Brevet FR3048270A1 — publié le 20170901

L'invention concerne un procédé de piégeage des particules rejetées par des organes de freinage par friction d'un système de freinage à disque d'un véhicule. Elle s'étend à un dispositif de piégeage de mise en oeuvre de ce procédé de piégeage. Selon des études récentes, l'usure des plaquettes des freins à disque représentent actuellement de l'ordre de 20 % des particules émises par le trafic routier. Lors de chaque action de freinage, les frottements entre les plaquettes et le disque entraînent le rejet d'une quantité de particules fines au moins aussi dangereuses et nocives, notamment pour la santé des êtres humains, que les particules issues des pots d'échappement. De plus, ces particules sont émises par tous les types de véhicules (automobiles, poids-lourds, bus, métro, trains, tramways...) et ce quel que soit le mode de propulsion des ces derniers (moteurs essence, diesel, électriques...). Malgré ce constat, il n'existe pas, à l'heure actuelle, de solutions techniques susceptibles de conduire, de façon fiable et pour un coût de mise en oeuvre acceptable, à 15 une limitation notable du taux de particules émises par les organes de freinage par friction des systèmes de freinage à disque. La présente invention vise à combler cette lacune et a pour principal objectif de fournir un procédé et un dispositif de piégeage fiables conduisant à une limitation notable des particules émises par les organes de freinage par friction des systèmes de 20 freinage à disque pour un coût de mise en oeuvre relativement faible. A cet effet, l'invention vise un procédé de piégeage des particules rejetées par des organes de freinage par friction d'un système de freinage à disque d'un véhicule, consistant : - à équiper le dit système de freinage d'un conduit de piégeage : 25 - doté d'une face amont d'entrée d'air et d'une face aval de sortie d'air, et présentant une forme adaptée pour loger les organes de freinage par friction et pour canaliser, lors du roulage du véhicule, entre la face amont et la face aval, un flux d'air de refroidissement des dits organes de freinage par friction, 30 - intégrant un obturateur à volet positionné entre la face amont et les organes de freinage par friction, - intégrant des moyens de piégeage des particules rejetées par les organes de freinage par friction, - à piloter l'obturateur de façon à déplacer le volet entre une position d'obturation 35 du conduit commandée pour des vitesses de déplacement du véhicule 3048270 2 inférieures à une vitesse seuil Vs prédéterminée, et au moins une position d'ouverture au moins partielle du conduit pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse seuil Vs. En premier lieu, l'originalité et l'efficacité du procédé selon l'invention résident 5 dans le fait qu'elles consistent à utiliser le flux d'air dynamique du véhicule pour générer, à l'intérieur d'un simple conduit de piégeage, un flux d'air assurant le refroidissement du système de freinage ainsi que le transport, vers des moyens de piégeage, des particules rejetées par les organes de freinage par friction. De plus, cette originalité et cette efficacité découlent également de la 10 présence de l'obturateur notamment piloté de façon que le volet obture le conduit de piégeage dans des conditions de roulage (faible vitesse ou arrêt du véhicule) lors desquelles, faute de flux d'air, les particules sont susceptibles de s'échapper du conduit par la face amont de ce dernier. Il est à noter, en outre, que notamment concernant les véhicules de transport 15 en commun, tels que bus, métro..., l'obturation du volet intervient lors des phases d'approche d'une station et lors de l'arrêt du véhicule, c'est-à-dire dans des zones d'affluence des usagers. Outre son efficacité et sa fiabilité, ce procédé de piégeage présente l'avantage de nécessiter, en vue de sa mise en oeuvre, un simple conduit équipé d'un obturateur et 20 de moyens de piégeage, et une liaison de l'obturateur avec un calculateur embarqué équipant classiquement le véhicule, adapté notamment pour lire la vitesse du dit véhicule. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, lors du déplacement du véhicule à des vitesses supérieures à la vitesse seuil Vs et inférieures à une vitesse plafond Vp prédéterminée, on pilote l'obturateur de façon à positionner le 25 volet dans une position d'ouverture maximale pour la dite vitesse plafond Vp de déplacement du véhicule, et dans des positions d'ouverture partielle déterminant des variations du débit d'air de refroidissement proportionnelles aux variations de vitesse du véhicule, pour des vitesses de déplacement du véhicule comprises entre la vitesse seuil Vs et la vitesse plafond Vp. 30 De plus, pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse plafond Vp, on pilote, avantageusement selon l'invention, l'obturateur de façon à positionner le volet dans une position prédéterminée d'ouverture partielle du conduit. Cette spécificité conduit à réduire dans le conduit de piégeage, au-delà d'une vitesse plafond Vp prédéterminée, les turbulences susceptibles de perturber le piégeage 35 des particules. En outre, lors du déplacement du véhicule à des vitesses supérieures à la vitesse seuil Vs et inférieures à la vitesse plafond Vp, on pilote, avantageusement selon 3048270 3 l'invention, l'obturateur de façon à positionner le volet dans une position d'ouverture maximale lors d'au moins une décélération AV/AT supérieure à un seuil prédéterminé. Cette phase de pilotage conduit à favoriser la création d'un flux important d'air de refroidissement permettant de satisfaire, lors de fortes décélérations résultant de 5 freinages importants, la thermique de freinage et une canalisation accrue des particules émises. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on intègre, dans le conduit, des moyens de piégeage composés d'organes de filtration de dimensions conjuguées de la section du dit conduit, disposés entre les organes de freinage par 10 friction et la face aval. De plus, ces organes de filtration se présentent avantageusement selon l'invention sous la forme d'une cassette amovible et interchangeable. L'invention s'étend à un dispositif de piégeage comprenant : - un conduit de piégeage doté d'une face amont d'entrée d'air et d'une face aval de sortie d'air, et présentant une forme adaptée pour loger les organes de freinage par friction et pour canaliser, entre la face amont et la face aval, un flux d'air de refroidissement des dits organes de freinage par friction, le dit conduit intégrant : - un obturateur à volet adapté pour être positionné entre la face amont et les organes de freinage par friction, - des moyens de piégeage des particules rejetées par les organes de freinage par friction, - une unité de pilotage de l'obturateur programmée pour déplacer le volet entre une position d'obturation du conduit commandée pour des vitesses de déplacement du véhicule inférieures à une vitesse seuil Vs prédéterminée, et au moins une position d'ouverture au moins partielle du conduit pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse seuil Vs. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence au dessin annexé qui en représente à titre 30 d'exemple non limitatif un mode de mise en oeuvre préférentiel. Sur ce dessin : - la figure unique 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de piégeage selon l'invention équipant un système de freinage à disque. Le dispositif de piégeage selon l'invention représenté à la figure 1 est conçu pour piéger les particules rejetées par les organes de freinage par friction d'un système 35 de freinage du type, tel que représenté à la figure 1, comportant un disque 1 et un étrier 2 permettant de déplacer des plaquettes ou garnitures de façon à les amener au contact du disque 1. 3048270 4 (A des fins de clarté et de simplification de la description qui suit, ce dispositif de piégeage est considéré monté sur un système de freinage équipant un véhicule se déplaçant en marche avant selon la direction « d » mentionnée sur la figure 1.) Ce dispositif de piégeage comporte un conduit de piégeage 3 de section, en 5 l'exemple rectangulaire, adaptée pour loger l'étrier 2, et ainsi éviter la diffusion des particules émises par les plaquettes ou garnitures lors des phases de freinage du véhicule. Ce conduit de piégeage 3 présente la forme générale d'un « point d'interrogation » et comporte, en premier lieu, un tronçon incurvé 3c de courbure 10 conjuguée de celle du disque 1 et de l'étrier 2, adapté pour loger le dit étrier, ce tronçon incurvé 3c débouchant à l'air libre par une face d'extrémité 3a s'étendant orthogonalement par rapport à l'axe « d », constituant la face amont 3a d'entrée d'air dans le dit conduit. A l'opposé de la face amont 3a, le conduit de piégeage 3 comporte un tronçon 15 d'extrémité rectiligne 3d débouchant à l'air libre par une face d'extrémité 3b constituant la face aval de sortie d'air du dit conduit. Ce tronçon rectiligne 3c loge, en outre, un système de coulisses 4 d'insertion, dans le conduit de piégeage 3, d'une cassette 5 de dimensions planes conjuguées de celles du dit conduit, réalisée en un matériau adapté pour assurer le piégeage des 20 particules rejetées par les plaquettes ou garnitures. Le conduit de piégeage 3 intègre, en outre, un obturateur 6 doté d'un volet 6a positionné entre la face amont 3a et l'étrier 2, piloté par un calculateur embarqué 7 adapté notamment pour lire la vitesse du véhicule. Ce pilotage de l'obturateur 6 consiste principalement : 25 a/ pour des vitesses de déplacement du véhicule inférieures à une vitesse seuil Vs prédéterminée, incluant une vitesse nulle, à commander la fermeture du volet 6a, b/ pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse seuil Vs et inférieures à une vitesse plafond Vp prédéterminée, à piloter l'obturateur 6 de façon à positionner le volet 6a dans une position d'ouverture maximale pour la dite vitesse plafond Vp, et dans des positions d'ouverture partielle déterminant des variations du débit d'air de refroidissement proportionnelles aux variations de vitesse du véhicule, pour des vitesses