Brevet FR2816360A1 — publié le 20020510

La présente invention concerne un élément de canalisation d'un flux d'air vers un échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, l'élément étant du type comprenant un carénage qui s'étend entre au moins une ouverture principale d'entrée d'air et une ouverture de sortie d'air le long d'une direction principale d'écoulement d'air, au moins une ouverture auxiliaire d'entrée d'air étant ménagée dans le carénage, l'élément comprenant des moyens anti-retour pour limiter la sortie du flux d'air à l'extérieur du carénage par l'ouverture auxiliaire. L'invention s'applique en particulier à un élément de canalisation utilisé pour canaliser le flux d'air produit par le ventilateur disposé en avant du radiateur de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Ce ventilateur, généralement dénommé groupe moto-ventilateur, comprend une hélice disposée dans l'ouverture principale d'entrée d'air de l'élément de canalisation. La direction principale d'écoulement d'air est horizontale et parallèle au sens de marche du véhicule, et l'air s'écoule vers l'arrière dans le carénage. Le carénage recouvre sensiblement toute la face avant du radiateur, sauf une zone centrale située en regard de l'ouverture principale d'entrée d'air. Lorsque le véhicule automobile est à l'arrêt ou roule à une vitesse relativement faible, typiquement inférieure à 70 km/h, et que le ventilateur fonctionne, le ventilateur produit un flux intérieur d'air qui balaie, grâce à l'élément de canalisation, l'ensemble du radiateur et assure ainsi un échange de chaleur satisfaisant avec le fluide de refroidissement du moteur thermique circulant dans le radiateur. Lorsque le véhicule roule à une vitesse relativement importante, typiquement supérieure à 70 km/h, et que le ventilateur est arrêté, l'air extérieur s'engouffre dans l'ouverture principale d'entrée d'air, en raison du déplacement relatif du véhicule et de l'air extérieur. Ainsi, un flux intérieur d'air circule également dans ce cas dans l'élément de canalisation et balaie le radiateur. Toutefois, la section de passage de l'ouverture principale d'entrée d'air n'est pas suffisante pour fournir un flux d'air dont le débit soit suffisant pour assurer un échange de chaleur satisfaisant avec le fluide de refroidissement traversant le radiateur. C'est pour cette raison qu'on a réalisé des éléments de canalisation du type précité qui comprennent des ouvertures auxiliaires d'entrée d'air. On connaît en particulier un élément de ce type dans lequel le carénage comprend un panneau de contour extérieur rectangulaire prolongé d'une part par un rebord arrière périphérique, qui délimite l'ouverture de sortie d'air, et d'autre part par une jupe avant sensiblement circulaire délimitant l'ouverture principale d'entrée d'air. Plusieurs ouvertures auxiliaires d'entrée d'air de section rectangulaire s'étendent horizontalement au travers du panneau. Pour permettre une entrée d'air par ces ouvertures auxiliaires lorsque le ventilateur est l'arrêt, tout en assurant une canalisation satisfaisante du flux d'air produit par le ventilateur lorsqu'il fonctionne, cet élément de canalisation est muni de moyens anti-retour sous forme de volets basculants rapportés à l'intérieur de l'élément de canalisation, en regard des ouvertures auxiliaires. Lorsque le véhicule roule à une vitesse relativement importante et que le ventilateur est à l'arrêt, l'air s'écoulant à l'extérieur du carénage pousse ces volets et pénètre à l'intérieur du carénage pour augmenter le débit du flux d'air balayant l'échangeur de chaleur. Lorsque le véhicule est à l'arrêt ou roule à une vitesse relativement faible et que le ventilateur fonctionne, la sortie du flux d'air circulant à l'intérieur du carénage par les ouvertures auxiliaires est empêchée par les volets basculants qui obturent les ouvertures auxiliaires. Un tel élément de canalisation est particulièrement coûteux et complexe à réaliser, en raison des volets basculants qu'il faut articuler sur le carénage. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un élément du type précité qui soit plus simple et plus économique à fabriquer. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de canalisation du type précité, caractérisé en ce que les moyens anti-retour sont formés au moins en partie par l'ouverture auxiliaire elle-même qui s'étend au travers du carénage vers l'intérieur de celui-ci en divergeant sensiblement par rapport à la direction principale d'écoulement d'air. Selon des modes particuliers de réalisation, l'élément de canalisation comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le carénage comprend des zones qui se chevauchent mutuellement de manière espacée de sorte qu'elles délimitent deux à deux plusieurs ouvertures auxiliaires d'entrée d'air, chaque ouverture auxiliaire s'étendant au travers du carénage vers l'intérieur de celui-ci en divergeant par rapport à la direction principale d'écoulement d'air, - l'ouverture principale est de contour sensiblement circulaire autour d'un axe et la ou chaque ouverture auxiliaire s'étend dans le carénage transversalement audit axe sensiblement selon une courbe de concavité dirigée vers cet axe. L'invention a en outre pour objet un bloc avant pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur et un élément de canalisation d'un flux d'air vers l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce que l'élément de canalisation est un élément tel que défini ci-dessus. Selon des variantes : - le bloc comprend un ventilateur disposé en avant de l'échangeur de chaleur pour qu'un flux d'air produit par le ventilateur soit canalisé par l'élément de canalisation vers l'échangeur de chaleur, - le ventilateur comprend une hélice disposée dans l'ouverture d'entrée d'air de l'élément de canalisation. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile comprenant un bloc avant qui comprend lui-même un échangeur de chaleur et un élément de canalisation d'un flux d'air vers l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce que le bloc avant est un bloc tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de face de la moitié supérieure du bloc avant d'un véhicule automobile selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques, agrandies et en section latérale de la moitié supérieure du bloc avant de la figure 1, illustrant la circulation de l'air respectivement quand le véhicule est à l'arrêt et quand le véhicule roule à une vitesse relativement importante, - la figure 4 est une vue schématique agrandie de la partie cerclée IV de la figure 3. Dans tout ce qui suit les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les termes"avant"et "arrière"s'entendent par rapport à la position d'un conducteur et au sens de marche du véhicule automobile. Les figures 1 à 4 représentent un bloc avant 1 d'un véhicule automobile comprenant de manière classique un radiateur 2 de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile, un ventilateur 3 et un élément 4 de canalisation d'un flux d'air vers l'échangeur de chaleur 2. Le bloc avant 1 étant sensiblement symétrique par rapport à un plan médian horizontal P, seule sa moitié supérieure a été représentée et sera décrite par la suite. De manière classique, le radiateur 2 comprend deux boîtes collectrices d'un fluide de refroidissement du moteur thermique, un faisceau de tubes reliant ces boîtes collectrices, et des ailettes planes traversées par les tubes. Seules les ailettes sont représentées sur la figure 1 et désignées par la référence 7. Le radiateur 2 a une forme générale parallélépipédique de faible épaisseur. Il est disposé verticalement et transversalement par rapport au sens de marche du véhicule automobile matérialisé par la flèche 8 sur la figure 3. De manière classique également, le ventilateur 3 comprend une hélice 10 et un moteur 11 d'entraînement en rotation de l'hélice autour de son axe A dans un sens de rotation R matérialisé sur la figure 2. L'axe de rotation A de l'hélice 10 est horizontal et sensiblement parallèle à la direction longitudinale du véhicule et donc au sens de marche 8. Le ventilateur 3 est disposé à l'avant d'une grande face avant 12 du radiateur 2. Le ventilateur 3 est espacé longitudinalement du radiateur 2. L'élément de canalisation 4 comprend un carénage 14 qui s'étend le long de l'axe A, et donc le long de la direction longitudinale du véhicule, vers l'arrière entre la périphérie de l'hélice 10 et la périphérie du radiateur 2. Plus particulièrement, ce carénage 14 comprend successivement de l'avant vers l'arrière un tronçon amont ou avant 15 en forme de jupe cylindrique et entourant à faible distance le bord périphérique de l'hélice 10, un tronçon intermédiaire 16 