FR2964150A1

FR2964150A1 - Systeme de refroidissement d'un moteur de vehicule

Info

Publication number: FR2964150A1
Application number: FR1056917A
Authority: FR
Inventors: Thomas Reber
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-02

Abstract

Le système de refroidissement est du type comprenant une entrée d'air (100) en façade avant du véhicule afin de permettre un écoulement naturel d'air (« E ») pour le refroidissement du radiateur (220) du véhicule, le radiateur (220) étant disposé au moins partiellement en regard de ladite entrée d'air (100). Un moyen de génération d'un flux d'air (« F ») est prévu et peut être mis en fonctionnement lorsque l'écoulement naturel d'air (« E ») ne suffit pas. Selon la présente invention, le moyen de génération d'un flux d'air (« F ») est constitué par une paroi (240) installée sensiblement au niveau de l'entrée d'air. La paroi (240) est alimentée en air par une source de production d'air située sous le capot du moteur, ladite source de production étant déportée par rapport au champ de l'écoulement d'air provenant de l'entrée d'air (100), traversant le radiateur (220) et atteignant le moteur du véhicule (210). Véhicules automobiles. Systèmes de refroidissement des moteurs thermiques des véhicules automobiles.

Description

SYSTEME DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR DE VEHICULE.

[0001 La présente invention concerne un système de refroidissement d'un moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile. [0002] Le système de refroidissement liquide d'un moteur thermique de véhicule, en particulier de véhicule automobile, est constitué de passages d'eau ménages entre les chemises et les parois du moteur, ainsi que dans la culasse. L'eau, à laquelle sont ajoutés différents additifs, circule du moteur vers un radiateur à l'aide d'une pompe entraînée par le moteur au moyen d'une courroie. Le radiateur est fait d'une multitude de petits tubes à ailettes où l'échange calorifique s'effectue entre l'eau et l'air le traversant. Le radiateur est généralement placé dans le prolongement de l'entrée d'air en façade avant du véhicule, là où le débit d'air est maximal. [0003] De manière classique, un ventilateur est placé contre le radiateur pour générer le flux d'air dans les situations où le débit d'air ne suffit pas à refroidir le fluide caloporteur, en particulier lorsque le véhicule est à l'arrêt ou lorsque le fluide est extrêmement chaud. Ce ventilateur comprend de grandes pâles, qui couvrent la quasi-totalité de sa surface et lui confèrent lorsqu'il est en marche une grande efficacité. Toutefois, lorsque le ventilateur n'est pas en marche, ses grandes pâles offrent une résistance relativement importante à l'écoulement de l'air, ce qui a pour résultat de contrecarrer le refroidissement nécessaire des organes présents sous le capot du véhicule, donc d'en accélérer le réchauffement et, par conséquent, de solliciter le ventilateur. Si le ventilateur est mis plus souvent en mode de fonctionnement, il en résulte une plus forte consommation électrique. [0004 Si l'on prend en compte, au stade de la conception du véhicule, le frein constitué par les pâles du ventilateur, tel qu'exposé ci-dessus, il n'est d'autre solution que d'agrandir l'entrée d'air en façade avant du véhicule. Toutefois, cet agrandissement se traduit par des pertes aérodynamiques et, par conséquent, par une surconsommation.

[0005i Pour ces raisons, il faut trouver un compromis entre la nécessité de ventiler le radiateur, y compris dans les situations de vie extrêmes, et le besoin de limiter les obstacles au passage de l'air dans les situations de vie où il peut circuler naturellement. [0006i Différentes solutions techniques ont déjà été explorées. [0007] A titre d'exemple, le document US 2008/0017138 Al décrit un système de refroidissement pour un véhicule automobile, qui comprend un échangeur de chaleur traversé par un fluide de refroidissement. L'échangeur comporte une surface qui est traversée par un flux d'air suivant un premier trajet dans un premier mode de fonctionnement, en particulier un mode de pression minimum, et qui est traversée, de manière supplétive ou alternative, par un flux d'air suivant un second trajet à travers un organe de transmission d'air dans un second mode de fonctionnement, en particulier un mode « ventilateur ». L'organe de transmission d'air, situé entre l'échangeur de chaleur et le moteur, comprend une surface à pénétration d'air. Le flux d'air de refroidissement est obstrué le moins possible sur le premier trajet dans le premier mode de fonctionnement, et il est conduit sur le second trajet avec une perte minimale. A cette fin, l'organe de transmission d'air et l'échangeur de chaleur sont conçus de telle sorte qu'une projection parallèle de la surface de pénétration d'air dans la direction longitudinale du véhicule sur le plan contenant la surface de pénétration de l'air de l'échangeur fait saillie au moins en partie au-delà de ladite surface de pénétration de l'air de l'échangeur. De plus, l'organe de transmission d'air et l'échangeur de chaleur sont conçus également de telle manière qu'une partie substantielle de ladite surface de pénétration de l'air de l'échangeur n'est pas couverte par la projection parallèle de cette dernière. [0008] Le but de la présente invention est de fournir un système de refroidissement d'un moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile, qui favorise le passage sans obstacles de l'air sous le capot du véhicule, c'est-à-dire dans lequel le flux d'air soufflé n'est pas contrecarré par un élément de l'organe de production de cet air soufflé.

[0009] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système de refroidissement, qui permette, à débit d'air de refroidissement égal, de réduire la surface de l'entrée d'air en façade avant du véhicule, par conséquent d'avoir un impact favorable sur la traînée globale du véhicule et, donc, de diminuer la consommation de ce dernier. [0010] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel système de refroidissement, qui soit, de manière générale, de conception, de fabrication et de montage simples, qui soit efficace et économique. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un système de refroidissement d'un moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile, du type comprenant une entrée d'air en façade avant du véhicule permettant un écoulement naturel d'air pour le refroidissement du radiateur du véhicule disposé au moins partiellement en regard de ladite entrée d'air, et un moyen de génération d'un flux d'air pouvant être mis en fonctionnement lorsque l'écoulement naturel d'air ne suffit pas. Dans ce système de refroidissement nouveau, le moyen de génération d'un flux d'air est constitué par une paroi installée sensiblement au niveau de l'entrée d'air, ladite paroi étant alimentée en air par une source de production d'un flux d'air située sous le capot du moteur et en position déportée par rapport au champ de l'écoulement d'air provenant de l'entrée d'air, traversant le radiateur et atteignant le moteur du véhicule. [0012] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la paroi est installée sur au moins une partie du pourtour de l'entrée d'air et présente un profil conçu pour permettre au flux d'air produit par ladite source de production d'air d'entraîner une quantité relativement importante d'air environnant et la diriger dans le champ de l'écoulement d'air à travers le radiateur et puis sur le moteur. [0013] En variante, la paroi peut être installée sur le pourtour complet de l'entrée d'air. [0014] En variante également, la paroi peut être installée sur au moins une rampe dans l'entrée d'air, en amont du radiateur.

[0015] La source de production d'un flux d'air peut avantageusement être constituée par une turbine soufflante, ou bien par un ventilateur. [0016] La source de production d'air peut être éloignée de l'entrée d'air pour des raisons d'intégration si nécessaire. Elle peut être reliée à la paroi par au moins un conduit d'alimentation en air. [0017] Selon un mode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, la paroi mentionnée ci-dessus présente une section tubulaire aplatie offrant une section de sortie d'air sous la forme sensiblement d'une rainure large de 1,5 mm à 30 mm. [ools] La présente invention a également pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte un système de refroidissement conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0019] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe d'un système de refroidissement selon l'art antérieur, dans lequel le ventilateur est en position de non fonctionnement (position « OFF »), la figure 2 est un schéma de principe du système de refroidissement de la figure 1, dans lequel le ventilateur est en position de fonctionnement (position « ON »), - la figure 3 est un schéma de principe d'un système de refroidissement selon la présente invention, dans lequel le ventilateur est en position de non fonctionnement (position « OFF »), - la figure 4 est un schéma de principe du système de refroidissement de la figure 3, dans lequel le ventilateur est en position de fonctionnement (position « ON »),

