Brevet FR2960797A1 — publié le 20111209

GICLEUR ECONOMISEUR DE LIQUIDE LAVE-VITRE L'invention concerne un système de projection d'un liquide de lavage sur des vitres pouvant être utilisé sur des véhicules et notamment sur des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un gicleur de liquide de lavage apte à projeter un jet de liquide de lavage sous pression sur la surface vitrée d'un pare-brise de véhicule automobile et par exemple d'un pare-brise avant. D'une manière générale, les véhicules automobiles sont équipés d'un système de projection de liquide de lavage sous pression sur les pare-brise avant et/ou arrière couplé avec un système d'essuyage des vitres. L'objectif est bien sûr de nettoyer les vitres en question en éliminant les salissures qui adhèrent à leur surface et qui gênent en conséquent la visibilité pour le conducteur. En se référant à la figure 1, on peut voir que le jet de fluide de lavage (3) est projeté selon une direction définie afin d'atteindre une zone cible sur le pare-brise (5) d'un véhicule (1). Cette zone est définie par des réglementations et correspond environ à la zone située devant l'oeil du conducteur et de son passager. De manière préférentielle, le jet (3) doit pouvoir atteindre une zone plus large de telle sorte qu'environ les trois-quarts du pare-brise (5) puissent être nettoyés. Néanmoins si une zone la plus large possible doit pouvoir être nettoyée cela ne doit pas impliquer pour le conducteur une consommation excessive de liquide de lavage. Le document US2001/0054655 propose de réaliser des économies de liquide de lavage en projetant sur le pare-brise un liquide sous forme de spray. Pour ce faire l'eau de lavage est mélangée avec de l'air sous pression en provenance d'un compresseur d'air. Toutefois cette façon de faire implique un surcoût évident puisqu'il implique l'installation et l'utilisation d'un compresseur à air. Une autre façon de faire consiste à envoyer le liquide de lavage sous pression dans un logement situé à proximité du réservoir et où de l'air sera aspiré par effet venturi afin de se mélanger au liquide. Le liquide additionné d'air est ensuite conduit jusqu'au gicleur afin d'être projeté sur le pare-brise. Mais là encore, la solution engendre un surcoût lié à la fabrication et l'utilisation d'un logement où s'effectue le mélange air/liquide. De plus, il peut être difficile de placer ce système dans l'habitacle du moteur où l'espace est restreint. Lorsque le gicleur (7) est positionné de sorte à projeter de l'eau de lavage sur le pare-brise avant (5) du véhicule (1), il est disposé sur le capot (9) dudit véhicule ou sur la grille d'auvent. On définit généralement la direction du jet selon deux angles : un angle d'azimut (non représenté) et un angle de site défini par l'angle a formé entre le plan du capot (9) et le jet (3) de fluide de lavage. Il est généralement compris entre 5° et 20°. Lorsque la vitesse du véhicule augmente, il a été constaté que le jet de liquide de lavage est rabattu vers le bas du pare-brise par le vent relatif engendré par le déplacement du véhicule. La valeur de l'angle de site est alors diminuée. Cet effet est illustré sur la figure 2 présentant un gicleur à bille (7) selon l'art antérieur. Le liquide de lavage (17) pénètre dans le gicleur (7) par son pied (11) et traverse une cavité hydraulique (13) avant d'être projeté au travers de l'ouïe (15) sur le pare-brise du véhicule. La trajectoire du jet de liquide de lavage à vitesse nulle est représentée par une flèche pleine (19) et celle du jet à vitesse de véhicule élevée est représentée par la flèche en pointillés (21). En conséquence de quoi, le lavage du pare-brise n'est plus efficace et le conducteur est amené à consommer d'avantage de liquide de lavage pour compenser, et donc à vider plus vite son réservoir. Pour palier ce problème, le document FR2907739 propose des moyens pour redresser le jet d'eau de lavage et s'opposer ainsi à l'effet de rabattement créé par la vitesse du véhicule. Pour ce faire, le dispositif comprend un support fixe disposé sur le capot d'un véhicule et une buse raccordée à la tuyauterie d'alimentation de liquide de lavage sous pression. La buse est montée pivotante dans le support fixe qui est ouvert en direction de l'avant du véhicule. Lorsque le véhicule est en mouvement, le flux d'air entre dans le support fixe et vient se heurter au profil extérieur de la buse. Ce dernier est prévu pour permettre le redressement de la