FR3069623A1 - Procede de fabrication d’un dispositif de ventilation pour vehicule automobile - Google Patents

Procede de fabrication d’un dispositif de ventilation pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d'air en direction d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile, le procédé comprenant une étape de: - fabrication de tubes (3), chaque tube étant muni d'au moins une ouverture d'éjection d'un flux d'air distincte de ses extrémités, et - fabrication d'au moins un collecteur d'air (5), ledit au moins un collecteur d'air (5) comprenant une plaque collectrice (5-1) et une boîte à air (5-2).

Description

PROCEDE DE FABRICATION D’UN DISPOSITIF DE VENTILATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation pour véhicule automobile.
L'invention se rapporte au domaine de l’automobile, et plus particulièrement au domaine de la circulation d’air pour le refroidissement du moteur et de ses équipements.
Les véhicules à moteur, qu’ils soient à combustion ou électriques, ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur de véhicule automobile comprend généralement des tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est destiné à circuler, notamment un liquide tel que l’eau, et des éléments d’échange de chaleur reliés à ces tubes, souvent désignés par le terme « ailettes » ou « intercalaires ». Les ailettes permettent d’augmenter la surface d’échange entre les tubes et l’air ambiant.
Toutefois, afin d’augmenter encore l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air ambiant, il est fréquent qu’un dispositif de ventilation soit utilisé en sus, pour générer ou accroître un flux d’air dirigé vers les tubes et les ailettes.
Un tel dispositif de ventilation comprend le plus souvent un ventilateur à hélice, qui présente plusieurs inconvénients.
En premier lieu, l’ensemble formé par le ventilateur à hélice et son dispositif de motorisation occupe un volume important.
De plus, la distribution de l’air ventilé par l’hélice, souvent placée au centre de la rangée de tubes, n’est pas homogène sur l’ensemble de la surface de l’échangeur de chaleur. En particulier, certaines régions de l’échangeur de chaleur, comme les extrémités des tubes caloporteurs et les coins de l’échangeur de chaleur, ne sont pas ou peu atteintes par le flux d’air éjecté par l’hélice.
Par ailleurs, lorsque la mise en marche du dispositif de ventilation ne s’avère pas nécessaire, notamment lorsque l’échange de chaleur avec l’air ambiant suffit à refroidir le fluide caloporteur, les pales de l’hélice obstruent ou « masquent » en partie l’écoulement de l’air ambiant vers les tubes et les ailettes. Ceci limite l’échange de chaleur entre l’air ambiant, d’une part, et les tubes et les ailettes, d’autre part.
Un but de l’invention est de fournir un procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation pour échangeur de chaleur ne présentant pas au moins certains des inconvénients des dispositifs de ventilation pour échangeur de chaleur connus.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur de véhicule automobile, le procédé comprenant une étape de fabrication de tubes, chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection d’un flux d’air distincte de ses extrémités, et une étape de fabrication d’au moins un collecteur d’air, ledit au moins un collecteur d’air comprenant une plaque collectrice et une boîte à air.
Ainsi, avantageusement, la pluralité de tubes desquels est éjecté de l’air permet de remplacer l’hélice conventionnelle disposée devant les tubes de circulation d’un fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur, sans en présenter les inconvénients évoqués ci-dessus.
En effet, à capacités d’échange de chaleur égales, le volume occupé par un tel dispositif de ventilation est bien moindre qu’un dispositif de ventilation à hélice. En outre, la répartition de l’air ventilé par les tubes est plus facile à contrôler et peut être rendue plus homogène.
En outre, grâce au dispositif obtenu par le procédé selon l’invention, on limite l’obstruction de l’écoulement de l’air vers l’échangeur de chaleur. En effet, les tubes du dispositif de ventilation peuvent avantageusement être disposés en regard de zones de faible échange de chaleur de l’échangeur de chaleur, dites « zones mortes », telles que les faces frontales des tubes traversés par le fluide caloporteur, qui ne sont pas en contact avec des ailettes de refroidissement. Ceci n’est pas réalisable avec une hélice conventionnelle.
Par ailleurs, le dispositif obtenu par le procédé selon l’invention permet de déporter les moyens d’éjection d’air alimentant en flux d’air les tubes du dispositif de ventilation, à distance de la rangée de tubes de circulation de fluide caloporteur, ce qui offre davantage de libertés dans la conception de l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’étape de fabrication des tubes comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’étape de fabrication dudit au moins un collecteur d’air comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique de sorte à constituer en deux pièces distinctes ou en une seule pièce la plaque collectrice et la boîte à air.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le procédé comprend une étape de solidarisation des tubes audit au moins un collecteur d’air.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’étape de solidarisation des tubes audit au moins un collecteur d’air comprend une étape de solidarisation des tubes à la plaque collectrice puis une étape de solidarisation de la boîte à air à la plaque collectrice.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les tubes, la plaque collectrice et la boîte à air sont en matériau plastique ou métallique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’étape de solidarisation des tubes et de la plaque collectrice comprend une étape de brasage des tubes et de la plaque collectrice ou une étape de collage des tubes et de la plaque collectrice.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le procédé comprend une étape de positionnement d’un joint entre la plaque collectrice et la boîte à air.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre une vue en perspective éclatée d'un module d’échanges de chaleur équipé d’un dispositif de ventilation, obtenu par un procédé de fabrication selon la présente invention ;
- la figure 2 illustre une vue en coupe transversale de deux tubes de la figure 1 ;
- la figure 3 illustre schématiquement une vue de dessus des éléments du dispositif de la figure 1 pour mettre en œuvre un procédé de fabrication selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et
- la figure 4 illustre schématiquement une vue de dessus des éléments du dispositif de la figure 1 pour mettre en œuvre un procédé de fabrication selon un second mode de réalisation de l’invention.