- la figure 5 est une vue en coupe, schématique, d'une partie avant de véhicule, montrant le flux d'air produit par la source de production d'air selon la présente invention, et - la figure 6 représente, de manière schématique, le radiateur et le refroidisseur d'air de suralimentation à travers lesquels passent l'écoulement naturel d'air et le flux d'air soufflé, selon la présente invention. [0020] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière schématique, un système de refroidissement de type connu. Il est placé dans le prolongement de l'entrée d'air 10 en façade avant d'un véhicule à moteur thermique, là où le débit est maximal. Lorsque le véhicule avance, l'écoulement naturel de l'air « E » à travers l'entrée d'air 10 vient traverser le radiateur 22 pour atteindre le moteur 21, ce qui lui permet d'évacuer toutes les calories du fluide caloporteur. Dans les situations où le débit d'air « E » ne suffit pas à refroidir le fluide caloporteur (véhicule à l'arrêt ou fluide caloporteur extrêmement chaud, par exemple), on met en fonctionnement un ventilateur 23 (position « ON ») placé contre le radiateur 22 afin de générer un flux d'air additionnel « F », comme représenté très schématiquement sur la figure 2. Ainsi, le système de refroidissement est opérant quelque soit la situation de vie rencontrée du véhicule. [0021] Toutefois, comme déjà mentionné précédemment, les pâles du ventilateur 23, placé contre le radiateur 22, couvrent une grande partie du ventilateur et offrent, de ce fait, une grande résistance à l'écoulement naturel d'air « E » lorsque le ventilateur est sur la position « OFF ». [0022] Pour surmonter cet inconvénient, la présente invention fournit un nouveau système de refroidissement dont le principe de fonctionnement est décrit ci-après en référence aux figures 3 à 5. [0023] Comme montré schématiquement sur le dessin de la figure 3, le système de refroidissement selon l'invention ne comprend plus de ventilateur entre le radiateur 220 et le moteur 210. Lorsque le véhicule avance, l'écoulement naturel de l'air « E » à travers l'entrée d'air 10 vient traverser le radiateur 220 pour

atteindre le moteur 210 sans rencontrer l'obstacle de pâles de ventilateur. Dans les situations où le débit d'air « E » ne suffit pas à refroidir le fluide caloporteur (véhicule à l'arrêt ou fluide caloporteur extrêmement chaud, par exemple), comme illustré sur le dessin de la figure 4, on met en fonctionnement une turbine soufflante 230 (position « ON ») située sous le capot 200 du moteur et en position déportée par rapport au champ de l'écoulement naturel d'air « E » provenant de l'entrée d'air 100, traversant le radiateur 220 et atteignant le moteur 210 du véhicule. Cette turbine soufflante 230, qui peut aussi être un ventilateur, produit un flux d'air « F » qui alimente une paroi située dans l'entrée d'air 100 sans imposer, du fait de sa position déportée, la présence de pâles dans le champ d'entrée de l'air dans le sous capot. Le trajet de ce flux d'air « F » est représenté sur le dessin de la figure 4 par les flèches F, la paroi étant alimentée par la turbine soufflante 230 via un conduit d'air (non représenté). [0024] Comme représenté très schématiquement sur le dessin de la figure 5, la paroi 240 est installée sur au moins une partie du pourtour de l'entrée d'air 100 et présente un profil conçu pour permettre au flux d'air « F » produit par la source de production d'air 230 d'entraîner une quantité relativement importante d'air environnant et la diriger dans le champ de l'écoulement d'air à travers le radiateur 220 et puis sur le moteur 210. [0025] Selon une variante de réalisation, la paroi 240 peut être installée sur le pourtour complet de l'entrée d'air 100. [0026] Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la paroi 240 peut être installée sur des rampes (non représentées) dans l'entrée d'air 100. [0027] De manière non limitative de l'objet et de la portée de la présente invention, la paroi 240 peut avantageusement présenter une section tubulaire aplatie offrant une section de sortie d'air sous la forme sensiblement d'une rainure de largeur « I » comprise entre 1,5 mm e t 30 mm. [0028] Comme illustré sur le dessin de la figure 6, le principe de refroidissement de l'invention s'applique au radiateur 220 du véhicule, mais aussi au radiateur 30 d'air de suralimentation 221 (dénommé aussi « RAS ») ou au condensateur de

