaires entre les ailettes de refroidissement adjacentes ont besoin d'être garnis de volets.

lies volets peuvent alors être fixés d'une manière simple aux tubes du radiateur.

Pour éviter que les volets individuels soient déplacés de façon incontrôlée et indépendamment les uns des autres selon les dimensions déterminees par let'r pontage ou leur agencement et leurs tolérances à partir d'une vitesse de marche déterminée, il est avantageux que les bords avant libres des volets soient liés entre eux. On obtient ainsi un guidage parallèle irréprochable des volets.A cet effet, on peut former d'une manière très simple sur les bords avant des volets des pattes en forme de crochet qui sont engagées de façon articulée dans des ouvertures de lattes d'assemblage disposées perpendicalairem.ent aux volets. il est toutefois également possible de pratiquer les cuvertures au voisinage des bords avant des volets, o- vertures à travers lesquelles des éléments d'assemblage pour les volets sont engagés de manière articulée et sont maintenus.Ces éléments d'assemblage peuvent être des barres en matière plastique ou en fil métallique qui sont munies, au moins à distance.des bords avant des volets, d'éléments d'arrêt s'étendant radialement. il s'est révélé qu'on obtient une réalisation particulièrement simple si ces barres sont munies d'une pluralité de pointes s'étendant sensiblement radialement et qui s'accrochent de part et d'autre des ouvertures prévues dans les volets car, alors, lors de la fabrication, il n'est pas nécessaire de respecter des tolérances particulières quelconques et il suffit de pouvoir faire passer les barres appropriées à travers les ouvertures et d'ajuster les volets les uns par rapport aux autres avec un espacement et un parallélisme convenables.

Pour éviter, avec de telles réalisations de radiateur, dans des cas extrêmes, par exemple lorsque des températures extérieures très élevées règnent, une surchauffe du moteur qui pourrait se produire par suite de la fermeture des ouvertures de passage, on peut prévoir pour des raisons de sécurité que, par exemple lors du dépassement d'une température déterminée ou d'une température de l'huile du moteur, le mouvement d'ouverture des volets soit déclenché, ce qui est possible d'une manière connue en soi par l'intermédiaire de dispositifs de réglage appropriés commandés par des thernostats.

L'invention sera mieux comprise re de la description détaillée qui sut et à l'examen des dessins joints qui en représenter.t, à titre d'ee:::- ples non limitatifs, des formes d'exécution.

Sur ces dessins
- la figure I est une représentation schématique d'une coupe sensiblement à travers le milieu de la partie avant d'une carrosserie de véhicule automobile présentant une ouverture d'entrée d'air pour l'admission d'air de refroidissement et un radiateur dispos derrière cette ouverture d'entrée, radiateur qui, conforment à l'invention, est muni de volets qui se ferment sous l'action de la pression dyna- mique ;;
- la figure 2 représente la disposition de la figure 1 mais à une vitesse de marche élevée
- la figure 3 est une représentation de détail de la région avant du radiateur, en coupe verti- cale à travers le radiateur dans un plan parallèle à la direction de la marche
- la figure 4 est une vue de dessus d'une partie de l'ailette de refroidissement supérieure de la figure 3 avec le volet pivotant fixé a cette ailette
- la figure 5 est une coupe analogue à la figure 3 mais avec une forme d'exécution légèrement modifiée de la disposition des volets sur le radiateur
la figure 6 représente une autre variante de l'agencement des volets
- la figure 7 est une vue en coupe partielle à travers le bord avant de deux volets tels que repré- sentés, par exemple, sur les figures 3 ou 5 mais avec les volets lis entre eua sur leur bord avant par des lattes
- la figure 8 est une vue de dessus de la latte d'assemblage de la figure 7, et
- la figure 9 représente une autre forme d'exécution d'une possibilité d'assemblage des bords avant des volets disposés sur le côté frontal du radiateur.

