Brevet FR2884182A1 — publié le 20061013

La présente invention concerne un élément de canalisation pour bloc avant de véhicule automobile, le bloc avant comprenant un échangeur de chaleur, une hélice, et des moyens d'entraînement en rotation de l'hélice pour créer un écoulement d'air balayant l'échangeur de chaleur, l'élément de canalisation étant du type comprenant: - un carénage, adapté pour être monté sur l'échangeur de chaleur, le carénage délimitant un conduit de guidage de l'écoulement d'air s'étendant le long d'un axe d'écoulement, et comprenant une paroi périphérique adaptée pour entourer la périphérie de l'hélice; - une couronne additionnelle de guidage de l'écoulement d'air comprenant des moyens de fixation qui coopèrent avec des moyens complémentaires de fixation prévus sur le carénage. L'invention s'applique en particulier à la ventilation d'échangeurs de chaleur placés dans les blocs avant de véhicule automobile, notamment à la ventilation de radiateurs de refroidissement de moteurs thermiques. La plupart des véhicules actuels sont équipés d'un climatiseur, dont l'échangeur de chaleur doit être refroidi en complément du radiateur du moteur thermique. Ainsi, un ventilateur présentant une hélice de grand diamètre doit être prévue dans le bloc avant pour assurer un refroidissement efficace. Toutefois, un certain nombre de véhicules sont dépourvus de climatisation. Dans ces véhicules, l'écoulement d'air nécessaire au refroidissement de l'échangeur de chaleur est réduit par rapport aux véhicules du même type munis d'un climatiseur. Une hélice de plus petite taille peut donc être utilisée. Pour obtenir un rendement de ventilation efficace, on connaît de EP-A-O 073 476, un élément de canalisation de type précité qui présente un interstice réduit entre la paroi périphérique du conduit de guidage d'air et la périphérie de l'hélice. Par suite, pour maintenir le rendement du ventilateur constant pour une même gamme de véhicules, au moins deux types d'éléments de canalisation du type précité doivent être prévus en fonction de la taille de l'hélice équipant le ventilateur. Le coût de l'ensemble de canalisation est donc augmenté. Un but de l'invention est de fournir un ensemble de canalisation pour bloc avant de coût réduit, qui ne diminue pas le rendement du ventilateur. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de canalisation pour bloc avant de véhicule automobile de type précité, caractérisé en ce que la couronne additionnelle est adaptée pour être disposée entre la paroi périphérique et la périphérie de l'hélice pour réduire la section de passage d'air dans le conduit. L'élément de canalisation selon l'invention peut comprendre une 15 ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles: - la couronne additionnelle s'étend sensiblement totalement dans le conduit de guidage; - les moyens de fixation et/ou les moyens de fixation 20 complémentaires comprennent des moyens de blocage du déplacement axial de la couronne par rapport au carénage; - les moyens de blocage comprennent au moins une butée axiale avant et au moins une butée axiale arrière, les butées axiales avant et arrière étant solidaires du carénage ou de la couronne; -les butées axiales avant et arrière sont solidaires de la couronne et sont en appui respectivement sur un bord avant et un bord arrière de la paroi périphérique; - les moyens de fixation ou/et les moyens de fixation complémentaires comprennent une pluralité d'organes de fixation de la couronne disposés autour de l'axe d'écoulement, la couronne comprenant des organes de renfort disposés entre les organes de fixation; - l'une des butées axiale avant et arrière est solidaire de l'organe de fixation et l'autre des butées axiales avant et arrière est solidaire de la couronne; et - les moyens de fixation sont venus de matière avec la couronne. L'invention a en outre pour objet un bloc avant de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend: - un échangeur de chaleur; - un élément de canalisation tel que défini ci-dessus, le carénage étant monté sur l'échangeur de chaleur; et - une hélice disposée dans le conduit de guidage, la paroi périphérique entourant la périphérie de l'hélice, la couronne additionnelle étant disposée entre la paroi périphérique et la périphérie de l'hélice. Le bloc avant selon l'invention peut comprendre la caractéristique suivante: - l'hélice comprend une virole périphérique s'étendant en regard de la couronne, des surfaces en regard de la virole et de la couronne étant de formes sensiblement complémentaires. L'invention a également pour objet un carénage pour un élément de canalisation tel que défini ci-dessus, adapté pour être monté sur l'échangeur de chaleur, le carénage délimitant un conduit de guidage de l'écoulement d'air et comprenant une paroi périphérique adaptée pour entourer la périphérie de l'hélice, caractérisé en ce que le carénage comprend des moyens de fixation complémentaires aptes à coopérer avec des moyens de fixation prévus sur une couronne additionnelle de guidage de l'écoulement d'air, la couronne étant adaptée pour être disposée entre la paroi périphérique et la périphérie de l'hélice pour réduire la section de passage d'air dans le conduit. 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 partielle en perspective d'un bloc avant pour véhicule automobile selon l'invention; la Figure 2 est une vue en coupe partielle suivant le plan vertical Il-II d'un détail de la Figure 1; et - la Figure 3 est une vue en coupe partielle suivant le plan vertical III-III d'un détail de la Figure 1; la Figure 4 est une vue agrandie en perspective des moyens de fixation de la couronne additionnelle du bloc avant de la Figure 1; et - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 1 d'un bloc avant comprenant le même élément de canalisation que le bloc avant de la Figure 1, mais avec une hélice de plus grande taille. 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 du conducteur et au sens de marche du véhicule automobile. Par ailleurs, les termes amont et aval s'entendent par rapport au sens de circulation normale d'un fluide dans une conduite. Les Figures 1 à 3 représentent un bloc avant 9 pour véhicule automobile comprenant de manière classique un échangeur de chaleur 11, un ventilateur 13 disposé à l'arrière de l'échangeur 11, et un élément de canalisation 15 d'un flux d'air comprenant un carénage 17 qui reçoit le ventilateur 13 et une couronne de guidage 19 additionnelle fixée dans le carénage 17 par des organes de fixation 21. L'échangeur de chaleur 11 est par exemple un radiateur de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule automobile. II présente une forme générale parallélépipédique et une faible épaisseur. Cet échangeur est disposé sensiblement verticalement et transversalement par rapport au sens de marche du véhicule. Il comprend, par exemple et de manière classique, deux boîtes collectrices d'un fluide de refroidissement de moteur thermique, un faisceau de tubes reliant ces boîtes collectrices et par exemple des ailettes s'étendant entre les tubes. Une telle structure étant classique, les éléments mentionnés ci-dessus n'ont pas été représentés sur la Figure 1. Comme illustré par la Figure 2, le ventilateur 13 comprend une hélice 23 et un moteur électrique 25 dont un arbre de sortie 27 est relié à l'hélice 23 pour l'entraîner en rotation autour d'un axe A-A' sensiblement longitudinal et horizontal. Le ventilateur 13 améliore par convection forcée l'échange de chaleur entre l'air extérieur et le fluide de refroidissement thermique circulant dans l'échangeur de chaleur 11. De manière classique, l'hélice 23 comprend un moyeu central 29 par lequel elle est reliée à l'arbre de sortie 27 et des pales 31 qui prolongent radialement le moyeu 29 vers l'extérieur. Dans l'exemple représenté, les extrémités radiales extérieures des pales 31 sont reliées entre elles par une virole 33 de section circulaire. Les pales 31 de l'hélice 23 sont orientées pour créer un écoulement d'air s'écoulant vers l'arrière. Elles aspirent de l'air au travers de l'échangeur de chaleur 11. Le ventilateur 13 est alors dans une configuration dénommée configuration aspirante. La virole circulaire 33 présente une section en forme de L renversé, prise dans un plan radial par rapport à l'axe A-A'. La virole 33 comprend ainsi une paroi périphérique 35 qui s'étend sensiblement longitudinalement et un rebord avant 37 qui s'étend dans un plan transversal. Comme illustré par la Figure 1, le carénage 17 s'étend le long de l'axe longitudinal A-A' d'écoulement d'air. II délimite intérieurement un conduit de guidage 39 de l'écoulement d'air. En référence à la Figure 2, le carénage 17 comprend une partie avant 41 montée sur l'échangeur 11, et une partie arrière 43 qui reçoit le ventilateur 13. La partie avant 41 est formée par une jupe de guidage 45 de forme divergente de l'arrière vers l'avant. La jupe 45 couvre une face arrière 47 de l'échangeur 11. Elle présente une ouverture avant 49 de forme sensiblement conjuguée à la face arrière 47 de l'échangeur 11 et une ouverture arrière 51 sensiblement circulaire. La jupe 45 délimite intérieurement entre l'ouverture avant 47 et l'ouverture arrière 51 une région avant 53 du conduit de guidage 39. La partie arrière 43 comprend une paroi périphérique annulaire 55, et un support de moteur 57 disposé à l'arrière de cette paroi 55 et relié à la paroi 55 par des bras de support 59. La paroi périphérique 55 délimite une région arrière 61 sensiblement cylindrique du conduit de guidage d'air 39 qui débouche dans la région avant 53 par l'ouverture arrière 51. L'hélice 23 et la couronne additionnelle de guidage 19 sont reçues dans cette région arrière 61, comme on va le décrire ci-dessous. La section transversale intérieure de la région arrière 61 est sensiblement égale à la section transversale de l'ouverture arrière 51. Cette section est supérieure à la surface transversale délimitée à l'extérieur de la virole 33. La longueur de la paroi périphérique 55, prise suivant l'axe longitudinal A-A' entre un bord avant 63 et un bord arrière 65, est supérieure à la longueur de la virole 33, prise suivant le même axe. La virole 33 est disposée sensiblement en regard de la paroi périphérique 55. La virole 33 et la paroi périphérique 55 délimitent entre elles un espace annulaire intermédiaire 67 dans lequel est disposée la couronne additionnelle 19. Le bord avant 63 de la paroi périphérique 55 comprend un gradin périphérique 69 s'ouvrant vers l'avant dans le conduit de guidage 25. Ce gradin 69 délimite un épaulement de support de la couronne de guidage 19. Comme illustré par la Figure 1, le bord arrière 65 de la paroi 55 comprend une pluralité de prolongements longitudinaux arrière 71 qui délimitent entre eux des créneaux 73 autour de cette paroi 55. Dans l'exemple représenté, le bord arrière 65 comprend quatre prolongements 71. Des rampes 75 de fixation du carénage 17 à l'échangeur 11 s'étendent radialement à l'extérieur de la paroi périphérique 55. Ces rampes sont venues de matière avec la jupe 45 et font saillie radialement à l'extérieur de la jupe 45 à leurs extrémités extérieures. Un bras de liaison 59 s'étend radialement vers l'intérieur entre chaque prolongement arrière 71 de la paroi 55 et une extrémité intérieure 77 disposée dans le conduit de guidage 39. Le support de moteur 57 comprend une couronne arrière 79 qui s'étend dans un plan transversal et une entretoise de fixation 81 du moteur reliant le moteur 25 à la couronne arrière 79. La couronne 79 relie entre elles les extrémités intérieures 77 des bras de liaison 59. Son diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur 20 du moteur 25. Comme représenté sur la Figure 2, l'entretoise de fixation 81 comprend un collier 83 de fixation qui enserre le moteur 25 et des languettes 85 radiales qui relient le collier 83 à la couronne arrière 79. Les languettes 83 sont vissées sur la couronne arrière 79. L'entretoise 81 est réalisée en un matériau de faible coût, de sorte que ses dimensions peuvent être facilement adaptées à différents types de moteurs 25. Comme illustrée par les Figures 1 à 3, la couronne additionnelle 19 est interposée dans l'espace annulaire 67 défini entre la paroi périphérique 55 et la virole 33 de l'hélice pour réduire la section de passage d'air dans le conduit 39. La couronne 19 est de forme générale tronconique divergente vers l'avant. La longueur de la couronne 19 prise suivant l'axe longitudinal A-A' est sensiblement égale à celle de la paroi périphérique 55. Ainsi, la couronne additionnelle 19 s'étend sensiblement totalement dans la région arrière 61 du conduit délimitée par la paroi périphérique 55. La couronne additionnelle 19 est réalisée à base d'un matériau de faible coût par rapport au matériau utilisé pour réaliser le carénage 17. La couronne 19 est par exemple réalisée à base de polypropylène non chargé neuf, ou issu du recyclage et du broyage de pièces en polypropylène ou/et en polyamide chargé ou non. Des matières plastiques comprenant des charges végétales comme du chanvre peuvent également être utilisées pour réaliser la couronne 19. La couronne 19 présente une tenue au flux d'air circulant dans le conduit et une résistance thermique adaptée à sa proximité du moteur thermique et/ou du filtre à particules. Toutefois, la tenue mécanique de l'élément de canalisation 15 est fournie par le carénage 17. Comme illustré par la Figure 3, la couronne 19 présente une paroi périphérique 87 intérieure sensiblement longitudinale, une paroi périphérique 89 intermédiaire divergente vers l'avant, et un rebord périphérique 91 extérieur sensiblement annulaire. La paroi intérieure 87 s'étend sensiblement en regard de la paroi périphérique 35 de la virole 33, avec interposition d'un jeu fonctionnel. La paroi intermédiaire 89 délimite, sur une surface avant, un gradin 93 qui s'étend sensiblement en regard du rebord avant 37 de la virole 33. Les surfaces en regard de la virole 33 et de la couronne additionnelle 19 sont donc de forme sensiblement complémentaires. La paroi 89 réduit la section de passage d'air dans la région arrière 61 du conduit 39. Le rebord extérieur 91 est reçu sur l'épaulement 69 de la paroi périphérique. II comprend un bord arrière 95 en appui sur l'épaulement 69. Comme illustré par la Figure 1, la couronne 19 comprend des nervures de renfort 97 disposées de part et d'autre des organes de fixation 21. Les nervures 97 s'étendent radialement entre la paroi intérieure 87 et le rebord extérieur 91. En référence à la Figure 4, les organes de fixation 21 comprennent une pluralité de pattes 99 de fixation réparties autour de l'axe longitudinal A-A', et les régions du rebord 91 situées au voisinage de ces pattes 99. Les pattes 99 sont disposées en regard des créneaux 73 formés dans le bord arrière 65 de la paroi périphérique 55. Dans l'exemple représenté, cinq pattes 99 de structures analogues sont réparties autour de l'axe A- A'. Chaque patte 99 est venue de matière avec la couronne additionnelle 19. Comme illustré par la Figure 4, la patte 99 s'étend sensiblement longitudinalement vers l'arrière à partir d'une surface arrière 101 de la paroi intermédiaire 89. La patte 99 est reliée à la paroi intérieure 87 par une entretoise 103 de renfort radiale. Une échancrure 105 radiale s'ouvrant vers l'extérieur à partir de la patte 99 est ménagée dans la paroi intermédiaire 89 et dans le rebord 91 en regard de chaque patte 99. La patte 99 comprend en outre, à son extrémité libre, une saillie 107 transversale, dirigée vers l'extérieur par rapport à l'axe A-A'. La saillie 107 définit une surface 109 transversale arrière de butée dirigée vers l'avant. Cette surface 109 est située sensiblement en regard d'une surface transversale 111 avant de butée formée par le bord arrière 95 du rebord 91 et dirigée vers l'arrière. La distance qui sépare longitudinalement ces surfaces 109 et 111 est sensiblement égale à la 2884182 10 distance entre l'épaulement 69 et le bord arrière 65 sur la paroi périphérique 55. Ainsi, lorsque la couronne additionnelle 19 est montée dans le conduit 39, la surface arrière de butée 109 est en appui sur le bord arrière 65 de la paroi périphérique 55, et la surface avant de butée 111 est en appui sur l'épaulement 69 à l'avant de cette paroi 55. La patte 99 et le rebord 91 enserrent la paroi 55 entre son bord avant 63 et son bord arrière 65. La patte 99 et le rebord périphérique 91 