climatisation, qui sont tous les deux placés dans la continuité de l'entrée d'air de la façade avant du véhicule. [0029] Le système de refroidissement décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : ^ il constitue un bon compromis entre la nécessité de ventiler le radiateur, y compris dans les situations de vie extrêmes, et le besoin de limiter les obstacles au passage de l'air dans les situations de vie où il peut circuler naturellement, - il favorise le passage de l'air dans le sous capot, il permet, à débit d'air de refroidissement égal, de réduire la surface de l'entrée d'air en façade avant du véhicule, et, par conséquent, de diminuer la consommation de ce dernier, - il est de conception simple, et - il est économique. [0030] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de refroidissement d'un moteur de véhicule, en particulier de véhicule automobile, du type comprenant une entrée d'air (100) en façade avant du véhicule permettant un écoulement naturel d'air (« E ») pour le refroidissement du radiateur (220) du véhicule disposé au moins partiellement en regard de ladite entrée d'air (100), et un moyen de génération d'un flux d'air (230) pouvant être mis en fonctionnement lorsque l'écoulement naturel d'air (« E ») ne suffit pas, caractérisé en ce que ledit moyen de génération d'un flux d'air (« F ») est constitué par une paroi installée sensiblement au niveau de l'entrée d'air (100), ladite paroi (240) étant alimentée en air par une source de production d'air (230) située sous le capot (200) du moteur et en position déportée par rapport au champ de l'écoulement d'air (« E ») provenant de l'entrée d'air (100), traversant le radiateur (220) et atteignant le moteur (210) du véhicule.
2. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi (240) est installée sur au moins une partie du pourtour de l'entrée d'air (100) et présente un profil conçu pour permettre au flux d'air (« F ») produit par ladite source de production d'air (230) d'entraîner une quantité relativement importante d'air environnant et la diriger dans le champ de l'écoulement d'air à travers le radiateur (220) et puis sur le moteur (210).
3. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi (240) est installée sur le pourtour complet de l'entrée d'air (100) et présente un profil conçu pour permettre au flux d'air (« F ») produit par ladite source de production d'air (230) d'entraîner une quantité relativement importante d'air environnant et la diriger dans le champ de l'écoulement d'air à travers le radiateur (220) et puis sur le moteur (210).
4. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi (240) est installée sur au moins une rampe dans l'entrée d'air (100) et présente un profil conçu pour permettre au flux d'air (« F ») produit par ladite source de production d'air (230) d'entraîner une quantité relativement importante d'air environnant et la diriger dans le champ de l'écoulement d'air à travers le radiateur (220) et puis sur le moteur (210).
5. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite source de production d'air (230) est constituée par une turbine soufflante.
6. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite source de production d'air (230) est constituée par un ventilateur.
7. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1, 5 et 6, caractérisé en ce que ladite source de production d'air (230) est reliée à ladite paroi (240) par au moins un conduit d'alimentation en air.
8. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite paroi (240) présente une section tubulaire aplatie offrant une section de sortie d'air sous la forme sensiblement d'une rainure large de 1,5 mm à 30 mm.
9. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 15 comporte un système de refroidissement conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 20