Sur les figures 1 et 2, une ouverture 1 d'entrée d'air de refroidissement est prévue dans la région frontale de la carrosserie d'un véhicule automobile, ouverture qui est délimitée vers le bas par la cloison inférieure 2 du compartiment du moteur et vers le haut par le capot 3, tandis que le capot 3 forme la limite supérieure 4 d'un passage d'admission et tandis que la limite inférieure de l'ouverture d'entrée 1 est forme par une traverse 5 portant un pare-chocs 6. il va de soi que des parois de limitation transversales sont prévues sur la carrosEerie mais ces parois ne sont pas représentées.Derrière l'ouverture d'entrée 1 est prévu un radiateur 7 comportant une boîte à eau supé- rieure 8 et une bcîte à eau inférieure 9 assemblées entre elles d'une manière connue par des tubes 10, non représentés sur les figures 1 et 2 mais qui sont visibles sur les figures 3, 4, 5 et 6. Eglament d'une manière connue, des ailettes de refroidissement Il, réalisées sous la forme de tôles s'étendant sensiblement horizontalement, éventuellement complétées par des tôles in termédiaires ondulées, sont prévues sur les tubes 10, lesdites ailettes s'étendant parallèlement et formant entre elles des passages d'écoulement de l'air de refroidissement qui, en tant que milieu d'échange de chaleur, absorbe la chaleur de l'eau de refroidissement du moteur cédée par les tubes 10 par l'intermédiaire des ailettes de refroidissement Il. Comme représente de façon détaillée sur les figures 3 et 4 ou 5 et 6, des volets 12 sont associés aux bords avant d'au moins une partie des ailettes de refroidissement, volets qui, comme durit plus loin de façon détaillée, sont maintenus par une force de ressort dans leur position représentée sur la figure 1, dans laquelle ils font un petit angle α avec un plan horizontal 13 s'étendant dans la direction de la marche.Les volets 12 @e se trouvent dans la position représentée sur la figure 1 que lorsque la vitesse de ventilation dans le sens des flèches 14 est e- lativement petite. Aux vitesses de marche relativement élev es, en particulier seulement à partir d'use vitesse De marche relativement élevée déterminée qui peut, par exemple, être comprise entre 80 et go km à l'heure, les forces exercées par la pression dynamique sur les volets 1 deviennent suffisamment grandes pour que les forces antagonistes élastiques auxquelles les vo lets 12 sont soumis à leur état initial soient trop faibles pour maintenir les volets dans la position re pr@sentée sur la figure 1. Les volets prennent en con sé@uence la position représ@ntée sur la figure 2, dans laquelle ils sont inclinés d'un angle a considérable- ment plus grand par rapport à un plan horizontal.Selon la grandeur de la pression dynamique et, par conséquent, selon la vitesse de la marche, la position des volets 12, qui est déterminée exclusivement par l'équilibre entre les forces de ressort et la pression dynamique, est dans chaque cas différente.A mesure que l'angle a augmente, il se produit par conséquent, par suite de l'élévation de la résistance au passage de l'air a' travers le radiateur 7, une réduction de plus en plus importante de la quantité d'air passant à travers l'ouverture d'entrée 1, de sorte que, par suite de cet effet d'arrêt partiel, une fraction de plus en plus grande ae L'air affluant dans le sens des flèches 14 est déviée autour et à l'extérieur de la carrosserie en passant devant l'ouverture d'entrée d'air 1. Cet effet produit un abaissement du coefficient de traînée de la carrosserie et peut être utilisé pour réduire la consommation de carburant aux vitesses de marche relativement élevées.

