Brevet FR2862269A1 — publié le 20050520

La présente invention concerne un dispositif aérodynamique pour un véhicule automobile et également un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif aérodynamique. Les véhicules automobiles, lorsqu'ils roulent, sont soumis à un certain nombre d'efforts qui s'oppose 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'oppose 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. Ces forces aérodynamiques sont essentiellement générées par les dépressions créées par les décollements, les recirculations et les tourbillons longitudinaux de l'air. Les recirculations et donc les régions de basse pression sont importantes sur l'arrière du véhicule et particulièrement au niveau de la lunette arrière et du coffre. En effet, les écoulements de l'air à l'arrière des véhicules automobiles sont complexes et, en général, il se produit un équilibre entre les décollements et les tourbillons longitudinaux. Les dispositifs utilisés en aérodynamique automobile interviennent sur le décollement qui a lieu sur l'arrière du véhicule, en particulier dans la région du raccord entre le pavillon et la lunette arrière, d'une part, et la lunette arrière et le coffre, d'autre part. Les dispositifs classiques sont essentiellement constitués par des becquets, des ailerons ou des déflecteurs placés dans ces zones à l'arrière du véhicule. Le becquet est utilisé le plus souvent pour réduire le coefficient de 30 pénétration dans l'air et les autres systèmes sont plutôt utilisés pour réduire la portance. L'invention a pour but de proposer un dispositif aérodynamique qui permet de contrôler les tourbillons longitudinaux et les décollements et d'une manière générale la structure globale de l'écoulement de l'air sur les éléments de la carrosserie d'un véhicule automobile. L'invention a donc pour objet un dispositif aérodynamique pour un véhicule automobile comprenant une carrosserie constituée par les éléments de carrosserie formant des zones tourbillonnaires, caractérisé en ce qu'il comprend, dans au moins une desdites zones tourbillonnaires, au moins une plaque vibrante pour réduire la traînée et la portance de ce véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - ladite plaque vibrante est insérée dans une découpe ménagée dans l'élément de carrosserie correspondant de ladite zone tourbillonnaire, - ladite zone tourbillonnaire est déterminée par une arête formée par au moins un des éléments de carrosserie constitué par les montants de baie avant et/ou arrière, un pavillon et les ailes arrière, - ladite plaque vibrante est disposée en amont ou en aval de l'arête, - les vibrations de ladite plaque vibrante sont dirigées perpendiculairement ou parallèlement à l'élément de carrosserie sur lequel ladite 20 plaque vibrante est montée, - les vibrations de ladite plaque vibrante sont constantes et/ou variables par modification de l'amplitude etlou de la fréquence, - les variations de l'amplitude et/ou de la fréquence des vibrations de ladite plaque vibrante sont pilotées en fonction d'informations fournies par au 25 moins un capteur de vitesse etlou de pression et/ou de frottement, - l'amplitude des vibrations est comprise entre 0 et 10 mm, - la fréquence des vibrations est comprise entre 0 et 500 Hz, - ladite plaque a une largeur comprise entre 1 et 200 mm. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif aérodynamique tel que précédemment mentionné. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective de l'arrière 5 d'un véhicule automobile équipé d'au moins un dispositif aérodynamique conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique de côté du véhicule automobile équipé d'au moins un dispositif aérodynamique conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un exemple d'implantation d'un dispositif aérodynamique dans un élément de carrosserie d'un véhicule automobile, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif aérodynamique conforme à l'invention. Les véhicules automobiles, lorsqu'ils roulent, sont soumis à des efforts qui s'opposent à leur avancement et qui sont les frottements solides, les frottements aérodynamiques et, à haute vitesse, les forces aérodynamiques générées par les dépressions et par les décollements, les recirculations et les tourbillons longitudinaux de l'air. Ainsi, une carrosserie 2 d'un véhicule automobile, comme représentée sur les Figs. 1 et 2, comporte des régions de basse pression où ces phénomènes sont particulièrement importants. D'une manière générale, les zones tourbillonnaires sont déterminées par des arêtes formées par des éléments de carrosserie qui sont constitués par exemple par les montants de baie arrière 3, le pavillon 4 et les ailes arrière 6 (Fig. 1) et les montants de baie avant 7 (Fig. 2). Le dispositif aérodynamique selon l'invention permet de contrôler les tourbillons longitudinaux et les décollements et par la même la structure globale de l'écoulement de l'air notamment à l'arrière du véhicule automobile 1 en modifiant les conditions limites de l'écoulement de l'air dans ces zones. Il permet également de contrôler l'équilibre entre les tourbillons longitudinaux et le décollement en perturbant ces tourbillons longitudinaux ou en favorisant ou non ces décollements. 