Brevet FR2467096A1 — publié le 19810417

-1 - La présente invention concerne un véhicu- le automobile et, en particulier, un camion, comportant un dispositif de refroidissement de moteur à combustion interne, dispositif qui comprend au moins un échangeur de chaleur disposé à un niveau élevé sur ou derrière le compartiment des passagei ou la cabine du conducteur. Il est connu (demandes de brevet alle- mand publiées avant examen 27 47 785 et 24 24 929; brevet britannique 13 38 300) de disposer l'échangeur de chaleur du dispositif de refroidissement d'un camion sur le toit de la cabine du conducteur et de le loger dans un habillage du genre bottier. On prévoit alors des orifices d'admission et d'échappement d'air dans la région située au- dessus du pare-brise ainsi que dans la région située au-dessus des fenêtres latérales (de- mande de brevet allemand publiée avant examen n& 24 24 929). Dans la pratique, on hésite beaucoup à adopter ces dispositions en raison du danger d'échau- dure considérablement aggravé pour le conducteur ou un autre occupant du véhicule; en effet, dans le cas d'un échangeur de chaleur défectueux, l'agent de re- froidissement, généralement de l'eau, qui s'échappe peut se répandre très rapidement dans l'espace inté- rieur de la cabine du conducteur, en particulier lors- que les fenêtres sont ouvertes. Ce risque d'échaudure se présente aussi notamment dans le cas d'accidents lors desquels l'échangeur de chaleur est endommagé par suite du choc. L'invention a pour objet d'agencer un véhicule automobile du type défini au début du présent préambule de manière à augmenter la sécurité des occu- pants du véhicule contre une échaudure par un échangeur de chaleur défectueux du dispositif de refroidissement. A cet effet, suivant l'invention, un récipient collec- -2- teur de liquide est disposé au moins au-dessous de l'é-. changeur de chaleur. Grâce à cette disposition, on évite que, dans le cas d'une défectuosité de l'échangeur de cha- leur, l'eau de refroidissement très chaude s'échappe de manière incontrôlée et puisse éventuellement se ré- pandre dans l'espace intérieur du véhicule. Au con- traire, avec cette disposition, l'agent de refroidis- sement s'échappant en cas de défectuosité est rassem- blé et collecté dans une zone prescrite. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu de loger l'échangeur de chaleur dans un récipient résistant à la pression et à l'écrasement entièrement fermé, à l'exception d'un ou - 1.5 plusieurs orifices d'admission d'air et d'un ou plu- sieurs orifices d'échappement d'air, et de disposer les bords des orifices d'admission d'air et des ori- fices d'échappement d'air à une certaine distance au moins du fond et des parois latérales du récipient. Avec cet agencement, le récipient contenant l'échan- geur de chaleur forme, grâce à la disposition des orifices d'admission et d'échappement, tant en fonc- tionnement normal que si le véhicule est plus ou moins incliné sur le côté par suite d'un accident, un réci- pient collecteur pour l'agent de refroidissement s'é- chappant éventuellement de l'échangeur de chaleur. Suivant une autre caractéristique avan- tageuse, les bords de l'orifice ou des orifices d'ad- mission d'air ainsi cue de l'orifice ou des orifices d'échappement d'air portent des ajustages du genre tuyère s'étendant vers l'intérieur du récipient. -Ces ajustages du genre tuyère, d'une part, améliorent le guidage du courant d'air de refroidissement, et d'au- tre part, assurent, en particulier dans une position -3- de renversement sur le côté ou sur l'avant due à un accident, que du liquide de refroidissement ne peut s'échapper que si son niveau dépasse la hauteur des bords, inférieurs dans cette position, des orifices d'admission ou d'échappement d'air. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les surfaces intérieures des parois du récipient sont revêtues d'un matériau absorbant les liquides. Grâce à cette mesure, un écoulement de li- quide de refroidissement est également évité dans le cas o aussi bien l'échangeur de chaleur que le ré- cipient qui le contient sont défectueux. Le revêtement intérieur du récipient est également particulièrement avantageux dans le cas o un ventilateur de refroidis- sement est disposé à l'intérieur du récipient con- jointement avec l'échangeur de chaleur, car alors, grâce à ce revêtement, on obtient un amortissement des bruits produits par le ventilateur de refroidis- sement dans la mesure o l'on utilise pour-le revé- tement un matériau absorbant également le son. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'orifice ou les orifices d'admission d'air et l'orifice ou les orifices d'échappement d'air du récipient sont munis d'éléments d'obturation. Grâce à cette mesure, une protection contre le liquide de refroidissement qui s'échappe est assurée même dans le cas o le récipient ne présente pas des dimensions suffisantes pour qu'il puisse collecter la totalité du liquide de refroidissement qui s'échappe. Il est en outre particulièrement avantageux que les éléments d'obturation soient reliés à des éléments de fermeture automatique sensibles à la position et/ou à la pres- sion. Ces éléments de fermeture automatique, qu'on peut dénommer "détecteurs de position" ou "détecteurs 2467096- -4- de pression", répondent à une inclinaison longitudinale et/ou transversale excessive ou encore à un effort ou à une déformation excessifs du véhicule et déclenchent une fermeture des éléments d'obturation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu de disposer, dans les con- duites d'admission et d'échappement de liquide de refroidissement aboutissant à l'échangeur de chaleur ou partant de celui-ci, des soupapes oui sont égale- ment munies d'éléments de fermeture automatique sen- sibles à la position et/ou à la pression. Ces élé- ments de fermeture automatique assurent que, lors d'une inclinaison longitudinale et/ou transversale excessive, ou dans le cas d'une charge excessive du véhicule, l'admission de liquide de refroidissement dans l'échm geur de chaleur est interrompue,-de sorte que, dans le cas d'un échangeur de chaleur devenant alors défectueux, seule peut s'échapper au maximum la quantité de liquide de refroidissement qui se trou- ve dans l'échangeur de chaleur et dans les conduites en aval des soupapes. Cette disposition permet éga- lement de réduire la grandeur du récipient collecteur et/ou d'augmenter encore la sécurité des occupants du véhicule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes d'exécu- tion. Sur ces dessins La Figure 1 est une vue en coupe, dans la direction longitudinale du véhicule, de la région adjacente au toit de la cabine du conducteur d'un camion; -5- La Figure 2 est une vue en coupe sui- vant la ligne Il-Il de la Figure 1; La Figure 3 est une vue en élévation frontale avec coupe partielle d'un camion; 5. La Figure 4 est une vue en coupe sui- vant la ligne VI-IV de la région supérieure de la cabi- ne du conducteur du camion de la Figure 3; a La Figure 5 est une vue en coupe lon- gitudinale de la région adjacente au toit de la cabine du conducteur d'un camion.; * La Figure 6 est une vue en coupe lon- gitudinale analogue à la Figure 5 mais comportant un récipient résistant à la pression qui se trouve seule- ment au voisinage immédiat d'un échangeur de chaleur; et La Figure 7 est une vue en coupe trans- versale schématique d'un camion, transversalement à la direction du déplacement, dans la région située derriè- re la cabine du conducteur. Dans l'exemple d'exécution de la Figure 1, au-dessus du toit de la cabine du conducteur 8 est disposé un récipient 2 en forme de cuve ou une bâche s'étendant sur toute la longueur et sur toute la lar- geur du toit de la cabine 8 du conducteur. En particu- lier avec des cabines de conducteur pouvant basculer, il peut toutefois être plus avantageux pour des rai- sons de poids, de donner au récipient ou à la bâche de plus petites dimensions. Ce récipient 2 est fabriqué en un matériau solide tel que, par exemple, une tÈle épaisse, et est en outre éventuellement muni de ren- forcements de façon qu'on obtienne un récipient 2 résistant à la pression et à l'écrasement. Le récipient 2 présente dans sa paroi frontale, au-dessus d'un pare- brise non représenté de la cabine 8 du conducteur, un 2467096' -6- orifice d'admission d'air 4 et, dans son couvercle,un orifice d'échappement d'air 5. L'orifice d'admission d'air 4 et l'orifice d'échapnement