Brevet FR3102744A1 — publié le 20210507

L’invention concerne un dispositif déflecteur (1) de véhicule automobile destiné à être placé à l’avant de ce véhicule comprenant : - un premier volet (10) monté mobile sur un premier arbre de rotation entre une position rétractée et une position déployée, - un second volet (20) monté mobile sur un second arbre de rotation entre une position rétractée et une position déployée, - un actionneur permettant l’entraînement du premier volet (10) et du second volet (20), le premier volet (10) et le second volet (20) étant configurés pour, à leurs positions déployées respectives, dévier le flux d’air se présentant sous le véhicule lorsque le véhicule avance, le premier volet (10) et le second volet (20) étant reliés par un système de transmission d’effort de façon à ce que le premier volet (10) et le second volet (20) se déploient dans un mouvement contrarotatif. Figure pour l’abrégé : figure 1 Dispositif déflecteur de véhicule automobile L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement les dispositifs aérodynamiques disposés à l’avant d’un véhicule pour réduire la trainée aérodynamique engendrée par ce véhicule roulant à grande vitesse. Un des moyens utilisés de longue date pour améliorer l’efficacité aérodynamique des véhicules consiste à réduire l’espace en sous bassement entre la route et le véhicule. La garde au sol des véhicules devant rester à une hauteur compatible avec les exigences d’usage, il est possible d’obtenir un résultat satisfaisant en abaissant une barrière aérodynamique faisant office de déflecteur au niveau de la partie frontale du véhicule, et préférentiellement disposée en avant des roues. Ce déflecteur peut donc être abaissé ou relevé en fonction des conditions de roulage telles que la vitesse du véhicule ou l’état de la route. La publication US4131308 offre un exemple de ce type de dispositif. A faible vitesse, le déflecteur, qui est généralement une lame pouvant avoir une forme, ainsi qu’une hauteur, différentes en fonction des véhicules équipés, est en position rabattue sous le bouclier avant, afin de le protéger des chocs éventuels contre des obstacles, par exemple des bordures de trottoir. Cette position convient donc pour la circulation en ville à faible vitesse ou sur des routes comprenant des creux et des bosses. Lorsque la vitesse du véhicule atteint une valeur seuil, la lame est déployée, généralement par un mouvement de rotation, afin de venir s’opposer au flux d’air et ainsi réduire la trainée du véhicule. On connaît déjà dans l'état la technique, notamment d'après les documents US4131308 et US4159140 un dispositif aérodynamique comprenant un déflecteur qui se déploie automatiquement dans le sens du flux d'air et qui revient en position initiale à l’aide d’un moyen de rappel. En revanche, ce type de dispositif ne permet pas un contrôle de la position du déflecteur dans toutes les conditions, notamment en cas de besoin d’une rétraction à haute vitesse. Ces systèmes sont également instables et tendent à générer des bruits et vibrations. De nombreuses publications ont proposé des solutions consistant à actionner le déflecteur au moyen d’un moteur électrique. Cependant, un tel dispositif présente des inconvénients. Un déploiement à une vitesse relativement élevée nécessite l’utilisation de dispositif d’actionnement et de maintien en position déployée. De tels dispositifs nécessitent une puissance élevée, et ils sont par conséquent gourmands en énergie. En effet, le déflecteur mobile se déploie par rotation en s’opposant de plus en plus à un flux d’air exerçant une forte pression. Une fois en position déployée, la pression s’exerçant sur le déflecteur est très importante. En effet, la distribution de pression est telle que la face avant est en surpression de l’ordre de la pression dynamique, et la face arrière est en dépression de l’ordre de 30%-40% par rapport à la face avant. Ces deux effets se cumulent pour former un effort longitudinal conséquent. Par exemple, la pression exercée sur le déflecteur peut être de 200N à 130km/h. Dans le cas d’un actionnement du déflecteur par un moteur électrique, celui-ci doit être suffisamment puissant, donc encombrant, lourd et coûteux. En effet, plus le moteur est puissant plus son poids et son encombrement sont importants. Un moteur de grande taille peut être contraignant sur certains modèles de véhicule. De façon générale, le moteur occupe un espace généralement réservé à un support de radiateur ou des câbles. Un moteur de taille importante ne permet pas un agencement aisé de ces éléments. L'invention a notamment pour but de fournir un dispositif déflecteur de véhicule automobile requérant un moteur électrique de taille réduite. A cet effet l’invention a pour objet un dispositif déflecteur de véhicule automobile destiné à être placé à l’avant de ce véhicule comprenant : - un premier volet aérodynamique monté mobile sur un premier arbre de rotation entre une position rétractée et une position déployée, - un second volet aérodynamique monté mobile sur un second arbre de rotation entre une position rétractée et une position déployée, - un actionneur permettant l’entraînement du premier volet et du second volet, le premier volet et le second volet étant configurés pour, à leurs positions déployées respectives, dévier le flux d’air se présentant sous le véhicule lorsque le véhicule avance, le premier volet et le second volet étant reliés par un système de transmission d’effort de façon à ce que le premier volet et le second volet se déploient dans un mouvement contrarotatif. On comprend qu’un mouvement contrarotatif des premier et second volets correspond à des mouvements à sens distincts, voir opposés. Par exemple, le premier arbre de rotation et le second arbre de rotation peuvent être coaxiaux, parallèles ou former un angle inférieur à 90°. Ainsi, pendant un mouvement contrarotatif, les premier et second volets ne tournement pas dans le même sens. L’actionneur est par exemple un moteur électrique. Selon la présente invention, La pression dynamique exercée par le flux d’air est répartie sur les deux volets et tend à faire tourner les deux volets de façon contrarotative. C’est-à-dire, lorsqu’un volet est actionné pour revenir en position rétractée, il est confronté à une pression tendant à le maintenir en position déployée alors que, simultanément, l’autre volet est confronté à une pression tendant à le replier vers la position rétractée. Le système de transmission d’effort permet de transmettre la pression reçue par le second volet au premier volet tout au long de la rétraction des deux volets. Par conséquent, les forces aérodynamiques entre le volet s’ouvrant dans le flux d’air et celui s’ouvrant à contre-flux d’air sont équilibrées ce qui réduit ainsi le couple à fournir pour l’actionnement de l’ensemble des volets en présence d’un flux d’air. Il est alors possible d’envisager un moteur moins puissant, donc moins lourd et moins encombrant. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du dispositif déflecteur prises seules ou en combinaison : - le système de transmission d’effort comprend un engrenage et/ou des biellettes ce qui permet de transmettre facilement l’effort reçu de l’actionneur ; - le premier volet et le second volet sont agencés de façon à ce que l’un recouvre une zone de l’autre en position déployée ; - le premier volet est séparé du second volet d’un espace en position déployée ; - le premier volet se déploie dans le sens du flux d’air et le second volet se déploie sensiblement contre le flux d’air, le dispositif déflecteur comprenant deux seconds volets qui sont reliés respectivement au premier volet par un système de transmission d’effort. Par conséquent, on obtient un agencement symétrique pour mieux répartir la pression aérodynamique. En effet, le premier volet étant agencé au centre du dispositif déflecteur est soumis à une force aérodynamique plus importante que les seconds volets qui sont eux situés des deux côtés du dispositif. Le fait d’avoir deux seconds volets permet de mieux équilibrer la force transmise par le premier volet. - l’actionneur est agencé à proximité du premier volet et coopère avec le premier arbre de rotation pendant le mouvement des premier et second volets. Un tel agencement de l’actionneur permet une meilleure transmission d’efforts et donc moins de torsion et déformation des volets. - le système de transmission d’effort comprend un engrenage conique permettant un angle entre le premier arbre de rotation et le second arbre de rotation compris entre 0° et 45°. Il en résulte que moins de décalage est généré entre les volets. Il est alors possible de prévoir une courbure formée par les arbres de rotation des premier et second volets qui s’adapte à la forme du pare-chocs. L’actionneur peut être posé sur le boîtier d’engrenage par exemple. - le système de transmission d’effort a un rapport de transmission qui est supérieur ou inférieur à 1. De ce fait, les premier et second volets peuvent être positionnés respectivement dans un plan distinct avant le déploiement et arriver à une position déployée sensiblement verticale de façon simultanée. Cet agencement permet aux premier et second volets de s’adapter à la forme de l’avant du véhicule qui a une forme remontante. Ceci permet également un positionnement déployé des premier et second volets qui n’est pas vertical mais légèrement incliné par rapport au plan vertical. - le premier arbre de rotation et le second arbre de rotation sont montés parallèle l’un à l’autre et les premier et second volets présentent chacun une forme crénelée. Ainsi, il est possible d’utiliser seulement deux volets pour équilibrer les forces aérodynamiques. Ceci nécessite également moins de pignon de transmission. L’invention a également pour objet une pièce de carrosserie de véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur tel que décrit précédemment. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un ensemble de vues schématiques (figures 1a-1c) illustrant le processus de déploiement d’un dispositif déflecteur selon l’invention ; la figure 2 est un ensemble de vue en perspective (figure 2a-2c) illustrant les différents états d’un dispositif déflecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la figure 3 est une vue de dessus du dispositif déflecteur de la figure 2 ; [Fig. 4a] et [Fig. 4b] sont un ensemble de vues (figures 4a-4b) illustrant un dispositif déflecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; la figure 5 est un ensemble de vues (figures 5a-5d) illustrant un dispositif déflecteur selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; la figure 6 est un ensemble de vues (figures 6a-6c) illustrant un dispositif déflecteur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ; la figure 7 est une vue schématique illustrant un dispositif déflecteur selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ; la figure 8 est une vue en perspective d’un dispositif déflecteur selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Description détaillée Dans ce qui va suivre, il sera fait référence à des termes d'orientation, tels que « « avant », « arrière », « au-dessus», « supérieure », « en dessous », « inférieure », « vertical », « horizontal » etc. Ces termes s'entendent par référence à l'orientation usuelle des véhicules automobiles. On a représenté sur les figures 2 et 3 un dispositif déflecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention, désigné par la référence générale 1. Le dispositif déflecteur 1 est destiné à être placé à l’avant d’un véhicule automobile 2 tel qu’illustré à la figure 1 et comprend un premier volet 10 aérodynamique monté mobile sur un premier arbre de rotation 11 entre une position rétractée telle que visible aux figures 1a et 2a, et une position déployée telle que visible aux figures 1c et 2c. Le premier volet 10 se déploie dans le sens du flux d’air A tel que visible aux figures 1 et 2. Le dispositif déflecteur 1 comprend encore deux seconds volets 20 aérodynamiques montés mobiles chacun sur un second arbre de rotation 21 entre une position rétractée et une position déployée telle que visible aux figures 1a et 2a, et une position déployée telle que visible aux figures 1c et 2c. Les seconds volets 20 se déploient contre le flux d’air A tel que visible aux figures 1 et 2. Les seconds volets 20 sont agencés de part et d’autre du premier volet 10. Le premier volet 10 et le second volet 20 sont configurés pour, à leurs positions déployées respectives comme montré aux figures 1c et 2c, dévier le flux d’air se présentant sous le véhicule 2 lorsque le véhicule 2 avance. Le premier volet 10 et le second volet 20 présentent respectivement, dans l’exemple illustré, une forme rectangulaire. Tel que visible aux figures 2 et 3, chaque second volet 20 est relié au premier volet 10 par un système de transmission d’effort 31 de façon à ce que le premier volet 10 et les seconds volets 20 se déploient dans un mouvement contrarotatif. Selon ce premier mode de réalisation, le système de transmission d’effort 31 comprend un boîtier d’engrenage 31 tel qu’illustré à la figure 3 comprenant trois pignons à angle et permettant un renvoi d’angle à 180°. Le premier arbre de rotation 11 et le second arbre de rotation 21 sont montés respectivement sur un pignon par l’une des extrémités, les deux pignons étant en regard l’un de l’autre. Dans le cas où le premier volet 10 est agencé entre deux seconds volets 20, le premier arbre de rotation 11 est monté sur deux pignons par les deux extrémités. Ainsi, le premier volet 10 et le second volet 20 se déploiement simultanément pour passer de leurs positions rétractées à leurs positions déployées en passant par une position intermédiaire telle que visible aux figures 1b et 2b, en faisant un mouvement de rotation contrarotatif, c’est-à-dire rotation à sens distincts, ou opposés dans ce premier mode de réalisation. Toujours dans ce premier mode de réalisation illustré, le premier volet 10 et séparé de chacun des seconds volets 20 d’un espace en position déployée, espace correspondant à la largeur du boîtier d’engrenage 31. Le dispositif déflecteur 1 comprend en outre un actionneur 40 permettant l’entraînement du premier volet 10 et des seconds volet 20. Dans ce premier mode de réalisation, l’actionneur 40 est agencé sur l’un des boîtiers d’engrenage 31 permettant d’entraîner ainsi l’un des pignons à angle. Les figures 4a et 4b illustrent un deuxième mode de réalisation du dispositif déflecteur 1 qui diffère du premier mode de réalisation en ce qui se suit : le dispositif déflecteur comprend un boîtier d’engrenage 31 tel qu’illustré aux figures 4a et 4b comprenant trois pignons à angle et permettant un renvoi d’angle à un angle qui est inférieur à 180° ce qui fait que le premier arbre de rotation 11 et chaque second arbre de rotation 21 forment un angle qui est compris entre 0° et 45°. Selon le deuxième mode de réalisation, l’angle formé par le premier arbre de rotation 11 et le second arbre de rotation 21 est sensiblement compris entre 5° et 10°. Cet angle pourrait être modifié pour adapter l’agencement des volets en fonction de la forme du pare-chocs. Tel que visible à la figure 4a, l’actionneur 40 dans ce deuxième de mode de réalisation est agencé à proximité du premier volet 10 et coopère avec le premier arbre de rotation 11 pour l’entraîner en rotation. Le premier volet 10 transmet alors l’effort aux seconds volets 20 via les boîtiers d’engrenage 31. On comprend que de façon alternative, l’actionneur 40 peut également être agencé sur l’un des boîtier d’engrenage 31 comme dans le premier mode de réalisation. La figure 5 illustre un troisième mode de réalisation du dispositif déflecteur 1 qui diffère du premier mode de réalisation en ce qui se suit : Le premier arbre de rotation 11 est muni de deux roues dentées d’un diamètre prédéfini sur chacune de ses extrémités et chaque second arbre de rotation 21 dispose d’une roue dentée du même diamètre à l’une de ses extrémités (figures 5a et 5b). Chaque pignon sur le second arbre de rotation 21 s’engrène avec un pignon du premier arbre de rotation 11 pour former le système de transmission d’effort 32. Dans ce troisième mode de réalisation, l’actionneur 40 est agencé à proximité d’un des seconds volets 20 et coopère avec le second arbre de rotation 21 correspondant pour l’entraîner en rotation. Le second volet 20 transmet alors l’effort via le système de transmission d’effort 32 au premier volet 10, qui lui transmet l’effort simultanément à l’autre second volet 20 pendant que les premier et seconds volets 10, 20 passent de leurs positions rétractées (figure 5a) à leurs positions déployées (figure 5b). Comme le système de transmission d’effort 32 de ce troisième mode de réalisation permet un renvoi d’angle à 180°, le premier volet 10 tourne dans le sens opposé à celui des seconds volets 20. Les premier et seconds volets 10, 20 se déploient alors dans un mouvement contrarotatif. La figure 6 illustre un quatrième mode de réalisation du dispositif déflecteur 1 qui diffère du troisième mode de réalisation en ce qui se suit : Le système de transmission d’effort 32 comprend deux pignons ayant des diamètres différents. Tel que visible aux figures 6a et 6b, le diamètre du pignon sur lequel est monté le premier arbre de rotation du premier volet 10 est inférieur à celui du pignon sur lequel est monté le second arbre de rotation du second volet 20. Par conséquent, le système de transmission d’effort 32 permet un rapport de transmission qui est supérieur à 1 lorsque l’actionneur coopère avec l’un des seconds volets 20, ou inférieur à 1 lorsque l’actionneur coopère avec le premier volet 10. Dans ce quatrième mode de réalisation illustré, le ratio entre le diamètre du pignon du premier volet 10 et le diamètre du pignon du second volet 20 est d’environ 0.75. Autrement dit, le premier volet 10 présente un angle entre la position rétractée et la position déployée qui est plus important que celui du second volet 20 ce qui permet au premier volet 10 d’être agencé de façon à épouser la forme de l’avant du véhicule 2 qui a une forme remontante tel que visible à la figure 6c. En effet, lorsque l’actionneur est mis en fonctionnement, les premier et seconds volets 10, 20 arrivent à leurs positions déployées, qui est une position verticale, de façon simultanée. La figure 7 illustre un cinquième mode de réalisation du dispositif déflecteur 1 similaire au quatrième mode de réalisation. La différence réside dans le fait que les premier et seconds volets 10, 20 sont agencés de façon horizontale en position rétractée. Le rapport de transmission du système de transmission d’effort qui est non nul permet d’actionner les premier et seconds volets 10, 20 de façon à ce qu’ils atteignent simultanément une position déployée qui est légèrement inclinée, comme visible à la figure 7b. La figure 8 illustre un sixième mode de réalisation du dispositif déflecteur 1 dans lequel le premier arbre de rotation 11 et le second arbre de rotation 21 sont montés parallèle l’un à l’autre et les premiers et second volets 10, 20 présentent chacun une forme crénelée. Plus précisément, le dispositif déflecteur 1 selon ce sixième mode de réalisation comprend deux systèmes de transmission d’effort 32 qui sont agencés chacun sur l’une des extrémités des arbre de rotation 11, 21. Avantageusement, le premier volet 10 et le second volet 20 présente chacun une forme crénelée qui est sensiblement complémentaire l’une de l’autre. Ainsi, substantiellement toute la surface du premier volet 10 et du second volet 20 est capable de recevoir et dévier le flux d’air A. Uniquement un léger recouvrement des deux volets est présent à proximité des arbres de rotation 11, 21. 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 de remplacer le système de transmission d’effort à engrenage par un système d’entraînement à biellettes. Liste de références 1 : dispositif déflecteur 2 : véhicule 10 : premier volet 11 : premier arbre de rotation 20 : second volet 21 : second arbre de rotation 31, 32 : système de transmission d’effort 40 : actionneur Dispositif déflecteur (1) de véhicule automobile destiné à être placé à l’avant de ce véhicule caractérisé en ce qu’il comprend : un premier volet (10) aérodynamique monté mobile sur un premier arbre de rotation (11) entre une position rétractée et une position déployée, un second volet (20) aérodynamique monté mobile sur un second arbre de rotation (21) entre une position rétractée et une position déployée, un actionneur (40) permettant l’entraînement du premier volet (10) et du second volet (20), le premier volet (10) et le second volet (20) étant configurés pour, à leurs positions déployées respectives, dévier le flux d’air se présentant sous le véhicule lorsque le véhicule avance, le premier volet (10) et le second volet (20) étant reliés par un système de transmission d’effort (31, 32) de façon à ce que le premier volet (10) et le second volet (20) se déploient dans un mouvement contrarotatif. Dispositif déflecteur (1) selon la revendication précédente dans lequel le système de transmission d’effort (31, 32) comprend un engrenage et/ou des biellettes. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier volet (10) et le second volet (20) sont agencés de façon à ce que l’un recouvre une zone de l’autre en position déployée. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel le premier volet (10) est séparé du second volet (20) d’un espace en position déployée. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier volet (10) se déploie dans le sens du flux d’air et le second volet (20) se déploie sensiblement contre le flux d’air, le dispositif déflecteur (1) comprenant deux seconds volets (20) qui sont reliés respectivement au premier volet (10) par un système de transmission d’effort (31, 32). Dispositif déflecteur (1) selon la revendication précédente dans lequel l’actionneur (40) est agencé à proximité du premier volet (10) et coopère avec le premier arbre de rotation (11) pendant le mouvement des premier et second volets. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le système de transmission d’effort (31, 32) comprend un engrenage conique (31) permettant un angle entre le premier arbre de rotation (11) et le second arbre de rotation (21) compris entre 0° et 45°. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le système de transmission d’effort (31, 32) a un rapport de transmission qui est supérieur ou inférieur à 1. Dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le premier arbre de rotation (11) et le second arbre de rotation (21) sont montés parallèle l’un à l’autre et les premier (10) et second (20) volets présentent chacun une forme crénelée. Pièce de carrosserie de véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.