FR2908832A1 - CARTER FOR HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un carter (1) pour un échangeur de chaleur (7) de véhicule, disposant d'un volume constituant un collecteur d'admission d'un gaz destiné à échanger avec un fluide dudit échangeur de chaleur (7), comportant au moins un côté (2, 2') présentant une face de dimensions maximum et au moins un côté (3) présentant une face de dimensions minimums, caractérisé en ce qu'il comporte une ouverture (6) pour l'introduction dudit échangeur de chaleur, ladite ouverture (6) étant présente sur la face de dimensions minimum (3).The invention relates to a casing (1) for a vehicle heat exchanger (7) having a volume constituting an intake manifold for a gas intended to exchange with a fluid of said heat exchanger (7), comprising at least one side (2, 2 ') having a face of maximum dimensions and at least one side (3) having a face of minimum dimensions, characterized in that it comprises an opening (6) for the introduction of said heat exchanger. heat, said opening (6) being present on the face of minimum dimensions (3).
Description
1 Carter pour un échangeur de chaleur L'invention se rapporte au domaineThe invention relates to the field
des échangeurs de 5 chaleur notamment pour véhicules automobiles. L'invention concerne plus spécifiquement un dispositif d'admission de gaz sur la culasse d'un moteur thermique de véhicule automobile. Pour le gaz, il faut entendre l'air ou 10 un mélange d'air et de gaz d'échappement. Un moteur thermique de véhicule automobile comporte une chambre de combustion, généralement formée par une pluralité de cylindres, dans laquelle le comburant est 15 mélangé au carburant pour être brûlé et générer la puissance du moteur. Le comburant comporte de l'air, qui peut être comprimé ou non, selon que le moteur comporte un turbocompresseur ou non. L'air peut par ailleurs être mélangé à des gaz d'échappement recirculés. Les gaz admis 20 dans la chambre de combustion seront dénommés gaz d'alimentation. Les gaz d'admission sont reçus au niveau d'un collecteur d'admission, souvent désigné par l'homme du métier sous sa 25 dénomination anglaise intake manifold . Le collecteur est fixé à la culasse de la chambre de combustion, c'est-à-dire à l'entrée des cylindres. En fonction du régime moteur, les gaz peuvent être refroidis, en tout ou partie, ou pas. Deux canalisations alimentent donc le collecteur : 30 l'une acheminant directement les gaz d'alimentation dans le collecteur, l'autre les acheminant indirectement via un refroidisseur, c'est-à-dire, un échangeur de chaleur, qui permet de refroidir les gaz qui passent en son sein. 2908832 2 On connaît à l'heure actuelle la demande de brevet DE 19902504 qui présente un boîtier dans lequel le refroidisseur est directement relié, en sortie, au volume d'entrée du collecteur. Dans cette réalisation, le boîtier dispose d'un côté présentant une grande face d'ouverture, ou une face d'ouverture maximum, destinée à autoriser l'introduction du refroidisseur ; cette ouverture étant ultérieurement fermée par un pan de fermeture comportant des trous pour les tubulures d'entrée/sortie du fluide. Du fait de la structure même du boîtier dans cette réalisation, la face d'ouverture est située sur la grande face supérieure ou inférieure du boîtier, ce qui complique l'introduction du refroidisseur de fluide. Par ailleurs, cette réalisation présente des inconvénients d'étanchéité du boîtier vis-à-vis de l'air ambiant, du fait même des dimensions du pan de fermeture, ce qui a pour conséquence principale de mauvaises performances d'échange thermique. heat exchangers, particularly for motor vehicles. The invention relates more specifically to a gas intake device on the cylinder head of a motor vehicle engine. For the gas is meant air or a mixture of air and exhaust gas. A motor vehicle engine has a combustion chamber, generally formed by a plurality of cylinders, wherein the oxidant is mixed with the fuel to be burned and generate engine power. The oxidant comprises air, which can be compressed or not, depending on whether the engine comprises a turbocharger or not. The air can also be mixed with recirculated exhaust gas. The gases admitted to the combustion chamber will be referred to as the feed gas. Inlet gases are received at an intake manifold, often referred to by those skilled in the art as intake manifold. The collector is attached to the cylinder head of the combustion chamber, that is to say at the inlet of the cylinders. Depending on the engine speed, the gases can be cooled, in whole or in part, or not. Two pipes thus feed the collector: one directly conveys the feed gases into the collector, the other conveys them indirectly via a cooler, that is to say, a heat exchanger, which makes it possible to cool the gases passing through it. At the present time patent application DE 19902504 is known which has a housing in which the cooler is directly connected, at the outlet, to the inlet volume of the collector. In this embodiment, the housing has a side having a large opening face, or a maximum opening face, intended to allow the introduction of the cooler; this opening being subsequently closed by a closing flange having holes for the inlet / outlet pipes of the fluid. Due to the very structure of the housing in this embodiment, the opening face is located on the large upper or lower face of the housing, which complicates the introduction of the fluid cooler. Furthermore, this embodiment has disadvantages of sealing the housing vis-à-vis the ambient air, because of the dimensions of the closing pan, which has the main consequence of poor heat exchange performance.