Brevet FR3024962A1 — publié le 20160226

VEHICULE AUTOMOBILE A REFROIDISSEMENT AMELIORE DE COMPARTIMENT SOUS-CAPOT [0001] L'invention concerne les véhicules automobiles et notamment la ventilation du compartiment moteur des véhicules automobiles. [0002] Le compartiment sous-capot est une zone soumise à une forte émission de chaleur, notamment en raison de la présence du bloc moteur et de la partie amont de la ligne d'échappement. [0003] La ventilation du compartiment sous-capot est d'autant plus importante que la place libre sous capot est de plus en plus restreinte, et que certains organes qui y sont présents sont particulièrement sensibles aux températures élevées. En particulier, le refroidissement de la zone des accessoires en face avant du moteur, notamment autour de l'alternateur, est une préoccupation importante en raison de la sensibilité des différents accessoires. [0004] L'objectif de la présente invention est d'améliorer la ventilation sous-capot, et ce avec des moyens peu coûteux et de mise en oeuvre suffisamment simple pour être utilisés industriellement. [0005] Cet objectif est atteint selon l'invention grâce à un véhicule automobile comprenant un moteur, un radiateur de refroidissement du moteur, un groupe moto-ventilateur disposé entre le moteur et le radiateur de refroidissement, un pare-brise et un capot de moteur, une embouchure de passage d'air disposée entre le pare-brise et le capot de moteur, un alternateur et une roue entrainée par l'alternateur, le groupe moto-ventilateur étant configuré pour fonctionner dans deux modes de ventilation, un premier mode ventilant l'air vers l'extérieur du véhicule, un second mode ventilant l'air vers l'intérieur du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet obturant sélectivement l'embouchure de passage d'air et une série d'ailettes disposées sur la roue entrainée par l'alternateur, les ailettes étant configurées pour prendre deux inclinaisons différentes par rapport à un axe principal de rotation de l'alternateur, les ailettes étant configurées pour adopter l'une ou l'autre des deux inclinaisons en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur, le véhicule comprenant un module de pilotage qui commande le groupe moto-ventilateur et le clapet de telle sorte que le clapet est ouvert dans une phase de fonctionnement du groupe moto-ventilateur dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur ventile l'air vers l'extérieur du véhicule et de telle sorte que le clapet est fermé lors d'une phase de fonctionnement du groupe moto-ventilateur dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur ventile l'air vers l'intérieur du véhicule. 3024962 2 [0006] Avantageusement, le véhicule comprend un ventilateur disposé sur l'embouchure de passage d'air. [0007] Avantageusement, le module de pilotage commande le ventilateur de telle sorte que le ventilateur ventile l'air de l'extérieur vers l'intérieur du véhicule dans ladite phase de 5 fonctionnement dans laquelle le groupe moto-ventilateur ventile l'air vers l'extérieur du véhicule. [0008] Avantageusement, le module de pilotage commande le groupe moto-ventilateur et le clapet de telle sorte que le clapet est ouvert lors d'une phase additionnelle de fonctionnement du groupe moto-ventilateur dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur 10 ventile l'air vers l'intérieur du véhicule et commande le ventilateur de telle sorte que le ventilateur aspire l'air de l'intérieur vers l'extérieur du véhicule dans la dite phase additionnelle de fonctionnement. [0009] Avantageusement, le véhicule comporte une enveloppe formant collecteur d'air disposée à la base du pare-brise et l'embouchure de passage d'air traverse l'enveloppe 15 formant collecteur d'air. [0010] Avantageusement, le clapet est disposé sur l'enveloppe formant collecteur d'air. [0011] Avantageusement, le clapet est configuré de telle sorte qu'il forme une surépaisseur sur l'enveloppe formant collecteur d'air lorsqu'il est en position de fermeture. [0012] Avantageusement, le clapet est monté à basculement sur l'enveloppe formant 20 collecteur d'air. [0013] Avantageusement, la roue entrainée par l'alternateur comporte un rail de coulissement, chaque ailette est montée sur la roue entrainée par l'alternateur par l'intermédiaire du rail de coulissement et chaque ailette coulisse sur le rail de coulissement entre deux positions correspondant respectivement aux deux inclinaisons de l'ailette. 25 [0014] Avantageusement, chaque ailette comporte un coulisseau engagé avec une glissière du rail de coulissement de telle sorte que l'engagement du coulisseau avec la glissière impose à l'ailette une inclinaison par rapport à l'axe principal de l'alternateur. [0015] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexée sur 30 lesquelles : [0016] - la figure 1 est un diagramme représentant schématiquement un compartiment sous-capot selon un mode de réalisation de l'invention ; [0017] - la figure 2 représente un auvent de ventilation selon ce même mode de réalisation de l'invention ; 3024962 3 [0018] - les figures 3a à 3c représentent une couronne à ailettes d'un alternateur selon ce même mode de réalisation de l'invention. [0019] Tel que représenté sur la figure 1, le présent dispositif se compose de trois éléments, parmi lesquels deux ventilateurs pilotés électriquement et un mécanisme passif 5 de ventilation en bout d'alternateur. Un premier ventilateur est constitué d'un groupe moto- ventilateur 1, classiquement installé entre le moteur 2 et la façade de refroidissement. Le moto-ventilateur 1 est ici de type réversible, c'est-à-dire aspirant vers l'intérieur dans le cas de figure classiques du roulage, et soufflant vers l'extérieur dans le cas de figure d'un arrêt en suivi de file ou d'une pointe de température. 10 [0020] Le présent dispositif comporte également une trappe 3 dans l'auvent disposée entre pare-brise et capot, laquelle sera décrite plus en détail ci-dessous. Elle est commandée électriquement et s'ouvre et se ferme en fonction du besoin. Ainsi la trappe 3 s'ouvre quand le véhicule s'immobilise, en cas de coup de chaud et suivant les cas pour les autres cas de figure. Ainsi la trappe 3 se ferme par exemple en cas de besoin 15 d'optimisation aérodynamique, et s'ouvre lorsqu'il est nécessaire de permettre l'extraction ou le renouvellement de l'air frais. La trappe 3 est, dans le présent exemple, couplée à un petit ventilateur, ici réversible également, pour forcer la circulation de l'air. [0021] Le présent dispositif comporte également un flasque 4 disposé au bout de l'alternateur 5, lequel flasque est équipé de multiples ailettes orientables qui vont se 20 déployer ou non en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur. A faible vitesse, en cas de coup de chaud ou de suivi de file, les ailettes sont déployées latéralement par gravité pour former comme des pelles qui ramènent l'air de l'arrière vers l'avant, alors que le groupe moto-ventilateur 1 fonctionne en sens soufflant vers l'extérieur. A partie d'une certaine vitesse, alors que le groupe moto-ventilateur 1 fonctionne en sens aspirant vers 25 l'intérieur, les ailettes se déportent par la force centrifuge vers l'extérieur du flasque et augmentent ainsi son diamètre pour améliorer l'écoulement de l'air autour de l'alternateur. Les deux ventilateurs ainsi que l'alternateur sont sous la commande d'un module de pilotage 6, qui est par exemple le module de contrôle moteur. [0022] En phase classique de fonctionnement, véhicule roulant, le groupe moto-ventilateur 30 1 fait circuler l'air à travers le radiateur de la façade avant pour en extraire l'énergie thermique. Dans un tel sens aspirant du groupe moto-ventilateur, l'air chaud est soufflé vers le moteur et rapidement extrait via la circulation d'air dans le sous capot liée à la vitesse du véhicule. En phase de coup de chaud ou d'immobilisation au feu, ou encore en phase de suivi de file, il faut éviter de souffler l'air chaud du radiateur vers le moteur, car l'absence de vitesse du véhicule rend difficile l'extraction de l'air sous capot. Egalement, 3024962 4 dans le cas où le refroidisseur d'air de suralimentation est en façade avant, on évite de souffler l'air chaud émanant de ce refroidisseur vers les accessoires du moteur sans extraction efficace de cet air. On inverse donc avantageusement le sens du groupe moto-ventilateur 1 pour repousser l'air vers l'avant du véhicule, ce qui est possible à l'arrêt ou en 5 suivi de file. [0023] Le ventilateur de l'auvent est de préférence un petit ventilateur situé à l'arrière du compartiment moteur, idéalement en partie haute. Il permet de gérer plus finement la circulation de l'air frais dans le compartiment sous capot, en complément du sens soufflant ou aspirant du groupe moto-ventilateur principal. Ce petit ventilateur est avantageusement 10 situé dans l'auvent. La grille d'auvent est alors située au-dessus du ventilateur et filtre l'air tout en permettant le passage de l'air. L'auvent permet alors l'extraction aérodynamique à haute vitesse et l'injection d'air relativement frais en cas de suivi de file ou en cas de coup de chaud. [0024] Tel que représenté sur la figure 2, l'auvent