de déplacement du véhicule comprises entre la vitesse seuil Vs et la vitesse plafond Vp, cl pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse plafond Vp, à piloter l'obturateur 6 de façon à positionner le volet 6a dans 3048270 5 une position prédéterminée d'ouverture partielle du conduit de piégeage 3, de façon à réduire les turbulences susceptibles de perturber le piégeage des particules. En outre, lorsque b/ Vs REVENDICATIONS1. Procédé de piégeage des particules rejetées par des organes de freinage par friction (2) d'un système de freinage (1, 2) à disque (1) d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste : - à équiper le dit système de freinage (1, 2) d'un conduit de piégeage (3) : - doté d'une face amont (3a) d'entrée d'air et d'une face aval (3b) de sortie d'air, et présentant une forme adaptée pour loger les organes de freinage par friction (2) et pour canaliser, lors du roulage du véhicule, entre la face amont (3a) et la face aval (3b), un flux d'air de refroidissement des dits organes de freinage par friction, - intégrant un obturateur (6) à volet (6a) positionné entre la face amont (3a) et les organes de freinage par friction (2), - intégrant des moyens (5) de piégeage des particules rejetées par les organes de freinage par friction (2), - à piloter l'obturateur (6) de façon à déplacer le volet (6a) entre une position d'obturation du conduit (3) commandée pour des vitesses de déplacement du véhicule inférieures à une vitesse seuil Vs prédéterminée, et au moins une position d'ouverture au moins partielle du conduit (3) pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse seuil Vs. 2. Procédé de piégeage selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lors du déplacement du véhicule à des vitesses supérieures à la vitesse seuil Vs et inférieures à une vitesse plafond Vp prédéterminée, on pilote l'obturateur (6) de façon à positionner le volet (6a) dans une position d'ouverture maximale pour la dite vitesse plafond Vp de déplacement du véhicule, et dans des positions d'ouverture partielle déterminant des variations du débit d'air de refroidissement proportionnelles aux variations de vitesse du véhicule, pour des vitesses de déplacement du véhicule comprises entre la vitesse seuil Vs et la vitesse plafond Vp. 3. Procédé de piégeage selon la revendication 2 caractérisé en ce que, pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la vitesse plafond Vp, on pilote l'obturateur (6) de façon à positionner le volet (6a) dans une position prédéterminée 30 d'ouverture partielle du conduit (3). 4. Procédé de piégeage selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que, lors du déplacement du véhicule à des vitesses supérieures à la vitesse seuil Vs et inférieures à la vitesse plafond Vp, on pilote l'obturateur (6) de façon à positionner le volet (6a) dans une position d'ouverture maximale lors d'au moins une 35 décélération AV/AT supérieure à un seuil prédéterminé. 3048270 7 5. Procédé de piégeage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on intègre dans le conduit (3) des moyens de piégeage composés d'organes de filtration (5) de dimensions conjuguées de la section du dit conduit, disposés entre les organes de freinage par friction (2) et la face aval (3b). 5 6. Procédé de piégeage selon la revendication 5 caractérisé en ce que les organes de filtration se présentent sous la forme d'une cassette (5) amovible et interchangeable. 7. Dispositif de piégeage des particules rejetées par des organes de freinage par friction (2) d'un système de freinage (1, 2) à disque (1) d'un véhicule, caractérisé en ce 10 qu'il comprend : - un conduit de piégeage (3) doté d'une face amont (3a) d'entrée d'air et d'une face aval (3b) de sortie d'air, et présentant une forme adaptée pour loger les organes de freinage par friction (2) et pour canaliser, entre la face amont (3a) et la face aval (3b), un flux d'air de refroidissement des dits organes de freinage par 15 friction, le dit conduit intégrant : - un obturateur (6) à volet (6a) adapté pour être positionné entre la face amont (3a) et les organes de freinage par friction (2), - des moyens (5) de piégeage des particules rejetées par les organes de freinage par friction (2), 20 - une unité (7) de pilotage de l'obturateur (6) programmée pour déplacer le volet (6a) entre une position d'obturation du conduit (3) commandée pour des vitesses de déplacement du véhicule inférieures à une vitesse seuil Vs prédéterminée, et au moins une position d'ouverture au moins partielle du conduit (3) pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures à la 25 vitesse seuil Vs. 8. Dispositif de piégeage selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de piégeage sont composés d'organes de filtration (5) de dimensions conjuguées de la section du conduit, adaptés pour être disposés entre les organes de freinage par friction (2) et la face aval (3b). 9. Procédé de piégeage selon la revendication 8 caractérisé en ce que les organes de filtration consistent en une cassette (5) amovible et interchangeable.