Brevet FR3045000A1 — publié le 20170616

Dispositif déflecteur aérodynamique pour roue de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif déflecteur aérodynamique pour roue de véhicule automobile. Une préoccupation constante dans le domaine automobile est la consommation de carburant et l'impact écologique du véhicule notamment par ses émissions de gaz à effet de serre comme le CO2 ou par des gaz toxiques comme par exemple les Nox. Pour diminuer la consommation en carburant, les constructeurs automobiles tentent de rendre d'une part les io moteurs de propulsion plus efficaces et d'autre part de diminuer la consommation des équipements du véhicule. Un facteur important dans la consommation d'un véhicule est déterminé par la prise au vent ou l'aérodynamisme du véhicule. En effet, l'aérodynamisme d'un véhicule automobile est une 15 caractéristique importante car il influence notamment la consommation de carburant (et donc la pollution) ainsi que les performances notamment d'accélération dudit véhicule. En particulier, la traînée ou la résistance aérodynamique à l'avancement joue un rôle déterminant, notamment à des vitesses plus élevées, car la 20 traînée varie en fonction du carré de la vitesse de déplacement du véhicule. Selon les modèles utilisés en mécanique des fluides, on peut par exemple quantifier la force de traînée qui s'exerce sur un véhicule automobile à l'aide d'une surface de référence S. En première approximation, la force de traînée, notée Fx, est égale à q*S*Cx, où q 25 désigne la pression dynamique (q = 1/2 p*V2, p désignant la masse volumique de l'air et V la vitesse du véhicule par rapport à l'air), Cx désignant un coefficient de traînée propre au véhicule. 3045000 2 La surface de référence utilisée pour un véhicule automobile correspond habituellement à sa surface frontale. On comprend donc que pour réduire la traînée, il faut viser à réduire la surface de référence. L'analyse des phénomènes aérodynamiques plus en détail a permis de 5 mettre à jour aussi le rôle déterminant des roues de véhicule. En effet, les roues peuvent augmenter considérablement la résistance aérodynamique, car ils génèrent des turbulences lorsque le flux d'air frappe la roue en rotation. A des vitesses élevées, il a été démontré que les roues avant peuvent contribuer jusqu'à une valeur de 30% à la surface de référence. En effet, lorsqu'un véhicule automobile se déplace, l'air dans lequel il évolue est dévié en fonction du profil du véhicule. L'air ainsi dévié atteint notamment le passage de roue. Le passage de roue est une cavité aménagée dans la carrosserie du véhicule, et entourant une roue (cela correspond à l'aile du véhicule). Le passage de roue remplit plusieurs fonctions. Il limite notamment (en les retenant) les projections d'eau, de boue ou d'autres matériaux sur lesquels la roue est susceptible de circuler et qu'elle peut être amenée à expulser lors de sa rotation. L'air atteignant le passage de roue circule notamment dans l'espace étroit séparant la roue du passage de roue. Il est connu qu'à cette occasion, des turbulences se forment autour des tours de roue et créent un frein aérodynamique. Il est connu de placer un déflecteur fixe devant une roue de véhicule automobile. Un tel déflecteur fixe, qui peut prendre la forme d'une bavette (souvent d'environ 5cm de hauteur), permet de réduire les turbulences dans le passage de roue. Cependant, un tel déflecteur fixe risque d'être endommagé lors de franchissements d'obstacles (trottoir, ralentisseur de type dos d'âne, etc.). La présente invention vise à pallier au moins partiellement certains des inconvénients décrits ci-dessus. 3045000 3 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif déflecteur aérodynamique pour roue de véhicule automobile, comprenant : - une paroi déflectrice monté mobile sur un support entre d'une part une position escamotée, dans laquelle, à l'état monté ladite 5 paroi déflectrice est relevée par rapport au support, et d'autre part une position déployée, dans laquelle, à l'état monté, ladite paroi déflectrice est abaissée par rapport au support, et - un actionneur relié à ladite paroi déflectrice et configuré pour déplacer ladite paroi déflectrice entre les positions escamotée et 10 déployée. Grâce au déplacement géré par l'actionneur, le déflecteur fixe ne risque plus d'être endommagé lors de franchissements d'obstacles. Le dispositif déflecteur aérodynamique selon l'invention peut 15 comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : La paroi déflectrice possède par exemple en coupe longitudinale une forme d'arc de cercle dont le rayon de l'arc de cercle peut correspondre sensiblement au rayon du passage de roue du véhicule. 20 Selon un aspect, la paroi déflectrice possède en coupe transversale une forme divergente dans le sens du flux d'air frappant ladite paroi. Plus spécifiquement, la paroi déflectrice peut posséder une forme bombée en coupe transversale. Selon un autre aspect, la paroi déflectrice possède une forme droite en 25 coupe transversale dans le sens du flux d'air frappant ladite paroi. On prévoit en outre que le support est configuré pour être monté dans le passage de roue d'un véhicule automobile. 