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de ce dispositif de l'art antérieur en proposant une solution apte à assurer une étanchéité parfaite du boîtier tout en permettant un montage ou une installation particulièrement aisée d'un échangeur de chaleur, en particulier d'un refroidisseur. Ainsi, l'invention consiste en un carter pour un échangeur de chaleur de véhicule, disposant d'un volume constituant 2908832 3 un collecteur d'admission d'un gaz destiné à échanger avec un fluide dudit échangeur de chaleur, comportant au moins un côté présentant une face de dimensions maximum et au moins un côté présentant une face de dimensions minimums, 5 caractérisé en ce qu'il comporte une ouverture pour l'introduction dudit échangeur de chaleur, ladite ouverture étant présente sur la face de dimensions minimum. The present invention aims to remedy the drawbacks of this device of the prior art by proposing a solution able to ensure a perfect seal of the housing while allowing a particularly easy installation or installation of a heat exchanger, in particular a cooler. Thus, the invention consists of a housing for a vehicle heat exchanger, having a volume constituting a gas intake manifold for exchanging with a fluid of said heat exchanger, having at least one side having a face of maximum dimensions and at least one side having a face of minimum dimensions, characterized in that it comprises an opening for the introduction of said heat exchanger, said opening being present on the face of minimum dimensions.
10 Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, le carter présente au niveau de ladite ouverture un profil approprié pour accueillir au moins un élément dudit échangeur sortant du carter.According to a particularly advantageous aspect of the invention, the housing has at said opening a profile suitable for receiving at least one element of said exchanger leaving the housing.
15 Avantageusement, la susdite ouverture coopère avec un pan de fermeture du carter. Selon une possibilité offerte par l'invention, le pan de fermeture présente un profil complémentaire au profil de la 20 susdite ouverture relativement audit élément. De façon classique, l'élément sortant de l'échangeur de chaleur consiste en une ou plusieurs tubulure(s) d'entrée/sortie pour un fluide.Advantageously, the aforesaid opening cooperates with a closing pan of the housing. According to a possibility offered by the invention, the closure panel has a profile complementary to the profile of the said opening relative to said element. Typically, the element exiting the heat exchanger consists of one or more inlet / outlet pipes (s) for a fluid.
25 Avantageusement, le carter comprend également un volume définissant un collecteur de sortie du susdit gaz destiné à échanger avec le susdit fluide dudit échangeur de chaleur.Advantageously, the casing also comprises a volume defining an outlet manifold of the aforesaid gas intended to exchange with the aforesaid fluid of said heat exchanger.
30 Idéalement, l'échangeur de chaleur est un refroidisseur de gaz d'admission.Ideally, the heat exchanger is an intake gas cooler.
2908832 4 Avantageusement, le carter de l'invention comprend deux tubulures de circulation de fluide reliées à une vanne d'alimentation double. Avantageusement, le carter assure, sur une de ses faces, la fermeture du haut des cylindres de la chambre de combustion d'un moteur thermique du véhicule.Advantageously, the housing of the invention comprises two fluid circulation pipes connected to a double feed valve. Advantageously, the casing ensures, on one of its faces, the closure of the top of the cylinders of the combustion chamber of a thermal engine of the vehicle.
10 L'invention concerne également un dispositif d'admission de gaz, comportant un échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un carter tel qu'énoncé ci-dessus. Selon une possibilité offerte par l'invention, le carter 15 est un monobloc issu de moulage. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en perspective illustrant le carter selon l'invention avec une ouverture latérale destinée à l'introduction de l'échangeur de chaleur ; - la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1 25 dans laquelle l'échangeur de chaleur est en train d'être introduit, le pan de fermeture étant amené à proximité pour fermer le boîtier ; - la figure 3 présente le boîtier ou carter de l'invention 30 enfermant l'échangeur de chaleur ; le boîtier ou carter étant fermé par le pan de fermeture.The invention also relates to a gas intake device, comprising a heat exchanger, characterized in that it comprises a housing as stated above. According to a possibility offered by the invention, the casing 15 is a monoblock resulting from molding. In the description which follows, given by way of example only, reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view illustrating the casing according to the invention with a lateral opening intended for introduction the heat exchanger; FIG. 2 is a view identical to that of FIG. 1 in which the heat exchanger is being introduced, the closure panel being brought close to close the housing; - Figure 3 shows the housing or housing of the invention 30 enclosing the heat exchanger; the casing or housing being closed by the closure panel.
