Brevet FR2442154A1 — publié le 19800620

L'invention est relative à une installation de refroidissement, pour moteur à combustion interne monté dans un véhicule, comportant un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur frontal ou un radiateur annulaire,ainsi qu'un ventilateur radial associé à cet échangeur. Il est exigé d'abaisser le niveau de bruit des véhicules, en particulier des véhicules automobiles, d'environ 10 dB(A) par rapport aux valeurs admises actuel le ment. Pour pouvoir répondre à cette exigence, on doit prendre des mesures en vue d'atténuer le bruit sur tous les composants de l'installation motrice du véhicule, c'est-à-dire notamment sur l'installation de refroidissement du moteur à combustion interne. On sait que les ventilateurs radiaux "libres", c'est-à-dire ceux dont la roue à aubes 'est pas entourée d'une volute, ont un fonctionnement particulibrement silencieux. C'est pourquoi il a déjà été proposé d'utiliser de telles roues à aubes en combinaison avec un radiateur frontal usuel ou en combinaison avec un radiateur annulaire (demandes de brevet français 2.317.620 et 2.375.450), l'installation de refroidissement étant alors montée de façon usuelle dans le compartiment moteur. Sur les véhicules équipés de telles installations de refroidissement, on a constaté que l'air de refroidis serment s'échappant radialement vers le bas ou ayant une grande composante radiale ainsi orientée est réaspiré en partie par le ventilateur radial, aux faibles vitesses du véhicule. L'aspiration de l'air préalablement réchauffé diminue fortement le rendement du refroidissement.En ou- tre, lorsque le courant d'air de refroidissement frappe le sol sur une route poussiéreuse, un fort nuage de pous sière est ainsi soulevé, ce qui non seulement gEne les personnes circulant sur cette route mais encore a pour effet de provoquer un encrassement rapide de l'installation de refroidissement car la poussière se trouve également aspirée par le ventilateur radial, en particulier aux faibles vitesses de circulation. L'invention a donc pour but d'éliminer les inconvénients des installations de refroidissement connues et de créer d'une façon simple une installation de refroi dissement peu bruyante dont le rendement est au moins maintenu. Selon l'invention, ce but est atteint grâce essentiellement au fait qu'un élément directeur d'air est disposé au-dessous du ventilateur radial ou du radiateur annulaire et à distance de celui-ci, de façon à dévier en sens inverse du sens normal de marche du véhicule l'air de refroidissement qui sort vers le bas. La déviation de cet air de refroidissement vers le moteur à combustion interne provoque en même temps une meilleure ventilation du carter d'huile du vilebrequin, ce qui influe favorablement sur le refroidissement. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément directeur d'air s'étend sur la plus grande partie de l'extension axiale du ventilateur radial ou du radiateut annulaire et sert ainsi également à protéger le ventilateur ou le radiateur. Selon un développement avantageux de l'invention, ltélEment~directeur d'air est plus long que l'extension axiale du ventilateur radial ou du radiateur annulaire. Il y a un intérêt particulier à ce que l'extension de l'élément directeur d'air, perpendiculairement à la direction de marche du véhicule, soit au moins égale à 50X du diamètre du ventilateur. Un mode de réalisation particulièrement avantageux se distingue par le fait que l'élément-directeur d'air est recourbé vers le haut sur ses côtés longitudinaux. Selon une variante, l'élément directeur d'air est agencé en échangeur de chaleur à ventilation superficielle et peut par exemple servir de radiateur à huile. Selon un mode de réalisation judicieux de cette variante, l'échangeur de chaleut à ventilation superficielle est muni dcai- lettes de refroidissement. Pour diminuer encore le bruit, il est avantageux, selon un autre développement de l'invention, de recouvrir celle des surfaces de l'élément directeur d'air qui est tournée vers le courant d'air, d'un matériau amortisseur de son. Pour autant que l'on dispose de la hauteur nécessaire sur le véhicule, la combinaison d'un échangeur de chaleur agencé de façon à être traversé par un courant d'air avec l'élément directeur d'air est encore perfectionnée, selon un autre développement de l'invention, grâce au fait que cet échangeur de chaleur traversé par un courant d'air est placé entre le ventilateur radial libre et l'élément directeur d'air. I1 est particulièrement souhaitable que l'élément directeur d'air remonte latéralement jusqu'au châssis du véhicule, ce qui améliore encore l'effet déviateur. L'élément directeur d'air, ou l'échangeur de chaleur qui en tient lieu, peut être disposé soit horizontalement, soit obliquement. Il suffit d'une distance relativement faible jusqu'au ventilateur ou radiateur annulaire. Même si cette distance n'est égale qu'à 10% du diamètre du ventilateur, le courant d'air de refroidissement n'est soumis à aucun étranglement notable car un ventilateur radial fonctionne dans des conditions de pression très stables. Selon un autre développement de l'invention, l'élé- ment directeur d'air peut aussi constituer un spoiler frontal et/ou un bouclier de protection bas en étant fixé au châssis du véhicule ou à un pare-chocs. D'autres caractéristiques et avantages de linven- tion vont être maintenant décrits à l'aide des dessins an nexés. La figure 1 indique les conditions d'écoulement qui se présentent avec la combinaison d'un radiateur frontal et d'un ventilateur radial. La figure 2 représente une installation de refroidissement conforme à un premier mode de réalisation de l'invention La figure 3 est une coupe verticale selon la ligne A-B de la figure 2. La figure 4 montre la combinaison d'un élément directeur d'air avec un échangeur de chaleur à traversée d'air qui est disposé par dessus. La figure 5 représente un mode de réalisation à radiateur annulaire. La figure 6 illustre une variante. La figure 7 montre un mode de réalisation combiné. Les dessins font apparaitre schématiquement un véhicule automobile 13, par exemple un poids-lourd. Un compartiment mo teur 12 contient, outre un moteur à combustion interne (non représenté), un échangeur de chaleur combiné à un ventilateur radial 1, cet échangeur de chaleur étant par exemple constitué par un radiateur frontal 5 (figures 1 à 4) ou un radiateur annulaire 11 (figures 5 à 7). La figure 1 indique les conditions d'écoulement de l'air à l'aide de l'exemple constitué par la combiné naison d'un radiateur frontal 5 et d'un ventilateur radial 1, sans le dispositif directeur d'air conforme à l'invention. En quittant le ventilateur radial 1, le courant d'air de refroidissement dirigé vers le bas se divise en deux courants 2 et 3, aux faibles vitesses du véhicule. Le courant 3 parvient au radiateur frontal 5, principalement au niveau d'un pare-chocs 4, et de là pénètre à nouveau dans le ventilateur 1.Dans la partie du radiateur 5 qui est traversée par le courant d'air précédemment réchauffé 3, il est enlevé une quantité de chaleur bien plus faible que dans la partie restante de ce radiateur, ce qui provoque une baisse substantielle de rendement. C'est & l'arrêt du véhicule (moteur en marche) et aux faibles vitesses avec vent arrière que les conditions sont les plus défavorables. La figure 2 montre une installation de refroidissement conforme à un mode de réalisation de l'invention qui comporte un radiateur frontal 5 et un ventilateur radial 1. Dans ce cas, un élément directeur d'air 6 est disposé au-dessous et à distance du ventilateur radial 1. De cette façon, l'air de refroidissement 7 qui sort vers le bas se trouve dévié en sens inverse du sens normal de marche du véhicule. Il est ainsi évité avec sécurité à l'air préalablement réchauffé d'être réaspiré en partie, et ceci de façon avantageuse. De plus, ni poussière ni saleté provenant de la route ne peut être soulevée en nuage et pénétrer éventuellement dans le radiateur 5. Gracie au fait que le courant partiel 7 d'air de refroidissement est dévié vers l'arrière (de la façon représentée à la figure 2), l'énergie cinétique élevée de ce courant empêche une inversion de jet d'air, même lorsqu'il souffle un assez fort vent arrière. La figure 3 montre schématiquement une coupe trans versale selon la ligne A-B de la figure 2. il y est représenté un agencement spécial de l'élément directeur d'air 6, sous forme d'un capotage en cuvette dont les bords relevés latéralement s'étendent jusqu'aux longerons du châssis 15. A titre de mesure complémentaire, on a représenté l'élément directeur d'air 6 comme étant recouvert d'une couche de matériau amortisseur de son 14. il ressort de la figure 2 que, de façon avantageuse, l'élément directeur d'air 6 s'étend sur la plus grande partie de l'extension axiale du ventilateur radial 1. il ressort au contraire de la figure 3 que l'extension de l'élément directeur d'air 6, perpendiculairement à la direction de marche du véhicule, est au moins égale à 50X du diamètre du ventilateur 1. La figure 4 représente une variante selon laquelle ltélément directeur d'air 6 est combiné à un échangeur de chaleur 8 disposé au-dessus de cet élément 6 et destiné à être traversé par l'air de refroidissement. En raison de la résistance offerte à l'air par l'échangeur de chaleur 8, un courant partiel 9 de lwair de refroidissement se trouve déjà dévié en amont de cet échangeur 8, en sens inverse du sens normal de marche du versvéhicyle tandis qu'un deuxième courant partiel 10 est dévié/par l'élément (ou tôle) directeur d'air 6. L'échangeur de chaleur 8 à traversée d'air peut par exemple servir de radiateur à huile. Selon encore un autre mode de réalisation qui est représenté à la figure 5, l'installation de refroidissement est constituée d'un radiateur annulaire Il à l'intérieur duquel est logé le ventilateur radial 1. L'élément directeur d'air 6, disposé au-dessous du radiateur annulaire 11, s'étend pratiquement sur toute la longueur axiale du radiateur annulaire 11. En ce qui concerne l'écoulement de l'air de refroidissement, il règne à peu près les mêmes conditions qu'avec les autres modes de réalisation décrits. Selon encore un autre mode de réalisation qui est illustré à la figure 6, l'élément directeur d'air est constitué lui-même par un échangeur de chaleur 16 à ventilation superficielle. De préférence, cet échangeur de chaleur 16 à ventilation superficielle, qui sert d'élément directeur d'air, est muni d'ailettes de refroidissement 17. La figure 7 représente schématiquement un mode de réalisation dans lequel l'élément directeur d'air constitue un spoiler ou un bouclier de protection bas 18 et est fixé de préférence au pare-chocs 4 ou à une autre partie appropriée du châssis du véhicule. L'invention n'est donc pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle en englobe les modifications et variantes qui sont à la portée des spécialistes en la matière. REVENDICATIONS 1. Installation de refroidissement, pour moteur à combustion interne monté dans un véhicule, comportant un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur frontal ou un radiateur annulaire, ainsi qu'un ventilateur radial associé à cet échangeur, caractérisée en ce qu'un élément directeur d'air (6) est disposé au-dessous du ventilateur radial (1) ou du radiateur annulaire (11) et à distance de celui-ci, de façon à dévier en sens inverse du sens normal de marche du véhicule l'air de refroidissement (7) qui sort vers le bas. 2. Installation de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (6) s'étend sur la plus grande partie de l'extension axiale du ventilateur radial (1) ou du radiateur annulaire (11). 3. Installation de refroidissement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (6) est plus long que l'extension axiale du ventilateur radial (1) ou du radiateur annulaire (11). 4. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'extension de l'élément directeur d'air (6), perpendiculairement à la direction de marche du véhicule, est au moins égale à 50% du diamètre du ventilateur (1). 5. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (6) est recourbé vers le haut sur ses côtés longitudinaux. 6. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (6) est agencé en échangeur de chaleur à ventilation superficielle (16). 7. Installation de refroidissement selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur à ventilation superficielle (16) est muni d'ailettes de refroidissement (17). 8. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que celle des surfaces de l'élément directeur d'air (6) qui est tournée vers le courant d'air est recouverte d'un matériau amortisseur de son (14). 9. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un échangeur de chaleur (8) traversé par un courant d'air est placé entre le ventilateur radial libre (1) et l'élément directeur d'air (6). 10. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (6) remonte latéralement jusqu'au châssis (15) du véhicule. 11. Installation de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'élément directeur d'air (18) constitue aussi un spoiler ou un bouclier de protection bas en étant fixé au châssis (15) du véhicule ou à un pare-chocs (4).