FR3045773A1 - Conduit principal d'un circuit de circulation d'un fluide comprenant un element de prelevement du fluide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un conduit principal (11) d'un circuit (10) de circulation d'un fluide d'un véhicule notamment d'un circuit (10) de refroidissement d'un moteur dudit véhicule, le conduit comprenant un élément de prélèvement (12) du fluide pourvu d'une première extrémité (14a) libre comprenant une ouverture (15), ladite première extrémité (14a) étant agencée dans le conduit de manière à réaliser une réduction d'une section transversale dudit conduit 11.
Description
CONDUIT PRINCIPAL D’UN CIRCUIT DE CIRCULATION D’UN FLUIDE COMPRENANT UN ELEMENT DE PRELEVEMENT DU FLUIDE
La présente invention concerne un conduit principal d’un circuit de circulation d’un fluide comprenant un élément de prélèvement du fluide. L’invention concerne également le circuit de circulation du fluide comprenant ce conduit principal et un véhicule notamment un véhicule automobile comprenant un tel circuit de circulation de fluide.
Traditionnellement, les véhicules et en particulier les véhicules automobiles, comprennent des circuits de circulation de fluide tels que des circuits de refroidissement du moteur. Ces circuits de refroidissement traversent généralement une pluralité d'organes mécaniques à refroidir et peuvent permettre également de réchauffer certains éléments consommateurs d'énergie calorifique.
En référence à la figure 1, ces circuits 1 comprennent chacun en principe un conduit principal 2, des canalisations 6a, 6b souples ou rigides encore appelés des tubulures ainsi qu’au moins un échangeur de chaleur comme par exemple un refroidisseur d’huile. Dans cette configuration, deux canalisations 6a, 6b relient l’échangeur de chaleur au conduit principal 2 et en particulier à des conduits de dérivation 7a, 7b définis au niveau de ce conduit principal 2 et ce, afin de faire circuler ce fluide dans cet échangeur.
Toutefois dans une telle configuration, le débit du fluide circulant dans ces canalisations 6a, 6b et donc dans l’échangeur est souvent insuffisant, ce qui limite alors les performances de l'échangeur de chaleur.
Pour pallier cet inconvénient, il est connu dans l’état de la technique que le conduit principal 2 comprenne une réduction de sa section transversale qui est alors définie au niveau d’une portion B1 où la paroi 3 du conduit principal 2 est déformée. Selon le sens 8 de circulation du fluide dans le conduit principal 2, cette portion B1 est située juste en aval du conduit de canalisation 7a qui est reliée à l’élément de canalisation 6a alimentant en fluide l’échangeur de chaleur.
Cependant, une telle réduction de section a pour inconvénient majeur de réduire la résistance mécanique du conduit principal 2 notamment au niveau de la portion B1 de ce conduit 2 et ce, du fait essentiellement de sollicitations vibratoires induites par le fonctionnement du moteur. Il faut conserver par exemple une tenue vibratoire au moins jusqu’à 200Hz ; la réduction de section permet une tenue vibration jusqu’à 130Hz et il est donc nécessaire d’avoir un renforcement.
Afin d’améliorer cette résistance mécanique, une solution est mise en oeuvre dans l’état de la technique qui permet d’augmenter la rigidité du conduit principal 2 au niveau de sa portion B1 par l’ajout d’un renfort métallique 4 qui est alors fixé sur la paroi de ce conduit 2 à partir de soudures de liaison 5.
Toutefois, une telle solution à pour inconvénient d’alourdir le poids du conduit principal 2 et donc celui du véhicule provoquant ainsi une augmentation de la consommation énergétique de ce dernier.
De plus, cette solution n’est pas pérenne et peu robuste car il arrive régulièrement que le renfort 4 se désolidarise du conduit principal 2 du fait que les soudures de liaison 5 viennent à lâcher en étant soumises continuellement à des contraintes liées aux vibrations du moteur et aux changements de températures et de pressions du fluide circulant dans le conduit principal 2.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients liés aux circuits de circulation de fluide de l’état de la technique.
Dans ce dessein, l’invention concerne un conduit principal d’un circuit de circulation d’un fluide d’un véhicule notamment d’un circuit de refroidissement d’un moteur dudit véhicule, le conduit comprenant un élément de prélèvement du fluide pourvu d’une première extrémité libre comprenant une ouverture, ladite première extrémité étant agencée dans le conduit de manière à réaliser une réduction d’une section transversale dudit conduit.
