Brevet FR2975767A1 — publié le 20121130

-1-Échangeur thermique L'invention concerne un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile. On connaît de tels échangeur utilisés dans le domaine automobile, notamment dans le domaine des moteurs thermiques suralimentés. Dans ce cas, l'échangeur thermique encore appelé refroidisseur d'air de suralimentation (en abrégé RAS), permet de refroidir l'air de suralimentation du moteur par échange thermique avec un autre fluide comme de l'air extérieur ou un liquide comme l'eau du circuit de refroidissement du moteur, formant ainsi un échangeur du type air/air ou liquide/air. De tels échangeurs comportent généralement des boîtes collectrices de fluide et un faisceau d'échange thermique comprenant un empilement de tubes ou de plaques définissant des canaux de circulation respectifs pour les fluides, de façon à permettre un échange thermique entre les deux fluides circulant au sein du faisceau. Selon une solution connue, les boîtes collectrices sont rapportées sur un carter recevant le faisceau d'échange thermique. La fixation peut être réalisée par exemple par soudage. Dans certains échangeurs de l'état de la technique, on prévoit un accostage dit 20 « à bords soyés » entre les pièces à souder. Pour cela, on prévoit que l'extrémité d'une des pièces soit encastrée dans l'autre pièce avant le soudage. Toutefois, cette solution n'est pas adaptée à une variation de la hauteur du faisceau, notamment lors du brasage de l'échangeur. Par ailleurs, en cas de mauvais accostage entre les boîtes collectrices et le 25 faisceau avant l'opération de soudage, il peut y avoir entre les pièces un espace supérieur à 0,5 mm dans la dimension de la profondeur occasionnant des fuites. En outre, lors de l'opération de soudage on peut prévoir de faire tourner les pièces à souder et ceci peut nécessiter un moteur supplémentaire. L'invention a pour objectif de proposer un échangeur thermique ne présentant 30 pas les inconvénients de l'art antérieur. 2975767 -2- À cet effet, l'invention a pour objet un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comprenant un faisceau d'échange thermique entre fluides, et au moins une boîte collectrice de fluide rapportée sur ledit faisceau, caractérisé en ce que ledit échangeur comporte une interface de contact entre ladite au 5 moins une boîte collectrice et ledit faisceau et en ce ladite interface de contact porte au moins un moyen de centrage, agencé à au moins une extrémité de ladite interface de contact. Les moyens de centrage permettent donc d'assurer un bon positionnement du faisceau et des boîtes collectrices avant l'opération de soudage. 10 Ces moyens de centrage permettent en outre au faisceau et aux boîtes collectrices respectives de s'entraîner entre elles par exemple lors de l'opération de soudage. Ledit échangeur peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : 15 ledit au moins un moyen de centrage est porté par ladite au moins une boîte collectrice; ledit au moins un moyen de centrage est porté par ledit faisceau; ladite interface de contact présente une forme générale sensiblement rectangulaire entre ladite au moins une boîte collectrice et ledit faisceau, et ledit au moins un moyen de centrage est disposé au niveau d'au moins un coin de ladite interface de contact; ledit au moins un moyen de centrage présente une forme générale sensiblement en « L » et est agencé de manière à faire l'angle entre un grand côté latéral et un petit côté latéral de ladite interface de contact sensiblement rectangulaire; ledit au moins un moyen de centrage présente une forme sensiblement en équerre et est agencé de manière à faire l'angle entre un grand côté latéral et un petit côté latéral de ladite interface de contact sensiblement rectangulaire; ladite au moins une boîte collectrice et ledit faisceau sont assemblés avec un jeu dans la dimension de la profondeur inférieur à 0,5 mm; ladite au moins une boîte collectrice et ledit faisceau sont assemblés avec un jeu 2975767 -3- dans la dimension de la hauteur sensiblement inférieur à 1,5 mm; ledit échangeur comporte un carter de réception dudit faisceau et ladite au moins une boîte collectrice est fixée audit carter; ladite au moins une boîte collectrice est fixée par soudage; 5 ledit échangeur est configuré pour refroidir l'air de suralimentation d'un moteur thermique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non 10 limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente un échangeur thermique, la figure 2 est une vue éclatée de l'échangeur de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe représentant de façon schématique l'accostage entre une boîte collectrice et un carter de l'échangeur de la figure 1 ou 2, 15 la figure 4 représente une boîte d'entrée de l'échangeur de la figure 1 ou 2 portant des moyens de centrage, la figure 5 est une vue zoomée d'une portion de la figure 4, la figure 6 représente une boîte de sortie de l'échangeur de la figure 1 ou 2 portant des moyens de centrage, et 20 la figure 7 est une vue zoomée d'une portion de la figure 6. Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. 25 On a représenté sur les figures 1 et 2, un échangeur 1 thermique notamment pour véhicule automobile. Cet échangeur est par exemple disposé dans un circuit d'alimentation en air d'un moteur, et est configuré pour refroidir l'air de suralimentation pour moteur thermique, tel qu'un moteur de véhicule automobile. 30 Cet échangeur 1 comporte un faisceau 3 d'échange thermique entre un premier 2975767 -4- fluide tel que l'air de suralimentation et un deuxième fluide tel que le liquide de refroidissement, et un dispositif d'admission 5 du premier fluide par exemple au moteur. Le faisceau 3 comporte un empilement de tubes ou plaques (non représentés). 5 L'empilement des tubes ou plaques permet de délimiter d'une part des premiers canaux pour la circulation du premier fluide, et d'autre part des seconds canaux pour la circulation du second fluide. Selon le mode de réalisation illustré, le faisceau 3 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique. 10 Le faisceau 3 est reçu dans un carter 7. Selon l'exemple illustré, le carter 7 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique avec deux petits côtés latéraux 9 et deux grands cotés latéraux 11. Le carter 7 présente par exemple deux enveloppes 13 latérales au niveau des petits côtés 9 et est par exemple ouvert au niveau des grands côtés latéraux 11. 15 Le carter 7 présente en outre un couvercle 15 et un fond de boîtier 17. Selon le mode de réalisation illustré, le couvercle 15 présente une tubulure d'entrée 19 et une tubulure de sortie 21 pour le second fluide. Les enveloppes latérales 13, le couvercle 15 et le fond de boîtier 17 sont par exemple réalisés en matériau plastique. 20 Comme mentionné précédemment, l'échangeur 1 comporte en outre un dispositif 5 d'admission du premier fluide au moteur. Ce dispositif d'admission comporte deux boîtes collectrices 23 et 25 pour le premier fluide : une boîte d'entrée 23 et une boîte de sortie 25. 25 Les boîtes collectrices 23,25 sont par exemple des boîtes moulées. Les boîtes collectrices 23 et 25 sont respectivement disposées au niveau d'un grand côté latéral 11 du carter 7, de sorte qu'après avoir traversé le faisceau 3, le premier fluide quitte l'échangeur 1 pour alimenter le moteur. Selon le mode de réalisation décrit c'est la boîte de sortie 25 qui est fixée sur la 30 culasse du moteur (non représenté) pour permettre l'admission de l'air refroidi, et forme 2975767 -5- donc une boîte d'admission du premier fluide. On parle également de diffuseur pour identifier la de boîte de sortie 25. Dans ce cas, la boîte de sortie 25 peut être directement assemblée sur la culasse du moteur (non représenté). 5 Afin de permettre l'admission de l'air refroidi dans chacun des cylindres du moteur (non représenté), la boîte de sortie 25 comporte une ouverture 27 formant section de passage pour l'air refroidi. La boîte de sortie 25 est donc ouverte pour permettre la circulation de l'air de suralimentation du moteur. Le positionnement des boîtes d'entrée 23 et de sortie 25 est donné à titre 10 illustratif. Ainsi, le premier fluide, ici l'air de suralimentation pénètre dans l'échangeur 1 par la boîte d'entrée 23 pour le premier fluide, circule dans le faisceau 3 d'échange thermique puis sort de l'échangeur 1 par la boîte de sortie 25 pour le premier fluide afin d'alimenter le moteur (non représenté). 15 Quant au second fluide, il pénètre dans le faisceau 3 d'échange thermique, par la tubulure d'entrée 19 pour le second fluide, circule dans le faisceau 3 d'échange thermique, pour échanger de la chaleur avec l'air de suralimentation à refroidir et quitte ensuite le faisceau 3 d'échange thermique par la tubulure de sortie 21 pour le second fluide. 20 Par ailleurs, les boîtes collectrices 23,25 sont rapportées sur le faisceau 3 et sont fixées au faisceau 3 par exemple par soudage. Le soudage est par exemple réalisé entre le carter 7 et les boîtes collectrices 23,25. 25 Dans l'exemple illustré, les boîtes collectrices 23,25 sont soudées au niveau des grands côtés latéraux 11 du carter 7. Les boîtes collectrices 23,25 sont également soudées sur les petits côtés latéraux 9. La boîte d'entrée 23 peut comporter une interface de contact ou pied de boîte 29 en regard du faisceau 3 et du carter 7. Cette interface 29 est soudée sur une bordure 30 périphérique 31 associée d'un côté latéral ouvert 11 du carter 7. 2975767 -6- De même, la boîte de sortie 25 ou diffuseur peut comporter une interface de contact 33 en regard du faisceau 3 et du carter 7. Cette interface 33 est soudée sur une bordure périphérique 35 associée de l'autre côté latéral ouvert 11 du carter 7. 5 En outre, l'échangeur 1 comporte un ou plusieurs moyens de centrage 37 entre une boîte collectrice 23,25 et le faisceau 3 (voir figure 3). Les moyens de centrage 37 permettent de garantir l'accostage entre les boîtes collectrices 23,25 respectivement et le faisceau 3 avant l'opération de soudage. À cet effet, les moyens de centrage 37 sont disposés en extrémité de l'interface 10 de contact entre une boîte collectrice 23,25 et le faisceau 3. Ces moyens de centrage 37 sont soit disposés aux extrémités d'une interface de contact 29,33 d'une boîte collectrice 23,25 comme cela sera décrit par la suite, soit disposés aux extrémités d'une interface de contact du faisceau 3. 15 Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 5, la boîte d'entrée 23 porte des moyens de centrage 37. En référence aux figures 6 et 7, la boîte de sortie 25 porte des moyens de centrage 37. Plus précisément, ces moyens de centrage 37 sont portés par les interfaces de 20 contacts respectives 29,33 des boîtes collectrices 23,25. En variante, les moyens de centrage 37 peuvent être portés par le faisceau 3. Par exemple, les contours périphériques du faisceau 3 au niveau des côtés latéraux ouverts 11 peuvent porter un ou plusieurs moyens de centrage 37. 25 Comme mentionné précédemment, le faisceau 3 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique. De ce fait, l'interface de contact 29 de la boîte d'entrée 23 est sensiblement rectangulaire. De même, l'interface de contact 33 de la boîte de sortie 25 est sensiblement rectangulaire. Par conséquent, les moyens de centrage 37 sont par exemple disposés au niveau 30 d'un ou plusieurs coins de l'interface de contact 29,33 rectangulaire d'une boîte 2975767 -7- collectrice 23,25. En variante, les moyens de centrage 37 peuvent être disposés au niveau d'au moins un coin d'un contour périphérique du faisceau 3. Dans l'exemple illustré sur les figures 4 et 5, la boîte d'entrée 23 présente deux 5 moyens de centrage 37 au niveau de deux coins de l'interface de contact 29. Ces moyens de centrage 37 présentent par exemple une forme sensiblement en « L » de façon à faire l'angle entre un petit côté et un grand côté de l'interface rectangulaire 29. On peut envisager que les moyens de centrage 37 se réunissent de manière à 10 former un moyen de centrage sur toute la longueur du petit côté par exemple. Dans l'exemple illustré sur les figures 6 et 7, la boîte de sortie 25 présente quatre moyens de centrage 37 aux quatre coins de l'interface de contact 33. Ces moyens de centrage 37 présentent une forme sensiblement en « L » de façon à faire l'angle entre un petit côté et un grand côté de l'interface rectangulaire 33. 15 On peut envisager que les moyens de centrage 37 se réunissent de manière à former un moyen de centrage sur toute la longueur d'un petit côté ou d'un grand côté par exemple. Par ailleurs, en se référant à nouveau aux figures 4 et 6, on définit un plan X,Y, 20 avec X l'axe dans la dimension de la profondeur de la boîte collectrice 23,25, et Y l'axe vertical c'est-à-dire dans la dimension de la hauteur de la boîte collectrice 23,25. Les moyens de centrage 37 portés par la boîte collectrice 23,25 ou en variante par le faisceau 3, permettent de garantir l'accostage entre la boîte collectrice 23,25 et le faisceau 3 avec un jeu selon l'axe X inférieur à 0,5 mm. 25 De même, ces moyens de centrage 37 permettent de limiter les jeux selon l'axe Y entre la boîte collectrice 23,25 et le faisceau 3. On obtient par exemple un jeu compris entre 0 mm et 1,5 mm. On comprend donc qu'un échangeur 1 présentant des moyens de centrage 37 en 30 extrémité du contact entre une boîte collectrice 23,25 et le faisceau 3, permet de garantir 2975767 -8- l'accostage des pièces avant l'opération de soudage en limitant les jeux entre les deux pièces. En outre, du fait de cet accostage, les boîtes collectrices 23,25 et le faisceau 3 peuvent être entraînées entre elles par exemple par rotation lors de l'opération de 5 soudage de l'échangeur 1. On améliore ainsi l'opération de soudage et donc la fiabilité de l'échangeur 1. REVENDICATIONS1. Échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comprenant : - un faisceau (3) d'échange thermique entre fluides, et - au moins une boîte collectrice (23,25) de fluide rapportée sur ledit faisceau (3), caractérisé en ce que ledit échangeur comporte une interface de contact (29,33) entre ladite au moins une boîte collectrice (23,25) et ledit faisceau (3) et en ce ladite interface de contact (29,33) porte au moins un moyen de centrage (37), agencé à au moins une extrémité de ladite interface de contact (29,33). 2. Échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un moyen de centrage (37) est porté par ladite au moins une boîte collectrice (23,25). 3. Échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un moyen de centrage (37) est porté par ledit faisceau (3). 4. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite interface de contact (29,33) présente une forme générale sensiblement rectangulaire, et en ce que ledit au moins un moyen de centrage (37) est disposé au niveau d'au moins un coin de ladite interface de contact (29,33). 5. Échangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit au moins un moyen de centrage (37) présente une forme générale sensiblement en « L » et est agencé de manière à faire l'angle entre un grand côté latéral et un petit côté latéral de ladite interface de contact (29,33) sensiblement rectangulaire. 6. Échangeur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit au moins un moyen de centrage (37) présente une forme sensiblement en équerre et est agencé de manière à faire l'angle entre un grand côté latéral et un petit côté latéral de ladite interface de contact (29,33) sensiblement rectangulaire. 2975767 -10- 7. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une boîte collectrice (23,25) et ledit faisceau (3) sont assemblés avec un jeu dans la dimension de la profondeur (X) inférieur à 0,5 mm. 8. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 5 que ladite au moins une boîte collectrice (23,25) et ledit faisceau (3) sont assemblés avec un jeu dans la dimension de la hauteur (Y) sensiblement inférieur à 1,5 mm. 9. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un carter (7) de réception dudit faisceau (3) et en ce que ladite au moins une boîte collectrice est fixée audit carter (7). 10 10. Échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est configuré pour refroidir l'air de suralimentation d'un moteur thermique.