FR2985784A1

FR2985784A1 - Systeme de prise d'air pour l'alimentation en air d'un moteur thermique d'un vehicule

Info

Publication number: FR2985784A1
Application number: FR1250350A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Deschamps
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-07-19
Also published as: WO2013104468A1

Abstract

L'invention concerne un système de prise d'air (20) pour l'alimentation en air d'un moteur thermique d'un véhicule, comprenant : - un orifice de prise d'air (22), - un orifice d'admission moteur (24), - un conduit (26) reliant l'orifice de prise d'air (22) à l'orifice d'admission moteur (24), caractérisé en ce que le conduit (26) comprend un orifice d'évacuation (28), le conduit (26) et l'orifice d'évacuation (28) étant conformés pour l'évacuation d'eau ou de neige introduits via l'orifice de prise d'air (22) et en ce qu'il comprend un clapet (30) de fermeture de l'orifice d'évacuation (28) et des moyens d'articulation du clapet (30) agencés pour que le clapet (30) soit mobile entre une position fermée obturant l'orifice d'évacuation (28) et une position ouverte extérieure au conduit libérant cet orifice (28). L'invention concerne également un véhicule équipé d'un tel système de prise d'air (20).

Description

SYSTEME DE PRISE D'AIR POUR L'ALIMENTATION EN AIR D'UN MOTEUR THERMIQUE D'UN VEHICULE L'invention concerne un système de prise d'air pour l'alimentation en air d'un moteur thermique d'un véhicule, et le véhicule correspondant. Les véhicules à moteur thermique nécessitent la réalisation d'une prise d'air pour alimenter le moteur en air. L'air aspiré au niveau de la prise d'air est acheminé jusqu'au moteur afin d'assurer la combustion du carburant. Généralement, un filtre est disposé sur le trajet de l'air avant son entrée dans le moteur. La prise d'air peut être positionnée à l'intérieur du compartiment moteur. Dans ce cas, l'air aspiré est l'air environnant le moteur : il est donc chauffé du fait du fonctionnement du moteur, ce qui peut provoquer une perte de puissance du moteur, en particulier lorsque le véhicule est à l'arrêt. Afin d'éviter l'aspiration d'air chaud à l'arrêt du véhicule, une solution consiste à positionner la prise d'air en face avant du véhicule. Toutefois, dans ce cas, il est nécessaire d'éviter l'introduction d'eau, notamment lors de passages en gué, ou de neige avec l'air afin de préserver l'intégrité du moteur. Pour cette raison, la prise d'air est généralement implantée en hauteur sur la face avant du véhicule. Une implantation haute n'est toutefois pas compatible avec toutes les architectures de véhicule et peut également être problématique en termes de sécurité piéton, la prise d'air formant un point dur à l'avant du véhicule. D'autres solutions consistent à prévoir la fermeture de la prise d'air en face avant lors d'une montée de l'eau, tel que décrit dans le document JP2010-121594A1. Toutefois, la fermeture de la prise d'air signifie une réduction du débit d'air entrant, ce qui peut entrainer une perte de puissance du moteur, voir le calage du moteur si l'alimentation en air de ce dernier devient insuffisante.

L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un système de prise d'air en face avant du véhicule qui évite l'introduction d'eau ou de neige dans le moteur sans limiter le débit d'air entrant et qui peut être positionné sur tout type d'architecture véhicule.

