Brevet FR2785377A1 — publié le 20000505

Dispositif de refroidissement de carburant pour un moteur de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de refroidissement de carburant pour un moteur, notamment d'un moteur diesel, de véhicule automobile. Un tel dispositif de refroidissement est propre à faire lu partie d'un circuit de carburant comprenant un réservoir, des moyens d'injection et une ligne de retour pour acheminer dans le réservoir le carburant en excès issu des moyens d'injec- tion. Dans certains types de moteur, notamment les moteurs diesel à injection directe sous haute pression, il est nécessaire de refroidir le carburant en excès qui n'est pas injecté dans le moteur et qui est acheminé vers le réservoir par la ligne de retour. En effet, le carburant peut tre échauffé de façon importante du fait du cisaillement qu'il subit au cours de sa détente en sortie de la pompe d'injection. Une température trop élevée du carburant n'est pas compatible avec les matériaux utilisés pour les pompes et le réservoir. Il a déjà été proposé pour cela de refroidir le carburant par un échangeur de chaleur de type air/carburant intégré sur la ligne de retour et propre à tre disposé sous la caisse du véhicule. La ventilation de l'échangeur est alors assurée par la vitesse du véhicule, ce qui permet de refroidir le carburant avant son retour vers le réservoir. Dans une solution proposée, cet échangeur de chaleur est réalisé sous la forme d'un simple tube en serpentin intégré sur la ligne de retour. Malheureusement, cette solution n'assure qu'un faible refroidissement. Par conséquent, si l'on veut accroître les performances thermiques de ce tube en serpentin, il est alors nécessaire de l'allonger considérablement, ce qui crée alors des pertes de charge. Il a été proposé aussi de munir le tube en serpentin d'une multiplicité de fines ailettes métalliques disposées parallè- lement entre elles et perpendiculairement au tube. Cette solution permet d'accroître les performances thermiques de l'échangeur, mais augmente sa fragilité. Cette solution n'est donc pas acceptable du fait-que l'échangeur est disposé sous la caisse du véhicule et donc exposé à des chocs ou des projections. L'un des buts de l'invention est de proposer une solution qui permet de surmonter les inconvénients mentionnés plus haut et qui en outre offre l'avantage d'tre d'une conception plus simple. L'invention propose à cet effet un dispositif de refroidissement du carburant d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur du type air/carburant propre à tre intégré sur une ligne de retour de carburant vers un réservoir de carburant et propre à tre disposé sous la caisse du véhicule. Selon l'invention, le dispositif comprend au moins un tube de circulation de carburant emprisonné dans un boîtier en deux parties, forme d'un fond et d'un couvercle maintenus par des moyens d'encliquetage, le boîtier délimitant deux faces ouvertes opposées pour l'admission et l'évacuation d'un flux d'air de refroidissement propre à balayer le tube de circulation de carburant. Ainsi, le dispositif de l'invention comprend au moins un tube propre à tre parcouru par le carburant et emprisonné dans un boîtier formé de deux parties assemblées entre elles par encliquetage, ce qui simplifie la fabrication du dispositif de refroidissement. Le tube de circulation du carburant se trouve ainsi protégé par le boîtier et peut donc tre placé sans inconvénients sous la caisse du véhicule. En outre, du fait que le boîtier comporte deux faces ouvertes opposées, il permet de canaliser le flux d'air servant au refroidissement du carburant, ce qui améliore les performances thermiques. . Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le tube de circulation de carburant est un tube en serpentin formé de branches parallèles reliées par des coudes, tandis que des moyens de maintien sont formés en relief sur le fond et/ou le couvercle pour maintenir le tube en serpentin dans une position déterminée par rapport au boîtier. Avantageusement, ces moyens de maintien sont formés sur le fond du boîtier et comprennent des nervures longitudinales de maintien des branches et des nervures en U de maintien des coudes. De préférence, le tube en serpentin est disposé de telle sorte que ses branches s'étendent dans une direction sensiblement parallèle au flux d'air de refroidissement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le fond du boîtier comprend une plaque généralement rectangulaire pourvue de deux rebords longitudinaux opposés, tandis que le couvercle est une plaque généralement rectangulaire propre à prendre appui sur les rebords longitudinaux, en sorte que les faces ouvertes du boîtier s'étendent transversalement aux rebords longitudinaux. Selon une caractéristique avantageuse, la face ouverte d'admission d'air est évasée vers l'extérieur du boîtier pour favoriser l'admission d'air. Les moyens d'encliquetage comprennent avantageusement des pattes d'encliquetage rattachées à l'une des parties du boîtier et propres à s'engager dans des ouvertures aménagées dans l'autre partie du boîtier. Préférentiellement, ces pattes d'encliquetage sont rattachées au fond du boîtier et les ouvertures sont aménagées dans le couvercle du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux parties du boîtier sont réalisées chacune par moulage, en particulier d'une matière plastique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le fond du boîtier est muni de pattes pour la fixation du boîtier sous la caisse du véhicule. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 représente schématiquement un dispositif de refroidissement de carburant selon l'invention intégré dans un circuit de carburant de véhicule automobile ; -la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de refroidissement selon l'invention ; -la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 ; -la figure 4 est une vue en perspective du fond du boîtier du dispositif de la figure 2 ; et -la figure 5 est une vue en perspective analogue à la figure 4 montrant en outre le tube de circulation de carburant. La figure 1 montre schématiquement un véhicule automobile 1 animé par un moteur 2, dans l'exemple du type diesel, muni de moyens d'injection 3. Le véhicule comprend un circuit de carburant qui comporte, pour l'essentiel, un réservoir 4 destiné à tre rempli de gazole, une ligne d'alimentation 5 allant du réservoir aux moyens d'injection 3 et une ligne de retour 6 allant des moyens d'injection 3 au réservoir 4. Le circuit comprend en outre d'autres composants (pompe, filtre, etc) qui ne sont pas représentés à des fins de simplification. Sur la ligne de retour 6 est intégré un échangeur de chaleur 7 de type air/carburant disposé sous la caisse du véhicule et servant au refroidissement du carburant. En effet, les moyens d'injection 3 sont prévus pour injecter dans le moteur 2 un carburant à très haute pression. Le carburant en excès qui retourne vers le réservoir 4 à température élevée risquerait, s'il n'était pas refroidi, d'endommager certains composants du circuit. L'échangeur 7 est ainsi balayé par un flux d'air F résultant de la vitesse du véhicule. L'échangeur de chaleur 7 représenté à la figure 2 comprend un boîtier 8 formé de deux parties, à savoir un fond 9 et un couvercle 10 maintenus par des moyens d'encliquetage, qui seront décrits plus loin. Le boîtier 8 emprisonne un tube en serpentin 11 destiné à tre parcouru par le carburant à refroidir. Ce tube 11 comprend deux tubulures 12 et 13 permettant l'intégration de l'échangeur de chaleur 7 sur la ligne de retour 6 (figure 1) du circuit de carburant. Le boltier 8 délimite deux faces ouvertes opposées, à savoir une face d'entrée 14 et une face de sortie 15 pour l'admis- sion et l'évacuation d'un flux d'air F propre à balayer extérieurement le tube 11 pour refroidir le carburant par échange thermique. Le boîtier 8 permet ainsi de canaliser le flux d'air F, ce qui augmente les capacités d'échange thermique. On se réfère maintenant à la figure 4 pour décrire la structure du fond 9. Ce dernier est réalisé par moulage d'une matière plastique appropriée suffisamment résistante, par exemple du type polypropylène. Le fond 9 est réalisé sous la forme d'une plaque 16 de forme générale rectangulaire pourvue de deux rebords longitudinaux 17 et 18 qui, comme on peut le voir sur la figure 2, servent d'appui au couvercle 10. Ce dernier est également réalisé sous la forme d'une plaque généralement rectangulaire qui est limitée par deux bords longitudinaux 19 et 20 propres à venir reposer respectivement sur les tranches des rebords 17 et 18. Ainsi, lorsque le couvercle 10 est appliqué sur le fond 9, le boîtier délimite un canal de section rectangulaire, en sorte que les faces ouvertes 14 et 15 du boîtier s'étendent transversalement aux rebords longitudinaux. La plaque 16 se prolonge, du côté de l'entrée 14 par une paroi inclinée 21 qui va en s'évasant vers l'extérieur. Cette paroi 21 contribue à former, en combinaison avec le couvercle 10, une entrée d'air évasée vers l'extérieur du boîtier pour favoriser l'admission du flux d'air F. Le fond 9 est aménagé pour recevoir le tube 11 qui est formé de branches parallèles 22 reliées par des coudes 23 en forme de U. Le tube 11 est disposé de telle sorte que ses branches 22 s'étendent parallèlement aux rebords longitudinaux 17 et 18 du fond 9, c'est-à-dire parallèlement à la direction de circulation du flux d'air F. Le fond 9 comporte des moyens permettant de maintenir le tube 11 dans une position déterminée. Ces moyens comprennent essentiellement des nervures 24 et 25 venues de moulage et faisant saillie vers l'intérieur du boîtier (figures 3 et 4). Les nervures 24 servent au maintien des branches 22 et s'étendent parallèlement aux rebords 17 et 18. Les nervures 25 sont en forme de U et rattachées à la paroi inclinée 21. Elles servent chacune à envelopper un coude 23 du tube en serpentin. Les nervures 25 servent également de pattes pour assurer la fixation de l'échangeur de chaleur 7 sous la caisse du véhicule. Ces deux nervures sont munies de broches respecti ves 26 propres à s'engager dans des ouvertures appropriées (non représentées) aménagées sous la caisse du véhicule. Du côté de la face ouverte 15 sont prévues deux nervures en saillie 27 qui contribuent au maintien du tube en serpentin et qui servent également de pattes de fixation de l'échangeur de chaleur sous la caisse du véhicule. Ces deux nervures ou pattes sont munies chacune d'une boutonnière 28 adjacente à une ouverture 29 pour permettre la fixation d'une bride 30 (figure 5). A partir du fond 9 sont prévues quatre pattes d'encliquetage 31 qui s'étendent perpendiculairement à la plaque 16 et se trouvent situées chacune à proximité d'une nervure 24. Chacune de ces pattes 31 est terminée par un crochet de retenue 32 et est propre à coopérer avec une ouverture 33 de forme générale rectangulaires aménagée dans le couvercle 10 (figures 2 et 3). On comprendra que le fond 9 du boîtier est réalisé d'une seule pièce par moulage, en particulier de matière plastique. Il en est de mme pour le couvercle 10 lequel est réalisé dans la mme matière. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 5, le tube en serpentin 11 est formé ici par pliage d'un tube de section ovale. Le boîtier délimite, entre la plaque 16 et le couvercle 10, un espace qui correspond à la plus grande dimension de la section du tube, de manière que celui-ci soit maintenu emprisonné entre le fond et le couvercle. Pour réaliser l'échangeur de chaleur de la figure 2, il suffit de placer le tube 11 dans le fond 9 de telle sorte que celui-ci soit maintenu par les nervures prévues à cet effet. Ensuite, il suffit de rapporter le couvercle 10 et de l'engager complètement jusqu'à ce que les crochets 32 des pattes d'encliquetage 31 s'écartent légèrement puis reviennent en position pour assurer l'encliquetage. L'échangeur ainsi réalisé peut tre ensuite facilement intégré sur un véhicule automobile. Il suffit pour cela de fixer l'échangeur sous la caisse du véhicule grâce aux pattes de fixation précitées et de relier les tubulures 12 et 13 à la ligne de retour 6. L'invention permet ainsi de réaliser un échangeur de chaleur de construction simple qui peut tre fixé facilement sous la caisse du véhicule et qui offre en outre l'avantage de favoriser l'échange de chaleur en canalisant le flux d'air de refroidissement. Revendications 1. Dispositif de refroidissement du carburant d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur (7) du type air/carburant propre à tre intégré sur une ligne de retour de carburant (6) vers un réservoir de carburant (4) et propre à tre disposé sous la caisse du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tube (11) de circulation de carburant emprisonné dans un boîtier (8) en deux parties, formé d'un fond (9) et d'un couvercle (10) maintenus par des moyens d'encliquetage (31,32,33), le boîtier délimitant deux faces ouvertes opposées (14,15) pour l'admission et l'évacuation d'un flux d'air de refroidissement (F) propre à balayer le tube de circulation de carburant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (11) de circulation de carburant est un tube en serpentin forme de branches parallèles (22) reliées par des coudes (23) et en ce que des moyens de maintien (24,25,27) sont formés en relief sur le fond (9) et/ou le couvercle (10) pour maintenir le tube en serpentin dans une position déterminée par rapport au boîtier. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de maintien (24,25,27) sont formés sur le fond (9) du boîtier et comprennent des nervures longitudinales (24) de maintien des branches (22) et des nervures en U (25) de maintien des coudes. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le tube en serpentin (11) est disposé de telle sorte que ses branches (22) s'étendent dans une direction sensiblement parallèle au flux d'air de refroidissement (F). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fond (9) du boîtier comprend une plaque (16) généralement rectangulaire pourvue de deux rebords longitudinaux opposés (17,18), et en ce que le couvercle (10) est une plaque généralement rectangulaire propre à prendre appui sur les rebords longitudinaux (17, 18), en sorte que les faces ouvertes (14,15) du boîtier s'étendent transversalement aux rebords longitudinaux. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la faee ouverte (14) d'admission d'air (14) est évasée vers l'extérieur du boîtier pour favoriser l'admission d'air. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'encliquetage comprennent des pattes d'encliquetage (31) rattachées à l'une des parties du boîtier et propres à s'engager dans des ouvertures (33) aménagées dans l'autre partie du boîtier. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pattes d'encliquetage (31) sont rattachées au fond (9) du boîtier et les ouvertures (33) sont aménagées dans le couvercle (10) du boîtier. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux parties (9,10) du boîtier sont réalisées chacune par moulage, en particulier d'une matière plastique. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fond (9) du boîtier est muni de pattes (25,27) pour la fixation du boîtier sous la caisse du véhicule.