Brevet FR3013267A1 — publié le 20150522

Titre : Dispositif d'entrée d'air d'un bloc climatiseur pour un véhicule automobile L'invention concerne un dispositif d'entrée d'air pour un système de 5 climatisation de véhicule automobile, comportant une ouverture d'entrée, ou amont, destinée à être placée en regard d'une ouverture correspondante d'amenée d'air du véhicule automobile. Le système de climatisation d'un véhicule automobile est situé dans l'habitacle du véhicule, généralement derrière la planche de bord. Sa fonction est 10 d'aspirer de l'air prélevé à l'extérieur du véhicule, de le traiter par des opérations de filtrage, chauffage et/ou refroidissement et de refouler l'air traité dans l'habitacle par l'intermédiaire de conduits et d'aérateurs de diffusion. L'aspiration et le refoulement de l'air dans l'habitacle sont assurés par un moteur électrique coopérant avec une roue, le moteur et la roue formant ce qui est couramment appelé une « turbine ». 15 Cette turbine est hébergée dans un bloc climatiseur intégrant un dispositif d'entrée d'air. De l'air extérieur est prélevé généralement au niveau d'ouvertures situées entre le capot moteur et le pare-brise, puis amené jusqu'au dispositif d'entrée d'air du bloc climatiseur le long d'un parcours à l'intérieur du véhicule. Le parcours 20 d'amenée d'air est généralement formé par des parois de tôle du véhicule (c'est-à-dire des parois de la caisse, également appelée « tablier », du véhicule), conformées et agencées pour guider l'air prélevé à l'extérieur jusqu'au dispositif d'entrée d'air. Il se termine par une ouverture communiquant avec une ouverture amont du dispositif d'entrée d'air. 25 Le dispositif d'entrée d'air est un conduit d'air comportant une ouverture amont, communiquant avec un trou ménagé dans la caisse du véhicule, correspondant à la sortie du parcours d'amenée d'air, et une ouverture aval communiquant avec la turbine. Son rôle est de finaliser l'amenée de l'air prélevé à l'extérieur jusqu'à la turbine tout en assurant une circulation aisée, sans résistance, 30 de l'air, afin d'abaisser le niveau sonore du système de climatisation et de limiter la vitesse de la turbine. A cet effet, la forme et les dimensions du dispositif d'entrée d'air doivent être judicieusement choisies. Le trou dans la caisse du véhicule, correspondant à la sortie du parcours d'amenée d'air, présente une forme et des dimensions fixées par un cahier des charges constructeur. L'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air a une forme et des dimensions analogues à celles du trou de la caisse. Ainsi la forme et les dimensions de l'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air sont déterminées par la forme et les dimensions du trou, ou ouverture, de passage d'air prévu dans la tôle (ou caisse, ou tablier) du véhicule. Grâce à cela, la circulation de l'air depuis la caisse du véhicule jusqu'au dispositif d'entrée d'air puis jusqu'à la turbine ne subit pas de perturbations gênantes du fait de l'interface entre caisse et entrée d'air. Pour des raisons de coût, le dispositif d'entrée d'air est fabriqué en une seule pièce monobloc, généralement par moulage par injection. Cela implique, pour des raisons de faisabilité, certaines contraintes de moulage et donc de forme au niveau de la pièce moulée, afin notamment de pouvoir aisément démouler la pièce après moulage. En résumé, le dispositif d'entrée d'air doit respecter de fortes contraintes pour sa fabrication : - son ouverture amont doit permettre de garantir une bonne circulation de l'air à l'interface caisse/entrée d'air, ce qui est obtenu par une forme et des dimensions analogues à celles du trou de passage de l'air dans la caisse ; - sa forme doit être adaptée pour une fabrication en une seule pièce par moulage. Cela impose indirectement des contraintes au niveau de l'ouverture aval du dispositif d'entrée d'air, par laquelle l'air doit être fourni à la turbine, niveau du centre de celle-ci. Il en résulte que l'air est fourni à la turbine de façon trop localisée. En particulier, cet air ne parvient pas, de façon directe, dans le bas de la turbine mais doit effectuer un virage important pour y parvenir. La présente invention vient améliorer la situation. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'entrée d'air d'un bloc 30 climatiseur pour un véhicule automobile adapté pour amener de l'air en provenance de l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage ayant une section donnée, ledit dispositif comportant une ouverture amont destinée à être placée en regard de ladite ouverture de passage du véhicule, caractérisé en ce que ladite ouverture amont présente une section plus grande que celle de l'ouverture de passage du véhicule. L'invention consiste donc à augmenter la section de l'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air par rapport à la section de l'ouverture d'amenée de l'air en provenance de l'extérieur, laquelle est généralement réalisée par une ouverture dans la caisse ou tablier du véhicule. Grâce à une ouverture amont agrandie, il est possible d'agrandir également l'ouverture aval du dispositif d'entrée d'air, tout en respectant les contraintes pour une fabrication du dispositif en une seule pièce. La différence de section à l'interface entre le côté amont correspondant au parcours d'amenée de l'air en provenance de l'extérieur et le côté aval correspondant à l'intérieur du dispositif d'entrée d'air crée ce que l'homme du métier appelle couramment une « marche ». Il est connu de l'homme du métier qu'une telle marche a pour effet de créer des perturbations dans le flux d'air, sous la forme de tourbillons, au passage de l'interface, du fait de l'augmentation brutale de la section de passage de l'air. Ces perturbations rendent la circulation de l'air moins fluide et constituent une source de bruits indésirables. La théorie conduit donc l'homme du métier à proscrire toute marche, c'est-à-dire tout changement brutal de la section de passage de l'air, le long du parcours de l'air. De façon surprenante, des essais réalisés par les inventeurs ont permis de montrer que le fait d'agrandir l'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air par rapport à l'ouverture d'amenée de l'air en provenance de l'extérieur n'a pas d'effet signifiant sur la production de bruits, sur la circulation de l'air , sur le débit d'air alimentant la turbine ou sur la façon dont l'air alimente la turbine. En revanche et au contraire, cela permet d'améliorer grandement l'alimentation de la turbine. En effet, le débit d'air alimentant la turbine est augmenté et l'air arrive sur la turbine de façon plus homogène, mieux répartie (moins localisée). Dans une première forme de réalisation, la section de l'ouverture amont est plus grande en hauteur que celle de l'ouverture de passage du véhicule. Dans une deuxième forme de réalisation, la section de l'ouverture amont est plus grande en largeur que celle de l'ouverture de passage du véhicule. Avantageusement, l'ouverture amont présente un bord inférieur agencé pour être placé à une distance strictement supérieure à zéro au-dessous d'un bord correspondant de l'ouverture de passage du véhicule. De préférence, cette distance est inférieure ou égale à 30 millimètres. Avantageusement encore, l'ouverture amont présente un bord supérieur agencé pour être placé à une distance d' strictement supérieure à zéro au-dessus d'un bord correspondant de l'ouverture de passage du véhicule. , cette distance est inférieure ou égale à 30 millimètres. Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend un conduit de 10 section rectangulaire et comportant deux paires de parois parallèles ou sensiblement parallèles entre elles. L'invention concerne aussi un bloc climatiseur pour un véhicule automobile adapté pour amener de l'air depuis l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage ayant une section donnée, ledit bloc intégrant une turbine et le dispositif d'entrée 15 d'air tel que précédemment défini. L'invention concerne encore un véhicule automobile adapté pour amener de l'air depuis l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage ayant une section donnée et intégrant le bloc climatiseur tel que défini ci-dessus et une ouverture d'amenée d'air en provenance de l'extérieur. 