FR2873799A1

FR2873799A1 - Heat exchanger for overfed internal combustion engine, has intermediate distribution case with inlet opening communicating with outlets that are respectively connected to inlets of tubes in corresponding sections

Info

Publication number: FR2873799A1
Application number: FR0408509A
Authority: FR
Inventors: Jean Yves Rohellec
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-03

Abstract

The exchanger has a bundle (20) of horizontal tubes comprising a section (P1), a section (P2), and an intermediate distribution case. The sections (P1, P2) have a series of tubes (T1, T2) provided with turbulators (26) and comprising inlets and outlets (S1, S2) for inner air flow. The case has an inlet opening (OE) communicating with outlets (SP1, SP2) that are respectively connected to the inlets.

Description

"Echangeur thermique à faisceau tubulaire double,"Double tube heat exchanger,

notamment pour un moteur à combustion interne suralimenté" L'invention concerne un échangeur thermique à faisceau tubulaire, notamment destiné à refroidir l'air de suralimentation dans un moteur à combustion interne suralimenté de véhicule automobile. The invention relates to a tubular heat exchanger, in particular for cooling the charge air in a supercharged internal combustion engine of a motor vehicle.

L'invention concerne plus particulièrement un échangeur thermique, notamment du type air-air, pour un moteur à combustion interne suralimenté, du type comportant au moins un io premier collecteur et un second collecteur qui sont reliés transversalement par un faisceau de tubes horizontaux dans lesquels circule un flux intérieur d'air à refroidir par un flux de fluide de refroidissement circulant à l'extérieur du faisceau de tubes. The invention more particularly relates to a heat exchanger, in particular of the air-air type, for a supercharged internal combustion engine, of the type comprising at least one first manifold and a second manifold which are connected transversely by a bundle of horizontal tubes in which circulates an internal air flow to be cooled by a coolant flow flowing outside the tube bundle.

Dans les moteurs à combustion interne suralimentés, il est connu d'utiliser des dispositifs de refroidissement ou "refroidisseurs", tels qu'un échangeur thermique ou de chaleur, pour refroidir l'air de suralimentation afin de réduire la charge thermique du moteur, la température des gaz d'échappement, et par conséquent les émissions de NOx et la consommation de carburant. In supercharged internal combustion engines, it is known to use cooling devices or "coolers", such as a heat exchanger or heat exchanger, to cool the charge air in order to reduce the thermal load of the engine, the Exhaust gas temperature, and therefore NOx emissions and fuel consumption.

L'air de suralimentation peut essentiellement être refroidi de deux façons, à savoir soit par le liquide de refroidissement du moteur, soit par l'air ambiant extérieur. The charge air can essentially be cooled in two ways, either by the engine coolant or by the ambient air outside.

Dans le cas du refroidissement par eau, la position de montage du refroidisseur typiquement un échangeur du type air-eau peut être choisie librement, ce qui est très avantageux vu l'extrême compacité des refroidisseurs refroidis par eau. Néanmoins, il n'est pas possible d'abaisser la température de l'air de suralimentation à la valeur souhaitée qui est généralement en dessous de celle du liquide de refroidissement. In the case of water cooling, the mounting position of the chiller typically an air-water type exchanger can be chosen freely, which is very advantageous given the extreme compactness of chillers cooled by water. Nevertheless, it is not possible to lower the temperature of the charge air to the desired value which is generally below that of the coolant.

C'est la raison pour laquelle, les véhicules automobiles comportant des moteurs à combustion interne suralimentés ou turbocompressés sont presque exclusivement équipés de refroidisseurs d'air de suralimentation refroidis par air, généralement au moins un échangeur thermique du type air-air. For this reason, motor vehicles with supercharged or turbocharged internal combustion engines are almost exclusively equipped with air-cooled charge air coolers, generally at least one air-to-air type heat exchanger.

Le document US-A-4.702.079 décrit un exemple d'échangeur thermique du type air-air qui, comme on peut notamment le voir sur la figure 2 de ce document, est le plus souvent monté à l'avant du véhicule de manière à être ventilé par la pression dynamique de l'air extérieur lorsque le véhicule se déplace. Document US-A-4,702,079 describes an example of an air-to-air type heat exchanger which, as can be seen in particular in FIG. 2 of this document, is most often mounted at the front of the vehicle in such a way that to be ventilated by the dynamic pressure of the outside air when the vehicle is moving.

Bien entendu, l'échangeur air-air peut aussi être placé à un io autre endroit du compartiment moteur du véhicule, mais il doit alors être ventilé au moyen d'une soufflante séparée, telle qu'un groupe motoventilateur. Une telle solution est donc rarement mise en oeuvre pour des raisons de coûts, de poids et d'encombrement. Of course, the air-to-air heat exchanger can also be placed at another location in the engine compartment of the vehicle, but it must then be ventilated by means of a separate blower, such as a fan assembly. Such a solution is therefore rarely implemented for reasons of cost, weight and bulk.