qui diverge fortement jusqu'à la tranche transversale 17 du radiateur 2, et un tronçon aval ou arrière 18 de section transversale sensiblement rectangulaire. Le tronçon aval 18 s'étend vers l'arrière, depuis une région située légèrement en avant du radiateur 2 en recouvrant la tranche 17 du radiateur 2. Le tronçon amont 15 délimite intérieurement une ouverture principale d'entrée d'air 20 dans laquelle l'hélice 10 est disposée. Le tronçon intermédiaire 16 recouvre sensiblement toute la face avant 12 du radiateur 2 sauf une zone circulaire centrale située en regard de l'ouverture principale d'entrée d'air 20. Le tronçon aval 18 délimite intérieurement une ouverture de sortie d'air 21 située immédiatement en avant de la face avant 12 du radiateur 2. Une série d'ouvertures auxiliaires d'entrée ou passages intermédiaires 30 est ménagée dans le tronçon intermédiaire 16 au-dessus du tronçon amont 15. Ces ouvertures 30 sont en forme d'ouïes. Plus précisément, la série d'ouvertures 30 comprend quatre ouvertures 30 qui sont délimitées par un rebord inférieur 31, trois lamelles 32 et un rebord supérieur 33. Le rebord inférieur 31, les lamelles 32 et le rebord supérieur 33 s'étendent transversalement selon des arcs de cercles sensiblement de même centre et de même angle au centre. Les lamelles 32 ont une section dans un plan méridien ou longitudinal quelconque passant par l'axe A, tel que par exemple le plan de la figure 2 qui est un plan vertical, en forme de Z aplati. Comme on le voit sur la figure 4, chaque lamelle 32 présente un bord inférieur 34 avant et un bord supérieur 35 arrière. Comme on le voit sur la figure 2, le bord 34 inférieur de la lamelle 32 inférieure chevauche à distance le rebord inférieur 31. Les bords inférieurs 34 des autres lamelles 32 chevauchent chacun à distance le bord supérieur 35 de la lamelle 32 immédiatement inférieure, comme illustré par la figure 4. Le bord supérieur 35 de la lamelle 32 supérieure est chevauché à distance par le rebord supérieur 33, comme on le voit sur la figure 2. Ainsi, les ouvertures 30 délimitées par le bord 31 inférieur, les lamelles 32 et le bord 33 supérieur ont transversalement des formes en arcs de cercles de même centre, de même angle au centre et de concavité dirigée vers l'axe A, et dans chaque plan méridien ou longitudinal passant par l'axe A, une section sensiblement en S, comme on le voit sur la figure 4. Comme illustré par la figure 2, lorsque le véhicule est à l'arrêt ou se déplace à une vitesse relativement faible, le moteur 11 entraîne l'hélice 10 en rotation dans le sens R autour de son axe A. Cette rotation crée un flux d'air qui pénètre dans l'élément de canalisation 4 par l'ouverture principale 20, s'écoule vers l'arrière en divergeant vers l'extérieur tout en étant canalisé par le tronçon intermédiaire 16 de l'élément de canalisation 4, puis balaie toute la surface transversale du radiateur 2. Cet flux d'air, circulant à l'intérieur de l'élément de canalisation 4, est matérialisé par les flèches 40 sur la figure 2. Il s'écoule suivant une direction principale D confondue avec l'axe A. Comme illustré par la figure 3, lorsque le véhicule route à une vitesse plus importante et que le ventilateur 3 est à l'arrêt, l'air extérieur s'écoule par rapport au bloc avant 1 dans le sens opposé au sens de marche 8 du véhicule. L'air s'engouffre alors dans l'ouverture principale d'entrée d'air 20 pour créer un flux intérieur d'air s'écoulant de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment. En outre, et comme illustré plus particulièrement par la figure 4, l'air extérieur incident sur le tronçon intermédiaire 16 de l'élément de canalisation 4 va s'engouffrer dans les ouvertures 30, comme illustré par les flèches 41, pour rejoindre le flux d'air qui s'écoule à l'intérieur de l'élément de canalisation 4 vers le radiateur 2 selon les flèches 40. Le débit du flux d'air balayant le radiateur 2 est donc augmenté par rapport à un élément de canalisation 4 ne présentant pas d'ouverture auxiliaire 30. Comme illustré par la figure 4, chaque ouverture 30 a une forme générale inclinée, par rapport aux plans normaux N aux lignes d'écoulement L du flux intérieur d'air passant à proximité de la sortie 45 par laquelle l'ouverture 30 considérée débouche à l'intérieur du carénage 14, vers l'intérieur du carénage et dans le sens d'écoulement du flux intérieur d'air à proximité de la sortie 45. Ainsi, les ouvertures 30 s'étendent au travers du carénage 14, vers l'intérieur de celuici, en divergeant sensiblement par rapport à la direction principale d'écoulement d'air D. L'air s'écoule donc dans ces ouvertures 30 selon des directions auxiliaires d'écoulement d'air, matérialisées par les flèches 41, sensiblement divergentes par rapport à la direction principale d'écoulement D. Grâce à leurs formes, les ouvertures 30 n'interrompent pas les lignes d'écoulement L du flux intérieur d'air. Ainsi, le refoulement de ce flux d'air par les ouvertures 30 est limité. Les ouvertures 30 se comportent donc comme des ouvertures munies de moyens anti-retour permettant d'une part d'assurer une canalisation et une montée en pression satisfaisantes de l'air circulant à l'intérieur de l'élément de canalisation 4, et d'autre part d'augmenter le débit de l'air balayant le radiateur 2 lorsque le véhicule circule à une vitesse relativement importante. Pour autant, l'élément de canalisation 4, qui ne comporte pas de moyens anti-retour rapportés, est de fabrication relativement simple et peu coûteuse. Il est à noter que les ouvertures 30 peuvent avoir d'autres formes transversales que celles décrites et être disposées différemment autour de l'ouverture principale 20, par exemple sur ses côtés latéraux. Il est également à noter que les principes ci-dessus peuvent s'appliquer à des éléments de canalisation comprenant par exemple deux ouvertures principales 20 recevant chacune un ventilateur distinct. De même, ces principes peuvent s'appliquer en combinaison avec des moyens d'obturation des ouvertures 30 de coûts plus réduits que dans le cas où ces moyens d'obturation sont utilisés seuls pour constituer les moyens anti-retour. REVENDICATIONS 1. Elément de canalisation (4) d'un flux d'air vers un échangeur de chaleur (2) d'un véhicule automobile, l'élément étant du type comprenant un carénage (14) qui s'étend entre au moins une ouverture principale d'entrée d'air (20) et une ouverture de sortie d'air (21) le long d'une direction principale d'écoulement d'air (D), au moins une ouverture auxiliaire d'entrée d'air (30) étant ménagée dans le carénage, l'élément comprenant des moyens anti-retour pour limiter la sortie du flux d'air à l'extérieur du carénage par l'ouverture auxiliaire (30), caractérisé en ce que les moyens anti-retour sont formés au moins en partie par l'ouverture auxiliaire (30) elle-même qui s'étend au travers du carénage vers l'intérieur de celui-ci en divergeant sensiblement par rapport à la direction principale d'écoulement d'air (D). 2. Elément de canalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carénage comprend des zones (31,32, 33) qui se chevauchent mutuellement de manière espacée de sorte qu'elles délimitent deux à deux plusieurs ouvertures auxiliaires d'entrée d'air (30), chaque ouverture auxiliaire (30) s'étendant au travers du carénage vers l'intérieur de celui-ci en divergeant par rapport à la direction principale d'écoulement d'air (D). 3. Elément de canalisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ouverture principale (20) est de contour sensiblement circulaire autour d'un axe (A) et la ou chaque ouverture auxiliaire (30) s'étend dans le carénage transversalement audit axe (A) sensiblement selon une courbe de concavité dirigée vers cet axe (A). 4. Bloc avant pour véhicule automobile comprenant un échangeur de chaleur (2) et un élément (4) de canalisation d'un flux d'air vers l'échangeur de chaleur (2), caractérisé en ce que l'élément de canalisation est un élément selon l'une des revendications précédentes. 5. Bloc avant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur (3) disposé en avant de l'échangeur de chaleur (2) pour qu'un flux d'air produit par le ventilateur (3) soit canalisé par l'élément de canalisation (4) vers l'échangeur de chaleur (2). 6. Bloc avant selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ventilateur (3) comprend une hélice (10) disposée dans l'ouverture principale d'entrée d'air (20) de l'élément de canalisation (4). 7. Véhicule automobile comprenant un bloc avant qui comprend luimême un échangeur de chaleur (2) et un élément (4) de canalisation d'un flux d'air vers l'échangeur de chaleur (2), caractérisé en ce que le bloc avant est un bloc avant selon l'une des revendications 4 à 6.