Brevet FR3046775A1 — publié le 20170721

AGENCEMENT POUR CONDUIT AERAULIQUE SOUS CAPOT AVEC EFFET DEFLECTEUR DE ROUE FLUIDE L'invention concerne un agencement de réduction de la traînée et de la portance d'un véhicule automobile ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'au moins un tel agencement. Lors du roulage, les véhicules automobiles sont soumis à un certain nombre d'efforts qui s'opposent à leur avancement. Parmi ces efforts on peut citer les frottements des roues en contact avec le sol, et les frottements aérodynamiques, comme par exemple les frottements de l'air sur les parois de la carrosserie du véhicule. On peut également citer les forces aérodynamiques exercées sur le véhicule par des régions de surpression et de dépression. A haute vitesse, les efforts aérodynamiques deviennent dominants et jouent un rôle non négligeable sur la stabilité et sur la consommation d'un véhicule et donc sur son niveau d'émission de 002. 15 Les plus grosses dépressions, les principales structures tourbillonnaires et les décollements sont générés sur la partie arrière du véhicule, mais la région des roues et des passages de roues est également une zone critique. C'est pourquoi il est connu de placer des déflecteurs pour améliorer la déviation de l'écoulement d'air au niveau des roues avant. Malheureusement de tels systèmes présentent l'inconvénient de modifier la garde au sol des 20 véhicules et sont susceptibles d'être endommagés par contact avec les trottoirs ou avec les dos d'âne. Il existe des déflecteurs aérodynamiques qui utilisent la dynamique de l'air pour générer un effet rideau similaire à un déflecteur physique et présentant la même déviation. Ainsi, le document FR2934837 décrit un dispositif de transmission d'air de la face avant à un 25 passage de roue d'un véhicule automobile. La prise d'air de ce dispositif est destinée à être fixée autour d'une ouverture prévue dans le pare-chocs. Une conduite d'air s'étend ensuite longitudinalement jusqu'à déboucher sur le passage de la roue avant du véhicule. De même, le document FR2858796 présente un ensemble comprenant au moins une prise d'air ménagée sur la face avant du véhicule et reliée par au moins un conduit à un organe de 30 formation d'au moins un rideau d'air à proximité d'au moins une roue avant de véhicule. Néanmoins pour des raisons entre autres esthétiques, il serait intéressant de pouvoir générer un tel déflecteur fluide sans avoir pour autant à ménager une prise d'air sur la face avant du véhicule. 3046775 2 Par ailleurs, la résistance à l'avancement d'un véhicule du fait des contraintes aérodynamiques étant proportionnelle au carré de la vitesse, il existe un besoin d'un système de déflecteur qui montre une efficacité accrue à haute vitesse, par exemple à une vitesse supérieure à 100 km/h. 5 L'invention a pour objectif de remédier à au moins un des inconvénients de l'art antérieur en proposant un agencement apte à générer un déflecteur fluide à proximité d'au moins une roue, de préférence une roue avant, d'un véhicule qui ne nécessite pas d'implanter une prise d'air en face avant ou latérale du véhicule et/ou qui permette de générer un flux d'air d'intensité modulable en fonction de la vitesse du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un agencement pour la formation d'un déflecteur fluide au niveau d'au moins une des roues avant d'un véhicule automobile comprenant au moins un conduit avec une prise d'air à une de ses extrémités et une sortie d'air à son autre extrémité remarquable en ce que le conduit est configuré pour que sa prise d'air débouche sous le capot du véhicule en amont d'un module d'entrée d'air piloté (MEAP). Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : Le conduit est configuré pour que sa prise d'air présente un angle compris entre 0 à 45° avec la direction longitudinale du véhicule et soit ouverte en direction du MEAP, de préférence elle présente un angle compris entre 0 et 10°, de préférence encore sa prise d'air est parallèle à la direction longitudinale du véhicule. Le MEAP du véhicule étant relié à un support de façade de véhicule comprenant une cloison anti-recyclage, l'agencement est remarquable en ce que la prise d'air du conduit s'emmanche dans, ou est reliée à, la cloison anti-recyclage du support de façade de refroidissement du véhicule. La prise d'air se présente sous forme de fente s'étendant selon la direction verticale. La hauteur de la prise d'air est au moins 50% de la hauteur du MEAP. La prise d'air présente une hauteur inférieure à celle du MEAP et est configurée pour déboucher en partie haute du MEAP. La prise d'air est ouverte en permanence. La prise d'air présente un volet mobile de fermeture piloté, de préférence le volet mobile de fermeture est piloté pour être fermé lorsque les volets mobiles du MEAP sont ouverts. Le conduit et sa sortie d'air, se présentant préférentiellement sous forme de fente, sont configurés pour générer un rideau d'air en direction d'une des roues avant du véhicule 3046775 3 formant un déflecteur fluide de type « bavette » présentant un angle de 0 à 70° avec un plan vertical s'étendant selon la direction transversale du véhicule. L'agencement est configuré pour que la fente de sortie débouche en avant de la bande de roulement d'une des roues avant du véhicule. 5 L'agencement est configuré pour que la fente de sortie débouche en arrière de la bande de roulement d'une des roues avant du véhicule. L'agencement comprend deux conduits chacun avec une prise d'air à une de ses extrémités et une sortie d'air à son autre extrémité, les conduits étant configurés pour que leur prise d'air débouche sous le capot du véhicule en amont d'un module d'entrée 10 d'air piloté (MEAP). Chaque conduit est associé à une des roues avant du véhicule pour créer un déflecteur fluide au niveau de cette roue. L'invention a également pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il comprend un agencement tel que défini plus haut. De préférence, le véhicule présente un MEAP à double cassette. 15 Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste selon un premier aspect à dévier tout ou partie du flux d'air entré sous capot, initialement en direction du MEAP, vers les roues lorsque le MEAP ne nécessite pas ce flux d'air. Le MEAP est équipé de volets mobiles configurés pour se fermer à grande vitesse, laissant disponible un flux d'air entrant sous capot que l'invention va utiliser pour créer un 20 déflecteur fluide. C'est au moment où la vitesse du véhicule est la plus importante que la redirection d'air sera le plus bénéfique. L'invention est remarquable en ce que la modularité du flux d'air ne nécessite pas la mise en place d'éléments supplémentaires. L'invention est également remarquable en ce qu'un déflecteur fluide est généré sans pour autant qu'une prise d'air ne soit visible depuis l'avant du véhicule et/ou que la carrosserie du véhicule soit 25 modifiée. En ménageant une prise d'air sous le capot du véhicule en vue de la formation d'un déflecteur fluide, l'invention va réaliser un piquage d'air dans une zone de surpression interne au véhicule, pour amener l'air vers une sortie en zone de dépression. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la 30 lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : les figures 1 et 2 présentent un véhicule équipé d'un agencement selon l'invention, la figure 3 présente schématiquement la disposition d'un agencement selon l'invention entre une roue avant et le MEAP tel que vu de haut, et 3046775 4 - la figure 4 montre schématiquement l'agencement entre le MEAP et la prise d'air selon l'invention. On se référera tout d'abord aux figures 1 et 2 montrant un véhicule 1 de type automobile équipé d'un agencement 3 selon l'invention. L'agencement 3 comprend au moins un conduit 5 7 qui est représenté en pointillés parce qu'il n'est pas visible depuis l'extérieur du véhicule, même au niveau de sa prise d'air 5. Le conduit 7 comprend une prise d'air 5 à une de ses extrémités et une sortie d'air 9 à son autre extrémité. La prise d'air 5 est ménagée sous le capot du véhicule 1 tandis que la sortie 9 est ménagée à proximité d'une des roues avant 11 dudit véhicule. Le conduit 7 a une forme choisie en double « S » pour minimiser les pertes de charge et maximiser l'effet de déviation aérodynamique attendu. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'agencement comprend deux conduits chacun avec une prise d'air à une de ses extrémités et une sortie d'air à son autre extrémité, les conduits étant configurés pour que leur prise d'air débouche sous le capot du véhicule en amont d'un module d'entrée d'air piloté (MEAP). Chaque conduit est associé à une des 15 roues avant du véhicule pour créer un déflecteur fluide au niveau de cette roue. Pour des raisons de clarté de l'exposé, l'invention sera décrite en relation avec un conduit mais sera adaptée sans peine par l'homme du métier à un agencement comprenant deux conduits chacun associé à une des roues avant du véhicule. L'invention est remarquable en ce que la prise d'air 5 se fait en aval de la face avant du 20 véhicule entre la poutre de pare-chocs et le groupe moto-ventilateur (GMV), plus précisément en amont d'un module d'entrée d'air piloté (MEAP) 13 représenté sur les figures 3 et 4. En effet, de nos jours, afin de répondre à certaines exigences en termes de réparabilité, le GMV d'un véhicule automobile est souvent placé en aval de sa façade avant. Ceci implique 25 en contrepartie de faire entrer sous le capot du véhicule une quantité d'air extérieure suffisante pour satisfaire à ses besoins de ventilation et d'échanges thermiques notamment en provenance du radiateur. A cet effet les entrées d'air sous capot ont été augmentées. Afin que cette entrée d'air accrue ne soit pas responsable d'une dégradation trop importante des performances aérodynamiques du véhicule et donc d'une augmentation de sa 30 consommation en carburant, la façade avant est équipée de volets mobiles 15. Ces volets mobiles 15 font partie du MEAP 13 et sont aptes à être pilotés par un moteur entre une position ouverte lorsqu'il est nécessaire d'augmenter les échanges thermiques du GMV et une position fermée dans le cas contraire, afin de diminuer la traînée aérodynamique et réduire la consommation de carburant du véhicule. Le MEAP 13 est typiquement fixé sous la poutre inférieure de pare-chocs et sur le déflecteur du pare-chocs (non représentés). 3046775 5 Il est également possible d'utiliser un MEAP 13 à double cassette, présentant une prise d'air accrue et qui va s'étendre à la fois au-dessus et au-dessous de la poutre de pare-chocs. Un tel MEAP comprend par exemple deux cassettes disposées étagées l'une au-dessus de l'autre selon la direction verticale, si bien qu'une des deux cassettes se trouve au moins en 5 partie à une hauteur supérieure à celle de la poutre de pare-chocs. Chaque cassette comporte un dispositif d'ouverture et de fermeture ou de limitation du passage d'air en direction du groupe moto-ventilateur par le biais de volets mobiles. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la prise d'air 5 de l'agencement 3 se fait sous le capot au niveau du MEAP 13. La prise d'air 5 de l'agencement 3 est donc disposée 10 latéralement au MEAP 13. La prise d'air 5 peut être orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule ou parallèlement à l'axe longitudinal du véhicule. De préférence, la prise d'air 5 présente un angle de 0 à 45° avec la direction longitudinale du véhicule et est ouverte en direction du MEAP 13. De préférence encore la prise d'air 5 est parallèle à l'axe longitudinal du véhicule ou présente un angle de moins de 10° avec l'axe longitudinal du 15 véhicule et est ouverte en direction du MEAP 13. De la sorte, la surface du MEAP 13 n'est pas diminuée par la présence de la prise d'air 5. Il n'y aura pas de masquage de la surface des échangeurs thermiques. Ainsi, lorsque les volets 15 du MEAP 13 sont fermés ou en position de limitation du passage d'air, l'air ou le surplus d'air entrant sous capot va s'évacuer au moyen de l'agencement 3 selon l'invention. L'un des avantages de l'invention 20 est donc à la fois de créer une possibilité d'évacuation de l'air sous capot mais également d'utiliser cet air pour faire un déflecteur fluide. Le « piquage » de l'air va se faire dans une zone de surpression interne au véhicule pour être acheminé vers une zone en dépression. L'air va rebondir sur le MEAP pour s'évacuer par la prise d'air. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la prise d'air 5 du conduit 7 est s'ouvre au 25 niveau des cloisons anti-recyclage 17. La fixation du conduit 7 peut se faire de différentes façons, comme par exemple par un système d'emmanchement ou par un système de fixation réversible (vissage) ou non (clippage). Quel que soit le mode de fixation choisi, l'homme du métier aura avantage à conserver l'étanchéité de l'entrée d'air sous capot afin de ne pas dégrader les performances de refroidissement du GMV. 30 L'agencement 3 selon l'invention peut être mis en oeuvre aussi bien sur des véhicules présentant des MEAP simple cassette que sur des véhicules présentant des MEAP double cassette. De préférence, il sera implanté sur des véhicules présentant des MEAP à double cassette en raison de l'entrée d'air accrue sous capot qui augmente son efficacité. La prise d'air 5 va préférentiellement s'étendre selon une direction verticale formant une fente. Cette 35 fente peut s'étendre sur toute la hauteur du MEAP 13 ou sur une partie de cette hauteur. De 3046775 6 préférence, la prise d'air 5 s'étend sur au moins 50 % de la hauteur du MEAP 13. Par exemple, la prise d'air s'étend sur 75 % ou sur 100 % de la hauteur du MEAP. Cette variante de l'invention est préférée lorsque l'agencement est implanté sur un véhicule présentant un MEAP double cassette présentant donc une hauteur accrue par rapport à un MEAP simple 5 cassette. Lorsque la prise d'air 5 présente une hauteur inférieure à celle du MEAP 13, elle débouchera préférentiellement en partie haute du MEAP 13. Ainsi lorsque le MEAP 13 est un MEAP double cassette, on notera que la prise d'air débouche au moins en partie au niveau de la casette supérieure du MEAP 13, donc au moins en partie au-dessus de la poutre de pare- 10 chocs. On notera qu'un des avantages de l'invention est que le conduit 7 est situé intégralement en aval de la poutre de pare-chocs (non représentée) si bien qu'il ne va pas modifier le comportement du véhicule en cas de choc piéton ou de choc à basse vitesse. Selon une variante préférée de l'invention, l'agencement 3 est entièrement passif en ce que 15 la prise d'air 5 et la fente de sortie 9 du conduit 7 sont en permanence ouverts. Néanmoins, l'homme du métier peut également envisager une variante de l'invention selon laquelle au moins une des ouvertures du conduit 7 (de préférence la prise d'air 5) est muni d'un système de volets mobiles (non représentés). Ce système de volets mobiles sera piloté par un moteur et peut être connecté au même dispositif de commande que celui des volets mobiles 15 du 20 MEAP 13. Ainsi lorsque les volets mobiles 15 du MEAP seront ouverts, le volet mobile d'un agencement 3 selon l'invention sera fermé afin de privilégier le scénario de refroidissement du moteur du véhicule. A l'inverse, lorsque les volets mobiles 15 du MEAP seront fermés ou en position de limitation du passage d'air en direction du GMV, le volet mobile associé à un conduit 7 selon l'invention sera ouvert pour autoriser le passage d'air en direction de la roue 25 avant 11 et la création d'un déflecteur fluide. C'est lorsque le véhicule 1 roule à grande vitesse que le besoin d'un déflecteur fluide se fait le plus ressentir. Or justement, c'est lorsque le véhicule 1 roule à grande vitesse que les volets 15 du MEAP 13 sont le plus souvent fermés. L'invention est remarquable en ce qu'elle utilise l'air entrant sous capot de manière complémentaire à l'utilisation qui en est faite pour 30 le refroidissement du moteur. Même dans les variantes de l'invention selon lesquelles l'agencement 3 est ouvert en permanence, l'orientation sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule de la prise d'air 5 va permettre d'éviter ou du moins de réduire autant que possible une déviation du flux d'air destiné au refroidissement du groupe motopropulseur du véhicule. 3046775 7 L'agencement selon l'invention comprend un conduit 7 de forme adaptée pour limiter la perte en charge et débouche sur une fente 9 de sortie du flux d'air permettant la formation d'un déflecteur fluide du type « bavette ». Cette fente de sortie 9 peut être située en avant ou en arrière de la bande de roulement de la roue. Lorsque le déflecteur fluide est formé en amont 5 de la roue avant 11, il permet de protéger la roue de l'impact de l'air incident et donc de réduire les régions de décollement autour de l'avant de cette roue. Cela a pour effet de réduire le sillage de ladite roue avant 11. Lorsque le déflecteur fluide est formé en aval de la roue, il va permettre de perturber et/ou de limiter directement le sillage de la roue avant. De préférence, la fente de sortie 9 s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal du 10 véhicule 1, et est ménagée au niveau du soubassement du véhicule. Selon une mise en oeuvre préférée, le conduit 7 et la fente de sortie 9 sont configurés pour générer un rideau d'air formant un déflecteur fluide de type « bavette » présentant un angle de 0 à 70° avec un plan vertical s'étendant selon â direction transversale du véhicule 1. Préférentiellement, la direction du rideau d'air est fixe. Néanmoins, selon une variante de 15 l'invention non représentée, la fente de sortie 9 est orientable au moyen d'un organe de commande piloté par exemple en fonction d'informations fournies par un capteur de vitesse du véhicule. Eventuellement, la fente de sortie peut déborder sur l'aile avant de la carrosserie ou sur le bouclier avant du véhicule. 20 Le conduit 7 de l'agencement 3 selon l'invention sera préférentiellement rigide et se présentera sous forme d'un bloc moulé en matière plastique, par exemple en polypropylène. REVENDICATIONS1. Agencement (3) pour la formation d'un déflecteur fluide au niveau d'au moins une des roues avant (11) d'un véhicule automobile (1) comprenant au moins un conduit (7) avec une prise d'air (5) à une de ses extrémités et une sortie d'air (9) à son autre extrémité caractérisé en ce que le conduit (7) est configuré pour que sa prise d'air (5) débouche sous le capot du véhicule en amont d'un module d'entrée d'air piloté (MEAP) (13). 2. Agencement (3) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit (7) est configuré pour que sa prise d'air (5) présente un angle compris entre 0 à 45°, de préférence entre 0 et 10°, avec la direction longiludinale du véhicule (1) et soit ouverte en direction du MEAP (13), de préférence encore sa prise d'air (5) est parallèle à la direction longitudinale du véhicule (1). 3. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 ou 2, le MEAP (13) du véhicule étant relié à un support de façade de véhicule comprenant une cloison anti-recyclage (17), l'agencement (3) est caractérisé en ce que la prise d'air (5) du conduit (7) s'emmanche dans, ou est reliée à, la cloison anti recyclage (17) du support de façade de refroidissement du véhicule.4. 5. 6. 7. 8. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la prise d'air (5) se présente sous forme de fente s'étendant selon la direction verticale. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la hauteur de la prise d'air (5) est au moins 50% de la hauteur du MEAP (13). Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la prise d'air (5) présente une hauteur inférieure à celle du MEAP (13) et en ce que la prise d'air est configurée pour déboucher en partie haute du MEAP. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que la prise d'air (5) est ouverte en permanence. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la prise d'air (5) présente un volet mobile de fermeture piloté, de préférence le volet mobile 3046775 9 de fermeture est piloté pour être fermé lorsque les volets mobiles du MEAP sont ouverts. 9. Agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le conduit 5 (7) et sa sortie d'air (9), se présentant préférentiellement sous forme de fente, sont configurés pour générer un rideau d'air formant un déflecteur fluide de type « bavette » présentant un angle de 0 à 70° avec un plan vertical s'étendant selon la direction transversale du véhicule, en direction d'une des roues avant du véhicule. 10 10. Véhicule automobile (1) caractérisé en ce qu'il comprend un agencement (3) selon l'une des revendications 1 à 9, de préférence le véhicule (1) présente un MEAP (13) à double cassette.