FR2985689A1

FR2985689A1 - Car front end, has radiator tank casing whose bottom is provided with opening for evacuation of water from inlet to define water path between inlet and opening, where grid is placed on bottom across water path between inlet and opening

Info

Publication number: FR2985689A1
Application number: FR1250307A
Authority: FR
Inventors: Emmanuelle Nee Thivolle Cazat Andres; Yann Recoquillon; Patrick Gillieron
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-19
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: FR2985689B1

Abstract

The front end has a radiator tank casing (10) transversely placed at a base of a windscreen and comprising an upper surface (11) with an inlet (12) for air and surface water. The casing comprises a side surface with an air extraction channel (14). Bottom (16) of the casing transversely comprises an evacuation opening (17) for evacuation of water discharged from the inlet so as to define a water path between the inlet and the opening. A grid (20) is placed on the casing bottom across the water path between the inlet and the evacuation opening.

Description

Avant de véhicule comprenant un caisson de boîte à eau doté d'un dispositif d'abaissement du niveau d'eau La présente invention concerne un avant de véhicule comprenant un 5 boîtier de récupération d'eau souvent appelé caisson de boîte à eau ou simplement boîte à eau. L'habitacle intérieur des véhicules est alimenté en air par l'intermédiaire d'un boitier situé sous la grille d'auvent située à la base du pare-brise du véhicule qui récupère de l'air ambiant lorsque le véhicule P) roule et le renvoie vers l'intérieur au travers d'un canal conduisant au système de climatisation. L'eau de pluie ou de nettoyage du véhicule est drainée vers ce même boitier, souvent appelée boîte à eau, et évacuée vers l'extérieur à l'aide de conduits. Dans certaines conditions, il y a une trop forte accumulation d'eau au fond de ce boitier et formation d'un tourbillon 15 au-dessus du (ou des) conduit d'évacuation. Le niveau d'eau monte alors dans ce boitier avec le risque de pénétrer dans le canal d'extraction d'air. La présence du tourbillon avec un noyau d'air en son coeur limite le diamètre d'évacuation de l'eau. Supprimer ou diminuer le tourbillon permettrait de diminuer le niveau d'eau et augmenter la capacité de vidange du boitier. 20 Sur certains véhicules, l'espace pour ce boitier est de plus en plus restreint et l'évacuation se fait où il y a de la place. Aujourd'hui, les problèmes de remontée d'eau sont colmatés par l'ajout d'écope et l'ingestion de gouttes d'eau par des déflecteurs ou chicanes placés astucieusement à proximité de l'entrée d'air. 25 Ces solutions ne sont pas entièrement satisfaisantes car elles représentent un coût supplémentaire en pièces. Celles-ci sont d'ailleurs souvent ajoutées tardivement dans une phase avancée du développement véhicule où une modification importante de la géométrie du boitier n'est plus possible et seul l'ajout de solutions de colmatage est acceptable. 30 Le document FR 2938213 fait connaître un boîtier qui présente des moyens mécaniques destinés à empêcher ou freiner les ondulations qui peuvent se former à la surface de l'eau et empêcher, dans une certaine mesure, le passage d'eau dans le canal d'extraction d'air. Mais rien n'est prévu pour régler le problème du tourbillon au niveau de l'évacuation d'eau 35 à la partie inférieure du boîtier. The present invention relates to a vehicle front including a water recovery box often referred to as a water box box or simply a box. to water. The interior passenger compartment of the vehicles is supplied with air via a box located under the awning grid located at the base of the windshield of the vehicle which recovers ambient air when the vehicle P) is rolling and the returns inward through a channel leading to the air conditioning system. The rainwater or cleaning of the vehicle is drained to the same housing, often called a water box, and evacuated to the outside using ducts. Under certain conditions, there is too much water accumulation at the bottom of this housing and forming a vortex 15 above the (or) exhaust duct. The water level then rises in this case with the risk of entering the air extraction channel. The presence of the vortex with an air core in its heart limits the drain diameter of the water. Removing or reducing the vortex would reduce the water level and increase the capacity of emptying the case. On certain vehicles, the space for this case is increasingly restricted and the evacuation is done where there is room. Today, problems of upwelling are clogged by the addition of scoop and ingestion of water drops by baffles or baffles cleverly placed near the air intake. These solutions are not entirely satisfactory because they represent an additional cost in parts. These are also often added late in an advanced phase of vehicle development where a significant change in the geometry of the housing is no longer possible and only the addition of clogging solutions is acceptable. Document FR 2938213 discloses a housing which has mechanical means for preventing or braking the undulations that can form on the surface of the water and preventing, to a certain extent, the passage of water in the water channel. air extraction. But nothing is planned to solve the vortex problem at the water discharge 35 at the bottom of the housing.

