Brevet FR2253998A1 — publié le 19750704

L'invention se rapporte à l'industrie automobile et des tracteurs et concerne le perfectionnement des radiateurs (échangeurs thermiques) des systèmes de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles, tract@ures et d'autres install tions mobiles et fixes. On connaCt déjà des radiateurs qui, a association avec les autres élégents du système de refroidisgement, doivent asgurer le fonctionnement des moteurs sans surchauffe lors du service dans différentes régions climatiques. On connaît des noyaux de radiateurs dans lesquels on utilise des ailettes plates de refroidissement (bandes gaufrées), o-i sent ménagées os fentes ou des cavités disposées au-dessous de la ligne principale du bord de l'ailette plate, ce qui réduit le trajet de passage de l'air à l'intérieur du radiateur, provoque 7e colmatage du noyau et la déposition de l@ crasse dans les creux, diminue l'échange thermique et rend le nettoyage et le lavage des radiateurs plus difficiles Les radiateurs de refroidissement en cuivre-laiton fabriqués actuellement dans l'industrie automobile ont certains défauts essentiels : une sûreté, une longévité et une résistance mécanique insuffisantes des noy.ux par suite de l'emploi d'ailettes de refroidissement gaufrées sous forme d'accordéon, et parfois des coupures en scia, et des creux locaux. Une telle ailette de refroidissement se plie et se déforme sous son propre poids et ne constitue pas un élément rigide du fait que ses principales nervures rectilignes sont formées par pliage. sans déformation plastique. Elles ne possèdent pas une forme géométrique permanente apte à assurer à l'assemblage des noysux un contact garanti des surfaces à réunir par un brasage de qualité. Une telle conception de l'ailette de refroidissement n'assure qu'une faible turbulence du courant d'air passant par le radiateur. De plus, la fabrication des radiateurs connus exige une consommation énorme de lamines en cuivre, laiton et de brasure étain-plomb, qui sont difficilement disponibles et d'un coût élevé. le but de l'invention est d'éliminer les défauts en question. L'invention a pour but de résoudre le problème de la mise au point d'un noyau de radiateur doté d'ailettes gaufrées de refroidissement, aptes à assurer une transmission thermique maximale du radiateur, tout en réduisant son poids. Ce problere est résolu de la manier suivante : dans un noyau du radiateur du circuit de refroidissement d'un moteur, du type comprenant des lamelles d'appui supérieure et inférieure, entre lesquelles sont n entés des tubes portant des lamelles gaufrées formant des canaux pour l'air de refroidissement, suivant l'invention chaque canal se compose de plusieurs secteurs à sections variables le long dudit canal et adjacents successivement les uns aux autres, les secteurs mutuellement voisins dudit canal, étant décalés l'un par rapport à l'autre. I1 est avantageux que plusieurs secteurs, communiquant entre eux successivement, de chaque canal forment des branches inclinées l'une par rapport à l'autre. I1 est également avantageux que les canaux formés par les lamelles gaufrées soient colinéaires l'un par rapport à l'autre. I1 est avantageux que les branches des canaux formés par les lamelles gaufrées soient orientées symétriquement par rapport à l'axe transversal des lamelles. Il est aussi avantageux que les lamelles gaufrées soient fabriquées en alliage d'aluminium. L'invention proposée permet d'éliminer les défauts précités en adoptant une nouvelle forme des canaux des lamelles gaufrées de refroidissement. La construction proposée des noyaux de radiateurs, avec la forme nouvelle, décrite plus h ut, des canaux sinueux, des lamelles gaufrées de refroidissement a été adoptée pour l'étude et la fabrication des radiateurs en aluminium. On trouvera ci-dessous la ;escription d'un exemple concret mais non limitatif de réalisation de l'invention, avec renvois au dessin unique annexé, sur lequel - la figure I représente un noyau de- radiateur conforme à l'invention (vue latérale) - la figure 2, une vue schématique illustr.:nt la disposition des canaux de refroidissement des lamelles gaufrées - la figure 3, une vue isométrique d'une lamelle gaufrée - la figure 4, un noyau de radiateur à lamelle gaufrée simple, (section suivant IV-lV de la figure t) - la figure 5, un noyau de radiateur à lamelle gaufrée double, (section suivant IV-IV de la figure 1) . Dans le radiateur assemble, le noyau noue le ravie d'un élément de transmission thermique par transfert de chaleur au flux d'air passant par le radiateur. le noyau du radiateur à lamelles gaufrées de refroidissement t est formé par des lamelles d'appui 2 (figures 1, 4, 5) supérieure et inférieure entre lesquelles sont montés les tubes 3 sur lesquels sont fixées ces lamelles gaufrées formant des canaux sinueux 4 pour 11 air de refroidissement. Le noyau peut comporter soit une seule rangée de lamelles de refroidissement I (figure 4), soit deux rangées (figure 5). Chaque canal 4 (figure 2) se compose de plusieurs secteurs adjacents successivement l'un à l'autre et dont la section varie le long du canal, les secteurs mutuellement voisins étant décalés l'un par rapport à l'autre. Plusieurs secteurs, communiquant entre eux successivement, de chaque canal forment des branches inclinées l'une par rapport à l'autre et orientées symétriquement par rapport à l'axe transversal des lamelles 1 Tous les canaux formés par les lamelles gaufrées sont disposés colinéairement l'un par rapport à l'autre. les parois latérales 5 des nervures des canaux 4 représentées à la figure 3 et leur jonction déterminent la section transversale des canaux de refroidissement de la lamelle 1. les secteurs individuels-des nervures. 