Brevet FR2971168A1 — publié le 20120810

DISPOSITIF D'INTRODUCTION D'AIR POUR L'ALIMENTATION EN AIR D'UN SYSTEME INTEGRE A BORD D'UN VEHICULE ROULANT [1] L'invention concerne dispositif d'introduction d'air pour l'alimentation en air d'un système intégré à bord d'un véhicule roulant. [2] De façon classique, un véhicule (du type automobile) comprend (dans son coffre avant) un dispositif d'introduction d'air comportant une ouverture d'admission formant l'extrémité amont d'une conduite d'admission d'air d'un système utilisateur d'air intégré à bord du véhicule. Cette dernière comprend, entre l'ouverture d'admission et le système intégré, un filtre à air permettant de purifier l'air avant son utilisation par le système intégré. Afin d'avoir de l'air frais, la conduite d'admission est disposée face à une ouverture de captage d'air réalisée à la face avant du véhicule (calandre). [3] Les conditions météorologiques peuvent entraîner des disfonctionnements. Ainsi, en cas de neige ou de pluie par temps froid, il arrive que le filtre à air se colmate, ce qui entraîne l'allumage d'un voyant pour défaut de débit d'air et oblige le conducteur à arrêter le véhicule. [4] Des dispositifs d'introduction d'air existent, mais ceux-ci sont particulièrement complexes, volumineux et entraînent un surcoût important. Les documents CA2677494 et DE10053145 divulguent de tels dispositifs qui comportent deux ouvertures d'admission, une vanne de sélection de l'ouverture d'admission et un capteur permettant d'activer la vanne, le système intégré étant alors le moteur à combustion du véhicule, et la conduite d'admission d'air étant la conduite permettant l'alimentation du moteur en air afin de réaliser la combustion du carburant. [5] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un dispositif d'introduction d'air pour l'alimentation en air d'un système intégré à bord d'un véhicule, le dispositif d'introduction d'air comprenant une ouverture d'admission formant l'extrémité amont d'une conduite d'admission d'air du système intégré. Selon l'invention, le dispositif d'introduction d'air comprend une conduite annexe non reliée au système intégré, et, devant l'ouverture d'admission, un système de déflexion d'air adapté à dévier des éléments massiques contenus dans l'air vers la conduite annexe. [006] Ainsi, par la présente invention, quand le flux d'air arrive face au système de déflexion d'air, les éléments massiques tels que des gouttes d'eau ou des flocons de neige, se trouvent projetés hors de l'axe de l'ouverture d'admission du fait de leur énergie cinétique beaucoup plus importante que l'air (due à leur masse). En conséquence, d'une façon particulièrement simple, les éléments massiques se trouvent dirigés vers la conduite annexe, la conduite d'admission d'air se trouvant alimentée en air « propre », ce qui réduit fortement, voire annule, les risques d'obstruction du filtre à air. [7] Selon un mode de réalisation particulier, la conduite annexe est en dépression, ce qui permet d'améliorer l'entraînement des éléments massiques dans cette conduite. [8] Selon un autre mode de réalisation particulier, le système de déflexion d'air est un système statique. Par exemple, le système de déflexion est formé par une tête ogivale dont la pointe forme son extrémité amont. [9] Selon un autre mode de réalisation particulier, le système de déflexion d'air est un système mobile. Par exemple, le système de déflexion est formé par une hélice montée en rotation autour d'un arbre qui s'étend selon la direction du flux d'air amont, ou par une bande souple mobile fixée par une extrémité à un organe d'attache dans l'axe de l'ouverture d'admission. [0010] Selon un autre mode de réalisation particulier, le système de déflexion d'air peut comprendre différents dispositifs adaptés à éviter l'accumulation de glace ou de neige. Ainsi, le système de déflexion peut comporter un dispositif de dégivrage électrique, ou bien des orifices d'éjection d'air sous pression sur sa face amont, ou bien une enveloppe externe déformable adaptée à être gonflée et dégonflée par de l'air sous pression. [0011] Selon un second aspect, la présente invention concerne également un véhicule qui comprend un dispositif d'introduction d'air conforme au premier aspect de la présente invention, le système de déflexion d'air étant disposé face à une ouverture de captage d'air réalisée à la face avant du véhicule. [0012] Selon un mode de réalisation particulier, la conduite annexe du dispositif d'introduction