A cet effet, l'objet de l'invention concerne un système de prise d'air pour l'alimentation en air d'un moteur thermique d'un véhicule, le système comprenant : - un orifice de prise d'air destiné à être positionné sur une face extérieure du véhicule, notamment une face avant du véhicule, - un orifice d'admission moteur destiné à être relié à l'admission en air du moteur, - un conduit reliant l'orifice de prise d'air à l'orifice d'admission moteur, le conduit comprenant un orifice d'évacuation, le conduit et l'orifice d'évacuation étant conformés pour permettre l'évacuation d'eau ou de neige introduits via l'orifice de prise d'air, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet de fermeture de l'orifice d'évacuation et des moyens d'articulation du clapet, le clapet et ses moyens d'articulation étant agencés pour que le clapet soit mobile entre une position fermée dans laquelle l'orifice d'évacuation est obturé et une position ouverte située à l'extérieur du conduit dans laquelle l'orifice d'évacuation est libre. La section de passage du conduit est ainsi libre quelque soit la position du clapet, le débit d'air n'est donc pas réduit lorsque de l'eau ou de la neige doit être évacuée, contrairement à la solution présentée dans le document JP2010-121594A1. L'agencement selon l'invention permet de maintenir fermé le clapet lorsque le véhicule est à l'arrêt et ainsi d'éviter l'aspiration d'air chaud provenant du moteur, l'air aspiré provenant de l'extérieur du véhicule. En outre, le clapet peut être maintenu ouvert en roulage du véhicule, afin de permettre l'évacuation de l'eau ou de la neige ayant pu pénétrer dans le conduit via l'orifice de prise d'air. Les moyens d'articulation sont par exemple conçus ou commandés afin de permettre la fermeture du clapet à l'arrêt du véhicule et son ouverture lors du roulage du véhicule. Des moyens élastiques de rappel, par exemple des ressorts, pourraient être envisagés pour maintenir le clapet fermé. Toutefois, de tels dispositifs sont sensibles à l'usure ou aux saletés et sont susceptibles de se bloquer à l'usage.

Avantageusement et de manière non limitative, l'orifice d'évacuation est situé dans un plan sensiblement vertical et les moyens d'articulation comprennent un axe d'articulation du clapet situé le long d'un bord supérieur de l'orifice d'évacuation, le clapet étant conformé de manière à obturer l'orifice d'évacuation sous l'effet de son poids et à libérer l'orifice d'évacuation sous l'effet d'une pression exercée par un fluide entrant dans le conduit lors du roulage du véhicule. Le fluide considéré peut être le flux d'air circulant dans le conduit du fait du roulage du véhicule, ou bien de l'eau ou de la neige introduits dans le conduit lors du roulage du véhicule. Un tel agencement est particulièrement simple et économique à réaliser et ne nécessite aucun actionneur ou commande électronique, ni de moyens de rappel élastiques, ce qui rend le système fiable et peu coûteux. Avantageusement et de manière non limitative, le conduit s'étend sensiblement horizontalement entre l'orifice de prise d'air et l'orifice d'évacuation en position montée du système dans un véhicule, ce qui peut permettre de faciliter l'évacuation via l'orifice d'évacuation d'un fluide présent dans le conduit, tel que de l'eau ou de la neige. Avantageusement et de manière non limitative, l'orifice d'admission moteur est plus haut que l'orifice d'évacuation et/ou l'orifice de prise d'air, ce qui peut permettre de réduire davantage les risques d'aspiration d'eau ou de neige dans le moteur via l'orifice d'admission moteur. Par exemple, l'orifice d'admission moteur peut être plus haut que l'orifice d'évacuation et/ou l'orifice de prise d'air d'une distance d'au moins 30mm.

Avantageusement et de manière non limitative, la surface de l'orifice d'évacuation peut être supérieure à la surface de l'orifice de prise d'air, ce qui peut également permettre de réduire davantage les risques d'aspiration d'eau ou de neige dans le moteur via l'orifice d'admission moteur en permettant l'évacuation de quantités d'eau ou de neige importantes. Avantageusement et de manière non limitative, le conduit et le clapet peuvent être réalisés d'une pièce en matière plastique et les moyens d'articulation comprendre une charnière formée par une zone de matière amincie entre un bord de l'orifice d'évacuation et le clapet.

Ceci permet de réaliser de manière particulièrement simple et peu coûteuse le clapet et le conduit. L'orifice d'évacuation sera alors avantageusement placé dans un plan sensiblement vertical afin de permettre un maintien du clapet en position fermée sous l'effet de son propre poids. On pourrait toutefois envisager la présence de moyens élastiques tels qu'un ou plusieurs ressorts, pour maintenir le clapet fermé, ces moyens élastiques étant tarés pour s'ouvrir sous la poussée d'eau ou de neige. Avantageusement et de manière non limitative, le conduit peut comprendre un déflecteur positionné entre l'orifice d'évacuation et l'orifice d'admission d'air, ce qui peut permettre d'éviter que des gouttelettes d'eau parviennent jusqu'à l'orifice d'admission d'air. Ce déflecteur peut être intégré au conduit ou être rapporté. Il peut également être formé par une configuration adaptée du conduit. Un autre objet de l'invention est un véhicule automobile comprenant un système de prise d'air selon l'invention, dans lequel l'orifice de prise d'air débouche sur une face extérieure du véhicule, notamment une face avant du véhicule. Avantageusement et de manière non limitative, l'orifice d'évacuation débouche dans un compartiment du véhicule contenant le moteur.

