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Title:
SPOILER DEVICE WITH A WALL COMPRISING A MEANS FOR MOVING AIR DOWNSTREAM OF THE WALL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/106101
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a spoiler device (10) of a motor vehicle (40) intended for being placed at the front of said vehicle (40), characterised in that it comprises a wall (20) comprising a first face (22) capable of diverting an air stream, at least one second face (24) located on the opposite side of the wall (20) with respect to the first face (22), and an air-moving means (30) guiding air into an area facing one of these two faces (22, 24).

Inventors:
EULALIE, Yoann (29 Boulevard Anatole France, LYON, 69006, FR)
GILOTTE, Philippe (Onglas, BENONCES, 01470, FR)
Application Number:
EP2018/083034
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
COMPAGNIE PLASTIC OMNIUM (19 boulevard Jules Carteret, LYON, LYON, 69007, FR)
International Classes:
B62D35/00; B62D37/02
Domestic Patent References:
WO2014044490A12014-03-27
Foreign References:
DE102014222268A12016-05-04
US9469354B12016-10-18
DE3245410A11984-06-14
US7775582B22010-08-17
US8702152B12014-04-22
US20150210325A12015-07-30
Attorney, Agent or Firm:
ANDRIEUX, Benoît (LLR11 boulevard de Sébastopol, PARS, PARS, 75001, FR)
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Claims:
Revendications

1. Dispositif déflecteur (10) de véhicule automobile (40) destiné à être placé à l’avant de ce véhicule (40) caractérisé en ce qu’il comprend une paroi (20), qui a une forme de lame, mobile entre une position déployée et une position rétractée, comprenant : une première face (22) apte à dévier un flux d’air, au moins une deuxième face (24) située à l’opposé de la paroi (20) par rapport à la première (22), et un moyen d’amenée d’air (30) conduisant de l’air dans une zone en regard d’une de ces faces (22, 24).

2. Dispositif (10) selon la revendication précédente dans lequel le moyen d’amenée d’air (30) conduit l’air au contact de la deuxième face (24).

3. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes qui passe de la position déployée à la position rétractée via une rotation de la paroi (20).

4. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le moyen d’amenée d’air (30) comprend au moins une entrée d’air (34) située en amont de la paroi (20) relativement à un sens de circulation du flux d’air, et au moins une sortie (36) située en aval et à proximité de la paroi (20) relativement au sens de circulation du flux d’air, le moyen d’amenée d’air (30) guidant l’air de son entrée (34) vers sa sortie (36).

5. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le moyen d’amenée d’air (30) comprend au moins une entrée d’air (34) située en amont de la paroi (20) relativement à un sens de circulation du flux d’air, et au moins une sortie (36) située en amont et à proximité de la paroi (20) relativement au même sens de circulation du flux d’air, le moyen d’amenée d’air (30) guidant l’air de son entrée vers sa sortie (36).

6. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le moyen d’amenée d’air (30) est un conduit (32).

7. Dispositif (10) selon la revendication précédente dans lequel le conduit a une forme apte à accélérer la circulation de l’air de son entrée (34) vers sa sortie (36).

8. Pare-chocs (50) de véhicule automobile comprenant un moyen d’amenée d’air (30) destiné à un dispositif déflecteur (10) selon l’une des revendications précédentes.

9. Face avant (60) de véhicule automobile (40) comprenant un dispositif (10) selon l’une des revendications 4 et 5.

10. Face avant (60) selon la revendication précédente dans laquelle l’entrée du conduit (32) est située sur la face avant (60).

Description:
Dispositif déflecteur à paroi comprenant un moyen d’amenée d’air en aval de la paroi

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.

L’efficacité aérodynamique d’un véhicule est généralement liée avec la hauteur de garde au sol. Lorsque que cette dernière diminue, la traînée diminue également.

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 un déflecteur faisant office de barrière aérodynamique au niveau de la partie frontale du véhicule, déflecteur préférentiellement disposée en avant des roues.

Ce déflecteur mobile 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 US 7 775 582 offre un exemple de ce type de dispositif.

Afaible vitesse, le déflecteur, qui est généralement une lame pouvant avoir une forme, et 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, par exemple par un mouvement de rotation, afin de venir s’opposer au flux d’air et ainsi réduire la trainée du véhicule. Alternativement, ce déploiement peut être effectué par une translation dans un plan vertical, comme exposé dans le brevet US 8 702 152.

Cependant, un tel dispositif présente des inconvénients.

Un déploiement à une vitesse relativement élevée nécessite l’utilisation de dispositifs 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 130 km/h. De plus, cette pression peut endommager le déflecteur au bout de nombreuses activations de celui-ci.

Comme connu du document US 2015/0210325, il existe également des déflecteurs munis de trappes, sur la face de la lame venant s’opposer aux flux d’air, couvrant des ouvertures traversant la lame. Lorsque le véhicule atteint une vitesse seuil, les trappes s’ouvrent, laissant s’écouler une partie du flux d’air à travers la lame, baissant de ce fait la pression s’exerçant sur celle-ci.

Ces dispositifs à trappe présentent l’inconvénient de diminuer fortement les performances du déflecteur lorsque les trappes sont ouvertes, nuisant ainsi à l’effet de celui-ci sur la force de traînée générée par le véhicule.

Un but de l’invention est de supprimer, ou tout du moins limiter notablement les inconvénients précités en proposant un dispositif déflecteur apte à diminuer la dépression sur la face arrière tout en proposant une efficacité similaire ou supérieure à celle des dispositifs de l’art antérieur.

Dans ce but, l’invention a pour objet un dispositif déflecteur de véhicule automobile destiné à être placé à l’avant de ce véhicule caractérisé en ce qu’il comprend une paroi comprenant une première face apte à dévier un flux d’air, au moins une deuxième face située à l’opposé de la paroi par rapport à la première, et un moyen d’amenée d’air conduisant de l’air dans une zone en regard d’une de ces faces.

De cette manière, un nouveau flux d’air est amené en regard d’une des deux faces de la paroi, qui aura pour effet de soit diminuer la dépression en arrière de la paroi (par rapport à un sens de circulation du véhicule, soit de dévier le flux arrivant en amont de la paroi (toujours par référence à un sens de circulation du véhicule). De ce fait, ce deuxième flux d’air vient atténuer la différence de pression entre les deux zones situées en regard des première et deuxième faces de la paroi. Donc, ce dispositif déflecteur présente l’avantage de diminuer la force que subirait autrement la lame du déflecteur.

Ainsi, le dispositif selon l’invention permet de diminuer la puissance consommée par le dispositif d’activation du déflecteur, et diminuer de ce fait la consommation du véhicule, par rapport à un véhicule équipé d’un déflecteur classique. Il permet aussi de préserver le déflecteur de l’influence néfaste de la pression mécanique exercée sur la lame, permettant ainsi d’augmenter la durée de vie du déflecteur.

Enfin, il permet de conserver l’efficacité aérodynamique d’un déflecteur rétractable classique, car la géométrie de la face située à l’avant de lame est la même que celle d’un dispositif sans moyen d’amenée d’air.

Le dispositif déflecteur selon l’invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le moyen d’amenée d’air conduit l’air au contact de la deuxième face ;

- la paroi du dispositif déflecteur est mobile entre une position déployée et une position rétractée ;

- le dispositif passe de la position déployée à la position rétractée via une rotation de la paroi ; - la paroi a une forme de lame ;

- le moyen d’amenée d’air comprend au moins une entrée d’air située en amont de la paroi relativement à un sens de circulation du flux d’air, et au moins une sortie située en aval et à proximité de la paroi relativement au même sens de circulation du flux d’air, le moyen d’amenée d’air guidant l’air de son entrée vers sa sortie ;

- le moyen d’amenée d’air comprend au moins une entrée d’air située en amont de la paroi relativement à un sens de circulation du flux d’air, et au moins une sortie située en amont et à proximité de la paroi relativement au même sens de circulation du flux d’air, le moyen d’amenée d’air guidant l’air de son entrée vers sa sortie ;

- le moyen d’amenée d’air est un conduit ;

- le conduit a une forme apte à accélérer la circulation de l’air de son entrée vers sa sortie ;

L’invention a également pour objet un pare-chocs de véhicule automobile comprenant un moyen d’amenée d’air destiné à un dispositif déflecteur tel que décrit précédemment. L’invention a également pour objet une face avant de véhicule automobile comprenant un dispositif tel que décrit précédemment.

Avantageusement, l’entrée du conduit est située sur la face avant.

Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple non limitatif et à l’appui des figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue partielle d’un véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur selon l’art antérieur ;

- la figure 2 est une vue partielle d’un véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur selon l’invention ;

- la figure 3 est une vue partielle d’un véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur selon l’invention ;

- la figure 4 est une vue partielle d’un véhicule automobile comprenant un dispositif déflecteur selon l’invention, avec les flux d’air apparents.

Dans ce qui va suivre, il sera fait référence à des termes d'orientation, tels que « axe longitudinal X », « axe transversal Y », « axe vertical Z », « avant », « arrière », « au- dessus », « supérieure », « en dessous », « inférieure » etc. Ces termes s'entendent par référence à l'orientation usuelle des véhicules automobiles.

On se réfère maintenant à la figure 1 qui présente un dispositif déflecteur de l’art antérieur, et plus précisément l’évolution d’un flux d’air se propageant autour du véhicule selon une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X du véhicule automobile.

Le véhicule 40 comprend un bouclier avant 55, ainsi qu’un bas de caisse 57 équipé d’un dispositif déflecteur 10. Il comprend aussi un pare-chocs avant 50 intégré à une face avant 60. Le bas de caisse 57 est équipé d’un dispositif déflecteur 10. Ce dispositif 10 comprend une paroi 20 rigide en forme de lame se déployant par rotation autour d’un axe 26 situé au niveau de la partie du dispositif déflecteur 10 fixée au bas de caisse 57. Comme décrit plus haut, une telle lame est rabattue sous le bas de caisse 57 du véhicule 40 à faible vitesse et est déployée lorsque le véhicule 40 atteint une vitesse élevée. On observe la création d’une zone de dépression 76 derrière le dispositif déflecteur 10 déployé. Comme expliqué auparavant, cela conduit en partie à l’exercice d’un effort important sur le dispositif déflecteur 10, effort orienté suivant l’axe longitudinal X du véhicule et dirigé vers l’arrière de celui-ci.

Nous allons maintenant présenter les figures 2 et 3 qui illustrent un dispositif déflecteur 10 selon l’invention. La figure 2 illustre un dispositif déflecteur 10 installé sur véhicule automobile 40, et dans une position déployée. La figure 3 illustre quant à elle ce même dispositif déflecteur 10, cette fois dans une position rétractée. Les références et termes utilisés dans la description du dispositif de l’art antérieur seront aussi utilisées.

Ce dispositif déflecteur 10 de véhicule automobile, placé à l’avant de ce véhicule comprend une paroi 20 comprenant une première face 22 apte à dévier un flux d’air, une deuxième face 24 située à l’opposé de la paroi 20 par rapport à la première 22, et un moyen d’amenée d’air 30 conduisant de l’air au contact de la deuxième face 24. Le moyen d’amenée d’air 30 permet ici d’injecter un flux d’air (uniquement visible en figure 4 et dont nous reparlerons plus tard) au contact de la deuxième face 24. Par « au contact de la deuxième face 24 », nous entendons que tout ou partie du flux est amenée directement à proximité de la deuxième face 24 de la paroi 20.

La paroi 20 du dispositif déflecteur 10 est mobile entre une position déployée, illustrée en figure 2, et une position rétractée illustrée en figure 3. La paroi 20 à une forme rectangulaire, sa longueur s’étendant suivant l’axe transversal Y du véhicule 40. En position déployée, la paroi 20 forme un angle quasiment droit avec le bas de caisse 57 du véhicule 40. Ainsi, la paroi 20 est orientée verticalement suivant sa largeur. De cette manière, la paroi 20 est dans une position permettant une redirection de flux d’air arrivant depuis l’avant du véhicule, lorsque celui-ci est en mouvement. Ce flux est dévié par une première face 22 de la paroi 20. En position rétractée, la deuxième face de la paroi 24 est plaquée contre le bas de caisse 57 du véhicule. Dans cette position, employée lorsque le véhicule se déplace à faible vitesse, le dispositif est protégé de chocs avec des éléments en protubérance de la chaussé, tels que des trottoirs par exemple. Dans cette position, la paroi peut obstruer la sortie 36 du moyen d’amenée d’air 30, mais cette sortie 36 peut tout aussi bien être placée de manière à ne pas être obstruée par la paroi 20 quand le déflecteur 10 est en position rétractée.

Le dispositif déflecteur 10 passe d’une position déployée à une position rétractée via une rotation de la paroi 20. Cette rotation de la paroi peut être une rotation simple par rapport à la caisse du véhicule 40, selon axe de rotation 26 située au niveau du bas de caisse 57. Cet axe 26 est orienté suivant l’axe transversal Y du véhicule 40. Cette rotation simple permet de simplifier la mise en oeuvre de la liaison entre la paroi et la caisse du véhicule. Ainsi, l’activation du mouvement de la paroi est réalisée à partir d’un mécanisme simple, léger et peu cher. De manière alternative, le déploiement de la paroi peut aussi se faire suivant un mouvement composé de plusieurs rotations suivant plusieurs axes. De manière alternative encore, le déploiement de la paroi 20 peut s’effectuer par une translation simple de celle-ci suivant l’axe verticale Z, par rapport au véhicule 40.

