Brevet FR3042464A1 — publié le 20170421

PROTECTION DE VEHICULE AU CHOC FRONTAL COMPORTANT UNE BARRE TRANSVERSALE DERRIERE LE GROUPE MOTOPROPULSEUR La présente invention concerne un système de protection aux chocs avant pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système. Les véhicules automobiles sont soumis à des essais de résistance à différents chocs, comprenant notamment un choc frontal avec un obstacle décalé sur le côté. Un tel type de choc correspond à une norme émise par le programme d'évaluation européenne des automobiles « EuroNCAP » (European New Car Assessment Program). On dispose devant le véhicule un obstacle rigide présentant un plan transversal, qui est décalé sur le côté de manière à recouvrir 40% de la largeur de ce véhicule. La vitesse du véhicule lancé sur cet obstacle est de 64 km/h. Les déformations de la caisse du véhicule causées par les intrusions des organes mécaniques placés dans le compartiment moteur à l'avant, sont étudiées de manière à éviter des blessures des passagers. En particulier pour un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique disposé transversalement, avec la boîte de vitesses fixée à son extrémité, le choc avant peut entraîner un recul suffisamment important de ce groupe pour venir déformer la tôle du tablier séparant l'habitacle du compartiment moteur, et causer une intrusion dans ce compartiment blessant les passagers. Ce problème se pose d'autant plus avec des transmissions présentant un volume plus important, notamment des transmissions automatiques, des boîtes de vitesses robotisées comportant des actionneurs extérieurs occupant un volume important, ou des véhicules hybrides comprenant des composants électriques fixés sur la transmission. L'espace disponible à l'arrière de la transmission est réduit, le risque de déformation du tablier est plus grand. Pour répondre à ce problème un type de solution connu, présenté notamment par le document US-A1-20090322123, comporte un câble 3042464 2 métallique comprenant une partie centrale passant transversalement derrière le moteur thermique, et deux parties latérales qui reviennent vers l'avant. Chaque extrémité du câble est fixée à l'avant d'un longeron, de manière à appliquer à partir de l'extrémité avant de ces longerons une retenue du 5 groupe motopropulseur subissant un choc avant, pour limiter sa course vers l'arrière et son impact sur le tablier. Toutefois cette solution utilisant un câble souple nécessite que les parties latérales du câble viennent vers l'avant du véhicule pour exercer la retenue, avec des fixations à l'avant des longerons. On peut avoir dans ce 10 cas lors d'un écrasement de la face avant du véhicule, une déformation et un recul assez important des extrémités avant des longerons, entraînant un recul des fixations du câble. Ce câble ne limite alors pas suffisamment le recul du groupe motopropulseur. Un autre type de solution connu, présenté notamment par le document 15 FR-A1-2979079, comporte un câble métallique faisant une boucle entourant le groupe motopropulseur, dont les extrémités sont attachées à un longeron, en dessous de ce groupe. L'objectif principal de ce câble attaché sous le groupe motopropulseur, est d'éviter en cas d'accident un déplacement vers le haut de ce groupe qui 20 causerait une intrusion dans l'habitacle. Cette solution n'empêche pas particulièrement un recul du groupe motopropulseur en cas de choc frontal. Un autre type de solution connu, présenté notamment par le document US-B1-6276484, comporte un anneau tubulaire fixé dans un plan vertical à l'arrière du groupe motopropulseur, qui vient prendre appui sur une traverse 25 en cas de choc frontal pour éviter un recul de ce groupe. Ce type de solutions nécessite un appui particulier de la caisse juste en arrière de l'anneau tubulaire, qui doit être suffisamment résistant pour ne pas reculer lors du choc. Ce type d'appui n'est pas disponible sur toutes les caisses de véhicules. 30 La présente invention a notamment pour but de résoudre ces problèmes de l'art antérieur. 3042464 3 Elle propose à cet effet un système de protection au choc frontal pour un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur disposé transversalement dans un compartiment moteur avant, ce système étant remarquable en ce qu'il comporte une barre rigide sensiblement transversale, prévue pour 5 passer derrière le groupe motopropulseur, et des fixations d'extrémité prévues pour être fixées sur les côtés du compartiment moteur. Un avantage de ce système de protection est que la barre rigide recevant l'appui du groupe motopropulseur qui tend à reculer après un choc avant, et répercutant cet effort par ses extrémités sur les côtés du 10 compartiment moteur, constitue un moyen de retenue simple transmettant cet effort de recul sur des éléments rigides de la caisse formées par la partie arrière des longerons, qui ne se déforment sensiblement pas lors d'un choc avant. La barre rigide peut répartir l'énergie du choc vers ses points d'appui 15 qui se déplacent très peu, ce qui retient de manière efficace le groupe motopropulseur en limitant son recul vers le tablier. Le dispositif de liaison selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 20 En particulier, chaque fixation d'extrémité de la barre rigide peut comporter un manchon transversal prévu pour recevoir suivant son axe une vis de fixation sur la caisse du véhicule. Avantageusement, les fixations d'extrémité de la barre rigide sont prévues pour être fixées sur le départ arrière de longerons latéraux venant 25 sur les côtés du compartiment moteur. Avantageusement, les fixations d'extrémité de la barre rigide utilisent un point de fixation du berceau avant supportant le groupe motopropulseur. Selon un mode de réalisation, le système de protection comporte une deuxième barre transversale rattachée aux fixations d'extrémité de la barre 30 transversale. 3042464 4 Selon un autre mode de réalisation, le système de protection comporte un renfort central fixé à l'avant sensiblement au milieu d'une barre transversale, et à l'arrière à la caisse du véhicule. Dans ce cas, le renfort central comporte avantageusement de chaque 5 côté une partie arrière qui se fixe sur un côté d'un tunnel longitudinal formé dans le tablier du véhicule. Avantageusement, le système de protection comporte des barres transversales formées dans un acier à très haute limite élastique « THLE ». Avantageusement, le système de protection comporte des barres 10 transversales présentant un diamètre compris entre 25 et 35mm. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un groupe motopropulseur disposé transversalement dans un compartiment moteur à l'avant du véhicule, ce véhicule comportant un système de protection comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 15 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente en coupe longitudinale suivant un plan médian, un 20 compartiment moteur disposé à l'avant du véhicule, comportant une transmission hybride ; - les figures 2 et 3 présentent respectivement une vue de ce compartiment moteur comprenant un système de protection aux chocs selon l'invention, et ce système seul ; 25 - les figures 4 et 5 présentent respectivement une vue de ce compartiment moteur comprenant un système de protection suivant une variante, et ce système seul ; - la figure 6 présente le compartiment moteur en coupe longitudinale suivant un plan médian, comprenant ce système de protection ; 30 - les figures 7 et 8 présentent deux systèmes de protection suivant d'autres variantes ; et 3042464 5 - les figures 9 et 10 présentent respectivement une vue du compartiment moteur comportant un système de protection suivant une autre variante, et ce système seul. La figure 1 présente une transmission d'un véhicule hybride 2, 5 comportant sur le dessus vers l'avant et vers l'arrière deux actionneurs de commande de cette transmission 4, qui entraîne les roues avant du véhicule 6. Le compartiment moteur recevant le groupe motopropulseur disposé transversalement, est séparé par une tôle de tablier 8 de l'habitacle 10 comprenant le pédalier 10 qui est supporté par cette tôle. Un longeron sensiblement horizontal 14 disposé de chaque côté du compartiment moteur, comporte vers l'arrière un départ très rigide, présentant une tôle inférieure inclinée 16 qui descend vers l'arrière pour arriver en dessous du plancher du véhicule. Le longeron 14 de section 15 transversale rectangulaire, forme une partie avant du véhicule destinée à s'écraser en cas de choc avant afin d'absorber une énergie. Le groupe motopropulseur est fixé sur un berceau 12 comprenant de chaque côté un bras de fixation remontant qui a la forme d'une corne, dont l'extrémité supérieure est fixée à la tôle inférieure 16 sous le départ du 20 longeron 14, par une vis disposée perpendiculairement à cette tôle. Les figures 2 et 3 présentent un système de protection au choc frontal 20, comportant une barre transversale 22 comprenant une partie centrale sensiblement rectiligne, présentant de chaque côté deux coudes pour former une extrémité horizontale disposée plus bas, qui est soudée sur un manchon 