Le système de prise d'air pourra être disposé dans le véhicule de sorte que le conduit du système de prise d'air s'étende sensiblement selon la direction longitudinale du véhicule. Ce système de prise d'air peut en outre être fixé sur un élément de structure fixe du véhicule, par exemple la face avant technique.

L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : la figure unique est une représentation schématique en coupe de la partie avant d'un véhicule équipé d'un système de prise d'air selon un mode de réalisation de l'invention. Dans la présente description, les termes avant, arrière, font référence aux directions avant et arrière du véhicule, lorsque le système de prise d'air est monté sur le véhicule et les termes supérieur, inférieur, haut, bas, font référence à la direction verticale, en position monté du système sur le véhicule. Les axes X, Y, Z, correspondent respectivement à l'axe longitudinal (d'avant en arrière), transversal et vertical du véhicule.

Par direction/plan sensiblement horizontal, longitudinal ou vertical, on entend une direction/un plan formant un angle de ±20°C avec une direction/un plan horizontal, longitudinal ou vertical. La figure unique représente schématiquement la partie avant 10 d'un véhicule et plus particulièrement le capot 12 du véhicule et sa face avant 14. Cette partie avant 10 de véhicule est équipée d'un système de prise d'air 20 pour l'alimentation en air du moteur thermique du véhicule. Ce système de prise d'air 20 comprend : - un orifice de prise d'air 22 positionné sur une face extérieure 14 du véhicule, typiquement la face avant du véhicule, - un orifice d'admission moteur 24 relié à un conduit 25 d'admission en air du moteur, - un conduit 26 reliant l'orifice de prise d'air 22 à l'orifice d'admission moteur 24. On note que l'orifice de prise d'air 22 est positionné sur une face extérieure 14 recevant de l'air frais lorsque le véhicule avance. Le cas illustré s'intéresse à une prise d'air sur une face avant du véhicule. Toutefois, dans des variantes de réalisation non représentées de l'invention, l'orifice de prise d'air frais peut être situé à l'arrière du bouclier, et plus précisément entre le bouclier et le radiateur, ou encore dans une autre variante non illustrée sur les côtés de caisse du véhicule. Le conduit 26 comprend un orifice d'évacuation 28 et un clapet 30 de fermeture de l'orifice d'évacuation 28. Le conduit 26 et l'orifice d'évacuation 28 sont conformés pour permettre l'évacuation d'eau ou de neige introduits via l'orifice de prise d'air 22. Dans l'exemple représenté, l'orifice d'évacuation 30 débouche dans le compartiment moteur 16 du véhicule. Le clapet 30 est relié au conduit 26 par des moyens d'articulation du clapet. Le clapet 30 et ses moyens d'articulation sont agencés pour que le clapet 30 soit mobile entre une position fermée dans laquelle l'orifice d'évacuation 28 est obturé et une position ouverte située à l'extérieur du conduit dans laquelle l'orifice d'évacuation 28 est libre. Le clapet 30 est ainsi monté sur le conduit 26 de manière à s'ouvrir vers l'extérieur du conduit 26, de manière à ne pas obstruer la section interne du conduit 26 et de ne pas réduire ainsi le débit d'air acheminé vers le moteur. Dans l'exemple représenté, l'orifice d'évacuation 28 est situé dans un plan sensiblement vertical et les moyens d'articulation comprennent un axe d'articulation 32 du clapet 30 situé sur un bord supérieur 29 de l'orifice d'évacuation 28. Cet axe d'articulation 32 est par exemple formé par un film charnière entre le clapet 30 et le conduit 26 réalisés d'une seule et même pièce en matière plastique moulée.

Le clapet 30 est conformé de manière à obturer l'orifice d'évacuation 28 sous l'effet de son poids et à libérer l'orifice d'évacuation 28 sous l'effet de la pression d'un fluide entrant dans le conduit lors du roulage du véhicule, tel que le flux d'air circulant dans le conduit du fait du roulage du véhicule, ou bien l'eau ou la neige introduits dans le conduit lors du roulage du véhicule. L'ouverture/la fermeture du clapet 30 sont ainsi obtenus de manière automatique du fait du roulage ou de l'arrêt du véhicule. En outre, un tel agencement permet l'écoulement d'eau ou de neige via l'orifice d'évacuation 28 même lorsque le véhicule est à l'arrêt, ce qui permet de réduire le risque que le flux d'air entrant dans le moteur soit insuffisant pour le fonctionnement du moteur. Le conduit 26 représenté s'étend sensiblement horizontalement entre l'orifice de prise d'air 22 et l'orifice d'évacuation 28 en position montée du système dans le véhicule.

Dans l'exemple représenté, ce conduit s'étend sensiblement suivant la direction longitudinale X du véhicule. En outre, l'orifice d'admission moteur 24 est plus haut que l'orifice d'évacuation 28 et que l'orifice de prise d'air 22. L'orifice d'admission moteur 24 sera de préférence distant d'au moins 30 mm de l'orifice d'évacuation 28. Cette distance correspond à la distance entre les bords les plus inférieurs des deux orifices, tel que représenté sur la figure. Cet orifice d'admission moteur 24 est en outre situé sensiblement au dessus de l'orifice d'évacuation 28. Dans l'exemple représenté, le conduit 26 comprend une partie sensiblement horizontale 26a entre l'orifice de prise d'air 22 et l'orifice d'évacuation 28 et une partie sensiblement verticale 26b entre l'orifice d'évacuation 28 et l'orifice d'admission moteur 24. Cette partie verticale 26b du conduit 26 peut présenter des dimensions internes plus importantes que celles de la partie horizontale 26a. Les dimensions et/ou la forme du conduit 26 seront par exemple déterminées afin de limiter les pertes de charge entre l'orifice de prise d'air 22 et l'orifice d'admission moteur 24. Elles peuvent en outre dépendre de l'environnement du véhicule. La section transversale du conduit 26 peut être croissante de l'orifice de prise d'air 22 vers l'orifice d'évacuation 28, en particulier, la hauteur du conduit peut augmenter, le fond restant sensiblement horizontal, tel que représenté dans l'exemple. Ceci peut permettre de faciliter le passage d'air vers l'orifice d'admission moteur 24 lorsque de la neige ou de l'eau encombrent le conduit 26. La surface de l'orifice d'évacuation 28 est de préférence supérieure à la surface de l'orifice de prise d'air 22 afin de faciliter l'évacuation de quantités importantes d'eau ou de neige. Le conduit 26 comprend un déflecteur 34 positionné entre l'orifice d'évacuation 28 et l'orifice d'admission d'air 24, afin de dévier les gouttelettes d'eau ou des particules de neige et d'éviter qu'elles ne parviennent jusqu'à l'orifice d'admission d'air 24.