Le but de l'invention est de régler ce problème par une solution robuste limitant le niveau d'eau et qui puisse être mise en place systématiquement en phase amont de conception. Un autre but est de permettre, par la limitation du niveau d'eau obtenue grâce à l'invention, d'abaisser la hauteur limite d'entrée d'air et gagner en espace. L'invention atteint son but grâce à une partie avant de véhicule automobile, comprenant un pare-brise et un caisson de boîte à eau disposé à la base du pare-brise, le caisson étant disposé sensiblement transversalement et comportant une surface supérieure avec une entrée d'air et d'eau de ruissellement, une surface latérale avec un canal d'extraction d'air, et un fond de caisson sensiblement horizontal, caractérisée en ce que le fond sensiblement horizontal comporte un orifice d'évacuation d'eau éloigné transversalement de l'entrée de manière à définir un trajet d'eau entre l'entrée et l'orifice d'évacuation, et en ce qu'il est prévu sur le fond du caisson au moins une grille disposée en travers du trajet de l'eau entre l'entrée et l'orifice d'évacuation. Avantageusement, la grille est disposée perpendiculairement au fond du caisson, et parallèlement à la direction longitudinale du véhicule. Elle s'étend avantageusement sur toute la largeur du caisson. En revanche sa hauteur peut être inférieure à la hauteur du caisson et même inférieure ou sensiblement également à la hauteur d'embouchure du canal d'extraction d' air. Les grilles sont constituées d'un réseau de mailles définissant une certaine perméabilité. The object of the invention is to solve this problem by a robust solution limiting the water level and which can be implemented systematically in the upstream phase of design. Another purpose is to allow, by limiting the water level obtained by the invention, to lower the air intake limit height and gain space. The invention achieves its goal through a front part of a motor vehicle, comprising a windshield and a box of water box disposed at the base of the windshield, the box being disposed substantially transversely and having an upper surface with an inlet of air and runoff water, a side surface with an air extraction channel, and a substantially horizontal box bottom, characterized in that the substantially horizontal bottom has a transversely spaced water discharge port of the inlet so as to define a water path between the inlet and the discharge orifice, and in that there is provided on the bottom of the box at least one gate disposed across the path of the water between the inlet and the outlet. Advantageously, the grid is arranged perpendicular to the bottom of the box, and parallel to the longitudinal direction of the vehicle. It advantageously extends over the entire width of the box. However, its height may be less than the height of the box and even lower or substantially also to the mouth height of the air extraction channel. The grids consist of a network of meshes defining a certain permeability.

Selon les expériences de la Demanderesse, des diminutions de niveau d'eau dans la boîte à eau sont comprises entre 60 et 80% suivant le type de grille utilisée. En effet, l'efficacité des grilles est directement liée au maillage (perméabilité) de celles-ci. Les grilles de faible perméabilité montrent une efficacité plus importante que les grilles de plus forte perméabilité. On peut donc choisir le type de perméabilité de la grille en fonction du résultat désiré. Ces grilles ont pour effet de modifier la structure de l'écoulement, en cassant la structure quasi-bidimensionnelle fortement tourbillonnaire installée autour de l'orifice d'évacuation et en créant de la turbulence 35 tridimensionnelle de plus petite échelle ayant pour effet d'homogénéiser l'écoulement. Il est à noter également que le dispositif ne supprime pas complètement le tourbillon de vidange mais réduit considérablement son intensité et ses dimensions transversales. Le Demanderesse a aussi étudié l'influence de la position de la grille sur les résultats obtenus et déterminé qu'il existe une distance optimale. En effet, il a été constaté que plus la grille est proche de l'évacuation, plus elle est utile, jusqu'à une certaine limite La position la plus appropriée pour homogénéiser l'écoulement amont consiste à disposer l'orifice d'évacuation à une distance sensiblement égale des parois latérales du caisson et d'une paroi d'extrémité du caisson et de positionner la grille en amont de l'orifice à une position comprise entre la moitié de cette distance et le double de cette distance ; elle est de préférence sensiblement égale à cette distance, de sorte que l'orifice d'évacuation est au centre d'une figure de forme sensiblement carrée formée par les parois et la grille. According to the Applicant's experiments, decreases in the water level in the water box are between 60 and 80% depending on the type of grid used. Indeed, the efficiency of the grids is directly related to the mesh (permeability) of these. Low permeability grids show greater efficiency than grids of higher permeability. We can therefore choose the type of permeability of the grid according to the desired result. These grids have the effect of modifying the flow structure by breaking the highly swirling quasi-two-dimensional structure installed around the discharge orifice and creating smaller-scale three-dimensional turbulence having the effect of homogenizing flow. It should also be noted that the device does not completely remove the vortex drain but significantly reduces its intensity and transverse dimensions. The Applicant has also studied the influence of the position of the grid on the results obtained and determined that there is an optimum distance. Indeed, it has been found that the closer the grid is to the evacuation, the more it is useful, up to a certain limit. The most appropriate position to homogenize the upstream flow consists in arranging the evacuation orifice at a substantially equal distance from the side walls of the box and an end wall of the box and to position the gate upstream of the orifice to a position between half this distance and twice this distance; it is preferably substantially equal to this distance, so that the discharge orifice is in the center of a substantially square shape formed by the walls and the grid.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de la partie avant d'un véhicule équipé d'une boîte à eau conforme à l'invention. Other features and advantages of the invention will emerge from the following description of an exemplary embodiment. Reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic view in longitudinal section of the front part of a vehicle equipped with a water box according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique en perspective de la boîte à eau de la figure 1. La figure 3 est un graphique illustrant le niveau d'eau obtenu dans la boîte à eau pour diverses perméabilités de grille. La figure 4 est un graphique illustrant le niveau d'eau obtenu dans la 25 boîte à eau pour diverses positions de grille par rapport à une extrémité de la boîte à eau. Les figures 1 et 2 montrent la partie avant 1 d'un véhicule automobile, avec son pare-brise incliné 2 se poursuivant à l'avant par le capot avant 3 recouvrant généralement le moteur. Un auvent ou boîte à eau 30 est inséré entre le pare-brise 2 et le capot 3 et est constitué d'un caisson transversal 10 représenté sur la figure 2 sous une forme simplifiée parallélépipédique, mais dont la forme réelle peut tenir compte de la géométrie des éléments au sein desquels il doit s'intégrer. Par transversal, on entend que le caisson 10 est dans l'ensemble un caisson allongé dans la 35 direction transversale Y du trièdre de référence X, Y, Z relatif au véhicule et représenté sur la figure 2. Ce caisson 10 comprend au moins une surface supérieure sensiblement horizontale dans laquelle est formée au moins une ouverture 12 munie d'une grille d'auvent, cette ouverture 12 étant destinée à recevoir de l'air en provenance de l'extérieur du véhicule, pour le réacheminer vers un système de climatisation 13 via un canal latéral d'extraction 14 qui est pris sensiblement à mi-hauteur sur une paroi latérale 15 du caisson 10. Les flèches A sur les figures 1 et 2 indiquent de manière schématique le flux d'air depuis l'entrée du caisson jusqu'à la sortie du caisson. Figure 2 is a schematic perspective view of the water box of Figure 1. Figure 3 is a graph illustrating the level of water obtained in the water box for various grid permeabilities. Fig. 4 is a graph illustrating the level of water obtained in the water box for various grid positions with respect to one end of the water box. Figures 1 and 2 show the front part 1 of a motor vehicle, with its inclined windshield 2 continuing to the front by the front cover 3 generally covering the engine. An awning or water box 30 is inserted between the windshield 2 and the hood 3 and consists of a transverse box 10 shown in FIG. 2 in a simplified parallelepiped shape, but whose real shape can take geometry into account. elements within which it must integrate. By transversal means that the box 10 is in the assembly an elongate box in the transverse direction Y of the reference trihedron X, Y, Z relative to the vehicle and shown in Figure 2. This box 10 comprises at least one surface upper substantially horizontal in which is formed at least one opening 12 provided with a cowl grille, this opening 12 being intended to receive air from outside the vehicle, to reroute it to an air conditioning system 13 via a lateral extraction channel 14 which is taken substantially at mid-height on a side wall 15 of the box 10. The arrows A in FIGS. 1 and 2 schematically indicate the flow of air from the inlet of the box to 'at the exit of the box.

