Brevet FR3053008A1 — publié le 20171229

Système de gestion d'entrée d'air pour face avant de véhicule automobile et structure d'un tel système L'invention a pour objet une structure d'un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, ainsi qu'un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile comprenant une telle structure. L'invention concerne encore un procédé de refroidissement d'un échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, mis en oeuvre par un tel système. io Un tel système comprend généralement au moins un volet et un dispositif de commande de déplacement dudit au moins un volet entre une position d'obturation de l'entrée d'air et au moins une position d'ouverture de l'entrée d'air. Un tel système est le plus souvent désigné par l'acronyme AGS, 15 provenant de l'expression de langue anglaise "Active Grille Shutte?'. Le système de gestion d'entrée d'air est de préférence installé au niveau d'une calandre du véhicule automobile. En position d'ouverture de l'entrée d'air, l'air peut circuler à travers la calandre pour traverser un radiateur, participant notamment au 20 refroidissement du véhicule automobile. En position d'obturation de l'entrée d'air, l'air ne pénètre pas via la calandre ce qui réduit la traînée et permet ainsi de réduire la consommation en énergie du véhicule. Le système de gestion d'entrée d'air permet donc de réduire la 25 consommation d'énergie lorsque le véhicule n'a pas besoin d'être refroidi par l'air extérieur. Dans certaines configurations de véhicule, le radiateur est agencé perpendiculairement à la direction du flux d'air généré par l'avancée du 3053008 2 véhicule, c'est-à-dire sensiblement à la verticale. Dans d'autres configurations de véhicule, bien souvent en raison d'un manque d'espace disponible, l'échangeur de chaleur ne peut physiquement pas être positionné perpendiculairement à la direction du flux d'air, ce qui 5 oblige de l'incliner par rapport à la verticale. Le système de gestion d'air comprend alors une structure définissant une armature mécanique pour le radiateur, ainsi qu'une embouchure définissant ladite entrée d'air, cette embouchure étant de position déportée par rapport à ladite armature. Cette structure canalise le flux d'air depuis l'embouchure io jusqu'à ladite armature, sur toute sa surface, et selon une direction de canalisation non perpendiculaire à la surface d'échange de l'organe à refroidir. Cette direction de canalisation, en biais par rapport à la surface d'échange, est à l'origine d'une répartition hétérogène du flux d'air sur la 15 longueur du radiateur. Il est ainsi connu d'utiliser les volets, eux-mêmes, dans leur position d'ouverture pour garantir une meilleure répartition du flux sur cette surface d'échange : ces volets dirigent le flux d'air selon une orientation privilégiée, par exemple, un volet inférieur orienté à 90° et un volet supérieur orienté à 75° (par rapport à la verticale). 20 Afin d'optimiser cette répartition, l'homme du métier choisit volontairement des volets dont la surface de travail est de grande dimension en largeur, à savoir suivant la direction du volet perpendiculaire à son axe de pivot : il s'agit de volets du type drapeau qui se caractérisent par un axe de pivot non centré sur la largeur de la surface de travail . 25 Selon les constatations des inventeurs, l'utilisation de tels volets (du type drapeau) assure un meilleur guidage du flux d'air et permet ainsi une meilleure répartition du flux d'air sur la surface d'échange du radiateur, par comparaison à des volets de type papillon (qui se caractérisent par un axe de pivot centré sur la largeur de la surface de travail du volet). En revanche, 30 cette utilisation nécessite l'emploi d'actionneurs présentant des couples 3053008 3 moteur importants, afin notamment de maintenir les volets en position, en particulier lorsque la surface de travail de ces derniers est soumise aux pressions exercées par le flux d'air. Le but de l'invention est de remédier à tout ou partie de ces 5 inconvénients. L'invention concerne tout d'abord une structure d'un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, ladite structure comprenant : - une armature destinée à venir en regard d'un échangeur de chaleur, - un ou plusieurs déflecteurs, pouvant être fixés à ladite armature, solidaires de ladite armature qui sont agencés de manière à intercepter un flux d'air et le dévier au travers de ladite armature. Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises seules ou en combinaison : - la structure présente plusieurs déflecteurs répartis le long de ladite armature et espacés les uns par rapport aux autres suivant la direction de la canalisation ; - l'écartement entre deux déflecteurs consécutifs est croissant plus on s'éloigne de ladite entrée d'air ; - le ou chaque déflecteur présente une section incurvée de manière à intercepter et redresser le flux d'air dirigé au travers de ladite armature. Selon un mode de réalisation, ladite structure peut comprendre : - une premier élément définissant ladite armature, - un deuxième élément, amovible, formant un capotage recouvrant ladite armature, ladite canalisation étant définie en moins en partie par l'inter-espace formé le premier élément et le deuxième élément, 3053008 4 - des moyens d'assemblage entre le premier élément et le deuxième élément, et dans laquelle le ou lesdits déflecteurs sont des éléments d'un seul tenant avec le corps du premier élément. 5 Le premier élément peut être une pièce moulée, le ou lesdits déflecteurs étant obtenus lors du moulage de la pièce. L'invention concerne encore un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, comprenant une structure selon l'invention, et une embouchure définissant ladite entrée d'air, et dans lequel io ledit système de gestion d'air présente au moins un volet, disposé au niveau de l'embouchure, qui, dans au moins une position d'ouverture, est agencé de manière à diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature, et dans lequel le ou lesdits déflecteurs, pouvant être fixes, sont agencés de telle façon que, dans ladite position d'ouverture du au moins un 15 volet, le ou lesdits déflecteurs interceptent le flux d'air dirigé par ledit au moins volet et le dévient au travers de ladite armature. Ainsi, et avantageusement, la répartition du flux d'air est assurée par les actions combinées dudit au moins un volet, au niveau de ladite entrée d'air, et du ou des déflecteurs, à proximité de la surface de travail. 20 Il est alors possible d'utiliser des volets dont la surface de travail est de plus petite dimension par rapport à ceux utilisés dans l'état de la technique, et des actionneurs moins puissants pour leur contrôle. Selon un mode de réalisation, le ou lesdits déflecteurs se présentent chacun sous la forme d'une aile s'étendant en saillie, à partir de ladite 25 armature, suivant la hauteur dans le volume interne de la canalisation, et s'étendant longitudinalement suivant la direction de l'axe longitudinale dudit au moins un volet. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un volet est un volet monté pivotant sur un support de la structure, et dans lequel l'axe d'articulation du 3053008 5 volet est centré sur la largeur de la surface de travail dudit au moins un volet. Selon un mode de réalisation, ledit système présente plusieurs volets, qui dans au moins dans leur position d'ouverture sont agencés de manière à 5 diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature. L'invention concerne encore un procédé de refroidissement d'un échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, tel qu'un radiateur mis en oeuvre par un système de gestion d'air selon l'invention et dans lequel on oriente ledit au moins un volet, dans ladite au moins une position d'ouverture, de io manière à diriger le flux entrant vers le ou les déflecteurs et à répartir de façon homogène le flux sur les différentes zones de l'armature délimitées par le ou lesdits déflecteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et 15 doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de coupe d'un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, typiquement utilisé lorsque le radiateur est incliné par rapport à la verticale, le système comprenant un armature en regard du radiateur, une embouchure déportée, 20 et deux volets de type drapeau, l'un inférieur, l'autre supérieur, assurant, dans leur position d'ouverture, le guidage du flux d'air entrant en direction de l'armature. - la figure 2 est une vue schématique de coupe d'un système de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, conforme à 25 l'invention selon un mode de réalisation, utilisé lorsque le radiateur est incliné par rapport à la verticale, le système comprenant un armature en regard du radiateur, une embouchure déportée, et deux volets de type papillon, l'un inférieur, l'autre supérieur, assurant, dans leur position d'ouverture, le guidage du flux d'air entrant en direction de l'armature, des déflecteurs répartis le long de l'armature participant avec les volets à une 3053008 6 meilleur répartition du flux d'air au travers du radiateur. - La figure 3 est un vue en éclaté illustrant schématiquement, trois éléments de structure d'un système selon un mode de réalisation, y compris un premier élément définissant l'armature avec le radiateur, un deuxième 5 élément destiné à recouvrir ladite armature pour former la canalisation, et un troisième élément formant l'embouchure et un support sur lequel sont articulés le ou les volets, - La figure 4 est une vue de détail illustrant, à titre d'exemple, un agencement dimensionnel possible entre les différents déflecteurs. 10 Etat de la technique Nous commençons par décrire l'état de la technique illustré à la figure 1. Il s'agit d'un système 1' de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile utilisé lorsque l' échangeur de chaleur Ra', typiquement 15 un radiateur ne peut physiquement pas être positionné perpendiculairement à la direction du flux d'air F' généré par l'avance du véhicule. Comme illustré à la figure 1, le radiateur est positionné incliné par rapport à la verticale, et donc non perpendiculaire au flux d'air F'. Le systèmel' de gestion d'air comprend une structure 2' présentant une armature 3' venant 20 en regard du radiateur, ainsi qu'une embouchure 4' définissant ladite entrée d'air. Cette structure comprend une canalisation reliant ladite embouchure 4' à ladite armature 3'. Comme illustrée, la direction D' de cette canalisation est sensiblement non perpendiculaire à la surface de l'organe à refroidir Ra. La canalisation 5 25 guide le flux d'air depuis l'embouchure 4' jusqu'à ladite armature 3', pour venir ensuite traverser l'organe à refroidir Ra. Deux volets 6' sont chacun articulés en pivot, au niveau de l'embouchure. En position d'obturation, ces volets 6' permettent de réduire la traînée du véhicule et ainsi sa consommation énergétique. 3053008 7 Il est ainsi connu d'utiliser les volets, dans leur position d'ouverture pour garantir une meilleure répartition du flux sur la surface d'échange de l'organe à refroidir : ces volets 6 dirigent le flux d'air selon une orientation privilégiée, par exemple, un volet inférieur orienté à 90° et un volet 5 supérieur orienté à 75° (par rapport à la verticale), et comme illustré à la figure 1. Afin d'optimiser cette répartition, l'homme du métier choisit volontairement des volets de grande dimension en largeur, à savoir suivant la direction du volet perpendiculaire à son axe de pivot : il s'agit de volets du type drapeau io qui se caractérisent par un axe de pivot non centré sur la largeur de la surface de travail du volet, et comme illustré à la figure 1. Selon les constatations des inventeurs, l'utilisation de tels volets du type drapeau assure une meilleure orientation du flux d'air en entrée et donc une meilleure répartition du flux d'air sur la surface d'échange de l'organe à 15 refroidir, et par comparaison à des volets de type papillon (qui se caractérisent par un axe de pivot centré sur la largeur de la surface de travail du volet). En revanche, cette utilisation nécessite l'emploi d'actionneurs présentant des couples moteur importants, notamment afin de maintenir les volets en position, en particulier lorsque ces derniers sont 20 soumis aux pressions exercées par le flux d'air Système de gestion d'air d'une entrée d'air Le système 1 de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, selon l'invention, est typiquement utilisé lorsque l'échangeur de chaleur Ra', typiquement un radiateur ne peut physiquement pas être 25 positionné perpendiculairement à la direction du flux d'air F généré par l'avancée du véhicule. Comme illustré à la figure 2, le radiateur est ainsi positionné incliné par rapport à la verticale, et donc non perpendiculaire au flux d'air F. Le système 1 comprend une structure 2 présentant une armature 3 venant 3053008 8 en regard d'un échangeur de chaleur Ra, tel qu'un radiateur, ainsi qu'une embouchure 4 définissant ladite entrée d'air de position déportée par rapport à l'armature 3. Une canalisation 5 de la structure 2 relie l'embouchure jusqu'à ladite armature 3. Cette canalisation 5 assure le 5 guidage du flux d'air depuis ladite embouchure 4 jusqu'à ladite armature 3. Comme illustrée à titre d'exemple non limitatif à la figure 2, la direction D de cette canalisation 5 est sensiblement non perpendiculaire à la surface de l'organe à refroidir, à savoir de l'échangeur de chaleur Ra. Cette canalisation 5 guide le flux d'air depuis l'embouchure 4 jusqu'à ladite io armature 3, pour venir ensuite traverser l'échangeur de chaleur Ra. Ledit système de gestion d'air présente au moins un volet 6, disposé au niveau de l'embouchure 4. En position d'obturation (non illustrée) ledit au moins un volet 6 permet de réduire la traînée du véhicule automobile et donc sa consommation. 15 Ledit au moins un volet 6, dans au moins une position d'ouverture, est agencé de manière à diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature 3. On remarque encore que la structure 2 du système de gestion d'air présente un ou plusieurs déflecteurs 7, fixes, internes à la canalisation 5. 20 Ce ou ces déflecteurs 7 sont agencés à proximité de ladite armature 3. Comme illustré à la figure 2, dans ladite position d'ouverture du au moins un volet 6, le ou les déflecteurs 7 interceptent le flux d'air dirigé par ledit au moins un volet 6 et le dévie au travers de ladite armature 3 pour assurer le refroidissement de l'organe Ra. 25 Autrement dit, et avantageusement, la répartition du flux d'air au niveau de l'armature 3 est assurée par les actions combinées de guidage dudit au moins un volet 6, au niveau de l'embouchure 4, et du ou des déflecteurs 7, à proximité de l'armature 3. Le système peut présenter plusieurs volets 6 superposés, qui dans au 3053008 9 moins leur position d'ouverture, sont agencés de manière à diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature mécanique 3. Comme illustré, à la figure 2, il devient possible d'utiliser pour ledit au moins un volet, un volet de type papillon, qui se caractérise par un axe 5 d'articulation du volet centré sur la largeur de la surface de travail dudit au moins un volet 6. L'utilisation de tels volets du type papillon est avantageuse en ce qu'ils requièrent un couple bien inférieur à celui nécessaire pour maintenir en position un volet du type drapeau. 10 A titre d'exemple, le couple nécessaire au contrôle des volets 6' du type drapeau du système 1' selon l'état de la technique est estimé à 4 Nm. Lorsqu'on remplace les volets 6' du type drapeau par un ensemble volets papillon6/ déflecteurs 7 d'un système selon l'invention, le couple nécessaire au contrôle des volets 6 est estimé à seulement 1,2 Nm. 15 L'invention permet avantageusement l'emploi d'actionneur moins puissant pour le contrôle des volets, et sans diminution de performances de refroidissement. Déflecteurs Selon un mode de réalisation, le système 1 présente plusieurs déflecteurs 7 20 répartis sur ladite armature 3 et espacés les uns par rapport aux autres suivant la direction D de la canalisation. L'écartement entre deux déflecteurs 7 consécutifs peut être croissant plus on s'éloigne de ladite entrée d'air. Ainsi, et à titre d'exemple à la figure 4, la distance X entre le premier déflecteur et le deuxième déflecteur est 25 inférieure à la distance Y entre le deuxième déflecteur et le troisième déflecteur, qui est elle-même inférieure à la distance Z entre le troisième déflecteur et le quatrième déflecteur. Le ou lesdits déflecteurs 7 peuvent se présenter chacun sous la forme d'une aile s'étendant en saillie, à partir de ladite armature 3, suivant la 3053008 10 hauteur dans le volume interne de la canalisation 5. Cette aile s'étend longitudinalement suivant la direction de l'axe longitudinal dudit au moins un volet 6, en particulier sur toute la dimension de l'armature suivant cette direction. 