Brevet FR3045460A1 — publié le 20170623

" ROUE AERODYNAMIQUE D'UN VEHICULE" [0001] L'invention concerne une roue aérodynamique d'un véhicule, notamment automobile. [0002] Il est connu par la demande de certificat d'utilité FR 0655465 une roue comprenant huit branches radiales s'étendant du moyeu central au bord périphérique de la jante, ces branches étant constituées de pales profilées et orientées de manière à orienter un flux d'air latéral vers l'intérieur de la jante de roue pour réduire la traînée aérodynamique d'un véhicule équipé de telles roues. [0003] Cependant, à cause du nombre de branches radiales, les ajourages radiaux entre les branches présentent une surface trop importante pour permettre une déviation correcte du flux d'air latéral. Le résultat est que refroidissement des freins induit par la circulation d'air dans les roues n'est pas optimal. [0004] Pour pallier cet inconvénient, il est connu de rajouter des branches radiales à la roue pour diminuer la surface des ajourages radiaux définis entre les branches radiales. Une telle solution est divulguée dans la demande de brevet DE 10158408, dans laquelle une roue à quinze branches est proposée. [0005] Cependant, une telle solution présente l'inconvénient d'augmenter significativement le poids de la roue, ce qui a un effet délétère sur la consommation énergétique et les performances du véhicule. [0006] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. [0007] Pour atteindre ce but, l'invention concerne une roue aérodynamique d'un véhicule, notamment automobile, comprenant une jante, des branches disposées radialement entre le moyeu central et le bord périphérique externe de la jante et destinées à assurer à elles seules la résistance mécanique de la roue, caractérisée en ce que la roue comprend en outre des pales disposées radialement entre le moyeu central et le bord périphérique externe de la jante et destinées uniquement à dévier un flux d'air latéral et à le canaliser au travers d'ajourages radiaux formés entre les pales et les branches radiales de la roue lors de l'entrainement en rotation de la roue. 3045460 2 [0008] Selon une autre particularité, les branches et les pales radiales sont régulièrement espacées les unes des autres relativement au moyeu central, et au moins une pale radiale est disposée entre deux branches radiales consécutives [0009] Selon une autre particularité, la roue comprend cinq branches radiales et dix 5 pales radiales, et deux des pales radiales sont disposées entre deux branches radiales consécutives. [0010] Selon une autre particularité, la section transversale de chaque pale radiale présente une longueur environ dix fois supérieure à sa largeur. [0011] Selon une autre particularité, les pales radiales présentent un profil de type « aile 10 d'avion », comportant chacune un intrados et un extrados, et en ce qu'elles sont inclinées d'un angle compris entre 3° et 13° par rapport à urplan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue. [0012] Selon une autre particularité, l'intrados de chaque pale radiale est orienté vers l'intérieur de la jante de sorte que le flux d'air latéral puisse être dévié vers l'intérieur de la 15 roue au travers des ajourages radiaux de la roue. [0013] Selon une autre particularité, l'intrados de chaque pale radiale est orienté vers l'extérieur de la jante de sorte que le flux d'air latéral puisse être dévié vers l'extérieur de la roue au travers des ajourages radiaux de la roue. [0014] Selon une autre particularité, les pales radiales sont courbées pour optimiser le 20 champ de vitesses lié à la force centrifuge exercée par la roue en mouvement de rotation. [0015] L'invention concerne également un véhicule, notamment automobile, dont chacune de ses roues est une roue aérodynamique telle que décrite précédemment. [0016] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 25 suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue en perspective d'une roue aérodynamique selon l'invention ; 3045460 3 - La figure 2 représente une vue de face de la roue aérodynamique suivant la flèche Il de la figure 1 ; - La figure 3 représente une vue partielle agrandie, en coupe transversale et de face montrant principalement la section transversale d'une pale radiale de la roue de la 5 figure 1, l'intrados de la pale radiale étant orienté vers l'intérieur de la jante ; - La figure 4 représente une vue semblable à celle de la figure 3, l'intrados de la pale radiale étant orienté vers l'extérieur de la jante. [0017] En référence aux figures 1 à 4, la référence 1 désigne une roue aérodynamique pouvant comporter un pneumatique pour former un ensemble roue/pneumatique d'un 10 véhicule, notamment automobile. Comme on le verra ci-dessous, la roue 1 est conformée pour assurer à la fois un bon refroidissement du frein de roue correspondant du véhicule et une faible traînée aérodynamique sans augmentation significative du poids de la roue 1. [0018] La roue aérodynamique 1 comprend une partie périphérique 2 de forme générale cylindrique qui est la jante de roue, un moyeu central 4, et des branches 5 disposées 15 radialement entre le moyeu central 4 et le bord externe périphérique 3 de la jante 2, appelé également crochet de jante, de sorte que l'angle entre deux branches radiales 5 consécutives soit constant sur toute la périphérie de la roue 1. Préférentiellement, la roue 1 comprend cinq branches radiales 5 régulièrement réparties relativement au moyeu central 4. 20 [0019] Ces branches radiales 5, sensiblement rectilignes, sont destinées à assurer à elles seules la résistance mécanique de la roue 1. Ainsi, toutes les contraintes mécaniques appliquées à la roue 1 quelles que soient leurs directions, comme par exemple les contraintes radiales liées au poids du véhicule ou des contraintes axiales appliquées à la roue 1 notamment lors du déplacement du véhicule dans un virage, sont 25 supportées uniquement par les branches radiales 5 de la roue 1. Naturellement, ces branches radiales 5 sont suffisamment résistantes pour assurer l'intégrité mécanique de la roue 1 et éviter toute déformation de la roue 1 du véhicule. [0020] Selon l'invention, la jante aérodynamique comprend des pales 6 profilées en « aile d'avion » disposées radialement entre le moyeu central 4 et le bord périphérique externe 3 de la jante 2. Chaque pale radiale 6 comprend donc un intrados 8 et un extrados 9. Préférentiellement, la roue 1 comprend dix pales radiales 6. Le nombre de pales 3045460 4 radiales 6 compris entre deux branches radiales 5 consécutives est constant sur toute la périphérie de la jante 2. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté sur les figures, il y a deux pales radiales 6 disposées entre deux branches radiales 5 consécutives, mais il peut y en avoir une seule ou trois suivant la largeur de chaque pale radiale 6. 5 [0021] En outre, les branches et les pales radiales 5, 6 sont régulièrement espacées les unes des autres relativement au moyeu central 4. [0022] Les pales radiales 6 sont uniquement destinées à dévier le flux d'air latéral F, de manière à canaliser ce flux F au travers d'une pluralité d'ajourages radiaux 7 formés entre les pales 6 et les branches radiales 5 de la roue 1, lors de l'entrainement en rotation R de 10 la roue 1. [0023] De préférence, le profil « aile d'avion » des pales radiales 6 est un profil de type « CLARK Y », de forme relativement simple, très efficace à petite échelle. Le profil « CLARK Y » est un profil aérodynamique particulier, très largement utilisé dans la construction aéronautique et le modélisme. De plus, les pales radiales 6 sont identiques et peuvent être 15 courbées dans leur direction longitudinale, dans le même sens qui est le sens inverse des aiguilles d'une montre en référence à la figure 2, pour optimiser le champ de vitesses lié à la force centrifuge exercée par la roue en mouvement de rotation. [0024] En outre, les pales radiales 6 sont inclinées d'un angle compris entre 3° et 13° d'angle par rapport à un plan orthogonal à l'axe de rotation XX' de la jante 2. En fonction 20 du type de déviation de flux d'air F souhaité par le constructeur, les intrados 8 des pales radiales 6 peuvent être orientés soit vers l'extérieur de la jante 2, soit vers l'intérieur de la jante 2. [0025] En référence à la figure 3, si l'intrados 8 de chaque pale radiale 6 de la roue 1 est orienté vers l'intérieur de la jante 2, alors le flux d'air latéral F est dévié vers l'intérieur de la 25 roue 1 au travers de l'ajourage radial correspondant 7. La roue aérodynamique 1 est alors dite aspirante. [0026] A l'inverse, en référence à la figure 4, si l'intrados 8 de chaque pale radiale 6 de la roue 1 est orienté vers l'extérieur de la jante 2, alors le flux d'air latéral F est dévié vers l'extérieur de la roue 1 au travers de l'ajourage radial correspondant 7. La roue 30 aérodynamique 1 est alors dite soufflante. 