FR3050762B1

FR3050762B1 - Admission d’air pour refroidisseur de moteur de vehicule automobile

Info

Publication number: FR3050762B1
Application number: FR1653927A
Authority: FR
Inventors: Philippe Vettoretto; Aline Hanauer
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2036-05-02
Also published as: FR3050762A1

Abstract

L'invention concerne la mise en place d'une admission d'air (F1, F2) entre une entrée d'air (30) et une plaque de façade (11) d'un équipement de refroidissement (10) d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, en particulier d'un refroidisseur à suralimentation dit RAS. L'air (F1, F2) est canalisé dans un convoyeur (100) composé d'au moins deux portions (100a, 100b) successivement positionnées dans un espace disponible prédéfini et hermétiquement raccordées par leurs bords (100i), après le couplage d'une première portion d'extrémité (100a) au pourtour de ladite plaque (11) dans une première étape, et avant le couplage d'une autre portion d'extrémité (100b) à l'entrée d'air (30) dans une dernière étape.

Description

ADMISSION D’AIR POUR REFROIDISSEUR DE MOTEUR DE VÉHICULE AUTOMOBILE

[0001] L’invention se rapporte à un procédé et un système d’admission d’air destiné à un échangeur de refroidissement d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile.

[0002] Dans le cas d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile, un système d’admission d’air sous le capot du véhicule utilise notamment un convoyeur qui sert d’écope destinée à capter l’air et à le canaliser jusqu’à un échangeur de refroidissement. Plus précisément, ce convoyeur est placé entre une entrée d’air du véhicule et une plaque de façade de l’échangeur de refroidissement d’air, en particulier un refroidisseur d’air de suralimentation (en abrégé RAS) du moteur. Cet échangeur RAS permet de refroidir de l’air comprimé dans un cycle de suralimentation du moteur.

[0003] En général, les échangeurs de refroidissement d’air, et en particulier les échangeurs RAS, présentent une façade formant une plaque en regard du convoyeur.

[0004] Classiquement, le convoyeur est fixé par une extrémité à la plaque de façade de l’échangeur de refroidissement. Ce convoyeur est également fixé, par une large ouverture latérale, à une entrée d’air. Pour réaliser ces raccordements, la forme du convoyeur est adaptée aux contraintes d’architecture interne sous capot en s’insérant entre des pièces de moteur déjà en place.

[0005] Les convoyeurs de système d’admission d’air ont été améliorés pour lutter contre les contraintes vibrationnelles dues à la présence proche au moteur. Ainsi, le convoyeur du document de brevet FR2877997 présente une partie latérale souple de fixation sur la plaque de façade du refroidisseur. Un autre document, la publication EP 2 754 881, propose un convoyeur dont la paroi est recouverte d’un matériau amortisseur acoustique afin d’absorber les bruits induits par les vibrations.

[0006] D’autres documents proposent d’améliorer le rendement thermique. Ainsi le document de brevet FR 3 017 420 propose une amélioration des performances du moteur avec un système d’admission d’air fournissant un air plus frais que s’il était pris au niveau habituel d’entrée d’air du véhicule.

[0007] Par ailleurs, afin d’améliorer l’étanchéité de la connexion entre le convoyeur et le refroidisseur, il est connu d’envelopper partiellement la plaque de façade du refroidisseur par le convoyeur.

[0008] Un exemple de convoyeur inséré de cette manière est présenté en référence à la vue latérale d’un système d’admission d’air illustrée par la figure 1. Sur cette figure, le convoyeur 1 du système d’admission est fixé sur un échangeur de refroidissement de type RAS 10. La fixation du convoyeur 1 sur le pourtour 11p de la plaque de façade 11 de l’échangeur 10 entraîne le positionnement d’un renflement d’extrémité 1 r du convoyeur 1 devant cette plaque 11. La forme particulière du convoyeur 1, induite par les contraintes d’environnement, nécessite donc qu’une partie 2 de la plaque 11 ne puisse pas être ventilée avec l’air incident apporté par le convoyeur 1 par masquage de cette partie de plaque 2 par le renflement 1 r du convoyeur 1.

[0009] Ainsi, les contraintes de montage empêchent un convoyeur d’irriguer en air toute la surface de la plaque de façade d’un équipement de refroidissement, et donc d’assurer une bonne performance dans l’échange thermique. De plus, des défauts d’étanchéité le long du flux d’admission d’air et de dégagement de chaleur important émis par l’équipement de refroidissement sont des aspects qui ne sont pas pris en compte dans les solutions de l’état de la technique.

[0010] L’invention vise d’abord à optimiser la performance relative à l’échange thermique avec le refroidisseur et, avantageusement, à éliminer les défauts d’étanchéité le long de l’acheminement de l’air jusqu’au refroidisseur et à supporter le dégagement de chaleur. Pour ce faire, l’invention prévoit en premier lieu, une articulation adaptée et étanche du convoyeur.

[0011]A ce titre, la présente invention a pour objet un procédé de mise en place d’une admission d’air entre une plaque de façade d’équipement de refroidissement d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile et une entrée d’air du véhicule. Dans ce procédé, l’air est canalisé dans un convoyeur composé d’au moins deux portions successivement positionnées dans un espace disponible prédéfini et hermétiquement raccordées entre elles, après le couplage d’une première portion d’extrémité au pourtour de ladite plaque dans une première étape, et avant le couplage d’une autre portion d’extrémité à l’entrée d’air dans une dernière étape.

[0012]Ainsi, la combinaison d’au moins deux portions pour former le convoyeur permet une adaptation à l’environnement immédiat du convoyeur, défini par les contraintes d’architecture « moteur », tout en permettant à l’air de traverser la totalité de la plaque de façade de l’équipement de refroidissement.

[0013] De préférence, la première étape de fixation de la portion d’extrémité du convoyeur sur la plaque de façade de cet équipement de refroidissement est effectuée avant de placer l’équipement de refroidissement dans le véhicule. Ce montage hors du véhicule facilite la mise en place de la portion d’extrémité sur la plaque de façade.

[0014]Avantageusement, au moins une portion de convoyeur s’étend au moins partiellement de manière cylindrique. La présence d’au moins une étendue cylindrique simplifie la conception du convoyeur et reste compatible avec la mise en place de ce convoyeur dans son environnement immédiat grâce à la composition du convoyeur en portions successives.

[0015] Dans une étape intermédiaire entre la première et la dernière étape, au moins une portion intermédiaire est hermétiquement raccordée aux portions d’extrémité. Dans le cas où plusieurs portions intermédiaires sont successivement mises en place, chaque portion intermédiaire est hermétiquement raccordée à une autre portion intermédiaire ou à une portion d’extrémité.

[0016] Plus particulièrement, les portions du convoyeur sont déterminées en nombre et en longueur de leurs étendues cylindriques afin d’optimiser son adaptation à l’espace laissé disponible par l’architecture interne entre l’entrée d’air et l’équipement de refroidissement du moteur.

[0017] L’invention se rapporte également à un système d’admission d’air sur un équipement de refroidissement d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant une entrée d’air, un convoyeur destiné à acheminer l’air venant de l’entrée depuis l’extérieur du véhicule jusqu’à une plaque de façade de l’équipement de refroidissement, ledit convoyeur comportant une première ouverture débouchant sur la plaque de façade de l’équipement de refroidissement et une ouverture d’extrémité débouchant sur l’entrée d’air. Ce convoyeur est composé d’au moins deux tronçons liés entre eux par des bords de tronçons hermétiquement jointifs, avec un premier tronçon d’extrémité au moins partiellement cylindrique formant, en une terminaison opposée au bord jointif, la première ouverture de contour fixé hermétiquement sur un pourtour de la plaque de façade de l’équipement de refroidissement par des avancées, et un autre tronçon d’extrémité formant, en une terminaison opposée au bord jointif, l’ouverture d’extrémité de contour fixé sur l’entrée d’air.

[0018] Dans ces conditions, le convoyeur à tronçons selon l’invention permet de s’adapter à l’architecture interne de son environnement immédiat tout en « arrosant >> d’air toute la plaque de façade de l’équipement de refroidissement, en particulier un échangeur RAS.

[0019] Selon un mode de réalisation particulier, les deux tronçons d’extrémité du convoyeur sont assemblés via au moins un tronçon intermédiaire, chaque (le) tronçon intermédiaire présentant deux bords jointifs, les bords jointifs d’un tronçon intermédiaire étant ajustés hermétiquement aux bords jointifs d’autres parties intermédiaires jusqu’aux bords jointifs des tronçons d’extrémité.

[0020] Avantageusement, le convoyeur comporte deux tronçons d’extrémité réalisés en matériaux différents : le tronçon d’extrémité fixé à l’entrée d’air est constitué au moins partiellement en un matériau d’absorption acoustique, alors que le tronçon d’extrémité fixé à la plaque de façade, est constitué en un matériau réfractaire apte à résister à la chaleur dégagée par l’équipement de refroidissement.

[0021] De plus, il est avantageux de pouvoir associer un tronçon d’extrémité donné, fixé au pourtour de la plaque de façade d’un équipement de refroidissement, à un autre tronçon d’extrémité donné, fixé à l’entrée d’air, en adaptant en nombre, en dimension et/ou en longueur de jonction des tronçons intermédiaires.

[0022] Selon certains modes de réalisation préférés : - le convoyeur étant fixé sur des faces latérales de la plaque de façade de l’équipement de refroidissement, des joints en silicone assurent l’étanchéité entre le convoyeur et ces faces latérales; - la plaque de façade de l’équipement de refroidissement présentant un bord plat, au moins un joint en mousse élastomère est déposé entre ce bord plat et le convoyeur; - le raccordement entre deux tronçons consécutifs du convoyeur comporte un recouvrement de leurs bords par emboîtement, les tronçons présentant un gabarit sensiblement identique à proximité du recouvrement afin de former un lissage de chemin aéraulique; - des lèvres souples sont agencées sur le bord du tronçon d’extrémité fixé sur l’entrée d’air, afin d’offrir une étanchéité optimale.

[0023] L’invention s’applique en particulier à un moteur présentant un jquipement de refroidissement de type échangeur RAS et a également pour objet un 'éhicule automobile comportant un équipement de refroidissement de moteur à :ombustion interne, plus particulièrement un échangeur RAS, sur lequel est monté jn système d’admission d’air tel que défini ci-dessus.

[0024] Dans le présent texte, les qualificatifs « interne» et « externe » se éfèrent à la position d’éléments internes ou externes à un véhicule. Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par un même signe de référence et renvoient iu(x) passage(s) qui le décrive(nt).

[0025] D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente nvention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence iux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue frontale d’un échangeur de refroidissement de type RAS et d’un convoyeur selon l’état de la technique (déjà commentée) ; - les figures 2a et 2b, une vue latérale d’un échangeur de type RAS et d’un convoyeur d’un exemple de système d’admission d’air selon l’invention fixé latéralement sur cet échangeur et respectivement, une vue en coupe d’un agrandissement d’une fixation latérale; - la figure 3, une vue latérale en coupe schématique de l’exemple de système d’admission d’air selon l’invention; et - les figures 4a à 4d, des vues en perspective de l’échangeur de refroidissement (figure 4a), du tronçon de convoyeur à fixer sur cet échangeur (figure 4b), de l’échangeur et de ce tronçon une fois assemblés (figure 4c), et d’un tronçon à fixer sur l’entrée d’air (figure 4d), ces vues illustrant la mise en place de l’exemple de système d’admission selon l’invention.

[0026] La figure 2a illustre une vue latérale de l’échangeur RAS 10 de la figure 1 et d’un convoyeur 100 d’un exemple de système d’admission d’air selon l’invention. Le convoyeur 100 présente un contour d’extrémité formé de deux avancées formées de parois parallèles 23 fixées sur les faces latérales parallèles 22 de la plaque de façade 11 de l’échangeur 10 (une seule paroi 23 et une seule face latérale 22 sont visibles sur la figure 2a). Une autre paroi 23 venant du contour d’extrémité du convoyeur 100 peut également être prévue pour venir se fixer sur la face inférieure 22’ de l’échangeur 10 (cf. figure 3).

[0027] La quatrième face supérieure 24 de l’échangeur 10 de la figure 2a ne dispose pas de surface de pose plane mais, selon le modèle, d’autres échangeurs de refroidissement peuvent présenter quatre faces de pose planes pour que quatre avancées venant d’un convoyeur de même type que le convoyeur 100 viennent se fixer respectivement sur ces quatre faces. La fixation latérale du convoyeur 100 sur deux, trois ou quatre faces de l’échangeur 10 laisse donc totalement libre la plaque de façade 11 de cet échangeur.

[0028] La vue en coupe de la figure 2b présente un agrandissement d’une fixation latérale du convoyeur 100 de la figure 2a. La paroi 23, venant d’un tronçon globalement cylindrique de base rectangulaire 100a, est disposée en regard de la face latérale 22 de l’échangeur 10. Un joint de silicone 21 assure l’étanchéité entre la face interne 23i de la paroi 23 et la face latérale 22 de l’échangeur 10.

[0029] Le système d’admission d’air est présenté ci-après de manière plus complète en référence à la vue en coupe schématique de la figure 3. Le système d’admission d’air est composé principalement d’une entrée d’air 30, formée en liaison avec une ouverture du convoyeur 100 et à travers laquelle l’air (flèches F1) pénètre, du convoyeur 100 dans lequel cet air est canalisé, et de la plaque de façade 11 qui est «arrosée» par l’air transporté par le convoyeur 100. L’air provenant de l’entrée 30 (flèches F1) est donc amené par le convoyeur 100 jusqu’à traverser la plaque de façade 11 (flèches F2).

[0030] Le convoyeur 100 comporte ici deux tronçons 100a et 100b ajustés entre eux par recouvrement des bords 100i formant un emboîtement hermétiquement jointif. Les tronçons 100a et 100b présentent un gabarit sensiblement identique à proximité du recouvrement entre les bords 10Oi de sorte à former un lissage du chemin aéraulique.

[0031] Par ailleurs, la plaque de façade 11 dispose d’une zone de hauteur « a » à travers laquelle entre l’air (flèches F2). Le raccordement du tronçon 100a sur l’échangeur 10 se fait par les parois latérales 23 conformément à la figure 2a et par la paroi inférieure 23 fixée par un joint de silicone 21 (cf. figure 2b) sur la face inférieure 22’ de la plaque de façade 11.

[0032] La plaque de façade 11 dispose également d’un bord supérieur « b » plat et sans passage d’air. La fixation sur la face supérieure 24 (cf. figure 2a) étant écartée, le rattachement supérieur du tronçon 100a sur la plaque 11 se fait en pression à travers un joint en mousse élastomère 25. Ce joint 25 permet d’assurer une bonne étanchéité. Ainsi, le tronçon 100a du convoyeur 100 est rattaché de deux manières à la plaque de façade 11 de l’échangeur 10.

[0033] Quant au tronçon 100b, il est rattaché à l’entrée d’air 30 par une terminaison opposée à son bord de tronçon 10Oi avec le tronçon 100a. Pour assurer une bonne étanchéité à ce rattachement, des lèvres souples 32 prolongent cette terminaison du tronçon 100b et sont fixées sur l’entrée d’air 30.

[0034] Les figures 4a à 4d présentent des vues successives illustrant la mise en place du système d’admission d’air de la figure 3.

[0035] La figure 4a présente l’échangeur 10 sur un banc de préparation avec sa plaque de façade 11 sensiblement rectangulaire et des pièces accessoires 12, 13 en liaison avec l’échangeur 10. La présence de ces pièces complémentaires induit un aménagement périphérique du tronçon 100a destiné à être fixé sur l’échangeur 10, tout en reste globalement cylindrique.

[0036] Ce tronçon 100a est illustré en vue perspective sur la figure 4b. Il est adapté aux pièces accessoires 12, 13 hors de son contour rectangulaire 103c définissant l’ouverture rectangulaire 103. Un tel tronçon 100a est avantageusement pris comme standard pour s’articuler sur différents tronçons 100b (cf. figures 3 et 4d). Les tronçons 100b sont plus spécifiquement configurés pour se conformer à l’espace disponible défini, entre la plaque de façade 11 et l’entrée d’air 30 (cf. figure 3), par les contraintes d’architecture interne.

[0037] Comme décrit précédemment (en référence aux figures 2a, 2b et 3), le tronçon 100a et l’échangeur 10 (cf. figure 4a) sont fixés latéralement ensemble, l’ouverture rectangulaire 103 débouchant en regard de toute la plaque de façade 11. Cette étape est effectuée hors du capot moteur du véhicule puis l’ensemble est placé dans le capot moteur en cours de montage. La vue en perspective de la figure 4c présente l’assemblage du tronçon 100a et de l’échangeur 10 avec leur environnement immédiat: des pièces de moteur 40 comprenant une poutre de choc 41.