15 20 Pour cela, l'une ou plusieurs ou l'ensemble de ces zones tourbillonnaires formées par les arêtes au niveau des montants de baie avant 7 etlou arrière 3, du pavillon 4 et des ailes arrière 6 sont équipées d'un dispositif aérodynamique conforme à l'invention et qui comprend, en amont ou au niveau de ladite arrête, au moins une plaque vibrante désignée par la référence 10. Ainsi que montré à la Fig. 3, la plaque vibrante 10 est insérée dans une découpe 11 ménagée dans l'élément de carrosserie correspondant, comme par exemple le pavillon 4, et cette plaque vibrante 10 est, en position repos, affleurante audit élément de carrosserie. Comme montré à la Fig. 4 la plaque 10 sort d'une hauteur h2 inférieure à son épaisseur h1. Les vibrations de la plaque 10 sont provoquées par un dispositif approprié de type connu, comme par exemple un système électromagnétique ou un système mécanique, et ces vibrations sont dirigées perpendiculairement ou parallèlement à l'élément de carrosserie sur lequel ladite plaque vibrante 10 est montée. Un dispositif envisageable pour provoquer les vibrations de la plaque 10 peut-être un système de type "haut-parleur". Le mouvement de la plaque 10 peut dans ce cas être obtenu de la même façon qu'une membrane de hautparleur, au moyen d'une bobine dont l'aimant est solidaire de la plaque vibrante. Selon un premier mode de réalisation, les vibrations de la plaque 10 sont constantes et, dans ce cas, l'amplitude de ces vibrations est comprise entre 0 et 10 mm et la fréquence desdites vibrations est comprise entre 0 et 500 Hz. Selon un second mode de réalisation, les vibrations de la plaque vibrante 10 sont variables en modifiant l'amplitude et/ou la fréquence de ces vibrations. Pour cela, les variations de l'amplitude et/ou de la fréquence des vibrations de cette plaque vibrante 10 sont pilotées en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de vitesse et/ou de pression et/ou de frottement implanté sur au moins un des éléments de la carrosserie 2 du véhicule automobile 1. Dans ce cas, l'amplitude des vibrations varie entre 0 et 10 mm et la fréquence de ces vibrations varie entre 0 et 500 Hz. La dimension de chaque plaque vibrante 10 est fonction de la géométrie de l'élément de carrosserie sur lequel la plaque vibrante correspondante est insérée. Ainsi, la plaque vibrante 10 peut être constituée d'une seule plaque ou bien de plusieurs plaques vibrantes de plus petites dimensions fonctionnant indépendamment ou collectivement. D'une manière générale, la largeur de la plaque vibrante 10 est comprise entre 1 et 200 mm. Ainsi, les vibrations créées par la ou les plaques vibrantes 10 dans une ou plusieurs zones tourbillonnaires perturbent les structures tourbillonnaires générées autour du véhicule dans les zones équipées de la ou des plaques vibrantes 10 ce qui permet de contrôler les tourbillons longitudinaux et les décollements et, de ce fait, la structure globale de l'écoulement de l'air sur le véhicule automobile. Le dispositif aérodynamique selon l'invention s'applique à un 15 véhicule automobile qu'il soit monospace, bicorps ou tricorps et permet donc de réduire la traînée et la portance de ce véhicule et par conséquent de diminuer la consommation d'énergie et d'augmenter la stabilité dudit véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif aérodynamique pour un véhicule automobile comprenant une carrosserie (2) constituée par des éléments de carrosserie (3, 4, 6, 7) formant des zones tourbillonnaires, caractérisé en ce qu'il comprend, 5 dans au moins une desdites zones tourbillonnaires, au moins une plaque vibrante (10) pour réduire la traînée et la portance de ce véhicule. 2. Dispositif aérodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque vibrante (10) est insérée dans une découpe (11) ménagée dans l'élément de carrosserie (3, 4, 6, 7) correspondant de ladite zone tourbillonnaire. 3. Dispositif aérodynamique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite zone tourbillonnaire est déterminée par une arête formée par au moins un des éléments de carrosserie (3, 4, 6, 7) constitué par les montants de baie avant (7) et/ou arrière (3), un pavillon (4) et les ailes arrière (6). 4. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite plaque vibrante (10) est disposée en amont ou en aval de l'arête. 5. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vibrations de ladite plaque vibrante (10) sont dirigées perpendiculairement à l'élément de carrosserie (3, 4, 6, 7) sur lequel ladite plaque vibrante (10) est montée. 6. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vibrations de ladite plaque vibrante (10) sont dirigées parallèlement à l'élément de carrosserie (3, 4, 6. 7) sur lequel ladite plaque vibrante (10) est montée. 7. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les vibrations de ladite plaque vibrante (10) sont constantes et/ou variables par modification de l'amplitude et/ou de la fréquence. 8. Dispositif aérodynamique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les variations de l'amplitude et/ou de la fréquence des vibrations de ladite plaque vibrante (10) sont pilotées en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de vitesse et/ou de pression et/ou de frottement implanté sur au moins un des éléments de la carrosserie du véhicule. 9. Dispositif aérodynamique selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'amplitude des vibrations est comprise entre 0 et 10 mm. 10. Dispositif aérodynamique selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la fréquence des vibrations est comprise entre 0 et 500 hertz. 11. Dispositif aérodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque vibrante (10) a une largeur 10 comprise entre 1 et 200 mm. 12. véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif aérodynamique de réduction de la traînée et de la portance selon l'une quelconque des revendications précédentes.