buse sous l'effet de la pression du flux d'air. Un tel système permet donc de maintenir sensiblement constante la surface d'impact de ce jet sur la vitre ce qui offre la possibilité de ne pas consommer plus de liquide lave vitre lorsque le véhicule roule à une vitesse importante, mais il ne permet pas de réaliser des économies de liquide de lavage et en particulier lorsque le véhicule est à l'arrêt ou se déplace à faible vitesse. L'invention se propose de résoudre les problèmes posés par les inconvénients de l'art antérieur en proposant un système de projection de liquide de lavage adaptable facilement à tout véhicule et permettant à lui-seul de réaliser des économies de liquide de lavage, de préférence quelque soit la vitesse du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un gicleur de liquide de lavage pour vitre de véhicule remarquable en ce qu'il comprend un évent muni d'un clapet anti-retour permettant de capter l'air environnant et de le mélanger avec le liquide de lavage. De préférence, l'évent débouche dans la cavité hydraulique du gicleur du côté opposé à l'ouïe de sortie du liquide de lavage. Avantageusement, la prise d'air de l'évent est orientée vers l'avant du véhicule. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le clapet anti-retour est configuré pour s'ouvrir du fait de la pression exercée sur lui par le vent relatif 25 engendré par le déplacement du véhicule et de façon proportionnelle à la vitesse du véhicule. Dans une mise en oeuvre de l'invention, le clapet anti-retour est un système de membrane flexible, de préférence surmoulé ou comoulé avec le corps dudit gicleur. 30 Dans une autre mise en oeuvre de l'invention, le clapet anti-retour est un clapet à bille. Eventuellement, la prise d'air par l'évent se fait au dessous du capot du véhicule de 5 préférence près d'une source de chaleur du moteur de telle sorte à mélanger un air chaud avec le liquide de lavage. De manière optionnelle, le canal de l'évent présente un prolongement dans la cavité hydraulique du gicleur. Selon un mode de réalisation de l'invention, les dimensions de l'évent sont calculées pour que l'air se mélange au liquide de lavage dans un rapport de 10 à 50 % en volume et de préférence de 10 à 30 %. 15 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les dimensions de l'évent sont calculées pour que l'air pénètre dans la cavité hydraulique à une pression inférieure à 2 bars et de préférence inférieure à 1,5 bars. L'invention concerne également un dispositif de projection de liquide de lavage sur 20 une vitre de véhicule remarquable en ce qu'il comprend au moins un gicleur tel que défini ci-dessus. De préférence, ledit dispositif est configuré pour adapter la durée du cycle de lavage en fonction de la vitesse du véhicule de sorte à garder un volume constant 25 de liquide de lavage projeté sur la vitre, ou du moins un volume situé au-dessus d'un seuil défini. On aura compris à la lecture de cette définition que l'invention consiste à utiliser la vitesse du véhicule pour générer une entrée d'air sous pression dans un gicleur de 30 liquide de lavage. L'air sous pression va se mélanger au liquide de lavage et donc engendrer une économie du volume du liquide projeté. L'air sous pression présente 10 une vitesse propre à accélérer le liquide projeté et donc à compenser au moins en partie l'effet de rabattement du jet de liquide de lavage dû au flux aérodynamique. L'invention consiste à pouvoir faire varier la pression de l'air entrant dans le gicleur en fonction de la vitesse du véhicule. Par ailleurs, l'invention consiste à fournir un gicleur dont la morphologie est adaptée pour permettre une aspiration de l'air extérieur en vue de son mélange à l'eau de lavage même à vitesse nulle du véhicule. L'invention consiste donc à fournir un système passif de mélange d'air et d'eau de lavage situé au niveau du gicleur. De manière avantageuse, l'invention consiste à fournir un système passif permettant le mélange d'air et d'eau de lavage dans un rapport qui peut varier en fonction de la vitesse du véhicule. Par ailleurs, l'invention consiste à proposer un gicleur permettant une double économie d'eau de lavage, d'une part par mélange avec de l'air et d'autre part par redressement du jet en fonction de la vitesse du véhicule. Enfin, l'invention propose un système permettant à la fois d'économiser l'eau de lavage et d'améliorer la qualité de lavage par un mélange d'air chaud au liquide de lavage projeté. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique présentant l'orientation d'un jet de liquide de lavage par rapport à un pare-brise avant de véhicule automobile. - La figure 2 est une représentation schématique d'un gicleur de liquide de lavage selon l'art antérieur. - Les figures 3a et 3b sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation d'un gicleur selon l'invention. - Les figures 4a et 4b sont des représentations d'un deuxième exemple de réalisation d'un gicleur selon l'invention. - Les figures 5a et 5b sont des représentations d'un troisième exemple de réalisation d'un gicleur selon l'invention. 25 30 Les figures 1 et 2 représentant l'art antérieur ont déjà été commentées dans la partie introductive. On se référera donc maintenant aux figures 3a et 3b présentant un premier exemple de réalisation d'un gicleur (23) selon l'invention. On notera que l'invention ne se limite pas au type de gicleur représenté, à savoir un gicleur à bille. L'invention s'adresse en effet à tout type de gicleurs de fluide de lavage existants, et donc aussi par exemple aux gicleurs de type « fluidique », « à nappe » ou « à barillet ». Le gicleur (23) de liquide de lavage (17) pour vitre (5) de véhicule (1) selon l'invention présente un évent (25) sous forme de canal d'arrivée d'air débouchant dans la cavité hydraulique (13) du gicleur (23). De préférence, l'évent (25) débouche dans la cavité hydraulique (13) du côté opposé à l'ouïe de sortie (15) du liquide de lavage (17) de sorte à lui faire face. Ainsi, l'air (35) pénétrant dans la cavité hydraulique (13) aura la même direction et le même sens que le liquide de lavage (17). De préférence, la prise d'air (27) de l'évent (25) est orientée vers l'avant du véhicule. Ceci permet de générer une pression dans l'air (35) entrant dans le gicleur (23) du fait que cet air le pénètre à une certaine vitesse. Selon l'invention l'évent (25) est doté d'un clapet anti-retour (31, 39). Un tel clapet est utile pour permettre à l'air environnant (33) de pénétrer dans le gicleur (23) tout en empêchant le liquide de lavage (17) de s'en échapper. En effet, une telle sortie du liquide de lavage (17) par l'arrière du gicleur (23) pourrait générer sur le capot (9) du véhicule (1) des coulures ou des salissures notamment sous forme de traînées blanches du fait de l'emploi de détergeant dans le liquide de lavage. D'autre part, la mise en place d'un clapet anti-retour permet d'éviter des pertes de pression au niveau du jet de liquide de lavage qui pourrait le détourner de la zone cible à atteindre sur le pare-brise (5). L'homme du métier pourra utiliser tout système de clapet anti-retour à sa disposition. Sur les figures 3a et 3b, le clapet anti-retour (31) est composé d'un système de membranes flexibles formant par exemple deux lèvres contraintes l'une sur l'autre. A vitesse nulle (figure 3a) les lèvres sont fermées et n'autorisent ni entrée d'air ni sortie du liquide de lavage. Lorsque la pression exercée sur les membranes par le vent relatif (33) engendré par le déplacement du véhicule (1) est suffisante, le clapet (31) va s'ouvrir. L'ouverture du clapet (31) est proportionnelle à la vitesse de ce vent relatif (33) et donc proportionnelle à la vitesse du véhicule (figure 3b). Le volume et la vitesse de l'air (35) entrant dans le gicleur (23) sont donc variables et proportionnelles à la vitesse du véhicule (1). L'air (35) injecté dans la cavité hydraulique du gicleur (23) va se mélanger au liquide de lavage (17) permettant ainsi de diminuer le volume de liquide de lavage (17) projeté et donc de l'économiser comme nous le verrons plus loin. On aura bien compris que l'air qui se mélange au liquide de lavage (17) présente une certaine vitesse qui est d'autant plus élevée que la vitesse du véhicule (1) est élevée. Bien entendu, les paramètres d'ouverture du clapet seront choisis par l'homme du métier de sorte à atteindre une ouverture maximale à une vitesse donnée. L'air (35), capté par le gicleur et mélangé au liquide de lavage (17), va permettre d'accélérer la vitesse du jet (37) du liquide de lavage (17) projeté sur le pare-brise (5). Cet effet d'accélération de la vitesse du liquide de lavage (17) permet de compenser en partie l'effet de rabattement du jet (21) dû à la vitesse du véhicule (1), donc à la modification de l'angle de site. Le gicleur (23) selon l'invention est particulièrement remarquable en ce qu'il permet donc non seulement un mélange d'air dans le