FR2972994A1 - Dispositif aerodynamique a aileron mobile et vehicule equipe d'un tel dispositif. - Google Patents

Abstract

11. Dispositif (7) aérodynamique pour un véhicule (1) automobile, qui comprend : - un bâti (5, 8) définissant un logement (9) ; - au moins un aileron (11) mobile entre une position rétractée dans laquelle l'aileron (11) est reçu dans le logement (9), et une position déployée dans laquelle l'aileron (11) s'étend au moins en partie hors du logement (9), cet l'aileron (11) comprenant plusieurs lames (12A-12D) superposées, mobiles les unes par rapport aux autres de manière télescopique.

Description

Dispositif aérodynamique à aileron mobile et véhicule équipé d'un tel dispositif

L'invention a trait à l'aérodynamique des véhicules automobiles.

Plus précisément, elle concerne un dispositif aérodynamique pour un véhicule automobile, destiné à améliorer la tenue de route à haute vitesse, et pour favoriser la pénétration dans l'air du véhicule. Un tel dispositif comprend généralement un aileron situé à l'arrière du véhicule, par exemple au voisinage du raccord entre le toit et le volet arrière du véhicule, notamment lorsque ce dernier est du type monocorps ou bicorps. La fonction d'un tel aileron est de réduire les recirculations d'air, décollements ou autres tourbillons générés au voisinage du véhicule. Il en résulte une amélioration du coefficient aérodynamique du véhicule, et une diminution de sa consommation et de ses rejets carboniques. Lorsqu'il est fixe, l'aileron forme une excroissance apparente, en saillie vers l'arrière ou vers le haut du véhicule, ce qui peut être jugé comme rompant la ligne générale du véhicule. C'est pourquoi des dispositifs aérodynamiques à ailerons mobiles ont été proposés, tel que celui du document FR 2 843 360. Un tel dispositif comprend une partie fixe solidaire du véhicule, et un aileron monté mobile en rotation par rapport à la partie fixe. Le dispositif est asservi à la vitesse du véhicule : l'aileron, qui intègre un feu stop, est escamoté dans la partie fixe lorsque le véhicule est à l'arrêt ; il est partiellement déployé à faible vitesse pour rendre apparent le feu stop, et complètement déployé lorsque le véhicule roule à haute vitesse. Un inconvénient de cette technique est l'encombrement du dispositif, compte tenu notamment de la cinématique du déploiement et de l'architecture de l'aileron qui présente une surface et une profondeur importantes. Un autre inconvénient est l'exposition de la partie fixe lorsque l'aileron est déployé, ce qui est d'une esthétique contestable et rend le dispositif sensible aux intempéries. En outre, compte tenu de l'intégration du feu stop, le déploiement de l'aileron est obligatoire même à faible vitesse, alors même que la fonction aérodynamique de l'aileron est quasi inexistante. 46419 Equipement volet arrière L'invention vise notamment à remédier aux inconvénients précités des dispositifs connus. Un premier but de l'invention est de diminuer le volume utile du dispositif aérodynamique.

Un deuxième but de l'invention est d'améliorer la continuité esthétique des véhicules équipés de dispositifs aérodynamiques. Un troisième but de l'invention est de laisser le troisième feu stop visible quelque soit la position du dispositif aérodynamique (rétractée ou déployée).