5 2908832 5 La carter 1 de l'invention présente sensiblement deux grandes faces 2 et 2', ou faces de dimensions maximum, inférieure 2' et supérieure 2 ainsi que quatre petit côtés 3, 3' et 4, 4', constituant les faces de dimensions 5 minimum. Relativement aux quatre petit côtés, on considère une face avant 4' et une face arrière 4 ainsi que deux faces latérales 3 et 3', l'une 3' à partir de laquelle s'étend ici deux tubulures de sortie 5, 5' du gaz et l'autre comportant une ouverture 6 destinée à accueillir 10 l'échangeur de chaleur 7. Le boîtier ou carter 1 selon l'invention constitue un collecteur monté sur une culasse, non représentée sur les figures annexées. Ce collecteur assure, de manière connue, 15 sur sa face arrière 4 la fermeture du haut des cylindres de la chambre de combustion, également non représentée sur les figures. Le collecteur permet l'admission des gaz d'alimentation 20 dans la culasse. On parle aussi parfois, pour le collecteur, de répartiteur de gaz d'alimentation dans les cylindres. Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, le carter 25 1 de l'invention est relié à une vanne d'alimentation double, comportant un conduit d'entrée et deux conduits de sortie, montée et fixée à ses deux tubulures situées à une de ses extrémités. Cette vanne d'alimentation n'est pas représentée sur les figures annexées.The housing 1 of the invention has substantially two large faces 2 and 2 ', or faces of maximum dimensions, lower 2' and upper 2 and four short sides 3, 3 'and 4, 4', constituting the faces of dimensions 5 minimum. With respect to the four short sides, a front face 4 'and a rear face 4 as well as two lateral faces 3 and 3' are considered, one 3 'from which here extends two outlet pipes 5, 5' of the gas and the other having an opening 6 for receiving the heat exchanger 7. The housing or housing 1 according to the invention is a collector mounted on a cylinder head, not shown in the accompanying figures. This collector provides, in known manner, on its rear face 4 the closure of the top of the cylinders of the combustion chamber, also not shown in the figures. The manifold allows admission of the feed gas 20 into the cylinder head. Sometimes, for the collector, it is also referred to as a feed gas distributor in the cylinders. In the example chosen to illustrate the invention, the casing 25 1 of the invention is connected to a double feed valve, comprising an inlet duct and two outlet ducts, mounted and fixed to its two pipes located at one of its ends. This feed valve is not shown in the accompanying figures.
30 Ici, la vanne double et le collecteur sont intégrés en un module unitaire, destiné à être fixé sur la culasse du moteur. Un tel module est compact est n'est pas sensible 2908832 6 aux vibrations. Par ailleurs, l'intégration de l'échangeur de chaleur 7, ici le refroidisseur, par un petit côté latéral 3 du carter 1 ayant un profil permettant de loger/fixer les tubulures 8, 8' d'entrée/sortie dudit 5 échangeur améliore non seulement l'étanchéité du système d'échange, constituant ainsi un milieu quasi-adiabatique, mais également les phénomènes de vibration en offrant un espace d'introduction réduit à l'échangeur de chaleur 7.Here, the double valve and the manifold are integrated in a unitary module, intended to be fixed on the cylinder head of the engine. Such a module is compact and is not sensitive to vibration. Furthermore, the integration of the heat exchanger 7, here the cooler, by a small lateral side 3 of the casing 1 having a profile for housing / fixing the inlet / outlet pipes 8, 8 'of said exchanger improves. not only the sealing of the exchange system, thus constituting a quasi-adiabatic medium, but also the vibration phenomena by providing a reduced introduction space to the heat exchanger 7.