Par temps de pluie, de l'eau s'écoule par ruissellement sur le pare- brise 2 jusqu'à l'ouverture 12, voire remonte du capot 3 et cette eau pénètre dans le caisson 10. De là, l'eau suit théoriquement le parcours indiqué par les flèches W, c'est-à-dire tombe sur le fond horizontal allongé 16 du caisson 10, fond 16 dans lequel est prévue au moins une ouverture d'évacuation 17 située par exemple à l'extrémité du caisson 10 opposée à l'ouverture 12. Selon la disposition préférée, l'orifice 17 est situé à sensiblement la même distance des trois parois verticales environnantes du caisson 10, dans la région de l'extrémité. Dans le caisson 10, le canal d'extraction 14 est prévu à une hauteur 20 suffisante pour qu'en principe l'eau qui s'écoule dans le caisson ne vienne pas pénétrer dans le canal d'extraction 14. Selon l'invention, on a interposé sur le chemin d'écoulement de l'eau W, en aval de l'entrée 12 et en amont de l'évacuation 17, une grille 20 disposée sensiblement verticalement sur le fond 16 du caisson, dans la 25 direction parallèle au plan XZ. La grille 20 est constituée par un réseau d'éléments allongés rigides croisés les uns avec les autres de manière à définir des mailles, par exemple des mailles carrées, rectangulaires, en losanges ou selon d'autres motifs, dont la grandeur définit une certaine perméabilité de la grille.In rainy weather, water flows by runoff on the windshield 2 to the opening 12, or up the hood 3 and this water enters the box 10. From there, the water follows theoretically the path indicated by the arrows W, that is to say falls on the elongated horizontal bottom 16 of the box 10, bottom 16 in which is provided at least one discharge opening 17 for example at the end of the box 10 Opposite the opening 12. According to the preferred arrangement, the orifice 17 is situated at substantially the same distance from the three surrounding vertical walls of the box 10, in the region of the end. In the box 10, the extraction channel 14 is provided at a height sufficient so that in principle the water flowing in the box does not come into the extraction channel 14. According to the invention, the water flow path W, downstream of the inlet 12 and upstream of the outlet 17, is interposed with a grid 20 disposed substantially vertically on the bottom 16 of the caisson, in the direction parallel to the XZ plane. The grid 20 is constituted by an array of rigid elongated elements crossed with each other so as to define meshes, for example square meshes, rectangular, rhombic or according to other patterns, whose size defines a certain permeability of the grid.