Dans le cas d'une implantation de l'échangeur à l'avant du véhicule, il est aussi nécessaire de prendre en considération d'autres contraintes, plus particulièrement des contraintes relatives à la sécurité telles que le respect des normes relatives au choc avec un piéton. In the case of an implantation of the exchanger at the front of the vehicle, it is also necessary to take into consideration other constraints, more particularly safety constraints such as compliance with the standards relating to impact with a vehicle. pedestrian.

Ainsi, l'échangeur air-air est généralement placé devant le radiateur d'eau avec l'avantage de toujours avoir un refroidissement, suffisant à petite vitesse du fait de la présence du ventilateur du radiateur d'eau. Thus, the air-air heat exchanger is generally placed in front of the water radiator with the advantage of always having sufficient cooling at low speed because of the presence of the water radiator fan.

Cependant, une telle implantation présente en contrepartie le risque d'entraver la circulation et l'arrivée de l'air extérieur de refroidissement et l'inconvénient de "préchauffer" l'air de refroidissement, et donc de devoir surdimensionner le radiateur d'eau. However, such an arrangement has the counterpart the risk of impeding the circulation and the arrival of outside air cooling and the disadvantage of "preheating" the cooling air, and therefore having to oversize the water radiator .

Afin de remédier à ces inconvénients, on recherche notamment des solutions permettant d'implanter les échangeurs (ou refroidisseurs) d'air de suralimentation au dessus ou au dessous du radiateur d'eau. In order to overcome these drawbacks, solutions are particularly sought to locate the charge air exchangers (or coolers) above or below the water radiator.

Néanmoins, une telle implantation nécessite d'utiliser, en particulier pour des raisons d'encombrement, un échangeur thermique présentant des dimensions en longueur, en largeur et en hauteur appropriées, c'est-àdire un échangeur globalement en forme de "barre" dont le faisceau de tubes soit de grande longueur par comparaison à ses largeur et hauteur respectives. However, such an implementation requires the use, particularly for reasons of space, of a heat exchanger having dimensions in length, width and height appropriate, that is to say a generally "bar" -shaped exchanger of which the bundle of tubes is of great length compared to its respective width and height.

Dans un échangeur thermique, plus la longueur des tubes du faisceau parcourus par le flux d'air de suralimentation est importante pour un même nombre de tubes, plus la perte de charge augmente. In a heat exchanger, the greater the length of the tubes of the bundle traversed by the supercharging air flow is important for the same number of tubes, the greater the pressure loss increases.

De plus, les tubes du faisceau comportent généralement des moyens tels que des "turbulateurs" ainsi appelés parce qu'ils io provoquent un écoulement de l'air à refroidir de type turbulent ou non laminaire et cela afin d'accroître les échanges thermiques entre l'air à refroidir et le fluide de refroidissement. In addition, the tubes of the bundle generally comprise means such as "turbulators" so called because they cause a flow of air to be cooled turbulent or non-laminar type and to increase the heat exchange between the air to cool and the coolant.

Ainsi, l'importance des pertes de charge dans de tels échangeurs a jusqu'à présent compromis leur utilisation dans des applications de refroidissement de l'air de suralimentation d'un moteur à combustion interne. Thus, the importance of the pressure drop in such exchangers has so far compromised their use in charge air cooling applications of an internal combustion engine.

Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose un échangeur thermique, notamment du type air-air, dont la perte de charge interne est particulièrement réduite. To overcome these drawbacks, the invention proposes a heat exchanger, in particular of the air-air type, whose internal pressure drop is particularly reduced.

Dans ce but, l'invention propose un échangeur thermique du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le faisceau de tubes comporte au moins: - une première partie comportant au moins une série de tubes avec turbulateurs munie respectivement d'une entrée et 25 d'une sortie du flux intérieur d'air à refroidir, - une seconde partie comportant au moins une série de tubes avec turbulateurs munie respectivement d'une entrée et d'une sortie du flux intérieur d'air à refroidir, - et une boîte de répartition comportant un orifice d'entrée du flux intérieur d'air qui communique avec une première sortie et une deuxième sortie, les première et deuxième sorties étant respectivement raccordées aux entrées des séries de tubes des première et seconde parties. For this purpose, the invention proposes a heat exchanger of the type described above, characterized in that the bundle of tubes comprises at least: a first part comprising at least one series of tubes with turbulators respectively provided with an inlet and 25 an outlet of the internal air flow to be cooled, - a second part comprising at least one series of tubes with turbulators respectively provided with an inlet and an outlet of the internal air flow to be cooled, and a box of distribution comprising an inlet opening of the inner air flow which communicates with a first outlet and a second outlet, the first and second outlets being respectively connected to the inlets of the series of tubes of the first and second parts.