25 de fixation perpendiculaire 24. Chaque manchon de fixation 24 présentant une longueur un peu supérieure à son diamètre, est traversé par la vis de fixation du bras du berceau 12 pour être fixé à la tôle inférieure 16 sous le départ du longeron 14. On utilise ainsi des points de fixation solides existant sur la caisse, ce qui 30 évite de modifier la tôlerie et le ferrage de cette caisse. Le système de protection 20 est disposé dans le compartiment moteur pour que la partie centrale de la barre 22 vienne légèrement en arrière de la 3042 464 6 transmission du véhicule 2, sans la toucher pendant le fonctionnement du véhicule en tenant compte des mouvements de vibration du groupe motopropulseur. Avantageusement on réalise la barre transversale 22 dans un tube en 5 acier à très haute limite élastique « THLE » (Très Haute Limite Elastique), présentant une forte résistance avant sa déformation plastique. En particulier on peut choisir pour la barre transversale 22 un tube présentant un diamètre de 30mm et une épaisseur de 3,5mm, et un manchon de fixation présentant un diamètre de 45mm. 10 De cette manière dans le cas d'un choc avant sur le véhicule, en particulier un choc frontal avec un obstacle décalé, un début de recul du groupe motopropulseur lui fait prendre appui sur la barre transversale 22, qui renvoie alors cet effort par ses fixations d'extrémité 24 sur les départs des longerons 14. 15 Les départs des longerons 14 étant très résistants, et de plus peu soumis aux déformations grâce à leur éloignement du point de choc avant, on obtient un maintien efficace du groupe motopropulseur qui recule peu. On évite ainsi sa pénétration dans l'habitacle, et des risques de blessures causées aux pieds des passagers avant. 20 Les figures 4, 5 et 6 présentent un système de protection 20 comportant une barre transversale 22 qui est sensiblement droite. Un renfort central cintré 30 comporte vers l'avant une partie présentant un rayon de courbure constant formant un demi-cercle, qui est fixée au milieu de la barre transversale 22 par une agrafe métallique 32, et sur les côtés deux parties 25 sensiblement droites tournées vers l'arrière. Les deux parties droites du renfort central cintré 30 sont plaquées sur les deux parois latérales sensiblement verticales 42 d'un tunnel longitudinal formé au milieu du tablier 8 de la caisse du véhicule, recevant le tube d'échappement 26, et sont fixées dessus chacun par deux points de soudure 30 34. 3042464 7 Avantageusement le renfort central cintré 30 est formé dans un acier à très haute limite élastique. En particulier il peut être formé par un tube présentant un diamètre de 25mm et une épaisseur de 2,5mm. On obtient avec le renfort central cintré 30 un renforcement important 5 de la partie centrale de la barre transversale 22, qui transmet ainsi directement la pression venant du groupe motopropulseur en cas de choc, aux deux parois verticales du tablier 42 apportant une certaine résistance face à un effort longitudinal. De plus la forme avant cintrée du renfort central 30 lui donne une 10 certaine élasticité qui permet de recevoir un effort de l'agrafe centrale 32, en le restituant que partiellement aux parois verticales 42 du tablier 8. La figure 7 présente une variante du système de protection précédent, comportant deux renforts centraux doubles parallèles 36 sensiblement droit, qui sont disposés à la place des parties droites du renfort central cintré 15 précédent 30, et fixés au même endroit par un procédé identique comprenant de chaque côté deux points de soudure 34. L'extrémité avant de chaque renfort central parallèle 36 reçoit par soudure un manchon transversal 38, qui est engagé autour de la barre transversale 22 afin de former une liaison simple permettant de transmettre 20 des efforts. La figure 8 présente une variante du système de protection, comportant une barre transversale 22 similaire à celle présentée figure 3. Une barre parallèle 40 très légèrement courbée, relie directement les deux manchons de fixation 24 entre eux, avec des fixations par soudure. 25 Avantageusement la barre parallèle 40 est formée dans un acier à très haute limite élastique. En particulier elle peut être formée par un tube présentant un diamètre de 30mm et une épaisseur de 3mm. On a de plus un renfort central cintré 30 similaire à celui présenté figure 5, mais qui est fixé au milieu de sa courbure avant par une agrafe 32 30 attachée au milieu de la barre parallèle 40. Ses deux parties arrière droites sont fixées à la caisse sensiblement aux mêmes endroits, par un procédé identique comprenant de chaque côté deux points de soudure 34. 