Brevet FR2648765A1 — publié le 19901228

La présente invention concerne un vehicule automobile du type comporant une caisse délimitant au moins un habitacle et 'in compartiment moteur dans lequel est: dispose au moins en partie un groupe motopropulseur comportant un moteur å combustion interne au moins au circuit de liquide caloporteur de refroidissement d'un organe du groupe motopropulbeur dans lequel est: interpose un dispositif d'échange de chaleur, et des moyens d'atténuation acoustique des bruits du groupe motopropulseur. Dans la conception actuelle ru véhicules automobiles, les moyens d'atténuation acoustique et les dispositifs échangeurs de chaleur sont des éléments et organes séparés qui sont agencés en totalité, ou en partie dans l'espace disponible dans le compartiment moteur entre le groupe motopropulseur et: les cloisons environnantes de la structure de la caisse du vehicule. Pour le refroidissement du moteur à explosion. les contraintes dans l'utilisation d'un radiateur sont: nombreuses La nécessite d'affiner les silhouettes en réduisant la surface frontale des radiateurs. provoque des pertes de charge importantes a travers l échangeur et nécessite d'utiliser des motoventilateurs très puissants. L'épaisseur des radiateurs augmente également et gene leur mise en place. Pour fractionner le déhlt dons ces radiateurs compacts, on réduit le diamètre des tubes d'eau et la perte de charge hydraulique devient tres importante ce qui provoque une consommation excessive de puissance mécanique par la pompe du circuit de refroidissement. Le bruit engendré par les moto-ventilateurs qu@ tournent à grande vitesse atteint des niveaux inacceptables. A faible vitesse de déplacement du véhicule, le balayage, ou la circulation de l'air, dans le compartiment moteur est de très mauvaise qualité et il se produit des phénomènes de surchauffes et de pointes thermiques élevées qui provoquent un vieillissement prématuré de nombreux composants et accessoires. Les circuits de fluides caloporteurs sont complexes et: encombrants. I1 est difficile de trouver un compromis thermique entre la nécessité de pouvoir démarrer facilement par grand froid, c'est-à-dire d'obtenir un rechauffage rapide du moteur, et le chauffage adéquat de l'habitacle. Les véhicules à hautes performances ou les poids lourds nécessitent également de plus en plus souvent: de prévoir un circuit de refroidissement de huile. D'autre part, le confort des passagers requiert un amortissement acoustique le plus grand possible des fréquences d'explosions du moteur. Afin d'amortir les hautes et certaines moyennes fréquences. on capitonne le compartiment moteur avec des felltres, des laines, etc Mais pour amortir les hases fréquences il est indispensable de prévoir des produits lourds à hautes densités, comme le caout- chouc, des feutres chargés de goudron; . etc. Tous ces éléments d'amortissement se presentent sous la forme de nombreux morceaux qui sont le plies souvent collés sur les cloisons de la structure de caisse ou sur des panneaux de la carosserie dont ils épousent les formes et ceci au prix d'un assemblage long, fastidieux et coûteux. L'invention se propose de résoudre les nombreux problèmes qui viennent d'être evoques en supprimant les différents échangeurs thermiques se présentant globalement sous la forme de radiateurs, en simplifiant: les circuits de fluides caloporteurs et en supprimant la quasi-totalité des éléments de capitonnage du compartiment moteur. Dans ce ne t l'invention propose un véhicule automobile du type mentionné plus haut, caractérise en ce que au moins une partie du groupe motopropiil- seur est agencée dans un cocon d'atténuation acoustique dont l'enveloppe est un échangeur de chaleur souple à deux parois entre lesquelles circule le liquide de refroidissement, la face externe de l'une au moins des deux parois entant léchée par un nurant d'air de refroidissement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le cocon comporte au moins une ouverture commandée pour permettre une circulation interne de l'air de refroidissement de manière que re dernier vienne lécher la face externe de la paroi intérieure du cocon. l'ouverture pouvant etre reliee a une source d'air dynamique d véhicule - la face externe de la paroi extérieure du cocon est: léchée par de l'air de refroidissement qui circule entre cette face et les cloisons qui délimitent le compartiment moteur - une partie d cocon fait également fonction d'échangeur thermique pour lln dispositif de chauffage et/oll de climatisation du véhicule, le liquide du circuit de chauffage et/ou de climatisation circulant entre les parois du cocon - le cocon comporte des moyens permettant son ouverture au mnins partielle polir accéder a de; organes du groupe motopropulseur. et il comporte des moyens de maintien et/ou d'accrochage @u cocon sur la structure de la caisse du véhicule et/ou sur le groupe motopropulseur - le cocon est une structure à plusieurs panneaux Indépendants dans lesquels peuvent circuler un ou plusieurs liquides caloporteurs du groupe motopropulseur pour constituer un ensemble regroupant plusieurs dispositifs d'échange thermique - l'un au moins des panneaux est un échangeur dans lequel circule l'eau de refroidissement du moteur - l'un au moins des panneaux est un échangeur de refroidissement dans lequel circule de l'huile de refroidissement d'au moins un organe de la transmission du groupe motopropulseur - un meme liquide caloporteur circule dans plusieurs panneaux indépendants. et en ce qu'il comporte des moyens collecteurs d'entrée pour alimenter en série et/ou en parallèle les différents panneaux à une source froide du circuit - l'enveloppe, ou les panneaux qui la constitubent, comporte deux parois souples const:ituees chacune par une feuille en matériau étanche qui délimitent entre leurs faces internes sensiblement parallèles une chambre de circulation dans laquelle sont disposes des moyens formant chicane pour ralentir et augmenter le trajet de circulation du liquide caloporteur, les deux feuilles etant reliées entre elles par au moins deux portions opposées de leurs bords périphériques en vis-a-vis, un tube d'arrivée du liquide caloporteur chaud étant disposé a voisinage de 1 l'une de ces des deux portions, tandis qu'un tube de sortie du liquide caloporteir refroidi est agencé a proximité de l'autre portion opposée des bords périphériques - lesdits moyens formant chicane sont: une structure textile souple, tissée, tressée, tricotée, etc... ; - les faces internes des feuilles sont collées sur les faces en vis-à-vis de la structure ; - les feuilles sont en matiere plastique et en ce que lesdites portions des bords périphériques sont: reliées entre elles par thermo-soudage ; et - la face externe d'au moins une des feuilles comporte des moyens de renfort. n'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, pour la comprehension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - La f i gure 1 est: une vne srnemat i @ue en perspective de la partie avant d un venicule automobile selon l'invention - la figure 2 est une viie schematique en perspective d'un exemple de realisation d'un cocon d'amortissement et ne refroidissement - la figure 3 est une vue en section axiale du cocon de la figure 2 - la figure 4 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un panneaux de 1 @enveloppe du caisson - la figure 5 est une vue de détail qui représente un mode d'accrochage d'un panneau sur la structure de la caisse - la figure 6 est une vue en perspective éclatée des trois principaux éléments constitutifs d'un panneau avant leur assemblage : - les figures 7 er 8 sont des vies en coupe qu@ illustrent deux modes de réalisation de traversées du panneau ; et - la figure 9 est une vue en coupe d'un mode d'alimentation central d'un panneau. Sur le véhicule représenté à la figure 1, on reconnait un habitacle 12 à l'avant duquel est situé le compartiment moteur 14 prévu pour recevoir notamment un groupe motopropulseur et qui est fermé par un capot 16. Le compartiment 14 est délimité notamment par une cloison périphérique 18 de la structure de la caisse du véhicule et à l'avant: par une calandre en forme de persienne 20. Conformément à l'invention, le groupe motopropuliseur 22 (figures 2 et 3. est: enferme dans un cocon 24. Le cocon 24 comprend une enveloppe 26 réalisée en plusieurs panneaux 28 à 42. Le cocon présente ici une forme oblongue dont: la silhouette générale est homotéthique de celle du groupe motopropulseur 22. Les différents panneaux sont reliés entre eux par tous moyens convenables, coutures collages, agrafages etc... Certains panneaux, tel que le panneau supérieur 28 peuvent s'ouvrir, grâce å des attaches 44 du type "VELCRO" pour pouvoir accéder au moteur pour les opérations d'entretien mécanique. Les panneaux frontaux comportent: des ouvertures 46 munies de volets 48 afin de commander l'entrée d'air A à l'intérieur de la chambre interne 50 délimitée par la paroi intérieure de l'enveloppe. L'air A peut ainsi lécher les parois exterieure et intérieure de l'enveloppe 26 du cocon 24. D'autres ouvertures et volets d'évacuation ou d'entrée d'air) peuvent être prévues dans les autres panneaux tels que les éléments 52-54, 56-58 et 60-62 respectivement dans les panneaux a4 . 42 et 40 Les panneaux peuvent être accroches a la cloison périphérique 18 par exemple par des boutons-pressions 64 (voir figure 5) etoou au groupe motopropulseur. Chaque panneau est un échangeur thermique constitué de deux feuilles sensiblement parallèles 6h et 68. Les feuilles sont des feuilles souples en matière plastique dont les faces internes 70 et 72 sont collées sur les façes opposees 74 et 76 d'une structure textile 78 (figures 4 et 6). Si la pression dans le circuit est faible, on @eut prevoir des feuilles min@es d'aluminium suffisamment souples La structure textile 78 est ici. ne structure tressée entre deux nappes perpendiculaires dont les brins sont en matière plastique resistant a la température et à la corrosion. Les deux bords parallèles et opposes 80 et e2 des deux feuilles sont: soudés de maniere étanche par thermo-soudage. A proximité du bord 80. le panneaux recoin un tube 84 d'amenée de liquide caloporteur chaud C tandis qu'un tube de sortie 86 est amenage au voisinage du bord 82 pour l'évacuation du liquide refroidi F apyres sa circulation dans le panneau à travers et le long des nappes qili en augmentent le trajet d'échange thermique. Ce sont: les faces externes 88 et 90 des feuilles 66 et 68 qui constituent les faces d'echange thermique du panneau et donc de l'enveloppe. Le raccordement hydraiil iqiie d'un panneau peut se faire en son centre par un conduit 84 ou! se termine en une pièce de raccordement en T circulaire 88 qui est aménagée dans un trou central 90 de la structure textile 78. Pour permettre la. traversée d'un panneau par tin organe de petites dimensions, tel qu'un câble électrique 92, on peut prévoir un orifice 94 dans une zone sans structure textile 78 et dans laquelle les feuilles 66 et 68 sont collées directement l'une sur l'autre (figure 7), ou à travers une zone avec structure textile. Si l'organe est plus gros, par exemple ut. tuyau d'échappement 96 on prévoit un manchon intermédiaire formant bouchon acoustique 98 qui est par exemple rempli de mousse alvéolaire 100 résistante à la température. L'enveloppe 26 du cocon constitue, de par sa structure et son fonctionnement, une Dupe écran acoustique faisant simultanément fonction d'échangeur thermique et de protection acoustique pour les hautes et basses fréquences. Le cocon piège les bruits émis par le groupe motopropulseur 22 au plus près de leur source d'émission. La structure textile, qui poi,irrait être remplacée par une mousse à alvéoles communiquants, agit comme entretoise et comme chicane pour perturber l'écoulement et augmenter l'efficacite d'échange vers l'extérieur. La surface d'échange peut être augmentee en prévoyant que les feuilles ne sont pas lisses et par exemple ondulées ou gaufrées. On peut également prévoir sur leurs faces externes des structures rapportées souples, par exemple en aluminium qui font offi.ce de radiateurs. Comme il n'y a plus de radiateur à l'avant du véhicule il n'y a pas de perte de charge aérodynamique, et même a faible vitesse, il se produit un balayage du compartiment: moteur. Les surfaces d'échange eau-air du cocon sont de l'ordre de cinq fois plus importantes que celles d'un radiateur. Au démarrage, en rormant tous les volets. il Pst possible de récupérer la auasi-totalité des calorie; émises par le moteur et donc de mettre ce dernier plus rapidement en température. Un panneau spécia à circulation commandée à cet effet pourrait: erre situé autour du col lecteur d'échappement il est possible de canaliser et de diriger un maximum de calories vers l'habitacle en utilisant la partie arrière du cocon tournée vers la cloison parefeu avec un retour direct: au moteur. Le démarrage se poursuit alors en alimentant les différents panneaux du cocon, un par un avec élévation progressive de la température, ou simultanément. Lorsque la temperature de fonctionnement est atteinte et régulée on ouvre progressivement le, ou les, volets à ouverture commandée. L'air peut: ainsi lécher simultanement les parois extérieure et intérieure du cocon selon le; besoins en refroidissement. Selon des variantes non representées, les feuilles souples peuvent être remplacees dans certaines zones par des feuilles rigides ou renforcees par des plaques afin d'éviter des déchirures dans les zones tres exposées aux agressions. L'épaisseur du panneau depend des besoins d'amortissement phonique, et est par exemple comprise entre 5 et 20 mm. L'invention permet également un gain de poids tres important par rapport a une conception cjassi- aue. La structure textile collée sur les feuilles permet: d'augmenter la tenue à la pression de l'ensemble du panneau. La structure textile peut étre remplacée par une paille métallique souple, ou une mousse à alvéoles ouverts résistante å la tempérautre. Les modes de liaison et d'étanchéité périphéri- que des feuilles ne sont pas limités ai: thermosouda- ge, mais peuvent être du soudage, du collage, de l'agrafage, etc... Pour la fonction climatisation. et pour respecter les normes relatives à l'utilisation de l'air vicié du compartiment moteur, le cocon peut comporter un panneau complémentaire 43 qui est agence dans l'habitacle et qui est relié aux circuits chauds (C) et froids (F) du cocon. REVENDICATIONS 1. Véhicule automobile (10) du type comportant une caisse délimitant au moins un hahitacle (12) et un compartiment moteur (14) dans lequel est disposé au moins en partie un groupe motopropulseur (22) comportant un moteur å combustion interne. au moins un circuit de liquide caloporteur de refroidissement d'un organe du groupe motopropulseur dans lequel est: interpose un dispositif d'échange de chaleur, et Cie; moyens d'atténuation acoustique des bruits di: groupe motopropulseur, caractérisé en ce que au moins une partie di: groupe motopropulseur 1221 est: agencée dan; un cocon (24) d'atténuation acoustique dont @'en- veloppe (26) est un échangeur de chaleur souple a deux parois @66, 681 entre lesquelles circule ledit liquide ne refroidissement, la face externe de O ne au moins des deux parois étant lechée par un courant d'air de refroidissement (A). 2. Véhicule selon la revendication 1. carac- terise en ce que le cocon (24) comporte au moins une ouverture commandée 1461 pour permettre une circula- tion interne de l'air de refroidissement (A) de manière que ce dernier vienne lécher la face externe de la paroi intérieure du cocon (24). 3. Véhicule selon la revendication 2. carac- térisé en ce que ladite ouverture (46) est reliée à une source d'air dynamique du véhicule, 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face externe de la paroi extérieure du cocon 1241 est léchée par de l'air de refroidissement qui circule entre cette face et les cloisons environnantes (18) qui délimitent le compartiment moteur 114!. 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précedentes, caracterisé en ce que une partie du cocon (24) fait également: fonction d'échangeur thermique pour un dispositif de chauffage et/ou de climatisation du véhicule, le liquide du circuit de chauffage et/ou de climatisation circulant entre les parois du cocon. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le cocon (24) comporte des moyens (28 44, permettant son ouverture au moins partielle pour acceder à des organes di. groupe motopropulseur (22). 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien et'ou d'accrochage (64) du cocon sur la structure de la caisse du véhicule et/ou sur le groupe motopropulseur. 8. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cocon (24) est: une structure à plusieurs panneaux indépendants (28-42) dans lesquels peuvent circuler un ou plusieurs liquides caloporteurs du groupe motopropulseur pour constituer un ensemble regroupant: plusieurs dispositifs d'échange thermique. 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un au moins des panneaux est un échangeur dans lequel circule l'eau de refroidissement du moteur. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérise en ce que l'un au moins des panneaux est un échangeur de refroidissement dans lequel circule de l'huile de refroidissement d'au moins un organe de la transmission du groupe motopropulseur. 11. Véhicule selon la revendication R, carartérise en ce qu'un même liquide caloporteur circule dans plusieurs panneaux independants, et en ce qu'il comporte des moyens collecteurs d'entrée pour alimenter en serie et/ou en paralléle les différents panneaux à partir d'une source chaude du circuit de ce liquide caloporteur, et des moyens collecteurs de sortie pour relier ces panneaux à une source froide du circuit. 12. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que l'enveloppe, ou les panneaux qui la constituent. comporte deux parois souples constitlîees chacune par une feuille en matériau etanche (66. 68) qui délimitent entre leurs faces internes sensiblement parallèles une chambre de circulation dans laquelle sont disposés des moyens 781 formant chicane pour ralentir et augmenter le trajet de circulation du liquide caloporteur, les deux feuilles érant reliées entre elles par au moins deux portion; opposées 80 82! de leurs hords périphériqies en vis-à-vis@ et en ce que un tube d'arrivée (84) du liquide caloporteur chaud (C) est disposé au voisinage de l'une (80) de ces deux portions, tandis qu'un tube de sortie (86) du liquide caloporteur refroidi (F) est agence à proximité de l'autre portion opposée (82) des bords périphériques. 13. Véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens formant chicane sont une structure (78) souple. 14. Véhicule selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite structure textile (78) est une structure textile tissee, tressee ou tricotée. 15. Véhicule selon l'une des revendications 13 ou 14, caracterisé en ce que les faces internes (70, 72! des feuilles (66, 68) sont collées siir les faces en vis-a-vis de la structure (78). 16. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que les feuilles sont en matiére plastique et en ce que lesdites portions des bords périphériques sont reliées entre elles par thermo-soudage. 17. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que @@ face externe d'au moins une des feuilles comporte des moyens de renfort.