d'air 5 sont recou- vert chacun d'une grille 11. A l'intérieur du récipient 2 est ins- tallé un échangeur de chaleur disposé transversalement à la direction de déplacement et transversalement à l'orifice d'admission d'air 4, échangeur de chaleur qui est relié, d'une manière non représentée, au moyen de conduites d'admission et d'échappement, au moteur à combustion interne du camion, et qui est parcouru par le liquide de refroidissement du moteur, généra- lement de l'eau. L'échangeur de chaleur 1 forme une unité modulaire avec un ventilateur 9 qui, dans l'e- xemple d'exécution représenté, est réalisé sous la forme d'un ventilateur axial disposé, dans la direction d'écoulement de l'air, en aval de l'échangeur de cha- leur 1. Les parois du récipient sont munies d'un revê- tement intérieur 7 en matériau absorbant les liquides, revêtement qui, sur la Figure 1, n'est représenté que dans la région du couvercle du récipient 2. L'orifice d'admission d'air 4 et l'orifice d'échappement d'air sont munis chacun d'un bord ou ajutage en forme de tuyère 6 s'étendant vers l'intérieur dans le récipient. Le récipient 2 est réalisé de façon étanche aux liquides, à l'exception de l'orifice d'ad- mission d'air 4 et de l'orifice d'échappement d'air 5. Lorsqu'on utilise comme fond du récipient 2 le toit se la cabine 8 du conducteur, un joint d'étanchéité profilé est avantageusement posé entre le toit et les bords du récipient 2. Le cas échéant, la zone d'as- semblage peut également être étanchéisée à l'aide d'un matériau d'étanchéité liquide durcissable. L'orifice d'admission d'air 4 est disposé de telle manière 2467096'. -7- (Figure 2) qu'il se trouve à une certaine distance tant du fond du récipient 2 que des parois latérales et du couvercle. L'orifice d'échappement d'air 5 est égale- ment disposé d'une manière analogue dans le couvercle. Cette disposition, en combinaison avec les ajutages en forme de tuyère, assure que le récipient 2 sert de ré- cipient collecteur pour du liquide de refroidissement s'écoulant hors de l'échangeur de chaleur 1 lors d'une défectuosité, tandis que le récipient 2, grAce à la disposition de l'orifice d'admission d'air 4 et de l'o- rifice d'échappement d'air 5 et grâce aux bords en for- me de tuyère raccordés à ces orifices et s'étendant vers l'intérieur, se trouve agencé de telle manière que, dans n'importe quelle position, c'està-dire dans la position normale représentée, ou dans une position d'inclinaison ou de renversement sur le côté, ou dans une position de renversement sur l'avant, ou analogues, peut servir de récipient collecteur pour du liquide de refroidissement qui s'échappe. Le revêtement intérieur 7 est en un matériau absorbant les liquides de sorte que la sécurité contre un échappement de liquide de - refroidissement hors du récipient 2 est encore aug- mentée, car le liquide de refroidissement, s'échappant éventuellement, est absorbé par ce matériau. Même si, lors d'un accident, l'échangeur de chaleur i et le récipient 2 devenaient défectueux, le liquide de re- froidissement ne pourrait pas s'échapper dans une mesu- re appréciable. La forme d'exécution des Figures 3 et 4 est réalisée d'après le même principe que l'exemple d'exécution de la Figure 1. Toutefois, dans cette for- me d'exécution, le récipient résistant à la pression et à l'écrasement est essentiellement limité à la zone arrière du toit de la cabine 8 du conducteur. 2467096': -8- Cependant, comme dans l'exemple d'exécution de la Figu- re 1, il s'étend sur toute la largeur de la cabine 8 du conducteur. Dans l'exemple d'exécution des Figures 3 et 4, un ventilateur radial comportant un bottier en spirale, derrière la sortie duquel est disposé un échangeur de chaleur 1 incliné de 450 qui s'étend dans la direction longitudinale du véhicule, est directe- ment raccordé à l'orifice d'admission d'air 4, égale- ment muni d'un bord en forme de tuyère s'étendant vers l'intérieur. Derrière cet échangeur de chaleur 1 est prévu, dans le couvercle du récipient 2, un orifice d'échappement d'air 5 également muni d'un bord 6 s'é- tendant vers l'intérieur. Dans cet exemple d'exécution également, le récipient 2 est muni d'un revêtement in- térieur 7 en matériau absorbant les liquides. Dans