6, 7, 8, 9 (figure 3) sont décalés l'un par rapport à l'autre. Les nervures (parois) décalées sont réunies entre elles par les secteurs 10, 11 et 12, en formant ainsi un-canu-l trapézoïdal commun de la lamelle gaufrée de refroidissement. Les éléments du noyau sont aisément assemblés l'un à l'autre, formant un radiateur d'une structure rigide. le courant d'air pénètre dans le noyau du radiateur par les canaux 4 indiqués plus haut, change plusieurs fois de direction tout en se mélangeant bien. Par suite de la--haute turbulence du courant d'air et de l'allongement de son trajet de passage dans les canaux 4 de la lamelle de refroidissement t du radiateur, la transmission de chaleur entre le liquide de refroidissement et le courant d'air est efficace. la présente invention trouve sa1meilleure application dans la production de radiateurs(d'échangeurs thermiques) en alliages d'aluminium en vue d'économiser les métaux non ferreux, difficilenent disponibles et coûteux tels que le cuivre, le laiton, l'étain et le-plomb, utilisés actuellement pour leur fabrication. La conception proposée de la lamelle gaufrée de refroidissement se rapporte aux echangeurs thermiques de type courant ainsi qu'aux radiateurs utilisés pour le refroidissement des motéurs de véhicules automobiles, de tracteurs et d'autres installations mobiles et fixes. L'invention permet de fabriquer des lamelles de refroidissement en laminés d'aluminium bon marche. Par exemple, la transmission de chaleur moyenne d'un noyau de radiateur à eau réalisé en aluminium est approximativement égale à 7150 kcal/h, et celle d'un radiateur réalisé en. alliage de cuivre-laiton est d'environ 5040 kcal/h.. L'efficacité de la transmission de chaleur dans un radiateur en aluminium excède dans l'ensemble de 10 o' celle obtenue dans un radiateur de cuivre-laiton, la surface de refroidissement étant légèrement inférieure. Le poids d'un radiateur en aluminium est de 5 kg inférieur à celui d'un radiateur en cuivre-laiton. Cette diminuti-on de poids réduit la charge à laquelle sont souris les. éléments du radiateur lui-même et sa suspension.Grâce à l'innovation apportée, la résistance aux vibrations- et la solidité d'un radiateur en aluminium possédant une lamelle de refroidissement réalisée conformément à cette invention, sont plus de deux fois supé1ieuresa celles d'un radiateur en cuivre-laiton. Il en résulte une réduction notable du nombre de radiateurs destinés aux pièces détachées les camions de 4,5 t à radiateur en aluminluni roulent plus de 250 000 km.Il convient, en outre, de noter que la capacité de travail du groupe de cylindre et des culasses en aluminium est supérieure du fait qu'avec l'emploi d'un radiateur en aluminium le circuit de refroidissement ne comporte pas Ce couple aluminium-cuivre créant un potentiel électrochimique élevé, ce qui se trad@it par l'élimination de la corrosion électrochimique qui a lieu lors de l'utijisation des radiateurs en cuivre-laiton. Le noyau de radiateur à labelles gaufrées faisant l'objet de l'invention permet d'obtenir un radiateur de conception simple et ramas@ée et d'une efficacité thermique maximale, ce qui justifie la fabrication en série de tels radiateurs. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au- mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en ouuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Noyau de radiateur d'un système de refroidissement de moteur, du type comprenant une lamelle d'appui supérieure et une lamelle d'ainsi inférieure, entre lesquelles sont montés des tubes portant auxquels sont fixées les lamelles gaufrées formant des can ux pour l'air de refroidissement, caractérisé en ce que chaque canal se compose ae plusieurs secteurs dont les sections varient le lon > r dudit canal et qui sont successivement adjacents les uns aux autres, les secteurs mutuellement voisins étant décalés l'un par rapport à l'autre. 2. Noyau de radiateur suivant la revendiction 1, caractérisé en ce que plusieurs secteurs successifs, communiquant entre eux, de chaque canal forment dés branches inclinées l'un par rapport à l'autre. 3. Noyau de radiateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux formés par les lamelles gaufrées sont colinéaires l'un par rapport à l'autre. 4. Noyau de radiateur suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les branches des canaux formés par les lamelles gaufrées sont orientées symétriquement par rapport à l'axe transversal des lamelles. 5. Noyau de radiateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lamelles gaufrées sont fabriquées en alliage d'aluminium.