comporte une paroi de fond constituée 15 par une enveloppe 10 en matière plastique, préférentiellement entourée par un joint d'étanchéité 11. L'enveloppe 10 constitue un collecteur d'air entrant dans le compartiment sous capot, dans le sens ou l'enveloppe 10 guide l'air qui entre par une large étendue vers l'intérieur du compartiment moteur. Le ventilateur d'auvent est disposé sous l'enveloppe 10 et la trappe 3 consiste ici en un volet 13 disposé de telle sorte que l'air traverse 20 l'enveloppe 10 lorsque le volet 13 est en position ouverte. Le volet 13 forme avantageusement une surépaisseur sur l'enveloppe 10 lorsqu'il est fermé de manière à éviter une intrusion d'eau en cas de forte pluie. [0025] Le mécanisme d'ouverture du volet 13 est avantageusement disposé sous l'enveloppe 10. Le volet 13 est par exemple entrainé par un moteur électrique pas à pas 25 adoptant deux positions de rotation angulaire maximales. Une tringle est reliée par une articulation rotative d'un côté au moteur et de l'autre côté au volet 13. Quand le moteur électrique tourne, la base de la tringle pousse celle-ci et le volet est repoussé vers le haut par la tringle. Une charnière est avantageusement disposée entre la tringle et le volet. Le mécanisme d'ouverture du volet 13 ainsi que le ventilateur de l'auvent sont 30 avantageusement placés dans une boite fixée sous l'enveloppe 10 du collecteur d'auvent. Le ventilateur, qui est ici un ventilateur aspirant et soufflant, est ainsi avantageusement disposé à l'intérieur du compartiment moteur pour protéger le ventilateur des agressions comme la pluie ou le froid. Bien entendu, la trappe 3 peut être constituée par tout autre organe qu'un volet, et peut être disposée en tout autre emplacement que celui décrit. 3024962 5 [0026] On a représenté sur les figures 3a et 3b un flasque à ailettes 20 équipant l'alternateur du présent mode de réalisation. Ces ailettes ont pour but de faciliter la circulation de l'air en bout d'alternateur. En phase classique à groupe moto-ventilateur aspirant vers l'intérieur , la trappe 3 étant ouverte ou fermée, le petit ventilateur équipant la 5 trappe aspirant vers l'extérieur ou non selon les besoins, les ailettes 21 du flasque 20 sont déployées verticalement par l'effet de la force centrifuge pour former un grand disque en bout d'alternateur et guider l'air « frais » au plus près de l'alternateur. Cette configuration est représentée à la figure 3a. [0027] En phase de « coup de chaud », le groupe moto-ventilateur 1 soufflant vers 10 l'extérieur et le petit ventilateur équipant l'auvent étant en mode soufflant vers l'intérieur, les ailettes sont repliées radialement mais déployées latéralement c'est-à-dire en rapprochement de la direction de l'axe principal de l'alternateur par la gravité et brassent l'air de l'arrière vers l'avant pour aider à l'extraction de l'air chaud du bloc avant du compartiment moteur. 15 [0028] Le réglage du déploiement des ailettes 21 s'effectue ici en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur 5. Pour cela, le flasque 4 est ici équipé d'un guide filaire 22, par exemple constitué par un fil de fer, lequel comporte une rainure 23 telle que représentée à la figure 3c. Le guide filaire 22 est par exemple fixé au flasque par une série de bras. Telle que représenté sur la figure 3c, la base de l'ailette 21 forme un oeillet 24 lequel présente 20 en partie intérieure un doigt 25 formant coulisseau engagé dans la rainure 23. L'ailette 21 étant ainsi engagée dans le rail formé par le guide 22, l'ailette ne peut pas basculer hors de sa position déterminée par sa position de coulissement le long du guide 22 et donc de sa position dictée par la vitesse de rotation de l'alternateur 5. Le guide 22 est incurvé de telle manière qu'il oriente l'ailette 21 latéralement vers la direction de l'axe principal de 25 l'alternateur à faible vitesse par gravité, et de telle manière qu'il oriente l'ailette verticalement à vitesse plus importante par l'effet de la force centrifuge. Ainsi, les deux positions extrêmes des ailettes 21 correspondent à deux positions de glissement extrémales des ailettes 21 le long du guide filaire 22. Bien entendu, le flasque 20 et les ailettes 21 peuvent être réalisés sous toute autre forme que celle décrite ici. 30 [0029] Un moteur refroidi par un tel dispositif présente une meilleure robustesse et une plus grande durabilité, notamment en raison du moindre échauffement des composants électriques du bloc avant du moteur, tels que l'alternateur ou les différentes sondes qui y sont disposés. Il permet ainsi une gestion optimale de l'échauffement dans les cas de contraintes thermiques maximales tels que remorquage, vitesse forte en côte, suivi de file 35 et coup de chaud. Outre un gain en termes d'efficacité du refroidissement, un tel dispositif 3024962 6 permet une plus grande liberté dans le dimensionnement des éléments disposés en face avant du moteur, notamment des accessoires thermiques et des différents capteurs. Un tel dispositif permet ainsi de réduire la taille et le coût du groupe moto-ventilateur. 5 REVENDICATIONS1. Véhicule automobile comprenant un moteur, un radiateur de refroidissement du moteur (2), un groupe moto-ventilateur (1) disposé entre le moteur (2) et le radiateur de refroidissement, un pare-brise et un capot de moteur, une embouchure de passage d'air disposée entre le pare-brise et le capot de moteur, un alternateur (5) et une roue (4) entrainée par l'alternateur (5), le groupe moto-ventilateur (1) étant configuré pour fonctionner dans deux modes de ventilation, un premier mode ventilant l'air vers l'extérieur du véhicule, un second mode ventilant l'air vers l'intérieur du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet (3) obturant sélectivement l'embouchure de passage d'air et une série d'ailettes (21) disposées sur la roue (4) entrainée par l'alternateur (5), les ailettes (21) étant configurées pour prendre deux inclinaisons différentes par rapport à un axe principal de rotation de l'alternateur (5), les ailettes (21) étant configurées pour adopter l'une ou l'autre des deux inclinaisons en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur (5), le véhicule comprenant un module de pilotage (6) qui commande le groupe moto- ventilateur (1) et le clapet (3) de telle sorte que le clapet (3) est ouvert dans une phase de fonctionnement du groupe moto-ventilateur (1) dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur (1) ventile l'air vers l'extérieur du véhicule et de telle sorte que le clapet (3) est fermé lors d'une phase de fonctionnement du groupe moto-ventilateur (1) dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur (1) ventile l'air vers l'intérieur du véhicule. 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur disposé sur l'embouchure de passage d'air (3). 3. Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module de pilotage (6) commande le ventilateur de telle sorte que le ventilateur ventile l'air de l'extérieur vers l'intérieur du véhicule dans ladite phase de fonctionnement dans laquelle le groupe moto-ventilateur (1) ventile l'air vers l'extérieur du véhicule. 4. Véhicule automobile selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le module de pilotage (6) commande le groupe moto-ventilateur (1) et le clapet (3) de telle sorte que le clapet (3) est ouvert lors d'une phase additionnelle de fonctionnement du groupe moto-ventilateur (1) dans laquelle phase le groupe moto-ventilateur (1) ventile l'air vers l'intérieur du véhicule et commande le ventilateur de telle sorte que le ventilateur aspire l'air de l'intérieur vers l'extérieur du véhicule dans la dite phase additionnelle de fonctionnement. 5. Véhicule automobile selon I"une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (10) formant collecteur d'air disposée à la 3024962 8 base du pare-brise et l'embouchure de passage d'air traverse l'enveloppe (10) formant collecteur d'air. 6. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet (3) est disposé sur l'enveloppe (10) formant collecteur d'air. 5 7. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet (3) est configuré de telle sorte qu'il forme une surépaisseur sur l'enveloppe (10) formant collecteur d'air lorsqu'il est en position de fermeture. 8. Véhicule automobile selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le clapet (3) est monté à basculement sur l'enveloppe (10) formant collecteur d'air. 10 9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue (4,20) entrainée par l'alternateur (5) comporte un rail de coulissement (22), chaque ailette (21) est montée sur la roue (4,20) entrainée par l'alternateur (5) par l'intermédiaire du rail de coulissement (22) et chaque ailette (21) coulisse sur le rail de coulissement (22) entre deux positions correspondant 15 respectivement aux deux inclinaisons de l'ailette (21). 10. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque ailette (21) comporte un coulisseau (25) engagé avec une glissière (23) du rail de coulissement (22) de telle sorte que l'engagement du coulisseau (25) avec la glissière (23) impose à l'ailette (21) une inclinaison par rapport à l'axe principal de l'alternateur (5). 20