Un quatrième but de l'invention est d'améliorer la résistance des dispositifs aérodynamiques aux intempéries. A cet effet, il est proposé, selon un premier aspect, un dispositif aérodynamique pour véhicule automobile comprenant : Un bâti définissant un logement ; Au moins un aileron mobile entre une position rétractée dans laquelle l'aileron est reçu dans le logement, et une position déployée dans laquelle l'aileron s'étend au moins en partie hors du logement ; Plusieurs lames superposées, mobiles les unes par rapport aux autres de manière télescopique. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, notamment : le dispositif aérodynamique comprend un système d'actionnement de l'aileron, agencé pour déplacer celui-ci de sa position rétractée à sa position déployée, et réciproquement ; le système d'actionnement comprend : une motorisation ; un entraîneur couplé d'une part à la motorisation et d'autre part à l'une au moins des lames, cet entraîneur se présentant par exemple sous forme d'un bras monté pivotant autour d'un axe fixe par rapport au bâti ; le système d'actionnement comprend une unité de contrôle à laquelle la motorisation est asservie ; l'unité de contrôle est programmée pour actionner la motorisation lorsque la vitesse de déplacement du véhicule devient supérieure ou, inversement, inférieure à une valeur seuil prédéterminée ; 46419 Equipement volet arrière chaque lame est munie d'une rainure oblongue dans laquelle est montée à coulissement un pion solidaire d'une lame adjacente. Selon un deuxième aspect, il est proposé un véhicule équipé d'un tel dispositif, le véhicule comprenant par exemple un becquet (pouvant être intégré à un volet de coffre) définissant le bâti du dispositif aérodynamique. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective partielle montrant l'arrière d'un véhicule équipé d'un dispositif aérodynamique montré en position rétractée ; la figure 2 est une vue de détail du dispositif aérodynamique de la figure 1, montré en position déployée ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe montrant le dispositif aérodynamique en position rétractée ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, montrant le dispositif aérodynamique en position déployée. Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile, en l'espèce un véhicule particulier bi-corps, cette configuration étant purement illustrative. Le véhicule 1 comprend une caisse 2 et un volet 3 de coffre arrière monté articulé sur la caisse 2. Le volet 3 de coffre est muni d'une vitre 4 ou lunette arrière, ainsi que d'un becquet 5 surmontant la lunette 4 et intégrant un troisième feu stop 6 central. Sur la figure 1, le véhicule 1 est représenté en cours d'assemblage, sans les habillages intérieurs et sans ses équipements extérieurs tels que poignée et lampe de coffre, plaque d'immatriculation, etc. On définit par rapport à la caisse 2 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : Un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule 1, Un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal,

46419 Equipement volet arrière Un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. Le véhicule 1 est en outre équipé d'un dispositif 7 aérodynamique comprenant : un bâti 8 formé par le becquet 5, qui définit un logement 9 creux muni d'ouvertures 10 s'ouvrant vers l'arrière du véhicule 1, et un aileron 11 aérodynamique mobile entre une position rétractée dans laquelle l'aileron 11 est reçu dans le logement, et une position déployée dans laquelle l'aileron 11 s'étend au moins en partie hors du logement 9, au travers d'une ouverture 10. Plus précisément, comme cela est visible sur la figure 2, le dispositif 7 aérodynamique comprend deux ailerons 11 symétriques disposés de part et d'autre du troisième feu stop 6. Chaque aileron 11 comprend une série de lames 12A, 12B, 12C, 12D superposées, réalisées dans une matière plastique (par exemple dans une résine ABS) ou métallique (par exemple dans un alliage d'aluminium), ou encore dans un matériau composite (tel qu'une fibre de verre ou de carbone) et présentant chacune un bord 13 avant, tourné vers l'avant du véhicule 1, et un bord 14 arrière opposé, tourné vers l'arrière et formant un bord de fuite. Chaque lame 12A-12D comprend un extrados 15 et un intrados 16 qui relient le bord avant 13 au bord arrière 14. Les lames 12A-12D sont mobiles les unes par rapport aux autres de manière télescopique, suivant un mouvement de translation dans le plan XY, parallèlement à l'axe X, ou suivant un mouvement combiné de translation et de rotation dans le plan XY, ou encore suivant un mouvement de rotation dans le plan XY, autour d'un axe A vertical (c'est-à-dire parallèle à l'axe Z). Les lames 12A-12D peuvent être planes. Cependant, suivant un mode préféré de réalisation illustré sur la figure 2, les lames 12A-12D sont cintrées à une extrémité externe où elles forment chacune un winglet 17 épousant le contour du becquet 5, lui-même cintré à ses extrémités externes. Comme cela est visible sur les figures 2 à 4, les lames 12A-12D sont au nombre de quatre mais ce nombre pourrait être inférieur 46419 Equipement volet arrière (l'aileron comprenant au moins deux lames) ou supérieur (cinq lames ou plus). En position rétractée, chaque aileron 11 est complètement reçu dans son logement 9, les lames 12A-12D étant superposées de manière que leurs bords arrière 14 (et éventuellement leurs bords avant 13) soient alignés verticalement. En position déployée, les lames 12A-12D sont décalées les unes par rapport aux autres avec un recouvrement partiel, à la manière des marches d'un escalier ou des secteurs d'un éventail.

Comme illustré sur les figures 3 et 4, le dispositif 7 aérodynamique comprend en outre un système 18 d'actionnement de chaque aileron 11, agencé pour déplacer de manière synchronisée les ailerons 11 de leur position rétractée (figure 3) à leur position déployée (figure 4), et réciproquement, au travers de l'ouverture 10.

