Brevet FR2864512A1 — publié le 20050701

-1- DISPOSITIF AERODYNAMIQUE PERFECTIONNE POUR VEHICULE ROUTIER. La présente invention concerne un dispositif aérodynamique pour la réduction de la traînée et de la portance d'un véhicule routier et également un véhicule routier équipé d'un tel élément aérodynamique. Les véhicules routiers et notamment les véhicules automobiles, lorsqu'ils roulent, sont soumis à certains efforts qui s'opposent à leur avancement. Ces efforts sont en particulier les frottements solides, c'est à dire les contacts des roues avec le sol, et les frottements aérodynamiques, comme par exemple les frottements de l'air sur les parois de la carrosserie du véhicule. En plus de ces frottements, les véhicules automobiles sont soumis à une troisième source d'efforts qui s'opposent également à leur avancement. Ces efforts sont les forces aérodynamiques exercées sur le véhicule à travers des régions de surpression et de dépression. En effet, à haute vitesse, ces efforts deviennent dominant par rapport aux autres et jouent un rôle essentiel sur la consommation et la stabilité du véhicule. Toutes les parties du véhicule sont concernées, en effet, l'air exerce sur le véhicule des efforts de pression et de frottement tant sur les parties supérieure, latérale et inférieure du véhicule et c'est l'interaction de ces différents flux qui définit la structure globale de l'écoulement. La partie inférieure du véhicule, c'est-à-dire le dessous de caisse ou soubassement, agit fortement sur le Cx et la portance du véhicule (ou Cz) et doit donc être plus particulièrement travaillée pour améliorer la consommation et la stabilité du véhicule. 2864512 -2 Tous les constructeurs automobiles travaillent sur ce sujet et les solutions connues à ce jour consistent principalement à créer un soubassement le plus plat possible en logeant dans des tunnels les organes traditionnellement en saillie comme les lignes d'échappement ou en utilisant des écrans appropriés. Afin de rendre le soubassement le plus plat possible, les constructeurs disposent sous le châssis des écrans formant plancher notamment au droit du compartiment moteur. Afin de permettre toutefois l'évacuation du flux d'air entrant dans le compartiment moteur et servant au refroidissement des différents échangeurs qui y sont logés (échangeur air/ eau servant au refroidissement du liquide de refroidissement moteur ou condenseur air/fluide réfrigérant de l'installation de climatisation), des ouvertures ou passages sont ménagés dans l'écran qui cloisonne le fond du compartiment moteur. La demanderesse a perfectionné un tel dispositif notamment en ajustant le flux d'air traversant les passages ménagés à travers l'écran sous moteur aux conditions de fonctionnement du véhicule. Le dispositif aérodynamique selon l'invention pour la réduction de la traînée et de la portance d'un véhicule routier comprend un panneau formant écran venant se fixer sur le châssis du véhicule, cet écran s'étendant sous le compartiment moteur et comportant des passages permettant l'évacuation pour l'air de refroidissement des échangeurs de chaleur disposés à l'intérieur dudit compartiment moteur. Selon l'invention, le dispositif aérodynamique est caractérisé en ce qu'il comporte des éléments mobiles coopérant avec les passages 2864512 - 3 de l'écran pour bloquer ou au contraire favoriser la circulation de l'air de refroidissement au travers des passages. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, les éléments mobiles comprennent au moins une plaque articulée formant volet, ce volet étant mobile entre une position de fermeture au moins partielle d'un passage et au moins une position d'ouverture du passage. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, le volet coopère avec des moyens d'actionnement pilotés par un organe de commande, les moyens d'actionnement étant par exemple de type vérins pneumatiques ou hydrauliques. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, le volet en position d'ouverture fait saillie sous la surface inférieure de l'écran de façon à former un déflecteur s'étendant en amont dudit passage dans le sens de l'écoulement de l'air sous le véhicule. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, un passage est formé par deux ouvertures adjacentes coopérant avec deux volets. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, lorsque deux volets coopèrent, un premier volet est destiné à s'étendre en position d'ouverture à l'intérieur dudit compartiment moteur et le second volet est destiné à s'étendre en position d'ouverture à l'extérieur du compartiment moteur, en dépassant au-dessous dudit écran. - 4 Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, l'organe de commande opère l'ouverture ou la fermeture des volets à partir d'informations concernant le fonctionnement du véhicule et notamment des échangeurs. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, le second volet n'est ouvert qu'au-delà d'une vitesse véhicule prédéterminée. Selon une autre caractéristique du dispositif aérodynamique objet de la présente invention, la hauteur de dépassement sous l'écran du second volet en position d'ouverture est ajustée selon le fonctionnement du véhicule. Selon un autre aspect de la présente invention, cette dernière concerne également un véhicule automobile comportant un dispositif aérodynamique tels que ceux décrits ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui 20 va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 représente une vue de dessous d'un soubassement de véhicule automobile équipé d'un dispositif aérodynamique 25 selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue de détail du dispositif aérodynamique selon l'invention représenté à la figure 1, - la Fig. 3 est une vue schématique précisant le fonctionnement du dispositif aérodynamique selon l'invention. 2864512 -5 Le dessous ou soubassement 1 d'un véhicule automobile, comme représenté à la Fig. 1, est de préférence conformé de façon à présenter une surface la plus plane possible. Pour ce faire, on dispose d'un panneau formant écran 2 venant se fixer sur le châssis du véhicule (traverse avant, berceau, etc.) sous le compartiment moteur. Si dans l'exemple illustré il s'agit d'un véhicule disposant de son bloc motopropulseur à l'avant (de type traction) , cela n'est toutefois pas limitatif de l'invention qui concerne également les écrans sous compartiment moteur disposé à l'arrière du véhicule (de type propulsion). Afin de favoriser l'évacuation de l'air de refroidissement soufflé par le groupe moto-ventilateur et servant notamment pour les échangeurs de chaleur présents dans le compartiment moteur comme le condenseur de l'installation de climatisation ou encore le radiateur du circuit de refroidissement du moteur, des passages 3 sont pratiqués à travers l'écran 2. Selon l'exemple figuré ces passages sont formés par une série d'ouvertures adjacentes deux par deux. En se reportant à la figure 2, deux plaques rectangulaires amovibles 4 et 5 formant volets et articulées sur un de leurs bords longitudinaux, sont disposées de part et d'autres des ouvertures 3. Ces volets 4 et 5 sont actionnées pour sélectivement ouvrir ou fermer les ouvertures 3 et ce notamment afin de bloquer ou au contraire de favoriser l'évacuation de l'air de refroidissement au travers de ces passages. En ce reportant à la figure 3 on a représenté schématiquement le fonctionnement de ces volets 4 et 5. Ces volets 4 et 5 sont déplacés par des mécanismes d'actionnement pilotés tels que des vérins pneumatiques ou hydrauliques, respectivement 6 et 7. Un organe 2864512 -6 de commande tel qu'un calculateur 10 pilote ces vérins 6, 7 à partir d'informations appropriées relatives au fonctionnement du véhicule et notamment des échangeurs. Ainsi le calculateur 10 est à même à partir de ces informations de déterminer les besoins en dédit d'air 8 à travers les passages 3 et donc de commander en conséquence l'ouverture ou la fermeture des passages 3 grâce aux volets 4 et 5. Le volet 5 est agencé pour faire saillie sous la surface inférieure de l'écran 2 en position d'ouverture comme cela est représenté à la figure 3. Le dépassement du volet 5 sous l'écran 2 constitue un déflecteur s'étendant en amont du passage 3 dans le sens de l'écoulement de l'air 9 sous le véhicule 1. Ce déflecteur est à même de créer une dépression au droit de l'ouverture 3 plus ou moins importante selon la vitesse du véhicule ce qui permet de faciliter l'extraction de l'air hors du compartiment moteur. De préférence donc l'ouverture du volet 5 n'est opérée qu'au-delà d'une vitesse véhicule prédéterminée. Il est à noter que le dépassement du volet 5 peut être ajusté notamment selon le fonctionnement dudit véhicule. Une stratégie de pilotage des volets 4 et 5 peut être la suivante: 25 (i) A basse vitesse véhicule Si la vitesse véhicule est inférieure par exemple à 60 km/h, et qu'il est nécessaire d'évacuer un débit d'air moyen par les passages 3 (température d'eau moteur ou pression fluide de climatisation supérieure à une première valeur de seuil) alors: 2864512 7 É Fermeture du volet 5 grâce à l'actionneur 7, afin de respecter la garde au sol statique. É Ouverture vers le haut du volet 4 avec l'actionneur 6, afin d'améliorer l'évacuation de l'air soufflé par le groupe moto-ventilateur pour la condensation du fluide de climatisation et pour le refroidissement du moteur. (ii) A haute vitesse véhicule Si la vitesse véhicule est supérieure à 60 km/h, et qu'il est nécessaire d'évacuer un fort débit d'air par les passages 3 (température d'eau moteur