cet exemple d'exécution comme dans le précédent, la dis- position et l'agencement de l'orifice d'admission d'ai' 4 et de l'orifice d'échappement d'air 5, ainsi que l'étanchéisation totale du récipient 2 dans le reste de son étendue, assurent une grande protection contre un écoulement de liquide de refroidissement. L'exemple d'exécution de la Figure 5 correspond à celui des Figures 1 et 2. Toutefois, dans cette variante, le dispositif est complété par des é- léments dtobturation prévus pour l'orifice d'admission d'air 4 et pour l'orifice d'échappement d'air 5, élé- ments qui sont réalisés sous la forme de clapets 10 articulés d'un côté sur le bord 6 et pouvant être ra- battus intérieurement devant les orifices 4 et 5 limi- tés par les bords 6. Il s'agit en l'occurence d'élé- ments "d'obturation rapide". Avantageusement il est en outre prévu de commander les clapets 10 par des détecteurs de position, non représentés, qui répon- dent à une inclinaison longitudinale et/ou transver- - 9- sale excessive du véhicule, inclinaison qui est carac- téristique en cas d'accident. Grèce à l'utilisation des clapets 10, les volumes des espaces ou comparti- ments collecteurs entourant l'orifice d'admission d'air 4 et l'orifice d'échappement d'air 5 peuvent être ré- duits. Au lieu de détecteurs de position, ou en com- binaison avec ceux-ci pour augmenter encore la sécuri- té, on peut également utiliser des détecteurs de pres- sion, qui répondent à un effort ou à une déformation qui servent alors de critère de la présence d'un acci- dent. Ces détecteurs de pression sont alors avantageu- sement disposés dans la bâche (ou récipient), de ma- nière à répondre à une charge ou à une déformation ex- cessives de celle-ci. Dans l'exemple d'exécution de la Figure 6, l'échangeur de chaleur est disposé dans une bâche ou cuve 12 qui présente la même configuration que le récipient des Figures 1, 2 et 5 mais qui toutefois n'a pas besoin de présenter la même résistance à la pres- sion et à l'écrasement que celui-ci. Dans cet exemple d'exécution, le ventilateur axial 9 est disposé dans l'orifice d'échappement d'air 5. L'échangeur de cha- leur est de son côté disposé à l'intérieur d'un réci- pient 3 résistant à la pression et à l'écrasement, qui n'entoure oue lui et qui est muni, devant l'échangeur dle chaleur dans la direction d'écoulement de l'air, d'un orifice d'admission d'air 13 et, derrière l'échan- geur de chaleur dans la direction d'écoulement de l'ai', d'un orifice d'échappement d'air 14. En raison de la dimension du récipient 3 étanchéisé à l'exception des orifices 13 et 14, la capacité de captation de liquide de refroidissement est limitée. Pour empêcher néanmoins d'une manière sûre un échappement de liquide de re- froidissement, il est prévu, pour l'orifice d'admission -10- d'air 13 et l'orifice d'échappement d'air 14 du réci- pient 3, des éléments d'obturation réalisés sous la forme de clapets 10. Ces clapets 10 peuvent avanta- geusement, de la même manière que les clapets 10 de la forme d'exécution de la Figure 5, être fermés par des détecteurs de position ou par des détecteurs de pression. Le principe sur lequel est basée la forme d'exécution de la Figure 6 et qui consiste à limiter le récipient étanche à l'exception de l'ori- fice d'admission d'air 13 et de l'orifice d'échappe- ment d'air 14 essentiellement à la région de l'échan- geur de chaleur 1 peut-être utilisé judicieusement, pratiquement pour n'importe quel type d'agencement d'un échangeur de chaleur de dispositif de refroidis- sement du moteur à combustion interne d'un véhicule et, en particulier, d'un camion. Cette possibilité est mise en évidence, par exemple, par la forme d'exécu- tion de la Figure 7, dans laquelle l'échangeur de cha- leur 1 est disposé latéralement derrière une cabine 8 de conducteur d'un camion. L'air de refroidissement est amené à cet échangeur de chaleur 1 par l'intermé- diaire d'un ventilateur radial 9.disposé au-dessus de la cabine du conducteur de la même manière que dans la forme d'exécution des Figures 3 et 4 et présentant un orifice d'admission d'air, non représenté, Souvrant dans la direction de déplacement. L'air de refroidis- sement est alors conduit transversalement au toit de la cabine du conducteur vers le côté et, de là, vers le bas, jusqu'à l'échangeur de chaleur 1 disposé de préférence dans un évidement de la paroi arrière de la cabine 8 du conducteur. Derrière l'échangeur de cha- leur 1 est disposé un orifice d'échappement d'air 5 orienté vers le bas. Dans cet exemple d'exécution également, l'échangeur de chaleur 1 est disposé dans un récipient 3 résistant à la pression et à l'écrase- ment essentiellement limité à la région dudit échan- geur et qui est étanche à l'exception de l'orifice d'admission d'air 13 et de l'orifice d'échappement d'air 14. A l'orifice d'admission d'air 13 et à l'o- rifice d'échappement d'air 14 sont associés des cla- pets 10 qui, comme précédemment, sont commandés par des détecteurs. Dans toutes les formes d'exécution, dans lesquelles des clapets 10 et des soupapes à fer- meture rapide sont utilisés, il est avantageux de prévoir des éléments de contrôle et de commande sup- plémentaires pour les clapets 10 et les soupapes à fermeture rapide de façon qu'on puisse vérifier le fonctionnement et aussi et surtout, la position des clapets ou des soupapes. Les clapets 10 ou les soupa- pes à fermeture rapide peuvent être actionnés électri- quement, pneumatiquement, ou hydrauliquement, tandis que le signal de commande, en cas d'accident, est émis par les détecteurs de position et/ou de pression cor- respondants. Les éléments d'indication et de commande supplémentaires, qui shuntent les détecteurs de posi- tion et/ou de pression, sont avantageusement réalisés sous la forme de commutateur ou de boutons-poussoirs, de préférence logés dans la cabine du conducteur. 2467096.' -12- REVENDICATIONS 1. Véhicule automobile et, en particu- lier, camion, comportant un dispositif de refroidisse- ment du moteur à combustion interne, dispositif qui comprend au moins un échangeur de chaleur disposé à un niveau élevé sur ou derrière le compartiment des passagers ou la cabine du conducteur, ledit véhicule automobile étant caractérisé en ce qu'un récipient col- lecteur de liquide (2,3) est disposé au moins au-des- sous de l'échangeur de chaleur (1). 2. Véhicule automobile selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de cha- leur (1) est logé dans un récipient (2,3) résistant à la pression et à l'écrasement et entièrement fermé à l'exception d'un ou plusieurs orifices d'admission. d'air (4,13) et d'un ou plusieurs orifices d'échappe- ment d'air (5,14) et en ce que les bords des orifices d'admission d'air et des orifices d'échappement d'air (4,13; 5,14) sont disposés à une certaine distance au moins du fond et des parois latérales du récipient (2,3). 3. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bords des orifices d'admission d'air et/ou des orifices d'échappement d'air (4, 5) présentent des ajutages en forme de tuyère (6) s'étendant vers l'intérieur du récipient (2). 4. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parois intérieures du récipient (2) sont revêtues d'un maté- riau (7) absorbant les liquides. 5. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'orifice -13- ou les orifices d'admission d'air (4,13) et l'orifice ou les orifices d'échappement d'air (5,14) du récipient sont munis d'éléments d'obturation (10). 6. Véhicule automobile selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que les éléments d'obtu- ration (10) sont reli4s à des éléments de fermeture automatique sensibles à la position et/ou à la pres- sion. 7. Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans les conduites d'admission et d'échappement de liquide de refroidissement aboutissant à l'échangeur de cha- leur (1) ou partant de celui-ci sont disposées des soupapes qui sont galement reliées à des éléments de fermeture automatique sensibles à la position et/ou à la pression. 8. Véhicule automobile selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que des élé- ments de contrôle et de commande, de préférence dispo- s6s dans la cabine du conducteur (8) sont reliés aux é1lments d'obturation (10) ou aux soupapes. 9. Véhicule automobile selon la reven- dication 8, caractérisé en ce que les soupapes sont disposées à l'entrée et à la sortie de liquide de re- froidissement du moteur à combustion interne.