FR3024632A1 - Dispositif de chauffage d'une roue de vehicule par induction magnetique - Google Patents

Abstract

Un dispositif (DC) est dédié au chauffage d'une roue (RV) installée dans un passage de roue (PR) d'un véhicule et comprenant un pneu (PN) comportant une ceinture à fils métalliques (CF) entourée par une couche externe (CE) en caoutchouc et définissant une bande de roulement (BR). Ce dispositif (DC) comprend des moyens d'induction magnétique (MI) destinés à être installés dans le passage de roue (PR) et agencés pour générer dans ce dernier (PR) un champ magnétique propre à induire dans la ceinture (CF) un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de la couche externe (CE).

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE D'UNE ROUE DE VÉHICULE PAR INDUCTION MAGNÉTIQUE L'invention concerne les véhicules qui comprennent des roues comportant des pneus, et plus précisément les dispositifs de chauffage qui permettent de réchauffer les pneus de telles roues. Comme le sait l'homme de l'art, certains véhicules comprennent des pneus dits « été » du fait que leur gomme en caoutchouc est agencée pour offrir des propriétés mécaniques d'adhérence optimales dans un intervalle de températures compris entre environ 10°C et environ 30°C (en moyenne). Ces pneus été, contrairement à ceux dits « hiver » (adaptés aux températures inférieures à 10 °C), s'avèrent donc inadaptés lorsqu'il neige ou qu'il gèle. Afin que les pneus été puissent continuer à offrir des propriétés mécaniques d'adhérence correctes lorsque la température est inférieure à 10°, il a été proposé de chauffer leur gomme de deu< façons différentes. Une première façon consiste à les chauffer par convection en dirigeant un flux d'air chaud vers leur gomme (ou couche externe) dans leur passage de roue. Ce flux d'air chaud peut, par exemple, provenir de l'installation de chauffage/climatisation du véhicule ou d'un circuit réchauffé par une partie des gaz d'échappement. Cette solution est très simple à mettre en oeuvre et peu onéreuse, mais, hélas, elle offre un rendement assez faible du fait des pertes importantes dans les passages de roue. Une seconde façon consiste à les chauffer par conduction, par exemple en faisant circuler dans la ceinture à fils métalliques qui entoure leur couche externe (ou gomme) un courant électrique destiné à induire un effet Joule. Cette solution permet de réchauffer efficacement la couche externe car les pertes sont quasiment inexistantes. Cependant, elle nécessite un raccordement de la ceinture à fils métalliques à une source d'alimentation électrique du véhicule, ce qui nécessite une modification importante non seulement de la jante mais également du pneu pour le passage de fils électriques d'alimentation, et donc la rend non seulement onéreuse mais également impossible à mettre en oeuvre dans des roues classiques. L'invention a donc notamment pour but de proposer une solution alternative qui ne présente pas les inconvénients précités.

Elle propose à cet effet un dispositif dédié au chauffage d'une roue installée dans un passage de roue d'un véhicule et comprenant un pneu comportant une ceinture à fils métalliques entourée par une couche externe en caoutchouc et définissant une bande de roulement. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend des moyens d'induction magnétique destinés à être installés dans le passage de roue et agencés pour générer dans ce dernier un champ magnétique qui est propre à induire dans la ceinture (lorsqu'elle tourne) un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de la couche externe. Le pneu peut ainsi être réchauffé efficacement « à coeur » avec très peu de pertes, sans qu'il faille le modifier et sans qu'il faille modifier sa jante. Le dispositif de chauffage selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans un premier mode de réalisation, ses moyens d'induction magnétique peuvent comprendre au moins un aimant ; - cet aimant peut être de type permanent, ou bien de type non permanent et alimenté en courant par une source du véhicule ; - dans un second mode de réalisation, ses moyens d'induction magnétique peuvent comprendre au moins un solénoïde propre à être installé sur une paroi délimitant le passage de roue et à être alimenté en courant par une source du véhicule. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins deux passages de roue dans lesquels sont montés à rotation des roues, comprenant chacune un pneu comportant une ceinture à fils métalliques entourée par une couche externe en caoutchouc et définissant une bande de roulement, et équipés chacun d'un dispositif de chauffage du type de celui présenté ci-avant.

L'invention propose également un procédé, destiné à permettre le chauffage d'une roue installée dans un passage de roue d'un véhicule et comprenant un pneu comportant une ceinture à fils métalliques entourée par une couche externe en caoutchouc et définissant une bande de roulement, et consistant à générer dans ce passage de roue un champ magnétique propre à induire dans la ceinture un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de la couche externe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 1 o lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, un exemple de passage de roue de véhicule automobile équipé d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de chauffage selon l'invention, et 15 la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, un exemple de passage de roue de véhicule automobile équipé d'un second exemple de réalisation d'un dispositif de chauffage selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif DC 20 destiné à permettre le chauffage d'une roue RV installée dans un passage de roue PR d'un véhicule et comprenant un pneu PN monté sur une jante J. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout 25 type de véhicule comprenant des passages de roue à l'intérieur desquels tournent des roues comprenant des pneus. Ainsi, elle concerne également les véhicules utilitaires, les autocars (ou bus), les camions, les engins de chantier, les véhicules agricoles, les véhicules de voirie, les motocyclettes à deux ou trois roues et les quadricycles (ou quads). 30 On a schématiquement représenté sur la figure 1 une partie d'un passage de roue PR d'un véhicule (ici de type automobile), délimité par une paroi PP et dans lequel peut tourner une roue RV. Cette dernière (RV) comprend classiquement une jante J sur laquelle est monté un pneu PN comportant une ceinture à fils métalliques CF entourée par une couche externe (ou gomme) CE réalisée en caoutchouc et définissant une bande de roulement BR. Le passage de roue PR est équipé d'un dispositif de chauffage DC selon l'invention. Ce dernier (DC) comprend des moyens d'induction magnétique MI qui sont destinés à être installés dans le passage de roue PR et qui sont agencés pour générer dans ce dernier (PR) un champ magnétique propre à induire dans la ceinture CF un courant électrique qui produit de la chaleur destinée à augmenter la température de la couche externe CE.

Ce courant électrique, de type courant de Foucault, est induit dans la couche externe CE du fait de l'entraînement en rotation du pneu PN (et en particulier d'une partie de sa ceinture CF) dans un passage de roue PR où règne un champ magnétique. La circulation d'un courant électrique dans la ceinture CF induit par effet Joule une génération de chaleur qui, par conduction thermique, est transférée au moins partiellement au pneu PN et donc provoque son réchauffement (et notamment celui de sa bande de roulement BR). La température de la gomme peut ainsi être élevée jusque dans une plage de valeurs dans laquelle le pneu PN offre des propriétés mécaniques d'adhérence similaires à celles qu'il présente dans sa plage de fonctionnement normale, alors même qu'il neige ou qu'il gèle. Typiquement, pour élever d'une dizaine de degrés la température d'une masse d'environ 300 gr d'un caoutchouc de pneu ayant une capacité thermique Cp d'environ 1200 J/kg/K, il faut induire une puissance thermique d'environ 4 kW en produisant un champ magnétique, typiquement compris entre environ quelques milli tesla et environ 1 tesla. Les moyens d'induction magnétique MI peuvent être réalisés d'au moins deux façons. Dans une première façon, illustrée non limitativement sur la figure 1, les moyens d'induction magnétique MI comprennent au moins un aimant. Ce dernier est de préférence placé derrière une partie de la paroi PP qui délimite le passage de roue PR, afin de pouvoir être protégé, notamment des projections issues de la roue RV associée.

Cet aimant peut être soit permanent (comme illustré non limitativement sur la figure 1), soit non permanent, et dans ce cas pour produire un champ magnétique il doit être alimenté en courant par une source électrique du véhicule continue ou alternative.

Dans une seconde façon, illustrée non limitativement sur la figure 2, les moyens d'induction magnétique MI comprennent au moins un solénoïde propre à être installé sur la paroi PP qui délimite le passage de roue PR et à être alimenté en courant par une source du véhicule. Ce solénoïde comprend des spires métalliques dont les deux extrémités opposées sont connectées à des câbles électriques CA qui sont également connectés à la source électrique, de manière à pouvoir être alimentées en courant électrique propre à leur permettre de générer un champ magnétique. Une partie du pneu PN peut se déplacer (par rotation) dans l'espace qui est délimité par l'ensemble des spires métalliques et dans lequel règne un champ magnétique, lorsque sa roue RV est entraînée en rotation. On notera que la source électrique peut fournir aux spires métalliques un courant continu ou alternatif. On notera également que dans l'exemple non limitatif de la figure 2 les spires métalliques sont inclinées par rapport à la bande de roulement BR. Mais cela n'est pas obligatoire. Elles pourraient en effet être sensiblement parallèles à la bande de roulement BR. Par ailleurs, la source électrique peut être le réseau d'alimentation du véhicule ou bien un circuit électronique couplé au réseau d'alimentation du 25 véhicule. Il est important de noter que l'invention peut être également considérée sous l'angle d'un procédé de chauffage, pouvant être notamment mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de chauffage DC du type de celui présenté ci-avant. Les fonctionnalités offertes par la mise en oeuvre du 30 procédé selon l'invention étant identiques à celles offertes par le dispositif de chauffage DC présenté ci-avant, seule la fonctionnalité principale offerte par le procédé est présentée ci-après. Ce procédé de chauffage consiste à générer dans un passage de roue PR un champ magnétique qui est propre à induire dans la ceinture métallique CF du pneu PN (en rotation) un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de la couche externe CE. Grâce à l'invention des pneus d'un véhicule peuvent être réchauffés efficacement « à coeur » (et donc avec très peu de pertes), sans qu'il faille les modifier et sans qu'il faille modifier leurs jantes. Par conséquent, n'importe quelle roue de véhicule peut être réchauffée par induction magnétique sans adaptation, dès lors qu'elle comprend une ceinture métallique placée dans un passage de roue.10

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (DC) pour chauffer une roue (RV) installée dans un passage de roue (PR) d'un véhicule et comprenant un pneu (PN) comportant une ceinture à fils métalliques (CF) entourée par une couche externe (CE) en caoutchouc et définissant une bande de roulement (BR), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'induction magnétique (Ml) destinés à être installés dans ledit passage de roue (PR) et agencés pour générer dans ce dernier (PR) un champ magnétique propre à induire dans ladite ceinture (CF) un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de ladite couche externe (CE).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'induction magnétique (Ml) comprennent au moins un aimant.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit aimant est de type permanent.
4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit aimant est de type non permanent et alimenté en courant par une source dudit véhicule.
5. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'induction magnétique (Ml) comprennent au moins un solénoïde propre à être installé sur une paroi (PP) délimitant ledit passage de roue (PR) et à être alimenté en courant par une source dudit véhicule.
6. 6. Véhicule comprenant au moins deux passages de roue (PR) dans lesquels sont montés à rotation des roues (RV) comprenant chacune un pneu (PN) comportant une ceinture à fils métalliques (CF) entourée par une couche externe (CE) en caoutchouc et définissant une bande de roulement (BR), caractérisé en ce que chaque passage de roue (PR) est équipé d'un dispositif de chauffage (DC) selon l'une des revendications précédentes.
7. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.
8. 8. Procédé de chauffage d'une roue (RV) installée dans un passage deroue (PR) d'un véhicule et comprenant un pneu (PN) comportant une ceinture à fils métalliques (CF) entourée par une couche externe (CE) en caoutchouc et définissant une bande de roulement (BR), caractérisé en ce qu'il consiste à générer dans ledit passage de roue (PR) un champ magnétique propre à induire dans ladite ceinture (CF) un courant électrique produisant de la chaleur destinée à augmenter la température de ladite couche externe (CE).