Brevet FR3014812A1 — publié le 20150619

Partie avant d'un véhicule automobile comprenant un guide d'air modulaire en avant d'une face avant technique Domaine de l'invention : La présente invention concerne un agencement modulaire de face avant technique de véhicule et plus précisément un guide d'air structurel à fonction de face avant technique de moteur de véhicule automobile. Il s'agit de canaliser l'air pénétrant par au moins une ouverture ou grille d'aération dans la façade avant ou peau de bouclier avant du véhicule pour le conduire à un ensemble d'éléments regroupés dans ce qu'on appelle une « valise de refroidissement ». Par ce terme, on désigne l'ensemble des éléments nécessaires au refroidissement du moteur, parfois empilés en couches ou en partie superposés ; la valise de refroidissement se compose classiquement du radiateur à eau de refroidissement moteur, du RAS optionnel (refroidisseur d'air de suralimentation) et du condenseur. On appelle dans le métier « face avant technique » (FAT) une structure qui se trouve en avant du bloc moteur et qui a pour fonction de supporter différents organes, principalement le radiateur du bloc moteur. La FAT peut prendre de multiples formes. Dans certains cas, elle se réduit à une simple poutre transversale. Dans d'autres cas, elle constitue un châssis de forme plus ou moins complexe intégrant la valise de refroidissement. La FAT intègre différentes fonctions telles que des supports de butées de capot, un support de serrure de capot ou d'un jambage supportant la serrure de capot, etc. Etat de la technique : Les guides d'air et convergents connus pour canaliser le flux en direction des échangeurs de la face avant du véhicule ne permettent pas d'obtenir une étanchéité parfaite. Une partie du flux d'air est perdue à cause de fuites ce qui a pour effet de limiter l'efficacité des échangeurs présents pour le refroidissement et la climatisation. Les guides d'air et convergents connus sont fragiles en cas de chocs et leur remplacement peut s'avérer onéreux. Les guides d'air et convergents sont réalisés en matériau plastique rigide et peuvent se montrer fragiles en cas de chocs à vitesse réduite (on évalue la tenue aux chocs à des vitesses inférieures à 10 km/h, dans le cadre des protocoles de chocs normalisés « RCAR », ce qui permet d'évaluer la « réparabilité » suite à ces petits chocs, qui constitue un critère essentiel pour les assureurs automobiles). En outre la résistance ou l'insensibilité aux chocs d'un guide d'air est généralement réalisée au détriment de l'étanchéité et de la conservation du flux d'air. Un grand nombre de pièces est nécessaire à l'obtention de la fonction de canalisation de l'air, que ce soit par des guides d'air et convergents plastiques mono ou bi-matière, par l'ajout de mousse autocollante, etc. Ces dispositifs connus sont compliqués à monter et peu performants du point de vue de l'étanchéité à l'air. Des pertes de débit sont générées et l'intégralité du flux d'air ne parvient pas aux échangeurs de puissance. Une mauvaise étanchéité crée aussi des recirculations possibles d'air chaud en provenance du moteur thermique qui réduisent la capacité de condensation du système de climatisation. Par ailleurs, les guides d'air et convergents connus sont mal adaptés à la diversité technique des véhicules. Pour des raisons de coût évidentes, on cherche aujourd'hui à réduire le nombre de pièces et d'éléments susceptibles d'être montés sur les véhicules. De plus sur une même ligne de montage, se succèdent des véhicules dont la partie avant présente des configurations différentes d'un véhicule à l'autre. Par exemple la position longitudinale de la face avant technique peut varier selon la motorisation du véhicule ; des véhicules différents nécessitent des guides d'air et convergents qui sont spécifiques à chaque configuration, ce qui multiplie les pièces et les contraintes d'approvisionnement sur la ligne de montage. But de l'invention : L'invention a pour but de pallier tout ou partie des inconvénients précédents en proposant une partie avant d'un véhicule automobile pourvue d'un guide d'air modulaire, robuste et qui assure une très bonne étanchéité entre une entrée d'air prévue dans le bouclier avant et la face avant technique. Objet de l'invention : A cet effet, l'invention a pour objet une partie avant d'un véhicule automobile comprenant au moins une entrée d'air située en façade du véhicule, une face avant technique reliée à la structure du véhicule et portant au moins un échangeur thermique, un guide d'air étant disposé entre l'entrée d'air et la face avant technique de façon à canaliser l'air s'écoulant entre ces éléments, caractérisée en ce que le guide d'air comprend un corps principal ayant la forme générale d'un cadre dont un bord périphérique est en appui sur un bord périphérique de la face avant technique, le corps principal comportant des découpes dans lesquelles est logée une traverse extrême avant s'étendant suivant la direction transversale au véhicule et reliée à la structure du véhicule, le guide d'air comprenant également des moyens d'obturation disposés à l'avant du corps principal, dont une partie périphérique prolonge vers l'avant le bord périphérique du corps principal et une partie centrale a la forme générale d'une poutre s'étendant au-devant de la traverse extrême avant, le guide d'air étant réalisé dans un matériau à base de polymère expansé choisi parmi : polystyrène expansé, polypropylène expansé, mousse de polyuréthane. Un tel guide d'air forme un élément structurel très robuste. Il est peu fragile, ne casse pas en situation d'utilisation standard, offre une résistance mécanique importante en compression bien qu'il soit malléable localement, par exemple pour l'indexation ou la fixation de certaines zones. Il est très léger au regard de son aspect massif. Sa masse volumique est en effet très réduite au regard d'autres matériaux plastiques connus. Sa robustesse et sa légèreté en font un élément très facile à manipuler et à monter. Il se prête parfaitement à des formes géométriques complexes. Il présente de très bonnes propriétés d'étanchéité et se prête particulièrement à des formes permettant un guidage efficace de l'air. Il peut également être issu des filières de recyclage dans une optique de valorisation des déchets. Un tel guide d'air est en outre peu onéreux. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - le guide d'air est réalisé dans un matériau composite chargé de fibres, notamment des fibres naturelles choisies parmi : paille, chanvre, lin, - les moyens d'obturation définissent des évidements délimités par la partie périphérique et la partie centrale, dans lesquels sont en partie insérées des conformations en avaloir de l'entrée d'air, venues de matière avec un bouclier avant du véhicule, les moyens d'obturation étant calés suivant la direction longitudinale du véhicule par des butées prévues sur une face intérieure du bouclier, - les moyens d'obturation constituent un ensemble monobloc distinct du corps principal, - la partie périphérique des moyens d'obturation et le corps principal constituent un ensemble monobloc, tandis que la partie centrale est distincte et insérée dans la partie périphérique, - des conformations d'indexation et/ou de fixation sont prévues entre le corps principal et le bord périphérique de la face avant technique, - des conformations d'indexation et/ou de fixation sont prévues entre les moyens d'obturation et le corps principal, - les conformations d'indexation sont constituées de formes convexes aptes à s'emboiter dans des formes concaves conjuguées, tandis que les moyens de fixation sont constitués de formes en relief aptes à être insérées par clippage ou de façon serrées dans des formes creuses correspondantes, ces formes étant prévues sur l'un et l'autre des éléments indexés et/ou fixés entre eux, - le corps principal comprend un évidement central disposé en vis-à-vis d'un échangeur principal de la face avant technique et un évidement latéral disposé en vis-à-vis d'un échangeur accessoire, notamment un échangeur du type air-air de suralimentation du moteur ou un échangeur air-huile d'une boite de vitesse automatique, L'invention a encore pour objet une gamme d'au moins deux types de véhicules automobiles, ces deux types de véhicules comprennent une partie avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, le premier et le second types étant différenciés par la position longitudinale de la face avant technique, cette position longitudinale étant compensée par l'épaisseur du corps principal disposé en avant de la face avant technique, les conformations d'indexation et/ou de fixation étant identiques sur les deux types de véhicules. Exposé de l'invention : L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de l'invention, et à la lumière des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques de côté de la partie avant de deux véhicules automobiles suivant l'invention, ces véhicules étant différenciés par des faces avant techniques ayant des positions longitudinales respectivement avancée et reculée ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective du corps principal d'un guide d'air selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective du corps principal d'un guide d'air selon un autre mode de réalisation de l'invention ; - les figures 5 à 9 sont des vues schématiques de moyens d'indexation et de fixation entre les éléments du guide d'air de l'invention et la face avant technique ; - la figure 10 est une vue analogue aux figures 1 et 2 suivant un autre mode de réalisation de l'invention ; - les figures 11 et 12 représentent des parties du guide d'air de la figure 10. Dans la présente description, les indications de directions sont données en référence au repère XYZ classiquement utilisé en conception automobile dans lequel X désigne la direction longitudinale avant-arrière du véhicule, orientée vers l'arrière, Y désigne la direction transversale du véhicule orientée vers la droite, et Z désigne la direction verticale orientée vers le haut. Le terme « sensiblement » utilisé dans la présente description indique qu'un léger écart est admis dans le cadre de l'invention par rapport à une position ou orientation nominale donnée : par exemple « sensiblement vertical » signifie qu'une inclinaison de l'ordre de 10° est admise par rapport à une orientation strictement verticale. On a représenté aux figures 1 et 2 une partie avant de deux véhicules automobiles suivant l'invention. Celle-ci comprend de l'avant vers l'arrière du véhicule : un bouclier 1 dans lequel est ménagée au moins une entrée d'air 2, un guide d'air 3 associé à une traverse extrême avant 4 et une façade avant technique 5 supportant un ou plusieurs échangeur(s) thermique(s) (ou radiateur) pour le refroidissement du moteur et d'autres organes fonctionnels du véhicule. La face avant technique 5 est disposée à l'avant du moteur (non représenté). Un ventilateur 41 est ici disposé à l'arrière de la face avant technique 4. L'agencement représenté est dit « aspirant » au sens où l'air est aspiré au travers des échangeurs. L'entrée d'air 2 se décompose ici en deux parties, une entrée d'air supérieure 21 et une entrée d'air inférieure 22 constituant des évidements ou parties ajourées ménagés dans une région frontale du bouclier 1. Ces entrées d'air sont pourvues d'une grille ou calandre. Ces deux entrées d'air supérieure 21 et inférieure 22 s'étendent principalement suivant la direction transversale Y du véhicule. La traverse extrême avant 4 est reliée à la structure du véhicule, typiquement à des absorbeurs de chocs solidaire d'un brancard du véhicule (non représenté). Cette traverse 4 s'étend suivant la direction transversale Y du véhicule. Elle est constituée d'un profilé dont une section à typiquement la forme générale d'un C dont les branches s'étendent vers l'arrière du véhicule. La traverse extrême avant 4 est verticalement située entre les entrées d'air supérieure 21 et inférieure 22. La présence de cette traverse 4 conditionne en effet le découpage de l'entrée d'air 2 en deux parties superposées. La face avant technique 5 se présente sous la forme d'un cadre rigide également fixé à la structure du véhicule automobile, notamment à un brancard ou à des longerons (non représentés). Le cadre est disposé de façon sensiblement verticale et parallèle à un plan YZ. Selon l'invention, le guide d'air 3 comprend un corps principal 31 ayant schématiquement la forme générale d'un cadre rectangulaire dont un bord périphérique 32 est en appui sur un bord périphérique de la face avant technique 5 (figure 3). Ces faces en appui sont orientées suivant un plan YZ. Le cadre comporte par définition un évidement central 30 disposé en vis-à-vis d'un échangeur principal de la face avant technique 5, l'air traversant le corps principal 31 via cet évidement 30. Le corps principal 31 comportant des découpes 33 (ou encoches, empreintes...) débouchant vers l'avant du véhicule, dans lesquelles est logée la traverse extrême avant 4. Le guide d'air 3 comprend également des moyens d'obturation 34 constituant un prolongement du corps principal 31 vers l'avant du véhicule, de façon à constituer des canaux pour l'écoulement de l'air depuis l'entrée d'air 2 jusqu'à la face avant technique 5. Une partie périphérique 35 des moyens d'obturation 34 prolongent vers l'avant le bord périphérique 32 du corps principal 31. Une partie centrale 36 des moyens d'obturation 34 a la forme générale d'une poutre s'étendant au-devant de la traverse extrême avant 4. La partie centrale 36 s'étend parallèlement à la traverse extrême avant 4 suivant la direction transversale Y. Selon un aspect essentiel de l'invention, le guide d'air 3 est réalisé dans un matériau à base de polymère expansé choisi parmi : polystyrène expansé, polypropylène expansé, mousse de polyuréthane. On entend ici par guide d'air le corps principal 31 et les moyens d'obturation 34 (partie périphérique et partie centrale). Le guide d'air 3 peut également être réalisé dans un matériau composite chargé de fibres, notamment des fibres naturelles choisies parmi : paille, chanvre, lin ou équivalent. Les moyens d'obturation 34 définissent des évidements délimités par la partie périphérique 35 et la partie centrale 36, dans lesquels sont en partie insérées des conformations en avaloir de l'entrée d'air 2. Les moyens d'obturation 34 comprennent typiquement un évidement supérieur 37 et un évidement inférieur 38 situés respectivement en vis-à-vis des entrées d'air supérieure 21 et inférieure 22. Les conformations en avaloir de l'entrée d'air 2 sont venues de matière avec un bouclier avant 1 du véhicule et forment des parois latérales de l'entrée d'air 2, c'est-à-dire de l'entrée d'air supérieure 21 et de l'entrée d'air inférieure 22. Ces parois latérales ont la forme générale de manchons dont un bord arrière est inséré ou emmanché dans un évidement 37, 38 correspondant des moyens d'obturation 34. L'air pénétrant par l'entrée d'air 2 s'engouffre ainsi directement dans les évidements du guide d'air 3 sans perte ou fuite latérale. Les évidements On note encore que les moyens d'obturation 34 sont calés suivant la direction longitudinale X du véhicule entre le bouclier 1 et le corps principal 31, lui-même en appui contre la face avant technique 5. Des butées (non représentées) sont conformées sur la surface intérieure du bouclier 1 pour coopérer avec les moyens d'obturation 35 de façon assurer un maintien et un calage adéquats du guide d'air 3 suivant la direction longitudinale X. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré aux figures 1 et 2, les moyens d'obturation 34 constituent un ensemble monobloc distinct du corps principal 31. Ces moyens d'obturation 34 ont la forme générale d'un cadre accolé contre le cadre du corps principal 31 représenté à la figure 3, à l'avant de celui-ci. Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 10, la partie périphérique 35 des moyens d'obturation 34 et le corps principal 31 constituent un ensemble monobloc, tandis que la partie centrale 36 est distincte et insérée dans la partie périphérique 35. Le corps principal 31 et la partie périphérique 35 ont la forme générale d'un caisson illustré à la figure 11. Les découpes ménagées dans les parois latérales sont destinées à accueillir la traverse extrême avant 4 et une partie centrale 36 (figure 12) destinée à fermer les canaux d'écoulement d'air d'une part longitudinalement entre les entrées d'air supérieure 21 et inférieure 22 et d'autre part verticalement entre les évidements supérieur 37 et inférieur 38 des moyens d'obturation. Des conformations d'indexation telles qu'illustrées aux figures 5 à 7 sont à l'interface du corps principal 31 et du bord périphérique de la face avant technique 5. Celles-ci assurent un positionnement relatif entre éléments suivant les directions Y et Z. Des conformations de fixation sont également prévues entre le corps principal 31 et le bord périphérique de la face avant technique 5. Celles-ci peuvent être réalisées par des moyens de clippage (ou clipsage) tel qu'illustré par exemple à la figure 9. Dans des variantes de réalisation non représentées de l'invention, la fixation peut être réalisée par collage, montage légèrement serré (profitant de déformabilité locale du matériau utilisé pour le guide d'air), par bandes velcro ® ou par tout autre moyen équivalent. Dans le cas où les moyens d'obturation 34 sont distincts du corps principal 31 (figures 1, 2), des conformations d'indexation et/ou de fixation similaires sont prévues à l'interface des moyens d'obturation 34 et du corps principal 31. En référence aux figures 5 à 8, les conformations d'indexation sont constituées de formes convexes (sphérique, triangulaire, rectangulaire, tronconique, pyramidale etc.) aptes à s'emboiter dans des formes concaves conjuguées. Les moyens de fixation sont constitués de formes en relief (protubérance, pion « sapin » etc.) aptes à être insérées par clippage ou de façon serrées dans des formes creuses correspondantes. Ces formes sont prévues indifféremment sur l'une ou l'autre des pièces à positionner et à fixer (corps principal 31, face avant technique 5, moyens d'obturation 34). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, illustré à la figure 4, le corps principal 31 comprend, à côté de l'évidement central 30, au moins un évidement latéral 39 disposé en vis-à-vis d'un échangeur accessoire, notamment un échangeur du type air-air de suralimentation du moteur ou un échangeur air-huile d'une boite de vitesse automatique. Un bloc de bouchage (non représenté) peut être inséré de façon amovible dans l'évidement latéral 39. Ce bloc est réalisé dans le même matériau que le corps principal 31 et est préalablement découpé dans ce dernier. Le guide d'air 3 pourra ainsi être acheminé en bord de ligne de montage avec un évidement latéral 39 bouché par défaut. Lors du montage d'un véhicule donné, l'opérateur choisira de retirer ou de conserver ce bloc en fonction de la configuration et du niveau d'équipement du véhicule concerné. Un tel guide d'air 3 améliore significativement la standardisation des pièces et composants du véhicule. Un autre exemple de standardisation améliorée grâce à l'invention est illustré en référence aux figures 1 et 2. L'invention s'applique très avantageusement à une gamme d'au moins deux types de véhicules automobiles, chacun pourvu d'une partie avant ayant les caractéristiques déjà décrites précédemment. Ces parties avant diffèrent cependant comme indiqué ci-après : ces deux types de véhicules sont différenciés par la position longitudinale de la face avant technique 5. Sur un véhicule d'un premier type, illustré à la figure 1, la face avant technique 5 est dans une position avancée, tenant compte par exemple d'un moteur présentant un encombrement important. Sur un véhicule d'un second type, illustré à la figure 2, la face avant technique 5 est dans une position reculée, tenant compte d'un moteur ayant un encombrement plus petit ; dans ce dernier cas, une position plus reculée de la face avant technique 5 permet de moins l'exposer à une casse ou dégradation en cas de chocs. On comprend ici que les expressions « position avancée » et « position reculée » doivent être comprises relativement l'une à l'autre et ne désigne pas des positions précises et uniques. Selon l'invention, la position longitudinale de la face avant technique 5 est compensée par l'épaisseur du corps principal 31 disposé en avant de la face avant technique 5. Lorsque la face avant technique 5 est dans une position avancée (figure 1), la dimension du corps principal 31 suivant la direction longitudinale X (c'est-à-dire son épaisseur) est réduite. A l'inverse lorsque la face avant technique 5 est dans une position reculée (figure 2), la dimension du corps principale 31 suivant la direction longitudinale X est augmentée. Les notions « dimension réduite » et « dimension augmentée » doivent également être comprise de façon relative et non absolue. On note que les conformations d'indexation et/ou de fixation sont identiques sur les deux types de véhicules de façon à avoir les mêmes types d'interfaces entre les éléments. En référence aux figures 1 et 2 on constate que les moyens d'obturation 34 peuvent être identiques sur les deux types de véhicules, ce qui assure une excellente standardisation des composants et interfaces sur une gamme de plusieurs types de véhicules. Ce qui a été illustré ci-dessus avec une gamme de deux types de véhicules s'applique également à toute gamme de plus de deux types de véhicules. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes ou variantes de réalisation 10 décrits précédemment et comprends tous les équivalents techniques de ces moyens. REVENDICATIONS1. Partie avant d'un véhicule automobile comprenant au moins une entrée d'air (2, 21, 22) située en façade du véhicule, une face avant technique (5) reliée à la structure du véhicule et portant au moins un échangeur thermique, un guide d'air (3, 31, 34) étant disposé entre l'entrée d'air (2, 21, 22) et la face avant technique (5) de façon à canaliser l'air s'écoulant entre ces éléments, caractérisée en ce que le guide d'air (3) comprend un corps principal (31) ayant la forme générale d'un cadre dont un bord périphérique (32) est en appui sur un bord périphérique de la face avant technique (5), le corps principal (31) comportant des découpes (33) dans lesquelles est logée une traverse extrême avant (4) s'étendant suivant la direction transversale (Y) au véhicule et reliée à la structure du véhicule, le guide d'air (3) comprenant également des moyens d'obturation (34) disposés à l'avant du corps principal (31), dont une partie périphérique (35) prolonge vers l'avant le bord périphérique (32) du corps principal (31) et une partie centrale (36) a la forme générale d'une poutre s'étendant au-devant de la traverse extrême avant (4), le guide d'air (3, 31, 34) étant réalisé dans un matériau à base de polymère expansé choisi parmi : polystyrène expansé, polypropylène expansé, mousse de polyuréthane. 2. Partie avant d'un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le guide d'air (3, 31, 34) est réalisé dans un matériau composite chargé de fibres, notamment des fibres naturelles choisies parmi : paille, chanvre, lin. 3. Partie avant d'un véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'obturation (34) définissent des évidements (37, 38) délimités par la partie périphérique (35) et la partie centrale (36), dans lesquels sont en partie insérées des conformations en avaloir de l'entrée d'air (2, 21, 22), venues de matière avec un bouclier avant (1) du véhicule, les moyens 3014 812 13 d'obturation (34) étant calés suivant la direction longitudinale (X) du véhicule par des butées prévues sur une face intérieure du bouclier (1). 4. Partie avant d'un véhicule automobile selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'obturation (34) constituent un ensemble monobloc distinct du corps principal (31). 5. Partie avant d'un véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie périphérique (35) des 10 moyens d'obturation (34) et le corps principal (31) constituent un ensemble monobloc, tandis que la partie centrale (36) est distincte et insérée dans la partie périphérique (35). 6. Partie avant d'un véhicule automobile selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisée en ce que des conformations d'indexation et/ou de fixation sont prévues entre le corps principal (31) et le bord périphérique de la face avant technique (5). 7. Partie avant d'un véhicule automobile selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des conformations d'indexation et/ou de fixation sont prévues entre les moyens d'obturation (34) et le corps principal (31). 8. Partie avant d'un véhicule automobile selon la revendication 6 ou 7, 25 caractérisée en ce que les conformations d'indexation sont constituées de formes convexes aptes à s'emboiter dans des formes concaves conjuguées, tandis que les moyens de fixation sont constitués de formes en relief aptes à être insérées par clippage ou de façon serrées dans des formes creuses correspondantes, ces formes étant prévues sur l'un et l'autre des éléments indexés et/ou fixés entre eux. 30 9. Partie avant d'un véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le corps principal (31) comprend un évidement central (30) disposé en vis-à-vis d'un échangeur principal de la face avant technique (5) et un évidement latéral (39) disposé en vis-à-vis d'un échangeur accessoire, notamment un échangeur du type air-air de suralimentation du moteur ou un échangeur air-huile d'une boite de vitesse automatique. 10. Gamme d'au moins deux types de véhicules automobiles, caractérisé en ce que les deux types de véhicules comprennent une partie avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, le premier et le second types étant différenciés par la position longitudinale de la face avant technique (5), cette position longitudinale étant compensée par l'épaisseur du corps principal (31) disposé en avant de la face avant technique (5), les conformations d'indexation et/ou de fixation étant identiques sur les deux types de véhicules.