Avantageusement, l'échangeur thermique selon l'invention présente, à capacité de refroidissement et à perte de charge équivalentes par rapport aux échangeurs de l'état de la technique, un encombrement réduit permettant notamment de l'implanter en s dessous du radiateur d'eau du moteur. Advantageously, the heat exchanger according to the invention has, with equivalent cooling capacity and pressure drop compared to exchangers of the state of the art, a reduced bulk allowing in particular to implant it below the radiator. engine water.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les sorties des séries de tubes des première et seconde parties débouchent respectivement dans le premier collecteur et dans le second collecteur; io - la boîte de répartition constitue une boîte à air d'entrée du flux d'air intérieur et le premier collecteur et le second collecteur constituent une première et une deuxième boîtes à air de sortie du flux d'air intérieur qui comportent respectivement un premier orifice de sortie et un deuxième orifice de sortie; - la section totale de passage de la série de tubes avec turbulateurs de la première partie est globalement équivalente à la section totale de passage de la série de tubes avec turbulateurs de la seconde partie; - l'échangeur comporte au moins un passage de circulation du flux de fluide de refroidissement entre au moins une partie des tubes des séries de tubes munis de turbulateurs de la première partie et/ou de la seconde partie; - les tubes munis de turbulateurs des séries des première et seconde parties présentent, suivant un plan de coupe vertical, une section longitudinale parallélépipédique, notamment rectangulaire; le fluide de refroidissement du flux intérieur d'air est constitué par un flux extérieur d'air, tel qu'un flux d'air résultant de la pression dynamique de l'air provoqué par le déplacement du véhicule et/ou par un groupe moto-ventilateur; - l'échangeur présente transversalement une forme générale oblongue de manière à permettre son implantation au dessus ou en dessous du radiateur de refroidissement du moteur - l'échangeur est globalement de forme parallélépipédique-rectangle. According to other features of the invention: the outputs of the series of tubes of the first and second parts respectively open into the first collector and into the second collector; the distribution box constitutes an inlet air box of the interior air flow and the first collector and the second collector constitute a first and a second air boxes for the outlet of the interior air flow, which comprise respectively a first outlet port and a second outlet port; the total passage section of the series of tubes with turbulators of the first part is generally equivalent to the total cross section of the series of tubes with turbulators of the second part; - The exchanger comprises at least one flow passage of the cooling fluid flow between at least a portion of the tubes of the series of tubes with turbulators of the first part and / or the second part; - Tubes turbulators of the series of the first and second parts have, in a vertical sectional plane, a longitudinal parallelepipedal section, including rectangular; the cooling fluid of the internal air flow is constituted by an external flow of air, such as a flow of air resulting from the dynamic pressure of the air caused by the movement of the vehicle and / or by a motorcycle group -fan; - The exchanger has a generally oblong transverse shape so as to allow its implementation above or below the engine cooling radiator - the exchanger is generally rectangular parallelepiped-shaped.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue partielle de côté de la partie avant d'un véhicule dans laquelle on a représenté schématiquement l'implantation du moteur à combustion interne, io du radiateur de refroidissement et de l'échangeur thermique conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue de face de l'échangeur thermique selon l'invention agencé en dessous du radiateur de refroidissement du moteur; - la figure 3 est une vue de dessus de l'échangeur thermique selon l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe transversale et verticale de l'échangeur thermique selon le plan IV-IV correspondant indiqué à la figure 3, qui illustre un exemple de réalisation des séries de tubes avec et sans turbulateurs respectivement dans chacune des première et seconde parties; - les figures 5 et 6 sont respectivement des vues en coupe longitudinale et verticale de la première partie et de la seconde partie selon les plans de coupe verticaux V-V et VI-VI correspondants indiqués sur la figure 3; - la figure 7 est une vue en coupe transversale et horizontale de la boîte de répartition selon le plan de coupe VII-VII. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended figures among which: - Figure 1 is a partial side view of the front part of a vehicle in which is shown schematically the implementation of the internal combustion engine, the cooling radiator and the heat exchanger according to the teachings of the invention; - Figure 2 is a front view of the heat exchanger according to the invention arranged below the engine cooling radiator; FIG. 3 is a view from above of the heat exchanger according to the invention; FIG. 4 is a cross-sectional and vertical sectional view of the heat exchanger along the corresponding IV-IV plane indicated in FIG. 3, which illustrates an exemplary embodiment of the series of tubes with and without turbulators respectively in each of the first and second second parties; - Figures 5 and 6 are respectively longitudinal and vertical sectional views of the first portion and the second portion according to the corresponding vertical sectional planes V-V and VI-VI shown in Figure 3; - Figure 7 is a cross-sectional and horizontal sectional view of the distribution box according to the section plane VII-VII.

Par convention, on utilisera à titre non limitatif dans la description et les revendications les termes "inférieur" ou "supérieur" et les directions "longitudinale", "transversale" ou "verticale" pour désigner respectivement des éléments ou des positions selon les définitions données dans la description et selon le trièdre (L, V, T) représenté sur les figures. By convention, the terms "lower" or "upper" and "longitudinal", "transverse" or "vertical" directions will be used in a nonlimiting manner to designate elements or positions respectively according to the given definitions. in the description and according to the trihedron (L, V, T) shown in the figures.

On a représenté schématiquement à la figure 1, la partie avant d'un véhicule automobile 10 comportant un groupe motopropulseur à moteur à combustion interne 12, qui est ici du type suralimenté. FIG. 1 shows diagrammatically the front part of a motor vehicle 10 comprising a power unit with an internal combustion engine 12, which is here of the supercharged type.

De manière connue, un tel moteur suralimenté 12 comporte un circuit d'admission, un circuit d'échappement et un turbocompresseur (non représentés) qui comprend un io compresseur pour mettre sous pression de l'air frais atmosphérique et une turbine pour fournir l'énergie mécanique nécessaire à l'entraînement du compresseur. In known manner, such a supercharged engine 12 comprises an intake circuit, an exhaust circuit and a turbocharger (not shown) which comprises a compressor for pressurizing atmospheric fresh air and a turbine to supply the engine. mechanical energy needed to drive the compressor.

On rappellera succinctement que, lors du fonctionnement du moteur 12, l'air frais provenant de l'atmosphère est admis dans un partie d'entrée du circuit d'admission, après avoir traversé le filtre à air destiné à retenir les particules présentes dans l'air frais et qu'il est alors aspiré, puis comprimé par le compresseur. It will be briefly recalled that, during the operation of the engine 12, the fresh air from the atmosphere is admitted into an inlet portion of the intake circuit, after passing through the air filter for retaining the particles present in the air. fresh air and that it is then sucked, then compressed by the compressor.

La compression de l'air provoque son échauffement de sorte qu'il est nécessaire que l'air frais comprimé, dit de suralimentation, soit ensuite refroidi avant de parvenir au collecteur d'admission et d'alimenter cycliquement les cylindres selon une fréquence qui est fonction du régime du moteur 12. The compression of the air causes its heating so that it is necessary that the compressed fresh air, called supercharging, is then cooled before reaching the intake manifold and cyclically feed the cylinders at a frequency that is engine speed function 12.

Le circuit d'admission comporte par conséquent un dispositif de refroidissement, encore appelé refroidisseur, lequel consiste généralement comme expliqué précédemment en un échangeur thermique 14 que traverse un fluide caloporteur de refroidissement de manière à refroidir le flux intérieur d'air Fi de suralimentation venant du compresseur. The intake circuit therefore comprises a cooling device, also known as a cooler, which generally consists, as previously explained, in a heat exchanger 14 through which a cooling coolant fluid passes so as to cool the internal air flow Fi of supercharging coming from the compressor.

Après la combustion, les gaz d'échappement sous pression sont rejetés, par l'intermédiaire d'un collecteur d'échappement (non représenté), dans une conduite d'échappement (non représentée) qui alimente sélectivement la turbine du turbocompresseur avant que ces gaz ne soient rejetés dans l'atmosphère. After combustion, the pressurized exhaust gas is discharged via an exhaust manifold (not shown) into an exhaust duct (not shown) which selectively powers the turbine of the turbocharger before these exhaust gases are exhausted. gases are released into the atmosphere.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures, l'échangeur thermique 14 est un échangeur du type air-air de sorte que le fluide de refroidissement est constitué par un flux extérieur d'air Fe. In the embodiment illustrated in the figures, the heat exchanger 14 is an air-air type exchanger so that the cooling fluid is constituted by an external air flow Fe.

Comme on peut le voir sur la figure 1, le flux extérieur d'air Fe correspond notamment au flux d'air résultant de la pression dynamique de l'air provoqué par le déplacement du véhicule. As can be seen in Figure 1, the external air flow Fe corresponds in particular to the air flow resulting from the dynamic pressure of the air caused by the movement of the vehicle.

Le flux extérieur d'air Fe est ici représenté schématiquement par des flèches à hampe ondulée de manière à les distinguer des autres flèches que comportent les figures, notamment des flèches à hampe rectiligne représentant schématiquement le flux intérieur d'air Fi. The external air flow Fe is here schematically represented by arrows with a corrugated shaft so as to distinguish them from the other arrows in the figures, in particular arrows with a straight shaft schematically representing the internal air flow Fi.

On notera que les dimensions de l'échangeur thermique 14, c'est à dire sa largeur ou profondeur (I), sa hauteur (h) et sa longueur (L), correspondent ici respectivement à ses dimensions selon les directions longitudinale, verticale et transversale du trièdre (L, V, T). It will be noted that the dimensions of the heat exchanger 14, ie its width or depth (I), its height (h) and its length (L), respectively correspond to its dimensions in the longitudinal, vertical and cross-section of the trihedron (L, V, T).

L'échangeur thermique 14 comporte un premier collecteur 16 et un second collecteur 18 qui sont reliés transversalement par un faisceau 20 de tubes dans lesquels circule le flux intérieur d'air Fi à refroidir par le flux extérieur d'air Fe de refroidissement circulant à l'extérieur des tubes du faisceau 20. The heat exchanger 14 comprises a first collector 16 and a second collector 18 which are connected transversely by a bundle 20 of tubes in which the internal flow of air Fi circulates to be cooled by the external flow of air Fe of cooling circulating at the same time. outside the tubes of the bundle 20.

L'échangeur thermique 14 a sensiblement une forme de "barre", c'est-àdire qu'il présente transversalement une forme générale oblongue, ici globalement parallélépipédique-rectangle. Un tel échangeur thermique 14 est donc avantageusement susceptible d'être implanté en dessous du radiateur de refroidissement 22 du circuit de refroidissement du moteur 12, comme cela est illustré sur les figures 1 et 2. The heat exchanger 14 has substantially a shape of "bar", that is to say it has a generally oblong transverse shape, here generally parallelepiped-rectangle. Such a heat exchanger 14 is therefore advantageously capable of being implanted below the cooling radiator 22 of the engine cooling circuit 12, as illustrated in FIGS. 1 and 2.