liquide de lavage (17) et donc de réaliser ainsi des économies de liquide de lavage (17), mais également d'aider au redressement du jet (37) en fonction de la vitesse du véhicule (1). Les membranes formant le clapet anti-retour (31) sont de préférence en un matériau plastique flexible tel que de l'EPDM. Lorsque le gicleur (23) est lui-même en matériau plastique, l'homme du métier aura avantage à comouler ou surmouler lesdites membranes directement avec ou sur le gicleur (23). Selon une variante de l'invention présentée aux figures 4a et 4b, le clapet anti- retour peut prendre la forme d'un clapet à bille (39) et plus particulièrement d'un système bille-ressort. Le système anti-retour (39) est logé au sein de l'évent (25) de sorte à autoriser l'entrée d'air (35) tout en empêchant la sortie du liquide de lavage (17). Le ressort (43) est bien entendu placé de sorte à s'opposer à l'ouverture du clapet (39). Ce dernier s'ouvre par pression de l'air (33) exercée sur la bille (41) lorsque cette pression est supérieure à la pression exercée par l'eau de lavage (17). Afin de favoriser l'ouverture du clapet (39), l'homme du métier pourra donner à la prise d'air (45) une forme conique permettant d'augmenter la pression de l'air entrant. Lorsque le vent relatif (33) provenant de face est élevé, le ressort (43) est comprimé par la poussée de l'air sur la bille (41) ce qui ouvre le dispositif. L'air sous pression (35) est guidé jusqu'à la cavité hydraulique (13) où il se mélange au liquide de lavage (17). Afin de diminuer les risques de bouchage de l'évent (25), voire du gicleur (23), par des corps solides en provenance du milieu environnant tels que par exemple des fragments de feuilles d'arbre, des insectes ou de la boue, l'homme du métier pourra prévoir que la prise d'air (27, 45) se fasse sous le capot (9) du véhicule (1). On notera que l'air circule sous le capot (9) également proportionnellement à la vitesse du véhicule (1). Ceci peut être réalisé par exemple en orientant le canal de l'évent de façon parallèle au pied (11) du gicleur ou en le prolongeant hors du corps du gicleur (23) par un tube (non représenté). L'homme du métier pourra envisager toutes solutions pour éviter le bouchage de l'évent (25) par des corps solides comme par exemple la mise en place d'un filtre à l'entrée de l'évent (25). Outre le fait de protéger contre le bouchage de l'évent (25), le fait de situer la prise d'air (27,45) sous le capot permet de prendre un air plus chaud que l'air extérieur puisque celui-ci, pris à proximité du moteur et de préférence d'une source de chaleur du moteur, est chauffé par celui-ci. En conséquence, l'air (35) pénétrant dans le gicleur (23) est chaud et va permettre, en se mélangeant au liquide de lavage (17) de chauffer celui-ci. Cette augmentation de la température du liquide de lavage (17) améliore de manière connue son effet tensioactif.30 Il peut être intéressant de forcer, dans une certaine proportion, l'ouverture du clapet (31, 39) anti-retour en cas de vitesse nulle ou insuffisante afin de pouvoir bénéficier en toutes circonstances d'une économie de liquide de lavage (17) par mélange avec de l'air (35). Pour ce faire, l'homme du métier aura avantage à prolonger le canal de l'évent (47) vers l'intérieur de la cavité hydraulique (13) comme on peut le voir sur les figures 5a et 5b. Ainsi, lorsque le liquide de lavage (17) sous pression traverse la cavité hydraulique (13), de l'air (35) y sera aspiré par effet Venturi. Selon l'invention, l'air (35), qu'il soit capté au-dessus ou en dessous du capot (9), qu'il pénètre le gicleur (23) sous pression ou qu'il y soit aspiré par effet venturi, est mélangé au liquide de lavage (17) dans un rapport allant de 10 à 50 % d'air par rapport au volume de liquide projeté et de préférence de 10 à 30 %. On notera que pour conserver une bonne efficacité de lavage le volume d'air (35) ajouté doit rester inférieur à 50 % du volume de liquide de lavage (17) projeté. On aura bien compris que lorsque 10 % d'air (35) est mélangé au liquide de lavage (17), il en résulte une économie de 10 % de ce liquide de lavage (17) pour un mouillage de la vitre (5) équivalent. Le diamètre et la morphologie et d'une manière générale les dimensions de l'évent (25) sont adaptés par l'homme du métier de façon à ne pas gêner par une pression d'air excessive la sortie du liquide de lavage (17) au niveau du canal (11) de raccordement à la tuyauterie d'alimentation. La pression de l'air entrant dans la cavité hydraulique est donc inférieure à celle du liquide de lavage (17). La pression de l'air (35) est donc inférieure à 2 bars et de préférence inférieure à 1,5 bar. De même, la morphologie du gicleur (23) est dessinée pour ne pas générer un sifflement dans le domaine de l'audible lorsque le véhicule roule à vitesse élevée. En effet, lorsque le gicleur (23) n'est pas en train de projeter de liquide de lavage (17) la cavité hydraulique (13) du gicleur (23) est traversée par de l'air sous pression puisque le gicleur selon l'invention est un système passif. L'invention concerne également, comme on l'a vu plus haut, un système de projection de liquide de lavage (17) remarquable en ce qu'il comprend au moins un gicleur (23) selon l'invention. Il aura été compris que le volume d'air (35) mélangé au liquide de lavage (17) est proportionnel à la vitesse du véhicule (1) c'est-à-dire qu'il va augmenter en même temps que la vitesse du véhicule augmentera. Afin de ne pas trop diminuer l'efficacité du lavage du fait d'une diminution trop importante du volume de liquide de lavage (17) projeté sur le pare-brise (5), le système de projection selon l'invention peut prévoir une augmentation du temps de lavage en fonction de la vitesse du véhicule. C'est-à-dire que le système peut être ajusté pour maintenir constant, ou du moins au dessus d'un certain seuil, le volume de liquide de lavage projeté sur le pare-brise en tenant compte du mélange air/liquide effectué au niveau du gicleur (23). On notera qu'alors l'utilisateur continuera de bénéficier de l'accélération du jet de liquide (17) par l'air qui modifiera l'angle de site. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant seulement à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée.20 REVENDICATIONS1 - Gicleur (23) de liquide de lavage (17) pour vitre (5) de véhicule (1) caractérisé en ce qu'il comprend un évent (25) muni d'un clapet anti retour (31, 39) permettant de capter l'air environnant et de le mélanger avec le liquide de lavage (17). 2 - Gicleur (23) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'évent (25) débouche dans la cavité hydraulique (13) du gicleur du côté opposé à l'ouïe de sortie (15) du liquide de lavage (17). 3 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la prise d'air (27, 45) de l'évent (25) est orientée vers l'avant du véhicule (1). 4 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (31, 39) est configuré pour s'ouvrir du fait de la pression exercée sur lui par le vent relatif (33) engendré par le déplacement du véhicule et de façon proportionnelle à la vitesse du véhicule. 5 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (31) est un système de membrane flexible. 6 - Gicleur (23) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (31) est surmoulé ou comoulé avec le corps dudit gicleur (23). 7 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (39) est un clapet à bille. 8 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la prise 30 d'air (27,45) de l'évent (25) est située au-dessous du capot (9) du véhicule (1). 1125 9 - Gicleur (23) selon la revendication 8 caractérisé en ce que la prise d'air de l'évent (25) est située près d'une source de chaleur du moteur de telle sorte à mélanger un air chaud avec le liquide de lavage (17). 10 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le canal de l'évent (25) présente un prolongement (47) dans la cavité hydraulique (13) du gicleur (23). 11 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que les dimensions de l'évent (25) sont calculées pour que l'air (35) se mélange au liquide de lavage dans un rapport de 10 à 50 % en volume et de préférence de 10 à 30 %. 12 - Gicleur (23) selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que les dimensions de l'évent (25) sont calculées pour que l'air (35) pénètre dans la cavité hydraulique à une pression inférieure à 2 bars et de préférence inférieure à 1,5 bars. 13 - Dispositif de projection de liquide de lavage (17) sur une vitre (5) de véhicule (1) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un gicleur (23) selon l'une des revendications précédentes. 14 - Dispositif de projection selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'il est configuré pour adapter la durée du cycle de lavage en fonction de la vitesse du véhicule (1) de sorte à garder un volume constant, ou situé au dessus d'un seuil défini, de liquide de lavage (17) projeté sur la vitre (5).