Brevet FR2953003A1 — publié le 20110527

Dispositif de régulation d'un flux d'air, en particulier associé à un échangeur de chaleur du type radiateur, en général intégré au sein d'un module aérothermique. [0001 La présente invention concerne un dispositif de régulation d'un flux d'air, en particulier associé à un échangeur de chaleur du type radiateur, en général intégré au sein d'un module aérothermique. [0002] Par « module aérothermique », on entend, dans la suite du présent texte, un ensemble de matériels permettant le refroidissement du moteur, tels qu'un radiateur constituant la façade aérothermique et un groupe motoventilateur (désigné aussi « GMV » dans la suite du texte), auquel peuvent s'ajouter éventuellement un condenseur, si le véhicule est équipé d'une climatisation, et un refroidisseur d'air de suralimentation, si le véhicule est à motorisation turbocompressée. [0003] Ce module aérothermique est situé, de manière classique, à l'avant du bloc avant du véhicule, entre la poutre de choc et le groupe motopropulseur (désigné aussi « GMP » dans la suite du texte), selon une implantation dite « en façade », les différents éléments du module aérothermique étant disposés sensiblement verticalement les uns contre les autres. [0004] Actuellement, il existe une double tendance chez les constructeurs automobiles à accroître les dimensions des entrées d'air des véhicules afin d'augmenter la quantité d'air extérieur entrant dans le sous capot et servant à ventiler les façades aérothermiques améliorant ainsi les échanges thermiques, mais aussi à placer le groupe moto- ventilateur en aval de ladite façade de façon à protéger ce composant sensible. [0005] Cependant, cette entrée d'air accrue dans le véhicule a pour conséquence de dégrader les performances aérodynamiques en termes notamment de traînée et de SCx, ce qui entraîne une augmentation de la consommation du véhicule en carburant et de la pollution qui en résulte. [0006] Une solution pour remédier à cette difficulté consiste à équiper la façade aérothermique des véhicules d'un dispositif de régulation du flux d'air comportant une multiplicité de volets montés à pivotement autour d'axes parallèles et propres à prendre une multiplicité de positions angulaires différentes comprises entre une position d'ouverture et une position de fermeture sous l'action de moyens de commande appropriés. [0007] Ainsi, les volets du dispositif sont pilotés par un moteur électrique entre une position ouverte, lorsqu'il est nécessaire d'augmenter les échanges thermiques des composants de refroidissement avec l'air ambiant, et une position fermée dans le cas contraire, afin de diminuer la traînée aérodynamique et réduire la consommation en carburant. FR 2 754 014 et FR 2 191 493 décrivent des dispositifs de ce genre. Toutefois, de tels dispositifs pilotés présentent l'inconvénient d'être encombrants et d'occuper de ce fait une place trop importante dans le compartiment moteur. Par ailleurs, ils sont une source de défaillances de fonctionnement. [0008] Aussi, on a proposé des dispositifs prévus pour que ces volets soient montés sur des axes, libres de tourner autour de l'axe sous l'effet de l'air entrant. Ainsi, lorsque le dispositif est monté vertical à l'avant d'un véhicule, les volets pendent naturellement verticalement sous l'effet de leur poids en position de fermeture du dispositif et les volets se soulèvent sous l'effet du flux d'air lorsque le véhicule roule. [0009] L'implantation en façade du module d'aérothermie présente l'inconvénient de nécessiter une longueur de structure porteuse relativement importante entre le centre de la roue avant et l'extrémité avant du véhicule. Cette longueur importante a pour conséquence, d'une part, d'augmenter la longueur hors tout du véhicule et, d'autre part, d'augmenter le porte-à-faux avant. Une longueur trop importante de ce porte-à-faux avant préjudicie au « style », à l'aérodynamique, à la masse et au coût du véhicule, au rayon de braquage entre murs, et réduit l'angle d'attaque, c'est-à-dire l'inclinaison maximale de la pente ascendante que peut aborder le véhicule sans endommager le bas de sa caisse. [0010] Pour surmonter une ou plusieurs de ces difficultés, on a donc proposé de modifier l'implantation du module aérothermique, ou de l'un au moins des éléments qui le constituent. [0011] Ainsi, on peut proposer une implantation inclinée du module aérothermique soit en façade avant soit même au-dessus du groupe motopropulseur sous le sous capot. [0012] Cependant, le dispositif de régulation du flux d'air tel que décrit précédemment ne peut être utilisé dans une implantation inclinée du module d'aérothermie dans la mesure où cette inclinaison provoque une position d'ouverture des volets qui libres en rotation autour de leur axe pendent sous l'effet de leur poids. Une solution pour pallier ce problème peut consister alors à recourir à des volets du type pilotés ce qui comme on l'a déjà évoqué, génère un encombrement et un coût supplémentaire à l'installation. [0013] La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif de régulation d'un flux d'air pourvu d'une multiplicité de volets montés libres en rotation autour d'axes parallèles entre eux, lesdits volets étant en position de fermeture sous l'effet de leur poids en position verticale du dispositif de régulation et étant mobiles autour des axes pour prendre une multiplicité de position d'ouverture sous l'effet d'un flux d'air, caractérisé en ce que chaque volet comporte en outre des moyens de maintien en position de fermeture dudit volet, s'opposant à l'ouverture dudit volet tant qu'une valeur seuil de pression appliquée par l'air sur le volet n'est pas atteinte et/ou, lorsque ledit dispositif de régulation de flux d'air est en position inclinée par rapport à sa position verticale, s'opposant à l'ouverture dudit volet sous l'effet de son poids tant qu'un certain angle d'inclinaison par rapport à la position verticale n'a pas été atteint. [0014] Ainsi de manière avantageuse, un tel dispositif de régulation d'un flux d'air peut être utilisé avec un échangeur de chaleur de type radiateur dont le montage en façade avant peut être prévu incliné par rapport à la verticale vers le groupe motopropulseur ou encore dans une position autre qu'à l'avant dudit groupe motopropulseur par exemple au-dessus dudit groupe, les moyens de maintien permettant de garder fermé ledit dispositif malgré son implantation inclinée, les volets ne s'ouvrant alors que sous l'effet d'un flux d'air s'opposant de manière suffisante aux moyens de maintien. [0015] Un dispositif selon l'invention permet donc d'utiliser une façade de refroidissement en position verticale ou plus ou moins inclinée et équipés de volets dits « dynamiques » pour accroître sa perméabilité à haute vitesse offrant ainsi un intérêt pour la performance de la façade. [0016] En outre, avec un dispositif de régulation d'un flux d'air selon l'invention, l'ouverture des volets peut s'effectuer uniquement si la pression du flux d'air est suffisante que le dispositif de régulation soit en position verticale classique ou en position inclinée. On peut donc choisir une valeur seuil de pression du flux d'air d'ouverture des volets. [0017] Avantageusement, il est possible d'implanter une façade comportant un dispositif selon l'invention dans des positions non verticales, ajoutant ainsi au rendement d'architecture en permettant l'exploitation de zones jusqu'ici non utilisées pour une telle implantation. [0018] Selon une première forme de réalisation, lesdits moyens de maintien sont constitués d'un contrepoids tel qu'une masselotte. Le couple de rotation du contrepoids est supérieur à celui dû à la masse du volet. [0019] Le contrepoids est porté par un bras formant un angle avec le volet compris une plage angulaire entre 90° et 175 °. [0020] Selon une seconde forme de réalisation, les moyens de maintien sont constitués par un ressort axial. [0021] Ainsi de manière avantageuse, l'inclinaison dudit dispositif de régulation par rapport à la verticale peut même aller jusqu'à une position horizontale dudit dispositif. [0022] De plus, les moyens de maintien sont tarés de manière à ne s'ouvrir qu'au-delà d'une valeur seuil de pression appliquée par l'air sur le volet. [0023] Ainsi, lorsque le dispositif est utilisé en position verticale, la présence des moyens de maintien dudit volet en position de fermeture permet avec un tarage approprié du contrepoids par exemple de retarder l'ouverture du volet sous l'effet de l'air. En position inclinée, les moyens de maintien permettent aux volets de rester clos et de même avec un tarage approprié, de retarder l'ouverture du volet sous l'effet de l'air. [0024] Selon une forme de réalisation, à chaque volet est associé un second volet monté mobile autour du même axe, de sorte que l'ouverture du premier volet provoque l'entraînement en rotation du second volet et qu"au-delà d'un seuil de pression appliqué sur le premier volet, le second volet vienne en position de fermeture. [0025] Ainsi, en cas de vitesse élevée, on obtient une fermeture du dispositif de régulation ce qui permet des gains en SCx et donc en consommation pour un coût de mise en oeuvre moindre qu'avec un système de volets pilotés. [0026] L'invention concerne également un échangeur de chaleur de type radiateur comportant un dispositif selon l'invention, un module d'aérothermie ainsi qu'un véhicule comportant comportant un tel dispositif. [0027] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence au dessin dans lequel : La figure 1 représente une vue en coupe schématique en position de fermeture d'un dispositif selon une première forme de réalisation de l'invention ; La figure 2 représente une vue en coupe schématique du dispositif selon la figure 1 à une position d'ouverture; La figure 3 représente une vue en coupe schématique en position de fermeture d'un dispositif selon une seconde forme de réalisation de l'invention ; La figure 4 représente une vue en coupe schématique du dispositif de la figure 1 à une position d'ouverture ; La figure 5 représente une vue en coupe schématique du dispositif de la figure 1 à une seconde position de fermeture ; et Les figures 6a, 6b, 6c représentent respectivement trois variantes du dispositif selon l'invention en position de fermeture. [0028] Comme on peut le voir à la figure 1, le dispositif de régulation comporte une pluralité de volets 2 mobiles en rotation autour d'un axe 3, dont un seul est représenté pour des raisons de clarté. Ce dispositif de régulation est monté incliné par rapport à la verticale correspondant ici à l'axe vertical de la feuille. [0029] Le volet 2 est pourvu d'un contrepoids formant moyens de maintien dudit volet 2 en position de fermeture malgré l'inclinaison dudit dispositif 1. [0030] Ce contrepoids est constitué d'une masselotte 4 montée à l'extrémité d'un bras 5 s'étendant radialement à l'axe 3 sur lequel le volet 2 est monté pivotant. Ce bras forme dans l'exemple représenté un angle d'environ 90° avec le volet 2. En fonction du tarage que l'on souhaite, le bras 5, 5', 5" peut s'étendre de manière linéaire jusqu'à la masselotte 4 (figure 6a), de manière courbe (figure 6b) ou selon une ligne brisée formant un angle (figure 6c). [0031] Une flèche symbolise un flux d'air arrivant sur le dispositif 1 et présentant une vitesse insuffisante pour exercer une pression contrebalançant le contrepoids en vue d'ouvrir le volet 2. [0032] A la figure 2, le flux d'air à plus grande vitesse symbolisée par une flèche plus grosse est suffisant pour exercer une pression sur le volet 2 surmontant l'effet du contrepoids de sorte que le volet 2 pivote autour de l'axe 3 et passe à la position d'ouverture. Lorsque le flux d'air diminue, la masselotte 4 exerce de nouveau son effet en vue de refermer le volet 2. [0033] Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 3 à 5, le dispositif selon l'invention comporte un deuxième volet 6 s'étendant également radialement depuis l'axe 3. Ainsi, comme on peut le voir, la masselotte 4, maintient le volet en position de fermeture tant que le flux d'air n'est pas suffisant (figure 1). Puis, comme précédemment décrit lorsque la vitesse du véhicule augmente la pression exercée par le flux d'air augmente et contrebalance l'effet de la masselotte amenant le volet 2 en position d'ouverture (figure 2). [0034] Puis, au-delà d'un seuil de vitesse, le volet 2 a été pivoté au point que le volet 6 a été pivoté jusqu'à une position de fermeture représentée à la figure 5. [0035] L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe l'ensemble des variantes entrant dans la portée de la protection. Revendications1. Dispositif de régulation (1) d'un flux d'air pourvu d'une multiplicité de volets (2) montés libres en rotation autour d'axes (3) parallèles entre eux, lesdits volets (2) étant en position de fermeture sous l'effet de leur poids en position verticale du dispositif de régulation (1) et étant mobiles autour des axes (3) pour prendre une multiplicité de position d'ouverture sous l'effet d'un flux d'air, caractérisé en ce que chaque volet (2) comporte en outre des moyens de maintien (4) en position de fermeture dudit volet (2), s'opposant à l'ouverture dudit volet (2) tant qu'une valeur seuil de pression appliquée par l'air sur le volet (2) n'est pas atteinte et/ou, lorsque ledit dispositif de régulation de flux d'air est en position inclinée par rapport à sa position verticale, s'opposant à l'ouverture dudit volet (2) sous l'effet de son poids tant qu'un certain angle d'inclinaison par rapport à la position verticale n'a pas été atteint. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien sont constitués d'un contrepoids telle qu'une masselotte (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le couple de rotation du contrepoids est supérieur à celui dû à la masse du volet (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le contrepoids (4) est porté par un bras (5) s'étendant depuis le volet (2), radialement au niveau de l'axe (3) en formant un angle avec le volet (2) compris dans une plage angulaire entre 90° et 175 °. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien sont constitués par un ressort axial. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de maintien (4) sont tarés de manière à ne s'ouvrir qu'au-delà d'un angle d'inclinaison du dispositif par rapport à un plan vertical. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, à chaque volet (2) est associé un second volet (6) monté mobile autour du même axe (3), de sorte que l'ouverture du premier volet (2) provoque l'entraînement en rotation du second volet (6) et qu'au-delà d'un seuil de pression appliquée sur le premier volet (2), le second volet (6) vienne en position de fermeture. 7 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet (2) et le moyen de maintien (4) et le cas échéant le second volet (6) sont réalisés d'une seule pièce. 9. Echangeur de chaleur tel qu'un radiateur, caractérisé en ce qu'il comporte un 5 dispositif de régulation de flux d'air selon l'une des revendications 1 à 8. 1o. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régulation de flux d'air selon l'une des revendications 1 à 8.