5 Le ou chaque déflecteur 7 peut présenter une section incurvée. Une telle section permet d'intercepter et de redresser le flux d'air au travers de ladite armature 3. Une telle section incurvée est illustrée à titre d'exemple non limitatif aux figures 2 à 4. On remarque que l'extrémité distale 71 de la section incurvée du déflecteur 7 est inclinée vers l'embouchure 4, tandis io que l'extrémité proximale 72 de la section incurvée est sensiblement perpendiculaire à la surface d'échange de l'organe Ra à refroidir. La section du déflecteur s'étend selon une courbe entre ses deux extrémités 71, 72. La structure 2 du système peut comprendre, un premier élément 20 définissant ladite armature 3, un deuxième élément 21, amovible, formant 15 au moins en partie les parois de la canalisation 5 recouvrant ladite armature 3, voire un troisième élément 22, comprenant un cadre support sur lequel sont articulés le ou les volets 6. Des moyens d'assemblage permettent l'assemblage de ces divers éléments 20 à 22. Comme illustré à la figure 4, on remarque que le deuxième élément 21 20 forme un capotage recouvrant l'armature 3 du premier élément 20. La canalisation 5 est alors définie en moins en partie par l'inter-espace formé entre ces deux éléments 20 et 21. Le troisième élément 22 est assemblé à cet ensemble pour former l'embouchure 4 de la structure 2. On remarque encore que le ou lesdits déflecteurs 7 peuvent être des 25 éléments d'un seul tenant avec le corps du premier élément 20. Ledit premier élément 20 peut être une pièce moulée typiquement plastique, le ou lesdits déflecteurs 7 étant obtenus lors du moulage de la pièce plastique. Procédé de refroidissement L'invention concerne encore un procédé de refroidissement d'un échangeur 3053008 11 de chaleur Ra d'un véhicule automobile, tel qu'un radiateur mis en oeuvre par un système 1 de gestion d'entrée d'air conforme à l'invention. Selon le procédé, on oriente ledit au moins un volet 6, dans ladite au moins une position d'ouverture, de manière à diriger le flux entrant vers les 5 déflecteurs 7 et à répartir le flux entrant de façon homogène sur les différentes zones Z1 à Z6 de l'armature délimitées par le ou lesdits déflecteurs 7. Un tel procédé est illustré à la figure 2. On remarque que le flux d'air F généré par l'avance du véhicule est réparti par l'action de deux volets 6 io superposés au niveau de l'entrée d'air. Dans cet exemple illustré, les déflecteurs 7 fixes sont au nombre de cinq suivant la direction D de la canalisation 5. Ces déflecteurs 7 délimitent six zones Z1 à Z6 distinctes de l'armature 3. Les orientations des volets 6 répartissent le flux d'air en six veines de flux f1à f6 venant respectivement nourrir les six zones Z1 à Z6. 15 On oriente les volets selon des directions privilégiées, qui peuvent être différentes, et de manière à assurer un refroidissement homogène de l'organe à refroidir Ra sur toute la surface d'échange de l'organe à refroidir. Avantages Comme déjà indiqué, le système de gestion selon la présente invention, de 20 même que le procédé de refroidissement permet d'obtenir un refroidissement homogène du radiateur, avantageusement sans nécessiter l'utilisation de volets de grande dimension, en particulier du type drapeau et qui requièrent pour leur contrôle un couple d'actionnement important. L'invention permet avantageusement l'utilisation d'actionneur moins 25 puissant et moins couteux pour le contrôle du ou des volets que l'état de la technique. 3053008 12 NOMENCLATURE Invention (Figures 2 à 4) : 5 1. Système de gestion d'air, 2. Structure, 20. Premier élément (structure) , 21. Deuxième élément (structure), 22. Troisième élément (structure), 10 3. Armature, 4. Embouchure (Entrée d'air), 5. Canalisation, 6. Volet, 7. Déflecteurs, 15 D. Direction de la canalisation, F. Flux d'air généré par l'avance du véhicule Ra. Echangeur de chaleur, Z1 à Z6. Zones de l'armature délimitées par les déflecteurs 7, 20 f1 à f6. Veines de flux d'air. 3053008 13 Etat de la technique (Figure 1) : 1'. Système de gestion d'air, 2'. Structure, 3'. Armature, 5 4'. Embouchure, 5'. Canalisation, 6'. Volet, D'. Direction de la canalisation, F'. Flux d'air généré par l'avance du véhicule, 10 Ra'. Echangeur de chaleur. REVENDICATIONS1. Structure (2) d'un système (1) de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, ladite structure (2) comprenant : - une armature (3) destinée à venir au contact en regard d'un échangeur de chaleur (Ra), - un ou plusieurs déflecteurs (7), solidaires de ladite armature (3) qui sont agencés de manière à intercepter un flux d'air et le dévier au travers de ladite armature (3). 2. Structure (2) selon la revendication 1, présentant plusieurs déflecteurs (7) répartis le long de ladite armature (3) et espacés les uns par rapport aux autres suivant la direction (D) de la canalisation. 3. Structure (2) selon la revendication 2, dans laquelle l'écartement entre deux déflecteurs (7) consécutifs est croissant plus on s'éloigne de ladite entrée d'air. 4. Structure (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant : - une premier élément (20) définissant ladite armature (3), - un deuxième élément (21), amovible, formant un capotage recouvrant ladite armature (3), une canalisation (5) étant définie en moins en partie par l'inter-espace formé le premier élément (20) et le deuxième élément (21), - des moyens d'assemblage entre le premier élément (20) et le deuxième élément (21), et dans laquelle le ou lesdits déflecteurs (7) sont des éléments d'un seul tenant avec le corps du premier élément (20). 3053008 15 5. Structure selon la revendication 4, dans laquelle ledit premier élément (20) est une pièce moulée, le ou lesdits déflecteurs (7) étant obtenus lors du moulage de la pièce. 6. Structure (2) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le ou 5 chaque déflecteur (7) présente une section incurvée de manière à intercepter et redresser le flux d'air dirigé au travers de ladite armature (3). 7. Système (1) de gestion d'air d'une entrée d'air pour face avant de véhicule automobile, comprenant une structure (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, et une embouchure (4) définissant ladite entrée 10 d'air, et dans lequel ledit système de gestion d'air présente au moins un volet (6), disposé au niveau de l'embouchure (4), qui, dans au moins une position d'ouverture, est agencé de manière à diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature (3), 15 et dans lequel, le ou lesdits déflecteurs (7) sont agencés de telle que façon que, dans ladite position d'ouverture du au moins un volet (6), le ou lesdits déflecteurs interceptent le flux d'air dirigé par ledit au moins volet (6) et le dévie au travers de ladite armature (3). 8. Système selon le revendication 7, dans lequel le ou lesdits déflecteurs (7) 20 se présentent chacun sous la forme d'une aile s'étendant en saillie, à partir de ladite armature (3), suivant la hauteur dans le volume interne de la canalisation (5), et s'étendant longitudinalement suivant la direction de l'axe longitudinale dudit au moins un volet (6). 9. Système selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit au moins un 25 volet (6) est un volet monté pivotant sur un support de la structure (2), et dans lequel l'axe d'articulation du volet est centré sur la largeur de la surface de travail dudit au moins un volet (6). 10. Système selon l'une des revendications 7 à 9, présentant plusieurs volets (6), qui dans au moins dans leur position d'ouverture sont agencés 3053008 16 de manière à diriger le flux d'air entrant en direction de ladite armature (3). 11. Procédé de refroidissement d'un échangeur de chaleur (Ra) d'un véhicule automobile, tel qu'un radiateur mis en oeuvre par un système (1) de gestion d'air selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, et dans 5 lequel on oriente ledit au moins un volet (6), dans ladite au moins une position d'ouverture, de manière diriger le flux entrant vers le ou les déflecteurs (7) et à répartir de façon homogène le flux sur les différentes zones (Z1 à Z6) de l'armature (3) délimitées par le ou lesdits déflecteurs (7). 10