Brevet FR3064550A1 — publié le 20181005

La présente invention concerne un dispositif de régulation d'un flux d'air circulant au sein d'un premier échangeur de chaleur pour véhicule automobile ainsi qu'un module de refroidissement muni d'un tel dispositif. Dans ce domaine, il est connu des modules de refroidissement comprenant typiquement deux échangeurs de chaleur, un premier échangeur ayant pour fonction de refroidir un circuit annexe du véhicule, tel qu'un dispositif de climatisation ou un dispositif de refroidissement d'air de suralimentation, par l'intermédiaire d'une boucle, dite basse température, ou bien le condenseur pour la climatisation de la cabine véhicule, et un deuxième échangeur de chaleur, nécessaire au refroidissement du moteur du véhicule. Ils sont disposés en face avant du véhicule pour être traversés par un flux d'air entrant à travers la calandre du véhicule. Ils comprennent un faisceau d'échange de chaleur parcouru par le fluide à refroidir et traversé par l'air provenant de la calandre. Pour former un module compact, les deux échangeurs sont assemblés et alignés en série l'un à la suite de l'autre pour qu'un flux d'air circule successivement dans les deux échangeurs. Le module est disposé dans le véhicule de sorte que l'air circule d'abord dans le premier échangeur puis dans le deuxième échangeur de chaleur, en raison des besoins de refroidissement de chacun. Cependant, ce type de module ne permet pas de dissocier le refroidissement des deux échangeurs. Ceci représente un inconvénient car, il peut être souhaitable dans certaines situations, d'éviter de refroidir le moteur afin qu'il chauffe plus 25 rapidement, notamment lors de son démarrage. Parallèlement, la circulation d'air au sein du module est pénalisante pour l'aérodynamisme du véhicule. En effet l'air qui s'engouffre sous le capot du véhicule dans le module de refroidissement à l'intérieur du véhicule oppose une résistance 30 supplémentaire au déplacement du véhicule. Il est donc d'autant plus dommageable de laisser l'air traverser tout le module lorsqu'il n'y a pas de besoin de refroidissement au niveau du second échangeur. 3064550 2 Des solutions connues, comme par exemple dans le document US 2015 246 608, proposent des dispositifs de refroidissement avec un volet déroulable agencé verticalement entre deux échangeurs de chaleur. Un enroulement plus ou moins important du rideau est prévu permettant ainsi de réguler le flux d'air. Dans la 5 majorité des cas l'ouverture de la totalité de la surface des échangeurs n'est pas nécessaire pour les besoins au refroidissement, les composants étant dimensionnés pour des conditions critiques. De plus, l'ouverture et la fermeture intempestive du rideau de manière parallèle aux tubes peut entraîner des chocs thermiques au niveau des échangeurs. Ces chocs thermiques impactent les tubes en faisant varier 10 leur longueur. Cela crée des dilatations différentielles au niveau des pieds de tubes fixés aux collecteurs provoquant des fuites. Le risque de fuites est majoré lors d'ouvertures partielles positionnées de manière non homogène. Il y a donc un intérêt à concevoir un système d'ouvertures partielles 15 adaptables afin d'optimiser les gains aérodynamiques au regard des besoins thermiques. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de régulation d'un flux d'air circulant au sein d'un premier échangeur de chaleur pour véhicule automobile, le dispositif de 20 régulation comprenant un rideau avec un axe d'enroulement sensiblement horizontal et présentant une ouverture agencée de manière à ce que lorsque le rideau est déplacé, le dispositif de régulation passe d'une configuration fermée où le rideau obture intégralement un passage du flux d'air à une configuration ouverte où le rideau laisse le passage du flux d'air complètement dégagé, l'ouverture du rideau présentant une largeur mesurée suivant l'axe d'enroulement qui est variable en fonction de la position du rideau de manière à permettre un passage de flux d'air variable entre la configuration fermée et la configuration ouverte. L'invention permet de contrôler le flux d'air du module de refroidissement afin d'améliorer le coefficient de pénétration dans l'air du véhicule et optimiser le réchauffement du moteur en intégrant le dispositif d'obturation dans l'espace entre les échangeurs. La localisation des échangeurs impose un environnement extrêmement réduit, généralement de 10 à 24mm entre les échangeurs. De plus, le dispositif est aussi contraint par la face avant du véhicule. 3064550 3 Selon un aspect de l'invention, le rideau est fixé sur un cadre hermétique entre les deux échangeurs. Selon un aspect de l'invention, le rideau est unique. Selon un aspect de l'invention, le rideau comprend au moins une zone 5 totalement fermée agencée pour obturer intégralement le passage du flux d'air. Selon un aspect de l'invention, le rideau comprend une deuxième zone avec une ouverture choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire inférieure à la quantité d'air maximale. Selon un aspect de l'invention, rideau comprend une troisième zone avec une 10 ouverture choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire supérieure à celle associée à la deuxième zone intermédiaire. Selon un aspect de l'invention, dans l'une au moins des deuxième et troisième zones, l'ouverture présente une forme sensiblement rectangulaire ou trapézoïdale. Selon un aspect de l'invention, dans l'une au moins des deuxième et troisième 15 zones, l'ouverture est disposée au centre du rideau. Selon un aspect de l'invention, le rideau comprend une quatrième zone dans laquelle l'ouverture est maximale où le rideau laisse le passage du flux d'air complètement dégagé. Selon un aspect de l'invention, le rideau présente une symétrie par un axe de zo symétrie passant en son centre. Selon un aspect de l'invention, le rideau comprend quatre zones. Une première partie en haut est pleine et permet de fermer complètement le flux d'air. Une deuxième zone présente une ouverture limitée permettant de laisser passer une faible quantité d'air. Une troisième zone s'agrandie de manière continue jusqu'à une 25 quatrième zone qui laisse passer la totalité du flux d'air. La première zone permet de fermer complètement le flux d'air entrainant ainsi un gain maximal en coefficient de pénétration et accélérant le réchauffement du moteur du véhicule. Lorsque le moteur est chaud, un faible refroidissement est nécessaire. Le rideau remonte alors pour présenter sa deuxième zone et son 30 ouverture limitée et ainsi refroidir un minimum le moteur tout en améliorant un maximum le coefficient de pénétration. En cas de besoins plus importants en refroidissement, le rideau remonte encore pour présenter un chevauchement entre la deuxième zone et la troisième zone plus ou moins grand en fonction des besoins. En cas de situation extrême et de besoin de toute la surface des échangeurs, le rideau 3064550 4 se met en quatrième position, permettant de refroidir de manière complète les échangeurs. L'ouverture partielle réglable de manière continue permet d'adapter le refroidissement de manière précise et de gagner un maximum en coefficient de 5 pénétration. De plus, l'ouverture au centre des échangeurs permet d'optimiser leur fonctionnement et donc de gagner d'autant plus en coefficient de pénétration. D'autre part, l'ouverture partielle est située au centre des échangeurs de manière perpendiculaire aux tubes, évitant ainsi les dilatations différentielles au niveau des pieds de tubes fixés aux collecteurs et donc les fuites. 10 Selon un aspect de l'invention, pour maintenir le rideau tendu, le rideau comprend au moins un lien qui relie les cotés du rideau de part et d'autre de l'ouverture centrale. 15 L'invention concerne également un module de refroidissement comprenant - un échangeur de chaleur basse température, ou un condenseur, - un échangeur de chaleur haute température, et - un dispositif de régulation tel que décrit précédemment agencé entre les deux échangeurs, 20 l'échangeur de chaleur basse température étant positionné en amont du dispositif de régulation et l'échangeur de chaleur haute température étant positionné en aval du dispositif de régulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la 25 lecture de la description qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter, et qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures : - la figure 1 est une vue schématique illustrant un dispositif de régulation d'un flux d'air ainsi qu'un module de refroidissement conformes à l'invention selon une 30 vue de haut ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective des éléments du dispositif de régulation d'un flux d'air selon un premier mode de réalisation ; - la figure 3 illustre schématiquement et partiellement un rideau selon un autre mode de réalisation de l'invention. 3064550 5 La figure 1 illustre un dispositif de régulation 12 d'un flux d'air F ainsi qu'un module de refroidissement 1 conformes à l'invention, notamment pour véhicule automobile, selon une vue de haut. Le module de refroidissement 1 comprend un 5 échangeur de chaleur amont 2 et un échangeur de chaleur aval 4 agencés en série selon le sens d'écoulement d'un flux d'air F les traversant. Autrement dit, le module de refroidissement 1 est configuré pour être disposé sur un support, tel que le châssis d'un véhicule, de sorte que l'échangeur de chaleur amont 2 soit traversé par un flux d'air F en premier et l'échangeur de chaleur aval 4 en deuxième. 10 Sur la figure 1, l'échangeur de chaleur amont 2 est au premier plan et l'échangeur de chaleur aval 4 est dans un plan situé derrière. Ici, l'échangeur de chaleur amont 2 est un radiateur de refroidissement, dit basse température, servant à refroidir un liquide de refroidissement d'une boucle d'échange de chaleur, dite 15 basse température, comprenant, notamment, un condenseur de climatisation et/ou un refroidisseur d'air de suralimentation. L'échangeur de chaleur aval 4 est un radiateur de refroidissement haute température destiné à refroidir un liquide de refroidissement d'une boucle d'échange de chaleur comprenant un moteur du véhicule. L'air qui traverse cet échangeur aval 4 refroidit le liquide de refroidissement 20 du moteur. Chaque échangeur 2, 4 comprend, par exemple, un faisceau 6 d'échange de chaleur et des chambre de collecte 8 disposés latéralement de part et d'autre du faisceau 6. Le faisceau 6 est traversé par le flux d'air F. Il comprend un ensemble de 25 tubes parallèles les uns aux autres, débouchant dans les chambres de collecte 8, pour la circulation du liquide de refroidissement. Le module de refroidissement 1 est configuré pour autoriser un écoulement d'air de manière sensiblement étanche entre lesdits échangeurs de chaleur 2,4, 30 c'est-à-dire que l'échangeur de chaleur amont 2 et l'échangeur de chaleur aval 4 sont assemblés l'un à autre de sorte que l'échangeur de chaleur aval 4 ne soit pas directement traversé par de l'air venant de l'extérieur du module. Autrement dit, le flux d'air F traversant l'échangeur de chaleur aval 4 est issu du flux d'air F traversant l'échangeur de chaleur amont 2. Pour cela, le module de refroidissement 1 peut par 3064550 6 exemple comprendre des moyens d'étanchéité permettant de véhiculer l'intégralité du flux d'air ayant traversé l'échangeur de chaleur amont 2 vers l'échangeur de chaleur aval 4 sans perte de débit d'air. Ces moyens d'étanchéité, non illustrés, peuvent par exemple comprendre une gaine agencée entre les deux échangeurs de 5 chaleur amont 2,4. Une autre alternative est d'accoler les échangeurs de chaleur 2,4 l'un à l'autre. Pour faciliter le passage d'un flux d'air dans le module de refroidissement 1, notamment lorsque le véhicule est à l'arrêt, le module comprend un groupe moto- 10 ventilateur 10 apte à faire circuler l'air dans le module de refroidissement 1. Comme illustré sur la figure 1, le groupe moto-ventilateur 10 est disposé en aval de l'échangeur de chaleur aval 4, le groupe moto-ventilateur 10 étant configuré pour aspirer l'air depuis une entrée d'air du véhicule, qui est de préférence définie par sa calandre. 15 Le module de refroidissement 1 selon l'invention comprend en outre un dispositif de régulation 12 du flux d'air agencé entre l'échangeur de chaleur amont 2 et l'échangeur de chaleur aval 4. Le dispositif de régulation 12 contrôle le passage du flux d'air F de l'échangeur de chaleur amont 2 vers l'échangeur de chaleur aval 4 20 par l'intermédiaire de rideaux 14 rétractables, ou autrement dit des volets glissants ou encore des films déroulants. A cette fin, les rideaux 14 peuvent passer d'une configuration fermée ou d'obturation où ils bloquent intégralement le passage du flux d'air F à une configuration ouverte ou d'ouverture où ils libèrent au maximum le passage du flux d'air F. En d'autres termes, les rideaux 14 ne font pas obstacle à 25 l'écoulement du flux d'air F, ou autrement dit, les rideaux 14 sont positionnés de manière à laisser passer le flux d'air F avec un débit d'air maximal. Les rideaux 14 peuvent bien évidemment adopter toute position intermédiaire. Les rideaux sont par exemple réalisés en fibres de verre, notamment en fibres de verre imprégnés de PTFE. 30 La figure 2 illustre une vue schématique plus détaillé du dispositif de régulation 12 conforme à l'invention selon une vue de face. Le dispositif de régulation 12 comprend deux rideaux 14 chacun s'enroulant ou se déroulant autour d'un support 16 pour passer de la configuration ouverte à la configuration fermée. Les 3064550 7 supports 16 sont adaptés pour permettre l'enroulement ou le déroulement des rideaux 14. Ils peuvent par exemple être sous la forme d'un rouleau c'est-à-dire un cylindre circulaire droit (ou cylindre de révolution avec des bases étant délimités par deux cercles égaux et parallèles) comme illustré sur la figure 2. Afin de permettre le 5 déplacement des rideaux 14, le dispositif de régulation 12 comprend un moteur ou actionneur 18. Les rideaux 14 peuvent également comprendre à leur extrémité une lèvre d'étanchéité 20. Afin de garantir une bonne étanchéité de l'ensemble, le dispositif de régulation 10 12 peut comprendre un élément de fermeture 22, qui correspond à un élément sur lequel les rideaux 14 viennent s'appuyer en fin de course dans la configuration fermée, à savoir lorsqu'ils sont déroulés. On a représenté sur la figure 3 un autre exemple de réalisation de l'invention. 