10 On note que l'intérêt de refroidir les gaz est d'augmenter la quantité d'air, et donc de molécules d'oxygène, par unité de volume et donc d'augmenter la charge du moteur, c'est-à-dire, la quantité d'air qui peut être brûlée lors de la combustion. Dans un tel cas, le débit de 15 carburant est également augmenté, ce qui permet de brûler une plus grande quantité (ou masse) d'air. Ainsi, lors des régimes dits à faible charge , telles que les régimes des phases de démarrage par exemple, les gaz ne sont pas refroidis et passent directement dans le collecteur, tandis 20 que lors des régimes dits à forte charge , telles que les régimes des phases d'accélération par exemple, les gaz sont refroidis afin d'augmenter la quantité d'air qui peut être brûlé ; dans ce dernier cas, l'air n'est généralement pas mélangé à des gaz d'échappement, qu'ils soient basse ou 25 haute pression, dans la mesure où le but est de brûler le plus d'air possible avec du carburant. Le carter 1 est un élément monobloc, c'est-à-dire réalisé en une seule pièce, par exemple issu de moulage, ce qui le 30 rend particulièrement aisé à produire. La face arrière 4 du carter 1, assurant la fermeture du haut des cylindres de la chambre de combustion d'un moteur 2908832 7 thermique du véhicule, présente une partie protubérante 9 par rapport à la face avant 4' et au petit côté latéral 3 sur lequel existe l'ouverture 6 pour l'introduction de l'échangeur de chaleur 7. Cette partie protubérante 9 est 5 simplement nécessaire pour la réalisation de sa susdite fonction de fermeture mais le carter 1 selon l'invention vise à offrir un encombrement minimal. De ce fait, l'ouverture 6 sur une de ses faces :Latérales 3 10 est sensiblement égale aux dimensions latérales de l'échangeur de chaleur 7. On entend par l'expression les dimensions latérales de l'échangeur de chaleur 7 les dimensions des petits côtés de l'échangeur, à savoir la largeur et la hauteur dudit échangeur, de sorte que l'on 15 puisse introduire ou glisser l'échangeur 7 par l'ouverture 6. Le reste de la face latérale 3 comportant l'ouverture 6 est occupé par la susdite partie protubérante 9 de sorte que 20 seule une portion du petit côté 3 est utilisée pour réaliser l'ouverture 6, ladite portion 3 correspondant aux dimensions en hauteur et en largeur de l'échangeur de chaleur 7. L'échangeur de chaleur 7 présente ici une largeur inférieure à sa longueur ; dans le cas contraire, 25 on considéra la longueur à la place de :La largeur, l'important étant de réaliser une ouverture 6 si possible plane correspondant aux deux dimensions les plus petites de l'échangeur de chaleur 7.It is noted that the advantage of cooling the gases is to increase the quantity of air, and therefore of oxygen molecules, per unit of volume and thus to increase the engine load, that is to say , the amount of air that can be burned during combustion. In such a case, the fuel flow is also increased, which makes it possible to burn a larger quantity (or mass) of air. Thus, during so-called low-load regimes, such as starting-mode regimes, for example, the gases are not cooled and pass directly into the collector, whereas in so-called high-load regimes, such as acceleration phases for example, the gases are cooled in order to increase the amount of air that can be burned; in the latter case, the air is generally not mixed with exhaust gases, be they low or high pressure, since the goal is to burn as much air as possible with fuel. The housing 1 is a one-piece element, that is to say made in one piece, for example from molding, which makes it particularly easy to produce. The rear face 4 of the casing 1, ensuring the closure of the top of the cylinders of the combustion chamber of a thermal engine of the vehicle, has a protruding portion 9 with respect to the front face 4 'and the small lateral side 3 of which exists the opening 6 for the introduction of the heat exchanger 7. This protruding part 9 is 5 simply necessary for the realization of its aforementioned closure function but the casing 1 according to the invention aims to provide a minimum footprint. As a result, the opening 6 on one of its faces: Laterals 3 10 is substantially equal to the lateral dimensions of the heat exchanger 7. By the expression, it is meant the lateral dimensions of the heat exchanger 7 the dimensions of the heat exchangers. small sides of the exchanger, namely the width and height of said exchanger, so that one can introduce or slide the exchanger 7 through the opening 6. The remainder of the side face 3 having the opening 6 is occupied by the aforesaid protruding portion 9 so that only a portion of the small side 3 is used to make the opening 6, said portion 3 corresponding to the height and width dimensions of the heat exchanger 7. The exchanger of heat 7 here has a width less than its length; in the opposite case, the length was taken instead of: The width, the important thing being to make an aperture 6, if possible flat, corresponding to the two smaller dimensions of the heat exchanger 7.