Pour entrer dans les détails, ce résultat peut être obtenu comme il ressort, par exemple, des figures 3 et 4, en munissant les bords d'attaque 11a des ailettes de refroidissement 11, ou seulement les bords d'attaque d'une partie de ces ailettes, de deux bords de renforcement en forme de moulure 15 et 16 qui forment entre elles une entretoise bombée 17 qui, comme il ressort de la figure 4, peut présenter des découpures 18 en forme de rectangles, de fentes longitudinales, ou de cercles.La section droite des entretoises 17 peut être affaiblie par ces poinçonnages dans une mesure telle que lorsqu'une force déterminée est exercée sur les volets 12, cette section ne résiste plus à cette force, de sorte que les volets 12 sont amenés par pi pivotement chacun dans la position 12' représentée en trait interrompu, comme déjà exposé à propos des figures 1 et 2. Pour assurer que les volets 12 sont en eux-mêmes rigides et présentent des surfaces d'attaque définies pour l'écoulement d'air, ces volets sont munis eux-r!1êmes sur leurs bords avant respectifs une fois encore de moulures de renforcement 19 ou analogues.

La figure 5 représente une forme d'exécution analogue à la figure 4, à cela près que, dans cette variante, les entretoises 20 ne sont pas bombes mais sont réalisées sous une forme rectiligne, tandis que les renforcements en forme de moulure 15 et 16 sont. arrondies. En outre, la figure 5 montre que toutes les ailettes de refroidissement 11 n'ont pas besoin d'être munies de tels volets 12 mais qu'il peut suffire de cu- nir d'un volet une ailette de refroidisse:rnt sur trois, ce nombre dépendant du choix de la fflrandeur de la distance a entre les ailettes Il et de la lon.rueur 1 d'uB volet 12.

La figure 6 représente une autre forme d'exécution, dans laquelle les bords d'attaque 11a des ailettes de refroidissement Il sont seulement légère ment repliés, et dans laquelle, dans les espaces intermédiaires entre deux ailettes de refroidissement 11 adjacentes, est inséré un matériau plat élastique 21, par exemple en matière plastique, qui est maintenu sur les tubes 10 et qui, grâce au repliement des bords d'attaque lia, reste disposé de façon inclinée sous l'angle précédemment mentionné par rapport à la direction de ventilation 14.La partie du matériau synthétique 21 faisant saillie à l'extérieur au-delà des ailet@es de refroidissement Il forme par conséquent les volets 12 pouvant céder élastiquement qui, de la manière re précédemment décrite, peuvent être amenés, aux vitesses de marche relativement élevées à la position 12t représentées en trait interrompus
Dans toutes les formes d'exécution, il est avantageux que la distance b des bords d'attaque des volets 12 reste constante, quelle que soit la position angulaire des volets 12 par rapport à la direction de ventilation 14, afin que la quantité d'air passant entre deux volets 12 quelconques soit la même, quelle que soit a position des volets, entre tous les volets et, par conséquent, également entre toutes les ailettes de refroidissement 11.

On peut avantageusement obtenir ce résultat, par exemple en formant, comme représenté sur les figures 7 et 8, , des pattes 22 en forme de crochet sur les bords avant des voles 12, pattes qui sont engagées à travers des ouvertures correspondantes 23 de lattes de guidage 24 disposées perpendiculairement aux volets 12 et également perpendiculairement aux plans dans lesquels les ailettes de refroidissement Il sont disposées.Si, dans cette forme d'exécution, les volets 12 pivotent sous l'effet de la pression dynamique, on est toujours assuré que toutes les sections droites entre les volets individuels varient dans la même mesure, de sorte que la ventilation totale du radiateur sur la surface de celui-ci reste toujours de même importance, même si la quantité d'air passant à travers le radiateur est réduite.