La position du déflecteur 34 dépendra de la forme du conduit 26. En outre le déflecteur peut être constitué par le conduit 26 lui-même, dont la forme interne peut être conformée pour jouer le rôle de déflecteur. Dans l'exemple, ce déflecteur 34 s'étend sensiblement horizontalement et est relié au conduit 26 entre la partie horizontale 26a du conduit 26 et sa partie verticale 26b, séparant ainsi ces deux parties. Le déflecteur 34 représenté est situé sensiblement en regard de l'articulation 32 du clapet 30 et présente une forme légèrement incurvée donc la concavité est dirigée vers le haut. Ce déflecteur 34 peut être intégré au conduit 26 ou être rapporté. Il peut également être formé par une configuration adaptée du conduit. Le système de prise d'air 20 décrit peut être fixé sur un élément de structure fixe du véhicule, par exemple la face avant technique (non représentée). Son fonctionnement est le suivant. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, le clapet 30 est maintenu dans la position fermée du fait de son propre poids et obture l'ouverture d'évacuation 28. Il peut éventuellement s'ouvrir sous une pression d'eau ou de neige, par exemple sous l'effet d'une quantité d'eau importante pénétrant par l'orifice de prise d'air 22 ou sous l'effet d'eau provenant de la fonte de neige présente dans le conduit 26. Lorsque le véhicule se remet à rouler, l'aspiration de l'air pour l'alimentation du moteur provoque une dépression dans le conduit 26 qui maintient le clapet 30 fermé : l'air aspiré ne peut donc provenir du compartiment moteur du véhicule, et seul de l'air frais est envoyé à l'admission en air du moteur. Lorsque le véhicule est en roulage, l'air pénétrant par l'orifice de prise d'air 22 circule dans le conduit 26 jusqu'à l'orifice d'admission moteur 24. Sous la pression du flux d'air entrant, le clapet 30 s'ouvre légèrement de manière automatique, permettant ainsi l'évacuation permanente d'eau ou de neige ayant pénétré avec l'air dans le conduit 26. L'ouverture du clapet 30 peut être agrandie sous l'effet de la poussée d'une grande quantité d'eau ou de neige présente dans le conduit 26.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de prise d'air (20) pour l'alimentation en air d'un moteur thermique d'un véhicule, le système comprenant : - un orifice de prise d'air (22) destiné à être positionné sur une face extérieure (14) du véhicule, notamment une face avant du véhicule, - un orifice d'admission moteur (24) destiné à être relié à l'admission en air du moteur, - un conduit (26) reliant l'orifice de prise d'air (22) à l'orifice d'admission moteur (24), le conduit (26) comprenant un orifice d'évacuation (28), le conduit (26) et l'orifice d'évacuation (28) étant conformés pour permettre l'évacuation d'eau ou de neige introduits via l'orifice de prise d'air (22), caractérisé en ce qu'il comprend un clapet (30) de fermeture de l'orifice d'évacuation (28) et des moyens d'articulation du clapet (30), le clapet (30) et ses moyens d'articulation étant agencés pour que le clapet (30) soit mobile entre une position fermée dans laquelle l'orifice d'évacuation (28) est obturé et une position ouverte située à l'extérieur du conduit (26) dans laquelle l'orifice d'évacuation (28) est libre.
2. Système de prise d'air (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation (28) est situé dans un plan sensiblement vertical et en ce que les moyens d'articulation comprennent un axe d'articulation (32) du clapet situé le long d'un bord supérieur de l'orifice d'évacuation (28), le clapet (30) étant conformé de manière à obturer l'orifice d'évacuation (28) sous l'effet de son poids et à libérer l'orifice d'évacuation (28) sous l'effet d'une pression exercée par un fluide entrant dans le conduit (26) lors du roulage du véhicule.
3. Système de prise d'air (20) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit (26) s'étend sensiblement horizontalement entre l'orifice de prise d'air (22) et l'orifice d'évacuation (28) en position montée du système dans un véhicule.
4. Système de prise d'air (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice d'admission moteur (24) est plus haut que l'orifice d'évacuation (28) et/ou l'orifice de prise d'air (22) en position montée du système dans un véhicule.
5. Système de prise d'air (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'orifice d'admission moteur (22) est plus haut quel'orifice d'évacuation (28) et/ou l'orifice de prise d'air (24) d'une distance d'au moins 30mm.
6. Système de prise d'air (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de l'orifice d'évacuation (28) est supérieure à la surface de l'orifice de prise d'air (22).
7. Système de prise d'air (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (26) et le clapet (30) sont réalisés d'une pièce en matière plastique et en ce que les moyens d'articulation comprennent une charnière formée par une zone de matière amincie entre un bord de l'orifice d'évacuation (28) et le clapet (30).
8. Système de prise d'air (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (26) comprend un déflecteur (34) positionné entre l'orifice d'évacuation (28) et l'orifice d'admission d'air (24).
9. Véhicule automobile comprenant un système de prise d'air (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'orifice de prise d'air (22) débouche sur une face extérieure (14) du véhicule, notamment une face avant du véhicule.
10. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation (28) débouche dans un compartiment (16) du véhicule contenant le moteur.