30 On a étudié l'influence de la perméabilité de la grille utilisée sur le niveau d'eau dans le caisson 10. La figure 3 est un graphique illustrant ces résultats avec en abscisse le temps en secondes et en ordonnée le niveau d'eau en millimètres, établi pour quatre grilles a, b, c, d de perméabilité décroissante : la taille des mailles des différentes grilles est respectivement 35 7mm x 5mm pour la grille a, 3mm x 3mm pour la grille b, 2mm x 2mm pour la grille c et 0,5mm x 0,5mm pour la grille d. Les courbes obtenues a, b, c, et d, ainsi qu'une courbe R de référence établie en l'absence de grille, montrent clairement que l'interposition de la grille 20 fait baisser le niveau d'eau, et cela d'autant que la perméabilité est faible. La grille (d) qui donne 5 les meilleurs résultats présente une perte de charge d'environ 1080 Pa et celle (a) qui donne les moins bons résultats présente une perte de charge de 200 Pa pour des vitesses de 12m/s et une température de 20°C. L'échelle de perte de charge est donc étendue. Une grille très ouverte fera baisser le niveau d'eau par rapport à une configuration sans grille mais une grille « 10 plus fermée » à plus forte perte de charge sera plus efficace. La figure 4 illustre les résultats d'une autre étude sur l'influence du positionnement de la grille par rapport à l'origine du caisson, c'est-à-dire de la distance D représentée en figure 2. On a représenté le niveau d'eau (en mm) en fonction du temps (en secondes), pour quatre distances D égales 15 respectivement à 490 mm, 770 mm, 1000 mm, 1060 mm. Cette figure montre qu'une position optimale existe pour l'emplacement de la grille située à environ 1000 mm de l'origine du caisson. On remarque effectivement que plus la grille 20 est proche de l'évacuation 17, plus elle est utile, jusqu'à une certaine limite Les essais ont été effectués à la 20 position optimale de l'évacuation 17 qui correspond en fait à la définition d'un carré avec les parois autour de l'évacuation 17. Cette position est la plus appropriée pour homogénéiser l'écoulement amont. La position optimale de la grille 20 correspond sensiblement à une distance L entre la grille et l'orifice d'évacuation 17 égale à la distance dudit orifice 17 aux 25 parois verticales du caisson environnantes. The influence of the permeability of the grid used on the water level in the caisson 10 was studied. FIG. 3 is a graph illustrating these results with the abscissa time in seconds and the ordinate the water level in millimeters, established for four grids a, b, c, d decreasing permeability: the mesh size of the different grids is respectively 35 7mm x 5mm for the grid a, 3mm x 3mm for the grid b, 2mm x 2mm for the grid c and 0.5mm x 0.5mm for the grid d. The curves obtained a, b, c, and d, together with a reference curve R established in the absence of a grid, clearly show that the interposition of the grid 20 lowers the water level, and that of as much as the permeability is low. The grid (d) which gives the best results has a pressure drop of about 1080 Pa and that (a) which gives the worst results has a pressure drop of 200 Pa for speeds of 12m / s and a temperature of 20 ° C. The scale of loss of load is thus extended. A very open grid will lower the water level compared to a gridless configuration but a "10 plus closed" grid with higher pressure drop will be more efficient. FIG. 4 illustrates the results of another study on the influence of the positioning of the grid with respect to the origin of the caisson, that is to say of the distance D represented in FIG. of water (in mm) as a function of time (in seconds), for four distances D equal to 490 mm, 770 mm, 1000 mm and 1060 mm, respectively. This figure shows that an optimal position exists for the location of the grid located approximately 1000 mm from the origin of the box. It is indeed noted that the closer the grid 20 is to the evacuation 17, the more it is useful, up to a certain limit. The tests were carried out at the optimal position of the evacuation 17 which corresponds in fact to the definition of a square with the walls around the discharge 17. This position is the most appropriate for homogenizing the upstream flow. The optimal position of the grid 20 corresponds substantially to a distance L between the gate and the discharge orifice 17 equal to the distance from said orifice 17 to the surrounding vertical walls of the box.

Claims

REVENDICATIONS1. Front part (1) of a motor vehicle, comprising a windshield (2) and a box (10) of water box disposed at the base of the windshield (2), the box (10) being arranged substantially transversely and comprising an upper surface (11) with an inlet (12) of air and runoff water, a side surface (15) with an air extraction channel (14), and a bottom (16) of substantially horizontal, characterized in that the substantially horizontal bottom (16) comprises a water discharge orifice (17) remote transversely of the inlet (12) so as to define a water path between the inlet and the orifice (17) for evacuation, and in that there is provided on the bottom (16) of the box (10) at least one gate (20) arranged across the path of the water between the inlet (12) and the discharge orifice (17).

2. Front part (1) of a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the grid (20) is disposed perpendicularly to the bottom (16) of the box (10), parallel to the longitudinal direction of the vehicle.

3. Front part (1) of a motor vehicle according to claim 2, characterized in that the gate (20) extends over substantially the entire width of the box (10).

4. Front part (1) of a motor vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the orifice (17) discharge is disposed at a substantially equal distance from the side walls of the box and a wall end of the box (10).

5. front portion (1) of a motor vehicle according to claim 4, characterized in that the gate (20) is positioned upstream of the orifice (17) at a position between half this distance and twice that distance from the evacuation orifice (17) to the walls.

6. Front part (1) of a motor vehicle according to claim 5, characterized in that the gate (20) is positioned upstream of the orifice (17) to a position such that the orifice (17) of evacuation is substantially in the center of a square formed by the walls and the grid (20).