La figure 9 représente une autre forme d'exécution d'une telle possibilité d'assemblage des bords avant des volets 12. Dans cette variante, des ouvertures 25 alignées entre elles sont prévues au voisinage des bords avant 12a respectifs des volets 12, ouvertures à travers lesquelles une barre en matière plastique 26 est enfilée, barre qui est munie d'une pluralité de pointes 27 faisant saillie sensiblement radialement et qui, après l'enfilage de la barre 26, s'accrochent sur les côtés supérieur et inférieur des ouvertures 25 et assurent ainsi l'assemblage articulé désiré des volets 12o Des barres en matière plastique 26 avec de telles pointes en saillie sont très faciles à fabriquer d'une manière connue en soi.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1) 'Radiateur pour moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, constitué par un faisceau de tubes disposé entre deux boîtes à eau et par des ailettes de refroidissement disposées sur ces tubes parallèlement entre elles et s'étendant dans la direction de la marche, ledit radiateur étant caractérisé en ce qu'à au moins une partie des ailettes de refroidissement (11), à leur extrémité (11a) tournée vers l'avant en considerant la direction de la marche sont associés des volets (12) qui sont maintenus par une force de ressort dans une position initiale légè rement inclinée par rapport aux plans respectifs (13) des ailettes de refroidissement (11), et qui peuvent pivoter sous l'action de la pression dynamique devant les ces frontaux resnectifs des ailettes de refroi- dissement.

2) Radiateur à ailettes de refroidissement en matériau au moins partiellement élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les volets (12) sont faits du même matériau que les ailettes de refroidisser.ent (11) et sont assemblés d'une seule pièce avec les ailettes de refroidissement (11) par lein- ternédiaire d'entretoises (17), par exemple saillantes, de plus faible résistance a la flexion.

3) Radiateur suivant l'une des revendica tions n et 2, caractérisé en ce que les entretoises (17) sont disposées entre deux bords de renforcement (15, 16) en forme de moulure.

4) Radiateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les entretoises (17) présentent des découpures (18) sous la forme de poinçonnages ou analogues

5) Radiateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bords extrêmes libres (12a) des volets (12) sont réalisés sous la forme de nervures de renforcement repliées (19).

6) Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les volets (12) sont en un matériau élastique et sont fixés aux bords d'attaque (lita) des ailettes de refroidissement (11).

7) Radiateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les volets (12) sont en un matériau élastique (21) et sont insérés dans les espaces intermédiaires sur les bords d'attaque (lita) de deux ailettes de refroidissement (11) adjacentes.

8) Radiateur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une partie seulement des espaces intermédiaires entre les ailettes de refroidissement (11 adjacentes sont garnis de volets (12).

9) Radiateur suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les volets (12) sont en matière plastique ou en élastomères et sont fixés sur les tubes (10) du radiateur.

10) Radiateur suivant la revendication 1, caractérise en ce que les bords avant libres (12a) des volets (1L) sont assemblés entre eux.

11) Radiateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, sur les bords avant respectifs (12a) des volets (12), sont fcrmves des pattes en forme de crochet (22) engagées de façon articule dans des ouvertures (23) de lattes d'assemblage (c4) qui sont disposées perpendiculairement aux volets ('2).

12) 'Radiateur suivant la revendication 10, caractrisé er ce que, dans la région des bords avant (12a) respectifs des volets (12), sont pratiquées des ouvertures (25) à travers lesquelles les éléments d'assemblage (26) des volets (12) sont engagés de façon articulée et sont maintenus.

13) Radiateur suivant la revendication 12, caract@risé en ce que les éléments d'assemblage sont des barres (26) en matière plastique ou en fil métalli- que qui, au moins à distance des bords avant (12a) des volets (12) sont munies d'éléments d'arrêt faisant saillie radialement.

14) Radiateur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les barres (26) sont munies d'une pluralité de pointes (27) faisant saillie sensiblement radialement, oui s'accrochent de part et d'autre des ouvertures (25) des volets (12).

15) Radiateur suivant l'une des revendicatison 1 à 14, caractérisé en ce que des dispositifs de réglage de sécurité sont liés aux volets (12), dispositifs qui, lorsqu'une temparature déterminée du moteur est dépassée, assurent le mouvement d'ouverture des volets.