Dans d’autres modes de réalisation : - l’ouverture est agencée dans un sens de circulation du fluide ; - la première extrémité à une forme biseautée ; - l’ouverture de ladite première extrémité a une forme ovoïde ; - l’élément de prélèvement du fluide comprend un corps qui est rigide et/ou rectiligne et/ou qui présente une section transversale de forme circulaire ; - le conduit principal présente une section transversale de forme circulaire ; - un axe de révolution d’une portion du conduit principal forme avec un axe de révolution de l’élément de prélèvement de fluide un angle qui est obtus ; - l’élément de prélèvement comprend une deuxième extrémité qui est reliée à une première canalisation, et - le conduit comprend au moins un élément d’attache apte à assurer sa fixation sur le moteur. L’invention concerne également un circuit de circulation d’un fluide d’un véhicule, notamment un circuit de refroidissement d’un moteur dudit véhicule, comprenant un tel conduit principal. L’invention concerne en outre, un véhicule comprenant un tel circuit de circulation d’un fluide. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux figures, réalisé à titre d’exemple indicatif et non limitatif : - la figure 1 représente une vue en perspective d’un circuit de circulation d’un fluide comprenant un conduit principal de l’art antérieur ; - la figure 2 représente une vue en perspective de face d’un circuit de circulation d’un fluide comprenant un conduit principal pourvu d’un élément de prélèvement dudit fluide selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne lll-lll de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5 représente une vue en perspective de côté du circuit de circulation du fluide comprenant le conduit principal pourvu de l’élément de prélèvement dudit fluide selon le mode de réalisation de l’invention, et - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5.
Dans un mode de réalisation, une partie d’un circuit 10 de circulation de fluide est représentée sur les figures 2 à 6. Un tel circuit 10 de circulation est apte à véhiculer un fluide de type liquide ou gazeux et peut être mis en oeuvre dans tous types de véhicule notamment dans un véhicule automobile.
Pour une meilleure compréhension de l’invention, ce circuit 10 de circulation est considéré comme étant un circuit 10 de refroidissement d’un moteur d’un véhicule automobile dans lequel circule un fluide caloporteur couramment désigné par le terme de liquide de refroidissement et qui peut être ici de l’eau. Ce circuit 10 comprend un conduit principal 11 et au moins deux canalisations 13a, 13b ou tubulures, ici des première et deuxième canalisations 13a, 13b. Le circuit 10 comprend également au moins un échangeur de chaleur (non représenté) par exemple de type « échangeur à plaques >> ou « échangeur à lames >>. Un tel échangeur de chaleur est utilisé par exemple en tant que refroidisseur d'huile pour véhicule automobile, afin d’assurer le refroidissement de l'huile du moteur ou encore le refroidissement de l'huile de la boîte de vitesses, par échange thermique avec le fluide caloporteur, habituellement celui qui sert au refroidissement du moteur du véhicule.
Dans cette configuration, le conduit principal 11 est relié à l’échangeur de chaleur par les première et deuxième canalisations 13a, 13b. La première canalisation 13a est définie pour alimenter l’échangeur de chaleur en fluide et la deuxième canalisation 13b pour évacuer le fluide compris dans l’échangeur de chaleur vers le conduit principal 11.
Le conduit principal 11 est réalisé en un matériau qui présente des propriétés de résistance aux températures élevées que peut atteindre le fluide circulant dans le circuit 10. Il est de préférence fabriqué en matériau métallique tel qu’un métal comme la fonte ou encore un alliage comme l’acier. Ce conduit principal 11 a une forme générale cylindrique et comprend une paroi 19a dont une face intérieure 19c définit une enceinte 17 dans laquelle circule le fluide. Ce conduit principal 11 présente une section transversale qui a une forme de préférence circulaire. Ce conduit principal 11 comprend au moins un conduit de dérivation 23, 24 qui est défini dans sa paroi 19a et qui est relié à une canalisation 22, 13b. Dans ce mode de réalisation, le conduit de dérivation 23 est relié à la deuxième canalisation 13b et le conduit de dérivation 24 à une canalisation 22 qui est connectée à un aérotherme (non représenté).
Un tel conduit principal 11 comprend également un élément de prélèvement 12 de fluide aussi appelé « écope >>, visible notamment sur les figures 3 et 4. Cet élément de prélèvement 12 est agencé au niveau d’une portion B2 du conduit principal 11 qui est de préférence rectiligne. Plus précisément, l’élément de prélèvement 12 est agencé au niveau de cette portion B2 de manière à traverser la paroi 19a de ce conduit 11. En outre, en référence au sens 18 de circulation du fluide, l’élément de prélèvement 12 est agencé en amont du conduit de dérivation 23 auquel est reliée la deuxième canalisation 13b.
Cet élément de prélèvement 12 comprend un corps creux rigide qui est rectiligne et qui a une forme générale tubulaire. Cet élément de prélèvement 12 comprend également deux extrémités 14a, 14b visibles notamment sur la figure 4, dont une première extrémité 14a libre qui est agencée dans l’enceinte 17 du conduit principal 11 et une deuxième extrémité 14b prévue pour être reliée à la première canalisation 13a est située à l’extérieur de cette enceinte 17. Ces première et deuxième extrémités 14a, 14b définissent chacune une ouverture 15 de l’élément de prélèvement 12.
Cet élément de prélèvement 12 présente une section transversale qui a une forme circulaire et un diamètre d1 qui est d’environ 30 à 50% inférieur au diamètre d2 du conduit principal 11, de préférence 40%.
Cet élément de prélèvement 12 est réalisé en un matériau qui présente des propriétés de résistance aux températures élevées que peut atteindre le fluide circulant dans ce circuit 10. Il est par exemple réalisé en un matériau de même nature que celui dont est constitué le conduit principal 11 par exemple un métal ou encore un alliage.
Dans cet élément de prélèvement 12, la première extrémité 14a a une forme biseautée obtenue notamment lors de la réalisation d’un procédé de découpe effectué dans le cadre de sa fabrication selon divers angles possibles de biseau dont notamment un angle droit. Cet angle de biseau est compris entre environ 35 et 40 degrés et est de préférence de 37 degrés.
Cette première extrémité 14a biseautée définit l’ouverture référencée 15 qui est placée dans le sens 18 de circulation du fluide. Autrement dit, l’ouverture 15 est positionnée face à ce sens 18 de circulation de façon à recevoir le fluide circulant dans le conduit principal 11. Cette ouverture 15 a une forme essentiellement ovoïde. Cette forme de l’ouverture 15 de la première extrémité 14a peut être modifiée de manière à faire varier le débit de fluide circulant dans l’élément de prélèvement 12 mais également dans le conduit principal 11. On notera que dans cette configuration, une partie d’une paroi périphérique 16 de l’élément de prélèvement 12 définie au niveau de l’ouverture 15 de cette première extrémité 14a peut être en contact avec la face intérieure 19c définissant l’enceinte 17 du conduit principal 11.
Cette première extrémité 14a en étant ainsi agencée dans l’enceinte 17 du conduit principal 11 permet de réaliser une réduction de la section transversale du conduit principal 11 afin de contraindre le fluide à passer dans l’élément de prélèvement 12 par l’ouverture 15 de cette première extrémité 14a et par la suite dans la première canalisation 13a jusqu’à l’échangeur de chaleur. En effet, dans cette configuration, le fluide qui circule dans le conduit principal 11 se divise en une première partie de fluide qui s’écoule en contournant cette première extrémité 14a et une deuxième partie de fluide qui est contrainte de pénétrer dans l’élément de prélèvement 12 à partir de l’ouverture 15. On notera que la deuxième partie de fluide représente une quantité de fluide plus importante que la première partie de fluide. Dans ces conditions, la réduction de section du conduit principal 11 est de l’ordre 30 à 50%, et de préférence de 40%.
En étant ainsi disposé dans le conduit principal 11, l’élément de prélèvement 12 comprend un axe de révolution A1 qui forme un angle a avec un axe de révolution A2 de la portion B2 du conduit principal 11 dans laquelle est située ledit élément de prélèvement 12. Cet angle a est de préférence un angle obtus qui est compris entre 100 et 120 degrés, et est de préférence de 110 degrés. Ainsi, l'angle a est défini de manière à positionner la première extrémité 14a relativement au sens 18 de circulation du fluide afin que l’ouverture 15 soit située de manière optimale par rapport à ce sens 18 de circulation, contraignant alors le fluide à pénétrer dans l’élément de prélèvement 12 par l’ouverture 15.
On notera que les diamètres d1, d2 du conduit principal 11 et de l’élément de prélèvement 12 et/ou l’angle a peuvent être modifiés selon la pression et/ou le débit du fluide circulant dans le conduit principal 11.
Ainsi que nous l’avons évoqué précédemment, la deuxième extrémité 14b de l’élément de prélèvement 12 est connectée à la première canalisation 13a qui relie le conduit principal 11 à l’échangeur de chaleur via cet élément de prélèvement 12. Cette deuxième canalisation 13b est de préférence réalisée en un matériau souple présentant de propriétés de résistance aux températures élevées que peut atteindre le fluide circulant dans le circuit 10. Cette deuxième canalisation 13b est de préférence un tuyau en caoutchouc. Elle est reliée de manière étanche à l’élément de prélèvement 12 avec la deuxième extrémité 14b voire avec tout ou partie du corps de cet élément de prélèvement 12 faisant saillie au niveau d’une face extérieure 19b de la paroi 19a du conduit principal 11 en étant positionnée dans une enceinte définie dans cette deuxième canalisation 13b. L’élément de prélèvement 12 peut être une pièce rapportée qui est assemblée au niveau de la paroi 19a du conduit principal 11 à partir par exemple de procédés de soudage ou brasage. Alternativement, cet élément de prélèvement 12 et le conduit principal 11 peuvent former un ensemble monobloc.
Le conduit principal 11 comprend également au moins un élément de d’attache 20a, 20b pouvant être par exemple une béquille et qui permet d’assurer sa fixation sur le moteur du véhicule. Dans ce mode de réalisation, il comprend deux éléments d’attache 20a, 20b fixés au niveau de la face extérieure 19b de la paroi 19a du conduit principal 11 notamment par soudage. Ces deux éléments d’attache 20a, 20b comprennent chacun un orifice 21 permettant d’assurer une fixation par vissage de ce conduit principal 11 sur le moteur.
Ainsi, l’invention grâce notamment à l’élément de prélèvement 12 et à sa disposition dans le conduit principal 11, permet d’améliorer le débit de fluide circulant dans les première et deuxième canalisations 13a, 13b ainsi que dans l’échangeur de chaleur. De plus, il permet de réaliser cette amélioration du débit du fluide sans dégrader la résistance mécanique du conduit principal 11 aux sollicitations vibratoires induites par le fonctionnement du moteur en comparaison notamment aux conduits principaux de circuits de l’état de la technique. En effet, il n’est pas nécessaire d’assurer une rigidification du conduit principal 11 par l’ajout d’un élément de renfort au niveau de la face extérieure 19b de sa paroi 19a. De plus, le conduit principal 11 en ne comprenant pas un tel élément de renfort présente un poids qui est inférieur aux conduits de l’état de la technique.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été explicitement décrit et en inclut les diverses variantes et généralisations. Par exemple, l’élément de prélèvement 12 peut comporter un bossage qui peut être reçu dans un logement creusé dans le conduit principal 11 ou entre deux protubérances s’étendant radialement depuis une surface extérieure dudit conduit principal, ledit bossage et lesdites protubérances peuvent comporter une rampe d’accrochage sensiblement complémentaire afin de servir d’une part de détrompeur et d’autre part d’assurer un angle de positionnement de l’élément de prélèvement par rapport au conduit principal.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Conduit principal (11) d’un circuit (10) de circulation d’un fluide d’un véhicule notamment d’un circuit (10) de refroidissement d’un moteur dudit véhicule, le conduit comprenant un élément de prélèvement (12) du fluide pourvu d’une première extrémité (14a) libre comprenant une ouverture (15), ladite première extrémité (14a) étant agencée dans le conduit de manière à réaliser une réduction d’une section transversale dudit conduit 11.
- 2. Conduit principal (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite ouverture (15) est agencée dans un sens (18) de circulation du fluide.
- 3. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (14a) à une forme biseautée.
- 4. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que l’ouverture (15) de ladite première extrémité (14a) a une forme ovoïde.
- 5. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - l’élément de prélèvement (12) du fluide comprend un corps qui est rigide et/ou rectiligne et/ou qui présente une section transversale de forme circulaire, et/ou - le conduit principal (11) présente une section transversale de forme circulaire.
- 6. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un axe (A2) de révolution d’une portion (B2) du conduit principal (11) forme avec un axe (A1) de révolution de l’élément de prélèvement (12) de fluide un angle (a) qui est obtus.
- 7. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de prélèvement (12) comprend une deuxième extrémité (14b) qui est reliée à une première canalisation (13a).
- 8. Conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément d’attache (20a, 20b) apte à assurer sa fixation sur le moteur.
- 9. Circuit (10) de circulation d’un fluide d’un véhicule, notamment un circuit (10) de refroidissement d’un moteur dudit véhicule, comprenant un conduit principal (11) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- 10. Véhicule comprenant un circuit (10) de circulation d’un fluide selon la revendication précédente.
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