20 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de différentes formes de réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un bloc climatiseur en association avec un dispositif d'entrée d'air ; 25 - la figure 2 représente une vue en perspective du dispositif d'entrée d'air de la figure 1 ; - la figure 3 représente, de façon schématique, une première forme de réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention ; - la figure 4 représente, de façon schématique, une deuxième forme de 30 réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention ; - la figure 5 représente, de façon schématique, une troisième forme de réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention ; - la figure 6 représente, de façon schématique, une quatrième forme de réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention ; - les figures 7A et 7B représentent, de façon schématique, la section d'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air de l'art antérieur et la section d'une ouverture de traversée de tablier du véhicule, respectivement en perspective et en vue de face ; - les figures 8A et 8B représentent, de façon schématique, la section d'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air selon la première forme de réalisation de l'invention (correspondant à la figure 3) et la section d'une ouverture de traversée de tablier du véhicule, respectivement en perspective et en vue de face ; - les figures 9A et 9B représentent, de façon schématique, la section d'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air selon la deuxième ou troisième forme de réalisation de l'invention (correspondant à la figure 4 ou 5) et la section d'une ouverture de traversée de tablier du véhicule, respectivement en perspective et en vue de face ; - les figures 10A et 10B représentent, de façon schématique, la section d'ouverture amont du dispositif d'entrée d'air selon une cinquième forme de réalisation de l'invention et la section d'une ouverture de traversée de tablier du véhicule, respectivement en perspective et en vue de face ; Sur la figure 1, on a représenté un bloc climatiseur 1 d'un véhicule automobile en association avec un dispositif d'entrée d'air 2. Par convention, les termes « amont » et « aval » font référence au sens d'écoulement du flux d'air aspiré. Un repère tridimensionnel orthogonal est 25 représenté sur la figure 1, l'axe Z correspondant à la verticale. Les termes « supérieur » et « inférieur » font référence à la direction verticale selon Z. Le bloc climatiseur 1 a pour rôle d'aspirer et traiter de l'air prélevé à l'extérieur du véhicule, par filtrage, chauffage et/ou refroidissement, puis de refouler l'air traité dans l'habitacle du véhicule. Il intègre une turbine comportant un moteur 30 électrique destiné à entraîner en rotation une roue, qui a pour fonction d'aspirer de l'air extérieur par l'entrée d'air et de le pulser dans l'habitacle par le climatiseur, et comprend une ouverture d'alimentation de la turbine en air. Le dispositif d'entrée d'air 2 est destiné à alimenter la turbine en air, cet air ayant été prélevé à l'extérieur du véhicule à travers une ouverture extérieure et guidé dans le véhicule le long d'un parcours formé par la tôle, ou tablier, de la caisse jusqu'à une ouverture 30 de passage à travers le tablier 3 correspondant à la tôle du véhicule. Le dispositif 2 comprend une ouverture amont 20 et une ouverture aval 21. Il est destiné à être accosté en amont au tablier 3 du véhicule, l'ouverture amont 20 étant positionnée en regard de l'ouverture 30 de passage de l'air à travers le tablier 3, de manière à assurer le passage de l'air entre son parcours de l'air à travers le 10 véhicule et le dispositif d'entrée d'air 2. Cette ouverture 20 est dotée d'une grille de filtration, apparente sur la figure 2. Il est également destiné à être accosté au bloc climatiseur 1 par l'ouverture aval 21 positionnée en regard de l'ouverture d'alimentation de la turbine, de manière à assurer l'alimentation en air de la turbine. Dans l'exemple particulier décrit ici, le dispositif 2 comprend une paroi 15 supérieure 22, une paroi inférieure 23 et deux parois latérales 24-25. Ces parois 22-25 forment un conduit de section transversale rectangulaire. Les parois latérales 24-25 sont parallèles, ou sensiblement