3045000 4 Dans ce cas, le support peut comprendre des glissières configurées pour être fixées dans le passage de roue. Selon un autre mode de réalisation, le support est réalisé en tant que cadre de forme rectangulaire configuré à être fixé au châssis d'un véhicule 5 automobile, par exemple dans un logement prévu à cet effet en amont de la roue, et la paroi déflectrice est reliée de manière pivotante au cadre par des parois latérales formant secteur de cercle. Selon un autre aspect, l'actionneur comprend un organe de sortie rotatif en prise directe ou indirecte avec la paroi déflectrice. io Le dispositif peut en outre comprendre une crémaillère fixée à la paroi déflectrice et l'organe de sortie comprend un pignon engrenant avec la crémaillère. En variante, l'organe de sortie comprend une roue munie sur sa périphérie d'un élastomère en contact avec la paroi déflectrice pour 15 l'entraînement de celle-ci. Enfin l'invention concerne un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif déflecteur aérodynamique tel que défini ci-dessus disposé en amont d'une roue de véhicule. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la 20 description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A et 1B montrent des schémas de côté du dispositif déflecteur aérodynamique selon un premier mode de réalisation dans deux positions différentes, - les figures 2A et 2B montrent un schéma simplifié du dispositif 25 déflecteur aérodynamique des figures 1A et 1B selon respectivement une vue en perspective de côté et une vue en coupe transversale, - les figures 3A et 3B montrent des schémas en perspective du 3045000 5 dispositif déflecteur aérodynamique selon un deuxième mode de réalisation dans deux positions différentes, - la figure 4 montre un schéma en perspective éclatée d'un troisième mode de réalisation, et 5 - les figures 5A, 5B et 5C montrent des schémas en perspective de différentes positions du dispositif déflecteur aérodynamique selon le troisième mode de réalisation. Dans la présente description, on entend par « en amont » qu'un 10 élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du flux d'air. A contrario, on entend par « en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du flux d'air. Par supérieur, inférieur, haut et bas, on se réfère à la disposition des éléments sur les figures, ce qui correspond généralement à la disposition des éléments à 15 l'état monté dans un véhicule automobile. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul 20 mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Un repère LH ou LTH sur une figure indique respectivement les directions longitudinale (L), transversale (T) et en hauteur (H) correspondant 25 à des directions x-y-z du véhicule. Dans la description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou second élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et second critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour 3045000 6 différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente 5 description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps. La figure 1A montre un schéma simplifié de côté d'une partie avant 1 d'un véhicule automobile, en particulier une roue 3 et un passage de roue 5 muni d'un dispositif déflecteur aérodynamique 7 de roue. io Sur le schéma de la figure 1A, le véhicule se déplace selon la flèche 9, de sorte qu'un flux d'air 10 s'écoule en direction du véhicule et de la roue 3 et impacte le véhicule et notamment la roue 3 en sens inverse. En référence aux figures 2A et 2B montrant un schéma simplifié du dispositif déflecteur aérodynamique des figures 1A et 1B selon 15 respectivement une vue en perspective de côté et une vue coupe transversale, le dispositif déflecteur aérodynamique 7 comprend un support 11 configuré pour être monté dans le passage de roue d'un véhicule automobile. Dans le présent mode de réalisation, le support 11 est réalisé sous forme 20 de deux glissières latérales 13 configurées pour être fixées dans le passage de roue 5, par exemple par vissage ou par des agrafes ou tout autre moyen de fixation. Le dispositif déflecteur aérodynamique 7 comprend de plus une paroi déflectrice 15. 25 Comme on le voit sur les figures 1A, 1B ainsi que 2A, cette paroi déflectrice 15 possède en coupe longitudinale, c'est-à-dire dans le sens de la longueur de la paroi déflectrice 15 une forme, courbée, plus précisément en arc de cercle, et ce de manière à épouser la forme du passage de roue 5. Afin de pouvoir intégrer la paroi déflectrice 15 sans problème dans le 3045000 7 passage de roue 5, on prévoit que le rayon de l'arc de cercle correspond par exemple sensiblement au rayon du passage de roue 5 du véhicule. Cette paroi déflectrice 15 est mobile entre d'une part une position escamotée, ou repliée, (voir figure 1A) et d'autre part une position abaissée 5 ou déployée (voir figure 1 B). Dans la position escamotée, la paroi déflectrice 15 est relevée dans le passage de roue 5 et ne fait donc aucun obstacle au flux d'air 10 impactant la roue 5. Cette position escamotée est généralement adoptée pour des vitesses 10 peu élevées, par exemple inférieures à 50km/h. En effet, pour des petites vitesses, l'effet de la paroi déflectrice 15 est peu important, notamment par rapport à la surface de référence. De plus, c'est à ces vitesses inférieures à environ 50km/h que l'on franchit des obstacles comme par exemple des trottoirs, des ralentisseurs 15 de type dos d'âne, coussin berlinois, etc. En prenant la position escamotée à ces vitesses faibles, la paroi déflectrice 15 est protégée contre la casse. Dans la position abaissée ou déployée montrée à la figure 1 B, la paroi déflectrice 15 est placée en amont de la roue 3 du véhicule en étant au moins partiellement en dessous de l'axe de rotation 17 de ladite roue 3. 20 C'est dans cette position abaissée ou active, que le flux d'air 10 est dévié de manière à ne pas pouvoir s'engouffrer dans le passage de roue 5. On évite ainsi la création des turbulences dans le passage de roue 5 qui contribuent à l'augmentation significative de la surface de référence. Ainsi, la force de traînée peut être contenue à des valeurs plus 25 acceptables. Pour déplacer la paroi déflectrice 15 entre les positions escamotée et déployée, le dispositif déflecteur aérodynamique 7 comprend en outre un 3045000 8 actionneur 19. Selon le mode de réalisation des figures 1A, 1B et 2A, 2B, l'actionneur 19 est par exemple un moteur électrique et comprend un organe de sortie rotatif 21 en prise directement ou indirectement avec la paroi déflectrice 15. 5 Comme on le voit sur la figure 2A, le dispositif déflecteur aérodynamique 7 comprend une crémaillère 23 en courbe dont la courbure est adaptée à celle de la paroi déflectrice 15 à laquelle la crémaillère 23 est fixée. L'organe de sortie rotatif 21 est un pignon qui engrène avec la crémaillère 23 pour déplacer la paroi déflectrice 15 entre les positions 10 escamotée et déployée. L'actionneur 19 est par exemple relié à une unité de commande 24 comprenant par exemple un circuit électronique tel qu'un microprocesseur ou un microcontrôleur recevant une information de vitesse depuis un capteur de vitesse, et ordonnant le déploiement ou la rétractation de la paroi 15 déflectrice 15 en conséquence. Selon une mise en oeuvre possible, un mécanisme d'hystérésis est prévu afin d'éviter les effets de seuil. Ainsi, il est possible de prévoir que l'unité de commande 24 déclenche le déploiement de la paroi déflectrice 15 dès que la vitesse dépasse un seuil donné (par exemple 50km/h), mais que la 20 rétractation du déflecteur n'est déclenchée que lorsque la vitesse redescend en dessous d'un seuil inférieur au seuil précité (par exemple un seuil de 40km/h). Ainsi, le circuit évite de déclencher de façon intempestive des alternances de déploiement et de rétractation lorsque le véhicule circule à 25 une vitesse proche du seuil initial et passe en permanence d'un côté et de l'autre de ce seuil. Le seuil de déclenchement du déploiement (par exemple 50km/h) est choisi de façon à être suffisamment élevé pour que le déploiement ait un 3045000 9 effet perceptible sur la traînée aérodynamique. La traînée varie avec le carré de la vitesse. Pour les vitesses faibles, la traînée est elle-même très faible. Déployer le déflecteur n'est alors pas utile. Le seuil de déclenchement de la rétractation (par exemple 40 km/h) est 5 choisi de façon à être suffisamment élevé pour que le conducteur puisse raisonnablement envisager le franchissement d'obstacles (trottoirs, dos d'âne, etc.) à la vitesse considérée. Ainsi, on évite que le véhicule automobile soit amené à franchir un tel obstacle (de nature à endommager le déflecteur) alors que le déflecteur est déployé. 10 Selon encore une autre variante, l'unité de commande 24 reçoit aussi des données de géolocalisation associées avec des informations sur la situation de conduite. Ainsi par exemple, l'unité de commande 24 peut être configurée pour inhiber tout déploiement de la paroi déflectrice 15 en agglomération où la 15 vitesse est limitée. En effet, c'est en agglomération qu'il y a le plus de risque de devoir franchir des obstacles pouvant endommager la paroi déflectrice 15. Les figures 3A et 3B montrent des schémas en perspective du dispositif déflecteur aérodynamique 7 selon un deuxième mode de réalisation. Ce 20 dispositif déflecteur aérodynamique 7 est par exemple monté dans un logement prévu à cet effet en amont de la roue 3. Selon ce mode de réalisation, la paroi déflectrice 15 possède également dans le sens du flux d'air frappant ladite paroi déflectrice 15 en coupe longitudinale une forme d'arc de cercle et une forme droite en coupe 25 transversale. Selon une variante non représentée, la paroi déflectrice 15 peut aussi posséder une forme divergente en coupe transversale dans le sens du flux 3045000 10 d'air frappant ladite paroi, en particulier une forme bombée. Afin de conférer une plus grande rigidité mécanique au dispositif déflecteur aérodynamique 7, le support 11 comprend un cadre 25 de forme rectangulaire configurée à être fixé au châssis d'un véhicule automobile, par 5 en dessous, notamment par vissage. De plus, la paroi déflectrice 15 est reliée de manière pivotante au cadre 25 par des parois latérales 27 formant un secteur circulaire. Comme mieux visible sur la figure 3B, les parois latérales 27 sont reliées par une paroi de fermeture 28 empêchant que des salissures puissent io atteindre l'actionneur 19. La paroi déflectrice 15 avec les parois latérales 27 et la paroi de fermeture définissent alors un corps seulement ouvert d'un côté et ayant une forme générale d'une pelle. L'actionneur 19 de ce mode de réalisation comprend un organe de sortie rotatif 21 en prise directe avec la paroi déflectrice 15. 15 A cet effet, l'organe de sortie rotatif 21 comprend une roue 29 munie sur sa périphérie d'un élastomère en contact frottant avec la paroi déflectrice 15 pour l'entraînement de celle-ci entre les positions escamotée (figure 3A) et déployée (figure 3B). La figure 4 montre un schéma en perspective éclatée d'un troisième 20 mode de réalisation. Ce mode de réalisation est très proche de celui des figures 3A et 3B et se différencie notamment par l'entrainement de l'actionneur 19. En effet, une crémaillère 23 courbée est fixée contre la paroi déflectrice 15 (voir flèche 31) et l'organe de sortie rotatif 21 de l'actionneur est réalisé 25 sous forme d'un pignon engrenant avec la crémaillère. Les figures 5A, 5B et 5C montrent différentes positions de la paroi déflectrice 15 à savoir, une position escamotée (figure 5A), une position 3045000 11 intermédiaire (figure 5B) et une position déployée (figure 5C). Bien d'autres modes de réalisations ou exemples sont envisageables sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, on peut prévoir que l'étendue du déploiement est réglable par 5 l'entraînement de l'actionneur 19 et dans certaines conditions de conduite, la paroi déflectrice est seulement déployée à moitié comme montré sur la figure 5B. On comprend donc que le dispositif déflecteur aérodynamique 7 selon l'invention permet d'améliorer la traînée aérodynamique du véhicule et donc 1 o en particulier la consommation en carburant du véhicule tout en permettant par son caractère commandé ou actif le franchissement d'obstacles à vitesse basse en toute sécurité. REVENDICATIONS1. Dispositif déflecteur aérodynamique (7) pour roue de véhicule automobile, comprenant : - une paroi déflectrice (15) monté mobile sur un support (11) entre d'une part une position escamotée, dans laquelle, à l'état monté ladite paroi déflectrice (15) est relevée par rapport au support (11), et d'autre part une position déployée, dans laquelle, à l'état monté, ladite paroi déflectrice (15) est abaissée par rapport au support (11), et - un actionneur (19) relié à ladite paroi déflectrice (15) et configuré pour déplacer ladite paroi déflectrice (15) entre les positions escamotée et déployée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi déflectrice (15) possède en coupe longitudinale une forme d'arc de cercle. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayon de l'arc de cercle correspond sensiblement au rayon du passage de roue (5) du véhicule. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi déflectrice (15) possède en coupe transversale une forme divergente dans le sens du flux d'air (10) frappant ladite paroi (15). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi déflectrice (15) possède une forme bombée en coupe transversale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi déflectrice (15) possède une forme droite en coupe transversale dans le sens du flux d'air (10) frappant ladite paroi. 3045000 13 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support (11) est configuré pour être monté dans le passage de roue (5) d'un véhicule automobile. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support 5 (11) comprend des glissières (13) configurées pour être fixées dans le passage de roue (7). 9. Dispositif selon les revendications 2 ou 3 prises ensemble avec la revendication 6, caractérisé en ce que le support (11) est réalisé en tant que cadre (25) de forme rectangulaire configuré à être fixé au châssis d'un 10 véhicule automobile et en ce que la paroi déflectrice (15) est reliée de manière pivotante au cadre (25) par des parois latérales (27) formant secteur de cercle. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'actionneur (19) comprend un organe de sortie rotatif 15 (21) en prise directe ou indirecte avec la paroi déflectrice (15). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une crémaillère (23) fixée à la paroi déflectrice (15) et en ce que l'organe de sortie (21) comprend un pignon engrenant avec la crémaillère (23). 20 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe de sortie (21) comprend une roue (29) munie sur sa périphérie d'un élastomère en contact avec la paroi déflectrice (15) pour l'entraînement de celle-ci. 13. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif déflecteur aérodynamique (7) selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 12 disposé en amont d'une roue de véhicule.