[0038] L’espace occupé par cette poutre de choc 41 est contourné par l’utilisation du convoyeur en deux tronçons 100a et 100b sans que le contour d’ouverture 103c n’empiéter sur la plaque de façade 11, alors qu’un convoyeur en une seule pièce nécessite une configuration particulière qui occupe une partie de la plaque de façade 11, conformément à la figure 1.

[0039] La figure 4d présente une vue depuis l’entrée d’air 30 (cf. figure 3) d’un tronçon 100b du convoyeur destinée à être raccordée, dans des étapes successives, sur la partie 100a puis sur l’entrée d’air 30 de la manière décrite ci-dessus (en référence à la figure 3). Le tronçon 100b présente des lèvres d’étanchéité souples 32 entourant l’ouverture d’extrémité 104 du tronçon 100b et venant s’enchâsser et se fixer dans l’entrée d’air 30 (cf. figure 3) dans une dernière étape de mise en place. Ces lèvres 32 présentent une conformation adaptée au plus près des définitions de l’entrée d’air, formé au niveau du pare-choc avant dans l’exemple de réalisation.

[0040] Avantageusement, la paroi de tronçon 101b intègre un soufflet 33 s’étendant transversalement par rapport au flux d’air (flèches F1, cf. figure 3). Ce soufflet est destiné à découpler la transmission vibrationnelle produite par ce flux d’air.

[0041] L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, l’étendue cylindrique présentée par au moins un tronçon du convoyeur peut être de base polygonale, circulaire et/ou oblongue. Les matériaux des tronçons sont adaptés à leur environnement: le premier tronçon de fixation sur l’échangeur est de préférence en matériau réfractaire pour supporter le dégagement thermique de l’échangeur et le tronçon de fixation sur l’entrée d’air est, au moins partiellement, en matériau poreux ou composite pour améliorer l’absorption acoustique.

Claims

REVENDICATIONS

1.Système d’admission d’air (F1, F2) sur un équipement de refroidissement (10) d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile , comportant une entrée d’air (30), un convoyeur (100) destiné à acheminer l’air (F1, F2) venant de l’entrée (30) depuis l’extérieur du véhicule jusqu’à une plaque de façade (11) de l’équipement de refroidissement (10), ledit convoyeur (100) comportant une première ouverture débouchant sur la plaque de façade (11) de l’équipement de refroidissement (10) et une ouverture d’extrémité débouchant sur l’entrée d’air (30), caractérisé en ce que ce convoyeur (100) est composé d’au moins deux tronçons (100a, 100b) liés entre eux par des bords de tronçons hermétiquement jointifs (1 OOi), avec un premier tronçon d’extrémité (100a) au moins partiellement cylindrique formant, en une terminaison opposée au bord jointif (1 OOi), la première ouverture de contour fixé hermétiquement sur un pourtour de la plaque de façade (11) de l’équipement de refroidissement (11) par des avancées (23), et un autre tronçon d’extrémité (100b) formant, en une terminaison opposée au bord jointif (1 OOi), l’ouverture d’extrémité de contour fixé sur l’entrée d’air (30), et dans lequel des lèvres souples (32) sont agencées sur le bord du tronçon d’extrémité (100b) fixé sur l’entrée d’air (30).
2. Système d’admission d’air selon la revendication précédente, dans lequel les deux tronçons d’extrémité (100a, 100b) du convoyeur (100) sont assemblés via au moins un tronçon intermédiaire, chaque (le) tronçon intermédiaire présentant deux bords jointifs, les bords jointifs d’un tronçon intermédiaire étant ajustés hermétiquement aux bords jointifs d’autres parties intermédiaires jusqu’aux bords jointifs (1 OOi) des tronçons d’extrémité (100a, 100b).
3. Système d’admission d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le convoyeur (100) étant fixé sur des faces latérales (22, 22’) de la plaque de façade (11) de l’équipement de refroidissement (10), des joints en silicone (21 ) assurent l’étanchéité entre le convoyeur (100) et ces faces latérales (22, 22’).
4. Système d’admission d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de façade (11) de l’équipement de refroidissement (10) présentant un bord plat, au moins un joint en mousse élastomère (25) est déposé entre ce bord plat et le convoyeur (100).
5. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un système d’admission d’air défini selon l’une quelconque des revendications précédentes.