parallèles, entre elles. De même, les parois 22 et 23, supérieure et inférieure, sont parallèles, ou sensiblement parallèles, entre elles. Par « sensiblement parallèles », on entend 20 signifier que les parois forment entre elles un angle strictement supérieur à zéro, de l'ordre de 1° ou de quelques degrés. En toute hypofièse, cet angle doit être adapté pour permettre une fabrication du dispositif 2 en une seule pièce, par exemple par moulage par injection. Généralement, pour faciliter le démoulage et éviter les frottements entre la pièce fabriquée et l'outil de moulage lors du démoulage, un 25 angle dit de dépouille est prévu entre les parois opposées (ici entre les parois inférieure 23 et supérieure 22, et entre les parois latérales 24-25). Cet angle de dépouille est généralement compris entre 0,5° et 5°environ. L'ouverture de passage 30 à travers le tablier 3 du véhicule présente une forme et des dimensions fixées par un cahier des charges constructeur. Dans 30 l'exemple particulier décrit ici, cette ouverture 30 est de forme rectangulaire et de dimensions fixées. Selon l'invention, la section de l'ouverture amont 20 du dispositif d'entrée d'air 2 est plus grande que celle de l'ouverture de passage 30 du véhicule. En d'autres termes, la surface de l'ouverture amont 20 est plus importante que la surface de l'ouverture de passage 30. La section de l'ouverture aval 21 du dispositif d'entrée d'air 2 est adaptée à la section de l'ouverture amont 20, de manière à ce que les parois 22-23 et les parois 24-25 soient parallèles ou sensiblement parallèles entre elles deux à deux. Grâce à cela, d'une part, le dispositif d'entrée d'air 2 peut être fabriqué en une seule pièce, par moulage par injection par exemple, et, d'autre part, la turbine est alimentée en air de façon étendue, ou étalée, et homogène. On va maintenant décrire en référence aux figures 3 à 6 différentes formes de réalisation du dispositif d'entrée d'air de l'invention. Par souci de clarté, les éléments correspondants des différentes formes de réalisation, représentés sur les différentes figures, portent les mêmes références, sauf indication contraire. D'emblée, on notera que : - les références 200 et 201 désignent respectivement le bord inférieur et le bord supérieur de l'ouverture amont 20 du dispositif d'entrée d'air 2 ; - les références 210 et 211 désignent respectivement le bord inférieur et le bord supérieur de l'ouverture aval 21 du dispositif d'entrée d'air 2 ; - les références 300 et 301 désignent respectivement le bord inférieur et le bord supérieur de l'ouverture de passage 30. En référence à la figure 3, selon la première forme de réalisation, la paroi inférieure 23 est décalée vers le bas d'une distance di par rapport au bord inférieur 300 de l'ouverture de passage 30 du véhicule. Ainsi, le bord inférieur 200 de l'ouverture amont 20 du dispositif 2 est situé à une distance di vers le bas du bord inférieur de l'ouverture de passage 30, selon la direction z. Le bord inférieur de l'ouverture aval 21 est décalé d'autant vers le bas. Cette distance di peut être de l'ordre d'une dizaine de millimètres ou de plusieurs dizaines de millimètres, par exemple 20mm. Elle est de préférence inférieure ou égale à 30mm. Sur la figure 4, on a représenté un dispositif d'entrée 2' selon l'art antérieur et 30 le dispositif d'entrée 2 selon une deuxième forme de réalisation de l'invention. La référence 31 représente un insonorisant du tablier, c'est-à-dire un isolant acoustique. Selon cette deuxième forme de réalisation : - le bord inférieur 200 de l'ouverture amont 20 du dispositif 2 est décalé vers le bas d'une distance d2 par rapport au bord inférieur correspondant de l'ouverture de traversée de tablier 30 ; - le bord inférieur 210 de l'ouverture aval 21 du dispositif 2 garde la même position ; - le bord supérieur 201 de l'ouverture amont 20 du dispositif 2 garde la même position ; - le bord supérieur 211 de l'ouverture aval 21 du dispositif 2 est décalé vers le haut de la même distance d2, ou sensiblement de la même distance, par rapport à sa position dans l'art antérieur, de manière à conserver la même disposition relative des parois supérieure 22 et inférieure 23. La distance d2 