En variante, l'échangeur thermique 14 est implanté au dessus du radiateur de refroidissement 22 du circuit de refroidissement du moteur 12. Alternatively, the heat exchanger 14 is located above the cooling radiator 22 of the engine cooling circuit 12.

Une telle implantation est désormais rendue possible avec un échangeur thermique 14 réalisé conformément à l'invention qui permet notamment de réduire la perte de charge interne par comparaison aux échangeurs de forme oblongue selon l'état de la technique. Such an implantation is now made possible with a heat exchanger 14 made in accordance with the invention which in particular makes it possible to reduce the internal pressure drop as compared with the oblong-shaped heat exchangers according to the state of the art.

L'échangeur thermique 14 selon l'invention est caractérisé par le fait que le faisceau 20 de tubes comporte au moins: - une première partie PI comportant au moins une série de tubes Tl munis de turbulateurs 26 qui comporte une entrée El et une sortie SI du flux intérieur d'air Fi à refroidir, - une seconde partie P2 comportant au moins une série de lo tubes T2 munis de turbulateurs qui comporte une entrée E2 et une sortie S2 du flux intérieur d'air Fi à refroidir, - et une boîte intermédiaire 24 de répartition comportant un orifice OE d'entrée du flux intérieur d'air Fi qui communique avec une première sortie SPI et une deuxième sortie SP2. The heat exchanger 14 according to the invention is characterized in that the bundle 20 of tubes comprises at least: a first portion P1 comprising at least one series of tubes T1 provided with turbulators 26 which has an inlet E1 and an outlet S1 of the internal air flow Fi to be cooled, - a second part P2 comprising at least one series of lo tubes T2 equipped with turbulators which has an inlet E2 and an outlet S2 of the internal air flow Fi to be cooled, - and a box distribution intermediate 24 having an inlet orifice OE of the inner air flow Fi which communicates with a first output SPI and a second output SP2.

Les première et deuxième sorties SPI, SP2 sont raccordées aux entrées El, E2 des séries de tubes T1, T2 des première et seconde parties Pl, P2 respectivement. The first and second outputs SPI, SP2 are connected to the inputs E1, E2 of the series of tubes T1, T2 of the first and second parts P1, P2 respectively.

En considérant les figures 2 à 4, le faisceau 20 de tubes comporte donc principalement à gauche une première partie P1, à droite une seconde partie P2 et centralement la boîte intermédiaire de répartition 24 qui est interposée transversalement entre les première et seconde parties P1, P2. Considering FIGS. 2 to 4, the bundle 20 of tubes therefore comprises mainly on the left a first part P1, on the right a second part P2 and centrally the intermediate distribution box 24 which is interposed transversely between the first and second parts P1, P2 .

Comme on peut le voir sur la figure 3, la boîte de répartition 24 constitue une boîte à air d'entrée du flux d'air intérieur Fi tandis que le premier collecteur 16 et le second collecteur 18 constituent une première et une deuxième boîtes à air de sortie du flux d'air intérieur Fi. As can be seen in FIG. 3, the distribution box 24 constitutes an inlet air box of the interior air flow Fi while the first collector 16 and the second collector 18 constitute a first and a second air boxes. of the flow of the indoor air Fi.

Le premier collecteur 16 et le second collecteur 18 comportent respectivement un premier orifice de sortie OS1 et un deuxième orifice de sortie OS2 du flux d'air intérieur Fi. The first collector 16 and the second collector 18 respectively comprise a first outlet orifice OS1 and a second outlet orifice OS2 of the interior air flow Fi.

Avantageusement, les boîtes à air de sortie sont identiques ce qui permet notamment d'en réduire le coût de production. Advantageously, the outlet air boxes are identical, which makes it possible in particular to reduce the cost of production.

Le flux intérieur d'air Fi provenant du compresseur par un élément aval de conduit du circuit d'admission est ainsi admis dans l'échangeur thermique 14 par l'orifice d'entrée OE de la boîte de répartition 24, puis il est divisé par l'intermédiaire de moyens de répartition de manière à se répartir entre la première sortie SPI et la deuxième sortie SP2. The internal air flow F 1 from the compressor by a downstream duct element of the intake circuit is thus admitted into the heat exchanger 14 via the inlet orifice OE of the distribution box 24, and is then divided by via distribution means so as to be distributed between the first SPI output and the second output SP2.

Comme on peut le voir sur la coupe de la figure 7, les moyens de répartition sont par exemple constitués par une cloison longitudinale 28 qui est positionnée centralement face à l'orifice d'entrée OE de manière à orienter et répartir également le flux intérieur d'air Fi en deux parties Fil et Fi2 respectivement lo vers les sorties SPI et SP2. As can be seen in the section of FIG. 7, the distribution means consist, for example, of a longitudinal partition 28 which is positioned centrally facing the inlet orifice OE so as to orient and evenly distribute the internal flow of Air Fi in two parts Wire and Fi2 respectively lo to the outputs SPI and SP2.

Avantageusement, la cloison longitudinale 28 comporte des faces verticales 30 concaves de manière à orienter l'écoulement du flux d'air Fil vers la série de tubes Ti de la première partie P1 et celui du flux d'air Fi2 vers la série de tubes T2 de la seconde partie P2. Advantageously, the longitudinal partition 28 has concave vertical faces 30 so as to direct the flow of the air flow Fil towards the series of tubes Ti of the first part P1 and that of the air flow Fi2 towards the series of tubes T2 of the second part P2.

Les première et deuxième sorties SPI, SP2 sont respectivement raccordées aux entrées El, E2 des séries de tubes T1, T2 des première et seconde parties PI, P2. The first and second outputs SPI, SP2 are respectively connected to the inputs E1, E2 of the series of tubes T1, T2 of the first and second parts P1, P2.

Le flux intérieur d'air Fi divisé en deux par la cloison 28 circule en sens opposés dans la série de tubes Tl de la première partie PI et la série de tubes T2 de la seconde partie P2 et suivant la direction transversale T comme illustré par les flèches sur les figures 2 et 3. The internal flow of air F1 divided in two by the partition 28 flows in opposite directions in the series of tubes T1 of the first part PI and the series of tubes T2 of the second part P2 and in the transverse direction T as illustrated by the arrows in Figures 2 and 3.

Le flux extérieur d'air Fe de refroidissement circule, comme l'illustrent les flèches sur les figures 1 et 3, suivant la direction longitudinale L, c'est à dire orthogonalement à la direction transversale T. Après refroidissement, chaque partie Fil, Fi2 du flux intérieur d'air Fi est dirigée respectivement vers la sortie S1, S2 de la série de tubes T1, T2 de la première, seconde partie Pl, P2 qui débouche dans le premier collecteur 16, le second collecteur 18. The external flow of air Fe cooling circulates, as illustrated by the arrows in Figures 1 and 3, in the longitudinal direction L, ie orthogonal to the transverse direction T. After cooling, each part Wire, Fi2 of the internal air flow Fi is directed respectively to the output S1, S2 of the series of tubes T1, T2 of the first, second part P1, P2 which opens into the first collector 16, the second collector 18.

Chaque partie Fil, Fi2 du flux d'air Fi qui pénètre dans le premier collecteur 16 et dans le second collecteur 18 i0 respectivement, poursuit ensuite son parcours vers des éléments amonts du conduit d'admission du circuit d'admission du moteur 12 qui sont respectivement raccordés aux orifices de sortie OS1 et OS2 des collecteurs 16, 18. Each portion Fi2, Fi2 of the air flow Fi which enters the first manifold 16 and the second manifold 18 i0 respectively, then continues its path to upstream elements of the intake duct of the engine intake circuit 12 which are respectively connected to the outlet ports OS1 and OS2 of the collectors 16, 18.

Selon l'exemple de réalisation de l'échangeur thermique 14 illustré à la figure 4, les tubes munis de turbulateurs des séries T1, T2 des première et seconde parties P1, P2 présentent, suivant un plan de coupe vertical, une section longitudinale parallélépipédique, notamment rectangulaire. According to the exemplary embodiment of the heat exchanger 14 illustrated in FIG. 4, the tubes provided with turbulators of the T1, T2 series of the first and second parts P1, P2 have, in a vertical sectional plane, a parallelepipedal longitudinal section, especially rectangular.

io En variante (non représentée), les tubes avec turbulateurs des séries Ti, T2 des première et seconde parties P1, P2 présentent suivant un plan de coupe vertical une section longitudinale globalement circulaire. In a variant (not shown), the tubes with turbulators of the series Ti, T2 of the first and second parts P1, P2 have, in a vertical sectional plane, a generally circular longitudinal section.

De préférence, la section ou l'aire totale de passage Al de la série de tubes T1 avec turbulateurs de la première partie P1 est globalement équivalente à la section ou l'aire totale de passage A2 de la série de tubes T2 avec turbulateurs de la seconde partie P2. Preferably, the section or the total passage area Al of the series of tubes T1 with turbulators of the first part P1 is generally equivalent to the section or the total passage area A2 of the series of tubes T2 with turbulators of the second part P2.

Avantageusement, l'échangeur thermique 14 comporte un passage 32 de circulation du flux extérieur d'air Fe formant le fluide de refroidissement entre chacun des tubes des séries de tubes Ti, T2 munis de turbulateurs 26 de la première partie P1 et de la seconde partie P2. Advantageously, the heat exchanger 14 comprises a passage 32 for circulating the external air flow Fe forming the cooling fluid between each of the tubes of the series of tubes Ti, T2 provided with turbulators 26 of the first part P1 and the second part P2.

De manière connue, les turbulateurs 26 permettent de favoriser les échanges thermiques et donc la dissipation de chaleur par le flux extérieur d'air Fe de refroidissement circulant dans les passages 32. In known manner, the turbulators 26 make it possible to promote heat exchange and thus heat dissipation by the external flow of cooling air Fe circulating in the passages 32.

Les tubes comportant des turbulateurs 26 ont ici été représentés sur la figure 4 en "grisé" ou "tramé" afin de les différencier notamment des passages 32 et sont par ailleurs mieux visibles sur les coupes des figures 5 et 6. The tubes comprising turbulators 26 have here been shown in FIG. 4 in "grayed" or "halftone" in order to differentiate them in particular from the passages 32 and are moreover clearly visible on the sections of FIGS. 5 and 6.

Les dimensions du faisceau 20 de l'échangeur thermique 14 sont par exemple comprises entre 500 et 800 mm pour la 2873799 Il longueur (L), entre 40 et 200 mm pour la hauteur (h) et entre 50 et 120 mm pour la largeur (I). The dimensions of the bundle 20 of the heat exchanger 14 are for example between 500 and 800 mm for the 2873799 It length (L), between 40 and 200 mm for the height (h) and between 50 and 120 mm for the width ( I).

Par comparaison avec un échangeur thermique de l'état de la technique comportant un faisceau tubes horizontaux de longueur "L" provoquant une importante perte de charge, l'échangeur thermique 14 selon l'invention permet, grâce au fait que le flux intérieur Fi parcourt après répartition seulement la moitié de cette longueur, soit de l'ordre de "L/2", d'obtenir une réduction de la perte de charge. In comparison with a heat exchanger of the state of the art comprising a horizontal tube bundle of length "L" causing a significant loss of pressure, the heat exchanger 14 according to the invention makes it possible, thanks to the fact that the internal flow Fi travels after distribution only half of this length, being of the order of "L / 2", to obtain a reduction of the pressure drop.

io De plus, par comparaison avec un échangeur thermique de l'état de la technique, le nombre de tubes horizontaux du faisceau est avantageusement doublé. In addition, by comparison with a heat exchanger of the state of the art, the number of horizontal tubes of the beam is advantageously doubled.

Par exemple, dans un échangeur thermique selon l'état de la technique traversé par un flux intérieur d'air Fi à une température de l'ordre de 180 C, la perte de charge mesurée était supérieure à 120 mbar et la température de sortie de l'ordre de 60 C, alors que dans des conditions analogues la perte de charge est réduite à environ 70 mbar et la température de sortie de l'ordre de 50 C avec un échangeur thermique 14 selon l'invention. For example, in a heat exchanger according to the state of the art traversed by an internal air flow Fi at a temperature of the order of 180 C, the measured pressure drop was greater than 120 mbar and the outlet temperature of the order of 60 C, while under similar conditions the pressure drop is reduced to about 70 mbar and the outlet temperature of about 50 C with a heat exchanger 14 according to the invention.

Avantageusement, un tel agencement d'un échangeur thermique 14 permet de supprimer des problèmes tels que "l'effet de masque" que provoque un premier échangeur qui, agencé devant un deuxième échangeur comme le radiateur de refroidissement, constitue alors un "écran" pour le deuxième échangeur et qui est notamment susceptible de perturber la circulation du flux extérieur d'air de refroidissement. Advantageously, such an arrangement of a heat exchanger 14 makes it possible to eliminate problems such as the "mask effect" caused by a first heat exchanger which, arranged in front of a second heat exchanger such as the cooling radiator, then constitutes a "screen" for the second heat exchanger and which is particularly likely to disturb the circulation of the external flow of cooling air.

De plus, une telle implantation de l'échangeur thermique 14 facilite le raccordement des orifices d'entrée et de sortie de l'échangeur avec les conduits respectifs du circuit d'admission, en améliorant notamment l'accessibilité à l'échangeur 14 et en permettant de surcroît une simplification des parcours des conduits auparavant tortueux et de plus grande longueur. In addition, such an implantation of the heat exchanger 14 facilitates the connection of the inlet and outlet ports of the exchanger with the respective ducts of the intake circuit, in particular improving accessibility to the exchanger 14 and furthermore, simplifying the routes of the previously tortuous conduits and of greater length.

Avantageusement, un groupe moto-ventilateur, tel que le groupe motoventilateur associé au radiateur du circuit de refroidissement du moteur 12, est susceptible d'amener à l'échangeur thermique 14 suffisamment d'air de refroidissement lorsque le flux extérieur d'air créé par la marche du véhicule est insuffisant, en particulier lorsque le véhicule roule doucement ou s est arrêté alors que le moteur 12 continue de fonctionner. Advantageously, a motor-fan unit, such as the motor-fan unit associated with the radiator of the engine cooling circuit 12, is capable of supplying the heat exchanger 14 with sufficient cooling air when the external air flow created by vehicle running is insufficient, especially when the vehicle is moving slowly or stopped while the engine 12 continues to operate.

Avantageusement, le moteur 12 à combustion interne suralimenté dont l'air de suralimentation est refroidi par l'échangeur thermique 14 est un moteur en "V". Advantageously, the supercharged internal combustion engine 12 whose charge air is cooled by the heat exchanger 14 is a "V" engine.

Bien entendu, les notions d"'entrée" et de "sortie" sont lo relatives et ne sont par conséquent pas limitatives des variantes de réalisation possibles, notamment en fonction des applications. Of course, the concepts of "input" and "output" are lo relative and therefore are not limiting the possible embodiments, in particular depending on the applications.

