Brevet FR3059628A1 — publié le 20180608

- 1 - L'invention concerne un système de variation de traînée pour un véhicule automobile. Il est déjà connu de former des ailerons arrière actifs suivant la vitesse du véhicule automobile afin de modifier la déportance notamment au-dessus de 90 km.h-1. Ces ailerons, généralement formés d'une lame rigide, sont déplacés à l'aide d'au moins un 5 moteur électrique afin de donner une incidence apte à générer un maximum d'adhérence et de motricité au véhicule. Toutefois, ces ailerons sont très lourds notamment à cause des actionneurs électromécaniques pilotés et des mécanismes de déploiement par rapport à un aileron fixe ce qui augmente le coût et la masse du véhicule automobile sur lequel il est monté. 10 L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un système de variation de traînée pour un véhicule automobile du type passif permettant de limiter son impact sur la masse du véhicule. A cet effet, l'invention se rapporte à un système de variation de traînée pour un véhicule automobile comportant un dispositif extensible et un dispositif de fixation agencé 15 pour solidariser ledit système sur un véhicule automobile, caractérisé en ce que le dispositif extensible comporte des moyens aérodynamiques passifs utilisant l'écoulement de l'air sur le système de variation de traînée afin d'activer le dispositif extensible. Avantageusement selon l'invention, le système est du type passif, c'est-à-dire qu'il utilise le déplacement du véhicule et notamment l'écoulement naturel de l'air autour du 20 véhicule pour se déployer. Ainsi, l'implantation est plus facile tant du point de vue du volume nécessaire que de la masse ajoutée notamment par rapport à des systèmes actifs comme, par exemple, un aileron déplaçable cité ci-dessus. Le système fonctionne de façon autonome pour l'utilisateur du véhicule, c'est-à-dire qu'il n'a aucune manipulation à effectuer. 25 Selon d'autres caractéristiques optionnelles de réalisation de l'invention : - le dispositif de fixation comporte un bâti supportant le dispositif extensible ; - le dispositif extensible comporte au moins une enveloppe extensible par rapport au dispositif de fixation et déplacée par les moyens aérodynamiques passifs ; - le dispositif extensible comporte plusieurs enveloppes extensibles de manière 30 télescopique ; - les moyens aérodynamiques passifs comportent au moins une membrane élastique recueillant ledit écoulement de l'air afin de sélectivement faire varier son volume pour actionner le dispositif extensible ; - le volume de ladite au moins une membrane élastique augmente avec 35 l'augmentation de l'écoulement de l'air pour actionner le dispositif extensible ; - ladite au moins une membrane élastique est formée en élastomère ; - le système comporte en outre un dispositif de rappel passif du dispositif extensible 3059628 - 2 - permettant en l'absence d'écoulement d'air sur le système de variation de traînée de replier le dispositif extensible ; - le dispositif de rappel passif comporte un ressort monté entre le dispositif extensible et le dispositif de fixation afin de replier le dispositif extensible en l'absence d'écoulement d'air sur le système de variation de traînée. Enfin, l'invention se rapporte à un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système de variation de traînée tel que présenté plus haut. Préférentiellement, ledit au moins un système est attaché au pavillon ou au hayon dudit véhicule automobile. On va maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et à l'appui des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation en perspective d'un premier mode de réalisation d'un système de variation de traînée selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation en coupe selon le plan II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un système de variation de traînée selon l'invention en position déployée ; - la figure 4A est une représentation en coupe selon le plan IV-IV de la figure 3 ; - la figure 4B est une représentation en coupe similaire à la figure 4A, le système de variation de traînée selon l'invention étant en position escamotée ; - la figure 5A est une représentation en coupe selon le plan V-V de la figure 3 ; - la figure 5B est une représentation en coupe similaire à la figure 5A, le système de variation de traînée selon l'invention étant en position escamotée ; - la figure 6 est une représentation partielle d'une première variante du système de variation de traînée selon l'invention ; - la figure 7 est une représentation partielle d'une deuxième variante du système de variation de traînée selon l'invention. Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références. La description de leur structure et de leur fonction n'est donc pas 30 systématiquement reprise. Comme illustré aux figures 1 et 2, l'invention, selon un premier mode de réalisation, se rapporte à un système 1 de variation de traînée pour un véhicule automobile 2, c'est-à-dire un système destiné à réduire la résistance de l'air lors du déplacement du véhicule automobile pour gagner de la vitesse et/ou pour économiser de l'énergie. 35 Préférentiellement, le système 1 forme un déflecteur d'air implanté au niveau du pavillon ou du hayon du véhicule automobile. Ce déflecteur d'air peut ainsi être un becquet sur pavillon, un becquet sur hayon ou un déflecteur latéral sur hayon, intégré dans les 3059628 - 3 - montants latéraux situés de chaque côté de la lunette. Dans l'exemple du premier mode de réalisation, le système 1 de variation de traînée est destinée à être monté sur la partie supérieure arrière d'un pavillon 4 de véhicule automobile 2. Comme mieux visible à la figure 2, le système 1 est intégré pour former un 5 becquet 9 au niveau du pavillon 4 ou du hayon 12 du véhicule 2. Le système 1 comporte un dispositif 3 extensible déployé, de manière préférée, à partir d'une vitesse prédéterminée du véhicule sur lequel il est intégré. Préférentiellement, le dispositif 3 extensible comporte un châssis 5 et une enveloppe 7 extensible destinés à allonger vers l'arrière la surface du becquet 9 du véhicule 2 le long 10 duquel s'écoule l'air. On comprend que l'enveloppe 7 déployée permet de diminuer la traînée du véhicule 2. Le terme enveloppe décrit une pièce rigide creuse afin de limiter la masse globale du système 1 mais également d'y recevoir au moins une partie des moyens 13 aérodynamiques passifs. Pour ces mêmes considérations, le châssis 5 et l'enveloppe 7 extensible peuvent être fabriqués à base de matière plastique 15 préférentiellement obtenue par un procédé de moulage par injection. Le système 1 de variation de traînée comporte en outre un dispositif 10 de fixation agencé pour intégrer le becquet 9 sur un véhicule automobile. Préférentiellement, le dispositif 10 de fixation comporte un bâti 11 supportant le dispositif 3 extensible. Le bâti 11 garantit ainsi une interface fixe entre le dispositif 3 extensible et le pavillon 4 ou le 20 hayon 12 du véhicule 2. Comme visible à la figure 1, le bâti 11 comporte deux rainures 15 destinées à orienter une partie de l'écoulement de l'air vers les moyens 13 aérodynamiques passifs. Plus précisément, les rainures 15 débouchent vers un canal 17 faisant face au dispositif 3 extensible et plus particulièrement au châssis 5. On remarque enfin que le canal 17 peut 25 être ouvert, ou non, vers la lunette 6 afin de former un échappement à l'écoulement d'air dévié par les rainures 15. Bien entendu, le nombre de rainures 15 peut changer suivant les moyens 13 aérodynamiques passifs utilisés. A titre d'exemple, une unique rainure 15 pourrait parcourir l'essentiel de la largeur du becquet 9 ou un nombre plus grand que deux pourrait être prévu pour correspondre à celui des moyens 13 aérodynamiques passifs. Préférentiellement, le dispositif 3 extensible est agencé pour être déployé à partir d'une vitesse prédéterminée correspondant à une traînée et une surconsommation significative pour le véhicule 2. A titre d'exemple, le dispositif 3 extensible pourrait être agencé pour commencer à se déployer à 50 km.h-1 pour n'être totalement déployé selon la direction A qu'a partir de 90 km.h-1. Avantageusement selon l'invention, le dispositif 3 extensible comporte des moyens 13 aérodynamiques passifs utilisant l'écoulement de l'air le long du système 1 de variation 3059628 - 4 - de traînée pour actionner le dispositif 3 extensible. Ainsi, le système 1 est du type passif, c'est-à-dire qu'il utilise la vitesse de déplacement du véhicule 2 et, plus précisément, l'écoulement de l'air le long du pavillon 4 ou du hayon 12 induit par le déplacement du véhicule 2, pour sélectivement se déployer ou s'escamoter. On comprend donc 5 qu'aucune énergie embarquée ou produite par le véhicule automobile 2 n'est nécessaire pour activer le dispositif 3 extensible. De plus, l'implantation est plus facile tant du point de vue du volume nécessaire que de la masse ajoutée notamment par rapport à des systèmes électromécaniques pilotés. Comme illustré à la figure 2, les moyens 13 aérodynamiques passifs comportent au 10 moins une membrane 19 deformable ou élastique, préférentiellement en élastomère, recueillant l'écoulement de l'air qui arrive du canal 17 afin de faire varier son volume et que sa paroi exerce ainsi une poussée contre les parois internes de l'enveloppe 7 pour la déplacer vers l'arrière du véhicule automobile 2. Dans l'exemple de la figure 2, une membrane 19 est représentée avec une variation maximale de son volume 15 correspondant au déplacement maximal entre le châssis 5 et l'enveloppe 7. La même membrane référencée 19' a également été représentée au repos pour une meilleure compréhension. En outre, afin de favoriser un écoulement de l'air le plus laminaire possible mais également améliorer l'esthétique du système 1 de variation de traînée, il est visible aux 20 figures 1 et 2 qu'un déflecteur 21, possiblement venu de forme, par exemple par moulage, avec le châssis 5, est positionné à l'interface entre le châssis 5 et l'enveloppe 7. De manière préférée, le système 1 comporte en outre un dispositif 23 de rappel passif du dispositif 3 extensible. En effet, il est, préférentiellement, souhaité qu'en l'absence d'écoulement d'air suffisant, c'est-à-dire en dessous de la vitesse prédéterminée du 25 véhicule 2, ou qu'à l'arrêt du véhicule 2, le dispositif 3 extensible soit totalement revenu en position de repos, c'est-à-dire que l'enveloppe 7 s'escamote au maximum dans le châssis 5. Comme visible à la figure 2, le dispositif 23 de rappel passif comporte, par exemple, au moins un ressort 25 du type hélicoïdal monté entre le châssis 5 et l'extrémité de 30 l'enveloppe 7 afin de replier le dispositif 3 extensible en l'absence d'écoulement d'air sur le système 1 de variation de traînée. La raideur du ressort 25 doit être sélectivement choisie pour permettre le déploiement de l'enveloppe 7 mais devra aussi permettre sa rentrée lors de la phase de décélération puis d'arrêt du véhicule 2. Enfin, le châssis 5 peut également comporter une trappe 27 pivotante autorisant 35 l'entrée de l'air dans la membrane 19 à partir d'un débit prédéterminé et/ou retenant l'air présent pour limiter le moment où l'enveloppe 7 peut se déplacer. Un deuxième mode de réalisation d'un système 1 selon l'invention est présenté aux 3059628 - 5 - figures 3 à 5B. Ce deuxième mode de réalisation se distingue essentiellement du premier mode de réalisation par le fait que le dispositif 3 extensible comporte plusieurs enveloppes 7x extensibles préférentiellement de manière télescopique. Comme visible à la figure 3, le dispositif 3 extensible comporte un châssis 5 et deux 5 enveloppes 71, 72 extensibles destinés à allonger vers l'arrière la surface du becquet 9 du véhicule 2 le long duquel s'écoule l'air. On comprend que les enveloppes 71, 72 déployées permettent de diminuer la traînée du véhicule 2. En outre, il est visible aux figures 3 à 5B qu'un déflecteur 211, 212, possiblement venu de matière avec respectivement le châssis 5 et l'enveloppe 72, est positionné à chaque 10 interface respectivement entre le châssis 5 et l'enveloppe 72 ou entre les enveloppes 71 et 72 afin de favoriser un écoulement de l'air le plus laminaire possible mais également améliorer l'esthétique du système 1 de variation de traînée. Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens 13 aérodynamiques passifs comportent au moins une membrane 19 deformable ou élastique, 15 préférentiellement en élastomère, recueillant l'écoulement de l'air qui arrive du canal 17 afin de faire varier son volume et que sa paroi exerce ainsi une poussée contre les parois internes des deux enveloppes 71, 72. pour les déplacer vers l'arrière du véhicule automobile 2. En confrontant les figures 4A-5A et 4B-5B représentant le dispositif 3 extensible respectivement dans sa position déployée et escamotée, on s'aperçoit mieux 20 de la variation du volume de la membrane 19 entre la figure 4A représentant sa variation maximale et, la figure 4B, sa variation minimale. Comme pour le premier mode de réalisation, le système 1 du deuxième mode de réalisation peut comporter en outre un dispositif 23 de rappel passif du dispositif 3 extensible comprenant, par exemple, au moins un ressort 25 du type hélicoïdal monté 25 entre le châssis 5 et l'extrémité de l'enveloppe 71 afin de replier le dispositif 3 extensible en l'absence d'écoulement d'air sur le système 1 de variation de traînée, c'est-à-dire passer de la figures 5A à la figure 5B. La raideur dudit au moins un ressort 25 doit être sélectivement choisie pour permettre le déploiement des enveloppes 71, 72 mais devra aussi permettre leur rentrée lors de la 30 phase de décélération et d'arrêt du véhicule 2. A titre d'exemple, des ressorts 25 avec des raideurs différentes pourraient être respectivement attachés aux enveloppes 71, 72 afin de programmer un déploiement prédéterminé des enveloppes 71, 72. A titre d'exemple, le dispositif 3 extensible pourrait être agencé pour commencer à se déployer, à 50 km.h-1, l'enveloppe 72 pour n'être totalement déployé qu'à partir de 70 km.h-1. A cette 35 même dernière vitesse, le dispositif 3 extensible pourrait commencer à déployer l'enveloppe 71 pour n'être totalement déployé qu'à partir de 90 km.h-1. Enfin, le châssis 5 peut également comporter une trappe 27 pivotante autorisant 3059628 - 6 - l'entrée de l'air dans la membrane 19 à partir d'un débit prédéterminé et/ou retenant l'air présent pour limiter le moment où les enveloppes 71, 72 peuvent se déplacer. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible que 5 plusieurs systèmes 1 de variation de traînée soient attachés au même véhicule 2 ou que le système 1 ne soit pas monté sur le pavillon 4 mais, alternativement, sur le hayon 6 ou une autre partie de la carrosserie du véhicule 2. La géométrie du système 1 ne saurait se limiter à celles présentées dans les figures 1 à 5B. Il est notamment immédiat que les dispositifs 3 extensibles présentés ci-dessous 10 emploient une cinématique dont la direction est sensiblement parallèle au pavillon 4. Toutefois, la cinématique et/ou la forme des enveloppes 7, 7x pourrait être modifiée afin d'augmenter la déportance du véhicule en offrant une direction de déploiement oblique par rapport à la surface supérieure du pavillon 4. Comme illustré à la figure 6, il est également possible que plusieurs membranes 191, 15 192, 193, 194, 195 soient utilisées. Le nombre d'enveloppes sera calculé en fonction de l'effort nécessaire pour le déploiement des enveloppes 7, 7x mais devra aussi, éventuellement, vaincre la raideur des ressorts 25. Enfin, la membrane 19 est présentée dans les figures 2 et 4A selon son volume maximal pour lequel la membrane 19 est plaquée contre le châssis 5 et l'enveloppe 7, 20 7x. En effet, cette configuration évite à partir d'un certain débit d'air de ne plus pouvoir gonfler d'avantage la membrane 19 afin d'éviter tout déchirement. Comme visible à la figure 7, alternativement, au moins un trou 20 dans la membrane 19 pourrait être prévu afin de créer un débit de fuite B apte à plafonner le volume maximal atteignable par la membrane 19 afin d'éviter tout déchirement. REVENDICATIONS1. Système (1) de variation de traînée pour un véhicule automobile comportant un dispositif (3) extensible et un dispositif (10) de fixation agencé pour solidariser ledit système sur un véhicule (2) automobile, caractérisé en ce que le dispositif (3) extensible comporte des moyens (13) aérodynamiques passifs utilisant l'écoulement de l'air sur le système (1) de variation de traînée afin d'activer le dispositif (3) extensible. 2. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif (10) de fixation comporte un bâti (11) supportant le dispositif (3) extensible. 3. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 10 le dispositif (3) extensible comporte au moins une enveloppe (7, 71, 72) extensible par rapport au dispositif (10) de fixation et déplacée par les moyens (13) aérodynamiques passifs. 4. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif (3) extensible comporte plusieurs enveloppes (7, 71, 72) extensibles de manière 15 télescopique. 5. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (13) aérodynamiques passifs comportent au moins une membrane (19) élastique recueillant ledit écoulement de l'air afin de sélectivement faire varier son volume pour actionner le dispositif (3) extensible. 20 6. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le volume de ladite au moins une membrane (19) élastique augmente avec l'augmentation de l'écoulement de l'air pour actionner le dispositif (3) extensible. 7. Système (1) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel ladite au moins une membrane (19) élastique est formée en élastomère. 25 8. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système (1) comporte en outre un dispositif (23) de rappel passif du dispositif (3) extensible permettant en l'absence d'écoulement d'air sur le système (1) de variation de traînée de replier le dispositif (3) extensible. 9. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif (23) de 30 rappel passif comporte un ressort (25) monté entre le dispositif (3) extensible et le dispositif (10) de fixation afin de replier le dispositif (3) extensible en l'absence d'écoulement d'air sur le système (1) de variation de traînée. 10. Véhicule automobile (2) caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système de variation (1) de traînée selon l'un des revendications précédentes. 35 11. Véhicule automobile (2) selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un système (1) est attaché au pavillon (4) ou au hayon (6) dudit véhicule 3059628 - 8 - automobile.