peut être égale à 17 mm, par exemple. Cette distance d2 peut être de l'ordre d'une dizaine de millimètres ou de plusieurs dizaines de millimètres, 15 de préférence inférieure ou égale à 30mm. Sur la figure 5, on a représenté le dispositif d'entrée 2' selon l'art antérieur et le dispositif d'entrée 2 selon une troisième forme de réalisation de l'invention. Selon cette troisième forme de réalisation, la paroi supérieure 22 est décalée vers le haut d'une distance d3 par rapport au bord supérieur correspondant de l'ouverture 30 de 20 traversée de tablier (et donc aussi par rapport à la paroi supérieure correspondante de l'art antérieur). Ainsi, le bord supérieur 201 de l'ouverture amont 20 et le bord supérieur 211 de l'ouverture aval 21 sont décalés vers le haut d'une distance d3 ou sensiblement d'une même distance d3. Cette distance d3 peut être de l'ordre d'une dizaine de millimètres à plusieurs dizaines de millimètres. Le prolongement du bord 25 inférieur 200 de l'ouverture 20 à travers l'insonorisant tablier 31 est positionné en regard du bord inférieur de l'ouverture 30 de traversée de tablier. Par exemple, la distance d3 peut être égale à 17mm. Cette distance d3 peut être de l'ordre d'une dizaine de millimètres ou de plusieurs dizaines de millimètres, de préférence inférieure ou égale à 30mm. 30 Une quatrième forme de réalisation, représentée sur la figure 6, combine les deuxième et troisième formes de réalisation qui viennent d'être décrites : la paroi supérieure du dispositif 2 est décalée vers le haut d'une distance d4, comme dans la troisième forme de réalisation, et le bord inférieur 200 de l'ouverture amont 20 est décalé vers le bas d'une distance d4' comme dans la deuxième forme de réalisation. Les parois 22 et 23, supérieure et inférieure, ne sont dans ce cas plus parallèles (ou sensiblement parallèles) entre elles mais légèrement ouvertes vers l'amont de manière à être néanmoins démoulables. Dans les quatre formes de réalisation qui viennent d'être décrites, la section de l'ouverture amont 20 est plus grande que la section de l'ouverture 30 de traversée du tablier-véhicule en hauteur. Selon une cinquième forme de réalisation, non représentée, la section de l'ouverture amont est plus grande que la section de l'ouverture de passage à travers le tablier non seulement en hauteur, mais également en largeur. Les parois 22 et 23, supérieure et/ou inférieure, sont décalées comme décrit selon l'une des quatre formes de réalisation précédemment décrites, et l'une au moins des parois latérales 24-25 est également décalée par rapport au bord latéral correspondant de l'ouverture de passage d'une distance d5. De préférence, c'est le bord latéral situé côté turbine qui est décalé. Les différentes formes de réalisation qui viennent d'être décrites ne sont pas limitatives. On peut envisager toute autre forme de réalisation permettant d'obtenir une ouverture amont 20 du dispositif d'entrée plus grande que l'ouverture 30 de passage d'air du véhicule tout en satisfaisant les contraintes, notamment d'angles entre parois, liées à une fabrication en une seule pièce, par exemple par moulage par injection. Sur les figures 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, on a représenté de façon schématique les sections respectives de l'ouverture amont 20 du dispositif 2 et de l'ouverture de traversée de tablier 30 du véhicule 3, selon différentes formes de réalisation de l'invention. Les figures 8A, 9A et 10A représentent des vues en perspectives et les figures 8B, 9B et 10B des vues de face, côté amont. En outre, les figures 7A et 7B représentent les sections respectives de l'ouverture amont 20' du dispositif 2' de l'art et de l'ouverture de traversée de tablier 30 du véhicule 3, en perspective et en vue de face. Sur les figures 7A et 7B, on voit que la section de l'ouverture amont 20' e la section de l'ouverture de tablier 30 sont identiques et se recouvrent. Les figures 8A et 8B correspondent à la première forme de réalisation de l'invention décrite en référence à la figure 3. Sur ces figures, il apparaît que la section de l'ouverture amont 20 est plus grande que la section de l'ouverture de traversée 30 et s'étend au-dessous de