3042464 8 On obtient une barre parallèle 40 disposée en dessous de la barre principale 22, passant au-dessus du tube d'échappement 26, qui avec son renfort central cintré 30 complète l'action de cette barre principale pour retenir en un deuxième point d'appui le groupe motopropulseur en cas de 5 recul lors d'un choc avant. Les figures 9 et 10 présentent une variante du système de protection, comportant une barre transversale 22 similaire à celle présentée figure 7, recevant de la même manière deux renforts centraux doubles parallèles 36. Le système de protection comporte de plus une barre parallèle basse 10 50 comportant des courbures prononcées, formant notamment au milieu une courbure tournée vers le bas 52 permettant de passer en dessous du tube d'échappement 26, et de venir près du berceau inférieur 12 portant le groupe motopropulseur sans le toucher. La barre parallèle basse 50 complète l'action de la barre principale 22 15 pour retenir en un deuxième point d'appui assez bas le groupe motopropulseur, en prenant appui sur le berceau 12 en cas de choc. Les différents systèmes de protection 20 permettent de limiter le recul d'un groupe motopropulseur, en particulier pour les fortes motorisations ou les transmissions encombrantes présentant des volumes plus importants, en 20 améliorant la répartition des efforts qui sont renvoyés principalement sur les côtés de la caisse du véhicule qui sont plus résistants. La symétrie du système de protection 20 permet de faciliter le passage des normes de chocs avant décalés, du côté droit en cas de conduite à gauche comme du côté gauche en cas de conduite à droite. 25 Le système de protection selon l'invention permet d'éviter des renforts de caisse supplémentaire qui seraient nécessaires pour limiter l'intrusion du groupe motopropulseur dans l'habitacle du véhicule. Une estimation des masses donne un gain global d'environ 3kg en prenant en compte la masse ajoutée du système de protection 20, et le retrait des renforts de caisse qui 30 seraient nécessaires à la place. De plus en utilisant des points de fixation existants sur la caisse du véhicule, on réduit les coûts d'installation. REVENDICATIONS1 - Système de protection au choc frontal pour un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur disposé transversalement dans un compartiment moteur avant, caractérisé en ce qu'il comporte une barre rigide (22) sensiblement transversale, prévue pour passer derrière le groupe motopropulseur, et des fixations d'extrémité (24) prévues pour être fixées sur les côtés du compartiment moteur. 2 - Système de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fixation d'extrémité de la barre rigide (22) comporte un manchon transversal (24) prévu pour recevoir suivant son axe une vis de fixation sur la caisse du véhicule. 3 - Système de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fixations d'extrémité (24) de la barre rigide (22) sont prévues pour être fixées sur le départ arrière (16) de longerons latéraux (14) venant sur les côtés du compartiment moteur. 4 - Système de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fixations d'extrémité (24) de la barre rigide (22) utilisent un point de fixation (12) du berceau avant supportant le groupe motopropulseur. 5 - Système de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième barre transversale (40, 50) rattachée aux fixations d'extrémité (24) de la première barre transversale (22). 6 - Système de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un renfort central (30, 36) fixé à l'avant sensiblement au milieu d'une barre transversale (22, 40), et à l'arrière à la caisse du véhicule. 7 - Système de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que le renfort central (30, 36) comporte de chaque côté une partie arrière qui se fixe sur un côté d'un tunnel longitudinal (42) formé dans le tablier du véhicule (8). 3042464 10 8 - Système de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des barres transversales (22, 40, 50) formées dans un acier à très haute limite élastique « THLE ». 9 - Système de protection selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé qu'il comporte des barres transversales (22, 40, 50) présentant un diamètre compris entre 25 et 35mm. 10 - Véhicule automobile équipé d'un groupe motopropulseur disposé transversalement dans un compartiment moteur à l'avant du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un système de protection selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes.