Brevet FR3093792A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : MODULE DE REFROIDISSEMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE Domaine technique [0001] L'invention se rapporte au domaine de l'automobile, et plus particulièrement au domaine de la circulation d'air pour le refroidissement du moteur et de ses équipements. Technique antérieure [0002] Les véhicules à moteur, qu'ils soient à combustion ou électriques, ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur de véhicule automobile comprend généralement des tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est destiné à circuler, notamment un liquide tel que l'eau, et des éléments d'échange de chaleur reliés à ces tubes, souvent désignés par le terme « ailettes » ou « intercalaires ». Les ailettes permettent d'augmenter la surface d'échange entre les tubes et l'air ambiant. [0003] Toutefois, afin d'augmenter encore l'échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l'air ambiant, il est fréquent qu'un dispositif de ventilation soit utilisé en sus, pour générer ou accroitre un flux d'air dirigé vers les tubes et les ailettes. [0004] De façon connue, un tel dispositif de ventilation comprend un ventilateur à hélice. [0005] Le flux d'air généré par les pales d'un tel ventilateur est turbulent, notamment en raison de la géométrie circulaire de l'hélice, et n'atteint en général qu'une partie seulement de la surface de l'échangeur de chaleur (zone circulaire de l'échangeur faisant face à l'hélice du ventilateur). L'échange de chaleur ne se fait donc pas de façon homogène sur toute la surface des tubes et des ailettes. [0006] En outre, lorsque la mise en marche du ventilateur ne s'avère pas nécessaire (typiquement lorsque l'échange de chaleur avec de l'air ambiant non accéléré suffit à refroidir le fluide caloporteur circulant dans l'échangeur), les pales obstruent en partie l'écoulement de l'air ambiant vers les tubes et les ailettes, ce qui gêne la circulation d'air vers l'échangeur et. limite ainsi l'échange de chaleur avec le fluide caloporteur. [0007] Un tel ventilateur est en outre relativement encombrant, à cause notamment des di- mensions nécessaires de l'hélice pour obtenir un refroidissement moteur effectif, ce qui rend long et délicat son intégration dans un véhicule automobile. [0008] Cette intégration est d'autant plus compliquée dans un véhicule électrique, dont la face avant laisse peu de place pour y loger les éléments de refroidissement du véhicule, [0009] Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. Exposé de l'invention 2 100101 À cet effet, l'invention a pour objet un module de refroidissement pour véhicule au- tomobile, comprenant au moins un échangeur thermique, au moins une turbomachine taneentielle apte à créer un flux d'air destiné à refroidir ledit au moins un échangeur thermique, ladite au moins une turbomachine tangentielle étant disposée derrière ledit au moins un échangeur thermique relativement à un sens d'écoulement dudit flux d'air dans le module de refroidissement, au moins un volet disposé derrière ledit au moins un échangeur thermique relativement au sens d'écoulement dudit flux d'air, et monté mobile entre une première position, dite position d'ouverture du module de refroidissement et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement. [0011] Ainsi, avantageusement, la turbomachine tangentielle permet de créer un flux d'air à travers tous les échangeurs thermiques avec un bien meilleur rendement que si un ventilateur à hélice était mis en oeuvre. [0012] De préférence, le module de refroidissement comporte une ou plusieurs des caracté- ristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - le module de refroidissement est configuré pour positionner ledit au moins un volet en position d'ouverture quand ladite au moins une turbomachine tangentielle est à l'arrêt ; - ladite au moins une turbomachine est configurée pour être mise à l'arrêt quand un débit d'air dans ledit au moins un échangeur de chaleur est supérieur ou égal à un débit d'air maximal pouvant être aspiré par ladite au moins une turbomachine tangentielle ; - ledit au moins un volet est de type passif ; - ledit au moins un volet est monté piloté par un actionneur ; - le module comprend une pluralité de volets parallèles les uns aux autres et configurés pour être positionnés selon l'une des positions d'ouverture ou de fermeture simultanément les uns aux autres ; - le module comprend deux turbomachines tangentielles disposées parallèlement l'une à l'autre de sorte à délimiter une surface de sortie d'air hors du module de refroidissement, les volets étant placés entre les deux turbomachines tangentielles ; - les volets sont montés parallèlement à un axe de rotation des turbomachines tangentielles. [0013] L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une car- rosserie, un pare-chocs et un module de refroidissement tel que décrit précédemment, la carrosserie définissant au moins une baie de refroidissement disposée sous le pare-chocs, le module de refroidissement étant disposé en regard de la au moins une baie de refroidissement. Brève description des dessins 3 100141 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : [0015] [fig.1] représente schématiquement la partie avant d'un véhicule automobile, vu de côté ; [0016] [fig.2] illustre une vue schématique en perspective d'un dispositif de ventilation selon la présente invention ; [0017] [fig.3] illustre une vue schématique en perspective d'un autre dispositif de ventilation selon la présente invention ; [0018] [fig.4] est une vue schématique de côté d'un volet de la figure 2 ou de la figure 3 en position de fermeture ; [0019] [fig.5] est une vue schématique de côté du volet de la figure 4 dans une position d'ouverture. Description de modes de réalisation [0020] La figure 1 illustre de manière schématique la partie avant d'un véhicule automobile 10 comportant un moteur 12. Ce moteur 12 pouvant être thermique ou électrique. Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 et un parc-chocs 16 portés par un châssis (non représenté) du véhicule automobile 10. La carrosserie 14 définit une baie de refroidissement 18, c'est-à-dire une ouverture à travers la carrosserie 14. La baie de refroidissement 18 est ici unique. Cette baie de refroidissement 18 se trouve en partie basse de la face avant 14a de la carrosserie 14. Dans l'exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le parc-chocs 16. Unc grille 20 peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Un module de refroidissement 22 est disposé en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille 20 permet notamment de protéger ce module de refroidissement 22. [0021] Le module de refroidissement 22 comprend un dispositif de ventilation 24 associé à au moins un échangeur thermique 26. [0022] Comme il ressort des figures, le dispositif de ventilation 1 comprend au moins un ventilateur tangentiel, aussi nommé turbomachine tangentielle ci-après, référencée 2, qui aspire un flux d'air F à destination de l'échangeur de chaleur ou des échangeurs de chaleur. [0023] Selon les deux modes de réalisation illustrés sur ces figures, le dispositif de ven- tilation 24 comprend deux turbomachines 28-1, 28-2, disposées parallèlement l'une à l'autre. [0024] Par parallèle, on entend qu'un axe de rotation Ap_1 de la turbine de la turbomachine 28-1 est parallèle à un axe de rotation A332 de la turbine de la turbomachine 28-2. [0025] Les deux turbomachines 28-1, 28-2 délimitent une surface S de sortie d'air hors du module de refroidissement 22. La surface S est disposée en regard du ou des échangeurs de chaleur 26 et constitue une face arrière du dispositif de ventilation 24. [0026] Le dispositif de ventilation 24 comprend au moins un volet 30 monté mobile entre une première position, dite position d'ouverture du module de refroidissement (figure 5) et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement (illustrée sur les figures 2, 3, 4). [0027] Sur les figures 2 et 3, le dispositif de ventilation 24 comprend plusieurs volets 30 répartis sur huit rangées et disposés parallèlement aux axes de rotation Ap 1, A3,_2. L'ensemble des volets 30 occupe la face arrière S du module de refroidissement. [0028] Comme il ressort de ces figures, chacun des volets 30 comprend une paroi 32 montée pivotante autour d'un axe de rotation parallèle aux axes de rotations A321, Au 2 [0029] En position de fermeture, chaque paroi 32 couvre une partie de la surface S. Sur les figures 2 et 3, en position de fermeture, les parois 32 des volets 30 sont jointives les uns des autres, ce qui obstrue toute la surface S. [0030] Dans chaque position d'ouverture, chaque paroi 32 forme localement un angle non nul avec la surface S, ce qui permet au flux d'air F de traverser le module de refroidissement 22, comme visible sur la figure 5. [0031] Le module de refroidissement 22 est configuré pour positionner les volets 30 en position d'ouverture quand les turbomachines tangentielles 28-1, 28-2 sont à l'arrêt. [0032] De préférence, les turbomachines sont à l'arrêt quand un débit d'air traversant le ou les échangeur(s) de chaleur du module de refroidissement 22 est supérieur ou égal à un débit d'air maximal pouvant être aspiré par les turbomachines tangentielles 28-1, 28-2. Cette condition est notamment réalisée à haute vitesse, par exemple quand le véhicule roule sur autoroute. [0033] Une telle configuration, parce qu'elle permet de mettre à l'arrêt les turbomachines dès que le flux d'air généré par la vitesse du véhicule est suffisante. Une telle propriété permet par exemple pour les véhicules électriques, à assurer une réelle économie de courant et ainsi une autonomie plus longue du véhicule électrique. [0034] Selon le mode de réalisation illustré à la figure 2, les volets 30 sont de type passif, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas alimentés électriquement. [0035] Ainsi, à faible vitesse du véhicule, les turbomachines 28-1, 28-2 fonctionnent et aspirent le flux d'air F qui traverse le(s) échangeur(s) thermique(s) et ouvre les volets 30. [0036] A vitesse élevée du véhicule, les turbomachines 28-1, 28-2 sont mises à l'arrêt et le flux d'air directement généré par le mouvement du véhicule traverse le(s) échangeur(s) thermique(s) et ouvre les volets 30. [0037] Avantageusement, les volets sont réalisés en matériau plastique PA6 ou PA66. [0038] Selon le mode de réalisation illustré à la figure 3, les volets 30 sont pilotés par un ac- tionneur. [0039] Ainsi, à faible vitesse du véhicule, les turbomachines 28-1, 28-2 fonctionnent et aspirent le flux d'air F qui traverse le(s) échangeur(s) thermique(s) et ouvre les volets 30. [0040] A vitesse élevée du véhicule, les turbomachines 28-1, 28-2 sont mises à l'arrêt et l'actionneur déplace les volets 30 en position d'ouverture. [0041] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés. Par exemple, il a été décrit que les turbomachines fonctionnent en aspiration, c'est-à-dire qu'elle aspire l'air ambiant pour le conduire au contact des différents échangeurs thermiques. Alternativement, cependant, les turbomachines fonctionnent par soufflage. [0042] De plus, les volets 30 peuvent s'étendre orthogonalement aux axes de rotation A32 I, A32 2. [0043] Par ailleurs, les volets 30 peuvent occuper partiellement uniquement la surface S. C'est le cas par exemple si les volets 30 sont disposés une rangée sur deux. 6