Plus précisément, ce système 18 d'actionnement comprend une motorisation 19 et un entraîneur 20 couplé d'une part à la motorisation 19 et d'autre part à l'une au moins des lames 12A-12D, en l'espèce la lame inférieure 12A. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4, l'entraîneur 20 se présente par exemple sous forme d'un bras articulé, monté pivotant autour d'un axe A fixe par rapport au bâti 8, parallèle à l'axe Z. Comme on le voit sur les figures 3 et 4, chaque lame 12A-12D est munie d'une rainure 21 oblongue formée parallèlement à l'axe X, qui se termine longitudinalement par une extrémité 22 avant au voisinage du bord 13 avant, et par une extrémité 23 arrière opposée au voisinage du bord 14 arrière. A une première extrémité 24, le bras 20 est par exemple solidaire d'un arbre de sortie de la motorisation 19. A une extrémité 25 libre opposée, le bras 20 est muni d'un doigt 26 reçu à coulissement dans la rainure 21 de la lame 12A inférieure. A l'exception de la lame 12D supérieure, chaque aileron 11 comprend un mécanisme de renvoi comprenant une série de pions 27, chacun solidaire d'une lame 12A, 12B, 12C et étant reçu dans la rainure de la lame 12B, 12C, 12D adjacente située immédiatement au- dessus. 46419 Equipement volet arrière Comme on le voit sur la figure 3, en position rétractée de l'aileron 11, le doigt 26 de l'entraîneur 20 et les pions 27 sont situés en butée contre les extrémités 23 arrière des rainures 21. Au fur et à mesure du déploiement de l'aileron 11, le doigt 26 commence par atteindre l'extrémité 22 avant de la lame 12A inférieure, qui entraîne avec elle la lame 12B adjacente située au-dessus lorsque son pion 27 atteint l'extrémité 22 avant de la rainure 21, et ainsi de suite jusqu'à la lame 12D supérieure. Comme on le voit sur la figure 4, en position déployée de l'aileron 11, les pions 27 sont situés en butée contre les extrémités 23 arrière des rainures 21. La rétraction de l'aileron 11 se fait par le mouvement inverse, l'entraîneur 20 déplaçant la lame 12A inférieure dès lors que le doigt 26 arrive en butée contre l'extrémité 23 arrière de la rainure 21, chaque pion 27 agissant de même sur la lame 12B, 12C, 12D adjacente jusqu'à la lame supérieure 12D, jusqu'à la rétraction complète de l'aileron 11 dans le logement 9 (figure 3). Selon un mode préféré de réalisation, le système 18 d'actionnement est automatique, et comprend une unité 28 de contrôle à laquelle la motorisation 19 est asservie. Plus précisément, l'asservissement en vitesse comprend la programmation dans l'unité 28 de contrôle d'une vitesse Vs seuil (par exemple de 50 hm/h environ), telle que : lorsque la vitesse V de déplacement du véhicule 1 devient supérieure ou égale à la valeur de la vitesse VS seuil, l'unité 28 de contrôle active la motorisation 19 pour déployer l'aileron 11 à partir de sa position rétractée, inversement, lorsque la vitesse V de déplacement redevient inférieure à la valeur de la vitesse VS seuil, l'unité 28 de contrôle active la motorisation 19 pour rétracter l'aileron 11 à partir de sa position déployée. A cet effet, l'unité 28 de contrôle peut, comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, être reliée à un tachymètre 29 du véhicule, qui lui communique à chaque instant la vitesse V instantanée du véhicule 1.

La fonction de l'aileron 11 est de stabiliser le véhicule 1 aux vitesses élevées (c'est-à-dire supérieures à la vitesse VS seuil 46419 Equipement volet arrière prédéterminée), et de diminuer la résistance du véhicule 1 à la pénétration dans l'air (en d'autres termes, réduire le coefficient de traînée du véhicule 1), afin d'en réduire la consommation (et donc la pollution carbonique).

En pratique, l'aileron 11 en position déployée augmente la surface d'écoulement laminaire de la masse d'air au sein de laquelle se déplace le véhicule 1, les extrados 15 des lames 12A-12D se combinant pour former une surface sensiblement continue dans le prolongement de la surface du toit du véhicule 1. Il en résulte une diminution des turbulences naissant de la rupture de ligne entre le toit du véhicule 1 et la lunette 4. Le caractère télescopique des ailerons 11 permet d'augmenter sa surface utile en position déployée, par rapport aux ailerons ordinaires qui présentent soit un encombrement acceptable mais une surface utile insuffisante au regard des performances aérodynamiques souhaitées, soit une surface utile acceptable mais un encombrement trop important au regard des exigences de compacité des équipements du véhicule. Compte tenu de la compacité des ailerons 11 en position rétractées, l'encombrement du dispositif 7 aérodynamique est suffisamment restreint pour qu'il ne soit apporté aucune modification au becquet 5, qui peut être repris tel quel de la série, les seules adaptations se limitant au percement des ouvertures 10 et à l'intégration de l'instrumentation nécessaire à la motorisation des ailerons 11.

Compte tenu du caractère escamotable des ailerons 11, le style du véhicule 1 aux faibles vitesses est inchangé. Aux vitesses élevées, les ailerons 11 déployés forment des appendices aérodynamiques qui s'étendent sensiblement dans le prolongement de la ligne de toit du véhicule 1, et de ce fait ne rompent pas véritablement la continuité esthétique de celui-ci. En outre, que les ailerons 11 soient en position rétractée ou déployée, ils laissent le troisième feu stop 6 visible, au bénéfice de la sécurité active du véhicule 1. Enfin, seuls les ailerons 11 étant mobiles, le bâti 8 (défini par le becquet 5) demeure fixe, et par conséquent offre une bonne résistance aux intempéries, les organes moteurs, en particulier la motorisation 19, 46419 Equipement volet arrière étant préservés des précipitations (pluie, neige) et donc de la rouille. Il en résulte une durée de vie accrue par rapport aux dispositifs aérodynamiques connus.

46419 Equipement volet arrière NOMENCLATURE 1 véhicule 2 caisse 3 coffre 4 lunette becquet 6 troisième feu stop 7 dispositif aérodynamique 8 bâti 9 logement ouvertures 11 aileron 12 lames 13 bord avant 14 bord arrière extrados 16 intrados 17 winglet 18 système d'actionnement 19 motorisation entraîneur (bras) 21 rainure 22 extrémité avant de la rainure 23 extrémité arrière 24 première extrémité du bras extrémité libre 26 doigt 27 pions 28 unité de contrôle 29 tachymètre X axe longitudinal Y axe transversal Z axe vertical A axe de rotation 46419 Equipement volet arrière

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (7) aérodynamique pour un véhicule (1) automobile, qui comprend : un bâti (5, 8) définissant un logement (9) ; au moins un aileron (11) mobile entre une position rétractée dans laquelle l'aileron (11) est reçu dans le logement (9), et une position déployée dans laquelle l'aileron (11) s'étend au moins en partie hors du logement (9) ; caractérisé en ce que l'aileron (11) comprend plusieurs lames (12A-12D) superposées, mobiles les unes par rapport aux autres de manière télescopique.
2. 2. Dispositif (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un système (18) d'actionnement de l'aileron (11), agencé pour déplacer celui-ci de sa position rétractée à sa position déployée, et réciproquement.
3. 3. Dispositif (7) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système (18) d'actionnement comprend : une motorisation (19) ; un entraîneur (20) couplé d'une part à la motorisation (19) et d'autre part à l'une au moins des lames (12A-12D).
4. 4. Dispositif (7) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit entraîneur (20) se présente sous forme d'un bras monté pivotant autour d'un axe (A) fixe par rapport au bâti (5, 8).
5. 5. Dispositif (7) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le système (18) d'actionnement comprend une unité (28) de contrôle à laquelle la motorisation (20) est asservie.
6. 6. Dispositif (7) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité (28) de contrôle est programmée pour actionner la motorisation (20) lorsque la vitesse (V) de déplacement du véhicule (1) devient supérieure ou, inversement, inférieure à une valeur (Vs) seuil prédéterminée.
7. 7. Dispositif (7) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque lame (12A-12D) est munie d'une rainure (21) oblongue dans laquelle est montée à coulissement un doigt (25) ou 46419 Equipement volet arrièreun pion (27) solidaire d'un entraîneur (20) ou d'une lame (12A-12C) adjacente.
8. 8. Véhicule (1) équipé d'un dispositif (7) aérodynamique selon l'une de revendications précédentes.
9. 9. Véhicule (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un becquet (5) arrière définissant le bâti (8) du dispositif (7) aérodynamique.
10. 10. Véhicule (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit becquet (5) est intégré à un volet (3) de coffre du véhicule (1). 10 46419 Equipement volet arrière