3045460 5 [0027] Comme précisé ci-dessus, les pales radiales 6 ont pour fonction unique de dévier le flux d'air latéral F et de le canaliser au travers des ajourages radiaux 7 de la roue 1. Il n'est donc pas nécessaire de dimensionner les pales radiales 6 de manière à ce qu'elles soient destinées à supporter les contraintes mécaniques pouvant être appliquées à la roue 5 1. [0028] En effet, il est bien connu que l'efficacité des pales radiales 6 ayant un profil « aile d'avion » à dévier le flux d'air latéral F et à le canaliser au travers des ajourages radiaux 7 de la roue 1 est corrélée à une faible surface de section transversale de chaque pale radiale 6. Pour cette raison, la section transversale de chaque pale radiale 6 présente une 10 longueur environ dix fois supérieure à sa largeur de section correspondant à son épaisseur. Il est à noter à ce propos que les figures 3 et 4 ne sont pas à l'échelle. [0029] A titre d'exemple non limitatif, chaque pale radiale 6 de la roue 1 selon l'invention présente une longueur et une largeur respectivement de 40 mm et 4 mm. Ainsi, la roue 1 de l'invention permet d'utiliser des pales radiales 6 très minces. 15 [0030] Préférentiellement, la roue aérodynamique 1 est réalisée en une seule pièce, en acier ou en aluminium. De manière alternative, le moyeu 4, les branches radiales 5 et la jante 2 sont réalisées en une seule pièce et les pales radiales 6 sont ensuite solidarisées par soudage au bord périphérique externe 3 et au moyeu central 4, éventuellement sur un côté d'une branche radiale 5 de la roue 1. 20 [0031] La roue aérodynamique 1 selon l'invention, par la présence de pales radiales 6 entre les branches radiales successives 5, permet de réduire les surfaces des ajourages radiaux 7 et, par conséquent, d'augmenter le débit de flux d'air F traversant la roue 1, sans augmentation significative du poids de la roue 1. Il en résulte un meilleur refroidissement des freins du véhicule sans que les performances et la consommation énergétique du 25 véhicule n'en pâtissent. REVENDICATIONS1. Roue aérodynamique (1) d'un véhicule, notamment automobile, comprenant une jante (2), des branches (5) disposées radialement entre le moyeu central (4) et le bord périphérique externe (3) de la jante (2) et destinées à assurer à elles seules la résistance mécanique de la roue (1), caractérisée en ce que la roue (1) comprend en outre des pales (6) disposées radialement entre le moyeu central (4) et le bord périphérique externe (3) de la jante (2) et destinées uniquement à dévier un flux d'air latéral (F) et à le canaliser au travers d'ajourages radiaux (7) formés entre les pales (6) et les branches radiales (5) de la roue (1) lors de l'entrainement en rotation (R) de la roue (1). 2. Roue aérodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les branches et les pales radiales (5, 6) sont régulièrement espacées les unes des autres relativement au moyeu central (4), et au moins une pale radiale (6) est disposée entre deux branches radiales (5) consécutives. 3. Roue aérodynamique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'elle comprend cinq branches radiales (5) et dix pales radiales (6), et en ce que deux des pales radiales (6) sont disposées entre deux branches radiales (5) consécutives. 4. Roue aérodynamique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section transversale de chaque pale radiale (6) présente une longueur environ dix fois supérieure à sa largeur. 5. Roue aérodynamique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pales radiales (6) présentent un profil de type « aile d'avion », comportant chacune un intrados (8) et un extrados (9), et en ce qu'elles sont inclinées d'un angle compris entre 3° et 13° par rapport à un plan perpidiculaire à l'axe de rotation (XX') de la roue (1). 6. Roue aérodynamique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'intrados (8) de chaque pale radiale (6) est orienté vers l'intérieur de la jante (2) de sorte que le flux d'air latéral (F) puisse être dévié vers l'intérieur de la roue (1) au travers des ajourages radiaux (7) de la roue (1). 7. Roue aérodynamique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'intrados (8) de chaque pale radiale (6) est orienté vers l'extérieur de la jante (2) de sorte que le flux 3045460 7 d'air latéral (F) puisse être dévié vers l'extérieur de la roue (1) au travers des ajourages radiaux (7) de la roue (1). 8. Roue aérodynamique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les pales radiales (6) sont courbées pour optimiser le champ de vitesses lié à la 5 force centrifuge exercée par la roue (1) en mouvement de rotation. 9. Véhicule, notamment automobile, caractérisé en ce que chacune de ses roues est une roue aérodynamique (1) conforme aux revendications 1 à 8.