d'air a une extrémité aval débouchant sous le véhicule. Selon un mode de réalisation préférentiel, le véhicule comprend un déflecteur disposé devant l'extrémité aval de la conduite annexe. [0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre un dispositif d'introduction d'air pour un moteur à combustion conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention, le dispositif étant vu en perspective, de face ; - la figure 2 illustre, en coupe longitudinale, le dispositif d'introduction d'air conforme au premier mode de réalisation ; - la figure 3 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un second mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 4 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un troisième mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 5 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un quatrième mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 6 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un cinquième mode de réalisation de la présente invention ; ^ la figure 7 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un sixième mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 8 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un septième mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 9 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif d'introduction d'air conforme à un huitième mode de réalisation de la présente invention. [0014] L'invention propose un dispositif d'introduction d'air pour l'alimentation en air d'un système intégré à un véhicule, utilisant de l'air. Dans les présents modes de réalisation, le système intégré est un moteur à combustion. [0015] Un véhicule (du type automobile) comprend un système intégré utilisant de l'air, en l'occurrence, un moteur à combustion alimenté en carburant et en air afin de permettre la réalisation de la combustion. De façon classique, l'air provenant de l'extérieur du véhicule est collecté, filtré par un filtre à air, et introduit dans le moteur par le biais d'une conduite d'admission d'air. Typiquement, le véhicule comprend, à sa face avant, une ouverture de captage d'air permettant le passage de l'air et son introduction dans la conduite d'admission. [0016] Conformément à la présente invention, le véhicule comprend (dans son coffre avant) un dispositif d'introduction d'air 1, tel que ceux illustrés dans les différentes figures, permettant l'alimentation en air du moteur. [0017] Comme illustré, le dispositif 1 comprend une ouverture d'admission 2 qui forme l'extrémité amont de la conduite d'admission d'air 3 du moteur. [0018] Le dispositif 1 comprend également une conduite annexe 4 qui n'est pas reliée au moteur. Dans les présents exemples, la conduite annexe 4 a une extrémité aval 7 qui débouche sous le véhicule. [0019] En outre, le dispositif 1 comprend également un système de déflexion d'air 5 qui est adapté à dévier des éléments massiques contenus dans l'air vers la conduite annexe 4. De préférence, le système de déflexion d'air 5 est disposé face à l'ouverture de captage d'air. [0020] Ainsi, le flux d'air pénétrant dans le véhicule par l'ouverture de captage d'air arrive face au dispositif d'introduction d'air 1. Quand l'air comprend des éléments massiques tels que des gouttes d'eau ou des flocons de neige, ces derniers, du fait de leur masse beaucoup plus importante que l'air et donc de leur énergie cinétique également plus importante que celle de l'air, se trouvent projetés par le système de déflexion hors de l'axe de l'ouverture d'admission 2. En conséquence, les éléments massiques se trouvent dirigés vers la conduite annexe, et la conduite d'admission d'air 3 se trouve alimentée en air « propre », c'est-à-dire avec très peu d'éléments massiques, voire sans de tels éléments. De ce fait, les risques d'obstruction du filtre à air à cause des conditions météorologiques se trouvent fortement réduits, voire quasi nuls. De préférence, le dispositif d'introduction d'air est disposé au-dessus d'un niveau minimum afin d'éviter une entrée massive d'eau lors d'un passage à gué (par exemple, 400 mm) [0021] Afin d'augmenter l'efficacité de la séparation des éléments massiques de l'air s'introduisant dans la conduite d'admission 3, de préférence, la conduite annexe 4 est en dépression. Cette dépression peut être réalisée par la présence d'un déflecteur 6 qui est disposé devant l'extrémité aval 7 de la conduite annexe 4. [0022] Comme illustré aux différentes figures, la partie amont de la conduite annexe 4 est adjacente à la partie amont de la conduite d'admission d'air 3. De façon plus précise, la partie amont de la conduite d'admission d'air 3 est ceinturée par la partie amont de la conduite annexe 4. [0023] Afin d'améliorer son efficacité, le dispositif d'introduction d'air 1 comprend une conduite collectrice 8 qui alimente la conduite d'admission d'air 3 et la conduite annexe 4. Cette conduite collectrice 8 a pour extrémité amont une ouverture d'entrée 9 par laquelle l'ensemble de l'air pénètre dans le dispositif d'introduction d'air 1. Dans le présent exemple, la paroi de la conduite collectrice 8 est formée par la partie de la paroi de la conduite annexe 4 en amont du plan de l'ouverture d'admission 2. Ici, la conduite collectrice 8 est convergente de l'amont vers l'aval de façon à avoir la forme d'un entonnoir. [0024] Comme illustré aux figures 1 et 2, la conduite collectrice 8 sert de support au système de déflexion d'air 5. [0025] Dans le premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, le système de déflexion d'air 5 est un système mobile. De façon plus précise, ce système comprend au moins une bande souple 10, 11 mobile, fixée par une de ses extrémités à un organe d'attache 12, 13 dans l'axe de l'ouverture d'admission 3. En présence du flux d'air, la bande souple 10, 11 est entraînée par le flux d'air et prend successivement différentes positions aléatoires de façon à balayer un cône dont le sommet est le point de fixation de la bande 10, 11 à l'organe d'attache 12, 13. Le mouvement de la bande 10, 11 entraîne l'éjection des éléments massiques hors de l'axe de l'ouverture d'admission 2. [0026] Ici, Le système de déflexion d'air 5 comprend deux bandes souples montées en série le long du flux d'air, ce qui permet d'augmenter l'efficacité du dispositif 1. La bande amont 10 est portée par un organe d'attache amont 12 formé par une tige s'étendant au niveau de l'ouverture d'entrée 9. Cette bande amont 10 est fixée de façon bridée à l'organe d'attache amont 12. La bande aval 11 est portée par un organe d'attache aval 13 formé par un mât qui s'étend depuis la paroi de la conduite collectrice 8 jusqu'à l'axe de l'ouverture d'admission 2. Cette bande aval 11 est fixée à l'organe d'attache aval 13 par l'intermédiaire d'un système à rotule 14 lui conférant une plus grande amplitude de mouvement. [0027] Dans le second mode de réalisation illustré à la figure 3, le système de déflexion d'air 5 est un système statique et est formé par plusieurs panneaux de déflexion 15 recouvrant l'ouverture d'admission 2 de sorte que le flux d'air comportant des éléments massiques est dirigé vers la conduite annexe 4. [0028] Dans le troisième mode de réalisation illustré à la figure 4, le système de déflexion d'air 5 est un système statique et est formé par une tête ogivale 16 dont la pointe 17 forme son extrémité amont. De façon plus précise, dans le présent mode de réalisation, l'embase de la tête ogivale 16 recouvre l'ouverture d'admission 2 de sorte que le flux d'air comportant des éléments massiques est dirigé vers la conduite annexe 4. [0029] Dans le quatrième mode de réalisation illustré à la figure 5, afin d'éviter une accumulation de glace ou de neige sur le système de déflexion d'air 5 pouvant conduire à une obstruction de la conduite d'alimentation en air 3, le système de déflexion 5 comporte un dispositif de dégivrage 18. En l'occurrence, le dispositif de dégivrage est formé par un circuit électrique utilisé pour chauffer les surfaces du système de déflexion 5 et donc pour faire fondre la neige et la glace. Un tel système est surtout utile pour un système de déflexion fixe. [0030] Dans le cinquième mode de réalisation illustré à la figure 6, également afin d'éviter une accumulation de glace ou de neige sur le système de déflexion d'air 5, ce dernier comporte une enveloppe externe 19 déformable adaptée à être gonflée et dégonflée par de l'air sous pression. Cette enveloppe externe 19 entoure une structure indéformable 20 qui est percée d'orifices 21 par lesquels l'air introduit dans la structure 20 par une conduite d'amenée d'air 22 gonfle l'enveloppe 19. Ce gonflement permet le décrochage de la glace et de la neige. L'enveloppe 19 est réalisée en un matériau flexible tel que du caoutchouc ou du silicone. [0031] Dans le sixième mode de réalisation illustré à la figure 7, toujours dans le but d'éviter une accumulation de glace ou de neige sur le système de déflexion d'air 5, ce dernier comporte des orifices d'éjection 23 permettant l'éjection d'air sous pression sur sa face amont. L'air est introduit dans le système de déflexion 5 par une conduite d'amenée d'air 24. Les jets d'air permettent le décrochage de la glace et de la neige. [0032] Dans les septième et huitième modes de réalisation illustrés aux figures 8 et 9, le système de déflexion d'air 5 est un système mobile. De façon plus précise, ce système comprend une hélice 25, 26 qui est montée en rotation autour d'un arbre 27, 28 qui s'étend selon la direction du flux d'air amont. L'hélice 25, 26 est portée par un mât 29, 30 qui s'étend depuis la paroi de la conduite collectrice 8 jusqu'à l'axe de l'ouverture d'admission 2. L'hélice 25, 26 recouvre l'ouverture d'admission 2 de sorte que le flux d'air comportant des éléments massiques est dirigé vers la conduite annexe 4. [0033] Dans le septième mode de réalisation, l'hélice 25 comprend plusieurs pâles (ici, deux). Dans le huitième mode de réalisation, l'hélice a la forme d'un cône dont la pointe 31 forme son extrémité amont. [0034] La présente invention n'est pas limitée aux présents modes de réalisation. Il serait ainsi possible que le dispositif d'introduction d'air soit utilisé pour alimenter en air un système intégré autre que le moteur du véhicule. Ainsi, il pourrait s'agir d'un système de refroidissement à air embarqué dans le véhicule, tel qu'un système de refroidissement d'un moteur ou de composants électriques-électroniques d'un véhicule hybride ou électrique, ou de batteries. REVENDICATIONS1. Dispositif d'introduction d'air (1) pour l'alimentation en air d'un système intégré à bord d'un véhicule, le dispositif d'introduction d'air (1) comprenant une ouverture d'admission (2) formant l'extrémité amont d'une conduite d'admission d'air (3) du système intégré, caractérisé en ce qu'il comprend une conduite annexe (4) non reliée au système intégré, et, devant l'ouverture d'admission (2), un système de déflexion d'air (5) adapté à dévier des éléments massiques contenus dans l'air vers la conduite annexe (4). 2. Dispositif d'introduction d'air (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite annexe (4) est en dépression. 3. Dispositif d'introduction d'air (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système de déflexion d'air (5) est un système statique. 4. Dispositif d'introduction d'air (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système statique de déflexion d'air (5) est formé par une tête ogivale (16) dont la pointe (17) forme son extrémité amont. 5. Dispositif d'introduction d'air (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système de déflexion d'air (5) est un système mobile. 6. Dispositif d'introduction d'air (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système mobile de déflexion d'air (5) est formé par une hélice (25, 26) montée en rotation autour d'un arbre (27, 28) qui s'étend selon la direction du flux d'air amont. 30 7. Dispositif d'introduction d'air (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système mobile de déflexion d'air (5) est formé par une bande souple (10, 11) mobile fixée par une extrémité à un organe d'attache (12, 13) dans l'axe de l'ouverture d'admission (2). 35 8. Dispositif d'introduction d'air (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de déflexion d'air (5) comporte un dispositif de dégivrage électrique (18). 40 9. Dispositif d'introduction d'air (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système de déflexion d'air (5) comporte des orifices d'éjection d'air sous pression (23) sur sa face amont.25 10. Dispositif d'introduction d'air (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le système de déflexion d'air (5) comporte une enveloppe externe déformable (19) adaptée à être gonflée et dégonflée par de l'air sous pression. 11. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un système utilisateur d'air et un dispositif d'introduction d'air (1) conforme à l'une des revendications 1 à 10, le système de déflexion d'air (5) étant disposé face à une ouverture de captage d'air réalisée à la face avant du véhicule. 12. Véhicule selon la revendication 11, caractérisé en ce que la conduite annexe (4) a une extrémité aval (7) débouchant sous le véhicule. 13. Véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un déflecteur (6) disposé devant l'extrémité aval (7) de la conduite annexe (4). 14. Véhicule selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le système utilisateur d'air est un moteur à combustion interne.