Brevet FR2459172A1 — publié le 19810109

L'invention a pour objet un dispositif de déflexion d'air pour véhicule à semi-remorque. On sait que, dans ce type de poids lourds, la cabine du conducteur est articulée sur la partie avant de la semi-remorque mais est plus basse que celle-ci. La face avant de cette semiremorque fait donc saillie au-dessus de la cabine et freine considérablement l'avancement du convoi, puisqu'elle est perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule. I1 en résulte un accroissement notable de la consommation de carburant,qui augmente de façon appréciable les frais généraux de l'utilisateur. Pour remédier a cet inconvénient, il a déjà été proposé de disposer au-dessus de la cabine un simple plan incliné, qui évite à l'air de rencontrer de plein fouet la face avant de la semiremorque. Les essais effectués par certains utilisateurs avec un tel dispositif, simple et peu coûteux, leur ont permis de réaliser une sensible économie d'énergie, que l'on peut chiffrer å environ 5 % de la consommation habituelle de gazole du véhicule. La pressente invention vise à proposer un dispositif de déflex1e d'air qui, dans son principe,soit aussi simple à réaliser et aussi facile à monter sur un semi-remorque qu'un plan incliné, mais qui permette d'accrottre dans des proportions très notables les éconoxios d'énergie ainsi réalisées. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de déflexion d'air apte à être fixé sur la cabine d'un véhicule å semi-remorque, ce dispositif étant caractérisé en ce que la partie faisant saillie au-dessus de la cabine a sensiblement la forme d'un cylindre dont la génératrice est perpendiculaire å la direction d'avancement du véhicule et dont la directrice est une courbe dont les abscisses x et les ordonnées y, dans un système d'axes rectangulaires dont l'axe des abscisses est parallèle à la direction d'avancement du véhicule, répondent à la formule mathématique où E est une constante telle que le bord de fuite dudit dispositif affleure sensiblement l'arête supérieure de la face avant du semi-remorque. Le Demandeur a en effet établi que la pression dynamique exercée par l'air est la même en tout point de la surface supérieure d'un tel déflecteur. Le profil du déflecteur est donc un profil isobare de pénétration dans l'air, qui se traduit par une tratnée moyenne minimum. Les moyens de fixation du dispositif de déflexion peuvent être absolument quelconques et ne constituent pas une caractéristique essentielle de l'invention. Ses flancs latéraux peuvent également être quelconques, pleins ou non. Un tel déflecteur peut être réalisé en tout matériau, mais, pour en limiter le coût, on le fabriquera de préférence en une matière plastique moulée. Les dessins schématiques annexés illustrent l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en perspective d'un camion semiremorque, équipé d'un déflecteur conforme à l'invention t La figure 2 est une vue latérale à plus grande échelle de ce déflecteur, illustrant son profil t La figure 3 est une vue géométrique illustrant les propriétés physiques de ce déflecteur. Le poids lourd représenté sur la figure 1 est un semi-remorque, comprenant une cabine 1 pour le conducteur et une semi-remorque 2 déposée derrière cette cabine et articulée sur celle-ci. La face avant de la semi-remorque 2 dépasse au-dessus de la cabine 1 et, pour la clarté de l'exposé, ce dépassement a été très exagéré sur la figure 1. Conformément à l'invention, un déflecteur d'air 3 est fixé sur le toit de la cabine 1, de façon telle que son extrémité arrière (bord de fuite) affleure l'arête supérieure de la face avant de la semi-remorque. Le déflecteur 3 a la forme générale d'un cylindre dont les génératrices sont perpendiculaires à la direction d'avancement du véhicule et dont la directrice est une courbe dont la partie dépassant le toit de la cabine 2 a pour équation, en coordonnées cartésiennes s où x désigne l'abscisse, mesurée sur un axe parallèle à la direction d'avancement du véhicule, y est l'ordonnée sur un axe perpendiculaire à cette direction et aux génératrices de cylindre, et E est une constante dimensionnelle définissant la courbure de la courbe de façon que le bord de fuite du déflecteur 3 affleure l'arête supérieure de la face avant 4 de la semi-remorque. Le déflecteur 3 peut être fixé sur la cabine 1 par tout moyen usuel. I1 peut, par exemple, etre fixé latéralement en deux points 5 (figure 2) à la partie supérieure avant de la cabine et comporter sur sa face inférieure, au voisinage du bord de fuite, des nervures telles que 6, fixées à une extrémité de bras 7 dont l'autre extrémité est fixée sur le toit de la cabine. Naturellement, on pourrait utiliser tout autre moyen de fixation, celui-ci n'entrant pas dans le cadre de l'invention. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, les flancs 8 du déflecteur 3 peuvent avoir une forme quelconque et être pleins ou non. Bien entendu, dans la pratiqueon leur donnera de préférence une forme telle qu'ils préviennent la formation de tourbillons d'air à l'arrière du déflecteur et de la cabine et qu'ils facilitent l'écoulement de l'air. Sur la figure 3, on a représenté la courbe de la directrice du cylindre définissant le déflecteur conforme à l'invention. En un point M quelconque de cette courbe, la vitesse de la semiremorque est représentée par le vecteur t et la réaction de résistance à l'avancement par le vecteur -. Ce dernier se décompose en deux composantes, l'une tangentielle MQ, représentant la vitesse de l'air glissant sur le déflecteur, l'autre orthogonale MP, traduisant l'appui de l'air sur la surface du déflecteur, c'est-à-dire la pression de celui-ci due à la vitesse. Une propriété fondamentale du déflecteur conforme à l'invention, qu'il est possible de démontrer mathématiquement, est qu'en tout point de la surface du déflecteur, la composante MP de la résistance à l'avancement est constante. Autrement dit, ce profil est tel que la pression dynamique due à la vitesse est répartie de façon uniforme sur toute la surface du déflecteur et l'on a donc un profil isobare de pénétration dans l'air. Si l'on désigne par Z le bord de fuite, il est possible de montrer que cette équipartition de la pression (MP = -V sin ) correspond au minimum de la tramée moyenne t, qui est représentée par la formule X L'invention apporte donc un moyen simple et pratique pour limiter la résistance à l'avancement des semi-remorques. Les essais effectués par le Demandeur ont montré qu'en équipant ces semi-remorques avec le déflecteur conforme à l'invention, il est possible de diminuer leur consommation de gazole de 10 à 15 % et,par conséquentlde réaliser une considérable économie d'énergie. REVENDICATION Dispositif de déflexion d'air apte à être fixé sur la cabine d'un véhicule à semi-remorgle,ce dispositif étant caractérisé en ce que la partie faisant saillie au-dessus de la cabine a sensiblement la forme d'un cylindre dont la génératrice est perpendiculaire & la direction d'avancement du véhicule et dont la directrice est une courbe dont les abscisses x et les ordonnées y, dans un système d'axes rectangulaires dont l'axe des abscisses est parallèle à la direction d'avancement du véhicule, répondent à la formule mathématique où E est une constante telle que le bord de fuite dudit dispositif affleure sensiblement l'arase supérieure de la face avant du semi-remorque.