30 Comme on peut le constater sur la figure 1, l'ouverture présente un profil destiné à accueillir les tubulures d'entrée/sortie 8, 8' de l'échangeur de chaleur 7. Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, ce profil est 2908832 8 apte à accueillir la moitié de la forme des éléments sortants 8, 8' de l'échangeur 7 tandis que le pan de fermeture 10 présente également un profil apte à accueillir l'autre moitié des éléments sortants considérés 8, 8'.As can be seen in FIG. 1, the opening has a profile intended to accommodate the inlet / outlet pipes 8, 8 'of the heat exchanger 7. In the example chosen to illustrate the invention, this profile is able to accommodate half of the shape of the outgoing elements 8, 8 'of the exchanger 7 while the closing part 10 also has a profile capable of accommodating the other half of the outgoing elements considered 8, 8 .
5 Bien entendu, on pourra aussi prévoir que l'ouverture 6 du petit côté 3 présente un profil accueillant la totalité du ou des élément(s) sortant(s) 8, 8' de l'échangeur de chaleur 7. Egalement, selon une autre possibilité offerte 10 par l'invention, le pan de fermeture 10 pourra prévoir un profil accueillant la totalité du ou des éléments sortant 8 et/ou 8'. Enfin, le profil complémentaire aux éléments sortants de l'échangeur de chaleur pourra se répartir entre le profil de l'ouverture 6 et le profil du pan de fermeture 15 10, par exemple lorsqu'il existe un décalage de position entre les deux tubulures 8, 8', l'une des deux pourra être accueillie par le profil de l'ouverture 6 tandis que l'autre tubulure pourra être accueillie par le profil du pan de fermeture 10.Of course, it can also be provided that the opening 6 of the short side 3 has a profile accommodating all or the elements (s) out (s) 8, 8 'of the heat exchanger 7. Also, according to a Another possibility offered by the invention, the closing panel 10 may provide a profile accommodating all or the outgoing elements 8 and / or 8 '. Finally, the profile complementary to the outgoing elements of the heat exchanger may be distributed between the profile of the opening 6 and the profile of the closing panel 15, for example when there is a positional offset between the two tubes 8 , 8 ', one of the two can be accommodated by the profile of the opening 6 while the other tubing can be accommodated by the profile of the closing panel 10.
20 Le profil destiné à accueillir le ou les éléments sortant(s) 8, 8' est ici situé sur le bord inférieur 11 de l'ouverture 6 car les éléments sortants 8, 8', ici les tubulures d'entrée/sortie 8, 8', sont dirigés vers le bas, 25 conformément aux sens d'introduction de l'échangeur de chaleur 7. Bien entendu, la position du ou des profil(s) complémentaire(s) à/aux élément(s) sortant(s) 8, 8' de l'échangeur de chaleur 7 est relative à la sortie du ou de ces élément(s) 8, 8', en position inférieure et/ou en 30 position supérieure et/ou en position latérale avant ou arrière.The profile intended to receive the outgoing element (s) 8, 8 'is here located on the lower edge 11 of the opening 6 because the outgoing elements 8, 8', here the inlet / outlet pipes 8, 8 ', are directed downwards, in accordance with the directions of introduction of the heat exchanger 7. Of course, the position of the profile (s) complementary (s) to / outgoing element (s) (s) 8, 8 'of the heat exchanger 7 is relative to the output of the element (s) 8, 8', in the lower position and / or in the upper position and / or in the front or rear lateral position.
2908832 9 Le pan de fermeture 10 se présente sous la forme d'un parallélépipède disposant d'une faible ou petite hauteur ou épaisseur et d'une longueur et largeur sensiblement identique, ou légèrement supérieure, à la largeur et à la 5 hauteur de l'ouverture. Le pan de fermeture 10 pourra également consister en une plaque (quasiment sans hauteur/épaisseur) lorsque le profil complémentaire à/aux élément(s) sortant(s) de l'échangeur de chaleur 7 est intégré au profil de l'ouverture 6.The closure panel 10 is in the form of a parallelepiped having a low or small height or thickness and of a length and width substantially identical to, or slightly greater than, the width and height of the wall. 'opening. The closure panel 10 may also consist of a plate (almost without height / thickness) when the profile complementary to the element (s) out (s) of the heat exchanger 7 is integrated in the profile of the opening 6.
10 Le pan de fermeture 10 est fixé sur le car7. er 1 par collage, brasure lorsque le carter est métallique et/ou par clippage.The closure panel 10 is attached to the car7. er 1 by bonding, brazing when the housing is metallic and / or by clipping.
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