Module d’échange de chaleur
L’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation 1 pour véhicule automobile.
Sur la figure 1, est illustré un module d’échange de chaleur 100, comprenant le dispositif de ventilation 1 et un échangeur de chaleur 101.
Comme visible sur la figure 1, le dispositif de ventilation 1 et l’échangeur de chaleur 101 sont positionnés l’un relativement à l’autre de sorte qu’un flux d’air mis en mouvement par le dispositif de ventilation 1 alimente en air l’échangeur de chaleur, de préférence pour refroidir le moteur du véhicule automobile.
Le dispositif de ventilation 1 est disposé en amont de l’échangeur de chaleur 101 sur la figure 1 (relativement à un flux d’air provenant de l’extérieur du véhicule en mouvement).
Néanmoins, le dispositif de ventilation peut également être disposé en aval de l’échangeur de chaleur 101.
Dispositif de ventilation
Comme visible sur les figures, le dispositif de ventilation 1 comprend une pluralité de tubes 3.
Les tubes 3 sont sensiblement rectilignes, parallèles entre eux et alignés de manière à former une rangée de tubes.
Le dispositif de ventilation 1 comprend également un dispositif d’alimentation en air d’un flux d’air F.
Ce dispositif alimente les tubes de ventilation 3 via un circuit d’alimentation en air 4.
Le circuit d’alimentation en air 4 comporte notamment deux collecteurs d’air 5 auxquels sont reliés les tubes de ventilation 3 par l’intermédiaire d’entrées d’alimentation en air situées à chacune de leurs extrémités 6, 7.
Comme il ressort mieux des figures 3 et 4, chaque collecteur 5 comprend une plaque collectrice 5-1 et un couvercle 5-2, encore appelée boîte à air.
Avantageusement, le circuit d’alimentation comprend également une ou plusieurs turbomachines (non illustrées), par exemple une turbomachine disposée en pied de chaque collecteur, pour éjecter l’air à travers les collecteurs d’admission 5, jusque dans les tubes de ventilation 3.
L’ensemble des tubes 3 et des collecteurs 5 délimite une grille de soufflage 8 disposée entre les collecteurs 5.
Comme plus particulièrement visible sur la figure 2, chaque tube de ventilation 3 comprend une ouverture 10 distincte des extrémités 6, 7, pour éjecter l’air hors du tube 3.
De préférence, les ouvertures 10 sont destinées à être disposées en regard de l’échangeur de chaleur.
Comme visible sur la figure 2, chaque tube 3 comprend une paroi longitudinale 19 dont une section transversale comprenant un bord d’attaque 11 libre, un bord de fuite 15 et un premier et un deuxième profils 12, 14, s’étendant chacun entre le bord d’attaque 11 et le bord de fuite 15.
Le bord de fuite 15 est de préférence disposé en regard de l’échangeur de chaleur.
La paroi longitudinale 19 est délimitée par une surface interne 16 et une surface externe 18.
Chaque ouverture 10 est pratiquée dans la paroi longitudinale 19 du tube 3, de préférence dans l’un ou l’autre des profils 12, 14.
Sur la figure 2, chaque ouverture 10 est positionnée à proximité du bord d’attaque 11.
Comme également visible sur la figure 2, les ouvertures 10 de la paire de tubes 3 illustrée sont pratiquées dans les profils 12 se faisant face.
Ainsi, les tubes de ventilation 3 et leurs ouvertures 10 sont configurés de sorte que le flux d’air F circulant dans les tubes de ventilation 3 soit éjecté par l’ouverture 10 en s’écoulant le long de chaque profil 12, sensiblement jusqu’à leurs bords de fuite 52, par effet Coanda.
Le flux d’air F éjecté des tubes 3 permet d’accélérer un autre flux F’ dans un sens d’écoulement vers l’échangeur de chaleur.
On note que les sections transversales des tubes 3 sont telles que les profils 12 s’étendent dans un sens d’éloignement des tubes 3 depuis les bords d’attaque 11 jusqu’aux bords de fuite 15.
Procédé de fabrication
Comme visible sur les figures 3 et 4, l’invention a pour objet un procédé de fabrication du dispositif de ventilation 1 destiné à générer un flux d’air en direction de l’échangeur de chaleur 101.
Le procédé comprend une étape de fabrication des tubes 3, chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection 10 distincte de ses extrémités 6, 7.
Le procédé comprend également une étape de fabrication de chaque collecteur d’air 5, chaque collecteur 5 comprenant la plaque collectrice 5-1 et la boîte à air 5-2.
L’étape de fabrication des tubes 3 comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique (notamment bouterollage).
Au cours de la fabrication des tubes, chaque tube 3 est avantageusement profilé de sorte à pouvoir engendrer un effet coanda, comme déjà décrit en relation avec la figure 2.
L’étape de fabrication de chaque collecteur d’air 5 comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique de sorte à constituer en deux pièces distinctes ou en une seule pièce la plaque collectrice 5-1 et la boîte à air 5-2.
Le procédé comprend également une étape de solidarisation des tubes 3 à chaque collecteur d’air 5.
L’étape de solidarisation des tubes 3 à chaque collecteur d’air 5 comprend avantageusement une étape de solidarisation des tubes 3 à la plaque collectrice 5-1 puis une étape de solidarisation de la boîte à air 5-2 à la plaque collectrice 5-1 solidaire des tubes 3.
Au cours de l’étape de solidarisation, les tubes sont avantageusement disposés de sorte à former une rangée comme déjà décrit en relation avec les figures 1 et 2.
L’invention est maintenant décrite en référence au mode de réalisation illustré sur la figure 3.
Selon ce premier mode de réalisation, chaque élément, c’est-à-dire chaque tube 3, les plaques collectrices 5-1 et les boîtes à air 5-2, est réalisé en matériau plastique.
Le matériau plastique est par exemple un polyamide (PA), ou un polycarbonate (PC), un polychlorure de vinyle (PVC) ou un polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
Selon ce mode de réalisation, chaque élément est obtenu par injection plastique.
Une fois les éléments démoulés, on colle les tubes 3 aux plaques collectrices 5-1.
Ensuite, les boîtes à air 5-2 sont collées sur les plaques collectrices 5-1.
L’invention est maintenant décrite en référence au mode de réalisation illustré sur la figure 4.
Selon ce deuxième mode de réalisation, les tubes 3 et les plaques collectrices 5-1 sont en matériau métallique, de préférence en aluminium.
Les boîtes à air 5-2 sont en matériau plastique, par exemple polyamide (PA), polycarbonate (PC), polychlorure de vinyle (PVC) polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
Les boîtes à air 5-2 sont obtenues par injection plastique.
Les plaques collectrices 5-1 sont avantageusement obtenues par emboutissage, et contiennent de préférence un matériau de brasage.
Les tubes 3 sont obtenus par pliage, et formés éventuellement en deux parties.
L’ensemble des tubes 3 est brasé avec les plaques collectrices 5-1.
Ensuite, les plaques collectrices 5-1 sont serties aux boîtes à air 5-2.
Un joint torique 20 est placé entre chaque plaque collectrice 5-1 et la boîte à air associée 5-2, pour assurer l’étanchéité du collecteur 5.
L’invention a été illustrée selon divers modes de réalisation, qui, bien 5 entendu, ne sont pas limitatifs.
En particulier, les tubes ne sont pas nécessairement profilés pour permettre un effet coanda.
On ajoute que les modes de réalisation sont combinables dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation (1) destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur de véhicule automobile, le procédé comprenant une étape de :
    fabrication de tubes (3), chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection (10) d’un flux d’air (F) distincte de ses extrémités (6, 7), et fabrication d’au moins un collecteur d’air (5), ledit au moins un collecteur d’air (5) comprenant une plaque collectrice (5-1) et une boîte à air (5-2).
  2. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de fabrication des tubes (3) comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique.
  3. 3. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’étape de fabrication dudit au moins un collecteur d’air (5) comprend une étape de moulage et/ou d’extrusion et/ou d’emboutissage et/ou de pliage et/ou d’évasement mécanique de sorte à constituer en deux pièces distinctes ou en une seule pièce la plaque collectrice (5-1) et la boîte à air (5-2).
  4. 4. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de solidarisation des tubes (3) audit au moins un collecteur d’air (5).
  5. 5. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de solidarisation des tubes (3) audit au moins un collecteur d’air (5) comprend une étape de solidarisation des tubes (3) à la plaque collectrice (5-1) puis une étape de solidarisation de la boîte à air (5-2) à la plaque collectrice (5-1).
  6. 6. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les tubes (3), la plaque collectrice (5-1) et la boîte à air (5-2) sont en matériau plastique ou métallique.
    io
  7. 7. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel l’étape de solidarisation des tubes (3) et de la plaque collectrice (5-1) comprend une étape de brasage des tubes (3) et de la plaque collectrice (51) ou une étape de collage des tubes (3) et de la plaque collectrice (5-1).
    15
  8. 8. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de positionnement d’un joint (20) entre la plaque collectrice (5-1) et la boîte à air (5-2).
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