forment donc des moyens de blocage du déplacement axial de la couronne additionnelle 19 par rapport au carénage 17. Les régions du bord arrière 65 situées entre deux prolongements 71 ainsi que les régions opposées du bord avant 63 forment sur le carénage 17 des moyens de fixation complémentaires qui coopèrent avec les organes de fixation 21 de la couronne 19. Par ailleurs, lorsque la couronne 19 est montée sur le carénage 17, sa position angulaire autour de l'axe A-A' est réglable par coulissement des pattes 99 le long du bord arrière 65 dans les créneaux 73, et par coulissement du rebord 91 le long du bord avant 63, ce qui facilite son montage. Un procédé de fabrication d'une série de blocs avant 9 selon l'invention va maintenant être décrit. Dans un premier temps, une pluralité d'éléments de canalisation 15 de diamètre standard sont réalisés. Si le véhicule sur lequel le carénage 17 doit être monté est un véhicule sans climatisation, une hélice 23 présentant un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur de la paroi 55 est utilisée. Dans ce cas, la différence de diamètre entre la virole extérieure 33 de l'hélice 23 et la paroi périphérique 55 est mesurée. Une couronne additionnelle 19 réalisée en un matériau moins coûteux que le carénage 17 est moulée. L'épaisseur radiale de cette couronne 19, c'est-à-dire la distance qui sépare radialement la paroi intérieure 87 du rebord 91, est sensiblement égale à la différence de diamètre mesurée. La couronne additionnelle 19 est alors rapportée sur le carénage 17, par insertion de la paroi périphérique 55 entre les surfaces de butée 109 5 et 111 délimitées respectivement sur les pattes de fixation 99 et le rebord périphérique 91 de la couronne additionnelle. Puis, le moteur 20 et l'hélice 23 sont montés sur le support de moteur 57 du carénage. Comme illustré par la Figure 5, dans le cas où le véhicule comprend un climatiseur, une hélice 113 de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur de la paroi périphérique 55 est montée sur le même carénage 17. Le carénage 17 est alors dépourvu de couronne additionnelle. Par ailleurs, le moteur d'entraînement 25 de l'hélice 23 est calé directement dans le support 57 sans utiliser d'entretoise 81. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite il est donc possible 15 d'utiliser un carénage 17 standard pour différents types de bloc avant 9 de véhicules automobiles. Ainsi, si le véhicule est dépourvu de climatiseur, une hélice 23 de diamètre réduit est insérée dans le carénage 17, et le rendement hydraulique du ventilateur 13 est maintenu élevé grâce à la fixation d'une couronne additionnelle 19 entre la paroi périphérique 55 et la virole 33 de l'hélice. Dans le cas où le véhicule comprend un climatiseur, une hélice 113 de diamètre sensiblement égal au diamètre de la paroi périphérique 55 est utilisée. Par suite, le coût du bloc avant 9 peut être réduit par standardisation, sans réduire le rendement du ventilateur 13. En variante (non représentée), les organes de fixation 21 prévus sur la couronne 19 comprennent des moyens de liaison par encliquetage entre la couronne 19 et les bras de liaison 59. Les moyens de fixation complémentaires sur le carénage 17 sont formés par les régions des bras de liaison 59 recevant les moyens de liaison par encliquetage. Dans une autre variante (non représentée), les moyens de fixation complémentaires comprennent des prolongements radiaux intérieurs de la paroi périphérique 55 pour caler la couronne additionnelle 19 entre deux surfaces de butée axiale. Ces prolongements sont par exemple venus de matière avec le carénage 17. De manière générale, le ventilateur du bloc avant de la présente invention peut présenter également une configuration soufflante dans laquelle il est disposé à l'avant de l'échangeur de chaleur. REVENDICATIONS 1. Elément de canalisation (15) pour bloc avant (9) de véhicule automobile, le bloc avant (9) comprenant un échangeur de chaleur (11), une hélice (23), et des moyens (25) d'entraînement en rotation de l'hélice (23) pour créer un écoulement d'air balayant l'échangeur de chaleur (11), l'élément de canalisation (15) étant du type comprenant: - un carénage (17), adapté pour être monté sur l'échangeur de chaleur (11), le carénage (17) délimitant un conduit (39) de guidage de l'écoulement d'air s'étendant le long d'un axe (A-A') d'écoulement, et comprenant une paroi périphérique (55) adaptée pour entourer la périphérie (33) de l'hélice (23) ; - une couronne additionnelle (19) de guidage de l'écoulement d'air comprenant des moyens de fixation (21) qui coopèrent avec des moyens complémentaires (63, 65) de fixation prévus sur le carénage (17). caractérisé en ce que la couronne additionnelle (19) est adaptée pour être disposée entre la paroi périphérique (55) et la périphérie (33) de l'hélice (23) pour réduire la section de passage d'air dans le conduit (39). 2. Elément de canalisation (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne additionnelle (19) s'étend sensiblement totalement dans le conduit de guidage (39). 3. Elément de canalisation (15) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation (21) et/ou les moyens de fixation complémentaires (63, 65) comprennent des moyens de blocage (95, 99) du déplacement axial de la couronne (19) par rapport au carénage (17). 4. Elément de canalisation (15) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage (95, 99) comprennent au moins une butée axiale avant (111) et au moins une butée axiale arrière (109), les butées axiales avant et arrière (111, 109) étant solidaires du carénage (17) ou de la couronne (19). 5. Elément de canalisation (15) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les butées axiales avant et arrière (111, 109) sont solidaires de la couronne (19) et sont en appui respectivement sur un bord avant (63) et un bord arrière (65) de la paroi périphérique (55). 6. Elément de canalisation (15) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation (21) ou/et les moyens de fixation complémentaires (63, 65) comprennent une pluralité d'organes (99) de fixation de la couronne (19) disposés autour de l'axe d'écoulement (A-A'), la couronne (19) comprenant des organes de renfort (97) disposés entre les organes de fixation (99). 7. Elément de canalisation (15) selon la revendication 6, prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que l'une (109) des butées axiale avant et arrière (111, 109) est solidaire de l'organe de fixation (99) et l'autre (111) des butées axiales avant et arrière est solidaire de la couronne (19). 8. Elément de canalisation (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de fixation (21) sont venus de matière avec la couronne (19). 9. Bloc avant (9) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 20 comprend: - un échangeur de chaleur (11) ; - un élément de canalisation (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le carénage (17) étant monté sur l'échangeur de chaleur (11) ; - une hélice (23) disposée dans le conduit de guidage (39), la paroi périphérique (55) entourant la périphérie (33) de l'hélice (23), la couronne additionnelle étant disposée entre la paroi périphérique (55) et la périphérie (33) de l'hélice. 10. Bloc avant (9) selon la revendication 9, caractérisé en ce que 30 l'hélice (23) comprend une virole périphérique (33) s'étendant en regard de la couronne (19), des surfaces en regard de la virole et de la couronne (19) étant de formes sensiblement complémentaires. 11. Carénage (17) pour un élément de canalisation (15) selon l'une des revendications 1 à 8, adapté pour être monté sur un échangeur de chaleur (11), le carénage (17) délimitant un conduit de guidage (39) de l'écoulement d'air et comprenant une paroi périphérique (55) adaptée pour entourer la périphérie (33) de l'hélice (23), caractérisé en ce que le carénage (17) comprend des moyens de fixation complémentaires (63, 65) aptes à coopérer avec des moyens de fixation (21) prévus sur une couronne l0 additionnelle (19) de guidage de l'écoulement d'air, la couronne (19) étant adaptée pour être disposée entre la paroi périphérique (55) et la périphérie (33) de l'hélice (23) pour réduire la section de passage d'air dans le conduit (39).