La paroi 20 du dispositif déflecteur 10 a avantageusement une forme de lame. C’est- à-dire que sa forme générale est celle d’un parallélépipède rectangle avec, par référence à sa position sur la figure 2, sa longueur orientée suivant l’axe transversal Y du véhicule, sa largeur orientée suivant l’axe vertical Z, et sa hauteur orienté suivant l’axe longitudinal X. La longueur de la lame est sa plus grande dimension. La hauteur de la lame est bien plus faible que les autres de ses dimensions. Cette géométrie de la paroi 20 est ainsi adéquate pour à la fois dévier un flux d’air lorsque la paroi 20 est en position déployée et prendre le moins de place lorsque la paroi 20 est en position rétractée. Donc, la paroi 20 ne forme pas une protubérance du bas de caisse 57 dans cette position, et ne nécessite pas d’aménagement d’une cavité dans celui-ci. Ainsi, la paroi ne dévie pas un flux d’air extérieur au véhicule 40 lorsque celle-ci est en position rétractée. Toutefois, il est possible d’aménager une cavité, par exemple lorsque la paroi 20 est trop épaisse, pour accueillir la paroi 20 en position rétractée.

Le moyen d’amenée d’air 30 comprend au moins une entrée d’air 34 qui est située en amont de la paroi 20. Par en amont, on entend que le moyen d’amenée d’air 30 est situé avant la paroi 20 relativement à un sens de circulation du flux d’air, donc vers l’avant du véhicule 40, soit vers la gauche sur les figures 1 à 4. Le dispositif est muni d’au moins une sortie 36 située en aval et à proximité de la paroi 20 relativement au même sens de circulation du flux d’air. La sortie 36 est située juste au-dessus de la paroi 20. Le moyen d’amenée d’air 30 guide l’air de son entrée 34 vers sa sortie 36, au contact de la paroi 20. Cette géométrie du moyen d’amenée d’air 30 permet à celui-ci d’amener l’air directement là une dépression se serait formée dans un dispositif de l’art antérieur (comme montré en figure 1 ). Ainsi, il permet de venir diminuer cette dépression en arrière de la paroi 20, et donc de diminuer la forte contrainte mécanique subie par celle-ci. De cette manière, le dispositif 10 nécessite une énergie beaucoup plus faible pour son déploiement et pour son maintien en position déployé que les dispositifs de l’art antérieur. De plus, la paroi subissant moins d’efforts mécaniques, elle peut être plus légère, et présente de plus faibles risques d’être endommagée par la pression des flux d’air, par exemple en étant tordue par la pression exercée par ceux-ci. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le dispositif est muni d’au moins une sortie située en amont de la paroi 20, relativement au sens de circulation du flux d’air extérieur au véhicule. La sortie du moyen d’amenée d’air 30 est située en regard de la première face 22 de la paroi 20. Ainsi le moyen d’amenée d’air 30 éjecte de l’air en amont de la paroi 20. De ce fait, un flux d’air extérieur au véhicule, et amont de la paroi 20, est dévié par un flux d’air sortant du moyen d’amenée d’air 20, pour venir passer entre la paroi 20 et la chaussée sur laquelle le véhicule circule. Donc, la pression de l’air dans une zone en regard de la première face 22 de la paroi 20 est diminuée. Ainsi, les efforts aérodynamiques subis par la paroi 20 sont diminués. Donc, la paroi 20, ainsi que sa liaison avec le bas de caisse 57 risquent moins d’être endommagés par ces efforts mécaniques.

Le moyen d’amenée d’air 30 est ici un conduit 32. Par conduit on entend un canal fermé étant ouvert uniquement à ses extrémités d’entrée 34 et de sortie 36. Un tel conduit 32 permet d’amener l’air sans avoir à utiliser d’autre moyen, et même sans utiliser d’énergie supplémentaire pour déplacer l’air. En effet, c’est le mouvement de l’air par rapport au véhicule 40, quand celui-ci est en mouvement, qui amène l’air au contact de la paroi 20. Il est donc dirigé par le moyen d’amenée d’air 30. Un tel conduit permet de ne pas avoir besoin d’utiliser de dispositif de mise en mouvement de l’air, tel qu’un compresseur par exemple, et permet donc au dispositif déflecteur 10 de consommer peu d’énergie et de nécessiter peu de maintenance.

Il est possible d’avoir un moyen d’amenée d’air 30 comprenant deux, trois conduits 32 ou même plus. De plus il peut aussi comporter deux ou plus ouvertures de sortie 36, ainsi que deux ou plus ouvertures d’entrée de flux 34. De manière avantageuse, le moyen 30 comporte deux conduits 32 ayant chacun une sortie 36 et une entrée 34.

Le conduit 32 peut aussi avoir une forme apte à accélérer la circulation de l’air de son entrée 34 vers sa sortie 36. Cette forme peut être une réduction de la section du conduit 32 permettant une accélération du flux d’air le traversant. Ainsi, cela permet d’envoyer de l’air avec une plus grande vitesse dans la zone de dépression formée en arrière de la paroi 20, et ainsi de mieux réduire la dépression formée en arrière de la paroi 20.

Le moyen d’amenée d’air 30 est intégré au pare-chocs 50 du véhicule 40. Ainsi, le conduit 32 est aménagé dans le pare-chocs 50 et fait partie de celui-ci. Le pare-chocs 50 et le moyen d’amenée d’air 30 forment donc une même pièce du véhicule 40. Toutefois, en alternative, le moyen d’amenée d’air 30 et le pare-chocs 50 peuvent constituer deux pièces différentes.

Le dispositif déflecteur est intégré à la face avant 60 du véhicule 40. L’entrée d’air 34 du conduit 32 est située sur la face avant 60. Cette entrée 34 est de préférence sur une surface extérieure située à l’avant du véhicule 40 suivant l’axe longitudinal X du véhicule. Nous allons maintenant décrire le comportement des flux d’air dans et autour du dispositif, à l’appui de la figure 4, sur laquelle ces flux sont visibles. Cette figure illustre le dispositif déflecteur présenté aux figures 2 et 3, ainsi nous ne décrirons ici que les éléments qui n’apparaissent pas sur les figures 2 et 3. Sur cette figure, le dispositif déflecteur apparaît dans une position déployée similaire à celle de la figure 2.

Cette figure montre un ensemble de flux d’air extérieurs au véhicule 70. Ces flux contournent la face avant 60 soit par le haut, en passant au-dessus du capot du véhicule (non représenté), soit par les côtés suivant l’axe transversal Y (non représentés), soit par le dessous, en contournant le bouclier avant 55, et en passant en dessous du bas de caisse 57. Les flux sont déviés par la première face 22 de la paroi 20 du dispositif déflecteur 10. De cette manière, la paroi 20 vient s’opposer au flux d’air extérieur au véhicule 70 et entraîne une réduction de la traînée de celui-ci. Le moyen d’amenée d’air 30, qui est ici un conduit 32, capte une partie des flux d’air extérieurs 70 par son entrée 34. Ainsi, un flux d’air traversant 72 emprunte le conduit de son entrée 34 vers sa sortie 36. Au cours de ce chemin de l’entrée 34 vers la sortie 36, le flux d’air traversant 72 peut optionnellement être accéléré. Cette accélération de la vitesse de ce flux 72 peut être obtenue à l’aide par exemple d’une réduction de la section orthogonale au flux 72 du conduit 32.

Le flux d’air traversant 72, après avoir parcouru le conduit 32, sort de celui-ci par la sortie 36. Il devient ainsi le flux d’air sortant 74. Ce flux 74 est amené par le moyen d’amenée d’air 30 au contact de la deuxième face 24 de la paroi 20. Ainsi, le flux sortant 74 vient directement dans ce qui était la zone de dépression 76 dans le dispositif de l’art antérieur présenté en figure 1. De ce fait, le flux sortant diminue très fortement, voire supprime, cette dépression en arrière de la paroi 20. Ainsi, les efforts mécaniques subits par celle-ci sont très fortement réduits et l’énergie nécessaire au déploiement et au maintien en position déployée de la paroi sont très diminués. De plus, la paroi 20, ainsi que sa liaison avec le bas de caisse 57 risquent moins d’être endommagés par ces efforts mécaniques. Par la même, il nécessite moins de maintenance.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Nomenclature

10 : dispositif déflecteur

20 : paroi

22 : première face de la paroi

24 : deuxième face de la paroi

26 : axe de rotation de la lame

30 : moyen d’amenée d’air

32 : conduit

34 : entrée du moyen d’amenée d’air

36 : sortie du moyen d’amenée d’air

40 : véhicule automobile

50 : pare-chocs avant du véhicule

55 : bouclier avant du véhicule

57 : bas de caisse

60 : face avant du véhicule

70 : flux d’air extérieur au véhicule

72 : flux d’air traversant le conduit

74 : flux d’air sortant du conduit

76 : dépression en arrière de la lame