celle-ci en vue de face. Les figures 9A et 9B correspondent à la deuxième ou troisième forme de réalisation de l'invention décrites en référence à la figure 6. Sur les figures 9A et 9B, il apparaît que la section de l'ouverture amont 20 est plus grande que la section de l'ouverture de traversée 30 et s'étend au-dessous et au-dessus de celle-ci en vue de face. Les figures 10A et 10B correspondent à la cinquième forme de réalisation de l'invention précédemment décrite. Sur les figures 10A et 10B, il apparaît que la section de l'ouverture amont 20 est plus grande que la section de l'ouverture de traversée 30 et s'étend au-dessous, au-dessus et sur le côté de celle-ci, en vue de face. Les distances de décalage di, l'indice i correspondant à l'indice de la forme de réalisation, peuvent être de l'ordre d'une dizaine à plusieurs dizaines de millimètres, par exemple inférieures ou égales à 30 millimètres. Les valeurs données dans les différents variantes de réalisation précédemment décrites sont uniquement indicatives. Des essais réalisés avec les différentes formes de réalisation qui viennent d'être décrites ont permis de montrer que, malgré la marche créée par modification brutale de la section de passage d'air entre la traversée du tablier et l'entrée amont du dispositif d'entrée d'air 2, l'écoulement de l'air est néanmoins amélioré de façon significative, un gain d'environ 10 kg/h de débit d'air étant obtenu. En outre, un gain en pression, correspondant à la résistance au passage d'air engendré par les formes de l'entrée d'air, de l'ordre de 20 Pa est également obtenu. En diminuant la résistance au passage d'air, l'écoulement de l'air est facilité et les bruits sont réduits. REVENDICATIONS1. Dispositif d'entrée d'air d'un bloc climatiseur pour un véhicule automobile adapté pour amener de l'air en provenance de l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage (30) ayant une section donnée, ledit dispositif comportant une ouverture amont (20) destinée à être placée en regard de ladite ouverture (30) de passage du véhicule, caractérisé en ce que ladite ouverture amont (20) présente une section plus grande que celle de l'ouverture de passage (30) du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'ouverture amont (20) est plus grande en hauteur que celle de l'ouverture de passage (30) du véhicule. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section de l'ouverture amont (20) est plus grande en largeur que celle de l'ouverture de passage (30) du véhicule. 4. Dispositif d'entrée d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture amont (20) présente un bord inférieur (200) agencé pour être placé à une distance strictement supérieure à zéro au-dessous d'un bord correspondant (300) de l'ouverture de passage (30) du véhicule. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite distance entre le bord inférieur de l'ouverture amont (20) et le bord correspondant de l'ouverture de passage (30) du véhicule est inférieure ou égale à 30mm. 6. Dispositif d'entrée d'air selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture amont (20) présente un bord supérieur (201) agencé pour être placé à une distance strictement supérieure à zéro au-dessus d'un bord correspondant de l'ouverture de passage du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite distance entre le bord supérieur de l'ouverture amont (20) et le bord correspondant de l'ouverture de passage (30) du véhicule est inférieure ou égale à 30mm. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de section rectangulaire et comportant deux paires de parois (22-25) parallèles ou sensiblement parallèles entre elles. 9. Bloc climatiseur pour un véhicule automobile adapté pour amener de l'air depuis l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage (30) ayant une section donnée, ledit bloc intégrant une turbine et le dispositif d'entrée d'air (2) selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Véhicule automobile adapté pour amener de l'air depuis l'extérieur jusqu'à une ouverture de passage (30) ayant une section donnée et intégrant le bloc climatiseur selon la revendication 9 et une ouverture d'amenée d'air en provenance de l'extérieur.20