15 Dans cet exemple, le rideau 30 présente un axe d'enroulement sensiblement horizontal lorsque le dispositif est monté sur le véhicule, tandis que dans l'exemple précédent l'axe d'enroulement est vertical. Ce rideau 30 présente une ouverture déroulée totale 31 agencée de manière 20 à ce que lorsque le rideau 30 est déplacé, le dispositif de régulation passe d'une configuration fermée où le rideau 30 obture intégralement un passage du flux d'air à une configuration ouverte où le rideau 30 laisse le passage du flux d'air complètement dégagé, l'ouverture 31 du rideau 30 présentant une largeur mesurée suivant l'axe d'enroulement Z qui est variable en fonction de la position du rideau de 25 manière à permettre un passage de flux d'air variable entre la configuration fermée et la configuration ouverte. Le rideau 30 unique est fixé sur un cadre hermétique 32 entre les deux échangeurs. Le rideau 30 comprend : 30 - une zone totalement fermée 34 agencée pour obturer intégralement le passage du flux d'air, - une deuxième zone 35 avec une ouverture centrale rectangulaire 40 choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire inférieure à la quantité d'air maximale, 3064550 8 - une troisième zone 36 avec une ouverture 41 de forme trapèze choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire supérieure à celle associée à la deuxième zone intermédiaire 35, 5 - une quatrième zone 37 dans laquelle l'ouverture 42 est maximale où le rideau laisse le passage du flux d'air complètement dégagé. Le rideau 30 présente une symétrie par un axe de symétrie SY passant en son centre. 10 Pour maintenir le rideau tendu, le rideau comprend au moins un lien 45 qui relie les cotés du rideau de part et d'autre de l'ouverture centrale 15 REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation (12) d'un flux d'air (F) circulant au sein d'un premier échangeur de chaleur (4) pour véhicule automobile, le dispositif de régulation (12) comprenant un rideau avec un axe d'enroulement sensiblement horizontal et présentant une ouverture agencée de manière à ce que lorsque le rideau est déplacé, le dispositif de régulation passe d'une configuration fermée où le rideau (30) obture intégralement un passage du flux d'air (F) à une configuration ouverte où le rideau (30) laisse le passage du flux d'air complètement dégagé, l'ouverture du rideau présentant une largeur mesurée suivant l'axe d'enroulement qui est variable en fonction de la position du rideau de manière à permettre un passage de flux d'air variable entre la configuration fermée et la configuration ouverte.2. 3. 4. 5. 6. Dispositif de régulation (12) selon la revendication 1, dans lequel le rideau est unique. Dispositif de régulation (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rideau comprend au moins une zone totalement fermée (34) agencée pour obturer intégralement le passage du flux d'air (F). Dispositif de régulation (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rideau comprend une deuxième zone (35) avec une ouverture choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire inférieure à la quantité d'air maximale. Dispositif de régulation (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rideau comprend une troisième zone (36) avec une ouverture choisie pour laisser passer un flux d'air de quantité intermédiaire supérieure à celle associée à la deuxième zone intermédiaire. Dispositif de régulation (12) selon les deux revendications précédentes, dans lequel, dans l'une au moins des deuxième et troisième zones, l'ouverture présente une forme sensiblement rectangulaire ou trapézoïdale. 3064550 10 7. Dispositif de régulation (12) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rideau comprend une quatrième zone (37) dans laquelle l'ouverture est maximale où le rideau (14) laisse le passage du flux d'air complètement 5 dégagé. 8. Dispositif de régulation (12) selon l'une des revendications précédentes, le rideau présente une symétrie par un axe de symétrie (SY) passant en son centre. 10