Ainsi, sans sortir du cadre de l'invention, le flux intérieur d'air Fi peut, en amont de l'échangeur 14, être divisé en deux parties Fil et Fi2 respectivement introduite dans chaque collecteur 16 et 18 de l'échangeur 14 par des orifices d'entrée, tels que les orifices OS1 et OS2. Thus, without departing from the scope of the invention, the internal air flow Fi can, upstream of the exchanger 14, be divided into two parts Fil and Fi2 respectively introduced into each collector 16 and 18 of the exchanger 14 by inlet ports, such as ports OS1 and OS2.

Dans ce cas, les parties Fil et Fi2 du flux circulent comme précédemment respectivement dans les première et seconde parties P1, P2 afin d'y être refroidie, puis sont par exemple collectée centralement par le boîtier 24 dans lequel le flux refroidi est récupéré avant d'être évacué par un orifice de sortie, tel que l'orifice 0E. In this case, the portions Fil and Fi2 of the flow circulate as previously respectively in the first and second parts P1, P2 so as to be cooled, and are for example collected centrally by the housing 24 in which the cooled flow is recovered before be evacuated through an outlet, such as port 0E.

La boîte de répartition 24 constitue alors une boîte à air de sortie du flux d'air intérieur et le premier collecteur et le second collecteur constituent une première et une deuxième boîtes à air d'entrée des parties Fil et Fi2 du flux intérieur d'air Fi. The distribution box 24 then constitutes an air box for the outlet of the interior air flow and the first manifold and the second manifold constitute a first and a second air inlet boxes of the parts Fil and Fi2 of the internal air flow. Fi.

Une telle variante de l'échangeur thermique 14 comportant une double entrée et une sortie unique est avantageusement susceptible d'être mise en oeuvre dans un moteur 12 à combustion interne du type moteur "en ligne". Such a variant of the heat exchanger 14 comprising a double inlet and a single outlet is advantageously capable of being implemented in an internal combustion engine 12 of the "in-line" engine type.

En variante, les tubes du faisceau 20 peuvent être verticaux. Alternatively, the tubes of the bundle 20 may be vertical.

L'échangeur thermique de type air-air n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif et l'invention trouve à s'appliquer à tous types d'échangeur thermique, en particulier à un échangeur thermique du type air-liquide dans lequel le fluide de refroidissement est constitué par un liquide comme l'eau ou l'huile. The air-to-air type heat exchanger is only given by way of non-limiting example and the invention is applicable to all types of heat exchanger, in particular to an air-liquid type heat exchanger wherein the coolant is a liquid such as water or oil.

Claims

Heat exchanger (14), in particular for a supercharged internal combustion engine (12), of the type comprising at least a first collector (16) and a second collector (18) which are connected by at least one beam (20). of horizontal tubes in which circulates an internal air flow (Fi) to be cooled by a flow of cooling fluid flowing outside the tubes of the bundle (20), characterized in that the bundle (20) of tubes comprises at least one minus: - a first part (PI) comprising at least one series of tubes (T1) equipped with turbulators (26) which comprises an inlet (El) and an outlet (Si) of the internal air flow (Fi), - a second part (P2) comprising at least one series of tubes (T2) equipped with turbulators which comprises an inlet (E2) and an outlet (S2) of the internal air flow (Fi), and an intermediate distribution box comprising an inlet (0E) for entering the inner air flow (Fi) which communicates with a first output (SPI) and a e second output (SP2), the first and second outputs (SPI, SP2) being respectively connected to the inputs (E1, E2) of the series of tubes (T1, T2) of the first and second parts (P1, P2).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outputs (SI, S2) of the series of tubes (T1, T2) of the first and second parts (P1, P2) open respectively into the first manifold (16) and into the second collector (18).

3. Heat exchanger according to one of claims 1 or 2, characterized in that the distribution box (24) constitutes an inlet air box of the indoor air flow (Fi) and in that the first collector ( 16) and the second manifold (18) constitute a first and a second air outlet boxes of the indoor air flow (Fi) which respectively comprise a first outlet port (OS1) and a second outlet port (OS2).

4. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the total passage section (Al) of the series of tubes (T1) with turbulators of the first part (P1) is generally equivalent to the total section of passage (A2) of the series of tubes (T2) with turbulators of the second part (P2).

5. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one passage (32) for circulating the flow (Fe) of cooling fluid between at least a portion of the tubes of the series of tubes ( T1, T2) provided with turbulators (26) of the first part (P1) and / or the second part (P2).

6. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the tubes provided with turbulators (26) of the series (T1, T2) of the first and second parts (P1, P2) have, in a vertical sectional plane. , a parallelepipedal longitudinal section, in particular rectangular.

7. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooling fluid of the internal air flow (Fi) is constituted by an external air flow (Fe), such as a flow of air. air resulting from the dynamic pressure of the air caused by the movement of the vehicle and / or by a motor-fan unit.

8. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a generally oblong transverse shape so as to allow its implantation above or below the radiator (22) for cooling the motor (12).

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that it is generally rectangular parallelepiped-shaped.