ou pression fluide de climatisation supérieure à une seconde valeur de seuil) alors: É Ouverture vers le bas du volet 5 afin de bénéficier de la dépression créée par la dynamique véhicule, et vers haut du volet 4. É Amélioration de l'évacuation de l'air traversant les échangeurs Les avantages de ces volets sont les suivants: L'ouverture vers le haut à basse vitesse permet une bonne évacuation de l'air de refroidissement soufflé par le groupe moto- ventilateur tout en maintenant une garde au sol importante. L'ouverture vers le bas à haute vitesse véhicule (condition de roulage où les contraintes garde au sol sont moins sévères) permet de créer une dépression favorable à l'évacuation de l'air de refroidissement. Par ailleurs l'ouverture de ces volets n'est opérée qu'en cas de besoins relativement importants en terme de débits d'air de 2864512 -8 refroidissement dans le compartiment moteurs. En dehors des points de fonctionnement correspondants, les volets demeurent en position fermés ce qui permet à l'écran d'offrir une surface continue sans discontinuité ce qui est alors très favorable pour faciliter l'écoulement de l'air sous la caisse du véhicule et donc réduire le CX du véhicule. Par ailleurs, l'obturation des passages 3 permet une bonne efficacité acoustique de l'écran 2. Bien évidemment l'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation illustrés. Toutes les variantes possibles pour réaliser les volets ou les moyens d'actionnement et de commande font partie de la présente invention. En particulier il est possible de n'utiliser qu'un seul volet monté 15 d'un côté ou de l'autre de l'écran 2. Par ailleurs l'invention concerne aussi un véhicule automobile équipé de dispositifs aérodynamiques tels que décrits ci-dessus. Le dispositif aérodynamique selon l'invention s'applique à un véhicule automobile qu'il soit monospace, bi-corps ou tri-corps et permet donc de réduire la traînée et la portance de ce véhicule et, de ce fait, de diminuer la consommation d'énergie et d'augmenter la stabilité dudit véhicule. 2864512 -9 REVENDICATIONS 1. Dispositif aérodynamique pour la réduction de la traînée et de la portance d'un véhicule routier (1) comprenant un panneau formant écran (2) venant se fixer sur le châssis dudit véhicule, ledit écran (2) s'étendant sous le compartiment moteur et comportant des passages (3) permettant l'évacuation pour l'air de refroidissement des échangeurs de chaleur disposés à l'intérieur dudit compartiment moteur, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments mobiles (4,5) coopérant avec lesdits passages (3) pour bloquer ou au contraire favoriser la circulation de l'air de refroidissement (8) au travers desdits passages (3). 2. Dispositif aérodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments mobiles comprennent au moins une plaque articulée formant volet (4,5), ledit volet (4,5) étant mobile entre une position de fermeture au moins partielle d'un passage (3) et au moins une position d'ouverture dudit passage (3). 3. Dispositif aérodynamique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit volet (4,5) coopère avec des moyens d'actionnement (6,7) pilotés par un organe de commande (10), lesdits moyens d'actionnement (6, 7) étant par exemple de type vérins pneumatiques ou hydrauliques. 4. Dispositif aérodynamique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit volet (5) en position d'ouverture fait saillie sous la surface inférieure dudit écran (2) de façon à former un déflecteur s'étendant en amont dudit passage (3) dans le sens de l'écoulement de l'air (9) sous le véhicule (1). 2864512 - 10 - 5. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'un passage (3) est formé de deux ouvertures adjacentes coopérant avec deux volets (4,5). 6. Dispositif aérodynamique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un premier volet (4) est destiné à s'étendre en position d'ouverture à l'intérieur dudit compartiment moteur et en ce qu'un second volet est destiné à s'étendre en position d'ouverture à l'extérieur dudit compartiment moteur, dépassant au-dessous dudit écran (2). 7. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'organe de commande (10) opère l'ouverture ou la fermeture desdits volets (4,5) à partir d'informations concernant le fonctionnement du véhicule (1) et notamment desdits échangeurs. 8. Dispositif aérodynamique selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ledit second volet (5) n'est ouvert qu'au-delà 20 d'une vitesse véhicule prédéterminée. 9. Dispositif aérodynamique selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la hauteur de dépassement dudit second volet (5) en position d'ouverture sous ledit écran (2) est ajustée selon le fonctionnement dudit véhicule. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes.