TITRE : ROUE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN ENJOLIVEUR AERODYNAMIQUE

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2106611 déposée le 22 juin 2021 , dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

La présente invention concerne une roue de véhicule automobile comportant un enjoliveur aérodynamique, ainsi qu’un véhicule automobile équipé de telles roues et un procédé de test aérodynamique avec ces roues.

Les véhicules automobiles comportent généralement des roues équipées de jantes réalisées en tôle d’acier embouti ou en alliage d’aluminium moulé, comprenant une partie centrale formant un moyeu, un contour extérieur circulaire recevant le pneumatique, et une partie radiale sensiblement plate assurant la liaison entre le moyeu et le contour circulaire. La jante peut recevoir un enjoliveur fixé sur sa face extérieure formant un seul panneau couvrant l’ensemble de cette face, ou plusieurs panneaux répartis sur le pourtour.

Les enjoliveurs assurent un habillage esthétique, en particulier pour les jantes en tôle présentant peu de possibilités de formes permettant de leur donner un style. Les enjoliveurs peuvent aussi assurer une fonction aérodynamique sur le côté du véhicule, en préservant au mieux le coefficient de pénétration dans l’air Cx de ce véhicule afin de limiter sa consommation d’énergie.

Les roues des véhicules automobiles reçoivent généralement un système de freinage comprenant un disque ou un tambour de frein, disposé dans un espace relativement fermé juste derrière la partie radiale de liaison, en dessous du contour extérieur. On prévoit alors des passages d’air de l’enjoliveur alignés sur des ouvertures de la partie radiale de la jante, permettant une entrée d’air venant du côté extérieur pour améliorer la ventilation du système de freinage, afin d’assurer l’évacuation des calories lors des freinages intenses.

Un type de roue connu, présenté notamment par les documents FR-A1 -3041898 et FR-A1 -3078922, comporte plusieurs ouvertures réparties autour de la partie radiale de la jante, recevant chacune un panneau formant un insert fixé sur le contour de l’ouverture, comprenant un passage avec des pales disposées sensiblement radialement. Les pales présentent chacune une inclinaison par rapport au plan transversal de la roue, afin d’assurer lors de sa rotation un effet de turbine axiale qui force un flux d’air vers l’intérieur de la jante.

Toutefois pour ce type d’enjoliveur formé par l’ensemble des panneaux, il est nécessaire de prévoir pour les côtés droit et gauche du véhicule deux modèles symétriques à cause du sens de rotation de la roue inversé suivant le côté du véhicule, afin d’assurer à chaque fois la poussée de l’air par les pales vers l’intérieur du véhicule.

Par ailleurs on peut chercher à ajuster les pales de l’enjoliveur pour les adapter à différents types de véhicules utilisant une même famille de jantes, afin d’optimiser l’aérodynamisme de ces véhicules, en particulier suivant les formes de carrosserie. On peut aussi réaliser des tests en soufflerie d’un nombre de formes de pales, pour suivant le type de véhicule chercher à optimiser leurs profils. En particulier les essais en soufflerie d’enjoliveurs de roue sont difficiles à simuler sur des outils numériques, il faut alors passer à des séries d’essais réels pour obtenir des valeurs précises. On notera que l’aérodynamisme des enjoliveurs de roue peut donner des écarts de consommation du véhicule pouvant représenter jusqu’à environ 1% de la consommation totale.

Dans ces différents cas il faut prévoir en plus des deux modèles d’enjoliveurs pour les côtés droits et gauches du véhicule, un certain nombre de modèles correspondant à des profils aérodynamiques de pales particuliers afin de répondre aux différents véhicules. Pour réaliser un grand nombre d’essais, il faut fabriquer une variété de modèles d’enjoliveurs ce qui consomme de la matière devant être ensuite recyclée, nécessite à chaque changement des temps de dépose et repose de l’enjoliveur complet, et génère des coûts importants.

Un autre type de roue connu, présenté notamment par le document FR-A1 -3078286 comporte dans chaque insert s’adaptant sur une ouverture de la jante une pale montée sur des pivots disposés sensiblement radialement, permettant une inclinaison variable automatiquement suivant la température du frein disposé à proximité pour suivant les conditions de roulage optimiser l’aérodynamisme du véhicule, ou améliorer le refroidissement du frein si nécessaire. T outefois ce type de pales nécessite aussi un changement complet d’enjoliveur pour adapter différents modèles de pales.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.

Elle propose à cet effet une roue de véhicule automobile comprenant une partie radiale reliant un moyeu à un contour circulaire extérieur, et un enjoliveur formé par un ou plusieurs panneaux fixés sur partie radiale, ces panneaux présentant des passages d’air disposés en face d’ouvertures de la partie radiale, caractérisée en ce que les passages d’air des panneaux comportent des systèmes de pales assurant un effet de turbine axiale lors de la rotation de la roue, qui sont fixés par emboîtement sur ces panneaux.

Un avantage de cette roue est que de manière simple et rapide, on peut, par un simple emboîtement sur les panneaux restant fixés sur la roue, changer de systèmes de pales comprenant différentes versions de pales, pour obtenir des enjoliveurs pour les côtés droits et gauches du véhicule, ou pour former des enjoliveurs adaptés à différents types de véhicules.

De plus pour réaliser des essais systématiques en soufflerie sur un véhicule, on peut échanger de manière très rapide uniquement les pales des enjoliveurs représentant chacune une masse réduite et un faible coût, ce qui permet de réaliser de manière économique un grand nombre d’essais dans un temps réduit.

La roue de véhicule automobile selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les systèmes de pales comportent des dispositifs de clipsage assurant un maintien de l’emboîtement sur les panneaux.

Dans ce cas, avantageusement chaque système de pale comporte à ses extrémités des pattes élastiques suivant une direction radiale de la roue, assurant le clipsage. De plus, chaque patte élastique peut comporter à son extrémité un bossage qui est comprimé au montage lors du passage sur un ergot du panneau. Avantageusement, les extrémités des systèmes de pales comportent des formes qui s’ajustent par emboîtement dans des logements des panneaux, en assurant une orientation de ces systèmes de pales.

Avantageusement, les panneaux et les systèmes de pales sont réalisés chacun par un moulage d’une matière plastique. L’invention a aussi pour objet un ensemble de roues de véhicule comprenant des roues présentant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui comporte des systèmes de pales avec des pales présentant des angles d’incidence symétriques, correspondant aux deux sens de rotation des roues.

L’invention a aussi pour objet un ensemble de roues de véhicule comprenant des roues présentant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui comporte des systèmes de pales avec des pales présentant des angles d’incidence différents prévus pour un même sens de rotation de la roue.

L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé de roues comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

L’invention a de plus pour objet un procédé de mesure en soufflerie de l’aérodynamisme d’un véhicule, qui comporte entre deux mesures une étape de changement uniquement des systèmes de pales, en disposant des pales présentant des angles d’incidence différents.

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, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] présente une roue avec inserts, comportant cinq ouvertures réparties sur la partie radiale, recouverte chacune par un panneau d’enjoliveur ;

[Fig. 2] présente un panneau d’enjoliveur de cette roue prévu pour une ouverture ; [Fig. 3] présente un panneau d’enjoliveur d’une roue selon l’invention comportant cinq ouvertures ;

[Fig. 4] est une vue en coupe suivant le plan de coupe IV-IV de ce panneau d’enjoliveur.

Dans l’ensemble du document le côté extérieur du véhicule indiqué par la flèche EXT, et le côté intérieur, sont, suivant la direction latérale de ce véhicule, respectivement tournés vers l’extérieur et vers son centre.

Les figures 1 et 2 présentent respectivement une roue avec inserts et un insert réalisée par un moulage en alliage d’aluminium, comportant autour d’un axe principal A un moyeu 4 comprenant cinq perçages recevant des écrous de fixation sur le porte-moyeu du véhicule, un contour extérieur circulaire 6, encore désignée jante, recevant le pneumatique, et une partie radiale 8, encore désignée voile, comprenant cinq branches formant des barres radiale reliant le moyeu au contour extérieur.

Chaque espace entre deux barres radiales 8 comporte une ouverture de passage d’air 10, présentant deux surfaces qui s’étendent radialement entre le moyeu 4 et le contour extérieur 6, comprenant une grande surface 12 et une petite surface 14 reliées entre elles par un canal de liaison 16 orienté suivant une direction sensiblement tangentielle.

L’enjoliveur de la roue comporte cinq panneaux identiques 20, formé chacun par un moulage en matière plastique, comprenant un contour extérieur 22 qui s’ajuste dans celui de chaque ouverture 10 en suivant la grande surface 12, la petite surface 14 et le canal de liaison 16.

Chaque panneau d’enjoliveur comporte une partie fermée 24 couvrant la petite surface 14 et le canal de liaison 16, et une partie ouverte 26 couvrant la grande surface 12 de manière à permettre un flux d’air passant par cette grande surface pour refroidir un frein à l’intérieur de la roue.

La partie ouverte 26 du panneau d’enjoliveur 20 comporte une aube 28 disposée sensiblement radialement, présentant par rapport au plan transversal de la roue 2 une petite inclinaison formant un angle d’incidence afin de générer un mouvement d’air axial lors de la rotation de la roue.

Les figures 3 et 4 présentent un panneau d’enjoliveur similaire 20, comportant un contour de panneaux 22, et un système d’aube détachable 30 présentant une aube 28 recevant à chaque extrémité une fixation 32 venant sur le bord radialement intérieur ou extérieur de ce contour.

Chaque fixation 32 comporte en partant de l’aube 28, un rebord 34 en saillie vers la direction extérieure du véhicule, puis après un creux une patte 36 tournée vers la direction intérieure, qui présente une flexibilité suivant la direction longitudinale de cette aube. L’extrémité de chaque patte flexible 36 comporte un bossage 40 tourné vers l’extérieur de l’aube 28.

Le contour 22 du panneau d’enjoliveur 20 comporte deux logements 42 recevant chacun une fixation 32, chaque logement présentant un ergot 38 qui suivant la direction longitudinale de l’aube 28, est tourné vers cette fixation. Le panneau 20 et le système d’aube 30 sont réalisés chacun par un moulage en matière plastique, permettant d’obtenir de manière économique en une seule opération des formes complexes présentant l’élasticité nécessaire.

Lors de la mise en place du système d’aube 30, un opérateur engage les fixations 32 dans les logements 42 du contour de panneau 22, puis pousse sur ce système vers la direction intérieure afin de réaliser d’abord une déformation élastique de ses pattes flexibles 36 vers l’aube 28 quand les bossages 40 arrivent sur les ergots 38. En continuant la pression et le mouvement du système d’aube 30, chaque bossage 40 passe au-delà de son ergot 38, avec ensuite un retour élastique de la patte flexible 36 vers l’extérieur de l’aube 28 qui assure un clipsage final de maintien du système.

De plus chaque fixation 32 s’ajuste dans son logement 42 du contour de panneau 22, de manière à assurer une position angulaire précise de l’aube 28, en particulier son inclinaison par rapport au plan transversal de la roue ou angle d’incidence, afin d’assurer à la fois la pulsion de l’air vers le frein et le meilleur aérodynamisme du véhicule représenté par son coefficient de pénétration dans l’air Cx.

On peut ainsi réaliser facilement des enjoliveurs de roue pour le côté droit ou le côté gauche du véhicule, en posant un système d’aube 30 donnant l’inclinaison de l’aube 28 correspondant au sens de rotation de cette roue.

On peut aussi en variante prévoir un système d’aube 30 commun pour les deux côtés du véhicule, présentant deux fixations 32 symétriques à ses extrémités, avec un montage de chaque système dans un sens ou dans l’autre après un retournement suivant le côté, afin de donner une inclinaison inverse de l’aube 28 correspondant à son sens de rotation.

L’enjoliveur de la roue selon l’invention permet aussi de manière simple, sans outillage, de changer rapidement tous les systèmes d’aube 30 des roues d’un véhicule, par une simple traction sur chaque système pour l’extraire puis une pression pour en adapter un nouveau, afin de tester en soufflerie différents modèles d’aube 28. En particulier on peut procéder à des essais d’aubes 28 présentant des angles d’incidence différents pour mesurer à chaque fois les écarts de flux d’air pulsé vers l’intérieur de la roue, et de coefficients aérodynamiques du véhicule Cx. On forme différents types d’enjoliveurs en gardant les mêmes contours de panneaux 22, ce qui nécessite un minimum de matière pour produire des aubes 28 qui sont variées. Le coût de ces modifications d’enjoliveurs est minimum.